RU2231053C1 - Способ изготовления датчика для анализа сероводорода в газовой среде - Google Patents
Способ изготовления датчика для анализа сероводорода в газовой среде Download PDFInfo
- Publication number
- RU2231053C1 RU2231053C1 RU2002128973/28A RU2002128973A RU2231053C1 RU 2231053 C1 RU2231053 C1 RU 2231053C1 RU 2002128973/28 A RU2002128973/28 A RU 2002128973/28A RU 2002128973 A RU2002128973 A RU 2002128973A RU 2231053 C1 RU2231053 C1 RU 2231053C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- cupc
- hydrogen sulfide
- manufacture
- analysis
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к полупроводниковой сенсорной технике. Технический результат изобретения - снижение рабочей температуры датчика, упрощение технологии изготовления. Сущность: способ включает напыление газочувствительного слоя фталоцианина меди на монокристаллическую пластинку из арсенида галлия и его легирование кислородом в низком вакууме. В результате чего получают датчик на основе гетероперехода n-GaAs/p-CuPc. 2 ил.
Description
Изобретение относится к полупроводниковой сенсорной технике и может быть использовано для изготовления недорогих и простых в изготовлении датчиков для определения концентрации сероводорода в газовой среде.
Известен способ использования ячейки сэндвич на основе окисла полупроводника, нанесенного на электрод из Аu, для определения концентрации газа (J.Appl/ Phys/ 2001, 90, № 4, с.1883-1886). Недостатками датчика, полученного этим способом, являются сложность в измерении емкости датчика и обязательное использование при этом высоких температур до 200°С.
Известен способ изготовления датчика газа Н2S на основе SnO2, легированного ZrO2 (H2S gas detection by ZrO2 dopped SnO2. /Kanefusa Shinji //"IEEE Trans. Electron Devices", 1988, 35, № 1, 65-69), который заключается в нанесении на подложку газочувствительной пасты, содержащей до 5% гидрофобной или гидрофильной соли кремнезема в качестве связующей и смеси от 0,3 до 5% ZrO2 и SnO2. Рабочая температура датчика 175°С.
Недостатками датчика, полученного этим способом, являются использование дорогостоящих материалов SnO2, ZrO2 и высокая рабочая температура.
Известен способ изготовления тонкопленочного датчика газа (патент RU 2172951, кл. G 01 N 27/12, 2001), принятый за прототип, который заключается в следующем.
На ситалловую подложку с растровыми электродами в вакууме наносится термической возгонкой тонкий слой (20 нм) СuРс, очищенного химическими методами. После напыления слой СuРс подвергается легированию кислородом в низком вакууме.
Недостатками датчика, полученного этим способом, являются сложность изготовления и высокая рабочая температура (150°С).
Изобретение направлено на снижение рабочей температуры датчика, упрощение технологии изготовления.
Способ изготовления датчика для анализа сероводорода в газовой среде включает нанесение газочувствительного слоя фталоцианина меди на монокристаллическую пластинку из арсенида галлия, легирование кислородом в низком вакууме. Датчик выполнен на основе гетероперехода n-GaAs/p-CuPc, причем на n-область подается положительный потенциал.
На фиг.1 изображен полупроводниковый датчик газа сероводорода, где 1 - верхний пористый электрод; 2 - слой фталоцианина меди; 3 - монокристаллическая пластинка из арсенида галлия; 4 - нижний омический электрод. На фиг.2 представлена зависимость отношения сопротивления датчика в газовой среде к сопротивлению датчика в воздухе Rг/R0 от концентрации сероводорода С, при интенсивности излучения E=3 Вт/м2.
Предлагаемый способ изготовления датчика газа заключается в следующем.
На монокристаллическую пластинку из GaAs (3), легированную оловом, которая играет роль донора, после травления ее в растворе H2O2:NH4OH:H2O (1:1:3), в вакууме (не хуже 10-3 Па) напыляется нижний омический электрод из соединения Ge+Au (4). Затем на противоположную поверхность этой пластинки в том же вакууме при температуре 343 К напыляется тонкий слой (менее 20 нм) СuРс, очищенного только химическими методами. Испарение вещества происходит при температуре 700°С из кварцевого тигля, расположенного на расстоянии 5 см от подложки (пластина n-GaAs). Т.к. слой СuРс (2), полученный из химически очищенного вещества, обладает проводимостью n-типа, он подвергается легированию кислородом воздуха при низком вакууме, при этом слой СuРс становится областью проводимости р-типа. На легированный слой СuРс напыляется верхний пористый электрод из серебра (1). Серебряный электрод создает хороший омический контакт с пленкой СuРс в отличие от других металлов, таких как Аl, Сu. Пористым электрод должен быть с целью проникновения через поры молекул газа H2S. Сплав Ge+Au создает очень хороший омический контакт с монокристаллической пластинкой n-GaAs в отличие от других материалов.
На границе n-GaAs и р-СuРс создается анизотипный гетеропереход, чувствительный к молекулам газа Н2S.
Молекулы газа, прошедшие через пористый электрод из Ag, воздействуют на сопротивление барьера, т.к. толщина пленки СuРс совпадает с толщиной барьера в этом слое (примерно 17 нм). Молекулы H2S отдают электроны и взаимодействуют с дырками в слое СuРс, концентрация последних уменьшается, при этом сопротивление возрастает. Для определения зависимости сопротивления перехода от концентрации газа к датчику подводится обратное напряжение, т.е. на n-область подается положительный потенциал. Это необходимо, т.к. при обратном смещении в токе участвуют неосновные носители заряда барьера гетероперехода. В то же время датчик, основанный на гетеропереходе, при обратном смещении обладает более высокой стабильностью, чем при прямом смещении. Датчик может работать как на темновом токе, так и при небольших интенсивностях излучения, при этом фототок больший, чем темновой, при данном напряжении.
Испытания датчика проводились при температуре t=22°C, обратном смещении U=0,4 В и интенсивности излучения E=3 Вт/м2.
Изготовление датчика сероводорода предлагаемым способом позволяет уменьшить рабочую температуру до 20°С и упростить процесс изготовления датчика.
Claims (1)
- Способ изготовления датчика для анализа сероводорода в газовой среде, включающий напыление пленки фталоцианина меди (CuPc), отличающийся тем, что датчик выполнен на основе гетероперехода n-GaAs/p-CuPc путем напыления CuPc на монокристаллическую пластинку GaAs n-типа с последующим легированием пленки CuPc кислородом при низком вакууме для получения CuPc р-типа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002128973/28A RU2231053C1 (ru) | 2002-10-29 | 2002-10-29 | Способ изготовления датчика для анализа сероводорода в газовой среде |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002128973/28A RU2231053C1 (ru) | 2002-10-29 | 2002-10-29 | Способ изготовления датчика для анализа сероводорода в газовой среде |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002128973A RU2002128973A (ru) | 2004-04-27 |
RU2231053C1 true RU2231053C1 (ru) | 2004-06-20 |
Family
ID=32846298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002128973/28A RU2231053C1 (ru) | 2002-10-29 | 2002-10-29 | Способ изготовления датчика для анализа сероводорода в газовой среде |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2231053C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012125592A1 (en) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | California Institute Of Technology | Localized deposition of polymer film on nanocantilever chemical vapor sensors by surface-initiated atom transfer radical polymerization |
RU2538415C1 (ru) * | 2013-07-17 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") | Способ прецизионного легирования тонких пленок на поверхности арсенида галлия |
-
2002
- 2002-10-29 RU RU2002128973/28A patent/RU2231053C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012125592A1 (en) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | California Institute Of Technology | Localized deposition of polymer film on nanocantilever chemical vapor sensors by surface-initiated atom transfer radical polymerization |
RU2538415C1 (ru) * | 2013-07-17 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") | Способ прецизионного легирования тонких пленок на поверхности арсенида галлия |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tomkiewicz et al. | Morphology, properties, and performance of electrodeposited n‐CdSe in liquid junction solar cells | |
US4892834A (en) | Chemical sensor | |
US6673644B2 (en) | Porous gas sensors and method of preparation thereof | |
US8025843B2 (en) | Hydrogen sensor | |
Basu et al. | Modified heterojunction based on zinc oxide thin film for hydrogen gas-sensor application | |
US6893892B2 (en) | Porous gas sensors and method of preparation thereof | |
Ushio et al. | Effects of interface states on gas-sensing properties of a CuO/ZnO thin-film heterojunction | |
CN110265504B (zh) | 一种紫外光电探测器及其制备方法 | |
CN110579526A (zh) | 一种场效应晶体管气体传感器及其阵列制备方法 | |
CN107430086B (zh) | 气体传感器以及传感器装置 | |
US6293137B1 (en) | Hydrogen sensor | |
Könenkamp et al. | Heterojunctions and devices of colloidal semiconductor films and quantum dots | |
Takahashi et al. | Resistivity, carrier concentration, and carrier mobility of electrochemically deposited CdTe films | |
Al-Hardan et al. | Low power consumption UV sensor based on n-ZnO/p-Si junctions | |
RU2231053C1 (ru) | Способ изготовления датчика для анализа сероводорода в газовой среде | |
Juang | Ag additive and nanorod structure enhanced gas sensing properties of metal oxide-based CO 2 sensor | |
Huang et al. | Dual functional modes for nanostructured p-Cu2O/n-Si heterojunction photodiodes | |
CN108400196A (zh) | 一种具有超晶格结构氮化镓基紫外光电探测器及其制备方法 | |
US7838949B2 (en) | Porous gas sensors and method of preparation thereof | |
CN210167365U (zh) | 一种同质外延GaN肖特基势垒型紫外雪崩探测器 | |
CN106206829A (zh) | 一种基于锰掺杂氮化铜薄膜的可见光探测器 | |
Dzhafarov et al. | Hydrogen sensing characteristics of Cu–PS–Si structures | |
Kumar et al. | Further mechanistic studies of n-type silicon photoelectrodes: behavior in contact with methanol-dimethylferrocene+/0 and in contact with aqueous electrolytes | |
Spitsina et al. | ZnO crystalline nanowires array for application in gas ionization sensor | |
JP3837471B2 (ja) | 修飾電極及び電極修飾法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041030 |