JPH0634680Y2 - 可燃性ガスセンサ− - Google Patents
可燃性ガスセンサ−Info
- Publication number
- JPH0634680Y2 JPH0634680Y2 JP1986170831U JP17083186U JPH0634680Y2 JP H0634680 Y2 JPH0634680 Y2 JP H0634680Y2 JP 1986170831 U JP1986170831 U JP 1986170831U JP 17083186 U JP17083186 U JP 17083186U JP H0634680 Y2 JPH0634680 Y2 JP H0634680Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- gas sensor
- combustible gas
- gas
- sno
- Prior art date
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Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、ｎ型半導体特性を有するSnO2薄膜を備えた可
燃性ガスセンサーに関する。
燃性ガスセンサーに関する。
従来の技術とその問題点 現在使用されている可燃性ガス（以下メタンガスにより
代表させる）検知用の半導体ガスセンサーは、主に焼結
により製造されている。しかしながら、焼結による製造
方法は、工程が複雑で、製品の性能を左右する種々の変
動要因を含むため、製品の信頼性、安定性、耐久性など
の点で満足すべきものとは言い難い。また、焼結による
製品は、寸法を一定以下とすることが出来ないので、感
度が低いという欠点もある。従って、焼結製品に代わる
薄膜型の半導体センサーの開発が進められているが、現
在のところ焼結製品に代替しうる製品は、得られていな
い。
代表させる）検知用の半導体ガスセンサーは、主に焼結
により製造されている。しかしながら、焼結による製造
方法は、工程が複雑で、製品の性能を左右する種々の変
動要因を含むため、製品の信頼性、安定性、耐久性など
の点で満足すべきものとは言い難い。また、焼結による
製品は、寸法を一定以下とすることが出来ないので、感
度が低いという欠点もある。従って、焼結製品に代わる
薄膜型の半導体センサーの開発が進められているが、現
在のところ焼結製品に代替しうる製品は、得られていな
い。
薄膜型半導体センサーが実用に供し難い理由の一つとし
て、一般に薄膜型半導体センサーは、水素検知能には極
めて優れているものの、メタンは殆んど検知しないこと
が挙げられる。この為、例えば、シリコンからなる基板
を酸化してSiO2からなる絶縁膜を形成させ、その上にPt
をドープしたSnO2膜を形成させる方法（特開昭54-24094
号公報）、SiO2絶縁膜を形成させたシリコン基板にＰ又
はＢをドープさせる方法（特開昭57-17849号公報）等が
提案されているが、いづれの方法によっても、ドーパン
ト原子が均一にドープされ難いので、所望の効果が得ら
れない。
て、一般に薄膜型半導体センサーは、水素検知能には極
めて優れているものの、メタンは殆んど検知しないこと
が挙げられる。この為、例えば、シリコンからなる基板
を酸化してSiO2からなる絶縁膜を形成させ、その上にPt
をドープしたSnO2膜を形成させる方法（特開昭54-24094
号公報）、SiO2絶縁膜を形成させたシリコン基板にＰ又
はＢをドープさせる方法（特開昭57-17849号公報）等が
提案されているが、いづれの方法によっても、ドーパン
ト原子が均一にドープされ難いので、所望の効果が得ら
れない。
更に、都市ガス用センサー、特に天然ガスを主成分とす
る都市ガス13Aに対するセンサーにおいては、エタノー
ル等の環境中の雑ガス（以下においてはエタノールをも
って代表させる）による誤作動防止の為、CH4/C2H5OHの
検出感度比を大きくすることが必要であるが、従来の薄
膜センサーでは、この感度比は、満足すべき程度に大き
いとは言い難い。
る都市ガス13Aに対するセンサーにおいては、エタノー
ル等の環境中の雑ガス（以下においてはエタノールをも
って代表させる）による誤作動防止の為、CH4/C2H5OHの
検出感度比を大きくすることが必要であるが、従来の薄
膜センサーでは、この感度比は、満足すべき程度に大き
いとは言い難い。
問題点を解決する為の手段 本考案者は、上記の如き従来技術の問題点に鑑みて種々
研究を重ねた結果、基板上に設けられたｎ型半導体特性
を有するSnO2薄膜表面上に更に絶縁性SiO2薄膜を形成す
る場合には、これが例えば0.3μｍ程度の極薄い膜であ
ってもCH4/C2H5OHの感度比の極めて大きい可燃性ガスセ
ンサーが得られることを見出し、ここに本考案を完成す
るに至ったものである。即ち、本考案は、SnO2からなる
ｎ型半導体薄膜上に0.005〜３μｍの膜厚を有するガス
透過性の絶縁性SiO2薄膜を備えたことを特徴とする可燃
性ガスセンサーを提供するものである。
研究を重ねた結果、基板上に設けられたｎ型半導体特性
を有するSnO2薄膜表面上に更に絶縁性SiO2薄膜を形成す
る場合には、これが例えば0.3μｍ程度の極薄い膜であ
ってもCH4/C2H5OHの感度比の極めて大きい可燃性ガスセ
ンサーが得られることを見出し、ここに本考案を完成す
るに至ったものである。即ち、本考案は、SnO2からなる
ｎ型半導体薄膜上に0.005〜３μｍの膜厚を有するガス
透過性の絶縁性SiO2薄膜を備えたことを特徴とする可燃
性ガスセンサーを提供するものである。
以下、添附図面に示す本考案可燃性ガスセンサーの一例
を参照しつつ、本考案を更に詳細に説明する。
を参照しつつ、本考案を更に詳細に説明する。
第１図において、（１）は、シリコンからなる基板であ
り、その上表面には、常法に従ってSiO2絶縁層（図示せ
ず）が形成されている。該絶縁層上には、PVD法又はCVD
法によりSnO2薄膜半導体層（３）が形成されている。
（５）は、例えば、白金からなる電極である。ここまで
に説明した構成は、実質的に公知の可燃性ガスセンサー
のそれと同様であり、その材質、製造方法等の点で特に
限定はされない。本考案可燃性ガスセンサーにおいて
は、SnO2薄膜半導体層（３）更にガス透過性の絶縁性Si
O2薄膜（７）を設ける。このSiO2薄膜（７）の膜厚は、
応答性、検出感度、量産性、均質性等の観点から0.005
〜３μｍの範囲内から適宜選択決定される。SiO2薄膜
（７）はこのように極薄い膜であるので、PVD法、CVD法
を適用して形成すれば、量産が可能で且つ均質なものが
得られる。
り、その上表面には、常法に従ってSiO2絶縁層（図示せ
ず）が形成されている。該絶縁層上には、PVD法又はCVD
法によりSnO2薄膜半導体層（３）が形成されている。
（５）は、例えば、白金からなる電極である。ここまで
に説明した構成は、実質的に公知の可燃性ガスセンサー
のそれと同様であり、その材質、製造方法等の点で特に
限定はされない。本考案可燃性ガスセンサーにおいて
は、SnO2薄膜半導体層（３）更にガス透過性の絶縁性Si
O2薄膜（７）を設ける。このSiO2薄膜（７）の膜厚は、
応答性、検出感度、量産性、均質性等の観点から0.005
〜３μｍの範囲内から適宜選択決定される。SiO2薄膜
（７）はこのように極薄い膜であるので、PVD法、CVD法
を適用して形成すれば、量産が可能で且つ均質なものが
得られる。
本考案ガスセンサーにおいては、使用時に可燃性ガスに
含まれる反応性のより高いエタノールが絶縁性SiO2薄膜
（７）の表面でSiO2と反応し始め、これを通過する間に
濃度が低下する。可燃性ガスがSnO2薄膜半導体層（３）
に到達したときには、CH4/C2H5OH感度比が増大して、CH
4の選択的な検出が容易に行なわれることになる。
含まれる反応性のより高いエタノールが絶縁性SiO2薄膜
（７）の表面でSiO2と反応し始め、これを通過する間に
濃度が低下する。可燃性ガスがSnO2薄膜半導体層（３）
に到達したときには、CH4/C2H5OH感度比が増大して、CH
4の選択的な検出が容易に行なわれることになる。
考案の効果 本考案によれば、エタノール等の雑ガスの存在下にも炭
化水素ガスの検出能に優れたガスセンサーが得られる。
さらに絶縁性SiO2薄膜（７）は0.005〜３μｍと極薄
く、PVD法、CVD法を適用して形成できるので、均質なも
のを量産でき、生産歩留まりを向上できる。
化水素ガスの検出能に優れたガスセンサーが得られる。
さらに絶縁性SiO2薄膜（７）は0.005〜３μｍと極薄
く、PVD法、CVD法を適用して形成できるので、均質なも
のを量産でき、生産歩留まりを向上できる。
実施例 以下に実施例及び比較例を示し、本考案の特徴とすると
ころをより一層詳細に説明する。
ころをより一層詳細に説明する。
比較例１ サファイア基板上に下記の条件下に反応性スパッタリン
グ法により厚さ１μｍのSnO2薄膜を形成した後、スパッ
タリング法によりPt電極を形成し、ガスセンサーとし
た。
グ法により厚さ１μｍのSnO2薄膜を形成した後、スパッ
タリング法によりPt電極を形成し、ガスセンサーとし
た。
〈スパッタリング条件〉 ターゲット SnO2 Ar/O2比 1.0 出力 150W 基板温度 150℃ メタン3500ppm、水素3500ppm又はエタノール2000ppmを
含有する空気を試料として、上記で得られたガスセンサ
ーの性能を調べたところ、第２図に示す結果が得られ
た。
含有する空気を試料として、上記で得られたガスセンサ
ーの性能を調べたところ、第２図に示す結果が得られ
た。
尚、第２図及び以下の実施例１の結果を示す第３図にお
いて、各曲線（Ｉ）乃至（IV）は、下記のガスについて
の結果を示すものである。
いて、各曲線（Ｉ）乃至（IV）は、下記のガスについて
の結果を示すものである。
曲線（Ｉ）…空気、 曲線（II）…メタン含有空気、 曲線（III）…エタノール含有空気、 曲線（IV）…水素含有空気 本比較例可燃性ガスセンサーにおいて、CH4/C2H5OHとし
て示される感度比は、550℃で約0.01である。
て示される感度比は、550℃で約0.01である。
実施例１ 比較例１で得たガスセンサーのSnO2上にスパッタリング
法により厚さ0.3μｍのガス透過性SiO2薄膜を形成し、
本考案のガスセンサーを得た。
法により厚さ0.3μｍのガス透過性SiO2薄膜を形成し、
本考案のガスセンサーを得た。
比較例１と同様のガスを使用してガス検知能を調べた。
結果は、第３図に示す通りである。
結果は、第３図に示す通りである。
本実施例可燃性ガスセンサーにおいて、CH4/C2H5OHとし
て示される感度比は、550℃で約0.5以上であり、CH4の
選択的検知能に優れていることが明らかである。
て示される感度比は、550℃で約0.5以上であり、CH4の
選択的検知能に優れていることが明らかである。
第１図は、本考案に係る可燃性ガスセンサーの一例の概
要を示す断面図、第２図は、比較例１で得られたガスセ
ンサーによるガス検知結果を示すグラフ、第３図は、実
施例１で得られたガスセンサーによるガス検知結果を示
すグラフである。 （１）……基板、 （３）……SnO2薄膜半導体層、 （５）……電極、 （７）……絶縁性SiO2薄膜
要を示す断面図、第２図は、比較例１で得られたガスセ
ンサーによるガス検知結果を示すグラフ、第３図は、実
施例１で得られたガスセンサーによるガス検知結果を示
すグラフである。 （１）……基板、 （３）……SnO2薄膜半導体層、 （５）……電極、 （７）……絶縁性SiO2薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 黒木 克行 大阪府大阪市東区平野町５丁目１番地 大 阪瓦斯株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−221154（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】SnO2からなるｎ型半導体薄膜上に、0.005
〜３μｍの膜厚を有するガス透過性の絶縁性SiO2薄膜を
備えたことを特徴とする可燃性ガスセンサー。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986170831U JPH0634680Y2 (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 可燃性ガスセンサ− |
| KR1019870012099A KR960016712B1 (ko) | 1986-11-05 | 1987-10-30 | 가스센서 및 그의 제조방법 |
| FR878715196A FR2606150B1 (fr) | 1986-11-05 | 1987-11-03 | Detecteur de gaz et procede pour le fabriquer |
| CA000551002A CA1292298C (en) | 1986-11-05 | 1987-11-04 | Gas sensor and method of manufacturing the same |
| GB8725989A GB2198240B (en) | 1986-11-05 | 1987-11-05 | Gas sensor and method of manufacture thereof |
| US07/116,986 US4897628A (en) | 1986-11-05 | 1987-11-05 | Gas sensor and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986170831U JPH0634680Y2 (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 可燃性ガスセンサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6375857U JPS6375857U (ja) | 1988-05-20 |
| JPH0634680Y2 true JPH0634680Y2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=31105904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986170831U Expired - Lifetime JPH0634680Y2 (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 可燃性ガスセンサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634680Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5103654B2 (ja) * | 2008-08-26 | 2012-12-19 | 国立大学法人鳥取大学 | ガスセンサ及びガス検出方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58221154A (ja) * | 1982-06-18 | 1983-12-22 | Hitachi Ltd | ガスセンサ素子 |
-
1986
- 1986-11-05 JP JP1986170831U patent/JPH0634680Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6375857U (ja) | 1988-05-20 |
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