JP2008518201A - 感知ゲッター層を有する表面弾性波ガスセンサーおよびその製造のためのプロセス - Google Patents
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Abstract
Description
Y、J、リーの文献”SO2ガス監視のためのSAWガスセンサーの開発”、センサーおよびアクチュエーター A64(1998)は、SO2の濃度の測定のための硫化カドミウムの感知層を開示する。
米国特許番号5592215号明細書は、水銀の濃度測定のための金、銀または銅の感知層を開示する。米国特許出願番号2004/0107765号明細書は、アセトン、ベンゼン、ジクロロエタン、エタノールまたはトルエンの濃度測定のための硝酸セルロースの感知層を開示する。
したがって、本発明の目的はそうした不都合がないSAWセンサーを提供することである。該目的は、主特徴がそれぞれ請求項1および19に開示されており、ほかの特性が残りの請求項に開示されているセンサーおよび製造工程で達成される。
抵抗デバイスは、熱で送受波器を損傷することなく、高温でゲッター材料を活性化および/又は再生するために、圧電性基材とガス感知層の間に配置されることが可能である。
センサーの測定精度を改善するために、第2の対の相互デジタル送受波器を、第1の対の送受波器の間にのみ配置される感知層を有する圧電性基材上に配置することができる。
センサーの製造のために、較正された開口(calibrated openings)を備えたマスクが、製造時間およびコストを減少させるため、そして高いセンサー品質を再生して保つために、既に1対以上の送受波器を備えたウェハー上の正確な寸法を有する層を堆積するために使用されることが可能である。
本発明に従って、本ゲッター材料によって吸着された分子が、周波数送受波器2、3の間で送信された電気信号を可変できるように、感知層6は適切にゲッター材料を含む。従って排気環境中の真空度は、本環境中にセンサー配置することによっておよび該周波数変化を測定することによって、適切な校正曲線を通して測定可能である。
Claims (22)
- 圧電基材上でガス感知材料の少なくとも1つの層(6)が2つの相互デジタル送受波器(2、3)の間に配置されている圧電性基材(1)を含むセンサーであって、該ガス感知層(6)がゲッター材料を含み、該ゲッター材料により吸着された分子が該2つの送受波器(2、3)間で送信される信号周波数を可変できることを特徴とするセンサー。
- 該感知層(6)が、ゲッターフィルムである請求項1に記載のセンサー。
- 当該ゲッターフィルムが0.5〜5μmの間を構成する厚さを有する請求項2に記載のセンサー。
- 当該ゲッターフィルムが、スパッタリングによって圧電性基材(1)上に適用される請求項2に記載のセンサー。
- 当該ゲッター材料が、ジルコニウム、チタン、ニオブ、タンタル、バナジウム、またはこれらの金属の合金、もしくはこれらとクロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、イットリウム、ランタンおよび希土類の中から選択された1または2以上の他の元素との合金の中から選択された金属を含む、請求項2に記載のセンサー。
- 前記ゲッター材料が、Ti−V、Zr−V、Zr−Fe、Zr−AlおよびZr−Ni二成分合金、並びにZr−Mn−Fe、Zr−V−FeおよびZr−Co−MM(ここでMMは、イットリウム、ランタンおよび希土類の混合物である)三成分合金を含む請求項5に記載のセンサー。
- 前記ゲッター材料が、Zr70%−V24.6%−Fe5.4%の重量組成の合金を含む請求項6に記載のセンサー。
- 前記ゲッター材料が、Zr84%−Al16%の重量組成の合金を含む請求項6に記載のセンサー。
- 圧電性基材(1)とガス感知層(6)との間に配置される、ゲッター材料のための活性化温度での加熱に好適な抵抗デバイス(8)をさらに含む請求項1に記載のセンサー。
- 該活性化温度が300〜450℃の間から構成される請求項9に記載のセンサー。
- さらに、圧電性基材(1)上に配置される第2の一組の相互デジタル送受波器(2’、3’)、第1の一組の相互デジタル送受波器(2、3)の間だけに配置される感知層(6)を含む請求項1に記載のセンサー。
- 前記センサーが、バキュームセンサーである請求項1に記載のセンサー。
- さらに、感知層(6)の上に配置された1種または2種以上の決められたガスを透過可能な材料層(7)を含む請求項1に記載のセンサー。
- 該透過性の層(7)が、50〜500nmの間から構成される厚さを有する請求項13に記載のセンサー。
- 該透過性の層(7)が、貴金属またはそれらの合金を含む請求項13に記載のセンサー。
- 該透過性の層(7)が、パラジウムまたはプラチナを含む請求項15に記載のセンサー。
- 当該センサーが、水素センサーである請求項13に記載のセンサー。
- 少なくとも1つの相互デジタル送受波器(2)に接続されたラジオ(電波)信号の受信および/又は送信のための少なくとも1つのアンテナ(9)をさらに含む請求項1に記載のセンサー。
- 以下の操作ステップを含むガスセンサー製造のための工程:
圧電性基材のウェハー上へ、複数の対の相互デジタル送受波器を適用する工程;
これらの開口は1対の相互デジタル送受波器の間に構成される、該ウェハーの上に複数の較正された開口を備えたマスクを配置する工程;
該マスク層を通してスパッタリングによって、ガス感知材料をウェハーの上に堆積する工程。 - 該ガス感知材料が、ゲッター材料を含む請求項19に記載の工程。
- ウェハーの上にガス感知材料の層を堆積する前に、複数の抵抗デバイスが、対の相互デジタル送受波器間のウェハーの上に配置される請求項19に記載の工程。
- 以下の操作ステップをさらに含む請求項19に記載の工程:
これらの開口が、1対の相互デジタル送受波器の間に構成されるように、ウェハーの上に、較正された開口を備えたマスクを配置する工程;
1種または2種以上の決められたガスに透過性である材料の層をスパッタリングすることによって、該マスクを通して、ウェハー上に堆積する工程。
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