JPS63128247A - Metal/insulator/semiconductor capacitor type gaseous oxygen sensor - Google Patents

Metal/insulator/semiconductor capacitor type gaseous oxygen sensor

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JPS63128247A
JPS63128247A JP27407186A JP27407186A JPS63128247A JP S63128247 A JPS63128247 A JP S63128247A JP 27407186 A JP27407186 A JP 27407186A JP 27407186 A JP27407186 A JP 27407186A JP S63128247 A JPS63128247 A JP S63128247A
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JP
Japan
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oxygen
layer
metal
film
insulator
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JP27407186A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuji Miyahara
裕二 宮原
Keiji Tsukada
啓二 塚田
Hiroyuki Miyagi
宮城 宏行
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SEITAI KINOU RIYOU KAGAKUHIN SHINSEIZOU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
SEITAI KINOU RIYOU KAGAKUHIN SHINSEIZOU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/92Capacitors with potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L29/94Metal-insulator-semiconductors, e.g. MOS

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Abstract

PURPOSE:To obtain a gaseous oxygen sensor which permits easy prepn. and has excellent long-term stability by laminating a solid electrolyte layer which dissociates oxygen molecules to oxygen ions on a thin film-like insulating layer formed on a semiconductor substrate. CONSTITUTION:The insulating layer 12 is formed on the silicon substrate 10. The insulating layer 12 consists of an SiO2 oxide film 14 and an Si3N4 insulating film 16. The solid electrolyte layer 18 is laminated on the insulating film 16. The layer 18 consists of a Y2O3 or CaO-doped ZrO2 film. A metal electrode 20 is provided atop the layer 18. Platinum, palladium, etc., which have the high catalytic effect for the dissociation reaction to dissociate gaseous oxygen to oxygen ions at a room temp. are preferable as the electrode 20. The gaseous oxygen in the atmosphere is dissociated to ions at the boundary between the electrode 20 which catalyzes the reaction to dissociate the gaseous oxygen to oxygen ions and the layer 18. The electromotive force corresponding to the gaseous oxygen partial pressure in the atmosphere is generated when the dissociation attains equal.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、気体中の酸素ガス分圧を測定するたごのi導
体を用いた酸素ガスセンサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an oxygen gas sensor using an i-conductor for measuring the partial pressure of oxygen gas in a gas.

7・〔従来の技術〕 気体中あるいは液体中の酸素ガス分圧を測定する場合、
クラーク型酸素電極が広く使用されている。そして、近
年、医療の分野から小型の酸素センサの開発が強く要求
されてきている。このため、この要求に応えるべく、例
えばIEEE TRANSACTIONON BIOM
EDICAL ENGINEERING、 VOL、 
BME−22,Na4゜JULY1975におけるG、
EDF、N等による“MiniaturizedEle
ctorode  for  0n−Line  P○
z  Measurements”に記載されている如
く、半導体技術を駆使してクラーク型酸素電極の小型化
を図っている。
7. [Prior art] When measuring the partial pressure of oxygen gas in gas or liquid,
Clark type oxygen electrodes are widely used. In recent years, there has been a strong demand for the development of compact oxygen sensors in the medical field. Therefore, in order to meet this demand, for example, IEEE TRANSACTIONON BIOM
EDICAL ENGINEERING, VOL,
BME-22, Na4°G in JULY1975,
“MiniaturizedEle” by EDF, N, etc.
ctorode for 0n-Line P○
z Measurements", efforts are being made to miniaturize Clark-type oxygen electrodes by making full use of semiconductor technology.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、上記のり、ラーク型酸素電極は、シリコンを容
器状に形成し、その中に電解液を入れて酸素透過性を有
する膜(テフロン膜)で密封する構造となっている。こ
のため、このような酸素電極を製作する場合、従来の半
導体素子や半導体部品などを製造するプロセスとは異な
るプロセスが必要となり、従来の製造工程といかに整合
性をとるかが問題であった。また、クラーク型酸素電極
は。
However, the above-mentioned glue and Lark type oxygen electrodes have a structure in which silicon is formed into a container shape, an electrolytic solution is placed in the container, and the container is sealed with an oxygen permeable film (Teflon film). Therefore, when manufacturing such an oxygen electrode, a process different from the conventional process for manufacturing semiconductor elements and semiconductor parts is required, and the problem was how to maintain compatibility with the conventional manufacturing process. Also, Clark type oxygen electrode.

に問題があった。There was a problem.

本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、従来の製造工程でも容易に製作でき、かつ長
期安定性に優れた金属/絶縁物/半導体キャパシタ型酸
素ガスセンサを提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to eliminate the drawbacks of the prior art, and provides a metal/insulator/semiconductor capacitor type oxygen gas sensor that can be easily manufactured using conventional manufacturing processes and has excellent long-term stability. With the goal.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、半導体基板上に形成した薄膜状の絶縁膜と、
この絶縁層上に積層され、酸素分子を酸素イオンに解離
する固定電解質層と、この固定電解質層の上部に設けら
れ、前記解離反応を触媒する金属電極と、からなること
を特徴とする金属/絶縁物/半導体キャパシタ型酸素ガ
スセンサである。
The present invention provides a thin insulating film formed on a semiconductor substrate;
A metal / This is an insulator/semiconductor capacitor type oxygen gas sensor.

〔作用〕[Effect]

上記の如く構成した本発明においては、酸素イオンに解
離する反応を触媒する金属電極と固体電解層との界面に
おいて、気体(雰囲気)中の酸素ガスがイオンに解離し
、この解離が平衡に達すると雰囲気中の酸素ガス分圧に
応じた起電力を発生する。この起電力は、絶縁層を介し
て設けであるシリコン基板表面のキャリア濃度を変化さ
せる。
In the present invention configured as described above, oxygen gas in the gas (atmosphere) dissociates into ions at the interface between the solid electrolyte layer and the metal electrode that catalyzes the reaction of dissociating into oxygen ions, and this dissociation reaches equilibrium. Then, an electromotive force is generated according to the partial pressure of oxygen gas in the atmosphere. This electromotive force changes the carrier concentration on the surface of the silicon substrate provided via the insulating layer.

従って、金属/絶縁物/半導体として構成したキャパシ
タの容量−電圧特性は、酸素ガス分圧に応じて電圧軸方
向に変化するので、この変化を測定することにより、雰
囲気中の酸素ガス分圧(酸素濃度)を検出することがで
きる。
Therefore, the capacitance-voltage characteristics of a capacitor configured as a metal/insulator/semiconductor change in the voltage axis direction depending on the oxygen gas partial pressure, and by measuring this change, the oxygen gas partial pressure in the atmosphere ( oxygen concentration) can be detected.

そして、上記の如く構成した本発明においては、電解液
や酸素透過膜を使用しないため、半導体集積回路の製造
と同様の手法により容易に製作できる。また、上記の起
電力は、酸素ガスの解離平衡に基づくものであり、電極
に影響を与えることがなく、長期に安定して作動させる
ことができる酸素ガスセンサが得られる。しかも、本発
明は、シリコン基板と固体電解質層との間に絶縁層を介
在させているため、インピーダンスを問題にする必要が
なく、室温において作動させることができる。
Further, in the present invention configured as described above, since an electrolytic solution and an oxygen permeable membrane are not used, it can be easily manufactured by a method similar to that used for manufacturing semiconductor integrated circuits. Furthermore, the electromotive force described above is based on the dissociation equilibrium of oxygen gas, and an oxygen gas sensor that does not affect the electrodes and can operate stably over a long period of time can be obtained. Moreover, in the present invention, since an insulating layer is interposed between the silicon substrate and the solid electrolyte layer, there is no need to consider impedance, and the device can be operated at room temperature.

〔実施例〕〔Example〕

本発明に係る金属/絶縁物/半導体キャパシタ型酸素ガ
スセンサの好ましい実施例を、添付図面に従って詳説す
る。
Preferred embodiments of the metal/insulator/semiconductor capacitor type oxygen gas sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は、本発明に係る金属/絶縁物/半導体キャパシ
タ型酸素センサの一実施例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a metal/insulator/semiconductor capacitor type oxygen sensor according to the present invention.

第1図において、符号10は、半導体基板としく5) てのシリコン基板である。このシリコン基板10の上部
には、絶縁層12が形成しである。絶縁層12は、Si
0g酸化膜14と5isN番絶縁膜16とからなってい
る。51gN4絶縁膜16上には、固体電解質層18が
積層しである。この固定電解質層18には、例えばジル
コニア(ZrOz)またはジルコニアにYfLOaをド
ーピングしたもの、ジルコニアにCa Oをドーピング
したものを用いることができる。そして、固体電解質層
18の上面には、金属電極20が設けである。金属電極
20は、室温において酸素ガスを酸素イオンに解離する
解離反応の触媒作用が高いものが望ましく、例えば白金
、パラジウム、イリジウム、金等の貴金属、またはこれ
らの金属のうちのいくつかを積層したものや合金にした
ものが好ましい。
In FIG. 1, reference numeral 10 is a silicon substrate, which is a semiconductor substrate. An insulating layer 12 is formed on top of this silicon substrate 10. The insulating layer 12 is made of Si
It consists of a 0g oxide film 14 and a 5isN insulating film 16. A solid electrolyte layer 18 is laminated on the 51 g N4 insulating film 16. This fixed electrolyte layer 18 can be made of, for example, zirconia (ZrOz), zirconia doped with YfLOa, or zirconia doped with Ca 2 O. A metal electrode 20 is provided on the upper surface of the solid electrolyte layer 18. The metal electrode 20 is preferably one that has a high catalytic effect on the dissociation reaction that dissociates oxygen gas into oxygen ions at room temperature; for example, it is made of a noble metal such as platinum, palladium, iridium, or gold, or a laminated layer of some of these metals. Preferably, it is made into a metal or an alloy.

シリコン基板10と固体電解質層18との間に絶縁層1
2を介在させた上記の金属/絶縁物/半導体キャパシタ
型酸素ガスセンサを、室温において高感度に作動させる
ためには、固体電解質層18と金属電極20との材質と
層の厚さを充分に考慮する必要がある。固体電解質層1
8の厚さは、金属/絶縁物/半導体キャパシタの電気的
特性を良好にするために薄い方がよく、5000Å以下
にすることが望ましい。そして、固体電解質層18は、
室温において高い酸素イオン伝導率をもった材料(Zr
OzにY2O3をドーピングしたもの、ZrOzにCa
Oをドーピングしたもの等)が好ましい。しかし、固体
電解質層18を形成する材料は、必ずしも高い酸素イオ
ン伝導率を持たなくともよく、この場合には、固体電解
質層18を薄く形成すればよい。
An insulating layer 1 is provided between the silicon substrate 10 and the solid electrolyte layer 18.
In order to operate the above-mentioned metal/insulator/semiconductor capacitor type oxygen gas sensor with 2 interposed with high sensitivity at room temperature, the materials and layer thicknesses of the solid electrolyte layer 18 and the metal electrode 20 must be carefully considered. There is a need to. Solid electrolyte layer 1
In order to improve the electrical characteristics of the metal/insulator/semiconductor capacitor, the thickness of the capacitor 8 is preferably as thin as 5000 Å or less. The solid electrolyte layer 18 is
A material with high oxygen ion conductivity at room temperature (Zr
Oz doped with Y2O3, ZrOz doped with Ca
Doped with O, etc.) is preferable. However, the material forming the solid electrolyte layer 18 does not necessarily have high oxygen ion conductivity, and in this case, the solid electrolyte layer 18 may be formed thin.

金属電極20は、上記した材料で構成することが好まし
く、また電極上で酸素分子を効率よく解離するために、
金属電極20を多孔性または酸素膜を用いないところか
ら、半導体集積回路技術を利用して安価に製作でき、小
型で使い易い酸素ガスセンサが得られる。そして、他の
半導体センサや信号処理回路等とともにワンチップに集
積化することかでき、多機能な酸素ガスセンサを製作で
きる。また、上記実施例の酸素ガスセンサは、室温にお
いて酸素分圧を測定でき、従来のクラーク型酸素ガスセ
ンサに比較して、使用寿命を大幅に延ばすことができる
The metal electrode 20 is preferably made of the above-described material, and in order to efficiently dissociate oxygen molecules on the electrode,
Since the metal electrode 20 is porous or does not use an oxygen film, it can be manufactured at low cost using semiconductor integrated circuit technology, and a small and easy-to-use oxygen gas sensor can be obtained. Furthermore, it can be integrated into a single chip with other semiconductor sensors, signal processing circuits, etc., and a multifunctional oxygen gas sensor can be manufactured. Further, the oxygen gas sensor of the above embodiment can measure oxygen partial pressure at room temperature, and can significantly extend its service life compared to the conventional Clark type oxygen gas sensor.

第2図は、本発明の第2実施例を示す断面図である。本
実施例は、シリコン基板10の金属電極20直下の部分
以外の部分であって、5iOz酸化膜14との境界部に
空乏層または反転層の発生を防止するチャンネルストッ
パ22を設けたものである。このチャンネルストッパ2
2を形成することにより、ワンチップに集積化した素子
間のクロストークをなくすことができる。
FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the invention. In this embodiment, a channel stopper 22 is provided in a portion of the silicon substrate 10 other than the portion immediately below the metal electrode 20 and at the boundary with the 5iOz oxide film 14 to prevent the formation of a depletion layer or an inversion layer. . This channel stopper 2
2, it is possible to eliminate crosstalk between elements integrated on one chip.

第3図は、本発明の第3実施例を示す断面図である。第
3図に示した実施例は、シリコン・オン・サファイア(
SO8)基板を用い、サファイア基板24上のシリコン
エピタキシャル層の一部をエツチングしてシリコンアイ
ランド26を形成し、その上に5iOz酸化膜14,5
iaN4絶縁膜16、固体電解質層18.金属電極20
を順次積層しである。このように、SO8基板を用いる
と。
FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention. The embodiment shown in FIG.
Using a SO8) substrate, a part of the silicon epitaxial layer on the sapphire substrate 24 is etched to form a silicon island 26, and a 5iOz oxide film 14,5 is formed on the silicon island 26.
iaN4 insulating film 16, solid electrolyte layer 18. Metal electrode 20
are sequentially laminated. In this way, if an SO8 substrate is used.

ワンチップに集積化したセンサ素子や信号処理回路等を
、電気的に相互に分離することができる。
Sensor elements, signal processing circuits, etc. integrated on one chip can be electrically separated from each other.

第4図に示した実施例は、5isN4絶縁膜16を省き
、SiOx酸化膜14上に直接固体電解質層18を形成
したものである。このようにすることにより、工数の低
減が図れる。なお、第2図。
In the embodiment shown in FIG. 4, the 5isN4 insulating film 16 is omitted and the solid electrolyte layer 18 is formed directly on the SiOx oxide film 14. By doing so, the number of man-hours can be reduced. In addition, Fig. 2.

第3図に示した実施例においても、51gN4絶縁膜を
なくすことができる。
Also in the embodiment shown in FIG. 3, the 51 g N4 insulating film can be eliminated.

具体的実施例 シリコン基板10上に厚さ500人の5iOz酸化膜1
4と1000人の5iaN4絶縁膜16とを形成して絶
縁層12とし、5isN4絶縁膜16上に固体電解質層
18として、Y2O3を8モル%ドーピングしたZr0
z膜をスパッタリング法により1000人形成した。そ
の後、スパッタリング法により、金属電極20として1
00人の白金層を形成し、第1図に示した酸素ガスセン
サを得た。
Specific Example A 5iOz oxide film 1 with a thickness of 500 on a silicon substrate 10.
4 and 1000 5iaN4 insulating films 16 were formed as the insulating layer 12, and a solid electrolyte layer 18 was formed on the 5isN4 insulating film 16 using Zr0 doped with 8 mol% of Y2O3.
1000 Z films were formed by sputtering. Thereafter, a metal electrode 20 is formed using a sputtering method.
A platinum layer of 0.000 mm was formed to obtain the oxygen gas sensor shown in FIG.

このようにして得た実施例の酸素ガスセンサを暗箱中に
配設し、酸素ガスまたは酸素と窒素との混合ガスを暗箱
中に導入し、雰囲気ガス中の酸素ガス分圧を変化させ、
センサの出力を測定した。
The oxygen gas sensor of the example thus obtained was placed in a dark box, oxygen gas or a mixed gas of oxygen and nitrogen was introduced into the dark box, and the oxygen gas partial pressure in the atmospheric gas was changed.
The output of the sensor was measured.

その測定結果が第5図および第6図に示しである。The measurement results are shown in FIGS. 5 and 6.

第5図は、1− atmの酸素ガス中または窒素ガス中
における容量−電圧特性の測定結果である。測定周波数
は、IMHzであって、曲線aが酸素ガス中、曲線すが
窒素ガス中において測定した容量−電圧特性である。酸
素ガス中でのフラットバンド電圧は、窒素ガス中のフラ
ットバンド電圧に比べて正方向にシフトする。
FIG. 5 shows the measurement results of capacitance-voltage characteristics in 1-atm oxygen gas or nitrogen gas. The measurement frequency was IMHz, and curve a represents the capacitance-voltage characteristics measured in oxygen gas and curve a in nitrogen gas. The flat band voltage in oxygen gas shifts in the positive direction compared to the flat band voltage in nitrogen gas.

第6図は、雰囲気中の酸素分圧を変化させたときのフラ
ットバンド電圧と、酸素分圧との関係をプロットしたも
ので、横軸の酸素分圧は対数目盛となっている。フラッ
トバンド電圧は、酸素分圧に依存して変化し、その傾き
は11mV/Potであった。
FIG. 6 is a plot of the relationship between the flat band voltage and the oxygen partial pressure when the oxygen partial pressure in the atmosphere is changed, and the oxygen partial pressure on the horizontal axis is on a logarithmic scale. The flat band voltage varied depending on the oxygen partial pressure, and its slope was 11 mV/Pot.

第7図は、実施例の酸素ガスセンサと従来のクラーク型
酸素電極との1 atmの酸素と窒素とに対する応答の
経時変化を示したもので、両センサの長期安定性を比較
したものである。両センサの初期の応答を100%とし
て、相対感度が時間とともにどのように変化したか測定
した。実施例の酸素ガスセンサは、100時間経過した
時点においても、±5%以内の再現性で応答が得られた
のに対し、クラーク型酸素電極では、感度が初期の50
%に低下した。従って、実施例の酸素ガスセンサは、長
期安定性に優れていることがわかる。
FIG. 7 shows the time-dependent changes in response to 1 atm oxygen and nitrogen between the oxygen gas sensor of the example and the conventional Clark type oxygen electrode, and compares the long-term stability of both sensors. Taking the initial response of both sensors as 100%, we measured how the relative sensitivity changed over time. The oxygen gas sensor of the example obtained a response with a reproducibility of within ±5% even after 100 hours, whereas the Clark type oxygen electrode had a sensitivity that was lower than the initial 50%.
%. Therefore, it can be seen that the oxygen gas sensor of the example has excellent long-term stability.

第8図は、第1図に示した実施例の固体電解質層18が
、8モル%のCaOをドーピングしたZr0zにより、
厚さ1000人に形成されたセンサのフラットバンド電
圧と酸素分圧との関係を測定した結果である。フラット
バンド電圧は、酸素分圧に依存しており、その傾きは9
 m V / P O2であった。
FIG. 8 shows that the solid electrolyte layer 18 of the embodiment shown in FIG. 1 is made of Zr0z doped with 8 mol% of CaO.
These are the results of measuring the relationship between the flat band voltage and oxygen partial pressure of a sensor formed to a thickness of 1,000 people. The flat band voltage depends on the oxygen partial pressure, and its slope is 9
mV/P O2.

第9図は、第1図に示した実施例の固体電解質層18を
、1000人のLaFa膜として形成したセンサのフラ
ットバンド電圧と酸素分圧との関係を測定した結果であ
る。フラットバンド電圧は、酸素分圧に依存して変化し
、その傾きは10mV/ P Oxであった。
FIG. 9 shows the results of measuring the relationship between the flat band voltage and oxygen partial pressure of a sensor in which the solid electrolyte layer 18 of the example shown in FIG. 1 was formed as a 1000 LaFa film. The flat band voltage varied depending on the oxygen partial pressure, and its slope was 10 mV/P Ox.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に説明した如く、本発明によれば、固体電解質を用
いたことにより、従来の半導体集積回路技術をもって製
作することができ、かつ、長期安定性に優れた酸素ガス
センサを得ることができる。
As described above, according to the present invention, by using a solid electrolyte, it is possible to obtain an oxygen gas sensor that can be manufactured using conventional semiconductor integrated circuit technology and has excellent long-term stability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明に係る金属/絶縁物/半導体キャパシ
タ型酸素ガスセンサの一実施例を示す断面図、第2図は
シリコン基板にチャンネルストッパを形成した実施例の
断面図、第3図はシリコン・オン・サバイア基板を用い
た実施例の断面図、第4図は絶縁層の一部をなす51g
N4絶縁膜を省略した実施例の断面図、第5図は白金の
金属電極とY 20 gをドーピングしたZr0zの固
体電解質層とを有する実施例の、酸素と窒素とに対する
容置−電圧特性の特性曲線を示す図、第6図は第5図の
特性曲線を得た実施例によるフラットバンド電圧と酸素
分圧との関係を示す特性図、第7図は実施例とクラーク
型酸素電極との長期安定性の比較特性図、第8図はCa
OをドーピングしたZr0zによる固体電解質層を有す
る実施例のフラットバンド電圧と酸素分圧との関係を示
す特性図、第9図はLaFaによる固体電解質層を有す
る実施例のフラットバンド電圧と酸素分圧との関係を示
す特性図である。 10・・・シリコン基板、12・・・絶縁層、18・・
・固体電解質層、20・・・金属電極。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a metal/insulator/semiconductor capacitor type oxygen gas sensor according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of an embodiment in which a channel stopper is formed on a silicon substrate, and FIG. A cross-sectional view of an embodiment using a silicon-on-Savior substrate, FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of an embodiment in which the N4 insulating film is omitted, and FIG. Figure 6 is a diagram showing the relationship between the flat band voltage and oxygen partial pressure according to the example in which the characteristic curve in Figure 5 was obtained, and Figure 7 is a diagram showing the relationship between the example and the Clark type oxygen electrode. Comparative characteristic diagram of long-term stability, Figure 8 shows Ca
A characteristic diagram showing the relationship between the flat band voltage and oxygen partial pressure of an example having a solid electrolyte layer made of Zr0z doped with O. FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between flat band voltage and oxygen partial pressure of an example having a solid electrolyte layer made of LaFa. FIG. 10... Silicon substrate, 12... Insulating layer, 18...
- Solid electrolyte layer, 20...metal electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体基板上に形成した薄膜状の絶縁層と、この絶
縁層上に積層され、酸素分子を酸素イオンに解離する固
定電解質層と、この固定電解質層の上部に設けられ、前
記解離反応を触媒する金属電極と、からなることを特徴
とする金属/絶縁物/半導体キャパシタ型酸素ガスセン
サ。 2、前記絶縁層は、SiO_2膜とSi_3N_4膜と
からなることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の金属/絶縁物/半導体キャパシタ型酸素ガスセンサ。 3、前記固体電解質層は、Y_2O_3またはCaOを
ドーピングしたZrO_2膜からなることを特徴とする
特許請求の範囲第1項または第2項に記載の金属/絶縁
物/半導体キャパシタ型酸素ガスセンサ。 4、前記固体電解質はLaF_3膜であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項または第2項に記載の金属/
絶縁物/半導体キャパシタ型酸素ガスセンサ。 5、前記金属電極は、白金、パラジウム、イリジウムま
たは金のいずれか一つからなることを特徴とする特許請
求の範囲第1項ないし第4項のいずれか1項に記載の金
属/絶縁物/半導体キャパシタ型酸素ガスセンサ。
[Claims] 1. A thin film-like insulating layer formed on a semiconductor substrate, a fixed electrolyte layer laminated on this insulating layer and dissociating oxygen molecules into oxygen ions, and a fixed electrolyte layer provided on top of this fixed electrolyte layer. and a metal electrode that catalyzes the dissociation reaction. 2. The metal/insulator/semiconductor capacitor type oxygen gas sensor according to claim 1, wherein the insulating layer is composed of a SiO_2 film and a Si_3N_4 film. 3. The metal/insulator/semiconductor capacitor type oxygen gas sensor according to claim 1 or 2, wherein the solid electrolyte layer is made of a ZrO_2 film doped with Y_2O_3 or CaO. 4. The metal/metal material according to claim 1 or 2, wherein the solid electrolyte is a LaF_3 film.
Insulator/semiconductor capacitor type oxygen gas sensor. 5. The metal/insulator/insulator according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal electrode is made of any one of platinum, palladium, iridium, or gold. Semiconductor capacitor type oxygen gas sensor.
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