JPH07225208A - Semiconductor for gas sensor and manufacture of semiconductor for gas sensor - Google Patents
Semiconductor for gas sensor and manufacture of semiconductor for gas sensorInfo
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- JPH07225208A JPH07225208A JP1552994A JP1552994A JPH07225208A JP H07225208 A JPH07225208 A JP H07225208A JP 1552994 A JP1552994 A JP 1552994A JP 1552994 A JP1552994 A JP 1552994A JP H07225208 A JPH07225208 A JP H07225208A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、雰囲気中にガスが存在
することを検知するガスセンサーに用いられる半導体に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor used in a gas sensor for detecting the presence of gas in an atmosphere.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来酸化インジウムを用いたガスセンサ
ーは、例えば特公昭４３−２８５６０号公報記載のごと
く蒸着法によるインジウム三二酸化物薄膜を用いたガス
センサーが報告されている。該発明は可燃性ガス及び原
子状水素を含有するガスの検知を目的としている。2. Description of the Related Art As a conventional gas sensor using indium oxide, for example, a gas sensor using an indium sesquioxide thin film formed by a vapor deposition method has been reported, as described in Japanese Patent Publication No. 43-28560. The invention is directed to the detection of flammable gases and gases containing atomic hydrogen.
【０００３】また特開昭６３−２３１２５４号公報記載
のごとく、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウムなどの
半導体上にアルミニウム、ケイ素、ジルコニウムの群か
ら選ばれる少なくとも一種の元素の酸化物微粉体と前記
の群から選ばれる少なくとも一種の元素の有機化合物と
を含む被膜を印刷、熱分解して形成された多孔質の金属
酸化物を具備したガスセンサーがある。該発明の目的は
多孔質の金属酸化物からなる触媒層の印刷形成が困難な
点を解決するために、適当なスクリーン印刷可能なペー
ストを用いて、多孔質の金属酸化物からなる特性良好な
触媒層を印刷形成したガスセンサーを提供することにあ
る。Further, as described in JP-A-63-231254, oxide fine powder of at least one element selected from the group of aluminum, silicon and zirconium on a semiconductor such as zinc oxide, tin oxide and indium oxide, and the above There is a gas sensor provided with a porous metal oxide formed by printing and thermally decomposing a film containing an organic compound of at least one element selected from the group of. The object of the invention is to solve the problem that it is difficult to print a catalyst layer composed of a porous metal oxide by printing, and by using an appropriate screen-printable paste, the characteristics of the porous metal oxide composed of a good property can be obtained. It is intended to provide a gas sensor having a catalyst layer printed thereon.
【０００４】さらに特開昭６１−７５２４９号公報記載
のごとく酸化インジウム上に酸化アルミニウムや二酸化
ケイ素等からなる微粉末層を表面に具備したガスセンサ
ーが報告されている。該発明の目的は感ガス薄膜の表面
に大気中のオキシダントを熱分解せしめる微粒子層を形
成し、オキシダントに対する感度を低下させオキシダン
トによるガス警報機の誤動作を防止することにある。Further, as described in JP-A-61-75249, there is reported a gas sensor having a surface on which a fine powder layer made of aluminum oxide, silicon dioxide or the like is formed on indium oxide. An object of the invention is to form a fine particle layer on the surface of a gas-sensitive thin film to thermally decompose oxidants in the atmosphere, reduce sensitivity to oxidants and prevent malfunction of gas alarms due to oxidants.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術においては、例えば特公昭４３−２８５６０号公報
記載のガスセンサーではガス感度が小さく、また経時変
化があり使用中に次第に感度がより小さくなるという課
題を有する。さらに蒸着法により薄膜を形成後、ガス状
酸素炎内で熱処理する必要があり、工程が複雑になると
いう課題を有している。また、特開昭６３−２３１２５
４号公報記載のガスセンサーでは従来のガスセンサーに
対し特に感度が向上することはなかった。さらに該発明
は主に酸化スズ半導体を用いたガスセンサーについて記
載されており、酸化インジウム半導体を用いたガスセン
サーについては説明されていない。However, in the above-mentioned prior art, for example, the gas sensor disclosed in Japanese Patent Publication No. 43-28560 has a small gas sensitivity, and there is a problem that the sensitivity gradually decreases during use due to a change over time. Have. Furthermore, it is necessary to perform a heat treatment in a gaseous oxygen flame after forming a thin film by the vapor deposition method, and there is a problem that the process becomes complicated. Also, JP-A-63-23125
The gas sensor described in Japanese Patent No. 4 has not been particularly improved in sensitivity as compared with the conventional gas sensor. Further, the invention mainly describes a gas sensor using a tin oxide semiconductor, but does not describe a gas sensor using an indium oxide semiconductor.
【０００６】そして特開昭６１−７５２４９号公報にお
いても、オキシダントによる影響を少なくする効果は記
載されているが、酸化インジウム半導体を用いたガスセ
ンサーの感度向上は開示されていない。Japanese Patent Laid-Open No. 61-75249 also describes the effect of reducing the influence of oxidants, but does not disclose the sensitivity improvement of a gas sensor using an indium oxide semiconductor.
【０００７】また、一般的に酸化インジウム膜を形成す
る際に酸素ガスを導入し、膜の安定性を向上させること
も知られているが、ガスセンサーとしての感度向上に寄
与するという技術開示はなかった。Further, it is generally known that oxygen gas is introduced at the time of forming an indium oxide film to improve the stability of the film, but a technical disclosure that contributes to the improvement of sensitivity as a gas sensor is not disclosed. There wasn't.
【０００８】以上のように従来技術では、酸化インジウ
ム半導体を用いたガスセンサーにおいて感度向上が図ら
れた例はなく、感度向上が酸化インジウム薄膜を用いた
ガスセンサーの実用化の大きな課題となっていた。As described above, in the prior art, there is no example in which the sensitivity is improved in the gas sensor using the indium oxide semiconductor, and the improvement in the sensitivity is a major problem in the practical application of the gas sensor using the indium oxide thin film. It was
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題は酸化インジウ
ム半導体にアルミニウムまたは酸化アルミニウムを添加
することにより解決することができる。また、酸素ガス
雰囲気中で酸化インジウムとアルミニウムを蒸着するこ
とにより上記課題を解決することができる。The above problems can be solved by adding aluminum or aluminum oxide to an indium oxide semiconductor. Further, the above problems can be solved by depositing indium oxide and aluminum in an oxygen gas atmosphere.
【００１０】[0010]
（実施例１）以下実施例に従い詳細に説明する。 (Example 1) A detailed description will be given below according to an example.
【００１１】表１は、第１の実施例によるガスセンサー
用のアルミニウムを添加した酸化インジウム半導体膜
と、従来技術による酸化インジウムのみの半導体膜（以
下従来技術１とする）のアルコール（エタノール）に対
する感度を比較した表である。本表に示すように本実施
例によるアルミニウム添加の酸化インジウム薄膜の感度
は約７であり、従来技術１による酸化インジウム薄膜の
感度の約１．３に対して約５倍の感度となっている。Table 1 shows the aluminum (Al) -doped indium oxide semiconductor film for the gas sensor according to the first embodiment and the conventional indium oxide-only semiconductor film (hereinafter referred to as "prior art 1") for alcohol (ethanol). It is a table comparing the sensitivities. As shown in this table, the sensitivity of the aluminum-doped indium oxide thin film according to this example is about 7, which is about 5 times the sensitivity of the indium oxide thin film according to the related art 1 of about 1.3. .
【００１２】[0012]
【表１】 [Table 1]
【００１３】本表における感度の定義は以下の通りであ
る。すなわち半導体膜を摂氏３２０度に昇温し標準大気
中において該半導体膜の抵抗値を測定し、これをＲ０と
する。引き続いてアルコールガスを該半導体膜に近づ
け、その状態で該半導体膜の抵抗値を測定し、これをＲ
とする。そして感度をＲ０／Ｒと定義する。したがって
ガス雰囲気下において抵抗変化が大きいほど感度は高
く、ガスに対して敏感である。The definition of sensitivity in this table is as follows. That is, the temperature of the semiconductor film is raised to 320 degrees Celsius, and the resistance value of the semiconductor film is measured in standard atmosphere, and this is designated as R0. Subsequently, the alcohol gas is brought close to the semiconductor film, and the resistance value of the semiconductor film is measured in that state.
And Then, the sensitivity is defined as R0 / R. Therefore, the greater the resistance change in the gas atmosphere, the higher the sensitivity and the more sensitive the gas is.
【００１４】本実施例においては感ガス用半導体薄膜を
スパッタリング法により形成した。基本となるスパッタ
リングターゲットは純度９９．９９パーセントの酸化イ
ンジウム（Ｉｎ2Ｏ3）を用い、そのターゲット上に純度
９９．９９パーセントのアルミニウムチップを数個乗せ
た状態でスパッタリングを行なった。なおスパッタリン
グターゲットは酸化インジウムとアルミニウムの合金で
あっても良い。また基板はガラスを用いている。そして
半導体薄膜の厚みは約５００オングストロームである。In this example, the gas-sensitive semiconductor thin film was formed by the sputtering method. As a basic sputtering target, indium oxide (In 2 O 3 ) having a purity of 99.99% was used, and sputtering was performed with several aluminum chips having a purity of 99.99% placed on the target. The sputtering target may be an alloy of indium oxide and aluminum. The substrate is made of glass. The thickness of the semiconductor thin film is about 500 Å.
【００１５】スパッタリングの条件は以下の通りであ
る。すなわちスパッタリング周波数は１３．５６ＭＨ
ｚ、到達圧力（スパッタリングガス導入前の圧力）は５
マイクロトリチェリ、スパッタリングガスはアルゴンで
あり、スパッタリング圧力は３ミリトリチェリである。
またスパッタリングパワーは２００ワットで、この時の
成膜レートは毎分約２５オングストロームである。本実
施例では基板加熱を行っていないが、基板加熱を実施し
ても良い。The sputtering conditions are as follows. That is, the sputtering frequency is 13.56 MH
z, ultimate pressure (pressure before introducing sputtering gas) is 5
Microtricelli, the sputtering gas is argon, and the sputtering pressure is 3 millitrichery.
The sputtering power is 200 watts, and the film formation rate at this time is about 25 angstroms per minute. Although the substrate is not heated in this embodiment, the substrate may be heated.
【００１６】なお本実施例１および従来技術１の半導体
薄膜は、両方とも酸素ガスを導入しないで成膜してい
る。The semiconductor thin films of Example 1 and Prior Art 1 are both formed without introducing oxygen gas.
【００１７】本方法により形成された半導体薄膜はアル
ミニウムを含み、その組成比は酸化インジウムに対し約
１重量パーセントである。アルミニウムの組成比は酸化
インジウム上のアルミニウムチップの数量により制御す
ることができる。実験によればアルミニウムが０．０５
重量パーセント以上有ればエタノールに対する感度向上
を達成することが可能である。The semiconductor thin film formed by this method contains aluminum, and its composition ratio is about 1 weight percent with respect to indium oxide. The composition ratio of aluminum can be controlled by the number of aluminum chips on indium oxide. According to the experiment, aluminum is 0.05
If it is more than weight percent, it is possible to improve the sensitivity to ethanol.
【００１８】また本実施例の感ガス用半導体薄膜の、エ
タノール以外のガスに対する感度を測定すると、例えば
腐った玉ねぎの主成分であるメチルメルカプタンに対し
ても従来技術１による酸化インジウム半導体薄膜はほと
んど感度を有しないのに対し、本実施例は約２の感度を
有している。このように本実施例の感ガス用半導体薄膜
は様々なガスに対し、従来技術１による酸化インジウム
のみの感ガス膜より感度向上が可能である。Further, when the sensitivity of the gas-sensitive semiconductor thin film of this embodiment to gases other than ethanol was measured, almost no indium oxide semiconductor thin film according to the prior art 1 was found even for methyl mercaptan which is the main component of rotten onions. In contrast to having no sensitivity, this embodiment has a sensitivity of about 2. As described above, the gas-sensitive semiconductor thin film of the present embodiment can improve the sensitivity to various gases as compared with the gas-sensitive film containing only indium oxide according to the conventional technique 1.
【００１９】続いて、電子線加熱による蒸着法によりア
ルミニウムを添加した酸化インジウム薄膜を形成し、同
じくエタノールに対する感度を測定した。基板はガラス
であり、酸化インジウムにアルミニウムを５重量パーセ
ント添加した合金を蒸着母材として用いた。電子線のパ
ワーは約２キロワットであり、形成した薄膜の厚みは約
５００オングストロームである。本条件で形成した感ガ
ス用半導体薄膜もスパッタリング法により形成した半導
体薄膜と同じく、従来技術１による酸化インジウムのみ
の感ガス用半導体膜と比較してエタノールに対する感度
向上が得られた。Subsequently, an indium oxide thin film to which aluminum was added was formed by a vapor deposition method using electron beam heating, and the sensitivity to ethanol was also measured. The substrate was glass, and an alloy obtained by adding 5 weight percent of aluminum to indium oxide was used as a vapor deposition base material. The power of the electron beam is about 2 kilowatts, and the thickness of the formed thin film is about 500 Å. Similar to the semiconductor thin film formed by the sputtering method, the gas-sensitive semiconductor thin film formed under these conditions also showed an improvement in the sensitivity to ethanol as compared with the gas-sensitive semiconductor film according to the conventional technique 1 containing only indium oxide.
【００２０】（実施例２）表２は第２の実施例によるガ
スセンサー用のアルミニウムを添加した酸化インジウム
半導体膜と従来技術２による酸化インジウム半導体膜の
アルコール（エタノール）に対する感度を比較した表で
ある。本実施例においては、感ガス用半導体薄膜を実施
例１と同様にスパッタリング法により形成しているが、
スパッタリングガスがアルゴンガスと酸素ガスの混合ガ
スであることが、実施例１と異なる。(Example 2) Table 2 is a table comparing the sensitivities of the indium oxide semiconductor film containing aluminum for the gas sensor according to the second example with the indium oxide semiconductor film according to the prior art 2 to alcohol (ethanol). is there. In this embodiment, the gas-sensitive semiconductor thin film is formed by the sputtering method as in the first embodiment.
It differs from Example 1 in that the sputtering gas is a mixed gas of argon gas and oxygen gas.
【００２１】同様に比較対象である従来技術２の酸化イ
ンジウム半導体膜も組成は従来技術１と同じく酸化イン
ジウムのみであるが、スパッタリングガスがアルゴンガ
スと酸素ガスの混合ガスであることが従来技術１と異な
る。Similarly, the composition of the indium oxide semiconductor film of the prior art 2 to be compared is also indium oxide only as in the prior art 1, but the sputtering gas is a mixed gas of argon gas and oxygen gas. Different from
【００２２】本表に示すように本実施例によるアルミニ
ウム添加の酸化インジウム薄膜の感度は約７５であり、
従来技術２による酸化インジウム薄膜の感度の約２．５
に対して約２８倍の感度となっている。このように、ス
パッタリングガスに酸素を加える事により、大きな感度
の向上が見られた。なお、本表２における感度の定義は
実施例１と同様である。As shown in this table, the sensitivity of the aluminum-doped indium oxide thin film according to this example is about 75,
The sensitivity of the indium oxide thin film according to Conventional Technique 2 is about 2.5.
The sensitivity is about 28 times higher than that. Thus, by adding oxygen to the sputtering gas, a great improvement in sensitivity was observed. The definition of sensitivity in Table 2 is the same as in Example 1.
【００２３】[0023]
【表２】 [Table 2]
【００２４】基本となるスパッタリングターゲットは純
度９９．９９パーセントの酸化インジウムを用い、その
ターゲット上に純度９９．９９パーセントのアルミニウ
ムチップを数個乗せた状態でスパッタリングを行なっ
た。なおスパッタリングターゲットは酸化インジウムと
アルミニウムの合金であっても良い。また基板はガラス
を用いている。そして半導体薄膜の厚みは約５００オン
グストロームである。As a basic sputtering target, indium oxide having a purity of 99.99% was used, and sputtering was performed with several aluminum chips having a purity of 99.99% placed on the target. The sputtering target may be an alloy of indium oxide and aluminum. The substrate is made of glass. The thickness of the semiconductor thin film is about 500 Å.
【００２５】スパッタリングの条件は以下の通りであ
る。すなわちスパッタリング周波数は１３．５６ＭＨ
ｚ、到達圧力（スパッタリングガス導入前の圧力）は５
マイクロトリチェリ。またスパッタリングパワーは２０
０ワットで、この時の成膜レートは毎分約２５オングス
トロームである。The sputtering conditions are as follows. That is, the sputtering frequency is 13.56 MH
z, ultimate pressure (pressure before introducing sputtering gas) is 5
Microtricelli. The sputtering power is 20
At 0 watts, the deposition rate at this time is about 25 angstroms per minute.
【００２６】さて本実施例のスパッタリングガスはアル
ゴンガスと酸素ガスの混合ガスで行っている。すなわち
アルゴンガス圧力を３ミリトリチェリ、酸素ガス圧力を
３ミリトリチェリとし、全圧力を６ミリトリチェリでス
パッタリングしている。The sputtering gas in this embodiment is a mixed gas of argon gas and oxygen gas. That is, the argon gas pressure is set to 3 mm and the oxygen gas pressure is set to 3 mm and the total pressure is 6 mm.
【００２７】アルゴンガス圧力に対する酸素ガス圧力の
比率は本実施例の１：１以外に、１：０．５から１：２
の範囲でも、形成された薄膜は同様に感度向上が可能で
ある。なお前記のように従来技術２による酸化インジウ
ム半導体薄膜は酸素ガスを導入してスパッタリングした
ものである。酸素ガスの導入量は実施例２と同じであ
る。なおアルゴンガスと酸素ガスの比率は上記比率に限
らず感度上昇が見られた。The ratio of the oxygen gas pressure to the argon gas pressure is 1: 0.5 to 1: 2 in addition to 1: 1 in this embodiment.
Even in the range, the formed thin film can similarly improve the sensitivity. In addition, as described above, the indium oxide semiconductor thin film according to the related art 2 is formed by introducing oxygen gas and performing sputtering. The amount of oxygen gas introduced is the same as in Example 2. The ratio of the argon gas to the oxygen gas was not limited to the above ratio, and the sensitivity was increased.
【００２８】従来技術２で酸化インジウムのスパッタリ
ングにおいて酸素雰囲気中で行ったところ僅かであるが
従来技術１に比べて感度向上が得られている。しかしな
がら本実施例１及び本実施例２に比べて僅かな範囲であ
る。When the sputtering of indium oxide according to the prior art 2 is performed in an oxygen atmosphere, the sensitivity is improved as compared with the prior art 1, although it is slight. However, the range is slightly smaller than in the first and second embodiments.
【００２９】本方法により形成された半導体薄膜はアル
ミニウムを含み、その組成比は酸化インジウムに対し約
１重量パーセントである。アルミニウムの組成比は酸化
インジウム上のアルミニウムチップの数量により制御す
ることができる。実験によればアルミニウムが０．０５
重量パーセント以上有ればエタノールに対する感度向上
を達成することが可能である。The semiconductor thin film formed by the present method contains aluminum, and its composition ratio is about 1 weight percent with respect to indium oxide. The composition ratio of aluminum can be controlled by the number of aluminum chips on indium oxide. According to the experiment, aluminum is 0.05
If it is more than weight percent, it is possible to improve the sensitivity to ethanol.
【００３０】また本実施例の感ガス用半導体薄膜の、エ
タノール以外のガスに対する感度を測定すると、例えば
腐った玉ねぎの主成分であるメチルメルカプタンに対し
ても従来技術２による酸化インジウム半導体薄膜はほと
んど感度を有しないのに対し、本実施例は約１０の感度
を有している。さらに実施例２の半導体薄膜を用いて酢
酸、線香の臭いについても比較測定したところ、従来技
術２のものに対しそれぞれ約３倍の感度を有していた。
このように本実施例の感ガス用半導体薄膜は様々なガス
に対し、従来技術２による酸化インジウムのみの感ガス
膜より感度向上が可能である。Further, when the sensitivity of the gas-sensitive semiconductor thin film of this example to gases other than ethanol was measured, almost no indium oxide semiconductor thin film according to the prior art 2 was found even with respect to methyl mercaptan which is the main component of rotten onions. In contrast to having no sensitivity, this embodiment has a sensitivity of about 10. Further, when the semiconductor thin film of Example 2 was used to compare and measure the odors of acetic acid and incense stick, the sensitivities of the conventional art 2 and the odor were about 3 times as high.
As described above, the gas-sensitive semiconductor thin film of the present embodiment can improve the sensitivity to various gases as compared with the gas-sensitive film containing only indium oxide according to the conventional technique 2.
【００３１】続いて、電子線加熱による蒸着法によりア
ルミニウムを添加した酸化インジウム薄膜を形成し、同
じくエタノールに対する感度を測定した。基板はガラス
であり、酸化インジウムにアルミニウムを５重量パーセ
ント添加した合金を蒸着母材として用いた。電子線のパ
ワーは約２キロワットであり、形成した薄膜の厚みは約
５００オングストロームである。また酸素ガスを導入
し、１３．５６ＭＨｚの高周波電源によりプラズマを発
生し本プラズマ中で蒸着を行なった。プラズマの放電パ
ワーは約１．５キロワットである。また酸素ガスの圧力
は約３ミリトリチェリである。Subsequently, an indium oxide thin film to which aluminum was added was formed by a vapor deposition method using electron beam heating, and the sensitivity to ethanol was also measured. The substrate was glass, and an alloy obtained by adding 5 weight percent of aluminum to indium oxide was used as a vapor deposition base material. The power of the electron beam is about 2 kilowatts, and the thickness of the formed thin film is about 500 Å. Further, oxygen gas was introduced, plasma was generated by a high frequency power supply of 13.56 MHz, and vapor deposition was performed in this plasma. The discharge power of the plasma is about 1.5 kW. The pressure of oxygen gas is about 3 millitrichery.
【００３２】本条件で形成した感ガス用半導体薄膜もス
パッタリング法により形成した半導体薄膜と同じく、従
来技術２による酸化インジウムのみの感ガス用半導体膜
と比較してエタノールに対する感度向上が得られた。As with the semiconductor thin film formed by the sputtering method, the gas-sensitive semiconductor thin film formed under these conditions also has improved sensitivity to ethanol as compared with the gas-sensitive semiconductor film formed of indium oxide according to the conventional technique 2.
【００３３】（実施例３）表３は第３の実施例によるガ
スセンサー用の酸化アルミニウムを添加した酸化インジ
ウム半導体膜と従来技術１による酸化インジウム半導体
膜のアルコール（エタノール）に対する感度を比較した
表である。本表に示すように本実施例によるアルミニウ
ム添加の酸化インジウム薄膜の感度は約２５であり、従
来技術１による酸化インジウム薄膜の感度の約１．３に
対して約２０倍の感度となっている。(Example 3) Table 3 is a table comparing the sensitivity of the indium oxide semiconductor film containing aluminum oxide for the gas sensor according to the third embodiment to the indium oxide semiconductor film according to the prior art 1 to alcohol (ethanol). Is. As shown in this table, the sensitivity of the aluminum-doped indium oxide thin film according to this example is about 25, which is about 20 times the sensitivity of the indium oxide thin film according to the conventional technique 1 of about 1.3. .
【００３４】[0034]
【表３】 [Table 3]
【００３５】本表における感度の定義は実施例１、２の
場合と同じである。The definition of sensitivity in this table is the same as in the first and second embodiments.
【００３６】本実施例においては感ガス用半導体薄膜を
スパッタリング法により形成した。基本となるスパッタ
リングターゲットは純度９９．９９パーセントの酸化イ
ンジウムを用い、そのターゲット上に純度９９．９９パ
ーセントの酸化アルミニウムチップを数個乗せた状態で
スパッタリングを行なった。なおスパッタリングターゲ
ットは酸化インジウムと酸化アルミニウムの合金であっ
ても良い。また基板はガラスを用いている。そして半導
体薄膜の厚みは約５００オングストロームである。In this example, the gas-sensitive semiconductor thin film was formed by the sputtering method. As a basic sputtering target, indium oxide having a purity of 99.99% was used, and sputtering was performed with several aluminum oxide chips having a purity of 99.99% being placed on the target. The sputtering target may be an alloy of indium oxide and aluminum oxide. The substrate is made of glass. The thickness of the semiconductor thin film is about 500 Å.
【００３７】スパッタリングの条件は以下の通りであ
る。すなわちスパッタリング周波数は１３．５６ＭＨ
ｚ、到達圧力（スパッタリングガス導入前の圧力）は５
マイクロトリチェリ、スパッタリングガスはアルゴンで
あり、圧力は３ミリトリチェリである。またスパッタリ
ングパワーは２００ワットで、この時の成膜レートは毎
分約２５オングストロームである。本実施例では基板加
熱を行っていないが、基板加熱を実施しても良い。The sputtering conditions are as follows. That is, the sputtering frequency is 13.56 MH
z, ultimate pressure (pressure before introducing sputtering gas) is 5
Microtricelli, the sputtering gas is argon, and the pressure is 3 millitricelli. The sputtering power is 200 watts, and the film formation rate at this time is about 25 angstroms per minute. Although the substrate is not heated in this embodiment, the substrate may be heated.
【００３８】なお本実施例の半導体薄膜は酸素ガスを導
入しないで成膜しているが、酸素ガスを導入し、酸素雰
囲気中でスパッタリングするとより大きな感度向上が可
能である。また、加熱蒸着法で形成することも可能であ
る。Although the semiconductor thin film of this embodiment is formed without introducing oxygen gas, it is possible to further improve the sensitivity by introducing oxygen gas and performing sputtering in an oxygen atmosphere. It is also possible to form it by a heating vapor deposition method.
【００３９】本方法により形成された半導体薄膜は酸化
アルミニウムを含み、その組成比は酸化インジウムに対
し約１重量パーセントである。アルミニウムの組成比は
酸化インジウム上の酸化アルミニウムチップの数量によ
り制御することができる。実験によれば酸化アルミニウ
ムが０．０５重量パーセント以上有ればエタノールに対
する感度向上を達成することが可能である。The semiconductor thin film formed by this method contains aluminum oxide, and its composition ratio is about 1 weight percent with respect to indium oxide. The composition ratio of aluminum can be controlled by the number of aluminum oxide chips on indium oxide. According to the experiment, if the aluminum oxide content is 0.05% by weight or more, it is possible to improve the sensitivity to ethanol.
【００４０】さて、実施例１、２および３において試験
温度は摂氏３２０度であったが、摂氏２５０度以上４５
０度程度の広範囲において、各表に示した感度を有して
いる。又、本発明の感ガス用半導体膜を上記温度範囲で
繰り返し感度を測定しても感度の低下、バラツキはみら
れず、安定した感度を示した。またガラス基板を用いて
いるが、シリコン基板、その他の基板を用いることも可
能である。また表面粗さの小さい基板ほど感度向上を図
ることができる。The test temperature in Examples 1, 2 and 3 was 320 degrees Celsius, but 250 degrees Celsius or higher 45
It has the sensitivity shown in each table in a wide range of about 0 degree. Further, even when the sensitivity of the gas-sensitive semiconductor film of the present invention was repeatedly measured within the above temperature range, no deterioration or variation in sensitivity was observed, and stable sensitivity was exhibited. Although a glass substrate is used, a silicon substrate or another substrate can also be used. Further, the sensitivity can be improved as the substrate has a smaller surface roughness.
【００４１】さらに、半導体薄膜の形成方法は蒸着法、
スパッタリング法に限られることはなく、その他の方法
でも可能である。また半導体薄膜の厚みは５００オング
ストロームに限られることはない。実験によれば２００
オングストロームから３マイクロメートル程度であれば
良いし、この範囲以外でも可能である。さらに半導体薄
膜中におけるアルミニウム、または酸化アルミニウムの
分散は均一以外にも、成膜が可能で有れば、例えば膜厚
方向に対し局在分布を持つ構造でも感度向上を図ること
が可能である。Further, the semiconductor thin film is formed by the vapor deposition method,
The method is not limited to the sputtering method, and other methods are possible. Further, the thickness of the semiconductor thin film is not limited to 500 Å. 200 according to experiments
It suffices if it is about 3 μm to angstrom, and it is also possible to set it outside this range. Further, the dispersion of aluminum or aluminum oxide in the semiconductor thin film is not uniform, and if film formation is possible, it is possible to improve the sensitivity even with a structure having a localized distribution in the film thickness direction.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上説明したように、酸化インジウム半
導体にアルミニウムまたは酸化アルミニウムを添加する
ことにより、酸化インジウム半導体の各種ガスに対する
感度を向上することができるという効果を有する。ま
た、酸素ガス雰囲気中で酸化インジとアルミニウムを蒸
着することにより、さらに酸化インジウム半導体の感度
を向上することができるという効果を有する。As described above, by adding aluminum or aluminum oxide to the indium oxide semiconductor, it is possible to improve the sensitivity of the indium oxide semiconductor to various gases. In addition, by depositing indium oxide and aluminum in an oxygen gas atmosphere, the sensitivity of the indium oxide semiconductor can be further improved.
【００４３】さらに、酸化インジウム半導体形成後にガ
ス状酸素炎内で熱処理する必要がなく、工程を簡単にで
きるという効果を有する。Furthermore, there is no need to perform heat treatment in a gaseous oxygen flame after the formation of the indium oxide semiconductor, so that the process can be simplified.
【００４４】本発明の酸化インジウム半導体を用いる事
により、高感度のガスセンサーを小面積で提供する事が
できる。従って例えば腕時計のような小面積の空間に組
み込むことが可能となり、又、薄型のカード等にも応用
することが出来、利用範囲が拡大する。By using the indium oxide semiconductor of the present invention, a highly sensitive gas sensor can be provided in a small area. Therefore, it can be incorporated in a small area such as a wristwatch, and can be applied to a thin card or the like, and the range of use is expanded.
Claims (3)
スを検知するガスセンサー用半導体において、該半導体
が酸化インジウムにアルミニウムを添加したものである
ことを特徴とするガスセンサー用半導体。1. A semiconductor for a gas sensor, which detects a gas by causing a resistance change in a test gas atmosphere, wherein the semiconductor is indium oxide to which aluminum is added.
スを検知するガスセンサー用半導体の製造方法におい
て、酸素雰囲気中で酸化インジウムとアルミニウムを蒸
着させることを特徴とするガスセンサー用半導体の製造
方法。2. A method for producing a semiconductor for a gas sensor which develops a resistance change in a test gas atmosphere to detect a gas, wherein indium oxide and aluminum are vapor-deposited in an oxygen atmosphere. Production method.
スを検知するガスセンサー用半導体において、該半導体
が酸化インジウムに酸化アルミニウムを添加したもので
あることを特徴とするガスセンサー用半導体。3. A semiconductor for a gas sensor, which detects a gas by causing a resistance change in a test gas atmosphere, wherein the semiconductor is indium oxide to which aluminum oxide is added.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1552994A JPH07225208A (en) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | Semiconductor for gas sensor and manufacture of semiconductor for gas sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1552994A JPH07225208A (en) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | Semiconductor for gas sensor and manufacture of semiconductor for gas sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07225208A true JPH07225208A (en) | 1995-08-22 |
Family
ID=11891344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1552994A Pending JPH07225208A (en) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | Semiconductor for gas sensor and manufacture of semiconductor for gas sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07225208A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006023224A (en) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Uchiya Thermostat Kk | Gas detecting element and its manufacturing method |
| CN106546637A (en) * | 2016-11-08 | 2017-03-29 | 吉林大学 | A kind of ethyl acetate gas sensor and preparation method thereof |
-
1994
- 1994-02-09 JP JP1552994A patent/JPH07225208A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006023224A (en) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Uchiya Thermostat Kk | Gas detecting element and its manufacturing method |
| CN106546637A (en) * | 2016-11-08 | 2017-03-29 | 吉林大学 | A kind of ethyl acetate gas sensor and preparation method thereof |
| CN106546637B (en) * | 2016-11-08 | 2018-12-21 | 吉林大学 | A kind of ethyl acetate gas sensor and preparation method thereof |
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