KR940002511B1 - Gas sensor element of tin oxide film - Google Patents

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Abstract

내용 없음.No content.

Description

[발명의 명칭][Name of invention]

산화주석 박막 가스 센서 소자Tin oxide thin film gas sensor element

[도면의 간단한 설명][Brief Description of Drawings]

제1도, 제4도 내지 제9도 및 제25도는 본 발명의 실시예에 의하여 형성된, 산화주석 박막 반도체층의 X선 회절도.1, 4 to 9 and 25 are X-ray diffraction diagrams of a tin oxide thin film semiconductor layer formed by an embodiment of the present invention.

제10도 내지 제13도 및 제24도는, 비교예에 의한 동일한 X선 회절도.10 to 13 and 24 are the same X-ray diffraction diagram according to the comparative example.

제2도는 본 발명에 의한 가스 센서 소자의 일 예를 나타낸 개략 단면도.2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a gas sensor element according to the present invention.

제3도, 제14도 내지 제19도 및 제26도는 본 발명의 실시예에 의한 가스 센서 소자의, 가스 검지능을 나타낸 그래프.3, 14 to 19 and 26 are graphs showing the gas detection capability of the gas sensor element according to the embodiment of the present invention.

제20도 내지 제23도는, 비교예에 의한 가스 센서의 가스 검지능을 나타낸 그래프이다.20 to 23 are graphs showing the gas detection capability of the gas sensor according to the comparative example.

제2도에 있어서의 각 번호는 다음의 구성부를 나타낸다.Each number in FIG. 2 represents the following structural part.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 실리콘 웨이퍼(wafer) 3 : SiO2절연층1 silicon wafer 3 SiO 2 insulating layer

5 : 산화 주석 박막층 7 : 백금 전극5: tin oxide thin film layer 7: platinum electrode

[발명의 상세한 설명]Detailed description of the invention

[기술분야][Technical Field]

본 발명은 반도체 특성을 가진 산화주석 박막을 구비한 가스 센서 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a gas sensor device having a tin oxide thin film having semiconductor characteristics.

[배경기술][Background]

현재 사용되고 있는 반도체 가스 센서는, 주로 소결에 의하여 제조되고 있다. 그러나 소결에 의한 제조방법은, 공정이 복잡하고, 제품의 성능을 좌우할 여러가지의 변동 요인을 내포하므로, 제품의 신뢰성, 안정성, 내구성 등의 점에서 만족할만 하다고는 할 수 없다. 또 소결에 의한 제품은 치수를 일정 이하로 할 수가 없으므로, 감도가 낮은 결점도 있다. 따라서, 소결 제품 대신에 박막형의 반도체 센서의 개발이 추친되고 있으나, 소결 제품에 실용상 대체할 수 있는 것은 개발되지 못하고 있다.The semiconductor gas sensor currently used is mainly manufactured by sintering. However, since the manufacturing method by sintering is complicated and contains various fluctuation factors which will influence the performance of a product, it cannot be said that it is satisfactory in the point of reliability, stability, durability, etc. of a product. Moreover, since the product by sintering cannot make a dimension below fixed, there exists a fault which is low in sensitivity. Therefore, development of thin-film semiconductor sensors has been promoted in place of sintered products, but there is no practical alternative to sintered products.

박막형 반도체 센서가 실용에 쓰이기 어려운 하나의 이유로서, 일반적으로 박막형 반도체 센서는 수소검지 능력에는 극히 뛰어나지만 메탄은 거의 검지할 수 없음을 들 수 있다.One reason why thin-film semiconductor sensors are difficult to use in practice is that thin-film semiconductor sensors are generally very good in hydrogen detection capability but hardly detect methane.

그러므로, 예를들면, 실리콘으로써된 기판을 산화하여 SiO2로써 된 절연막을 형성시키고, 그 위에 Pt을 도우프(dope)한 SnO2막을 형성하는 방법(일본 공개특허 제54-24094호 공보), SiO2절연막을 형성시킨 실리콘 기판에 P 또는 B를 도우프시키는 방법(일본 공개특허 제57-17849호 공보)등이 제안되어 있으나, 도우펀트(dopant) 원자가 균일하게 도우프되기 어려우므로, 소망의 효과가 얻어지지 못하였다.Therefore, for example, a method of oxidizing a substrate made of silicon to form an insulating film made of SiO 2 and forming a SnO 2 film doped with Pt thereon (Japanese Patent Laid-Open No. 54-24094), Although a method of doping P or B to a silicon substrate on which a SiO 2 insulating film is formed (Japanese Patent Laid-Open No. 57-17849) and the like has been proposed, it is difficult to uniformly dopant atoms to be doped. No effect was obtained.

[발명의 개시][Initiation of invention]

본 발명자는 상기와 같은 기술의 현상에 감하여 여러가지 실험과 연구를 거듭한 결과, 증착 재원으로서 금속분 및 산화 주석의 적어도 1종을 사용하여 물리적 증착법(PVD) 또는 화학적 증착법(CVD)에 의하여 특정 조건하에 기판상에 증착층을 형성시킬 경우에는 기상과 접할 계면에 대하여 특정한 결정 배향성을 갖는 박막이 형성되는 점, 얻어진 박막은, 수소뿐만 아니라, 메탄, 에탄, 프로판, 부탄등의 탄화수로류, 산소등의 기상성분의 센서로서 뛰어난 특성을 발휘함을 발견하였다.The inventors have conducted various experiments and studies in consideration of the phenomenon of the above technique, and as a result of deposition, at least one of metal powder and tin oxide is used under specific conditions by physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD). When the deposition layer is formed on the substrate, a thin film having a specific crystallographic orientation with respect to an interface to be in contact with the gas phase is formed. The obtained thin film is not only hydrogen but also hydrocarbons such as methane, ethane, propane, butane, oxygen, and the like. It has been found to exhibit excellent properties as a sensor of vapor phase components.

즉, 본 발명은 다음에 나타내는 가스 센서 소자를 제공하는 것이다.That is, this invention provides the gas sensor element shown next.

산화주석 박막 가스 센서 소자에 있어, 가스검지 표면의 결정배향성 및 결정성을 CuK를 선원으로 하여 X선 회절한 경우의 최강 회절선 강도를 I1으로 하고, 2번째, 3번째, 4번째 및 5번째로 강한 회절선 강도를 I2, I3, I4및 I5로 할때,In the tin oxide thin film gas sensor element, the strongest diffraction ray intensity in the case of X-ray diffraction when the crystal orientation and crystallinity of the gas detection surface are CuK as the source is set to I 1 , and the second, third, fourth and fifth When the second strongest diffraction line intensity is I 2 , I 3 , I 4 and I 5 ,

(a) (211)면 또는 (110)면의 선강도가 최강이며, I2/I1≤0.6이며, 그리고 I1의 반치폭이 0.58이상이든지,(a) The line strength of the (211) plane or (110) plane is the strongest, I 2 / I 1 ≤ 0.6, and the half width of I 1 is 0.58 or more,

(b) I1이 (110)면 또는 (101)면의 선강도이고, 그리고 I1가 (101)면 또는 (110)면의 선강도로서, I2/I1≥0.5, I3/I2<0.6이고, 그리고 I1의 반치폭이 0.54 이상이든지,(b) I 1 is the line strength of the (110) plane or (101) plane, and I 1 is the line strength of the (101) plane or the (110) plane, where I 2 / I 1 ≥0.5, I 3 / I 2 <0.6, and the half width of I 1 is greater than or equal to 0.54,

(c) I1이 (110)면 또는 (211)면의 선강도이고, 그리고 I2가 (101)면 또는 (110)면의 선강도로서, I2/I1≥0.5, I3/I2<0.6이고, 그리고 I1의 반치폭이 0.58 이상이든지,(c) I 1 is the line strength of the (110) plane or (211) plane, and I 2 is the line strength of the (101) plane or the (110) plane, where I 2 / I 1 ≥0.5, I 3 / I 2 <0.6, and the half width of I 1 is greater than or equal to 0.58,

(d) I1, I2및 I3가 각각 (110)면, (101)면 및 (211)면의 어느 하나의 선강도로서, I3/I1≥0.5, I4/I5<0.6이고, 그리고 I1의 반치폭이 0.61 이상이든지,(d) I 1 , I 2 and I 3 are the line strengths of any of the (110), (101) and (211) planes, respectively, where I 3 / I 1 ≥0.5, I 4 / I 5 <0.6 And if the half width of I 1 is greater than or equal to 0.61,

(e) I1, I2, I3및 I4가 각각 (110)면, (101)면 및 (211)면의 (301)면의 어느 하나의 선강도로서, I4/I1≥0.5, I5/I4<0.6이고, 그리고 I1의 반치폭이 0.73 이상이든지,(e) I 1 , I 2 , I 3 and I 4 are the line strengths of any of the (301) planes of the (110) plane, (101) plane and (211) plane, respectively, where I 4 / I 1 ≥0.5 , I 5 / I 4 <0.6, and the half width of I 1 is not less than 0.73,

(f) I1이 (301)면의 선강도로서, I2/I1≤0.60이고, 그리고 I1의 반치폭이 0.6이상이든지,(f) I 1 is the line strength of the (301) plane, and I 2 / I 1 ≤ 0.60, and the half width of I 1 is 0.6 or more,

(g) I1가 (211)면 또는 (301)면의 선강도이고, 그리고 I2가 (301)면 또는 (211)면의 선강도로서, I2/I1≥0.5, I3/I2<0.6이고, 그리고 I1의 반치폭이 0.3 이상임을 특징으로 하는 산화주석 박막 가스 센서 소자.(g) I 1 is the line strength of the (211) plane or (301) plane, and I 2 is the line strength of the (301) plane or the (211) plane, where I 2 / I 1 ≥0.5, I 3 / I Tin oxide thin film gas sensor element, characterized in that 2 <0.6, and the half width of I 1 is 0.3 or more.

본 발명 가스 센서의 기판으로서는 실리콘기판, 세라믹기판, 유리기판등이 사용된다. 실리콘 기판을 사용할 때에는, 그 표면에는 통상의 방법에 의해 SiO2의 절연층을 형성한다. 기판상에 박막상의 반도체층으로서 산화주석층을 형성한다. 산화주석층이 반도체로서의 특성을 발휘하기 위하여는 완전산화물로부터 일부의 산소원자가 없어졌다. 즉, 격자 결함을 갖는 형태를 취할 필요가 있다. 이와 같은 격자 결함의 존재는 도전율의 측정에 의하여 확인된다.As the substrate of the gas sensor of the present invention, a silicon substrate, a ceramic substrate, a glass substrate, or the like is used. When using a silicon substrate, and its surface to form an insulating layer of SiO 2 by a conventional method. A tin oxide layer is formed as a thin film semiconductor layer on a substrate. In order for the tin oxide layer to exhibit its characteristics as a semiconductor, some oxygen atoms disappeared from the complete oxide. That is, it is necessary to take the form which has a lattice defect. The presence of such lattice defects is confirmed by measuring the conductivity.

격자 결함을 갖는 SiO2의 경우, 가스의 검지에 관여하는 결정의 면배향은, (110), (101), (211) 및 (301)로서, 면배향과 피검지 가스의 선택성의 관계의 약간예를 개략적으로 나타내면, 표 1과 같다.In the case of SiO 2 having a lattice defect, the plane orientations of the crystals involved in gas detection are (110), (101), (211), and (301), which are slightly different in the relationship between the plane orientation and the selectivity of the gas to be detected. An example is schematically shown in Table 1.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00001
Figure kpo00001

본 발명 센서에 있어서의 산화주석 박막 반도체층 중의 결정은 CuK 선을 선원으로 하는 X선의 회절 스펙트럼에 의한 최강 회절선(I1)의 반치폭이 실험치의 80% 이상이고, 그리고 면배향의 수에 따라서 출현하는 복수분의 회절선 사이에서, 전기 (a)~(g)의 어느 하나의 조건을 충족하는 것이 아니면 안된다. I1의 반치폭이 상술한 값을 하회할 경우에는, 결정과 입자 지름이 커지므로 감도가 저하하여, 센서로서 사용할 수 없다.In the crystal of the tin oxide thin film semiconductor layer in the sensor of the present invention, the half width of the strongest diffraction line (I 1 ) by the diffraction spectrum of X-rays using the CuK ray as a source is 80% or more of the experimental value, and the number of plane orientations Among the plurality of diffraction lines that appear, one of the conditions (a) to (g) must be satisfied. If the half width of I 1 is less than the above-mentioned value, the crystal and the particle diameter become large, so the sensitivity is lowered and cannot be used as a sensor.

본 발명의 가스 센서 소자는 예를들면, 다음과 같이 하여 제조된다. 먼저, 기판의 실리콘 등의 표면에 상법에 따라서 SiO2등의 산화물 절연층을 형성한 후, PVD 또는 CVD에 의하여 산화주석 박막 반도체층을 형성한다. 증착 조작시의 조건은 기판의 재질, 증착 재료원으로서의 금속주석 및 산화주석의 종류, 증착방법 등에 의하여 대폭적으로 변할 수 있는데, PVD법에 속하는 스퍼터링(sputtering)법의 경우에는, 예를들면 기판온도 0~500℃, 타게트와 기판과의 거리 1~500㎜, Ar, He, N2등의 불활성 가스 분위기 가스압 1×10-1~1×10-4토르(torr), 분위기 가스중의 산소 분압 0~1×10-3토르, 인가 전압 10~200V, 고주파 출력이 100W~10㎾ 정도이다. 특히, 증착 재료원으로서 금속 주석을 사용할 때에는 분위기 가스중의 산소분압을 1×10-5~1×10-3토르로 한다. 또 분위기 가스중의 불활성 가스와 산소와의 비율은 전자 10몰(mol)에 대해, 후자 1~2몰 정도로 하는 것이 바람직하다. 산소의 비율이 너무적을 때에는, 박막중의 산소가 부족하여, SnO2로 되지 못하며, 한편 산소의 비율이 너무 많을 경우에는 격자 결함이 적어지므로, 도전율이 너무 저하하여 센서로서 사용할 수 없게 된다.The gas sensor element of this invention is manufactured as follows, for example. First, an oxide insulating layer of SiO 2 or the like is formed on the surface of silicon or the like of a substrate according to a conventional method, and then a tin oxide thin film semiconductor layer is formed by PVD or CVD. The conditions during the deposition operation can vary greatly depending on the material of the substrate, the type of metal tin and tin oxide as the deposition material source, the deposition method, and the like. 0 to 500 ° C, distance between the target and the substrate 1 to 500 mm, inert gas atmosphere gas pressure 1 × 10 -1 to 1 × 10 -4 torr, such as Ar, He, N 2 , oxygen partial pressure in the atmosphere gas 0 ~ 1 × 10 -3 Torr, applied voltage 10 ~ 200V, high frequency output is about 100W ~ 10Hz. In particular, when using metal tin as the evaporation material source, the oxygen partial pressure in the atmosphere gas is set to 1 × 10 −5 to 1 × 10 −3 Torr. Moreover, it is preferable to make the ratio of the inert gas and oxygen in atmospheric gas into the latter 1-2 mol with respect to 10 mol of former electrons. When the ratio of oxygen is too small, oxygen in the thin film is insufficient to form SnO 2. On the other hand, when the ratio of oxygen is too large, lattice defects are reduced, so that the conductivity is too low to be used as a sensor.

기판의 온도가 500℃를 상회할 경우에는 결정입자 지름이 조대하게 되어 가스검지능이 저하한다. 그리고, 결정 입자의 조대화는 반치폭의 감소를 일으키므로 용이하게 첵크된다. 그 외의 조건이 상술한 범위 밖으로 된 경우에는 박막이 형성되지 못하거나, 특정한 면배향을 갖는 결정이 생성되지 못하므로 가스검지능을 갖지 못하게 된다.When the temperature of the substrate exceeds 500 ° C, the crystal grain diameter becomes coarse and the gas detection ability is lowered. In addition, coarsening of the crystal grains causes a decrease in the half width so that it is easily checked. If the other conditions are out of the above-described range, the thin film cannot be formed, or crystals having a specific plane orientation cannot be produced and thus have no gas detection capability.

증착 재료원으로서는, 금속주석 및 산화주석이 사용된다. 증착에 의하여 형성된 본 발명 가스 센서 소자는 필요하다면, 다시 어니일링(annealing) 처리에 의하여, 그것의 안정성 및 내구성을 높일 수가 있다. 어니일링 처리는 예를들면, 드라이에어 분위기중 500℃에서 4시간 정도 유지함으로써 행해진다.As the evaporation material source, metal tin and tin oxide are used. The gas sensor element of the present invention formed by vapor deposition can increase its stability and durability by annealing again, if necessary. The annealing treatment is performed by, for example, holding at 500 ° C. for about 4 hours in a dry air atmosphere.

본 발명의 소자를 가스 센서로서 사용할 경우에는, 통상의 방법에 의해 박막 반도체층 상에, 예를들면 백금 전극을 형성함과 동시에 소정의 리이드선을 접속하면 된다.When using the element of this invention as a gas sensor, what is necessary is just to form a platinum electrode, for example, on a thin film semiconductor layer by a conventional method, and to connect a predetermined lead wire.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 달성된다.According to the present invention, the following effects are achieved.

(1) 도우핑(doping) 공정을 요하지 않고, 박막 반도체 가스 센서가 얻어진다. 얻어지는 가스 센서는, 수소 뿐만 아니라 메탄등의 탄화수소류, 산소등의 검지능도 갖고 있다. 또 그 가스감도는, 극히 높아서 미소량의 가스도 검지할 수 있다.(1) A thin film semiconductor gas sensor is obtained without requiring a doping step. The gas sensor obtained has not only hydrogen but also the detection ability of hydrocarbons, such as methane, and oxygen. Moreover, the gas sensitivity is extremely high and a small amount of gas can also be detected.

(2) 소결에 의할 경우에 비하여, 제조공정이 간단하다.(2) The manufacturing process is simple as compared with the case of sintering.

(3) 소결에 의한 경우에 비하여, 균일한 성능을 갖는 소자가 얻어진다.(3) As compared with the case of sintering, the element which has uniform performance is obtained.

(4) 얻어진 소자는 소결법에 의한 소자에 비하여 기계적 강도가 뛰어나므로, 장기에 걸쳐서의 사용중에도 센서 특성이 쉽게 변화하지 않는다.(4) Since the obtained device is superior in mechanical strength to the device by the sintering method, the sensor characteristics do not easily change even during long-term use.

[실시예]EXAMPLE

이하, 실시예에 의해 본 발명의 보다 명백히 한다.EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be made clearer by way of examples.

[실시예 1]Example 1

기판으로서의 실리콘 웨이퍼(2㎜×3㎜)를 산소 및 수증기를 함유하는 분위기중에서 1000℃에서 2시간 가열하여, 표면에 SiO2절연층을 형성시킨 후, 평행평판형 고주파 마그네트론 스퍼터링(supttering) 장치를 사용하여, SnO2소결체를 타게트재로서 증착 조작을 행하였다. 증착시의 조건은, 다음 표 2에 나타낸 바와 같다.A silicon wafer (2 mm x 3 mm) as a substrate was heated at 1000 DEG C for 2 hours in an atmosphere containing oxygen and water vapor to form an SiO 2 insulating layer on the surface, and then a parallel plate type high frequency magnetron sputtering device was provided. Using the SnO 2 sintered compact as a target material, a vapor deposition operation was performed. The conditions at the time of vapor deposition are as following Table 2.

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00002
Figure kpo00002

이리하여 얻어진 산화주석 박막(140Å)의 X선 회절도를 제1도에 나타낸다. 배향면(211)에 상당하는 회절선의 강도가 특히 큰 사실이 명백하다.The X-ray diffraction diagram of the thus obtained tin oxide thin film 140 'is shown in FIG. It is apparent that the intensity of diffraction lines corresponding to the alignment surface 211 is particularly large.

상기에서 얻은 증착 박막 형성물에 스퍼터링에 의하여 백금전극(두께 약 1㎛)을 형성하여, 제2도에 나타낸 가스 센서 소자를 얻었다. 제2도에 있어서, 참고부호 1은 실리콘 웨이퍼이고, 3은 SiO2절연층이고, 5는 산화주석 박막층이고, 7은 백금전극을 나타낸다.The platinum electrode (thickness about 1 micrometer) was formed in the vapor deposition thin film formation obtained above by sputtering, and the gas sensor element shown in FIG. 2 was obtained. In Fig. 2, reference numeral 1 denotes a silicon wafer, 3 denotes a SiO 2 insulating layer, 5 denotes a tin oxide thin film layer, and 7 denotes a platinum electrode.

이어서, 전기로중의 셀(cell)내에 상기 가스 센서 소자를 설치하고, 드라이에어를 흘리면서 500℃에서 4시간 유지하여 어니일링을 행한후, (가) 드라이에어, (나) 메탄함유 드라이에어 또는 (다) 수소함유 드라이에어를 흘려서, 각 온도에 있어서의 전극사이의 전기 저항을 측정하였다. 결과는, 제3도에 나타낸 바와 같다. 제3도에 의하여 명백한 바와 같이, 본 발명 가스 센서는, 수소 검지능을 갖고 있을 뿐만아니라, 400℃ 이상에서는 메탄 검지능도 갖고 있음이 명백하다.Subsequently, the gas sensor element is installed in a cell in an electric furnace, annealing is performed at 500 ° C. for 4 hours while flowing dry air, followed by (a) dry air, (b) dry air containing methane, or ( C) The dry resistance containing hydrogen was flowed, and the electrical resistance between electrodes at each temperature was measured. The results are as shown in FIG. As apparent from FIG. 3, it is clear that the gas sensor of the present invention not only has hydrogen detection capability, but also methane detection capability at 400 ° C or higher.

그리고, 제3도 및 다음의 각 실시예의 결과를 나타낸 그래프에 있어서, 각 곡선은, 다음의 가스에 대한 결과를 각각 나타낸 것이다. 곡선(I)…드라이에어, 곡선(Ⅱ)…메탄 0.35%를 함유하는 드라이에어, 곡선(Ⅲ)…수소 0.1%를 함유하는 드라이에어, 곡선(Ⅳ)…수소 0.35%를 함유하는 드라이에어, 곡선(Ⅴ)…메탄 0.1%를 함유하는 드라이에어.And in the graph which showed the result of FIG. 3 and the following each Example, each curve shows the result with respect to the next gas, respectively. Curve I…. Dry air, curve (II)... Dry air containing 0.35% methane, curve (III)... Dry air containing 0.1% hydrogen, curve (IV)... Dry air containing 0.35% hydrogen, curve (V)... Dry air containing 0.1% methane.

[실시예 2~8 및 비교예 1~4][Examples 2-8 and Comparative Examples 1-4]

다음 표 3에 나타낸 조건하에 증착을 행하는 이외는 실시예 1과 같이하여 기판상에 산화주석 박막을 형성하고, 이어서 가스 센서 소자를 얻었다.A tin oxide thin film was formed on a substrate in the same manner as in Example 1 except that vapor deposition was carried out under the conditions shown in Table 3, and then a gas sensor device was obtained.

표 3에 각 배향면에 상당하는 각 회전설의 피이크(peak) 강도 및 최고 피이크 강도에 대한 강도비를 같이 나타낸다. 또 얻어진 각 산화주석 박막의 X선 회절도를 제4도 내지 제13도 및 제25도에 나타낸다. 또 얻어진 각 가스 센서의 특성을 제14도 내지 제23도 및 제26도에 나타낸다.In Table 3, the intensity ratio with respect to the peak intensity and the highest peak intensity of each rotating surface corresponding to each orientation surface is shown together. The X-ray diffraction diagrams of the obtained tin oxide thin films are shown in FIGS. 4 to 13 and 25. Moreover, the characteristic of each obtained gas sensor is shown to FIG. 14 thru | or FIG. 23, and FIG.

[표 3a]TABLE 3a

Figure kpo00003
Figure kpo00003

Figure kpo00004
Figure kpo00004

제3도, 제14도 내지 제23도 및 제26도에 나타낸 결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명 가스 센서 소자는, 메탄 및 수소의 검지능이 뛰어나다.As apparent from the results shown in FIG. 3, FIG. 14 to FIG. 23 and FIG. 26, the gas sensor element of the present invention is excellent in the detection capability of methane and hydrogen.

[비교예 5][Comparative Example 5]

비교예 1에 준하여, 기판상에 산화주석 박막을 형성하고, 가스 센서 소자를 얻었다. 얻어진 산화주석 박막의 X선 회절도(CuK선을 선원으로 한다)는, 제24도에 나타낸 바와 같으며, (200)면에 단일의 강한 선강도를 갖고 있다.According to the comparative example 1, the tin oxide thin film was formed on the board | substrate, and the gas sensor element was obtained. The X-ray diffraction diagram (with CuK rays as a source) of the obtained tin oxide thin film is as shown in FIG. 24, and has a single strong line intensity on the (200) plane.

얻어진 가스 센서 소자를 사용하여, 실시예 1과 같이하여, 각종의 가스검지 테스트를 행하였는데, 가스에 대한 감도를 나타내지 못하므로 실용에 제공할 수 없음이 판명되었다.Using the obtained gas sensor element, various gas detection tests were carried out in the same manner as in Example 1, but since the sensitivity to gas was not exhibited, it was found that it could not be used for practical use.

Claims (1)

산화주석 박막 가스 센서에 있어서, 가스검지 표면의 결정 배향성 및 결정성을 CuK를 선원으로 하여 X선 회절한 경우의 최강 회절선 강도를 I1으로 하고, 2번째, 3번째, 4번째 및 5번째로 강한 회절선 강도를 I2, I3, I4및 I5로 할때, (a) (211)면 또는 (110)면의 선강도가 최강으로서, I2/I1≤0.6이고, 그리고 I1의 반치폭이 0.58이상이든지, (b) I1이 (110)면 또는 (101)면의 선강도이고, 그리고 I2가 (101)면 또는 (110)면의 선강도로서, I2/I1≥0.5, I3/I2<0.6이고, 그리고 I1의 반치폭이 0.54 이상이든지, (c) I1이 (110)면 또는 (211)면의 선강도이고, 그리고 I2가 (101)면 또는 (110)면의 선강도로서, I2/I1≥0.5, I3/I2<0.6이고, 그리고 I1의 반치폭이 0.58 이상이든지, (d) I1, I2및 I3가 각각 (110)면, (101)면 및 (211)면의 어느 하나의 선강도로서, I3/I1≥0.5, I4/I3<0.6이고, 그리고 I1의 반치폭이 0.6 이상이든지, (e) I1, I2, I3및 I4가 각각 (110)면, (101)면, (211)면 및 (301)면의 어느 하나의 선강도로서, I4/I1≥0.5, I5/I4<0.6이고, 그리고 I1의 반치폭이 0.73 이상이든지, (f) I1이 (301)면의 선강도로서, I2/I1≤0.6이고, 그리고 I1의 반치폭이 0.60이상이든지, (g) I1이 (211)면 또는 (301)면의 선강도이고, 그리고 I2가 (301)면 또는 (211)면의 선강도로서, I2/I1≥0.5, I3/I2<0.6이고, 그리고 I1의 반치폭이 0.3 이상임을 특징으로 하는 산화주석 박막 가스 센서 소자.In the tin oxide thin film gas sensor, the strongest diffraction line intensity in the case of X-ray diffraction when the crystal orientation and crystallinity of the gas detection surface are CuK as a source is set to I 1 , and the second, third, fourth and fifth When the strong diffraction line intensity is set to I 2 , I 3 , I 4 and I 5 , (a) the line strength of the (211) plane or the (110) plane is the strongest, and I 2 / I 1 ≤ 0.6, and If the half width of I 1 is 0.58 or more, (b) I 1 is the line strength of the (110) plane or (101) plane, and I 2 is the line strength of the (101) plane or (110) plane, and I 2 / I 1 ≥0.5, I 3 / I 2 <0.6, and the half width of I 1 is not less than 0.54, (c) I 1 is the line strength of (110) or (211) plane, and I 2 is (101 (I) I 2 / I 1 ≥0.5, I 3 / I 2 <0.6, and the half width of I 1 is not less than 0.58, or (d) I 1 , I 2 and I 3 It is as any one of the line intensity of the surface, (101) plane and (211) plane, respectively (110), I 3 / I 1 ≥0.5, I 4 / I 3 <0.6 High, and whether this full width at half maximum of the I 1 at least 0.6, (e), I 1, I 2, I 3 and I 4 are each (110) plane, (101) plane, (211) plane and (301) any one of the surface As the line strength of I 4 / I 1 ≥0.5, I 5 / I 4 <0.6, and the half width of I 1 is 0.73 or more, or (f) I 1 is the line strength of the (301) plane, I 2 / I 1 ≤ 0.6, and the half width of I 1 is not less than 0.60, (g) I 1 is the line strength of (211) plane or (301) plane, and I 2 is of (301) plane or (211) plane. A tin oxide thin film gas sensor element as a line strength, wherein I 2 / I 1 ≥0.5, I 3 / I 2 <0.6, and a half width of I 1 is 0.3 or more.
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