DE4424342C1

DE4424342C1 - Sensor array

Info

Publication number: DE4424342C1
Application number: DE19944424342
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Steiner; Ulrich Hoefer
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1994-07-11
Filing date: 1994-07-11
Publication date: 1995-11-02
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: WO1996001992A1

Abstract

A sensor array with metal oxide semiconductor gas sensors operated as resistor components, in which each sensor consists of a contact electrode (contact pad) applied to a substrate and a sensor-active layer deposited thereon, in which at least part of the sensors have a different contact spacing L of the contact pads in relation to the other sensors and/or a different dimensions of the area of the sensor-active layer and/or a different contact border area A between the contact and the sensor-active layer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sensorarray mit Metall oxid-Halbleiter-Gassensoren, wobei, zumindest ein Teil, der Sensoren in Bezug zu den weiteren Sensoren eine unterschiedliche Dimensionierung aufweist.The invention relates to a sensor array with metal oxide semiconductor gas sensors, wherein, at least one Part, the sensors in relation to the other sensors has a different dimension.

Metalloxid-Halbleiter-Gassensoren sind bekannt und werden in vielen Bereichen für den Nachweis von Teil chen in Luft verwendet.Metal oxide semiconductor gas sensors are known and are used in many areas for the detection of part Chen used in air.

Halbleiter-Gassensoren auf Metalloxidbasis, insbeson dere SnO₂-Sensoren, sind ebenfalls bekannt (W. Göpel et al. Sensors; Comprehensive Survey, Vol. II; Chemi cal and Biochemical Sensors, Part 1 VCH-Verlag Wein heim 1991).Semiconductor gas sensors based on metal oxide, in particular their SnO₂ sensors are also known (W. Göpel et al. Sensors; Comprehensive Survey, Vol. II; Chemi cal and Biochemical Sensors, Part 1 VCH-Verlag Wein Heim 1991).

Diese bekannten SnO₂-Sensoren sind exakt definierte Widerstandselemente, die diskret betrieben werden (Leitfähigkeitssensoren). Die Sensoren sind dabei so aufgebaut, daß direkt auf einem inerten Träger Kon taktelektroden aufgebracht sind. Die Sensoren aktive Schicht ist z. B. gesputtertes polykristallines SnO₂, das dann auf der Kontaktelektroden abgeschieden wird.These known SnO₂ sensors are precisely defined Resistance elements that are operated discretely (Conductivity sensors). The sensors are like this built up that directly on an inert carrier Kon clock electrodes are applied. The sensors are active Layer is e.g. B. sputtered polycrystalline SnO₂, which is then deposited on the contact electrodes.

Zur Einstellung der Arbeitstemperatur ist meist eine integrierte Heizung vorgesehen, die z. B. auf der Rückseite des Substrates angeordnet sein kann. Zur Passivierung sowohl für die Kontaktelektroden als auch für die Heizung ist z. B. eine dünne SiO₂-Schicht vorgesehen, die direkt, z. B. auf dem Substrat, aufge bracht sein kann. Zur spezifischen Aktivierung von Gasreaktionen an bzw. auf der Oberfläche werden dabei gezielt Promotoren-Katalysatoren verwendet. So modi fizierte Sensoren werden für eine Vielzahl von Gasen eingesetzt.To set the working temperature is usually one integrated heating provided, the z. B. on the Back of the substrate can be arranged. For Passivation for both the contact electrodes and for heating, too. B. a thin SiO₂ layer provided directly, e.g. B. on the substrate can be brought. For the specific activation of Gas reactions on or on the surface are specifically used promoter catalysts. So modes Fected sensors are used for a variety of gases used.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen derartige Sensoren, wobei die sensoraktive Schicht aus einem SnO₂-Material be steht. Derartige Sensoren werden insbesondere zur Detektion von Gasen, wie CO_x, NO_x, CH₄, C₂H₅OH, H₂ und NH₃ eingesetzt. Fig. 1 and Fig. 2 show such sensors, the sensor-active layer made of a SnO₂ material be. Such sensors are used in particular for the detection of gases such as CO _x , NO _x , CH₄, C₂H₅OH, H₂ and NH₃.

Der Vorteil der vorstehend beschriebenen Metalloxid- Gassensoren liegt in der thermodynamischen Stabilität der aktiven Schichten bis hin zu hohen Temperaturen und in der einfachen Herstellung der Sensoren durch Standardverfahren wie Dünnschichttechnologien. Dar über hinaus lassen sich Metalloxid-Gassensoren durch Katalysatoren und Dotierstoffe in ihren bevorzugten Gasreaktionen beeinflussen. Gerade die Kombination aus technischer Stabilität und einfacher Verarbeitung qualifizieren Metalloxid-Gassensoren für Aufwendun gen, bei denen hohe Stückzahlen, die kostengünstig herstellbar sind, verlangt werden. Hierzu zählen ins besondere Bereiche, wie kontinuierliche Arbeitsplatz- und Haushaltsüberwachung sowie die Umweltanalytik.The advantage of the metal oxide Gas sensors lie in the thermodynamic stability the active layers up to high temperatures and in the simple manufacture of the sensors Standard processes such as thin film technologies. Dar metal oxide gas sensors can also be passed through Catalysts and dopants in their preferred Affect gas reactions. Just the combination from technical stability and simple processing qualify metal oxide gas sensors for expenditure gene, where high quantities, the inexpensive are producible, are required. These include ins special areas, such as continuous workplace and household surveillance as well as environmental analysis.

Da jedoch die vorstehend beschriebenen Metalloxid- Gassensoren Mischgassensoren sind, ist die Selektivi tät bei der Analyse von komplexen Gasgemischen unzu reichend. Auch durch spezifische Oberflächen- und/ oder Volumenmodifikationen können im günstigsten Fall nur bevorzugte Gasreaktionen erzeugt werden.However, since the metal oxide Gas sensors are mixed gas sensors, is the selective in the analysis of complex gas mixtures reaching. Also through specific surface and / or volume modifications can at best only preferred gas reactions are generated.

Eine Entwicklungsrichtung zur Beseitigung dieses Nachteiles besteht nun darin, sog. Sensorarrays her zustellen. Bei derartigen Sensorarrays handelt es sich um eine Anordnung von mehreren Sensoren, wobei hier unterschiedliche sensoraktive Schichten einge setzt werden. Durch derartige Sensorarrays mit unter schiedlich modifizierten Sensoren in Bezug auf ihre Oberflächen sollte eine komplexere Gasanalyse möglich sein. Demnach sollte z. B. für eine Gasatmosphäre, bestehend aus 4-Gasen, mindestens vier Gassensoren mit unterschiedlich bevorzugten Gasreaktionen einge setzt werden, um eine entsprechende quantitive Gas analyse durchführen zu können. Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Sensoren nur mit einem unver tretbar hohen Aufwand herzustellen sind und daß auch diese Sensoren, da sie ja ebenfalls Mischgassenoren sind, eine unzureichende Selektivität aufweisen.A direction of development to eliminate this The disadvantage now consists of so-called sensor arrays deliver. Such sensor arrays are concerned an arrangement of several sensors, whereby different sensor-active layers are inserted here be set. Such sensor arrays with under differently modified sensors in relation to their A more complex gas analysis should be possible on surfaces his. Accordingly, z. B. for a gas atmosphere, consisting of 4 gases, at least four gas sensors with different preferred gas reactions be put to a corresponding quantitative gas to be able to carry out analysis. However, it has shown that such sensors only with an unrelated are manageable high effort and that too these sensors, since they are also mixed gas sensors are inadequate selectivity.

Ausgehend hiervon, ist es die Aufgabe der vorliegen den Erfindung, ein Sensorarray für die komplexe Gas analyse vorzuschlagen, das eine hinreichende Selekti vität besitzt und das kostengünstig und einfach her stellbar ist. Based on this, it is the task of the present the invention, a sensor array for the complex gas propose analysis that is a sufficient selectivity vity owns and that inexpensive and easy is adjustable.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche zei gen vorteilhafte Weiterbildungen auf.The task is characterized by the characteristics of claim 1 solved. The subclaims advantageous developments.

Erfindungsgemäß wird demnach vorgeschlagen, ein Sen sorarray dadurch zu realisieren, daß die Sensoren sich in ihrer Dimensionierung unterscheiden. Es hat sich dabei gezeigt, daß sich auch unter Verwendung eines einheitlichen Sensormaterials, z. B. SnO₂, dann bevorzugte Gasreaktionen einstellen. Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist, daß, zumindest bei einem Teil der Sensoren, ein unterschiedlicher Kon taktabstand L zu benachbarten Sensoren vorliegt und/ oder, daß eine unterschiedliche Fläche der sensorak tiven Schicht D und/oder eine unterschiedliche Berüh rungsgrenzfläche A zwischen dem Kontakt K und der sen soraktiven Schicht D vorhanden ist.According to the invention, it is therefore proposed that a Sen to realize sorarray in that the sensors differ in their dimensions. It has it was shown that even using a uniform sensor material, e.g. B. SnO₂, then set preferred gas reactions. Essential to the solution according to the invention is that, at least in part of the sensors, a different con cycle distance L to neighboring sensors is present and / or that a different area of the sensorak tive layer D and / or a different touch tion interface A between the contact K and the sen soraactive layer D is present.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schlägt vor, daß zusätzlich noch die Dicke der sensoraktiven Schicht variiert wird, dadurch kann eine nochmalige Verbesserung der Selektivität erreicht werden. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform betrifft die Vari ierung der Größe des Kontaktpads K und die Variation des Passivierungsfensters. Auch diese Maßnahmen tra gen zu einer nochmaligen Steigerung der Selektivität bei.A preferred embodiment of the invention suggests before that additionally the thickness of the sensor-active Layer is varied, this can be repeated Selectivity improvement can be achieved. A another preferred embodiment relates to the Vari ization of the size of the contact pad K and the variation of the passivation window. These measures too to further increase the selectivity at.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Sensorarray zeich net sich besonders dadurch aus, daß dessen Geometrie in einem Strukturierungsschritt realisierbar ist. Zusätzliche Arbeitsschritte zur Volumen- und Oberflä chenmodifikation werden nicht mehr oder nur einge schränkt nötig. Dadurch können nun komplexe Sensorar rays in nur wenigen Arbeitsschritten hergestellt wer den. Die erfindungsgemäßen Sensorarrays zeichnen sich demnach dadurch aus, daß nicht nur komplexe Gasgemi sche analysiert werden können, sondern besonders da durch, daß die Herstellung sehr einfach und kosten günstig möglich ist.The proposed sensor array according to the invention is particularly characterized by the fact that its geometry can be implemented in one structuring step. Additional work steps for volume and surface Chen modifications are no longer or only included limits necessary. This allows complex sensors rays in just a few steps the. The sensor arrays according to the invention stand out therefore from the fact that not only complex Gasgemi can be analyzed, but especially there through that the manufacture is very simple and cost is cheap possible.

An Hand der folgenden Beschreibung ei nes bevorzugten Ausführungsbeispiels, sowie anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.Based on the following description n preferred embodiment, and with reference to the drawings, the invention is explained in more detail.

Hierbei zeigen:Here show:

Fig. 1 einen Querschnitt eines CO₂-Dünnschichtgassen sors mit einer auf der Unterseite aufgebrach ten Heizung, Fig. 1 shows a cross section of a thin film CO₂ sors lanes with a set on the bottom broke th heating,

Fig. 2 einen Querschnitt eines CO₂-Dünnschichtgassen sors, wobei die Heizung auf der gleichen Seite wie die sensitive Schicht aufgebracht ist, Fig. 2 shows a cross section of a thin film CO₂ lanes sors, wherein said heating is applied on the same side as the photosensitive layer,

Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Sensorarray mit vier Kontaktzonen, Fig. 3 shows an inventive sensor array with four contact zones,

Fig. 4 ein zur Messung inontiertes Sensorarray nach Fig. 3, Fig. 4 is a inontiertes for measuring sensor array according to Fig. 3,

Fig. 5 Meßergebnisse bezüglich einer CO-Messung. Fig. 5 measurement results related to a CO measurement.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen dabei den prinzipiellen Auf bau von Einzelsensoren 1, wie sie auch für das Array verwendet werden können. Diese aus dem Stand der Technik bekannten Einzelsensoren bestehen dabei aus einem mechanischen Träger 2, der hier ein Silizium substrat ist. Zur Einstellung der Arbeitstemperatur befindet sich beim Sensor 1 nach Fig. 1 auf der Rück seite des Substrats 2 eine integrierte Heizung 8. Die sensorisch aktive Schicht 6 ist gesputtertes polykri stallines SnO₂, das direkt auf die Kontaktelektroden 3, 4, hier Platin- und Tantalelektroden, abgeschieden wird. Die Elektroden 3, 4 sind zum Substrat elek trisch durch eine SiO₂-Schicht 7 passiviert. Zur Haf tung der Elektroden 3, 4 ist ein dünner Tantalhaft vermittler zwischen den Elektroden 3, 4 und 8 und der Passivierungssicht 7 eingebaut. Beim Sensor 1 nach Fig. 1 ist zusätzlich die sensitive Schicht 6 mit einer Katalysatorschicht 5 überzogen, die noch Promo toren enthalten kann. Fig. 1 and Fig. 2 show the basic construction of individual sensors 1 , as they can also be used for the array. These individual sensors known from the prior art consist of a mechanical carrier 2 , which is a silicon substrate here. To set the working temperature, there is an integrated heater 8 in sensor 1 according to FIG. 1 on the rear side of substrate 2 . The sensorically active layer 6 is sputtered polycrystalline SnO₂, which is deposited directly onto the contact electrodes 3 , 4 , here platinum and tantalum electrodes. The electrodes 3 , 4 are electrically passivated to the substrate by an SiO₂ layer 7 . To adhere the electrodes 3 , 4 , a thin tantalum bonding agent is installed between the electrodes 3 , 4 and 8 and the passivation view 7 . In the sensor 1 of FIG. 1, the sensitive layer 6 is coated with a catalyst layer 5 in addition, the remaining promoters can.

Der Sensor 1 nach Fig. 2 unterscheidet sich lediglich dadurch, daß hier die Heizung 8 auf der gleichen Sei te, wie die sensitive Schicht 6 angeordnet ist. In diesem Fall ist dann noch eine zusätzliche Passivie rungsschicht 9 nötig.The sensor 1 according to FIG. 2 differs only in that here the heater 8 on the same side as the sensitive layer 6 is arranged. In this case, an additional passivation layer 9 is then necessary.

Die vorstehend beschriebenen Sensoren nach Fig. 1 und Fig. 2 sind ausführlich in einer noch unveröffent lichten Anmeldung der Anmelderin (P 43 34 410.0-52) beschrieben. Auf den Offenbarungsgehalt wird hier insbesondere in bezug auf die Variation der Promoto ren und/oder Katalysatoren und/oder der Dotierungen ausdrücklich Bezug genommen.The above-described sensors according to FIG. 1 and FIG. 2 are described in detail in an unpublished Application of the Applicant (P 43 34 410.0-52). Reference is expressly made here to the disclosure content, in particular with regard to the variation of the promoters and / or catalysts and / or the doping.

Fig. 3 zeigt nun eine mögliche Ausführungsform, wie ein erfindungsgemäßes Array aufgebaut sein kann. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 besteht das Array aus vier Kontaktzonen, die jeweils sechs Kontaktpads K auf weisen. In Fig. 3 ist die integrierte Heizung und der Katalysator nicht abgebildet, da er für das Verständ nis der Erfindung nicht notwendig ist. Der Aufbau eines Elementes entspricht im Prinzip denen, wie sie in Fig. 1 und Fig. 2 beschrieben worden sind. Fig. 3 shows a possible embodiment of such an inventive array may be constructed. In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the array consists of four contact zones, each of which has six contact pads K. In Fig. 3, the integrated heater and the catalyst is not shown because it is not necessary for understanding the invention. The structure of an element corresponds in principle to those as have been described in FIG. 1 and FIG. 2.

Im Beispielsfall nach Fig. 3 besteht demnach der Sen sorarray aus vier parallel angeordneten Reihen von Einzelsensoren, wobei in jeder Reihe sechs Sensoren angeordnet sind. Die sensoraktive Schicht D ist hierbei in Form eines Streifens ausgebildet, der über alle Sensoren in einer Reihe geführt ist. Der Kontaktab stand L variiert hierbei in einer Reihe, ausgehend von 10 µm (Spalt 1) bis zu 500 µm (Spalt 5). Gleich zeitig mit der Änderung des Kontaktabstandes L vari iert die sensoraktive Fläche D, nämlich in der Weise, daß in jeder Reihe ein unterschiedlich breiter Strei fen vorgesehen ist. In der Ausführungsform nach Fig. 3 ist mit der Änderung der sensoraktiven Fläche D auch eine Änderung der Berührungsgrenzfläche A zwischen der sensoraktiven Fläche D und dem einzelnen Kontaktpad K verbunden. Die Berührungsgrenzfläche A ist beispielhaft in Fig. 3 in der ersten Reihe durch das Symbol schraffiert A ge kennzeichnet. Damit wird deutlich, daß sich auch die Berührungsgrenzfläche A sowohl in den einzelnen Rei hen, wie auch in einer Einzelreihe dadurch ändern kann, daß nämlich der Streifen der sensoraktiven Flä che D nicht vollständig über einen einzelnen Kontaktpad K geführt ist. Im Beispielsfall nach Fig. 3 ist der Kontakt K ein Platinkontakt und die sensitive Schicht D eine SnO₂-Schicht.In the example shown in FIG. 3, the sensor array consists of four rows of individual sensors arranged in parallel, with six sensors being arranged in each row. The sensor-active layer D is designed in the form of a strip that is guided in a row over all sensors. The Kontaktab stood L varies in a row, starting from 10 microns (gap 1 ) to 500 microns (gap 5 ). Simultaneously with the change in the contact distance L, the sensor-active surface D varies, namely in such a way that a different width is provided in each row. In the embodiment according to FIG. 3, the change in the sensor-active surface D is also associated with a change in the contact interface A between the sensor-active surface D and the individual contact pad K. The contact interface A is exemplified in Fig. 3 in the first row by the symbol hatched A ge. This makes it clear that the contact interface A can change both in the individual rows, as well as in a single row, namely that the strip of sensor-active surface D is not completely guided over a single contact pad K. In the example of FIG. 3, the contact K is a platinum contact and the sensitive layer D is a SnO₂ layer.

Das hier vorgestellte Layout des Sensorarrays ist beispielhaft. Die Erfindung umfaßt hier alle Varian ten, bei denen zumindest der Kontaktabstand L und/ oder die Berührungsgrenzfläche A, und/oder die sen soraktive Fläche D zumindest bei einem Teil der Senso ren, variiert. Von der Erfindung werden somit alle Anordnungen mitumfaßt, sofern zumindest mehr als 3 Sensoren vorgesehen sind. Die obere Grenze (Anzahl) der Sensoren ist hierbei lediglich technisch bedingt und kann bei 1000000 liegen. Möglich ist es auch, daß verschiedene Einzelsensoren herausgegriffen wer den und diese dann wieder zu einer Schaltung ver brückt werden. In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Kontaktgeometrie, d. h. die Größe der Kontaktpads K in allen Fällen gleich. Erfindungsgemäß ist dies je doch auch möglich, da sich die Größe der Kontaktpads K ändert, wie auch die Dicke der sensitiven Schicht.The layout of the sensor array presented here is exemplary. The invention here encompasses all variants in which at least the contact distance L and / or the contact interface A, and / or the sensor-active surface D varies at least in part of the sensors. The invention thus also encompasses all arrangements if at least more than 3 sensors are provided. The upper limit (number) of sensors is only due to technical reasons and can be 1,000,000. It is also possible that different individual sensors are picked out who are then bridged again to form a circuit. In the embodiment according to FIG. 1, the contact geometry, ie the size of the contact pads K, is the same in all cases. According to the invention, this is also possible, however, since the size of the contact pads K changes, as does the thickness of the sensitive layer.

Die Dicke der sensoraktiven Schicht kann in einem Be reich von 0,01 µm bis 10 µm liegen und die Fläche der Kontaktpads im Bereich von 1 (µm)² bis 1 (mm)².The thickness of the sensor-active layer can be in a loading range from 0.01 µm to 10 µm and the area of the Contact pads in the range from 1 (µm) ² to 1 (mm) ².

Aus stofflicher Sicht umfaßt die Erfindung alle Me talloxid-Halbleitergassensoren, insbesondere die in Fig. 1 und Fig. 2 beschriebenen. Als sensoraktive Materialien sind besonders die nach Anspruch 11-14 bevorzugt.From a material point of view, the invention includes all Me talloxid semiconductor gas sensors, in particular those described in FIG. 1 and FIG. 2. Particularly preferred sensor-active materials are those according to claims 11-14.

Fig. 4 zeigt nun, wie der Sensorarray nach Fig. 3 zur Messung montiert ist. Der, wie vorstehend in Fig. 3 beschriebene, Sensorarray 10 wird dazu auf einen Glasquader 11 geklebt. Die Konstruktion verbleibt dann zur Aushärtung des Klebstoffs einige Zeit bei erhöhter Temperatur in einem Umluftofen. Anschließend werden die Drähte der Heizung mit den Sockelpins 12 bis 23 verbunden und die Bonddrähtchen angebracht. Über die 12 Sockelpins 12 bis 23 wird demnach die Probe mit dem Meßgerät elektrisch verbunden, indem die Pins gasdicht aus der Meßkammer herausgeführt werden. Pin 12 und 14 sind dabei mit der Heizung ver bunden, Pin 13, 15, 17 und 19 sind auf die Kontakt pads aufgebracht und Pin 18 und 20 sind mit Tempera turfühlern verbunden. FIG. 4 now shows how the sensor array according to FIG. 3 is mounted for measurement. For this purpose, the sensor array 10 , as described above in FIG. 3, is glued onto a glass cuboid 11 . The construction then remains in an air-circulating oven for some time at the elevated temperature to harden the adhesive. The wires of the heater are then connected to the base pins 12 to 23 and the bond wires are attached. Accordingly, the sample is electrically connected to the measuring device via the 12 base pins 12 to 23 , in that the pins are led out of the measuring chamber in a gas-tight manner. Pins 12 and 14 are connected to the heater, pins 13 , 15 , 17 and 19 are attached to the contact pads and pins 18 and 20 are connected to temperature sensors.

Fig. 5 zeigt nun die Messung bezüglich CO in synthe tischer Luft bei ca. 270°C und 50% relativer Luft feuchtigkeit, wobei ein Meßaufbau analog Fig. 4 ein gesetzt wird. Ausgewählt wurde lediglich der schmal ste und breiteste Streifen (5 µm und 100 µm). Deut lich ist zu sehen, daß die Sensitivität bezüglich CO bei dem kleinsten Kontaktabstand und breitesten SnO₂- Streifen am größten ist. Für NO₂ ist der schmalste SnO₂-Streifen. Der breite Streifen ist empfindlicher gegenüber der Feuchtigkeit. Empfindlichkeiten gegen über CH₄ ist ähnlich wie CO beim breiten Metalloxid streifen größer. Dieses reicht aus, um mit dem abge bildeten Sensorarray eine qunatitative Gasanalyse eines Gasgemisches aus CO, CH₄, NO₂ und Wasserdampf in Luft durchführen zu können. Damit wird deutlich, daß einzig und allein durch das unterschiedliche Lay out, wobei hier noch ein kostengünstiges und einfa ches Verfahren zur Herstellung möglich ist, eine se lektive Gasanalyse möglich ist, ohne daß dabei unter schiedliche Oberflächenmodifikationen mit diversen Katalysatoren oder Dotierungen nötig sind. Fig. 5 shows the measurement with respect to CO in synthetic air at about 270 ° C and 50% relative air humidity, a test setup analogous to Fig. 4 is set. Only the narrowest and widest strip (5 µm and 100 µm) was selected. It can be seen clearly that the sensitivity to CO is greatest with the smallest contact distance and the widest SnO₂ strips. The narrowest SnO₂ strip is for NO₂. The wide stripe is more sensitive to moisture. Sensitivity to CH₄ is similar to CO in the case of broad metal oxide strips. This is sufficient to be able to use the sensor array shown to perform a quantitative gas analysis of a gas mixture of CO, CH₄, NO₂ and water vapor in air. This makes it clear that only through the different lay-out, whereby an inexpensive and simple process for production is still possible, a selective gas analysis is possible without the need for different surface modifications with various catalysts or doping.

Erfindungsgemäß ist es natürlich aber auch möglich, sensitive Schichten einzusetzen, bei denen verschie dene sensoraktive Materialien eingesetzt werden und/ oder daß Dotierungen, Promotoren und/oder Katalysato ren verwendet werden. Wie bereits bei der Beschrei bung der Fig. 1 und 2 erläutert, umfaßt die Erfindung ja grundsätzlich Sensoraufbauten, wie sie bereits auf dem Stand der Technik, hier insbesondere aus der P 43 34 410, bekannt sind. Die Erfindung schließt somit auch alle Sensormodifikationen im Bezug auf die Stoffauswahl mit ein. Unabhängig von der vorstehend beschriebenen Bauform des Sensorarray ist es auch möglich, daß komplexere Bauformen benutzt werden. Insbesondere können dies sein: Transistoren (z. B. Widerstand als Feldeffekttransistor FET aufgebaut), Hall-Kreuze, Dioden, Kondensatoren, Induktivitäten, Mehrpole ((Vierstreifen-/Vierpunktstruktur, von der Pauw-Geometrien = Vierpole) und Schaltungen (z. B. Brückenschaltung zur Differenzmessung).According to the invention it is of course also possible to use sensitive layers in which various sensor-active materials are used and / or that dopants, promoters and / or catalysts are used. As explained in the description of FIGS . 1 and 2, the invention basically includes sensor assemblies as they are already known from the prior art, here in particular from P 43 34 410. The invention thus also includes all sensor modifications with regard to the choice of material. Regardless of the design of the sensor array described above, it is also possible that more complex designs are used. In particular, these can be: transistors (e.g. resistor constructed as a field effect transistor FET), Hall crosses, diodes, capacitors, inductors, multi-poles ((four-strip / four-point structure, from the Pauw geometries = four-pole) and circuits (e.g. Bridge circuit for differential measurement).

Claims

1. Sensor array with metal oxide semiconductor gas sensors, which are operated as resistance elements, each sensor consisting of a contact pad applied to a substrate and a sensor-active layer deposited thereon, characterized in that part of the sensors are in proportion to each other the other sensors have a different contact distance L of the contact pads K from one another and / or there is a different dimensioning of the area of the sensor-active layer D and / or a different contact interface A between the contact pad K and the area of the sensor-active layer D.

2. Sensor array according to claim 1, characterized in that at one Part of the sensors in relation to the others Sensors a different thickness of the sensor active layer, the thickness in Range is from 0.0100 µm to 10 µm.

3. Sensor array according to claim 1 or 2, characterized in that at one Part of the sensors in relation to the others Sensors the dimensioning of the contact pad K is different, the area of the Kon tact pads K ranges from 1 (µm) ² to 1 (mm) ².

4. Sensor array according to at least one of the claims 1 to 3, characterized in that in part of the sensors in relation to the other sen passivation windows of different sizes available.

5. Sensor array according to at least one of the claims 1 to 4, characterized in that the array of minde at least two rows of 3 arranged in parallel up to 1,000,000 sensors.

6. Sensor array according to claim 5, characterized in that the contact distance L varied at least in one row and thereby in Range is from 0.1 µm to 100 mm.

7. Sensor array according to claim 5 or 6, characterized in that the sensor active Area D is the same in each row is below, however, in at least two rows different sizes.

8. Sensor array according to at least one of the claims 5 to 7, characterized in that the sensor active Area D in each row as one over the Row of contact pads K running strips is formed.

9. Sensor array according to claim 8, characterized in that the width of the Strip is in the range of 1 µm to 100 mm.

10. Sensor array according to at least one of the claims 1 to 9, characterized in that the sensor active Layer of a uniform material stands.

11. Sensor array according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the sensor-active material is selected from the group SnO₂, TiO, ZnO, Fe _x O _y , ZrO₂, Ga₂O₃, CuO, La _x Cu _y O _z , InO₃, CO₃O₄, WO₃ or mixtures thereof.

12. Sensor array according to at least one of the claims 1 to 11, characterized in that the sensor active Layer at least partially catalysts and / or promoters and / or doping ent holds.

13. Sensor array according to at least one of the claims 1 to 12, characterized in that the individual sensors or the individual strips of sensor-active Layer of different sensor-active layers have, wherein the sensor material selected is from the group of compounds according to patent claim 11.

14. Sensor array according to at least one of the claims 1 to 13, characterized in that the sensor active Material is selected from semiconductor material lines, such as Si, GaAs or InP or from organic Layers, like biomolecules.

15. Sensor array according to at least one of the claims 1 to 14, characterized in that the sensor array with is provided with a heater.