JP2844286B2 - 窒素酸化物検出素子およびその製造方法 - Google Patents
窒素酸化物検出素子およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば燃焼排ガス中や
大気中に存在する窒素酸化物（ＮＯX ）濃度を検出する
窒素酸化物検出素子およびその製造方法に関するもので
ある。
大気中に存在する窒素酸化物（ＮＯX ）濃度を検出する
窒素酸化物検出素子およびその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、産業活動の加速化に伴い、自動車
やボイラーなど多くの燃焼機関から排出される窒素酸化
物（ＮＯX ）は、酸性雨の原因として地球規模の環境破
壊の原因となっている。このため、ＮＯX 排出規制は、
一層の強化が行われている。このＮＯX 排出規制を達成
するには、燃焼機関の改良や脱硝触媒の開発が必須であ
るが、同時にＮＯX 排出量のモニターや燃焼機器のフィ
ードバック制御を行うためのＮＯX 濃度測定手段の開発
が要請されている。
やボイラーなど多くの燃焼機関から排出される窒素酸化
物（ＮＯX ）は、酸性雨の原因として地球規模の環境破
壊の原因となっている。このため、ＮＯX 排出規制は、
一層の強化が行われている。このＮＯX 排出規制を達成
するには、燃焼機関の改良や脱硝触媒の開発が必須であ
るが、同時にＮＯX 排出量のモニターや燃焼機器のフィ
ードバック制御を行うためのＮＯX 濃度測定手段の開発
が要請されている。
【０００３】これまでＮＯX 濃度測定装置には、化学発
光法が用いられてきたが、装置が大型で高価であり、メ
ンテナンスに問題があった。また、金属酸化物半導体を
用いたセンサは、構造が簡単であり、応答性，保守性，
経済性に優れているという特長がある。
光法が用いられてきたが、装置が大型で高価であり、メ
ンテナンスに問題があった。また、金属酸化物半導体を
用いたセンサは、構造が簡単であり、応答性，保守性，
経済性に優れているという特長がある。
【０００４】図２３は、この種のＮＯX 濃度測定装置の
一例として金属酸化物半導体からなる焼結型の窒素酸化
物検出素子の構成を示す斜視図である。同図において、
５１はセラミック製の絶縁チューブ、５２はこの絶縁チ
ューブ５１内に形成配置された螺線状のＰｔヒータコイ
ル、５３はこの絶縁チューブ５１の表面に形成されたＳ
ｎ／Ｏの組成比２．０を有しかつ粒子径３００〜６００
Åの微粒子の集合体からなるＳｎＯ2 焼結体、５４ａ，
５４ｂはこのＳｎＯ2 焼結体５３内に形成された一対の
Ｐｔ電極、５５ａ，５５ｂはその電極リード線である。
一例として金属酸化物半導体からなる焼結型の窒素酸化
物検出素子の構成を示す斜視図である。同図において、
５１はセラミック製の絶縁チューブ、５２はこの絶縁チ
ューブ５１内に形成配置された螺線状のＰｔヒータコイ
ル、５３はこの絶縁チューブ５１の表面に形成されたＳ
ｎ／Ｏの組成比２．０を有しかつ粒子径３００〜６００
Åの微粒子の集合体からなるＳｎＯ2 焼結体、５４ａ，
５４ｂはこのＳｎＯ2 焼結体５３内に形成された一対の
Ｐｔ電極、５５ａ，５５ｂはその電極リード線である。
【０００５】このように構成された窒素酸化物検出素子
は、Ｐｔヒータコイル５２を２００〜５００℃に加熱
し、高温度に保持させることによって可燃性ガス中で
は、表面の吸着酸素が酸化反応により取り除かれるの
で、酸素にトラップされていた電子が酸化錫に戻され、
キャリア濃度が大きくなるので、ＳｎＯ2 焼結体５３の
酸化錫粒子間の接合部の抵抗を減少させる。したがって
窒素酸化物検出素子の電気抵抗は減少し、大気中の可燃
性ガス濃度に応じた値が得られる。つまり、可燃性ガス
の濃度によって電気抵抗が変化することになる。
は、Ｐｔヒータコイル５２を２００〜５００℃に加熱
し、高温度に保持させることによって可燃性ガス中で
は、表面の吸着酸素が酸化反応により取り除かれるの
で、酸素にトラップされていた電子が酸化錫に戻され、
キャリア濃度が大きくなるので、ＳｎＯ2 焼結体５３の
酸化錫粒子間の接合部の抵抗を減少させる。したがって
窒素酸化物検出素子の電気抵抗は減少し、大気中の可燃
性ガス濃度に応じた値が得られる。つまり、可燃性ガス
の濃度によって電気抵抗が変化することになる。
【０００６】また、可燃性ガス中では、その影響で表面
空間電荷層が減少し、キャリアが多くなるので、電気抵
抗は減少する。また、酸化性ガス中では、その電気抵抗
は増加する。
空間電荷層が減少し、キャリアが多くなるので、電気抵
抗は減少する。また、酸化性ガス中では、その電気抵抗
は増加する。
【０００７】また、図２４は、この種のＮＯX 濃度測定
装置の他の例として金属酸化物半導体からなる薄膜型の
窒素酸化物検出素子の構成を示す斜視図である。同図に
おいて、６１は表面粗さ約３８０Å（谷から山までの寸
法）のアルミナ基板、６２ａ，６２ｂはこのアルミナ基
板６１の表面６１ａに形成された金電極、６３はこの表
面６１ａに金電極６２ａ，６２ｂ上に跨って形成された
酸素−錫の組成比（Ｏ／Ｓｎ）１．５〜１．９５の酸化
錫薄膜であり、この酸化錫薄膜６３は化学量論比２．０
に比べて酸素が不足するように調製されている。なお、
この酸化錫薄膜６３は反応性ＲＦスパッタリング法によ
り膜厚約１０００Åの厚さで形成されている。
装置の他の例として金属酸化物半導体からなる薄膜型の
窒素酸化物検出素子の構成を示す斜視図である。同図に
おいて、６１は表面粗さ約３８０Å（谷から山までの寸
法）のアルミナ基板、６２ａ，６２ｂはこのアルミナ基
板６１の表面６１ａに形成された金電極、６３はこの表
面６１ａに金電極６２ａ，６２ｂ上に跨って形成された
酸素−錫の組成比（Ｏ／Ｓｎ）１．５〜１．９５の酸化
錫薄膜であり、この酸化錫薄膜６３は化学量論比２．０
に比べて酸素が不足するように調製されている。なお、
この酸化錫薄膜６３は反応性ＲＦスパッタリング法によ
り膜厚約１０００Åの厚さで形成されている。
【０００８】通常、ＲＦスパッタリングにおいては、薄
膜の厚さと表面粗さとは密接な関係があり、表面粗さ
は、薄膜の厚さの４０〜５０％程度でなければならな
い。したがって表面粗さ３００〜４０００Åの基板に対
しては、６００〜１００００Åの酸化錫薄膜が形成され
ている。また、６４はこのアルミナ基板６１の背面側に
形成されたヒータ、６５はこのヒータ６４を加熱させる
直流電源、６６は金電極６２ａ，６２ｂ間に接続された
抵抗計である。
膜の厚さと表面粗さとは密接な関係があり、表面粗さ
は、薄膜の厚さの４０〜５０％程度でなければならな
い。したがって表面粗さ３００〜４０００Åの基板に対
しては、６００〜１００００Åの酸化錫薄膜が形成され
ている。また、６４はこのアルミナ基板６１の背面側に
形成されたヒータ、６５はこのヒータ６４を加熱させる
直流電源、６６は金電極６２ａ，６２ｂ間に接続された
抵抗計である。
【０００９】このように構成された窒素酸化物検出素子
は、大気中において、ヒータ６４を１５０〜３００℃に
加熱し、高温度に保持させることによって大気中の窒素
酸化物の濃度を測定する。この場合も窒素酸化物の濃度
で電気抵抗が変化する原理は、前述した焼結型の窒素酸
化物検出素子とほぼ同じである。
は、大気中において、ヒータ６４を１５０〜３００℃に
加熱し、高温度に保持させることによって大気中の窒素
酸化物の濃度を測定する。この場合も窒素酸化物の濃度
で電気抵抗が変化する原理は、前述した焼結型の窒素酸
化物検出素子とほぼ同じである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された従来の窒素酸化物検出素子は、以下に説
明するような問題があった。前述した図２３に示す焼結
型の窒素酸化物検出素子では、ＳｎＯ2 焼結体５３が微
粒子の集合体から形成されているので、この集合体の中
までＮＯ，Ｎ０2 ガスが侵入するのに時間がかかり、応
答速度が遅くなる。また、このように構成された窒素酸
化物検出素子は、図２５に示すように無通電状態で放置
された状態では、高抵抗化され、再通電されると、元の
抵抗レベルに戻って安定するのに長時間を要していた。
つまり無通電後の復帰特性が極めて悪いため、使用範囲
が制約されていた。また、前述した図２４に示す薄膜型
の窒素酸化物検出素子では、酸化錫薄膜６３を形成する
アルミナ基板６１が表面粗さ約４００Å（谷から山まで
の寸法）程度の表面が極めて滑らかな基板を必要とする
ことから、製造コストが高価となる。また、この酸化錫
薄膜６３は６００〜１００００Å程度の比較的厚い膜厚
で形成されているので、応答速度が比較的遅くなるとと
もに無通電放置後、再通電し、元の抵抗レベルに戻るの
に若干時間がかかる。つまり、前述と同様に復帰特性に
問題があった。
うに構成された従来の窒素酸化物検出素子は、以下に説
明するような問題があった。前述した図２３に示す焼結
型の窒素酸化物検出素子では、ＳｎＯ2 焼結体５３が微
粒子の集合体から形成されているので、この集合体の中
までＮＯ，Ｎ０2 ガスが侵入するのに時間がかかり、応
答速度が遅くなる。また、このように構成された窒素酸
化物検出素子は、図２５に示すように無通電状態で放置
された状態では、高抵抗化され、再通電されると、元の
抵抗レベルに戻って安定するのに長時間を要していた。
つまり無通電後の復帰特性が極めて悪いため、使用範囲
が制約されていた。また、前述した図２４に示す薄膜型
の窒素酸化物検出素子では、酸化錫薄膜６３を形成する
アルミナ基板６１が表面粗さ約４００Å（谷から山まで
の寸法）程度の表面が極めて滑らかな基板を必要とする
ことから、製造コストが高価となる。また、この酸化錫
薄膜６３は６００〜１００００Å程度の比較的厚い膜厚
で形成されているので、応答速度が比較的遅くなるとと
もに無通電放置後、再通電し、元の抵抗レベルに戻るの
に若干時間がかかる。つまり、前述と同様に復帰特性に
問題があった。
【００１１】したがって本発明は、前述した従来の課題
を解決するためになされたものであり、その目的は、窒
素酸化物に対する応答性が速く、かつ燃焼性ガスに影響
されることなく窒素酸化物の検出を可能とし、しかも低
コストで実現可能とした窒素酸化物検出素子およびその
製造方法を提供することにある。
を解決するためになされたものであり、その目的は、窒
素酸化物に対する応答性が速く、かつ燃焼性ガスに影響
されることなく窒素酸化物の検出を可能とし、しかも低
コストで実現可能とした窒素酸化物検出素子およびその
製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明による窒素酸化物検出素子は、絶縁性基
板と、この絶縁性基板上に形成されかつ酸素−錫の組成
比１．５〜１．９を有する酸化錫薄膜と、この酸化錫薄
膜と接触しかつ互いに対向して形成された一対の金属電
極と、絶縁性基板の背面に形成されたヒータとを有して
構成されており、酸化錫薄膜は非晶質物質で形成され、
酸化錫薄膜の膜厚は５０Å〜６００Åである。また、本
発明による窒素酸化物検出素子の製造方法は、絶縁性基
板上にマイクロ波プラズマ化学気相成長法により非晶質
物質で形成された酸化錫薄膜を膜厚が５０Å〜６００Å
となるように形成する。
るために本発明による窒素酸化物検出素子は、絶縁性基
板と、この絶縁性基板上に形成されかつ酸素−錫の組成
比１．５〜１．９を有する酸化錫薄膜と、この酸化錫薄
膜と接触しかつ互いに対向して形成された一対の金属電
極と、絶縁性基板の背面に形成されたヒータとを有して
構成されており、酸化錫薄膜は非晶質物質で形成され、
酸化錫薄膜の膜厚は５０Å〜６００Åである。また、本
発明による窒素酸化物検出素子の製造方法は、絶縁性基
板上にマイクロ波プラズマ化学気相成長法により非晶質
物質で形成された酸化錫薄膜を膜厚が５０Å〜６００Å
となるように形成する。
【００１３】
【作用】本発明における酸化錫薄膜は、絶縁性基板上に
一様に連続して平坦かつ緻密にしかも密着性良く形成さ
れる。
一様に連続して平坦かつ緻密にしかも密着性良く形成さ
れる。
【００１４】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は、本発明による窒素酸化物検出素子の
一実施例による構成を示す図であり、図１（ａ）は平面
図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ′線の断面図であ
る。同図において、１は絶縁性基板であり、この種の絶
縁性基板としては例えばアルミナ，セラミック，ステア
タイト，スピネル，サファイア，石英，ガラス，熱酸化
シリコンまたはＳｉＯ2 など動作時に後述する酸化錫膜
と反応しない絶縁体であれば良い。２はこの絶縁性基板
１の表面上にマイクロ波プラズマＣＶＤ法により形成さ
れた膜厚５０〜６００Åの酸化錫薄膜であり、この酸化
錫薄膜２は酸素−錫の組成比が化学量論組成比２．０に
比べて酸素不足の状態となる組成比１．５〜１．９５、
好ましくは組成比１．７５を有して形成されている。
説明する。図１は、本発明による窒素酸化物検出素子の
一実施例による構成を示す図であり、図１（ａ）は平面
図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ′線の断面図であ
る。同図において、１は絶縁性基板であり、この種の絶
縁性基板としては例えばアルミナ，セラミック，ステア
タイト，スピネル，サファイア，石英，ガラス，熱酸化
シリコンまたはＳｉＯ2 など動作時に後述する酸化錫膜
と反応しない絶縁体であれば良い。２はこの絶縁性基板
１の表面上にマイクロ波プラズマＣＶＤ法により形成さ
れた膜厚５０〜６００Åの酸化錫薄膜であり、この酸化
錫薄膜２は酸素−錫の組成比が化学量論組成比２．０に
比べて酸素不足の状態となる組成比１．５〜１．９５、
好ましくは組成比１．７５を有して形成されている。
【００１５】また、３ａ，３ｂはこの酸化錫膜２の表面
上に金を蒸着またはスパッタリング法などにより膜厚約
０．５μｍの厚さに被着されかつ互いに組み合わされて
形成された櫛歯状の金属電極である。なお、この金属電
極３ａ，３ｂは、動作時に酸化錫膜２および測定ガスと
反応しない例えば白金，ニッケル，銅，酸化ルテニウム
などの導電体の印刷，焼き付け，蒸着またはスパッタリ
ングなどで形成しても良い。４ａ，４ｂはそれぞれ一対
の金電極３ａ，３ｂと一体的に形成された電極端子であ
る。５はこの絶縁性基板１の背面側に形成されかつ酸化
錫膜２を２００〜４００℃に加熱する抵抗加熱方式のヒ
ータである。また、この絶縁性基板１の背面側には図示
されないが、加熱ヒータ５の温度測定用の熱電対または
測温抵抗体などが形成配置されている。
上に金を蒸着またはスパッタリング法などにより膜厚約
０．５μｍの厚さに被着されかつ互いに組み合わされて
形成された櫛歯状の金属電極である。なお、この金属電
極３ａ，３ｂは、動作時に酸化錫膜２および測定ガスと
反応しない例えば白金，ニッケル，銅，酸化ルテニウム
などの導電体の印刷，焼き付け，蒸着またはスパッタリ
ングなどで形成しても良い。４ａ，４ｂはそれぞれ一対
の金電極３ａ，３ｂと一体的に形成された電極端子であ
る。５はこの絶縁性基板１の背面側に形成されかつ酸化
錫膜２を２００〜４００℃に加熱する抵抗加熱方式のヒ
ータである。また、この絶縁性基板１の背面側には図示
されないが、加熱ヒータ５の温度測定用の熱電対または
測温抵抗体などが形成配置されている。
【００１６】次にこのように構成された窒素酸化物検出
素子の製造方法を説明する前にその製造装置について説
明する。図２は、マイクロ波プラズマＣＶＤ装置の構成
を示す図である。同図において、１１は反応室、１２は
反応室１１の排気用拡散ポンプ、１３はロータリーポン
プ、１４は前述した絶縁性基板１を搭載する試料台、１
５は絶縁性基板１を加熱させるヒータ、１６は反応室１
１内に供給する原料としてのテトラメチルスズ（（Ｓｎ
（ＣＨ3）4：ＴＭＴ）を収容した試料管、１７は流量
計、１８は反応室１１に結合されたプラズマ室、１９は
周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生させるマイク
ロ波発生装置、２０はプラズマ室１８内にマイクロ波を
導入する導波管、２１は導入窓、２２は整合器、２３は
パワーモニタ、２４はプラズマ室１８内に供給するアル
ゴン（Ａｒ）を収容したボンベ、２５はプラズマ室１８
内に供給する酸素（Ｏ2 ）を収容したボンベである。
素子の製造方法を説明する前にその製造装置について説
明する。図２は、マイクロ波プラズマＣＶＤ装置の構成
を示す図である。同図において、１１は反応室、１２は
反応室１１の排気用拡散ポンプ、１３はロータリーポン
プ、１４は前述した絶縁性基板１を搭載する試料台、１
５は絶縁性基板１を加熱させるヒータ、１６は反応室１
１内に供給する原料としてのテトラメチルスズ（（Ｓｎ
（ＣＨ3）4：ＴＭＴ）を収容した試料管、１７は流量
計、１８は反応室１１に結合されたプラズマ室、１９は
周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生させるマイク
ロ波発生装置、２０はプラズマ室１８内にマイクロ波を
導入する導波管、２１は導入窓、２２は整合器、２３は
パワーモニタ、２４はプラズマ室１８内に供給するアル
ゴン（Ａｒ）を収容したボンベ、２５はプラズマ室１８
内に供給する酸素（Ｏ2 ）を収容したボンベである。
【００１７】次に窒素酸化物検出素子の製造方法につい
て説明する。窒素酸化物検出素子の製造方法では、図２
に示したマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を用いてマイク
ロ波プラズマＣＶＤ法により調製する。まず、絶縁性基
板１には表面粗さ約３０００Å（谷から山までの寸法）
のアルミナ基板を用いた。標準的な条件を、ＴＭＴ分圧
０．００５〜０．１Ｔｏｒｒ，Ｏ2 分圧０．０１〜０．
２Ｔｏｒｒ，Ａｒ分圧０．４０Ｔｏｒｒ（一定），基板
温度約４００℃，堆積時間１ｈ，マイクロ波（周波数
２．４５ＧＨｚ）入射電力１００〜４００Ｗとし、パラ
メータを一つずつ変化させてアルミナ基板上に酸化錫薄
膜２を形成し、その影響を調べた。
て説明する。窒素酸化物検出素子の製造方法では、図２
に示したマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を用いてマイク
ロ波プラズマＣＶＤ法により調製する。まず、絶縁性基
板１には表面粗さ約３０００Å（谷から山までの寸法）
のアルミナ基板を用いた。標準的な条件を、ＴＭＴ分圧
０．００５〜０．１Ｔｏｒｒ，Ｏ2 分圧０．０１〜０．
２Ｔｏｒｒ，Ａｒ分圧０．４０Ｔｏｒｒ（一定），基板
温度約４００℃，堆積時間１ｈ，マイクロ波（周波数
２．４５ＧＨｚ）入射電力１００〜４００Ｗとし、パラ
メータを一つずつ変化させてアルミナ基板上に酸化錫薄
膜２を形成し、その影響を調べた。
【００１８】ここでこの酸化錫薄膜２の膜厚の測定は、
エリプソメトリーにより行い、抵抗率の測定は、四端子
針抵抗測定器を用いた四端子法により行った。さらに形
成された酸化錫薄膜の構造および表面状態の分析には、
Ｘ線回折装置（ＸＲＤ），Ｘ線光電子分光装置（ＸＰ
Ｓ），紫外可視分光光度計（ＵＶ−ＶＩＳ），フーリエ
変換赤外分光装置（ＦＴ−ＩＲ）などを用いた。また、
ガス応答測定は、酸化錫薄膜２の表面上に一対の金属電
極３ａ，３ｂとして金を真空蒸着法により堆積し、膜厚
約０．５μｍの櫛形状の金電極を形成し、この金電極間
の抵抗値を測定することにより行った。この結果、金電
極間の酸化錫薄膜２の抵抗値は、基板温度や放電ガス分
圧などの調製条件に依存して大きく変化する。
エリプソメトリーにより行い、抵抗率の測定は、四端子
針抵抗測定器を用いた四端子法により行った。さらに形
成された酸化錫薄膜の構造および表面状態の分析には、
Ｘ線回折装置（ＸＲＤ），Ｘ線光電子分光装置（ＸＰ
Ｓ），紫外可視分光光度計（ＵＶ−ＶＩＳ），フーリエ
変換赤外分光装置（ＦＴ−ＩＲ）などを用いた。また、
ガス応答測定は、酸化錫薄膜２の表面上に一対の金属電
極３ａ，３ｂとして金を真空蒸着法により堆積し、膜厚
約０．５μｍの櫛形状の金電極を形成し、この金電極間
の抵抗値を測定することにより行った。この結果、金電
極間の酸化錫薄膜２の抵抗値は、基板温度や放電ガス分
圧などの調製条件に依存して大きく変化する。
【００１９】図３および図４は、前述した調製時の基板
温度を変化させたときの酸化錫薄膜２のそれぞれ膜厚お
よび抵抗率を示したものである。図３に示すように酸化
錫薄膜２の膜厚は、基板温度によって変化し、膜厚５０
〜５００Åの薄膜が得られた。また、酸化錫薄膜２は、
図４に示すように基板温度約３００℃付近で急激に抵抗
が減少し、高い導電性を示す膜が得られた。また、この
酸化錫薄膜２の薄膜表面は、平滑かつ緻密であり、機械
的強度にも優れていることが判った。
温度を変化させたときの酸化錫薄膜２のそれぞれ膜厚お
よび抵抗率を示したものである。図３に示すように酸化
錫薄膜２の膜厚は、基板温度によって変化し、膜厚５０
〜５００Åの薄膜が得られた。また、酸化錫薄膜２は、
図４に示すように基板温度約３００℃付近で急激に抵抗
が減少し、高い導電性を示す膜が得られた。また、この
酸化錫薄膜２の薄膜表面は、平滑かつ緻密であり、機械
的強度にも優れていることが判った。
【００２０】また、ＸＰＳの結果より、酸素過剰雰囲気
で調製した酸化錫薄膜２の表面組成は、図５に示すよう
にＳｎＯX （Ｘ＝１．７５）と、酸化錫の場合のＸ＝２
よりも酸素不足となっていることが判った。また、Ｏ2
／ＴＭＴ分圧比を変化させると、酸化錫薄膜２は、図６
に示すように酸素−錫（Ｏ／Ｓｎ）組成比が１．３〜
１．９の薄膜が得られ、Ｏ／Ｓｎ組成比がＸ＝１．５以
下より小さい酸化錫薄膜は、絶縁性となり、窒素酸化物
検出素子として使用できないことが判った。また、ＴＭ
Ｔ分圧を変化させると、この酸化錫薄膜２のシート抵抗
は、図７に示すように室温で数ＫΩ／□〜無限大であ
り、酸化錫薄膜２の膜厚およびシート抵抗から抵抗率を
求めると、１０-2Ω・ｃｍ〜無限大であった。
で調製した酸化錫薄膜２の表面組成は、図５に示すよう
にＳｎＯX （Ｘ＝１．７５）と、酸化錫の場合のＸ＝２
よりも酸素不足となっていることが判った。また、Ｏ2
／ＴＭＴ分圧比を変化させると、酸化錫薄膜２は、図６
に示すように酸素−錫（Ｏ／Ｓｎ）組成比が１．３〜
１．９の薄膜が得られ、Ｏ／Ｓｎ組成比がＸ＝１．５以
下より小さい酸化錫薄膜は、絶縁性となり、窒素酸化物
検出素子として使用できないことが判った。また、ＴＭ
Ｔ分圧を変化させると、この酸化錫薄膜２のシート抵抗
は、図７に示すように室温で数ＫΩ／□〜無限大であ
り、酸化錫薄膜２の膜厚およびシート抵抗から抵抗率を
求めると、１０-2Ω・ｃｍ〜無限大であった。
【００２１】このような製造方法において、酸化錫薄膜
２をテトラメチルスズ（（Ｓｎ（ＣＨ３）４：ＴＭＴ）
を原料としてマイクロ波プラズマＣＶＤ法により形成す
ることにより、酸化錫薄膜２は非晶質物質で形成され
る。このため、絶縁性基板１の表面粗さ（谷から山まで
の寸法）が大きくても酸化錫薄膜２が絶縁性基板１上に
均一にかつ連続的にしかも薄く堆積されるので、ステッ
プカバレッジの良い薄膜が得られる。つまり酸化錫薄膜
２の膜厚５０〜６００Åに対して表面粗さ（山−谷の寸
法）が１０〜５００００Åの範囲の比較的表面の粗い基
板を絶縁性基板１として使用することができる。したが
って表面が滑らか基板を用いる必要がなく、いずれの絶
縁性基板上にも形成でき、製造コストが安価となる。
２をテトラメチルスズ（（Ｓｎ（ＣＨ３）４：ＴＭＴ）
を原料としてマイクロ波プラズマＣＶＤ法により形成す
ることにより、酸化錫薄膜２は非晶質物質で形成され
る。このため、絶縁性基板１の表面粗さ（谷から山まで
の寸法）が大きくても酸化錫薄膜２が絶縁性基板１上に
均一にかつ連続的にしかも薄く堆積されるので、ステッ
プカバレッジの良い薄膜が得られる。つまり酸化錫薄膜
２の膜厚５０〜６００Åに対して表面粗さ（山−谷の寸
法）が１０〜５００００Åの範囲の比較的表面の粗い基
板を絶縁性基板１として使用することができる。したが
って表面が滑らか基板を用いる必要がなく、いずれの絶
縁性基板上にも形成でき、製造コストが安価となる。
【００２２】また、このような製造方法において、酸化
錫薄膜２をテトラメチルスズ（（Ｓｎ（ＣＨ3）4：ＴＭ
Ｔ）を原料としてマイクロ波プラズマＣＶＤ法により形
成することにより、非晶質物質の調製が可能となるとと
もに化学量論的に種々の組成の物質が調製できるので、
例えばＯ対Ｓｎが組成比１．５〜１．９のＳｎＯX の調
製が可能となる。
錫薄膜２をテトラメチルスズ（（Ｓｎ（ＣＨ3）4：ＴＭ
Ｔ）を原料としてマイクロ波プラズマＣＶＤ法により形
成することにより、非晶質物質の調製が可能となるとと
もに化学量論的に種々の組成の物質が調製できるので、
例えばＯ対Ｓｎが組成比１．５〜１．９のＳｎＯX の調
製が可能となる。
【００２３】また、マイクロ波プラズマＣＶＤ法により
形成した酸化錫薄膜２は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
により観察した結果、粒子などの大きな構造は全く見ら
れず、表面が極めて平滑で緻密であった。また、剥離強
度試験においても絶縁性基板１との密着性が極めて強固
であった。
形成した酸化錫薄膜２は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
により観察した結果、粒子などの大きな構造は全く見ら
れず、表面が極めて平滑で緻密であった。また、剥離強
度試験においても絶縁性基板１との密着性が極めて強固
であった。
【００２４】また、図８〜図１０は、本発明による窒素
酸化物検出素子の他の実施例による構成を示す図であ
り、それぞれ（ａ）は平面図，（ｂ）はそのＢ−Ｂ′線
の断面図を示し、前述の図と同一部分には同一符号を付
してある。これらの図において、図８に示す構成では、
絶縁性基板１上に一対の櫛歯状金属電極３ａ，３ｂが形
成され、この櫛歯状金属電極３ａ，３ｂが形成された絶
縁性基板１上に酸化錫薄膜２が形成されている。また、
図９に示す構成では、一方の櫛歯状金属電極３ａが絶縁
性基板１上に形成され、他方の櫛歯状金属電極３ｂが酸
化錫薄膜２上に形成されている。また、図１０に示す構
成では、図８の構成において、酸化錫薄膜２上に透ガス
性金電極６が形成されている。
酸化物検出素子の他の実施例による構成を示す図であ
り、それぞれ（ａ）は平面図，（ｂ）はそのＢ−Ｂ′線
の断面図を示し、前述の図と同一部分には同一符号を付
してある。これらの図において、図８に示す構成では、
絶縁性基板１上に一対の櫛歯状金属電極３ａ，３ｂが形
成され、この櫛歯状金属電極３ａ，３ｂが形成された絶
縁性基板１上に酸化錫薄膜２が形成されている。また、
図９に示す構成では、一方の櫛歯状金属電極３ａが絶縁
性基板１上に形成され、他方の櫛歯状金属電極３ｂが酸
化錫薄膜２上に形成されている。また、図１０に示す構
成では、図８の構成において、酸化錫薄膜２上に透ガス
性金電極６が形成されている。
【００２５】このように構成される窒素酸化物検出素子
においても、同様な効果が得られるとともに図１０に示
す酸化錫薄膜２上に透ガス性金電極６を形成する構成で
は、金電極３ｂが完全に酸化錫薄膜２で覆われているた
め、測定雰囲気中での導電性物質の付着や測定雰囲気中
の化学物質による反応生成物の付着による金電極３ｂと
透ガス性金電極６との間の短絡による機能の劣化がなく
なる。つまり耐環境性が向上するなどの効果が得られ、
また、このような構成される窒素酸化物検出素子におい
ても、前述と同様な製造方法により形成することができ
る。
においても、同様な効果が得られるとともに図１０に示
す酸化錫薄膜２上に透ガス性金電極６を形成する構成で
は、金電極３ｂが完全に酸化錫薄膜２で覆われているた
め、測定雰囲気中での導電性物質の付着や測定雰囲気中
の化学物質による反応生成物の付着による金電極３ｂと
透ガス性金電極６との間の短絡による機能の劣化がなく
なる。つまり耐環境性が向上するなどの効果が得られ、
また、このような構成される窒素酸化物検出素子におい
ても、前述と同様な製造方法により形成することができ
る。
【００２６】このように構成された窒素酸化物検出素子
を用いて各種のガスに対する応答性を測定した。ＮＯ
2 ，メタノール，エタノール，アセトンの各種ガスは流
通式ガス応答測定装置を用いて測定し、ＮＯ，Ｎ2Ｏ，
ＣＯ，ＣＨ4，Ｃ3Ｈ8，イソブタンなどは閉鎖系ガス応
答測定用チャンバーを用いて測定した。
を用いて各種のガスに対する応答性を測定した。ＮＯ
2 ，メタノール，エタノール，アセトンの各種ガスは流
通式ガス応答測定装置を用いて測定し、ＮＯ，Ｎ2Ｏ，
ＣＯ，ＣＨ4，Ｃ3Ｈ8，イソブタンなどは閉鎖系ガス応
答測定用チャンバーを用いて測定した。
【００２７】窒素酸化物検出素子は、その背面側のヒー
タ５に直流電源により電圧を印加して加熱し、応答特性
を測定した。図１１はＮＯ2 が１５ｐｐｍ，動作温度３
００℃の結果を示したもである。同図に示すように１０
分毎にＮＯ2 １５ｐｐｍと空気とを切り替えた。この結
果、ＮＯ2 に対して抵抗値が増加し、空気に切り替える
と、元の抵抗値に回復する可逆的な反応を示した。
タ５に直流電源により電圧を印加して加熱し、応答特性
を測定した。図１１はＮＯ2 が１５ｐｐｍ，動作温度３
００℃の結果を示したもである。同図に示すように１０
分毎にＮＯ2 １５ｐｐｍと空気とを切り替えた。この結
果、ＮＯ2 に対して抵抗値が増加し、空気に切り替える
と、元の抵抗値に回復する可逆的な反応を示した。
【００２８】酸化性ガスに対しては、図１２に示すよう
にＮＯ2 に対して高い感度（Ｒｇ／Ｒａ：Ｒｇ，Ｒａは
それぞれＮＯ2 中，空気中での抵抗）を示した。ＮＯ2
に対する選択性が良好であり、ＮＯ2 センサとして有望
であると考えられる。
にＮＯ2 に対して高い感度（Ｒｇ／Ｒａ：Ｒｇ，Ｒａは
それぞれＮＯ2 中，空気中での抵抗）を示した。ＮＯ2
に対する選択性が良好であり、ＮＯ2 センサとして有望
であると考えられる。
【００２９】図１３は、ＮＯ2 １５ｐｐｍに対する感度
の動作温度依存性を示したものである。同図に示すよう
に動作温度が上昇するに伴って感度（Ｒｇ／Ｒａ：Ｒ
ｇ，ＲａはそれぞれＮＯ2 中，空気中での抵抗）が減少
し、約４００℃を超えると、ほとんど感度が得られな
い。
の動作温度依存性を示したものである。同図に示すよう
に動作温度が上昇するに伴って感度（Ｒｇ／Ｒａ：Ｒ
ｇ，ＲａはそれぞれＮＯ2 中，空気中での抵抗）が減少
し、約４００℃を超えると、ほとんど感度が得られな
い。
【００３０】図１４は、動作温度を室温から２００℃ま
で変化させた時のＮＯ2 １５ｐｐｍに対する応答性を示
したものである。同図に示すように動作温度が約２００
℃より低い温度では空気に切り替えたときに元の値に回
復しない。したがってこの窒素酸化物検出素子の動作
は、２００〜４００℃の範囲である。
で変化させた時のＮＯ2 １５ｐｐｍに対する応答性を示
したものである。同図に示すように動作温度が約２００
℃より低い温度では空気に切り替えたときに元の値に回
復しない。したがってこの窒素酸化物検出素子の動作
は、２００〜４００℃の範囲である。
【００３１】図１５は、ＮＯ2 １５ｐｐｍに対する応答
時間の動作温度依存性を示したものである。前述した流
通式ガス応答測定装置において、測定系のガス置換に１
分程度の時間を要することなどを考慮すると、同図に示
すように約３００℃以上で応答時間が一定となり、極め
て速い応答速度が得られる。応答速度，感度、再現性，
安定性から判断してＮＯ2 検出の最適動作温度は約３０
０℃付近であると考えられる。
時間の動作温度依存性を示したものである。前述した流
通式ガス応答測定装置において、測定系のガス置換に１
分程度の時間を要することなどを考慮すると、同図に示
すように約３００℃以上で応答時間が一定となり、極め
て速い応答速度が得られる。応答速度，感度、再現性，
安定性から判断してＮＯ2 検出の最適動作温度は約３０
０℃付近であると考えられる。
【００３２】図１６は、動作温度３００℃におけるＮＯ
2 に対する感度の濃度依存性を示したものである。同図
に示すようにＮＯ2 が最小濃度２．５ｐｐｍでも感度３
が得られ、希薄な濃度のＮＯ2 の検出も可能である。
2 に対する感度の濃度依存性を示したものである。同図
に示すようにＮＯ2 が最小濃度２．５ｐｐｍでも感度３
が得られ、希薄な濃度のＮＯ2 の検出も可能である。
【００３３】図１７は、動作温度３００℃におけるＮＯ
に対する感度の濃度依存性を示したものである。同図に
示すようにＮＯが数ｐｐｍ程度の極めて希薄な濃度でも
感度（Ｒｇ／Ｒａ：Ｒｇ，ＲａはそれぞれＮＯ中，空気
中での抵抗）が得られ、希薄な濃度に対するＮＯの検出
に極めて優れている。
に対する感度の濃度依存性を示したものである。同図に
示すようにＮＯが数ｐｐｍ程度の極めて希薄な濃度でも
感度（Ｒｇ／Ｒａ：Ｒｇ，ＲａはそれぞれＮＯ中，空気
中での抵抗）が得られ、希薄な濃度に対するＮＯの検出
に極めて優れている。
【００３４】図１８は、動作温度３００℃におけるＨ2
に対する感度の濃度依存性を示したものである。同図に
示すようにＨ2 は高濃度領域では感度（Ｒａ／Ｒｇ：Ｒ
ａ，Ｒｇはそれぞれ空気中，Ｈ2 中での抵抗）が得られ
るが、約１００ｐｐｍ以下の希薄なガスでは極めて僅か
な感度しか示さなかった。
に対する感度の濃度依存性を示したものである。同図に
示すようにＨ2 は高濃度領域では感度（Ｒａ／Ｒｇ：Ｒ
ａ，Ｒｇはそれぞれ空気中，Ｈ2 中での抵抗）が得られ
るが、約１００ｐｐｍ以下の希薄なガスでは極めて僅か
な感度しか示さなかった。
【００３５】図１９は、動作温度３００℃におけるＣＯ
に対する感度の濃度依存性を示したものである。同図に
示すようにＣＯは高濃度領域でも極めて僅かな感度しか
示さなかった。
に対する感度の濃度依存性を示したものである。同図に
示すようにＣＯは高濃度領域でも極めて僅かな感度しか
示さなかった。
【００３６】図２０は、動作温度３００℃におけるメタ
ノールに対する感度の濃度依存性を示したものである。
同図に示すようにメタノールは高濃度領域では感度が得
られるが、約１００ｐｐｍ以下の希薄なガスでは極めて
僅かな感度しか示さなかった。
ノールに対する感度の濃度依存性を示したものである。
同図に示すようにメタノールは高濃度領域では感度が得
られるが、約１００ｐｐｍ以下の希薄なガスでは極めて
僅かな感度しか示さなかった。
【００３７】また、エタノール，アセトンについても同
様に測定したところ、高濃度領域では感度が得られる
が、約１００ｐｐｍ以下の希薄なガスでは極めて僅かな
感度しか示さなかった。
様に測定したところ、高濃度領域では感度が得られる
が、約１００ｐｐｍ以下の希薄なガスでは極めて僅かな
感度しか示さなかった。
【００３８】また、Ｎ2Ｏ，ＣＨ4，Ｃ3Ｈ8，イソブタン
に対しては動作温度３００℃では、全く感度を示さなか
った。
に対しては動作温度３００℃では、全く感度を示さなか
った。
【００３９】図２１は、動作温度３００℃におけるＮＯ
2 検知において、Ｈ2 ，ＣＯ（各５０ｐｐｍ）が共存す
る時の影響を閉鎖系ガス応答装置を用いて調べた結果を
示したものである。同図に示すようにＨ2 ，ＣＯの影響
は少なく、ＮＯ2 に対して選択的に応答することが確認
された。
2 検知において、Ｈ2 ，ＣＯ（各５０ｐｐｍ）が共存す
る時の影響を閉鎖系ガス応答装置を用いて調べた結果を
示したものである。同図に示すようにＨ2 ，ＣＯの影響
は少なく、ＮＯ2 に対して選択的に応答することが確認
された。
【００４０】図２２は、Ｎ2 中にＮＯ2 （１５ｐｐｍ）
が共存するときの影響を流通式ガス応答装置を用いて調
べた結果を示したものである。同図に示すように動作温
度３００℃において無酸素雰囲気中でもＮＯ2 に対して
感度が得られた。
が共存するときの影響を流通式ガス応答装置を用いて調
べた結果を示したものである。同図に示すように動作温
度３００℃において無酸素雰囲気中でもＮＯ2 に対して
感度が得られた。
【００４１】通常、大気中に存在する窒素酸化物は、Ｎ
Ｏ，ＮＯ2，Ｎ2Ｏ，Ｎ2Ｏ3，Ｎ2Ｏ4，Ｎ2Ｏ5などが知ら
れているが、化石燃料などの燃焼によって生成されるの
は殆どがＮＯ，ＮＯ2 である。したがってこのように構
成された窒素酸化物検出素子によれば、ＮＯ，ＮＯ2 で
は感度が高く、Ｈ2 ，ＣＯ，メタノール，エタノール，
アセトンでは高濃度でのみ反応し、１００ｐｐｍ以下で
は僅かな感度しか得られない。また、Ｈ2Ｏ，ＣＨ4，Ｃ
3Ｈ8，イソブタンでは全く感度を示さないことになる。
Ｏ，ＮＯ2，Ｎ2Ｏ，Ｎ2Ｏ3，Ｎ2Ｏ4，Ｎ2Ｏ5などが知ら
れているが、化石燃料などの燃焼によって生成されるの
は殆どがＮＯ，ＮＯ2 である。したがってこのように構
成された窒素酸化物検出素子によれば、ＮＯ，ＮＯ2 で
は感度が高く、Ｈ2 ，ＣＯ，メタノール，エタノール，
アセトンでは高濃度でのみ反応し、１００ｐｐｍ以下で
は僅かな感度しか得られない。また、Ｈ2Ｏ，ＣＨ4，Ｃ
3Ｈ8，イソブタンでは全く感度を示さないことになる。
【００４２】したがって化石燃料の燃焼による不完全燃
焼により発生したＣＯの影響を全く受けずにＮＯ，ＮＯ
2 のみを高い感度で検出することができる。また、この
ように構成された窒素検出検出素子は、化石燃料などの
燃焼によって生成されるのは殆どがＮＯ，ＮＯ2 である
ことから、化石燃料の燃焼によって発生する窒素酸化物
の全窒素酸化物量の測定に適用できる。
焼により発生したＣＯの影響を全く受けずにＮＯ，ＮＯ
2 のみを高い感度で検出することができる。また、この
ように構成された窒素検出検出素子は、化石燃料などの
燃焼によって生成されるのは殆どがＮＯ，ＮＯ2 である
ことから、化石燃料の燃焼によって発生する窒素酸化物
の全窒素酸化物量の測定に適用できる。
【００４３】通常、窒素酸化物検出素子で要求される濃
度測定範囲は、大気中の濃度測定では１ｐｐｂ〜１０ｐ
ｐｍ，燃焼排気ガスの濃度測定では１ｐｐｍ〜１％であ
るが、前述のように構成された窒素酸化物検出素子によ
れば、１〜１０００ｐｐｍの測定範囲で十分な検出感度
が得られた。
度測定範囲は、大気中の濃度測定では１ｐｐｂ〜１０ｐ
ｐｍ，燃焼排気ガスの濃度測定では１ｐｐｍ〜１％であ
るが、前述のように構成された窒素酸化物検出素子によ
れば、１〜１０００ｐｐｍの測定範囲で十分な検出感度
が得られた。
【００４４】なお、前述した実施例においては、酸化錫
薄膜の膜厚を５０〜６００Åの範囲とした場合について
説明したが、この膜厚が５０Å未満では絶縁性となり、
使用することができず、また、膜厚が６００Åを超える
と、膜厚を薄くする意味がない。したがって酸化錫薄膜
を５０〜６００Åの範囲に形成することによって応答性
が速く、性能が極めて良好となる。
薄膜の膜厚を５０〜６００Åの範囲とした場合について
説明したが、この膜厚が５０Å未満では絶縁性となり、
使用することができず、また、膜厚が６００Åを超える
と、膜厚を薄くする意味がない。したがって酸化錫薄膜
を５０〜６００Åの範囲に形成することによって応答性
が速く、性能が極めて良好となる。
【００４５】また、前述した実施例においては、酸化錫
薄膜をテトラメチルスズ（ＴＭＴ）を原料としてマイク
ロ波プラズマＣＶＤ法により形成した場合について説明
したが、本発明はこのマイクロ波プラズマＣＶＤ法に限
定されるものではなく、酸素不足の酸化錫薄膜が形成さ
れるいずれのＣＶＤ法を用いて形成しても良いことは言
うまでもない。
薄膜をテトラメチルスズ（ＴＭＴ）を原料としてマイク
ロ波プラズマＣＶＤ法により形成した場合について説明
したが、本発明はこのマイクロ波プラズマＣＶＤ法に限
定されるものではなく、酸素不足の酸化錫薄膜が形成さ
れるいずれのＣＶＤ法を用いて形成しても良いことは言
うまでもない。
【００４６】
【発明の効果】以上、説明したように本発明による窒素
酸化物検出素子は、絶縁性基板と、この絶縁性基板上に
形成されかつ酸素−錫の組成比１．５〜１．９を有する
酸化錫薄膜と、この酸化錫薄膜と接触しかつ互いに対向
して形成された一対の金属電極と、絶縁性基板の背面に
形成されたヒータとから構成され、酸化錫薄膜を非晶質
物質で形成し、酸化錫薄膜の膜厚を５０〜６００Åとす
る。これにより、窒素酸化物に対する応答性が速くかつ
可燃性ガスおよび不完全燃焼で発生したガスなどに影響
されることなく、窒素酸化物を高感度で検出することが
できるなどの極めて優れた効果が得られる。さらに、比
較的表面の粗い絶縁性基板を使用することができるの
で、窒素酸化物検出素子が低コストで得られるなどの極
めて優れた効果を有する。また、このように構成された
窒素酸化物検出素子は、低空気比燃焼，排ガス再循環，
水蒸気噴射などにおける窒素酸化物量の抑制装置に適用
でき、その効果は極めて大である。また、本発明による
製造方法によれは、酸化錫薄膜の形成にマイクロ波プラ
ズマ化学気相成長法を用いることによって、非晶質物質
を調整できる。これにより、表面粗さが比較的大きい絶
縁性基板上に酸化錫薄膜を滑らかにかつ薄く形成できる
ので、高感度の窒素酸化物検出素子が低コストで得られ
るなどの極めて優れた効果を有する。
酸化物検出素子は、絶縁性基板と、この絶縁性基板上に
形成されかつ酸素−錫の組成比１．５〜１．９を有する
酸化錫薄膜と、この酸化錫薄膜と接触しかつ互いに対向
して形成された一対の金属電極と、絶縁性基板の背面に
形成されたヒータとから構成され、酸化錫薄膜を非晶質
物質で形成し、酸化錫薄膜の膜厚を５０〜６００Åとす
る。これにより、窒素酸化物に対する応答性が速くかつ
可燃性ガスおよび不完全燃焼で発生したガスなどに影響
されることなく、窒素酸化物を高感度で検出することが
できるなどの極めて優れた効果が得られる。さらに、比
較的表面の粗い絶縁性基板を使用することができるの
で、窒素酸化物検出素子が低コストで得られるなどの極
めて優れた効果を有する。また、このように構成された
窒素酸化物検出素子は、低空気比燃焼，排ガス再循環，
水蒸気噴射などにおける窒素酸化物量の抑制装置に適用
でき、その効果は極めて大である。また、本発明による
製造方法によれは、酸化錫薄膜の形成にマイクロ波プラ
ズマ化学気相成長法を用いることによって、非晶質物質
を調整できる。これにより、表面粗さが比較的大きい絶
縁性基板上に酸化錫薄膜を滑らかにかつ薄く形成できる
ので、高感度の窒素酸化物検出素子が低コストで得られ
るなどの極めて優れた効果を有する。
【図１】本発明による窒素酸化物検出素子の一実施例に
よる構成を示す図である。
よる構成を示す図である。
【図２】本発明による窒素酸化物検出素子の製造方法を
説明するマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の構成を示す図
である。
説明するマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の構成を示す図
である。
【図３】本発明に係わる酸化錫薄膜の膜厚の基板温度依
存性を示す図である。
存性を示す図である。
【図４】本発明に係わる酸化錫薄膜の抵抗率の基板温度
依存性を示す図である。
依存性を示す図である。
【図５】本発明に係わる酸化錫薄膜のＯ／Ｓｎ比の基板
温度依存性を示す図である。
温度依存性を示す図である。
【図６】本発明に係わる酸化錫薄膜のＯ2 ／ＴＭＴ分圧
比に対するＯ／Ｓｎ比の変化を示す図である。
比に対するＯ／Ｓｎ比の変化を示す図である。
【図７】本発明に係わる酸化錫薄膜のシート抵抗・膜厚
のＴＭＴ分圧依存性を示す図である。
のＴＭＴ分圧依存性を示す図である。
【図８】本発明による窒素酸化物検出素子の他の実施例
による構成を示す図である。
による構成を示す図である。
【図９】本発明による窒素酸化物検出素子のさらに他の
実施例による構成を示す図である。
実施例による構成を示す図である。
【図１０】本発明による窒素酸化物検出素子の他の実施
例による構成を示す図である。
例による構成を示す図である。
【図１１】本発明に係わる酸化錫薄膜のＮＯ2 に対する
応答特性を示す図である。
応答特性を示す図である。
【図１２】本発明に係わる酸化錫薄膜のＮＯ，ＮＯ2 に
対する感度の濃度依存性を示す図である。
対する感度の濃度依存性を示す図である。
【図１３】本発明に係わる酸化錫薄膜のＮＯ2 に対する
感度の動作温度依存性を示す図である。
感度の動作温度依存性を示す図である。
【図１４】本発明に係わる酸化錫薄膜のＮＯ2 に対する
応答の動作温度依存性を示す図である。
応答の動作温度依存性を示す図である。
【図１５】本発明に係わる酸化錫薄膜のＮＯ2 に対する
９０％到達応答時間の動作温度依存性を示す図である。
９０％到達応答時間の動作温度依存性を示す図である。
【図１６】本発明に係わる酸化錫薄膜のＮＯ2に対する
感度の濃度依存性を示す図である。
感度の濃度依存性を示す図である。
【図１７】本発明に係わる酸化錫薄膜のＮＯに対する感
度の濃度依存性を示す図である。
度の濃度依存性を示す図である。
【図１８】本発明に係わる酸化錫薄膜のＨ2 に対する感
度の濃度依存性を示す図である。
度の濃度依存性を示す図である。
【図１９】本発明に係わる酸化錫薄膜のＣＯに対する感
度の濃度依存性を示す図である。
度の濃度依存性を示す図である。
【図２０】本発明に係わる酸化錫薄膜のメタノールに対
する感度の濃度依存性を示す図である。
する感度の濃度依存性を示す図である。
【図２１】本発明に係わる酸化錫薄膜のＮＯ2，Ｈ2，Ｃ
Ｏに対する応答特性を示す図である。
Ｏに対する応答特性を示す図である。
【図２２】本発明に係わる酸化錫薄膜のＮ2 中でのＮＯ
2 に対する応答特性を示す図である。
2 に対する応答特性を示す図である。
【図２３】従来のＮＯX 濃度測定装置の構成の一例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図２４】従来のＮＯX 濃度測定装置の構成の他の例を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２５】図２３に示すＮＯX 濃度測定装置のＮＯ，Ｎ
Ｏ2 による抵抗変化を示す図である。
Ｏ2 による抵抗変化を示す図である。
１ 絶縁性基板 ２ 酸化錫薄膜 ３ａ 金属電極 ３ｂ 金属電極 ４ａ 電極端子 ４ｂ 電極端子 ５ 加熱ヒータ ６ 透ガス性金電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−222153（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−98658（ＪＰ，Ａ) 米国特許4169369（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 27/12
Claims (2)
- 【請求項１】 絶縁性基板と、 前記絶縁性基板上に形成されかつ酸素−錫の組成比１．
５〜１．９を有する酸化錫薄膜と、 前記酸化錫薄膜と接触しかつ互いに対向して形成された
一対の金属電極と、 前記絶縁性基板の背面に形成されたヒータとを備えた窒
素酸化物検出素子において、 前記酸化錫薄膜は、非晶質物質で形成され、 前記酸化錫薄膜の膜厚は、５０Å〜６００Åである こと
を特徴とする窒素酸化物検出素子。 - 【請求項２】 絶縁性基板と、 前記絶縁性基板上に形成されかつ酸素−錫の組成比１．
５〜１．９を有する酸化錫薄膜と、 前記酸化錫薄膜と接触しかつ互いに対向して形成された
一対の金属電極と、 前記絶縁性基板の背面に形成されたヒータとを備えた窒
素酸化物検出素子の製造方法において、 前記絶縁性基板上にマイクロ波プラズマ化学気相成長法
により非晶質物質で形成された前記酸化錫薄膜を膜厚が
５０Å〜６００Åとなるように形成することを特徴とす
る窒素酸化物検出素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4307887A JP2844286B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 窒素酸化物検出素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4307887A JP2844286B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 窒素酸化物検出素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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