JP2002107322A - ガス感応性積層体及びその製造方法並びにガスセンサ - Google Patents
ガス感応性積層体及びその製造方法並びにガスセンサInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 絶縁膜と感応膜とが容易に剥離することのな
いガス感応性積層体及びその製造方法、並びにこのガス
感応性積層体を有するガスセンサを提供する。 【解決手段】 シリコンウェハ等の半導体層と、二酸化
ケイ素等からなる絶縁膜と、酸化チタン、酸化タンタ
ル、酸化クロム、酸化タングステン、酸化ニオブ及び酸
化モリブデンのうちの少なくとも１種の酸化物を含む中
間層と、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属からなる感応膜とが、この
順に積層されてなるガス感応性積層体とする。中間層
は、絶縁膜の表面に、酸化物層として形成することがで
きる。また、絶縁膜の表面に、金属層を形成した後、熱
処理し、金属層を形成する金属を酸化させ、酸化物層と
することにより形成することもできる。ガスセンサは、
このガス感応性積層体、基板、電極等、により形成する
ことができる。
いガス感応性積層体及びその製造方法、並びにこのガス
感応性積層体を有するガスセンサを提供する。 【解決手段】 シリコンウェハ等の半導体層と、二酸化
ケイ素等からなる絶縁膜と、酸化チタン、酸化タンタ
ル、酸化クロム、酸化タングステン、酸化ニオブ及び酸
化モリブデンのうちの少なくとも１種の酸化物を含む中
間層と、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属からなる感応膜とが、この
順に積層されてなるガス感応性積層体とする。中間層
は、絶縁膜の表面に、酸化物層として形成することがで
きる。また、絶縁膜の表面に、金属層を形成した後、熱
処理し、金属層を形成する金属を酸化させ、酸化物層と
することにより形成することもできる。ガスセンサは、
このガス感応性積層体、基板、電極等、により形成する
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体、絶縁膜及
び金属膜が積層されてなり、金属−絶縁膜−半導体（Ｍ
ＩＳ）構造のガスセンサに用いられるガス感応性積層体
及びその製造方法、並びにこのガス感応性積層体をガス
検出素子として有するガスセンサに関する。本発明のガ
ス感応性積層体を用いたガスセンサは、ガスに少量含ま
れる水素、一酸化炭素、アルコール、炭化水素、アンモ
ニア、アミン等の検出に使用することができ、特に、水
素、一酸化炭素等の反応性の高い気体を効率よく検出す
ることができる。
び金属膜が積層されてなり、金属−絶縁膜−半導体（Ｍ
ＩＳ）構造のガスセンサに用いられるガス感応性積層体
及びその製造方法、並びにこのガス感応性積層体をガス
検出素子として有するガスセンサに関する。本発明のガ
ス感応性積層体を用いたガスセンサは、ガスに少量含ま
れる水素、一酸化炭素、アルコール、炭化水素、アンモ
ニア、アミン等の検出に使用することができ、特に、水
素、一酸化炭素等の反応性の高い気体を効率よく検出す
ることができる。
【０００２】
【従来の技術】Ｓｅｎｓｏｒ ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏ
ｒｓ，１（１９８１）４０３−４２６等に記載されてい
る感応膜、絶縁膜及び半導体が積層されてなるＭＩＳ構
造のガスセンサでは、感応膜は、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒ等か
らなる金属膜により形成され、例えば、水素ガスを含む
ガスが感応膜の表面に接触した場合に、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉ
ｒ等の触媒作用によりガスが分解され、水素ガスが水素
原子に分解され、これが感応膜に吸着される。そして、
この水素原子の吸着による感応膜の仕事関数の変化を感
知し、それによって水素ガスを検出することができる。
仕事関数の変化を感知する方法としては、電界効果型ト
ランジスタを用いるもの（ＭＩＳトランジスタ）、ダイ
オード特性を利用するもの（ＭＩＳショットキーダイオ
ード）、及び静電容量の変化によるもの（ＭＩＳキャパ
シタ）等が提案されている。
ｒｓ，１（１９８１）４０３−４２６等に記載されてい
る感応膜、絶縁膜及び半導体が積層されてなるＭＩＳ構
造のガスセンサでは、感応膜は、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒ等か
らなる金属膜により形成され、例えば、水素ガスを含む
ガスが感応膜の表面に接触した場合に、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉ
ｒ等の触媒作用によりガスが分解され、水素ガスが水素
原子に分解され、これが感応膜に吸着される。そして、
この水素原子の吸着による感応膜の仕事関数の変化を感
知し、それによって水素ガスを検出することができる。
仕事関数の変化を感知する方法としては、電界効果型ト
ランジスタを用いるもの（ＭＩＳトランジスタ）、ダイ
オード特性を利用するもの（ＭＩＳショットキーダイオ
ード）、及び静電容量の変化によるもの（ＭＩＳキャパ
シタ）等が提案されている。
【０００３】ＭＩＳ構造のガスセンサにおいて使用され
る感応膜は、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒ等の金属膜であるが、通
常、これらの金属膜は半導体の表面に形成される絶縁膜
上に直接形成される。絶縁膜としては酸化膜及び有機膜
等が用いられるが、これらの絶縁膜の表面にＰｄ、Ｐ
ｔ、Ｉｒ等からなる金属膜を形成した場合は、十分に密
着せず、絶縁膜と金属膜とが部分的に剥離することがあ
る。このように剥離を生じた場合は、初期特性がばらつ
いたり、使用における経時とともにセンサ特性が徐々に
低下する。
る感応膜は、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒ等の金属膜であるが、通
常、これらの金属膜は半導体の表面に形成される絶縁膜
上に直接形成される。絶縁膜としては酸化膜及び有機膜
等が用いられるが、これらの絶縁膜の表面にＰｄ、Ｐ
ｔ、Ｉｒ等からなる金属膜を形成した場合は、十分に密
着せず、絶縁膜と金属膜とが部分的に剥離することがあ
る。このように剥離を生じた場合は、初期特性がばらつ
いたり、使用における経時とともにセンサ特性が徐々に
低下する。
【０００４】ガスセンサではなく、薄膜回路基板の分野
では、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒ等の薄膜を酸化膜、有機膜等の
絶縁膜の表面に形成する場合、それらを十分に密着させ
るため、絶縁膜とＰｄ、Ｐｔ、Ｉｒ等の薄膜との間に、
Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｎｂ又はＭｏ等からなる金属層
が形成される。これによって絶縁膜とＰｄ、Ｐｔ、Ｉｒ
等の薄膜とを十分に密着させることができる。しかし、
ＭＩＳ構造のガスセンサの場合は、感応膜を形成する金
属が半導体上の絶縁性の皮膜に接していないとガス検知
能が発現されない。そのため、感応膜と絶縁膜との間
に、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｎｂ、Ｍｏ等からなる金属
層を形成した場合は、ガス検知素子として機能しない。
では、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒ等の薄膜を酸化膜、有機膜等の
絶縁膜の表面に形成する場合、それらを十分に密着させ
るため、絶縁膜とＰｄ、Ｐｔ、Ｉｒ等の薄膜との間に、
Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｎｂ又はＭｏ等からなる金属層
が形成される。これによって絶縁膜とＰｄ、Ｐｔ、Ｉｒ
等の薄膜とを十分に密着させることができる。しかし、
ＭＩＳ構造のガスセンサの場合は、感応膜を形成する金
属が半導体上の絶縁性の皮膜に接していないとガス検知
能が発現されない。そのため、感応膜と絶縁膜との間
に、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｎｂ、Ｍｏ等からなる金属
層を形成した場合は、ガス検知素子として機能しない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の従来の
問題を解決するものであり、ＭＩＳ構造のガスセンサに
用いられるガス感応性積層体であって、絶縁膜と感応膜
とが十分に密着し、剥離することがなく、使用時、優れ
たガス検知能が維持されるガス感応性積層体及びその製
造方法、並びにこのガス感応性積層体をガス検出素子と
して用いたガスセンサを提供することを目的とする。
問題を解決するものであり、ＭＩＳ構造のガスセンサに
用いられるガス感応性積層体であって、絶縁膜と感応膜
とが十分に密着し、剥離することがなく、使用時、優れ
たガス検知能が維持されるガス感応性積層体及びその製
造方法、並びにこのガス感応性積層体をガス検出素子と
して用いたガスセンサを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１発明のガス感応性積
層体は、半導体と、該半導体の表面に形成された絶縁膜
と、該絶縁膜の表面に形成された金属からなる感応膜
と、を有するガス感応性積層体において、上記絶縁膜と
上記感応膜との間に酸化物からなる中間層が積層されて
いることを特徴とする。
層体は、半導体と、該半導体の表面に形成された絶縁膜
と、該絶縁膜の表面に形成された金属からなる感応膜
と、を有するガス感応性積層体において、上記絶縁膜と
上記感応膜との間に酸化物からなる中間層が積層されて
いることを特徴とする。
【０００７】上記「半導体」としては、シリコン、Ｔｉ
Ｏ2等の酸化物半導体、ＣｄＳ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、Ｓ
ｉＣ等の各種の半導体が挙げられる。上記「絶縁膜」
は、各種金属の酸化物及びＳｉＯ2等より形成すること
ができ、高分子重合体からなる有機絶縁膜とすることも
できる。また、半導体としてシリコンを用いた場合は、
この半導体を熱酸化させることにより、その全表面にＳ
ｉＯ2からなる絶縁膜を形成することができる。これら
の絶縁膜の厚さは、通常、２〜２００ｎｍとすることが
できる。上記「感応膜」は、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒ等の白金
族金属などにより形成することができる。
Ｏ2等の酸化物半導体、ＣｄＳ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、Ｓ
ｉＣ等の各種の半導体が挙げられる。上記「絶縁膜」
は、各種金属の酸化物及びＳｉＯ2等より形成すること
ができ、高分子重合体からなる有機絶縁膜とすることも
できる。また、半導体としてシリコンを用いた場合は、
この半導体を熱酸化させることにより、その全表面にＳ
ｉＯ2からなる絶縁膜を形成することができる。これら
の絶縁膜の厚さは、通常、２〜２００ｎｍとすることが
できる。上記「感応膜」は、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒ等の白金
族金属などにより形成することができる。
【０００８】酸化物からなる上記「中間層」は、絶縁膜
の表面に形成され、この中間層の表面に感応膜が形成さ
れる。絶縁膜と中間層及び中間層と感応膜の各々の界面
は十分に密着し、中間層を設けない場合のように経時と
ともに絶縁膜と感応膜とが剥離することがなく、優れた
センサ特性が維持される。中間層を形成する酸化物は特
に限定されないが、第２発明のように、酸化チタン、酸
化タンタル、酸化クロム、酸化タングステン、酸化ニオ
ブ及び酸化モリブデンのうちの少なくとも１種であるこ
とが好ましい。また、中間層は、酸化チタン、酸化タン
タル、酸化クロム又は酸化タングステンにより形成する
ことが特に好ましい。中間層の厚さは特定されないが、
１〜２０ｎｍ程度とすることができる。
の表面に形成され、この中間層の表面に感応膜が形成さ
れる。絶縁膜と中間層及び中間層と感応膜の各々の界面
は十分に密着し、中間層を設けない場合のように経時と
ともに絶縁膜と感応膜とが剥離することがなく、優れた
センサ特性が維持される。中間層を形成する酸化物は特
に限定されないが、第２発明のように、酸化チタン、酸
化タンタル、酸化クロム、酸化タングステン、酸化ニオ
ブ及び酸化モリブデンのうちの少なくとも１種であるこ
とが好ましい。また、中間層は、酸化チタン、酸化タン
タル、酸化クロム又は酸化タングステンにより形成する
ことが特に好ましい。中間層の厚さは特定されないが、
１〜２０ｎｍ程度とすることができる。
【０００９】第３発明のガス感応性積層体の製造方法
は、半導体と、該半導体の表面に形成された絶縁膜と、
該絶縁膜の表面に形成された金属からなる感応膜と、を
有するガス感応性積層体の製造方法において、上記絶縁
膜の表面に、中間層となる酸化物層を形成した後、該酸
化物層の表面に、上記感応膜を形成することを特徴とす
る。
は、半導体と、該半導体の表面に形成された絶縁膜と、
該絶縁膜の表面に形成された金属からなる感応膜と、を
有するガス感応性積層体の製造方法において、上記絶縁
膜の表面に、中間層となる酸化物層を形成した後、該酸
化物層の表面に、上記感応膜を形成することを特徴とす
る。
【００１０】また、第４発明のガス感応性積層体の製造
方法は、半導体と、該半導体の表面に形成された絶縁膜
と、該絶縁膜の表面に形成された金属からなる感応膜
と、を有するガス感応性積層体の製造方法において、上
記絶縁膜の表面に金属層と感応膜とを形成した後、熱処
理し、該金属層を構成する金属を酸化させて酸化物層か
らなる中間層を形成することを特徴とする。
方法は、半導体と、該半導体の表面に形成された絶縁膜
と、該絶縁膜の表面に形成された金属からなる感応膜
と、を有するガス感応性積層体の製造方法において、上
記絶縁膜の表面に金属層と感応膜とを形成した後、熱処
理し、該金属層を構成する金属を酸化させて酸化物層か
らなる中間層を形成することを特徴とする。
【００１１】第３乃至第４発明のガス感応性積層体の製
造方法において、半導体、絶縁膜、中間層及び感応膜
は、それぞれ第１乃至第２発明におけると同様の半導
体、酸化物及び金属により形成することができる。絶縁
膜、中間層及び感応膜は、蒸着法、イオンプレーティン
グ法、スパッタリング法等、この種の薄膜を成膜する際
の一般的な方法により形成することができる。
造方法において、半導体、絶縁膜、中間層及び感応膜
は、それぞれ第１乃至第２発明におけると同様の半導
体、酸化物及び金属により形成することができる。絶縁
膜、中間層及び感応膜は、蒸着法、イオンプレーティン
グ法、スパッタリング法等、この種の薄膜を成膜する際
の一般的な方法により形成することができる。
【００１２】また、第３発明では、中間層は、金属酸化
物をターゲットとするスパッタリング、及び酸素雰囲気
における金属の蒸着等により、絶縁膜の表面に当初より
酸化物として形成される。一方、第４発明では、中間層
は、絶縁膜の表面に金属層と感応膜とを形成した後、こ
れを熱処理し、金属層を酸化させ、酸化物とすることに
より形成される。熱処理の条件は金属層を十分に酸化さ
せることができる限り、特に限定されないが、酸素存在
下、４００〜５００℃で３０〜１２０分間、加熱するこ
とにより行うことができる。
物をターゲットとするスパッタリング、及び酸素雰囲気
における金属の蒸着等により、絶縁膜の表面に当初より
酸化物として形成される。一方、第４発明では、中間層
は、絶縁膜の表面に金属層と感応膜とを形成した後、こ
れを熱処理し、金属層を酸化させ、酸化物とすることに
より形成される。熱処理の条件は金属層を十分に酸化さ
せることができる限り、特に限定されないが、酸素存在
下、４００〜５００℃で３０〜１２０分間、加熱するこ
とにより行うことができる。
【００１３】絶縁膜の表面に酸化物からなる中間層を形
成する方法では、熱処理の必要がないため原子の拡散も
ない。これに対して、先ず、金属からなる薄層を形成し
た後、これを熱酸化させる方法では、熱処理が不可欠で
ある。この際、熱酸化に要する酸素は絶縁膜と雰囲気よ
り供給されることになり、更に、熱処理の際に原子の拡
散もあり、このようなガス感応性積層体をガス検出素子
として用いた場合は、センサ特性が安定しない傾向があ
る。従って、第３発明のように、当初より酸化物からな
る中間層を形成することが好ましい。
成する方法では、熱処理の必要がないため原子の拡散も
ない。これに対して、先ず、金属からなる薄層を形成し
た後、これを熱酸化させる方法では、熱処理が不可欠で
ある。この際、熱酸化に要する酸素は絶縁膜と雰囲気よ
り供給されることになり、更に、熱処理の際に原子の拡
散もあり、このようなガス感応性積層体をガス検出素子
として用いた場合は、センサ特性が安定しない傾向があ
る。従って、第３発明のように、当初より酸化物からな
る中間層を形成することが好ましい。
【００１４】尚、絶縁膜の表面に中間層を形成する工程
と、この中間層の表面にＰｄ、Ｐｔ、Ｉｒ等の金属から
なる感応膜を形成する工程とは、通常、連続して行われ
る。これらの工程が連続しない場合は、中間層と感応膜
との間の密着強度が小さく、剥離を生じることがある。
また、コスト面からも連続的に成膜することが好まし
い。この連続成膜により、中間層と感応膜との密着強度
をより大きくすることができる。
と、この中間層の表面にＰｄ、Ｐｔ、Ｉｒ等の金属から
なる感応膜を形成する工程とは、通常、連続して行われ
る。これらの工程が連続しない場合は、中間層と感応膜
との間の密着強度が小さく、剥離を生じることがある。
また、コスト面からも連続的に成膜することが好まし
い。この連続成膜により、中間層と感応膜との密着強度
をより大きくすることができる。
【００１５】第５発明のガスセンサは、第１乃至第２発
明のガス感応性積層体をガス検出素子として有すること
を特徴とする。このガスセンサは、ガス感応性積層体が
組み込まれたガス検出素子を有する種々の構造のものと
することができる。ガス検出素子としては、例えば、図
５のように、ガラス等からなる絶縁性の基板の一面に形
成された電極上にガス感応性積層体を形成し、感応膜及
び電極にリード線を接合した構造のものが挙げられる。
明のガス感応性積層体をガス検出素子として有すること
を特徴とする。このガスセンサは、ガス感応性積層体が
組み込まれたガス検出素子を有する種々の構造のものと
することができる。ガス検出素子としては、例えば、図
５のように、ガラス等からなる絶縁性の基板の一面に形
成された電極上にガス感応性積層体を形成し、感応膜及
び電極にリード線を接合した構造のものが挙げられる。
【００１６】第５発明のガスセンサにより測定すること
ができるガスとしては、水素、一酸化炭素、硫化水素、
アンモニアの他、各種の炭化水素、アルコール、アミン
等からなるガスが挙げられる。更に、水素、一酸化炭素
等の金属からなる感応膜に対する反応性の高いガスの測
定に特に有用である。
ができるガスとしては、水素、一酸化炭素、硫化水素、
アンモニアの他、各種の炭化水素、アルコール、アミン
等からなるガスが挙げられる。更に、水素、一酸化炭素
等の金属からなる感応膜に対する反応性の高いガスの測
定に特に有用である。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を更に
詳しく説明する。ＭＩＳショットキーダイオード型の水
素センサを作製し、酸化物からなる中間層の作用、効果
を検討した。センサの作製は以下のようにして行った。
先ず、片面が鏡面研磨されたｐ型シリコンウェハの表面
を熱酸化し、このウェハの全表面に厚さ１０ｎｍのＳｉ
Ｏ2膜からなる絶縁膜を形成した（図１）。
詳しく説明する。ＭＩＳショットキーダイオード型の水
素センサを作製し、酸化物からなる中間層の作用、効果
を検討した。センサの作製は以下のようにして行った。
先ず、片面が鏡面研磨されたｐ型シリコンウェハの表面
を熱酸化し、このウェハの全表面に厚さ１０ｎｍのＳｉ
Ｏ2膜からなる絶縁膜を形成した（図１）。
【００１８】その後、シリコンウェハの研磨面上に形成
されたＳｉＯ2膜の表面のうち周縁部を除く部分に、フ
ォトリソグラフィ法により、表１の中間層と感応膜と連
続的に形成した。金属であるＴｉ、Ｔａ及びＰｄは、Ａ
ｒ雰囲気のスパッタリング法により形成した。また、金
属酸化物であるＴｉＯは、Ａｒ／Ｏ2＝３／１雰囲気の
スパッタリング法により形成した（図２）。
されたＳｉＯ2膜の表面のうち周縁部を除く部分に、フ
ォトリソグラフィ法により、表１の中間層と感応膜と連
続的に形成した。金属であるＴｉ、Ｔａ及びＰｄは、Ａ
ｒ雰囲気のスパッタリング法により形成した。また、金
属酸化物であるＴｉＯは、Ａｒ／Ｏ2＝３／１雰囲気の
スパッタリング法により形成した（図２）。
【００１９】次いで、金属酸化物層又は感応膜の表面も
含め、研磨された側の面の全面をレジストによりマスキ
ングし、その後、フッ硝酸によって側面及び研磨されて
いない側のＳｉＯ2膜をエッチングし、除去した（図
３）。次いで、ＲＩＥによりマスキングを除去し、研磨
されていない面にＤＣスパッタリング法によりＴｉ−Ａ
ｌ膜を形成した（図４）。尚、実験例４、５の熱処理
は、Ａｒ雰囲気において４００℃で６０分間行った。
含め、研磨された側の面の全面をレジストによりマスキ
ングし、その後、フッ硝酸によって側面及び研磨されて
いない側のＳｉＯ2膜をエッチングし、除去した（図
３）。次いで、ＲＩＥによりマスキングを除去し、研磨
されていない面にＤＣスパッタリング法によりＴｉ−Ａ
ｌ膜を形成した（図４）。尚、実験例４、５の熱処理
は、Ａｒ雰囲気において４００℃で６０分間行った。
【００２０】
【表１】
【００２１】上記のようにして試作したセンサ素子を使
用し、Ａｒ中、流量１０リットル／分で水素感度を測定
した。そして、この水素感度の経時変化等により絶縁膜
と感応膜との密着性を評価した。その結果、Ｐｄからな
る感応膜のみで中間層がない実験例１では、当初の水素
感度は十分であったが、剥離のため経時とともに感度が
低下し、密着性に劣ることが分かった。更に、Ｔｉ層を
形成し、これを熱処理せず、金属層のままとした実験例
３では、Ｔｉが金属のまま存在しているため、水素感度
がなかった。また、ＴｉＯからなる中間層を有する実験
例２、並びにＴｉ層及びＴａ層が熱処理により酸化さ
れ、それぞれＴｉＯ層、ＴａＯ層となった実験例４、５
では、水素感度は当初より十分であるとともに、経時に
よる低下もなく、密着性に優れていた。
用し、Ａｒ中、流量１０リットル／分で水素感度を測定
した。そして、この水素感度の経時変化等により絶縁膜
と感応膜との密着性を評価した。その結果、Ｐｄからな
る感応膜のみで中間層がない実験例１では、当初の水素
感度は十分であったが、剥離のため経時とともに感度が
低下し、密着性に劣ることが分かった。更に、Ｔｉ層を
形成し、これを熱処理せず、金属層のままとした実験例
３では、Ｔｉが金属のまま存在しているため、水素感度
がなかった。また、ＴｉＯからなる中間層を有する実験
例２、並びにＴｉ層及びＴａ層が熱処理により酸化さ
れ、それぞれＴｉＯ層、ＴａＯ層となった実験例４、５
では、水素感度は当初より十分であるとともに、経時に
よる低下もなく、密着性に優れていた。
【００２２】尚、Ｔｉ、Ｔａに代えてＷ、Ｎｂ、Ｍｏの
各々の酸化物からなる中間層を形成した場合も、ＳｉＯ
2からなる絶縁膜とＰｄからなる感応膜との密着性が十
分に得られることが確認されており、金属の種類によら
ず、それらの酸化物からなる中間層を形成した場合は、
同様の作用、効果が得られることが分かった。また、上
記の実施例ではＭＩＳショットキーダイオードを用いた
が、ＭＩＳトランジスタ、ＭＩＳキャパシタでも同様の
作用、効果が得られる。
各々の酸化物からなる中間層を形成した場合も、ＳｉＯ
2からなる絶縁膜とＰｄからなる感応膜との密着性が十
分に得られることが確認されており、金属の種類によら
ず、それらの酸化物からなる中間層を形成した場合は、
同様の作用、効果が得られることが分かった。また、上
記の実施例ではＭＩＳショットキーダイオードを用いた
が、ＭＩＳトランジスタ、ＭＩＳキャパシタでも同様の
作用、効果が得られる。
【００２３】
【発明の効果】第１乃至第２発明によれば、絶縁膜と感
応膜とが十分に密着し、剥離することのないガス感応性
積層体とすることができる。また、第３乃至第４発明、
特に、第３発明によれば、簡易な操作により第１乃至第
２発明のガス感応性積層体を容易に製造することができ
る。更に、第５発明によれば、第１乃至第２発明のガス
感応性積層体を備え、優れたガス感度を有するととも
に、絶縁膜と感応膜とが十分に密着されたガスセンサと
することができる。
応膜とが十分に密着し、剥離することのないガス感応性
積層体とすることができる。また、第３乃至第４発明、
特に、第３発明によれば、簡易な操作により第１乃至第
２発明のガス感応性積層体を容易に製造することができ
る。更に、第５発明によれば、第１乃至第２発明のガス
感応性積層体を備え、優れたガス感度を有するととも
に、絶縁膜と感応膜とが十分に密着されたガスセンサと
することができる。
【図１】シリコンウェハと、その表面に形成されたＳｉ
Ｏ2膜とを示す断面図である。
Ｏ2膜とを示す断面図である。
【図２】図１のＳｉＯ2と、その上面に形成された中間
層と感応膜とを示す断面図である。
層と感応膜とを示す断面図である。
【図３】図２においてシリコンウェハの上面を除くＳｉ
Ｏ2膜が除去された後を示す断面図である。
Ｏ2膜が除去された後を示す断面図である。
【図４】シリコンウェハの下面にＴｉ−Ａｌ膜が形成さ
れた後を示す断面図である。
れた後を示す断面図である。
【図５】図４のガス感応性積層体を用いたガスセンサ素
子の一例を示す断面図である。
子の一例を示す断面図である。
１；シリコンウェハ、２；ＳｉＯ2膜、３；中間層、
４；感応膜、５；Ｔｉ−Ａｌ膜、６；ガラス基板、７；
リード線。
４；感応膜、５；Ｔｉ−Ａｌ膜、６；ガラス基板、７；
リード線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G046 AA05 AA10 AA11 AA24 BA01 BA09 BB02 BF01 BJ07 EA02 EA08 EA12 FB02 FE08 FE10 FE15 FE16 FE22 FE24 FE27 FE29 FE31 FE38 FE41 FE44 FE46
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体と、該半導体の表面に形成された
絶縁膜と、該絶縁膜の表面に形成された金属からなる感
応膜と、を有するガス感応性積層体において、上記絶縁
膜と上記感応膜との間に酸化物からなる中間層が積層さ
れていることを特徴とするガス感応性積層体。 - 【請求項２】 上記中間層が、酸化チタン、酸化タンタ
ル、酸化クロム、酸化タングステン、酸化ニオブ及び酸
化モリブデンのうちの少なくとも１種の酸化物を含む請
求項１記載のガス感応性積層体。 - 【請求項３】 半導体と、該半導体の表面に形成された
絶縁膜と、該絶縁膜の表面に形成された金属からなる感
応膜と、を有するガス感応性積層体の製造方法におい
て、上記絶縁膜の表面に、中間層となる酸化物層を形成
した後、該酸化物層の表面に、上記感応膜を形成するこ
とを特徴とするガス感応性積層体の製造方法。 - 【請求項４】 半導体と、該半導体の表面に形成された
絶縁膜と、該絶縁膜の表面に形成された金属からなる感
応膜と、を有するガス感応性積層体の製造方法におい
て、上記絶縁膜の表面に金属層と感応膜とを形成した
後、熱処理し、該金属層を構成する金属を酸化させて酸
化物層からなる中間層を形成することを特徴とするガス
感応性積層体の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１又は２に記載のガス感応性積層
体をガス検出素子として有することを特徴とするガスセ
ンサ。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000297325A JP2002107322A (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | ガス感応性積層体及びその製造方法並びにガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2000297325A JP2002107322A (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | ガス感応性積層体及びその製造方法並びにガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002107322A true JP2002107322A (ja) | 2002-04-10 |
Family
ID=18779458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000297325A Pending JP2002107322A (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | ガス感応性積層体及びその製造方法並びにガスセンサ |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002107322A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007114192A1 (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Kitakyushu Foundation For The Advancement Of Industry, Science And Technology | ガス検知素子及びその製造方法 |
| JP2007533987A (ja) * | 2004-04-22 | 2007-11-22 | マイクロナス ゲーエムベーハー | Ｆｅｔを基礎とするガスセンサ |
| JP2007533986A (ja) * | 2004-04-22 | 2007-11-22 | マイクロナス ゲーエムベーハー | 還元性ガス又はアルコールを検出するためのｆｅｔ型センサー、製造方法及び運転方法 |
| JP2009042213A (ja) * | 2007-07-17 | 2009-02-26 | National Institute For Materials Science | ガスセンサー素子 |
| JP2009150889A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | General Electric Co <Ge> | ガス・センサ及び製造方法 |
| JP2009300297A (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Hitachi Ltd | 電極、ガスセンサおよびその製造方法 |
| KR101092865B1 (ko) | 2009-01-20 | 2011-12-14 | 한국과학기술연구원 | 가스센서 및 그 제조방법 |
| JP2018128319A (ja) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | 株式会社東芝 | 水素センサ |
-
2000
- 2000-09-28 JP JP2000297325A patent/JP2002107322A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007533987A (ja) * | 2004-04-22 | 2007-11-22 | マイクロナス ゲーエムベーハー | Ｆｅｔを基礎とするガスセンサ |
| JP2007533986A (ja) * | 2004-04-22 | 2007-11-22 | マイクロナス ゲーエムベーハー | 還元性ガス又はアルコールを検出するためのｆｅｔ型センサー、製造方法及び運転方法 |
| WO2007114192A1 (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Kitakyushu Foundation For The Advancement Of Industry, Science And Technology | ガス検知素子及びその製造方法 |
| JPWO2007114192A1 (ja) * | 2006-03-29 | 2009-08-13 | 財団法人北九州産業学術推進機構 | ガス検知素子及びその製造方法 |
| JP4565092B2 (ja) * | 2006-03-29 | 2010-10-20 | 財団法人北九州産業学術推進機構 | ガス検知素子及びその製造方法 |
| JP2009042213A (ja) * | 2007-07-17 | 2009-02-26 | National Institute For Materials Science | ガスセンサー素子 |
| JP2009150889A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | General Electric Co <Ge> | ガス・センサ及び製造方法 |
| JP2009300297A (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Hitachi Ltd | 電極、ガスセンサおよびその製造方法 |
| KR101092865B1 (ko) | 2009-01-20 | 2011-12-14 | 한국과학기술연구원 | 가스센서 및 그 제조방법 |
| JP2018128319A (ja) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | 株式会社東芝 | 水素センサ |
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