JP7414656B2 - センサ及びその製造方法 - Google Patents
センサ及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7414656B2 JP7414656B2 JP2020117689A JP2020117689A JP7414656B2 JP 7414656 B2 JP7414656 B2 JP 7414656B2 JP 2020117689 A JP2020117689 A JP 2020117689A JP 2020117689 A JP2020117689 A JP 2020117689A JP 7414656 B2 JP7414656 B2 JP 7414656B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- film
- sensor
- concentration
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 38
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 21
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 11
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000004380 ashing Methods 0.000 claims description 8
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 40
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 40
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 33
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 17
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000968 intestinal effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
- G01N27/227—Sensors changing capacitance upon adsorption or absorption of fluid components, e.g. electrolyte-insulator-semiconductor sensors, MOS capacitors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/005—H2
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
- G01N27/221—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance by investigating the dielectric properties
- G01N2027/222—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance by investigating the dielectric properties for analysing gases
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
本発明の実施形態は、センサ及びその製造方法に関する。
例えば、センサにおいて、検出性能の向上が望まれる。
本発明の実施形態は、検出性能の向上が可能なセンサ及びその製造方法を提供する。
本発明の実施形態によれば、センサは、第１膜を含むセンサ部を含む。前記第１膜は、Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素を含む。前記第１膜は、第１領域と、複数の突起を含む第２領域と、を含む。前記複数の突起の突出方向は、前記第１領域から前記第２領域への第１方向に沿う。
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
（第１実施形態）
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図１（ａ）に示すように、実施形態に係るセンサ１１０は、センサ部１０を含む。センサ部１０は、第１膜１１を含む。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した第１膜１１の拡大図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図１（ａ）に示すように、実施形態に係るセンサ１１０は、センサ部１０を含む。センサ部１０は、第１膜１１を含む。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した第１膜１１の拡大図である。
第１膜１１は、第１元素を含む。第１元素は、Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１膜１１は、後述の第２元素および第３元素の少なくともいずれかを含んでも良い。例えば、センサ１１０は、第４元素（例えば水素）を含むガスを検出可能なガスセンサである。
図１（ａ）に示すように、制御部７０が設けられても良い。制御部７０は、例えば、検出回路７１を含む。検出回路７１は、検出信号Ｓｉｇ１を出力可能である。検出信号Ｓｉｇ１は、センサ部１０の周囲のガスに含まれる第４元素の濃度に応じて変化する。センサ部１０の検出動作の例については、後述する。
図１（ｂ）に示すように、第１膜１１は、第１領域１１ａと、複数の突起ｐ１を含む第２領域１１ｂと、を含む。第２領域１１ｂは、第１領域１１ａの上に設けられる。例えば、第２領域１１ｂは、第１領域１１ａと連続している。複数の突起ｐ１は、第２領域１１ｂの表面（第１膜１１の表面）に設けられている。複数の突起ｐ１により、例えば、「芝状ナノ構造」が形成されている。
第１領域１１ａから第２領域１１ｂへの方向をＺ軸方向（第１方向）とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。第１膜１１は、Ｘ－Ｙ平面に沿って広がる。
複数の突起ｐ１の突出方向は、第１方向に沿う。複数の突起ｐ１の突出方向は、第１方向の成分を含む。
第１膜１１は、第１面ｆ１と第２面ｆ２とを含む。第１面ｆ１は、例えば、第１膜１１の下面（第１領域１１ａの下面）である。第２面ｆ２は、例えば、第１膜１１の上面（第２領域１１ｂの上面）である。第１領域１１ａは、第１面ｆ１と第２面ｆ２との間である。第２領域１１ｂは、第１領域１１ａと第２面ｆ２との間である。
第２面ｆ２は、凹凸ｄｐ１を含む。複数の突起ｐ１が凸部に対応し、突起ｐ１の周囲が凹部（穴）に対応する。第２面ｆ２は、第１面ｆ１よりも粗い。第２面ｆ２の表面積は、第１面ｆ１の表面積よりも広い。
例えば、第１膜１１は、第４元素（例えば、水素など）を蓄えることができる。例えば、第１膜１１に第４元素（例えば、水素など）が吸着する。第１膜１１が第４元素を蓄えると第１膜１１の特性が変化する。例えば、第１膜１１が第４元素を蓄えると、第１膜１１が膨張し、第１膜１１の体積が増大する。第１膜の特性（例えば体積など）は、第１膜１１の周辺のガスに含まれる第４元素の濃度の変化に応じて変化可能である。例えば、第１膜１１の形状は、センサ部１０の周囲のガスに含まれる第４元素の濃度に応じて変化する。第１膜１１の特性の変化に応じた信号を検出することで、第１膜１１の周辺における、第４元素の有無、または、第４元素の濃度を検出することができる。
複数の突起ｐ１により、第２領域１１ｂ（第２面ｆ２）の表面積は、第１面ｆ１の表面積よりも広い。これにより、第１膜１１は、例えば、センサ部１０の周囲のガスに含まれる微量の第４元素を効果的に取り込むことができる。これにより、センサ１１０は、第４元素（水素など）を高い感度で検出できる。実施形態によれば、センサの検出性能を向上させることができる。
第２領域１１ｂは、例えば、触媒層である。１つの例において、第２領域１１ｂは、水素分子を水素原子に解離する。触媒層は、触媒作用により、第１膜１１中に水素を効率的に取り込むことができる。第１領域１１ａは、例えば、膜応力変化層である。第４元素の吸蔵または放出により、膜応力変化層の体積は、膨張または収縮する。例えば、第１領域１１ａが水素原子を取り込むと、第１領域１１ａの膜応力が変化する。
図１（ａ）に示すように、この例では、センサ部１０は、第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２を含む。第１電極Ｅ１は、第１膜１１から離れている。第１膜１１と第１電極Ｅ１との間には、間隙Ｇ１１が設けられている。例えば、第２電極Ｅ２は、第１膜１１に固定される。第１膜１１の特性（例えば体積）の変化に応じて、第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間に生じる電気信号が変化する。電気信号の変化を検出することで、第１膜１１の周辺における、第４元素の有無、または、第４元素の濃度が検出できる。
例えば、第１膜１１が膨張すると、第１膜１１が設けられている膜部１１Ｄ（例えばダイアフラム）が変形する。膜部１１Ｄの変形は、第１膜１１の膨張により生じる応力に起因する。膜部１１Ｄが変形すると、第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間の距離ｄ１が変化する。第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間の距離ｄ１が変化すると、第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間の静電容量が変化する。静電容量の変化を検出することで、第１膜１１の周辺における、第４元素の有無、または、第４元素の濃度が検出できる。この例では、センサ部１０は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）構造を有する。
既に説明したように、例えば、制御部７０は、検出回路７１を含む。検出回路７１は、第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２と電気的に接続される。例えば、検出回路７１は、配線１５ａにより第２電極Ｅ２と電気的に接続される。例えば、検出回路７１は、配線１５ｂにより第１電極Ｅ１と電気的に接続される。検出回路７１は、検出信号Ｓｉｇ１を出力可能である。検出信号Ｓｉｇ１は、センサ部１０の周囲のガスに含まれる第４元素（例えば水素）の濃度に応じて変化する。
このように、１つの例において、第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間の距離ｄ１（間隙Ｇ１１の距離）が、センサ部１０の周囲のガスに含まれる第４元素の濃度に応じて変化する。距離ｄ１の変化を静電容量の変化として検出することで、第４元素を検出できる。実施形態において、センサ部１０の周辺のガスに含まれる第４元素の濃度に応じて、第１膜１１の他の特性（例えば、導電率など）が変化しても良い。他の特性の変化を検出することで、第４元素を検出できる。
例えば、センサ部１０からセンサ信号Ｓｉｇ０が出力可能である。センサ信号Ｓｉｇ０は、第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間に生じる。センサ信号Ｓｉｇ０は、例えば、配線１５ａと配線１５ｂとの間に生じる。センサ信号Ｓｉｇ０は、センサ部１０の周囲のガスに含まれる第４元素の濃度に応じて変化する。例えば、検出回路７１から出力される検出信号Ｓｉｇ１は、センサ信号Ｓｉｇ０に応じている。検出回路７１は、センサ信号Ｓｉｇ０を処理して、検出信号Ｓｉｇ１として出力できる。処理は、例えば、増幅を含んでも良い。増幅は、参照値との差の導出を含んでも良い。制御部７０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを含んでも良い。制御部７０の少なくとも一部は、センサ１１０に含まれても良い。制御部７０の少なくとも一部は、センサ１１０とは別に設けられても良い。
この例では、センサ部１０の膜部１１Ｄは、ヒータ１１ｈを含む。例えば、ヒータ１１ｈにより第１膜１１の温度を上昇させることで、第１膜１１に蓄えた第１元素を第１膜１１から放出することができる。例えば、ヒータ１１ｈの一部が、電極ｅ１２と電気的に接続される。配線１５ｃにより電極ｅ１２が検出回路７１と電気的に接続される。例えば、ヒータ１１ｈの別の一部が、電極ｅ１１と電気的に接続される。配線１５ｄにより電極ｅ１１が検出回路７１と電気的に接続される。
この例では、センサ部１０は、基板１７、絶縁膜１７ｉ及び支持部１７ｓを含む。基板１７の上に絶縁膜１７ｉが設けられ、絶縁膜１７ｉの上に支持部１７ｓが設けられる。第１電極Ｅ１は、支持部１７ｓにより支持される。例えば、第１電極Ｅ１と基板１７（及び絶縁膜１７ｉ）との間に、間隙ｇ１が設けられても良い。第１電極Ｅ１の上下面に絶縁部が設けられても良い。
支持部１７ｓは、膜部１１Ｄを支持する。これにより、膜部１１Ｄと、第１電極Ｅ１を含む部分と、の間に間隙Ｇ１１が形成できる。これにより、膜部１１Ｄに含まれる第２電極Ｅ２と、第１電極Ｅ１と、の間の距離ｄ１が変化可能である。
例えば、第１電極Ｅ１から第２電極Ｅ２への方向は、Ｚ軸方向に沿う。例えば、第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間の距離ｄ１は、Ｚ軸方向に沿った長さである。膜部１１Ｄは、Ｘ－Ｙ平面に沿っている。例えば、センサ部１０の周囲における第４元素の濃度に応じて第１膜１１の特性が変化し、膜部１１Ｄに含まれる第２電極Ｅ２がＺ軸方向に変位する。
既に説明したように、実施形態においては、複数の突起ｐ１を含む第２領域１１ｂ（第２面ｆ２）の表面積を大きくでき、第１膜１１は第４元素を効果的に取り込むことができる。これにより、高い感度が得られる。センサの検出性能を向上できる。
この例では、Ｚ軸方向において、基板１７と第１膜１１との間に絶縁膜１７ｉが設けられる。Ｚ軸方向において、絶縁膜１７ｉと第１膜１１との間に第１電極Ｅ１が設けられる。Ｚ軸方向において、第１電極Ｅ１と第１膜１１との間に第２電極Ｅ２が設けられる。Ｚ軸方向において、第２電極Ｅ２と第１膜１１との間にヒータ１１ｈが設けられる。
例えば、第１膜１１は、露出している。第１膜１１は、第４元素を含むガスと、効率的に接触できる。ヒータ１１ｈにより、第１膜１１の温度を効率的に上昇できる。これにより、第１膜１１に蓄えられた第４元素を第１膜１１から効率的に放出することができる。
第１膜１１に含まれる第１元素（Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つ）は、第４元素が水素である場合に、触媒として機能しても良い。第１領域１１ａ及び第２領域１１ｂは、それぞれ、第１元素を含んでも良い。第２領域１１ｂにおける第１元素の濃度（ａｔ％）は、第１領域１１ａにおける第１元素の濃度（ａｔ％）と同程度（０．９倍以上１．１倍以下）でも良い。
第１膜１１が第２元素（Ｓｉ、Ｐ及びＢよりなる群から選択された少なくとも１つ）を含むことで、第４元素が水素である場合に、例えば、高い反応速度が得られる。例えば、水素との結合が生じにくくなる。第２領域１１ｂにおける第２元素の濃度（ａｔ％）は、第１領域１１ａにおける第２元素の濃度（ａｔ％）よりも低い。または、第２領域１１ｂは第２元素を含まなくても良い。
第１膜１１が第３元素（Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｆｅ及びＣｒよりなる群から選択された少なくとも１つ）を含むことで、第４元素が水素である場合に、例えば、高い反応速度が得られる。第１領域１１ａ及び第２領域１１ｂは、それぞれ、第３元素を含んでも良い。第２領域１１ｂにおける第３元素の濃度（ａｔ％）は、第１領域１１ａにおける第３元素の濃度（ａｔ％）と同程度（０．９倍以上１．１倍以下）でも良い。
例えば、第２領域１１ｂは酸素を含む。例えば、第１領域１１ａは酸素を含まない、または、第１領域１１ａにおける酸素濃度（ａｔ％）は、第２領域１１ｂにおける酸素濃度（ａｔ％）よりも低い。
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１実施形態に係るセンサの一部を例示する断面観察像である。
これらの像は、ＴＥＭ（Transmission Electron Microscope）により得られる。図２（ａ）は、図１（ｂ）に対応する。図２（ｂ）は、図２（ａ）の一部の拡大像である。
これらの像は、ＴＥＭ（Transmission Electron Microscope）により得られる。図２（ａ）は、図１（ｂ）に対応する。図２（ｂ）は、図２（ａ）の一部の拡大像である。
図２（ａ）に示すように、第２領域１１ｂの厚さＬ２は、例えば、０．１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。厚さＬ２は、Ｚ軸方向に沿った第２領域１１ｂの長さ（第１領域１１ａと第２領域１１ｂとの境界１１ｅから第２面ｆ２までの距離）の平均値である。第１領域１１ａの厚さＬ１は、例えば、１ｎｍ以上１０μｍ以下である。厚さＬ１は、Ｚ軸方向に沿った第１領域１１ａの長さ（第１面ｆ１から境界１１ｅまでの距離）の平均値である。
図２（ｂ）に示すように、実施形態において、例えば、第１領域１１ａはアモルファスであり、第２領域１１ｂは結晶粒ｃ１１を含む。または、第２領域１１ｂの結晶性は、第１領域１１ａの結晶性よりも高い。例えば、第２領域１１ｂの結晶粒ｃ１１は、第１領域１１ａの結晶粒よりも大きい。第１領域１１ａがアモルファスであること、または第１領域１１ａの結晶性が低いことで、例えば、第１膜１１は、第４元素を効率良く蓄えることができる。
例えば、第２領域１１ｂの結晶粒ｃ１１の平均粒径は、０．１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。例えば、図２（ｂ）のような断面において、結晶粒ｃ１１の円相当直径の平均値、または、ＥＢＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＢａｃｋＳｃａｔｔｅｒｅｄ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）で平均結晶粒径などを測定することができる。
例えば、突起ｐ１の高さ（突起ｐ１の第１方向における長さ）は、０．１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。突起ｐ１の高さは、例えば、図２（ｂ）のような断面観察、または、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）などで測定することができる。
例えば、突起ｐ１の幅（突起ｐ１の第１方向と垂直な第２方向における長さ）は、０．１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。突起ｐ１の幅は、例えば、図２（ｂ）のような断面観察、または、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）などで調べることができる。このような形状により、第２領域１１ｂの表面積が広く、第４元素の取り込み効率を向上できる。
例えば、突起ｐ１の幅（突起ｐ１の第１方向と垂直な第２方向における長さ）は、０．１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。突起ｐ１の幅は、例えば、図２（ｂ）のような断面観察、または、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）などで調べることができる。このような形状により、第２領域１１ｂの表面積が広く、第４元素の取り込み効率を向上できる。
図３（ａ）～図３（ｃ）は、第１実施形態に係るセンサの製造方法を例示する模式的断面図である。
これらは、第１膜１１の製造方法の一例を示している。図３（ａ）に示すように、第１層２１を準備する。第１層２１は、第１元素と第２元素とを含む。例えば、スパッタ法などを用いて、基板３０上にＰｄＣｕＳｉ合金層を形成することで、第１層２１が設けられる。
これらは、第１膜１１の製造方法の一例を示している。図３（ａ）に示すように、第１層２１を準備する。第１層２１は、第１元素と第２元素とを含む。例えば、スパッタ法などを用いて、基板３０上にＰｄＣｕＳｉ合金層を形成することで、第１層２１が設けられる。
第１層２１をアッシングすることで、図１（ａ）に関して説明した、第１膜１１（第１領域１１ａと、第１領域１１ａの上に設けられた第２領域１１ｂと、を含む膜）が形成できる。アッシングの条件により、第１領域１１ａ上に複数の突起を含む第２領域１１ｂを形成することができる。この例では、アッシングは、第１ガスによる第１処理と、第２ガスによる第２処理と、を含む。
図３（ｂ）は、第１処理を示す。第１処理に用いられる第１ガスにおける酸素濃度は、第２ガスにおける酸素濃度よりも高い。第１ガスは、例えば、Ｏ２ガスである。例えば、ＰｄＣｕＳｉ（第１層２１）をＯ２ガスでアッシングする。これにより、ＰｄＣｕＳｉの表面付近において、Ｓｉと第１ガス中の酸素（または大気中の酸素）とが結合し、第３層２３が形成される。このとき、第１層２１と第３層２３との間に、第２層２２が形成される。第１層２１が第１領域１１ａに対応し、第２層２２が第２領域１１ｂに対応する。第２層２２は、例えば、Ｓｉを含まない、または、第２層２２におけるＳｉ濃度は、第１層２１におけるＳｉ濃度よりも低い。
その後、第２処理が行われる。図３（ｃ）は、第２処理を示す。第２処理に用いられる第２ガスは、例えばフッ素を含む。第２ガスは、例えば、Ｏ２とＣＦ４とを含む。このような第２ガスを用いたアッシングにより、第３層２３が除去され、第１領域１１ａと第２領域１１ｂとを含む第１膜１１が形成される。第１処理は、省略されてもよい。
図４（ａ）～図４（ｈ）は、センサを例示するグラフ図である。
これらは、深さ方向（Ｚ軸方向）における原子数の分布を示す。図４（ａ）～図４（ｄ）は、図３（ａ）に示した第１層２１に対応する。図４（ｅ）～図４（ｈ）は、図３（ｃ）に示した第１膜１１に対応する。このサンプルでは、第１処理は省略されている。膜（層）の表面からＡｒ＋イオンスパッタで膜を除去しながら、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）分析を行うことで、深さＤｐ１における原子数Ｎａ１の分布を分析することができる。深さＤｐ１＝０の位置が、膜(層)の表面に対応する。
これらは、深さ方向（Ｚ軸方向）における原子数の分布を示す。図４（ａ）～図４（ｄ）は、図３（ａ）に示した第１層２１に対応する。図４（ｅ）～図４（ｈ）は、図３（ｃ）に示した第１膜１１に対応する。このサンプルでは、第１処理は省略されている。膜（層）の表面からＡｒ＋イオンスパッタで膜を除去しながら、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）分析を行うことで、深さＤｐ１における原子数Ｎａ１の分布を分析することができる。深さＤｐ１＝０の位置が、膜(層)の表面に対応する。
図４（ａ）及び図４（ｅ）は、Ｐｄの原子数を示す。第１膜１１の表面における第１元素(この例ではＰｄ）の濃度は、第１膜１１の内側部における第１元素の濃度よりも高い。例えば、第１膜の表面側においては、Ｓｉの濃度が低い分、第１元素の濃度が高い。
図４（ｂ）及び図４（ｆ）は、Ｃｕの原子数を示す。第１層２１及び第１膜１１（第１領域１１ａ及び第２領域１１ｂ）は、それぞれ第３元素（この例ではＣｕ）を含む。
図４（ｃ）及び図４（ｇ）は、Ｓｉの原子数を示す。第１層２１においては、表面付近から深さ方向に第２元素（この例ではＳｉ）が分布している。一方、第１膜１１においては、表面付近の第２領域１１ｂは、第２元素を含まない。または、第２領域１１ｂにおける第２元素の濃度は、第１領域１１ａにおける第２元素の濃度よりも低い。
図４（ｄ）及び図４（ｈ）は、Ｏの原子数を示す。第１層２１においては、表面付近にＯが分布している。一方、第１膜１１においては、第１層２１に比べて、表面付近のＯが少ない。
このように、第１膜１１においては、第１層２１に比べて、表面付近（第２領域１１ｂ）のＳｉやＯが減少している。第１膜１１の表面付近は、内部（第１領域１１ａ）に比べてＳｉが少ない。これにより、表面付近は、例えば、空洞を含む芝状ナノ構造となる。例えば、第２領域１１ｂの密度は、第１領域１１ａの密度よりも低い。
水素は、自然エネルギーやクリーンエネルギーの観点から注目されている。しかし、水素は可燃性ガスである。水素社会を実現するため、漏洩検知用として高速・低消費電力の水素センサが求められている。
この他、水素は様々な箇所で発生する。水素検出による現象の検知が望まれる。例えば、不完全燃焼時には一酸化炭素と同時に水素が発生するため、水素検出により初期火災を検知することができる。呼気中の水素ガスを計測することで腸内環境を予測することができ、ヘルスケアに役立つ。これらの現象において発生する水素は、極微量である。極微量の水素の検出が求められている。
この他、水素は様々な箇所で発生する。水素検出による現象の検知が望まれる。例えば、不完全燃焼時には一酸化炭素と同時に水素が発生するため、水素検出により初期火災を検知することができる。呼気中の水素ガスを計測することで腸内環境を予測することができ、ヘルスケアに役立つ。これらの現象において発生する水素は、極微量である。極微量の水素の検出が求められている。
水素を検出する水素センサとして、参考例の酸化物半導体方式のセンサがある。この参考例の水素センサは、水素を検出する際にヒータで加熱される。そのため、消費電力が大きい。これに対して、Ｐｄを含む水素感応膜を用いた容量検出方式の水素センサは、例えばヒータフリーで水素を検出できる。容量検出方式は、例えば直流電流を用いない。これにより、低消費電力化が可能である。
容量型水素センサでは、水素の吸蔵／放出によって体積が変化する水素感応膜が用いられる。容量型水素センサは、水素の吸蔵／放出による水素感応膜のひずみの変化を容量変化によりモニターする。このような水素感応膜に、ＰｄＣｕＳｉ金属ガラスを用いることができる。これにより、例えば、水素が感応膜中を高速で拡散し、高速な応答ができる。ＰｄＣｕＳｉは、水素と結合しにくい材料であるため、水素の吸蔵／放出におけるヒステリシスを小さくすることができる。実施形態においては、第１膜１１は、先述の第１領域１１ａ及び第２領域１１ｂを含む。これにより、例えば触媒作用が活発となり、水素に対する高速な応答や、極微量の検出が可能となる。検出性能を向上させることができる。
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係るセンサを例示するブロック図である。
図５に示すように、センサ２１０は、センサ１１０と、電池４１と、無線通信回路４３と、アンテナ４５と、筐体４７と、を含む。
図５は、第２実施形態に係るセンサを例示するブロック図である。
図５に示すように、センサ２１０は、センサ１１０と、電池４１と、無線通信回路４３と、アンテナ４５と、筐体４７と、を含む。
例えば、センサ１１０、電池４１及び無線通信回路４３は、筐体４７の内部に設けられる。アンテナ４５の少なくとも一部は、筐体４７の外部に設けられる。筐体４７は、例えば、地面、床、または壁などに取り付けられる。
電池４１は、センサ１１０に接続される。電池４１は、センサ１１０に電力を供給可能である。
無線通信回路４３は、センサ１１０に接続される。無線通信回路４３は、センサ１１０で検出された値に応じた信号を送信可能である。
アンテナ４５は、無線通信回路４３と接続される。アンテナ４５を介して、信号が送信される。
実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んでも良い。
（構成１）
Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素を含む第１膜を含むセンサ部を備え、
前記第１膜は、第１領域と、複数の突起を含む第２領域と、を含み、
前記複数の突起の突出方向は、前記第１領域から前記第２領域への第１方向に沿う、センサ。
（構成１）
Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素を含む第１膜を含むセンサ部を備え、
前記第１膜は、第１領域と、複数の突起を含む第２領域と、を含み、
前記複数の突起の突出方向は、前記第１領域から前記第２領域への第１方向に沿う、センサ。
（構成２）
Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素を含む第１膜を含むセンサ部を備え、
前記第１膜は、第１面と、第２面と、第１領域と、第２領域と、を含み、
前記第１領域は、前記第１面と前記第２面との間に設けられ、
前記第２領域は、前記第１領域と前記第２面との間に設けられ、
前記第２面は、前記第１面よりも粗い、センサ。
Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素を含む第１膜を含むセンサ部を備え、
前記第１膜は、第１面と、第２面と、第１領域と、第２領域と、を含み、
前記第１領域は、前記第１面と前記第２面との間に設けられ、
前記第２領域は、前記第１領域と前記第２面との間に設けられ、
前記第２面は、前記第１面よりも粗い、センサ。
（構成３）
前記第１領域はアモルファスであり前記第２領域は結晶粒を含む、または、
前記第２領域の結晶性は、第１領域の結晶性よりも高い、構成１または２に記載のセンサ。
前記第１領域はアモルファスであり前記第２領域は結晶粒を含む、または、
前記第２領域の結晶性は、第１領域の結晶性よりも高い、構成１または２に記載のセンサ。
（構成４）
前記第２領域の前記結晶粒の平均粒径は、０．１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である、構成３記載のセンサ。
前記第２領域の前記結晶粒の平均粒径は、０．１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である、構成３記載のセンサ。
（構成５）
前記第１領域は、Ｓｉ、Ｐ及びＢよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第２元素を含み、
前記第２領域は、前記第２元素を含まない、または、前記第２領域における前記第２元素の濃度は、前記第１領域における前記第２元素の濃度よりも低い、構成１～４のいずれか１つに記載のセンサ。
前記第１領域は、Ｓｉ、Ｐ及びＢよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第２元素を含み、
前記第２領域は、前記第２元素を含まない、または、前記第２領域における前記第２元素の濃度は、前記第１領域における前記第２元素の濃度よりも低い、構成１～４のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成６）
前記第１領域は、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｆｅ及びＣｒよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第３元素を含む、構成１～５のいずれか１つに記載のセンサ。
前記第１領域は、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｆｅ及びＣｒよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第３元素を含む、構成１～５のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成７）
前記第２領域は酸素を含み、
前記第１領域は酸素を含まない、または、前記第１領域における酸素濃度は、前記第２領域における酸素濃度よりも低い構成１～６のいずれか１つに記載のセンサ。
前記第２領域は酸素を含み、
前記第１領域は酸素を含まない、または、前記第１領域における酸素濃度は、前記第２領域における酸素濃度よりも低い構成１～６のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成８）
前記第１膜の表面における前記第１元素の濃度は、前記第１膜の内側部における前記第１元素の濃度よりも高い、構成１～７のいずれか１つに記載のセンサ。
前記第１膜の表面における前記第１元素の濃度は、前記第１膜の内側部における前記第１元素の濃度よりも高い、構成１～７のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成９）
前記突起の前記第１方向における長さは、０．１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、構成１記載のセンサ。
前記突起の前記第１方向における長さは、０．１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、構成１記載のセンサ。
（構成１０）
前記突起の前記第１方向と垂直な第２方向における長さは、０．１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、構成１記載のセンサ。
前記突起の前記第１方向と垂直な第２方向における長さは、０．１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、構成１記載のセンサ。
（構成１１）
前記第２領域の厚さは、１ｎｍ以上１０μｍ以下である、構成１～１０のいずれか１つに記載のセンサ。
前記第２領域の厚さは、１ｎｍ以上１０μｍ以下である、構成１～１０のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１２）
前記第１膜の形状は、前記センサ部の周囲のガスに含まれる第４元素の濃度に応じて変化する、構成１～１１のいずれか１つに記載のセンサ。
前記第１膜の形状は、前記センサ部の周囲のガスに含まれる第４元素の濃度に応じて変化する、構成１～１１のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１３）
前記センサ部は、第１電極を含み、
前記第１膜と前記第１電極との間に間隙が設けられ、
前記間隙の距離は、前記センサ部の周囲のガスに含まれる第４元素の濃度に応じて変化する、構成１～１１のいずれか１つに記載のセンサ。
前記センサ部は、第１電極を含み、
前記第１膜と前記第１電極との間に間隙が設けられ、
前記間隙の距離は、前記センサ部の周囲のガスに含まれる第４元素の濃度に応じて変化する、構成１～１１のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１４）
前記センサ部は、前記第１膜と離れた第１電極と、前記第１膜に固定された第２電極と、を含み、
前記センサ部の周囲のガスに含まれる第４元素の濃度に応じて、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量が変化する、構成１～１１のいずれか１つに記載のセンサ。
前記センサ部は、前記第１膜と離れた第１電極と、前記第１膜に固定された第２電極と、を含み、
前記センサ部の周囲のガスに含まれる第４元素の濃度に応じて、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量が変化する、構成１～１１のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１５）
Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素と、Ｓｉ、Ｐ及びＢよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第２元素と、を含む第１層を準備し、
前記第１層をアッシングして、第１領域と、前記第１領域の上に設けられた第２領域と、を含む第１膜を形成し、
前記第２領域は、複数の突起を含み、
前記複数の突起の突出方向は、前記第１領域から前記第２領域への第１方向に沿う、製造方法。
Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素と、Ｓｉ、Ｐ及びＢよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第２元素と、を含む第１層を準備し、
前記第１層をアッシングして、第１領域と、前記第１領域の上に設けられた第２領域と、を含む第１膜を形成し、
前記第２領域は、複数の突起を含み、
前記複数の突起の突出方向は、前記第１領域から前記第２領域への第１方向に沿う、製造方法。
（構成１６）
前記アッシングは、第１ガスによる第１処理と、第２ガスによる第２処理と、を含み、
前記第１ガスにおける酸素濃度は、前記第２ガスにおける酸素濃度よりも高い、構成１５記載の製造方法。
前記アッシングは、第１ガスによる第１処理と、第２ガスによる第２処理と、を含み、
前記第１ガスにおける酸素濃度は、前記第２ガスにおける酸素濃度よりも高い、構成１５記載の製造方法。
（構成１７）
前記第２ガスは、フッ素を含む、構成１６記載の製造方法。
前記第２ガスは、フッ素を含む、構成１６記載の製造方法。
（構成１８）
前記第２領域は酸素を含み、
前記第１領域は酸素を含まない、または、前記第１領域における酸素濃度は、前記第２領域における酸素濃度よりも低い、構成１５～１７のいずれか１つに記載の製造方法。
（構成１９）
前記第１領域はアモルファスであり前記第２領域は結晶を含む、または、
前記第２領域の結晶性は、前記第１領域の結晶性よりも高い、構成１５～１８のいずれか１つに記載の製造方法。
前記第２領域は酸素を含み、
前記第１領域は酸素を含まない、または、前記第１領域における酸素濃度は、前記第２領域における酸素濃度よりも低い、構成１５～１７のいずれか１つに記載の製造方法。
（構成１９）
前記第１領域はアモルファスであり前記第２領域は結晶を含む、または、
前記第２領域の結晶性は、前記第１領域の結晶性よりも高い、構成１５～１８のいずれか１つに記載の製造方法。
（構成２０）
前記第１領域は、前記第２元素を含み、
前記第２領域は、前記第２元素を含まない、または、前記第２領域における前記第２元素の濃度は、前記第１領域における前記第２元素の濃度よりも低い、構成１５～１９のいずれか１つに記載の製造方法。
前記第１領域は、前記第２元素を含み、
前記第２領域は、前記第２元素を含まない、または、前記第２領域における前記第２元素の濃度は、前記第１領域における前記第２元素の濃度よりも低い、構成１５～１９のいずれか１つに記載の製造方法。
実施形態によれば、検出性能の向上が可能なセンサ及びその製造方法が提供できる。
本願明細書において、「垂直」は、厳密な垂直だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直であれば良い。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、センサに含まれるセンサ部、第１膜などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述したセンサ及びその製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのセンサ及びその製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１０・・・センサ部、 １１・・・第１膜、 １１Ｄ・・・膜部、 １１ａ・・・第１領域、 １１ｂ・・・第２領域、 １１ｅ・・・境界、 １１ｈ・・・ヒータ、 １５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ・・・配線、 １７・・・基板、 １７ｉ・・・絶縁膜、 １７ｓ・・・支持部、 ２１・・・第１層、 ２２・・・第２層、 ２３・・・第３層、 ３０・・・基板、 ４１・・・電池、 ４３・・・無線通信回路、 ４５・・・アンテナ、 ４７・・・筐体、 ７０・・・制御部、 ７１・・・検出回路、 ７３・・・制御回路、 １１０・・・センサ、 ２１０・・・センサ、 Ｄｐ１・・・深さ、 Ｅ１・・・第１電極、 Ｅ２・・・第２電極、 Ｇ１１・・・間隙、 Ｌ１、Ｌ２・・・厚さ、 Ｎａ１・・・原子数、 Ｓｉｇ０・・・センサ信号、 Ｓｉｇ１・・・検出信号、 ｃ１１・・・結晶粒、 ｄ１・・・距離、 ｄｐ１・・・凹凸、 ｅ１１、ｅ１２・・・電極、 ｆ１・・・第１面、 ｆ２・・・第２面、 ｇ１・・・間隙、 ｐ１・・・突起
Claims (9)
- Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素を含む第１膜を含むセンサ部を備え、
前記第１膜は、第１領域と、複数の突起を含む第２領域と、を含み、
前記第１領域から前記第２領域への第１方向は、前記第１膜の広がる平面と交差し、
前記複数の突起の突出方向は、前記第１方向に沿い、
前記第１領域は、Ｓｉ、Ｐ及びＢよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第２元素を含み、
前記第２領域は、前記第２元素を含まない、または、前記第２領域における前記第２元素の濃度は、前記第１領域における前記第２元素の濃度よりも低く、
前記センサ部の周囲のガスに含まれる第４元素を検出する、センサ。 - Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素を含む第１膜を含むセンサ部を備え、
前記第１膜は、第１面と、第２面と、第１領域と、第２領域と、を含み、
前記第１領域から前記第２領域への第１方向は、前記第１膜の広がる平面と交差し、
前記第１領域は、前記第１面と前記第２面との間に設けられ、
前記第２領域は、前記第１領域と前記第２面との間に設けられ、
前記第２面は、前記第１面よりも粗く、
前記第１領域は、Ｓｉ、Ｐ及びＢよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第２元素を含み、
前記第２領域は、前記第２元素を含まない、または、前記第２領域における前記第２元素の濃度は、前記第１領域における前記第２元素の濃度よりも低く、
前記センサ部の周囲のガスに含まれる第４元素を検出する、センサ。 - 前記第１領域はアモルファスであり前記第２領域は結晶粒を含む、または、
前記第２領域の結晶性は、前記第１領域の結晶性よりも高い、請求項１または２に記載のセンサ。 - 前記第１領域は、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｆｅ及びＣｒよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第３元素を含む、請求項１～３のいずれか１つに記載のセンサ。
- 前記第１膜の形状は、前記第４元素の濃度に応じて変化する、請求項１～４のいずれか１つに記載のセンサ。
- 前記センサ部は、第１電極を含み、
前記第１膜と前記第１電極との間に間隙が設けられ、
前記間隙の距離は、前記第４元素の濃度に応じて変化する、請求項１～４のいずれか１つに記載のセンサ。 - 請求項１に記載のセンサの製造方法であって、
Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む前記第１元素と、Ｓｉ、Ｐ及びＢよりなる群から選択された少なくとも１つを含む前記第２元素と、を含む第１層を準備し、
前記第１層をアッシングして、前記第１領域と、前記第１領域の上に設けられた前記第２領域と、を含む前記第１膜を形成し、
前記第２領域は、前記複数の突起を含み、
前記複数の突起の突出方向は、前記第１領域から前記第２領域への前記第１方向に沿う、センサの製造方法。 - 前記アッシングは、第１ガスによる第１処理と、第２ガスによる第２処理と、を含み、
前記第１ガスにおける酸素濃度は、前記第２ガスにおける酸素濃度よりも高い、請求項７に記載のセンサの製造方法。 - 前記第２ガスは、フッ素を含む、請求項８に記載のセンサの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020117689A JP7414656B2 (ja) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | センサ及びその製造方法 |
| US17/173,161 US11808726B2 (en) | 2020-07-08 | 2021-02-10 | Sensor and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020117689A JP7414656B2 (ja) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | センサ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022022828A JP2022022828A (ja) | 2022-02-07 |
| JP7414656B2 true JP7414656B2 (ja) | 2024-01-16 |
Family
ID=79173720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020117689A Active JP7414656B2 (ja) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | センサ及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11808726B2 (ja) |
| JP (1) | JP7414656B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004144627A (ja) | 2002-10-24 | 2004-05-20 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 可燃性ガス検出素子及びその製造方法 |
| JP2012073154A (ja) | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Hitachi Ltd | ガスセンサおよびその製造方法 |
| JP2019100705A (ja) | 2017-11-28 | 2019-06-24 | 株式会社東芝 | ガスセンサ |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07128268A (ja) * | 1993-10-28 | 1995-05-19 | Fuji Electric Co Ltd | 水素ガスセンサ |
| KR100655978B1 (ko) * | 2004-06-25 | 2006-12-08 | 현대자동차주식회사 | 팔라듐 나노 와이어를 이용한 수소센서 |
| EP2169400A1 (en) * | 2008-09-25 | 2010-03-31 | IEE INTERNATIONAL ELECTRONICS & ENGINEERING S.A. | Hydrogen sensor |
| US10690606B2 (en) * | 2015-09-16 | 2020-06-23 | Koa Corporation | Hydrogen sensor |
| JP6896576B2 (ja) | 2017-09-20 | 2021-06-30 | 株式会社東芝 | ガスセンサおよびその製造方法 |
| CN111919111A (zh) * | 2018-03-30 | 2020-11-10 | 住友化学株式会社 | 传感器和其制造方法 |
| JP7027366B2 (ja) | 2019-03-18 | 2022-03-01 | 株式会社東芝 | ガスセンサ |
-
2020
- 2020-07-08 JP JP2020117689A patent/JP7414656B2/ja active Active
-
2021
- 2021-02-10 US US17/173,161 patent/US11808726B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004144627A (ja) | 2002-10-24 | 2004-05-20 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 可燃性ガス検出素子及びその製造方法 |
| JP2012073154A (ja) | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Hitachi Ltd | ガスセンサおよびその製造方法 |
| JP2019100705A (ja) | 2017-11-28 | 2019-06-24 | 株式会社東芝 | ガスセンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220011254A1 (en) | 2022-01-13 |
| US11808726B2 (en) | 2023-11-07 |
| JP2022022828A (ja) | 2022-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20150021716A1 (en) | Low power micro semiconductor gas sensor and method of manufacturing the same | |
| Šiškins et al. | Sensitive capacitive pressure sensors based on graphene membrane arrays | |
| Banan Sadeghian et al. | Ultralow-voltage field-ionization discharge on whiskered silicon nanowires for gas-sensing applications | |
| Wang et al. | CuO nanowire-based humidity sensor | |
| JP4320316B2 (ja) | 化学物質検出用センサ | |
| JP2010230674A (ja) | 電磁波検出装置及び電磁波検出方法 | |
| JP2012507037A (ja) | 水素センサー及びその製造方法 | |
| KR101878343B1 (ko) | 수소 가스 센서를 이용한 수소 가스 측정 방법 | |
| KR20100044944A (ko) | 금속산화물층을 갖는 나노구조물 가스센서, 나노구조물 가스센서 어레이 및 그 제조 방법 | |
| Paladiya et al. | Nano structured sensing surface: Significance in sensor fabrication | |
| JP7264349B2 (ja) | テラヘルツ波を利用した、受光素子ならびに給電素子に適した炭素膜およびテラヘルツ波検出装置 | |
| KR20130033939A (ko) | 공중부유형 탄소 나노와이어 기반 가스센서 및 온도센서 제조방법 | |
| US7992425B2 (en) | Hydrogen sensor | |
| Kiefer et al. | Large arrays of chemo-mechanical nanoswitches for ultralow-power hydrogen sensing | |
| Huang et al. | Rice-straw-like structure of silicon nanowire arrays for a hydrogen gas sensor | |
| Hassan et al. | Mesh of ultrasmall Pd/Mg bimetallic nanowires as fast response wearable hydrogen sensors formed on filtration membrane | |
| KR101078187B1 (ko) | 마이크로 가스 센서 및 그 제조 방법 | |
| JP7414656B2 (ja) | センサ及びその製造方法 | |
| WO2019044640A1 (ja) | 乾湿応答センサー | |
| KR20180119151A (ko) | 수소가스센서 및 이의 제조방법 | |
| KR100959245B1 (ko) | 수소 감지 센서 | |
| KR20150026151A (ko) | 가스센서 및 그 제조방법 | |
| CN211453446U (zh) | 基于石墨烯的集成化气敏传感单元 | |
| KR101273452B1 (ko) | 산화물 반도체 나노 막대를 이용한 물질 감지 소자 및 그 제조 방법 | |
| US20160091445A1 (en) | Hydrogen Gas Sensor And Method For Fabrication Thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220912 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20230616 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230626 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230707 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230818 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230913 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231016 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231116 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231129 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231204 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231228 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7414656 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |