JPS6383650A - ガスセンサの製造方法 - Google Patents
ガスセンサの製造方法Info
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- JPS6383650A JPS6383650A JP23064586A JP23064586A JPS6383650A JP S6383650 A JPS6383650 A JP S6383650A JP 23064586 A JP23064586 A JP 23064586A JP 23064586 A JP23064586 A JP 23064586A JP S6383650 A JPS6383650 A JP S6383650A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は金属酸化物半導体簿腰をガス感応体とするガス
セン勺に関する。
セン勺に関する。
（従来の技術）
従来から、Ｎ型半導体特性を示すｓｎ ｏ２゜ｚｎＯ９
Ｆｅ２０３などの金属酸化物をガス感応体として用いた
ガスセンサが知られている。これは、金属酸化物半導体
が還元性ガスに接触すると、その電気伝導度が増大、す
なわち抵抗値が減少するという現象を利用したものであ
る。これまで前記の金属酸化物半導体の多くは焼結体な
いしは厚膜で用いられたものが多かった。近年、多機能
化及び量産性の要請に応えて、薄膜タイプの素子に関す
る研究が進められている。この形式の素子は、前記の金
属酸化物半導体を、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法など
の薄膜形成法で被着せしめてｈａとした構造のものであ
る。
Ｆｅ２０３などの金属酸化物をガス感応体として用いた
ガスセンサが知られている。これは、金属酸化物半導体
が還元性ガスに接触すると、その電気伝導度が増大、す
なわち抵抗値が減少するという現象を利用したものであ
る。これまで前記の金属酸化物半導体の多くは焼結体な
いしは厚膜で用いられたものが多かった。近年、多機能
化及び量産性の要請に応えて、薄膜タイプの素子に関す
る研究が進められている。この形式の素子は、前記の金
属酸化物半導体を、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法など
の薄膜形成法で被着せしめてｈａとした構造のものであ
る。
熱分解型酸化スズ薄膜ガスセンサの例をあげると、これ
は、アルミナの絶縁基板上に電極を形成し、リード線を
付けた後、リフトオフ法により、有機スズ化合物の被膜
を形成し、５００〜６００℃で焼成して酸化スズ薄膜の
素子を得たものである。さらにこの上に適当な増感剤被
膜を形成した上でセンサとして用いる。この方法は蒸着
による薄膜形成法と異なり、高価な装置を必要とはしな
いが、薄膜形成前にリード線をとりつけなければならず
、量産性の点で劣る。量産性の向上のためには、多数個
の素子の薄膜を一括して行なった後に、分割、配線を施
すことが必要である。それには薄膜のパターン形成が不
可欠となる。
は、アルミナの絶縁基板上に電極を形成し、リード線を
付けた後、リフトオフ法により、有機スズ化合物の被膜
を形成し、５００〜６００℃で焼成して酸化スズ薄膜の
素子を得たものである。さらにこの上に適当な増感剤被
膜を形成した上でセンサとして用いる。この方法は蒸着
による薄膜形成法と異なり、高価な装置を必要とはしな
いが、薄膜形成前にリード線をとりつけなければならず
、量産性の点で劣る。量産性の向上のためには、多数個
の素子の薄膜を一括して行なった後に、分割、配線を施
すことが必要である。それには薄膜のパターン形成が不
可欠となる。
上記リフトオフ法を適用すると、基板全面に被膜が形成
されるため、薄膜形成後のエツチングによるパターン形
成が考えられる。しかし、エツチングに用いるプラズマ
や種々の薬剤は金Ｊ）ｌｉｔ化物半導体薄膜の汚染や基
板および電極表面の活性化によるガス感応性の異常とい
う悪影響をもたらすおそれがある。
されるため、薄膜形成後のエツチングによるパターン形
成が考えられる。しかし、エツチングに用いるプラズマ
や種々の薬剤は金Ｊ）ｌｉｔ化物半導体薄膜の汚染や基
板および電極表面の活性化によるガス感応性の異常とい
う悪影響をもたらすおそれがある。
次に、基板上にマスキング用の有■物金属被膜を形成し
、リフトオフ法により全面に１ｇ膜を塗布した後、マス
キング用有闘物金属被膜をその上の金属酸化物半導体薄
膜成形剤の塗膜とともに除去するパターン形成法が考え
られる。しかしながら、この場合にも、各種薬剤を用い
ることになるため、前記と同様の影響が考えられる。
、リフトオフ法により全面に１ｇ膜を塗布した後、マス
キング用有闘物金属被膜をその上の金属酸化物半導体薄
膜成形剤の塗膜とともに除去するパターン形成法が考え
られる。しかしながら、この場合にも、各種薬剤を用い
ることになるため、前記と同様の影響が考えられる。
また、厚膜集積回路の製造で用いられているスクリーン
印刷の手法は、量産性の高いすぐれた方法である。しか
し、現在薄膜への応用においてはスクリーン印刷に適し
た粘度をもつペーストを作ることが困難とされている。
印刷の手法は、量産性の高いすぐれた方法である。しか
し、現在薄膜への応用においてはスクリーン印刷に適し
た粘度をもつペーストを作ることが困難とされている。
そのため金属酸化物半導体薄膜のパターンを形成するこ
とができなかった。 （発明が解決しようとする問
題点）本発明は、前記リフトオフ法における金属酸化物
半導体薄膜の形成以前の多数個の素子の分割、配線の必
要性のため、量産性が悪い点、また、その製造工程で使
用されるプラズマやエツチング用薬液は感ガス腰や電極
、基板を汚損する可能性をもつ上、製造工程が複雑化す
る点、更に、スクリーン印刷法においては、使用される
ペーストの曳糸性が高く、また粘度が低いため、実用に
耐えるｎ模パターンを得ることが困難である点に鑑みて
なされたもので、金属酸化物半導体薄膜をガス感応体と
するガスセンサにおいて、前記薄膜のパターン形成を容
易に行ない、量産性の高いガスセンサを提供することを
目的とする。
とができなかった。 （発明が解決しようとする問
題点）本発明は、前記リフトオフ法における金属酸化物
半導体薄膜の形成以前の多数個の素子の分割、配線の必
要性のため、量産性が悪い点、また、その製造工程で使
用されるプラズマやエツチング用薬液は感ガス腰や電極
、基板を汚損する可能性をもつ上、製造工程が複雑化す
る点、更に、スクリーン印刷法においては、使用される
ペーストの曳糸性が高く、また粘度が低いため、実用に
耐えるｎ模パターンを得ることが困難である点に鑑みて
なされたもので、金属酸化物半導体薄膜をガス感応体と
するガスセンサにおいて、前記薄膜のパターン形成を容
易に行ない、量産性の高いガスセンサを提供することを
目的とする。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明は上記目的を達成するために、一対の対向電極が
設けられた絶縁基板と、この絶縁基板上で対向電極間に
設けられた有機金属化合物を含むペーストを印刷、熱分
解した金属酸化物半導体薄膜よりなるガス感応体とを具
備するものである。
設けられた絶縁基板と、この絶縁基板上で対向電極間に
設けられた有機金属化合物を含むペーストを印刷、熱分
解した金属酸化物半導体薄膜よりなるガス感応体とを具
備するものである。
（作用）
本発明は、有機金属化合物に前記テルペン系澄媒および
セルロース系ポリマーを加えることによりペーストを調
製する。セルロース系ポリマーの吊を０．５ないし１５
重旦パーセントに調製することに・より枚方ｃＰｓの粘
度を持ち、曳糸性も低い印刷に適したペーストを得るこ
とができた。
セルロース系ポリマーを加えることによりペーストを調
製する。セルロース系ポリマーの吊を０．５ないし１５
重旦パーセントに調製することに・より枚方ｃＰｓの粘
度を持ち、曳糸性も低い印刷に適したペーストを得るこ
とができた。
このペーストを用い、印刷の後乾燥、焼成の工程を経て
、サブミクロン程度の金属酸化物半導体薄膜を形成する
ことができた。
、サブミクロン程度の金属酸化物半導体薄膜を形成する
ことができた。
有機金属化合物と前記ポリマーおよびテルペン系溶媒か
らなるペーストを印刷により対向電極間にパターニング
した後４００〜６００℃の温度で焼成する。前記ペース
トを使用することにより、均一で丈夫な金属酸化物半導
体薄膜を得ることができる。さらに、マスキングおよび
エツチングの工程が削除され、プラズマ等の影響も防ぐ
ことができる。
らなるペーストを印刷により対向電極間にパターニング
した後４００〜６００℃の温度で焼成する。前記ペース
トを使用することにより、均一で丈夫な金属酸化物半導
体薄膜を得ることができる。さらに、マスキングおよび
エツチングの工程が削除され、プラズマ等の影響も防ぐ
ことができる。
有機金属イし合物を使用するため、比較的低温での焼成
が可能となる。
が可能となる。
（実施例）
以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
本実施例のガスセンサの触媒厚膜形成の工程まで多数個
どりの一括処理を行なう。第１図および第２図はこの多
数個取り基板上のチップ１個分を詳細に示すものである
。絶縁基板９としてのアルミナ基板上にＡｕの厚膜導体
ペーストにより、表面には対向電極１および対向電極用
パッド２を、裏面にはヒータ用電極パッド７をそれぞれ
印刷して形成する。さらに裏面には酸化ルテニウムから
なるヒータ６を設け、そののち、以下の方法で対向電極
１上に金属酸化物半導体薄膜４をパターン形成する。３
は対向電極用リード線、８はヒータ用リード線である。
どりの一括処理を行なう。第１図および第２図はこの多
数個取り基板上のチップ１個分を詳細に示すものである
。絶縁基板９としてのアルミナ基板上にＡｕの厚膜導体
ペーストにより、表面には対向電極１および対向電極用
パッド２を、裏面にはヒータ用電極パッド７をそれぞれ
印刷して形成する。さらに裏面には酸化ルテニウムから
なるヒータ６を設け、そののち、以下の方法で対向電極
１上に金属酸化物半導体薄膜４をパターン形成する。３
は対向電極用リード線、８はヒータ用リード線である。
印刷に用いたペーストはエチルヒドロキシエチルセルロ
ースをペースポリマーとする。このエチルヒドロキシエ
チルセルロースを６０〜８０℃に加熱したテルペン油に
加え、充分に溶解したものと、有機金属化合物であるヘ
キソエート５ｎおよびＮｂレジネートにキシレンを加え
たものを十分に混合し、均一な溶液系のペーストを得る
。このペーストの組成は、 ヘキソエートＳｎ ４９．４％Ｎｂ
レジネート ０，６％エチルヒド
ロキシエチルセルロース ３．５％キシレン
１５．０％デルペン油
３１．５％である。これを印刷し、１２０℃
で１５分乾燥したのち、５００〜６００℃の電気炉を用
いて５〜３０分かけて焼成する。こうして形成された薄
膜の上に、以下の方法で触媒厚膜５を形成づる。
ースをペースポリマーとする。このエチルヒドロキシエ
チルセルロースを６０〜８０℃に加熱したテルペン油に
加え、充分に溶解したものと、有機金属化合物であるヘ
キソエート５ｎおよびＮｂレジネートにキシレンを加え
たものを十分に混合し、均一な溶液系のペーストを得る
。このペーストの組成は、 ヘキソエートＳｎ ４９．４％Ｎｂ
レジネート ０，６％エチルヒド
ロキシエチルセルロース ３．５％キシレン
１５．０％デルペン油
３１．５％である。これを印刷し、１２０℃
で１５分乾燥したのち、５００〜６００℃の電気炉を用
いて５〜３０分かけて焼成する。こうして形成された薄
膜の上に、以下の方法で触媒厚膜５を形成づる。
まず、Ｃｕ−Ｗを所定量担持させたアルミナ粉体をエチ
ルヒドロキシエチルセルロースを溶かしたテルピネオー
ルに分散させ、さらにＡＩｌレジネートを結合強化剤と
して添加したペーストを印１］し、１２０℃で２０分乾
燥させたのち、５００〜６００℃で焼成する。
ルヒドロキシエチルセルロースを溶かしたテルピネオー
ルに分散させ、さらにＡＩｌレジネートを結合強化剤と
して添加したペーストを印１］し、１２０℃で２０分乾
燥させたのち、５００〜６００℃で焼成する。
この様に、触ｔＩＪＬ厚ｇ！５を形成した時点で、基板
をチップに分割したのち、対向電極用パッド２およびヒ
ータ用電極パッド７にリード線３．８をとりつけ、チッ
プの実装を行ない、ガスセンサを得る。
をチップに分割したのち、対向電極用パッド２およびヒ
ータ用電極パッド７にリード線３．８をとりつけ、チッ
プの実装を行ない、ガスセンサを得る。
上記の球に製造したガスセンサの各種ガス５００１）ｐ
ｌに対する感度を測定し、第１表にその結果をまとめた
。なお、感度はＲａｉｒ／Ｒ９ａｓ （Ｒａｉｒ；空
気中における抵抗値、Ｒｇａｓ；ガス中における抵抗値
）とした。また、Ｒｇａｓはセンサをガス雰囲気中で置
いて約３分後の値を用いた。この時のセンサ動作時間は
約５００℃である。第１表には比較例として従来型のガ
スセンサの感度を示した。
ｌに対する感度を測定し、第１表にその結果をまとめた
。なお、感度はＲａｉｒ／Ｒ９ａｓ （Ｒａｉｒ；空
気中における抵抗値、Ｒｇａｓ；ガス中における抵抗値
）とした。また、Ｒｇａｓはセンサをガス雰囲気中で置
いて約３分後の値を用いた。この時のセンサ動作時間は
約５００℃である。第１表には比較例として従来型のガ
スセンサの感度を示した。
第１表より上記の方法で製造したガスセンサは従来型の
ガスセンサとほぼ同等の感度を持っていることが明らか
となった。なお、ガス検知において、妨害となるＣ２Ｈ
３ｏＨや（ＣＨ３）２Ｃ０にやや低感度を示すのは好都
合ということができる。
ガスセンサとほぼ同等の感度を持っていることが明らか
となった。なお、ガス検知において、妨害となるＣ２Ｈ
３ｏＨや（ＣＨ３）２Ｃ０にやや低感度を示すのは好都
合ということができる。
第１表
［発明の効！１１！］
以上のように、本発明によるガスセンサにおいては、ガ
ス感応体や基板、電極を汚損しがちなプラズマや薬液を
使用することなく、クラックや剥離のない均一な金属酸
化物半導体薄膜のパターン形成を容易に行なうことが可
能となる。従って、多数個とり一括処理ができることに
よる量産性の高い、また十分なガス感度を有するガスセ
ンサを得ることができる。
ス感応体や基板、電極を汚損しがちなプラズマや薬液を
使用することなく、クラックや剥離のない均一な金属酸
化物半導体薄膜のパターン形成を容易に行なうことが可
能となる。従って、多数個とり一括処理ができることに
よる量産性の高い、また十分なガス感度を有するガスセ
ンサを得ることができる。
第１図は、本発明の一実施例を示す表面図及び裏面図、
第２図は第１図の１点鎖線部分の断面図である。 １・・・対向Ｍ’＆、２・・・対向ＴＭｈ用パッド、３
・・・対向電極用リード線、４・・・金属酸化物半導体
簿税、５・・・触媒厚膜、６・・・ヒータ。、７・・・
ヒータ用電極・パッド、８・・・ヒータ用リード線、９
・・・絶縁基板。
第２図は第１図の１点鎖線部分の断面図である。 １・・・対向Ｍ’＆、２・・・対向ＴＭｈ用パッド、３
・・・対向電極用リード線、４・・・金属酸化物半導体
簿税、５・・・触媒厚膜、６・・・ヒータ。、７・・・
ヒータ用電極・パッド、８・・・ヒータ用リード線、９
・・・絶縁基板。
Claims (4)
- （１）一対の対向電極が設けられた絶縁基板と、この絶
縁基板上で対向電極間に設けられた有機金属化合物を含
むペーストを印刷、熱分解した金属酸化物半導体薄膜よ
りなるガス感応体とを具備することを特徴とするガスセ
ンサ。 - （２）有機金属化合物が、ガス感応体の主成分と同一の
金属元素を含む事を特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のガスセンサ。 - （３）印刷に用いるペーストが、ヒドロキシエチルセル
ロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシブ
チルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセル
ロース、エチルヒドロキシエチルセルロースの群から選
ばれる少なくとも１種類のポリマーを０．５重量パーセ
ントないし１５重量パーセント含むことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のガスセンサ。 - （４）印刷に用いるペーストが、テルペン系溶剤を含む
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガスセン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61230645A JPH0750054B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | ガスセンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61230645A JPH0750054B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | ガスセンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6383650A true JPS6383650A (ja) | 1988-04-14 |
| JPH0750054B2 JPH0750054B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=16911034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61230645A Expired - Lifetime JPH0750054B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | ガスセンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750054B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109298022A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-02-01 | 西安交通大学 | 一种基于二维碲烯薄膜的气体传感器及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5938641A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-02 | Toshiba Corp | ガス検知素子 |
| JPS5938642A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-02 | Toshiba Corp | ガス検知素子 |
| JPS5947702A (ja) * | 1982-09-10 | 1984-03-17 | 株式会社富士通ゼネラル | 感湿素子の製造方法 |
| JPS6170449A (ja) * | 1984-09-13 | 1986-04-11 | Toshiba Corp | ガス検知素子 |
-
1986
- 1986-09-29 JP JP61230645A patent/JPH0750054B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5938641A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-02 | Toshiba Corp | ガス検知素子 |
| JPS5938642A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-02 | Toshiba Corp | ガス検知素子 |
| JPS5947702A (ja) * | 1982-09-10 | 1984-03-17 | 株式会社富士通ゼネラル | 感湿素子の製造方法 |
| JPS6170449A (ja) * | 1984-09-13 | 1986-04-11 | Toshiba Corp | ガス検知素子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109298022A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-02-01 | 西安交通大学 | 一种基于二维碲烯薄膜的气体传感器及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0750054B2 (ja) | 1995-05-31 |
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