JPS61155848A - 薄膜型可燃性ガスセンサ - Google Patents
薄膜型可燃性ガスセンサInfo
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- JPS61155848A JPS61155848A JP27486184A JP27486184A JPS61155848A JP S61155848 A JPS61155848 A JP S61155848A JP 27486184 A JP27486184 A JP 27486184A JP 27486184 A JP27486184 A JP 27486184A JP S61155848 A JPS61155848 A JP S61155848A
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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
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- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〕
本発明は（ｌ ＴＫｘ８ｎ１−ｘ）Ｏ２ 、 （０＜ｘ
＜ １月を主成分とする組成から成る金属酸化物中導体
を用いた可燃性ガスを検知する薄膜型ガスセンサに関す
るものである。
＜ １月を主成分とする組成から成る金属酸化物中導体
を用いた可燃性ガスを検知する薄膜型ガスセンサに関す
るものである。
従来、酸化物半導体による可燃性ガスセンサの研究は数
多く行なわれておシ、いくつかは実用化されている。
多く行なわれておシ、いくつかは実用化されている。
しかし、それらのセンナは動作温度が３００〜５００℃
と高温ズあり、ｔたバルク型のため、センナ自体大型で
かつ可燃性ガス検知時の抵抗値変化も充分とはいえない
ものであった。
と高温ズあり、ｔたバルク型のため、センナ自体大型で
かつ可燃性ガス検知時の抵抗値変化も充分とはいえない
ものであった。
本発明の・目的は、従来の可燃性ガスセンサでは検出困
難な３００℃以下の低温での検出を可能にし、更に従来
のものよシも小型でかつ高感度な金属酸化物半導体から
成る薄膜ガスセンサ素子を提供するＫある。
難な３００℃以下の低温での検出を可能にし、更に従来
のものよシも小型でかつ高感度な金属酸化物半導体から
成る薄膜ガスセンサ素子を提供するＫある。
本発明による薄膜型ガスセンサ素子は、ＴｉＯ□と８ｎ
０２ の固溶体、すなわち［（Ｔｉｘ ８ｎ ｊ−ｘ
）Ｏ２（０＜ｘ＜１月の組成よりなる金属酸化物半導体
を主成分とする薄膜と電極を絶縁体基板上に設け。
０２ の固溶体、すなわち［（Ｔｉｘ ８ｎ ｊ−ｘ
）Ｏ２（０＜ｘ＜１月の組成よりなる金属酸化物半導体
を主成分とする薄膜と電極を絶縁体基板上に設け。
１００℃以上で使用するものである。
本発明において用いたＴＩＯ２と８ ｎＯ２は金属過剰
のｎ型半導体であり、これをそれぞれ単独で使用したバ
ルク型のガスセンサは数多く研究されている。しかしＴ
ｌＯ２単体では可燃性ガスに対し高感度ではあるが電気
抵抗値が高く、低温で動作出来ない。
のｎ型半導体であり、これをそれぞれ単独で使用したバ
ルク型のガスセンサは数多く研究されている。しかしＴ
ｌＯ２単体では可燃性ガスに対し高感度ではあるが電気
抵抗値が高く、低温で動作出来ない。
一方８ｎＯ□は電気抵抗値は低いものの可燃性ガスに対
する電気抵抗値の変化は小さく、感度としては小さい。
する電気抵抗値の変化は小さく、感度としては小さい。
ところが、本発明のようにＴＩＯ，と８ｎＯ鵞 の固
溶体系金属酸化物半導体を絶縁基板上に薄膜として形成
することＫより、バルク型に比較してより高感度な可燃
性ガス検知が可能となるものである。
溶体系金属酸化物半導体を絶縁基板上に薄膜として形成
することＫより、バルク型に比較してより高感度な可燃
性ガス検知が可能となるものである。
なお、薄膜を設ける方法としては物理的方法、化学的方
法等様々な方法が挙けられるが１本センサー作成にあた
っては、そのいかなる方法でもよい。
法等様々な方法が挙けられるが１本センサー作成にあた
っては、そのいかなる方法でもよい。
以下（（Ｔｉｘ１９ｎｌ −ｘ）Ｏｓ−（０＜ｘ＜１
））組成の薄膜を可燃性ガスセンサとする本発明の詳細
な説明する。
））組成の薄膜を可燃性ガスセンサとする本発明の詳細
な説明する。
〔実施例１〕
第１図は本発明による可燃性ガスセンサの斜視図、第２
図はその横断面図で、１はアルミナ焼結板を使った絶縁
性基板、２はその表面に設けた電極、３は更にその上面
にスノぐツタリングによって設けた金属酸化物半導体薄
膜、４はヒータ用電極である。
図はその横断面図で、１はアルミナ焼結板を使った絶縁
性基板、２はその表面に設けた電極、３は更にその上面
にスノぐツタリングによって設けた金属酸化物半導体薄
膜、４はヒータ用電極である。
しかして、上記金属酸化物半導体薄膜３の組成は、チタ
ン−スズ系酸化物固溶体系の半導体、即ち｛（ＴｉｘＳ
ｎｌ−ｘ）Ｏｘ （０＜ｘ＜１ ） ）で、Ｘを０から
１まで変化させたときの電気抵抗値の変化と可燃性ガス
による抵抗変化率を示すと第１表及び第２表の通りであ
る。
ン−スズ系酸化物固溶体系の半導体、即ち｛（ＴｉｘＳ
ｎｌ−ｘ）Ｏｘ （０＜ｘ＜１ ） ）で、Ｘを０から
１まで変化させたときの電気抵抗値の変化と可燃性ガス
による抵抗変化率を示すと第１表及び第２表の通りであ
る。
第 １ 表
ｗＥ２表
上表かられかるようにＴ ｉ ０２に対する８ｎＯ□固
溶景が増加するに伴い、抵抗値は減少するが可燃性ガス
に対しては８ｎ０２１ Ｇ ０％に比べ高感度全維持す
る。
溶景が増加するに伴い、抵抗値は減少するが可燃性ガス
に対しては８ｎ０２１ Ｇ ０％に比べ高感度全維持す
る。
次に素子温度と抵抗変化率の関係耐水すと第３表の通プ
である。
である。
第 ３ 表
（注：但しＸま０．９の場會）
上記第３表かられかるように、今までの可燃性ガスセン
ナでは検出困難な低い温度でも充分な検出能力ＶＶｔ、
、ている。
ナでは検出困難な低い温度でも充分な検出能力ＶＶｔ、
、ている。
この実施例ではリフレッシュ用ヒーターを薄膜３勿設け
た側の反対側に設ける工うにしたが、このヒーターは同
一側に設けても工いし、ヒーター街持たす忙外部加熱式
でもよい。
た側の反対側に設ける工うにしたが、このヒーターは同
一側に設けても工いし、ヒーター街持たす忙外部加熱式
でもよい。
また、電極２は薄膜３上に設けるＬうにしてもよい。
〔実施例２〕
上記薄膜３を構成する物質中にキャリア不純物をもたら
すｌｌ１１１ｊ又はＶ価の酸化物を０＜ｙ≦ｌＱｍｏｔ
チ添加することにより、可燃性ガスに対する感度を維持
し、かつ更に電気抵抗を低下させることができる。
すｌｌ１１１ｊ又はＶ価の酸化物を０＜ｙ≦ｌＱｍｏｔ
チ添加することにより、可燃性ガスに対する感度を維持
し、かつ更に電気抵抗を低下させることができる。
その−例として（’ｒｔ ｏ、ｓ ８ｎ Ｏ−１）０２
の組成物に対し、Ｎｂ２Ｏ５を２ ｍｏｌ９＆ 、 ４
ｍｏｌ−％、＠ｍｏｔ％添加する。この場せの温度−
抵抗特性を示すと第３図に示す通りである。
の組成物に対し、Ｎｂ２Ｏ５を２ ｍｏｌ９＆ 、 ４
ｍｏｌ−％、＠ｍｏｔ％添加する。この場せの温度−
抵抗特性を示すと第３図に示す通りである。
この実施例ではＶ価の元素であるＮｂ２Ｏ５を用いた例
について説明したが、他に７価の元素としてＶ２Ｏ５、
Ｔａ２０５ 、 Ａｓ２Ｏ５また■価の元素としては８
ｃ２０３ ＊ ・入ｔ２０３ 、 Ｙ２Ｏ５’ Ｋつい
ても同様な効果が得られるものである。
について説明したが、他に７価の元素としてＶ２Ｏ５、
Ｔａ２０５ 、 Ａｓ２Ｏ５また■価の元素としては８
ｃ２０３ ＊ ・入ｔ２０３ 、 Ｙ２Ｏ５’ Ｋつい
ても同様な効果が得られるものである。
〔実施例３〕
上記薄膜３を構成する物質中ｐｔ又はＰｄを添加するこ
とＫより本発明による薄膜型可燃性ガスセンサの応答性
を高めることができる。第４図はＰｔを添加したときの
応答特性を示すものである。
とＫより本発明による薄膜型可燃性ガスセンサの応答性
を高めることができる。第４図はＰｔを添加したときの
応答特性を示すものである。
第４図）為られかるようにｐｔを添加することによシ応
答性は著しく改善される。この効果はＰｄを用いても同
様に見られ、 Ｐｔ 、 Ｐｄ単体でも、ま友同時添加
してもよい。
答性は著しく改善される。この効果はＰｄを用いても同
様に見られ、 Ｐｔ 、 Ｐｄ単体でも、ま友同時添加
してもよい。
第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図は門構断面図
、第３図は温度−抵抗特性を示す図、第４■は応答特性
を示す因である。 １・・・絶縁性基板 ２・・・電極３・・・薄
膜 ４・・・ヒータ用電極第 １
図 、第 ２ 図 薫喫 唄（硝 ≦實壇（ｑ）
、第３図は温度−抵抗特性を示す図、第４■は応答特性
を示す因である。 １・・・絶縁性基板 ２・・・電極３・・・薄
膜 ４・・・ヒータ用電極第 １
図 、第 ２ 図 薫喫 唄（硝 ≦實壇（ｑ）
Claims (4)
- （１）絶縁性基板の表面にチタン−スズ系酸化物固溶体
系である｛（ＴｉｘＳｎ＿１−ｘ）Ｏ＿２（０＜ｘ＜１
）｝組成の薄膜と電極を設けたことを特徴とする薄膜可
燃性ガスセンサ - （２）絶縁性基板の表面にチタン−スズ系酸化物固溶体
系である｛（ＴｉｘＳｎ＿１−ｘ）Ｏ＿２（０＜ｘ＜１
）｝にIII価又はＶ価の元素を単体又は同時に０＜ｙ≦
１０ｍｏｌ％添加した組成の薄膜と電極を設けたことを
特徴とする薄膜可燃性ガスセンサ - （３）絶縁性基板の表面に、チタン−スズ系酸化物固溶
体系である｛（ＴｉｘＳｎ＿１−ｘ）Ｏ＿２（０＜ｘ＜
１）｝に白金（Ｐｔ）およびパラジウム（Ｐｄ）を単体
又は同時に０＜ｚ＜３０ｍｏｌ％添加した組成よりなる
薄膜と電極を設けたことを特徴とする薄膜可燃性ガスセ
ンサ - （４）絶縁性基板の表面に、チタン−スズ系酸化物固溶
体系である｛（ＴｉｘＳｎ＿１−ｘ）Ｏ＿２（０＜ｘ＜
１）｝にIII価又はＶ価の元素を単体又は同時に ０＜ｙ≦、１０ｍｏｌ％添加し、且つ白金（Ｐｔ）およ
びパラジウム（Ｐｄ）を単体又は同時に０＜ｚ＜３０ｍ
ｏｌ％添加した組成よりなる薄膜と電極を設けたことを
特徴とする薄膜可燃性ガスセンサ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27486184A JPS61155848A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 薄膜型可燃性ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27486184A JPS61155848A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 薄膜型可燃性ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61155848A true JPS61155848A (ja) | 1986-07-15 |
Family
ID=17547594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27486184A Pending JPS61155848A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 薄膜型可燃性ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61155848A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63200050A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-18 | Osaka Gas Co Ltd | ガスセンサ |
| US5447054A (en) * | 1990-03-02 | 1995-09-05 | Eniricerche S.P.A. | Gas sensors formed of thin tin oxide films, for gaseous hydro-carbon determination |
| US6044689A (en) * | 1997-04-24 | 2000-04-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Apparatus for sensing low concentration NOx, chamber used for apparatus for sensing low concentration NOx; gas sensor element and method of manufacturing the same; and ammonia removing apparatus and NOx sensor utilizing this apparatus |
| US6062064A (en) * | 1997-03-31 | 2000-05-16 | Ngk Insulators, Ltd. | Apparatus for sensing low concentration NOx |
| JP2006003153A (ja) * | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Saginomiya Seisakusho Inc | 水素ガス検知素子、水素ガスセンサおよび水素ガス検知方法 |
| CN103887361A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-06-25 | 吉林大学 | 具有贵金属掺杂的TiO2/TiO2同质结构紫外探测器及其制备方法 |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP27486184A patent/JPS61155848A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63200050A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-18 | Osaka Gas Co Ltd | ガスセンサ |
| US5447054A (en) * | 1990-03-02 | 1995-09-05 | Eniricerche S.P.A. | Gas sensors formed of thin tin oxide films, for gaseous hydro-carbon determination |
| US6062064A (en) * | 1997-03-31 | 2000-05-16 | Ngk Insulators, Ltd. | Apparatus for sensing low concentration NOx |
| US6044689A (en) * | 1997-04-24 | 2000-04-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Apparatus for sensing low concentration NOx, chamber used for apparatus for sensing low concentration NOx; gas sensor element and method of manufacturing the same; and ammonia removing apparatus and NOx sensor utilizing this apparatus |
| JP2006003153A (ja) * | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Saginomiya Seisakusho Inc | 水素ガス検知素子、水素ガスセンサおよび水素ガス検知方法 |
| CN103887361A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-06-25 | 吉林大学 | 具有贵金属掺杂的TiO2/TiO2同质结构紫外探测器及其制备方法 |
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