JP2811976B2 - Oxide semiconductor gas sensor - Google Patents
Oxide semiconductor gas sensorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は酸化物半導体ガスセンサ
に関し、さらに詳しく述べると、雰囲気ガスの酸素分圧
に応じて抵抗値が変化する金属酸化物半導体、例えばチ
タニアなどからなる感ガス層を基板上に有してなる酸化
物半導体ガスセンサに関する。本発明のガスセンサは、
センサ素子に直列に温度補償用サーミスタ素子を接続す
る形式を採用している。本発明のガスセンサは、特に自
動車の排ガス中の酸素濃度を測定するための自動車用酸
素濃度センサとして有利に用いることができる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxide semiconductor gas sensor, and more particularly, to a gas-sensitive layer made of a metal oxide semiconductor, for example, titania, whose resistance varies according to the oxygen partial pressure of an atmospheric gas. The present invention relates to an oxide semiconductor gas sensor provided above. The gas sensor of the present invention
A type in which a thermistor element for temperature compensation is connected in series with the sensor element is adopted. INDUSTRIAL APPLICABILITY The gas sensor of the present invention can be advantageously used as an automobile oxygen concentration sensor for measuring the oxygen concentration in exhaust gas of an automobile.
【0002】[0002]
【従来の技術】周知の通り、自動車用の排ガスセンサあ
るいは特に酸素センサとしてはいろいろな構造のものが
提案されている。U字管型(バルク型)、板状型及び膜
状型の3タイプが典型的な構造であり、特に最近では、
ヒータを内蔵して低温活性を向上させ、かつ構造を簡単
にした板状、膜状のセンサが開発される傾向にある。2. Description of the Related Art As is well known, various structures have been proposed as exhaust gas sensors for automobiles or, in particular, oxygen sensors. U-tube type (bulk type), plate type and film type are typical structures.
There is a tendency to develop a plate-like or film-like sensor that has a built-in heater to improve low-temperature activity and has a simplified structure.
【0003】従来の厚膜積層型チタニア酸素センサは、
例えば、図8(A)及び(B)に示すような構造を有す
ることができ、また、ここで、図8(B)は、図8
(A)の線分A−Aにそった断面図である。このセンサ
素子20は、センサ素子の温度をコントロールするための
ヒータ22を内蔵したアルミナ基板21からなり、また、そ
の先端に位置する感応部は、チタニアの抵抗を測定する
ための白金電極23及び24、そしてチタニア粉末と有機バ
インダを混合して得たペーストを塗布焼成したものから
なる感ガス層25を支承している。また、白金電極23及び
24は白金リード線28に接続されている。ここで、アルミ
ナ基板21にヒータ22が内蔵されているのは、チタニアの
抵抗値は酸素分圧だけでなく温度に対しても強い依存性
を示すので、ヒータによって正確な温度制御をする必要
があるからである。A conventional thick film laminated titania oxygen sensor is:
For example, it can have a structure as shown in FIGS. 8A and 8B, and here, FIG.
It is sectional drawing which followed the line segment AA of (A). The sensor element 20 is composed of an alumina substrate 21 having a built-in heater 22 for controlling the temperature of the sensor element, and a sensitive portion located at the tip thereof has platinum electrodes 23 and 24 for measuring the resistance of titania. Further, a gas-sensitive layer 25 made of a paste obtained by mixing a titania powder and an organic binder and applying and baking is supported. In addition, platinum electrode 23 and
24 is connected to a platinum lead wire 28. Here, the heater 22 is built into the alumina substrate 21 because the resistance value of titania shows a strong dependence not only on the oxygen partial pressure but also on the temperature. Because there is.
【0004】図8に示したチタニア酸素センサを使用し
て酸素濃度を測定する場合には、通常、図9に示すよう
な動作回路が用いられる。すなわち、チタニア抵抗とセ
ンサの外部にある基準抵抗(固定抵抗)とを直列に接続
し、基準抵抗の両端に加わる電圧変化によりリッチ−リ
ーンの判断を行う。図示の動作回路で、電圧の印加はD
C電源29を用いて行われる。しかし、このような形で酸
素濃度の測定を行うと、チタニア抵抗の温度依存性が図
10に示されるように大(すなわち、温度による抵抗の変
化が大)であるために、作動温度範囲が約 350〜400 ℃
しかなく自動車の排ガス温度範囲(約 400〜900 ℃)の
全範囲でセンサを作動させることが困難である。また、
たとえセンサが作動すると仮定しても、センサ作動温度
の両端では図11に示すようにデューティー比(リッチと
リーンの出力時間比;%)が大きくずれる結果となる。
そのために、排ガス温度が低温である場合には内蔵ヒー
タで素子温度を上昇させる必要があるが、高温側は制御
が不可能であり、なりゆきとなる。When an oxygen concentration is measured using the titania oxygen sensor shown in FIG. 8, an operation circuit as shown in FIG. 9 is usually used. That is, a titania resistor and a reference resistor (fixed resistor) outside the sensor are connected in series, and rich-lean judgment is made based on a voltage change applied to both ends of the reference resistor. In the operation circuit shown in the figure, the voltage application is D
This is performed using the C power supply 29. However, when the oxygen concentration is measured in this manner, the temperature dependence of titania resistance is not
As shown in Figure 10, the operating temperature range is about 350-400 ° C due to its large (ie, the change in resistance with temperature).
However, it is difficult to operate the sensor over the entire exhaust gas temperature range (about 400 to 900 ° C.) of an automobile. Also,
Even if it is assumed that the sensor operates, the duty ratio (rich / lean output time ratio;%) is greatly shifted at both ends of the sensor operating temperature as shown in FIG.
For this reason, when the exhaust gas temperature is low, it is necessary to raise the element temperature by the built-in heater. However, on the high temperature side, it is impossible to control and the temperature becomes high.
【0005】加えて、もしも内蔵ヒータを使用した場
合、センサの製造が繁雑となる、製造コストの増大を避
けることができない、などの追加の問題もでてくる。こ
こで、Esperらは、1979年のSAE大会で、ヒータ不要
の方式を発表した(M.J.Esper et al. : SAE Meeting, D
etroit, Michigan, Feb.〜Mar. 1979, Paper No.79014
0) 。この方式は、成書「自動車セラミックス」の 124
〜125 頁に記載の説明によると、チタニアの酸素センサ
素子に直列に温度補償用のサーミスタ素子を接続するも
のである。さらに詳しく述べると、この方式は、チタニ
ア酸素センサの温度特性を補償するために、排ガス雰囲
気から遮断したチタニアサーミスタ素子をセンサ素子と
は別に設けることを特徴とする。しかし、このヒータ不
要の方式にもいくつかの問題がある。例えば、チタニア
サーミスタ素子を排ガス雰囲気から遮断するには、サー
ミスタとなるチタニア素子をその焼成後にガラス等でシ
ールする必要があるけれども、このシールが完全になさ
れていないと、サーミスタ素子自体が排ガス雰囲気(リ
ッチ−リーン)で抵抗変化をおこし、センサ出力におい
てノイズとなって現われてくる。また、たとえ良好にガ
ラスシールができたとしても、センサの使用中に熱衝撃
により割れたり、あるいはガラスの抵抗がノイズとなっ
たりする問題がある。[0005] In addition, if the built-in heater is used, there are additional problems such as that the manufacture of the sensor becomes complicated and that an increase in manufacturing cost cannot be avoided. Here, Esper et al. Announced a heater-free system at the 1979 SAE meeting (MJEsper et al .: SAE Meeting, D
etroit, Michigan, Feb.-Mar. 1979, Paper No.79014
0). This method is described in the book “Automotive Ceramics”.
According to the description on pages 125 to 125, a thermistor element for temperature compensation is connected in series with the oxygen sensor element of titania. More specifically, this method is characterized in that a titania thermistor element cut off from the exhaust gas atmosphere is provided separately from the sensor element in order to compensate for the temperature characteristics of the titania oxygen sensor. However, there are some problems with the heater-less method. For example, in order to shut off the titania thermistor element from the exhaust gas atmosphere, it is necessary to seal the titania element serving as the thermistor with glass or the like after sintering. (Rich-lean) causes a resistance change, and appears as noise in the sensor output. Further, even if the glass seal is successfully formed, there is a problem that the sensor is broken by thermal shock during use, or the resistance of the glass becomes noise.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、した
がって、従来の技術の問題点を有しない酸化物半導体ガ
スセンサ、さらに詳しく述べると、ヒータを使用しなく
ても済み、雰囲気ガス温度の高低や雰囲気のリッチ・リ
ーンにかかわらず広い温度範囲で安定にセンサを作動さ
せることができ、しかもサーミスタ素子を一体焼成でき
る耐久性にすぐれた酸化物半導体ガスセンサを提供する
ことにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an oxide semiconductor gas sensor which does not have the problems of the prior art, and more specifically, does not require the use of a heater and has a high or low ambient gas temperature. It is an object of the present invention to provide an oxide semiconductor gas sensor having excellent durability that can stably operate a sensor in a wide temperature range regardless of the atmosphere and the rich and lean atmospheres and that can integrally fire a thermistor element.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記した目的は、本発明
によれば、雰囲気ガスの酸素分圧に応じて抵抗値が変化
する金属酸化物半導体からなる感ガス層を基板上に有し
てなり、かつセンサ素子に直列に温度補償用サーミスタ
素子を接続する形式の酸化物半導体ガスセンサであっ
て、前記温度補償用サーミスタ素子がn型酸化物半導体
とp型酸化物半導体の混合物から形成されていることを
特徴とする酸化物半導体ガスセンサによって達成するこ
とができる。According to the present invention, there is provided a gas-sensitive layer comprising a metal oxide semiconductor having a resistance value which changes in accordance with an oxygen partial pressure of an atmosphere gas. And a temperature compensation thermistor element connected in series to the sensor element, wherein the temperature compensation thermistor element is formed from a mixture of an n-type oxide semiconductor and a p-type oxide semiconductor. This can be achieved by an oxide semiconductor gas sensor.
【0008】本発明においてサーミスタ素子の材料とし
て用いられるn型酸化物半導体とp型酸化物半導体の混
合物は、雰囲気ガスに対し相反する特性を備えるもので
あり、また、センサ素子の焼成後にこのサーミスタ素子
をセンサ素子に後付けすることが好ましい。本発明の実
施において有用なn型酸化物半導体及びp型酸化物半導
体は、それぞれ、以下に列挙するようなものである。 n型酸化物半導体:MgFe2O4, TiO2, ZnFe2O4, NiFe2O4
など。 p型酸化物半導体:MgCr2O4, ZnCr2O4, NiCr2O4など。The mixture of the n-type oxide semiconductor and the p-type oxide semiconductor used as the material of the thermistor element in the present invention has the opposite characteristics to the atmospheric gas. Preferably, the element is retrofitted to the sensor element. The n-type oxide semiconductor and the p-type oxide semiconductor useful in the practice of the present invention are as listed below, respectively. n-type oxide semiconductors: MgFe 2 O 4 , TiO 2 , ZnFe 2 O 4 , NiFe 2 O 4
Such. P-type oxide semiconductor: MgCr 2 O 4 , ZnCr 2 O 4 , NiCr 2 O 4 and the like.
【0009】本発明のガスセンサにおいて、その感応部
は、前記した通り、基板とその上方に施された感ガス層
とからなる。感応部は、この技術分野において一般的に
用いられているいろいろな形状を有することができ、但
し、感応部の基板は、好ましくは、アルミナなどの材料
から構成し、また、感ガス層は、好ましくは高温還元雰
囲気に強いチタニアから構成する。しかし、必要に応じ
て、例えば、前記したn型酸化物半導体又はp型酸化物
半導体から感ガス層を構成してもよい。感ガス層の上方
には、排ガス中の付着物(鉛化合物等)を捕捉してセン
サの耐久性を向上させたり、感ガス層を保護したりする
等の目的のため、従来一般的に行なわれているように、
さらにトラップ層を設けることが推奨される。トラップ
層の材料としては、感ガス層と同じチタニア、又はアル
ミナ等をあげることができる。In the gas sensor according to the present invention, the sensitive part comprises the substrate and the gas-sensitive layer provided thereon as described above. The sensitive part can have various shapes commonly used in this technical field, provided that the substrate of the sensitive part is preferably made of a material such as alumina, and the gas sensitive layer is Preferably, it is composed of titania which is strong in a high-temperature reducing atmosphere. However, if necessary, for example, the gas-sensitive layer may be made of the above-described n-type oxide semiconductor or p-type oxide semiconductor. Above the gas-sensitive layer, a conventional method is generally used for the purpose of improving the durability of the sensor by capturing deposits (lead compounds and the like) in the exhaust gas and protecting the gas-sensitive layer. As has been
It is recommended to further provide a trap layer. As the material of the trap layer, the same titania or alumina as in the gas-sensitive layer can be used.
【0010】さらに、必要に応じて、感ガス層とトラッ
プ層の中間に、排ガス中の未燃焼の可燃性ガス (HC,
H2, COなど) を燃焼させるための反応層を介在させても
よい。なぜなら、排ガス中に未燃焼の可燃性ガスがあっ
た場合、それらのガスが感ガス層内で燃焼し、層内の部
分的高温化とそれによるチタニア抵抗の変化を惹起する
のを防止するのに有効である。この反応層は、非常に焼
結性の悪い材料から構成することが好ましく、適当な材
料として、以下のものに限定されるわけではないけれど
も、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、スピネルなど
をあげることができる。Further, if necessary, an unburned combustible gas (HC,
A reaction layer for burning H 2 , CO, etc.) may be interposed. This is because if unburned combustible gases are present in the exhaust gas, these gases are prevented from burning in the gas-sensitive layer and causing a partial increase in temperature in the layer and thus a change in titania resistance. It is effective for This reaction layer is preferably made of a material having extremely poor sintering properties, and suitable materials include, but are not limited to, alumina, magnesia, zirconia, spinel, and the like. .
【0011】本発明のガスセンサは、前記したように、
排ガス中の酸素濃度を測定するために有利に用いること
ができるけれども、必要に応じてその他のガス中の酸素
濃度あるいはその他の成分の濃度を測定するために利用
することができる。[0011] As described above, the gas sensor of the present invention comprises:
Although it can be advantageously used to measure the oxygen concentration in the exhaust gas, it can be used to measure the oxygen concentration in other gases or the concentration of other components as required.
【0012】[0012]
【作用】本発明のチタニア酸素センサを使用して酸素濃
度を測定する場合には、図2に示すような動作回路が用
いられる。すなわち、チタニア抵抗とセンサの内部にあ
る基準抵抗(上記サーミスタ)とを直列に接続し、基準
抵抗の両端に加わる電圧変化によりリッチ−リーンの判
断を行う。図示の動作回路で、電圧の印加はDC電源9
を用いて行われる。理解されるように、この動作回路の
場合、前記した図9の従来の動作回路とは異なって、基
準抵抗をサーミスタ素子として可変するものである。When measuring the oxygen concentration using the titania oxygen sensor of the present invention, an operation circuit as shown in FIG. 2 is used. That is, a titania resistor and a reference resistor (thermistor) inside the sensor are connected in series, and a rich-lean determination is made based on a voltage change applied to both ends of the reference resistor. In the operation circuit shown in the figure, the voltage is applied to the DC power supply 9.
This is performed using As will be understood, in the case of this operation circuit, unlike the conventional operation circuit of FIG. 9, the reference resistance is varied as a thermistor element.
【0013】本発明は、前記した通り、そのサーミスタ
素子のサーミスタ材料としてn型酸化物半導体とp型酸
化物半導体の混合物を用いることを特徴とするものであ
る。n型酸化物半導体はリーン時(酸素過剰時)には高
抵抗を示し、反対にリッチ時(酸素不足時)には低抵抗
を示す。p型酸化物半導体は逆にリーン時に低抵抗を示
し、リッチ時に高抵抗を示す。これらの2種類の酸化物
半導体を混合すれば、リッチ雰囲気でもリーン雰囲気で
も雰囲気の影響を受けないで安定した抵抗のサーミスタ
材料を得ることができる。したがって、この材料をサー
ミスタとして使用すれば、前記のような不都合をひきお
こすガラスシールなどを使用する必要がなく、耐久性の
良好な基準抵抗用サーミスタを簡単にセンサ素子に組み
込むことができる。As described above, the present invention is characterized in that a mixture of an n-type oxide semiconductor and a p-type oxide semiconductor is used as the thermistor material of the thermistor element. An n-type oxide semiconductor exhibits high resistance when lean (when oxygen is excessive) and low resistance when rich (when oxygen is insufficient). Conversely, a p-type oxide semiconductor shows low resistance when lean and high resistance when rich. When these two kinds of oxide semiconductors are mixed, a thermistor material having a stable resistance can be obtained without being affected by the atmosphere in a rich atmosphere or a lean atmosphere. Therefore, if this material is used as a thermistor, it is not necessary to use a glass seal or the like that causes the above-described inconvenience, and a durable reference resistance thermistor can be easily incorporated into the sensor element.
【0014】[0014]
【実施例】図1は、本発明による酸化物半導体ガスセン
サの好ましい一例をチタニア酸素センサを例にとって断
面で示したものである。センサ素子10は内蔵ヒータを有
しないアルミナ基板1からなり、その感応部には、図示
される通り、感ガス層として作用し得るチタニア厚膜5
及びサーミスタ素子として作用し得るサーミスタ用厚膜
6が埋封されており、かつトラップ層7で包み込まれて
いる。なお、このチタニア酸素センサの動作回路は図2
を参照して前記した。FIG. 1 is a sectional view of a preferred example of an oxide semiconductor gas sensor according to the present invention, taking a titania oxygen sensor as an example. The sensor element 10 is composed of an alumina substrate 1 having no built-in heater, and its sensitive part has a titania thick film 5 which can act as a gas-sensitive layer, as shown in the figure.
In addition, the thermistor thick film 6 that can function as a thermistor element is embedded and is wrapped by the trap layer 7. The operation circuit of this titania oxygen sensor is shown in FIG.
With reference to the above.
【0015】図1のチタニア酸素センサは、例えば、次
のようにして製造することができる。先ず、図3に示す
ように、ドクタブレード法で成形した厚さ 300μmのア
ルミナグリーンシート11上にスクリーン印刷法を用いて
白金電極3及び4を図示の電極パターンで形成する。次
いで、図4に示すように、白金電極形成後のアルミナグ
リーンシート11上に、センシング素子用キャビティ15及
び基準抵抗サーミスタ用キャビティ16をそれぞれ窓枠状
に打ち抜いた窓枠シート13とカバーシート14を順に積層
圧着する。その際、白金リード線8の先端を白金電極3
及び4に接続しておく。次いで、得られた積層体を 500
℃まで加熱してグリーンシート中のバインダを脱脂し、
さらに1500℃で焼成を行う。図5に先端部の構成を示す
アルミナ基板が得られる。The titania oxygen sensor of FIG. 1 can be manufactured, for example, as follows. First, as shown in FIG. 3, platinum electrodes 3 and 4 are formed in the illustrated electrode pattern on a 300 μm-thick alumina green sheet 11 formed by a doctor blade method using a screen printing method. Next, as shown in FIG. 4, a window frame sheet 13 and a cover sheet 14 each having a sensing element cavity 15 and a reference resistance thermistor cavity 16 punched into a window frame shape are formed on the alumina green sheet 11 after the formation of the platinum electrode. Laminate and crimp in order. At this time, the tip of the platinum lead wire 8 is
And 4. Next, the obtained laminate was
℃ to degrease the binder in the green sheet,
Further, firing is performed at 1500 ° C. An alumina substrate showing the configuration of the tip portion in FIG. 5 is obtained.
【0016】アルミナ基板の形成後、センシング素子の
形成を行う(図示せず)。純度99.9%のチタニア粉末に
白金−ロジウム触媒を担持し、有機溶媒と混合してペー
スト状にする。このペースト状物を前記アルミナ基板の
センシング素子用キャビティの中に厚さ 200μmで塗布
する。引き続いてサーミスタ素子を作り込む。n型酸化
物半導体である MgFe2O4粉末とp型酸化物半導体である
MgCr2O4粉末を等モル量で混合し、この混合粉末に有機
溶媒を混合してペースト状とする。このペースト状物を
前記アルミナ基板の基準抵抗サーミスタ用キャビティに
厚さ 200μmで塗布する。次いで、この基板を1200℃で
2時間にわたって焼成した後、排ガス中の付着物を捕捉
するためのトラップ層を形成するため、白金−ロジウム
触媒を担持したアルミナペーストを厚さ 100μmで塗布
した後に1100℃で2時間にわたって焼成する。このよう
にして形成されるセンサ素子の断面は図1に示す通りで
ある。After forming the alumina substrate, a sensing element is formed (not shown). A platinum-rhodium catalyst is supported on 99.9% pure titania powder and mixed with an organic solvent to form a paste. This paste is applied in a thickness of 200 μm to the sensing element cavity of the alumina substrate. Subsequently, a thermistor element is formed. MgFe 2 O 4 powder as an n-type oxide semiconductor and p-type oxide semiconductor
MgCr 2 O 4 powder is mixed in an equimolar amount, and an organic solvent is mixed with the mixed powder to form a paste. This paste-like material is applied in a thickness of 200 μm to the reference resistance thermistor cavity of the alumina substrate. Then, after firing the substrate at 1200 ° C. for 2 hours, an alumina paste supporting a platinum-rhodium catalyst was applied at a thickness of 100 μm to form a trap layer for trapping deposits in the exhaust gas. Bake at 2 ° C. for 2 hours. The cross section of the sensor element thus formed is as shown in FIG.
【0017】上記のようにして製造したチタニア酸素セ
ンサでは、従来のそれのように基準抵抗の値を一定値と
するのではなくて、基準抵抗の値が図6のようにチタニ
アのリーン抵抗とリッチ抵抗の中間の値になるように、
図5に示すL1 とL2 の長さを調整すればよい。このセ
ンサのデューティー比特性を図7に示す。図7のグラフ
から理解されるように、本発明によれば、従来のセンサ
の特性(図11)に比べて広い温度範囲で非常に安定な特
性が得られる。In the titania oxygen sensor manufactured as described above, the value of the reference resistance is not fixed to the constant value of the titania as shown in FIG. So that it is in the middle of the rich resistance
The length of L 1 and L 2 shown in FIG. 5 may be adjusted. FIG. 7 shows the duty ratio characteristics of this sensor. As understood from the graph of FIG. 7, according to the present invention, extremely stable characteristics can be obtained in a wide temperature range as compared with the characteristics of the conventional sensor (FIG. 11).
【0018】[0018]
【発明の効果】チタニア抵抗の温度依存性は極めて顕著
であるために従来のガスセンサではヒータを併用してい
たが、本発明のガスセンサでは、チタニア抵抗の温度依
存性が無視し得る程度に小さいので、ヒータを併用する
必要がない。したがって、本発明では、ヒータをコント
ロールする回路が不要になるばかりか、センサ素子も小
型化でき、製造コストは大幅に低減できる。さらに、本
発明では、サーミスタが雰囲気ガスに曝露されても、互
いの特性が相殺されるため、センサ素子に雰囲気ガスに
原因する影響を与えなくて済み、また、精度の高い計測
をシール性を考慮しないで(ガラスシール等を使用しな
いで)達成することができる。The temperature dependence of the titania resistance is extremely remarkable, so that the conventional gas sensor uses a heater in combination. However, in the gas sensor of the present invention, the temperature dependence of the titania resistance is so small as to be negligible. It is not necessary to use a heater together. Therefore, according to the present invention, not only is a circuit for controlling the heater unnecessary, but also the sensor element can be downsized, and the manufacturing cost can be greatly reduced. Furthermore, according to the present invention, even if the thermistor is exposed to the atmospheric gas, the characteristics of the two are offset, so that the sensor element does not need to be affected by the atmospheric gas, and the high-precision measurement has a sealing property. This can be achieved without consideration (without using a glass seal or the like).
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明のチタニア酸素センサの構造を示す断面
図である。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a titania oxygen sensor of the present invention.
【図2】本発明のチタニア酸素センサの動作を示す回路
図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing the operation of the titania oxygen sensor of the present invention.
【図3】センサ用の白金電極の形成を示す平面図であ
る。FIG. 3 is a plan view showing formation of a platinum electrode for a sensor.
【図4】センサ用のアルミナ基板の形成を示す斜視図で
ある。FIG. 4 is a perspective view showing the formation of an alumina substrate for a sensor.
【図5】図4のアルミナ基板の先端部を示す平面図であ
る。FIG. 5 is a plan view showing a tip portion of the alumina substrate of FIG.
【図6】本発明のセンサにおけるチタニア抵抗の温度依
存性を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing temperature dependence of titania resistance in the sensor of the present invention.
【図7】本発明のセンサにおけるデューティー比の温度
依存性を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the temperature dependence of the duty ratio in the sensor of the present invention.
【図8】従来のチタニア酸素センサの構造を示す平面図
(A)及び断面図(B)である。FIG. 8 is a plan view (A) and a cross-sectional view (B) showing the structure of a conventional titania oxygen sensor.
【図9】従来のチタニア酸素センサの動作を示す回路図
である。FIG. 9 is a circuit diagram showing the operation of a conventional titania oxygen sensor.
【図10】従来のセンサにおけるチタニア抵抗の温度依存
性を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the temperature dependence of titania resistance in a conventional sensor.
【図11】従来のセンサにおけるデューティー比の温度依
存性を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing temperature dependency of a duty ratio in a conventional sensor.
1…アルミナ基板 5…チタニア厚膜 6…サーミスタ用厚膜 7…トラップ層 9…DC電源 10…センサ素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Alumina substrate 5 ... Titania thick film 6 ... Thermistor thick film 7 ... Trap layer 9 ... DC power supply 10 ... Sensor element
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−84541(JP,A) 特開 昭63−45551(JP,A) 特開 昭55−129742(JP,A) 特開 昭55−124059(JP,A) 特開 昭61−155946(JP,A) 特開 昭63−85344(JP,A) 特開 平2−264854(JP,A) 実開 昭62−114355(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 27/12──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-56-84541 (JP, A) JP-A-63-45551 (JP, A) JP-A-55-129742 (JP, A) JP-A-55-129742 124059 (JP, A) JP-A-61-155946 (JP, A) JP-A-63-85344 (JP, A) JP-A-2-264854 (JP, A) JP-A-62-114355 (JP, U) (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01N 27/12
Claims (1)
変化する金属酸化物半導体からなる感ガス層を基板上に
有してなり、かつセンサ素子に直列に温度補償用サーミ
スタ素子を接続する形式の酸化物半導体ガスセンサであ
って、前記温度補償用サーミスタ素子がn型酸化物半導
体とp型酸化物半導体の混合物から形成されていること
を特徴とする酸化物半導体ガスセンサ。1. A gas-sensitive layer made of a metal oxide semiconductor whose resistance value changes according to the oxygen partial pressure of an atmospheric gas is provided on a substrate, and a temperature compensating thermistor element is connected in series with the sensor element. An oxide semiconductor gas sensor according to claim 1, wherein said temperature-compensating thermistor element is formed from a mixture of an n-type oxide semiconductor and a p-type oxide semiconductor.
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-
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- 1991-02-26 JP JP3093691A patent/JP2811976B2/en not_active Expired - Lifetime
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