專利名稱：半導(dǎo)體式氣體傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)境檢測用傳感器，即用于測定例如作為大氣污染成分之一的NO2等氮氧化物(NOx)的半導(dǎo)體式氣體傳感器及其制造方法。詳細(xì)地說，涉及包括如下構(gòu)件 的半導(dǎo)體式氣體傳感器及其制造方法在中央部具有中空部的半導(dǎo)體基板；以遮住所述中 空部的狀態(tài)布設(shè)在該基板上的膜片構(gòu)造的絕緣膜；形成在該絕緣膜上的加熱器；電阻測定 用電極以及形成在該電阻測定用電極上的氣體感應(yīng)膜。
背景技術(shù)：
作為NO2氣體傳感器等的半導(dǎo)體式氣體傳感器，要求具有以足夠的靈敏度對 0. Olppm左右的低濃度NO2進(jìn)行檢測的性能。作為能滿足這種高靈敏度性能要求的技術(shù)，以 往已知有如下一種技術(shù)通過使鎢酸(H2WO4)懸濁液滴到電阻測定用電極上，干燥后燒結(jié)， 從而在電阻測定用電極上形成由盤片狀結(jié)晶粉體的單斜晶氧化鎢(WO3)結(jié)晶所構(gòu)成的氣體 感應(yīng)膜，利用該單斜晶WO3結(jié)晶的電阻率隨NO2氣體濃度變化的特性來測定NO2 (例如參照 專利文獻(xiàn)1、2)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-64908號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平6-102224號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但是，在以往已知的半導(dǎo)體式氣體傳感器中，由于氣體感應(yīng)膜僅以單斜晶WO3結(jié)晶 形成，因此，對于低濃度NO2W檢測靈敏度較低，且響應(yīng)一回復(fù)特性也不好，尤其回復(fù)時(shí)間需 要較長時(shí)間，因此，存在性能上不足以用于大氣污染成分測定的問題。關(guān)于這一問題，在后 述的實(shí)驗(yàn)例子中就可明白。本發(fā)明鑒于上述問題而作，其目的在于提供一種半導(dǎo)體式氣體傳感器及其制造方 法，該半導(dǎo)體式氣體傳感器可明顯增大對于低濃度氣體的檢測靈敏度，并使響應(yīng)一回復(fù)速 度加快，從而可實(shí)現(xiàn)整體性能的顯著提高。用于解決課題的手段為實(shí)現(xiàn)上述目的而研究出的本發(fā)明的半導(dǎo)體式氣體傳感器，包括中央部具有中 空部的半導(dǎo)體基板；以遮住所述中空部的狀態(tài)布設(shè)在該基板上的膜片構(gòu)造的絕緣膜；形成 在該絕緣膜上的加熱器；電阻測定用電極以及形成在該電阻測定用電極上的氣體感應(yīng)膜， 該半導(dǎo)體式氣體傳感器的特征在于，所述氣體感應(yīng)膜由包含六方晶氧化鎢結(jié)晶(以下稱為 六方晶WO3結(jié)晶)的單斜晶氧化鎢(以下稱為單斜晶WO3)構(gòu)成(技術(shù)方案1)。這里，所述氣體感應(yīng)膜最好是將包含六方晶氧化鎢結(jié)晶的單斜晶氧化鎢懸濁液 (以下稱為單斜晶WO3懸濁液)在所述電阻測定用電極上進(jìn)行燒結(jié)而形成的氣體感應(yīng)膜(技 術(shù)方案2)。另外，為實(shí)現(xiàn)與上述相同的目的而研究出的本發(fā)明的半導(dǎo)體式氣體傳感器的制造方法，是包括如下構(gòu)件的半導(dǎo)體式氣體傳感器的制造方法中央部具有中空部的半導(dǎo)體基板；以遮住所述中空部的狀態(tài)布設(shè)在該基板上的膜片構(gòu)造的絕緣膜；形成在該絕緣膜上的 加熱器；電阻測定用電極以及形成在該電阻測定用電極上的氣體感應(yīng)膜，該半導(dǎo)體式氣體 傳感器的制造方法的特征在于，通過如下方法在所述電阻測定用電極上形成氣體感應(yīng)膜 使在保持成一定溫度的3N 6N的HNO3中添加(NH4) 10ff12041 · 5H20水溶液所獲得的沉淀物 熟化，然后通過反復(fù)進(jìn)行多次的吸引過濾和水洗，將鎢酸懸濁液(以下稱SH2WO4懸濁液) 取出，在該取出的H2WO4懸濁液中添加離子交換水及陽離子系表面活性劑并將其攪拌分散， 接著，在超過140°C、不到160°C下對該含有表面活性劑的H2WO4懸濁液進(jìn)行6 12小時(shí)的 水熱處理，由此制成包含六方晶WO3結(jié)晶的單斜晶WO3懸濁液，將該包含六方晶WO3結(jié)晶的 單斜晶WO3懸濁液滴到所述電阻測定用電極上，干燥后，在300 400°C下進(jìn)行2 3小時(shí) 的燒結(jié)，從而形成的。(技術(shù)方案6)。發(fā)明的效果采用上述那種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，由于形成在電阻測定用電極上的氣體感應(yīng)膜是包含 電阻率根據(jù)氣體濃度而變化非常大的六方晶WO3結(jié)晶的氣體感應(yīng)膜，因此能獲得如下效果 可大大提高對于PPb水平的低濃度氣體的檢測靈敏度，并且可加快響應(yīng)速度及從氣體暴露 的回復(fù)速度，在性能上也能足夠有效地用于測定NO2等大氣污染成分。關(guān)于這一點(diǎn)，在后述 的實(shí)驗(yàn)例子中也可明白。在本發(fā)明的半導(dǎo)體式氣體傳感器中，作為包含所述六方晶WO3結(jié)晶的單斜晶WO3懸 濁液，最好如技術(shù)方案3所述，是一種通過在H2WO4懸濁液中添加離子交換水及陽離子系表 面活性劑、在超過140°C、不到160°C下進(jìn)行6 12小時(shí)的熱處理而合成的懸濁液，尤其最 好如技術(shù)方案4所述，作為包含所述六方晶WO3結(jié)晶的單斜晶WO3懸濁液，是通過如下方法 合成的懸濁液向吐104懸濁液添加離子交換水及陽離子系表面活性劑，將其pH值調(diào)整到超 過0. 5、不到2. 5，并且在超過140°C、不到160°C下對該pH值調(diào)整后的液體進(jìn)行6 12小 時(shí)的水熱處理，從而合成的。通過采用這種合成條件，可增大六方晶WO3結(jié)晶的生成比例， 可進(jìn)一步增大對于低濃度氣體的檢測靈敏度，應(yīng)答速度及回復(fù)速度可進(jìn)一步獲得高速化。另外，作為本發(fā)明的半導(dǎo)體式氣體傳感器中的所述氣體感應(yīng)膜，如技術(shù)方案5所 述，最好是通過將包含所述六方晶WO3結(jié)晶的單斜晶WO3懸濁液滴到電阻測定用電極上、干 燥后在300 400°C下進(jìn)行2 3小時(shí)的燒結(jié)而形成的氣體感應(yīng)膜。通過采用這種燒結(jié)條 件，能可靠地且在較少的耗電下低成本地在電阻測定用電極上的規(guī)定部位固定形成高靈敏 度的感應(yīng)膜。燒結(jié)可以使用高溫爐等，也可通過向該氣體傳感器自身所具有的加熱器通電 加熱來進(jìn)行。


圖1是本發(fā)明的半導(dǎo)體式氣體傳感器一個(gè)例子的實(shí)施形態(tài)的薄膜型NO2傳感器的 俯視圖。圖2是沿圖1中X-X線的縱剖視圖。圖3是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的薄膜型NO2傳感器中的氣體感應(yīng)膜形成工序的示 圖。圖4是對將本發(fā)明實(shí)施形態(tài)所使用的含有表面活性劑的H2WO4懸濁液予以150°C、10小時(shí)的水熱處理所生成的WO3粉體的SEM圖像進(jìn)行說明的示圖。圖5是對在150°C、10小時(shí)的水熱處理?xiàng)l件下、由無表面活性劑的H2WO4懸濁液生 成的、作為比較例所使用的WO3粉體的SEM圖像進(jìn)行說明的示圖。圖6是表示根據(jù)WO3粉體的SEM圖像而對水熱溫度與pH值之間關(guān)系進(jìn)行分析的 結(jié)果的圖表。圖7是表示根據(jù)圖6而對懸濁液的pH值與六方晶WO3結(jié)晶數(shù)目之間關(guān)系進(jìn)行研 究的結(jié)果的圖表。圖8是對將本發(fā)明實(shí)施形態(tài)所使用的含有表面活性劑的H2WO4懸濁液予以150°C、 10小時(shí)的水熱處理所生成的WO3粉體進(jìn)行X射線衍射后的XRD圖。圖9是對本實(shí)施形態(tài)的薄膜型NO2傳感器的關(guān)于NO2靈敏度的濃度依賴性的實(shí)驗(yàn) 結(jié)果進(jìn)行表示的濃度一靈敏度曲線圖。圖10是對比較例的薄膜型NO2傳感器的關(guān)于NO2靈敏度的濃度依賴性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 進(jìn)行表示的濃度一靈敏度曲線圖。圖11是對進(jìn)行了求出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的薄膜型NO2傳感器對于0. 05ppmN02的響 應(yīng)曲線的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果予以表示的響應(yīng)曲線圖。圖12是對進(jìn)行了求出比較例的薄膜型NO2傳感器對于0. 05ppmN02的響應(yīng)曲線的 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果予以表示的響應(yīng)曲線圖。符號說明A薄膜型NO2傳感器(半導(dǎo)體氣體傳感器的一例)ISi 基板Ia中空部.絕緣膜4加熱器6電阻測定用電極7氣體感應(yīng)膜7A六方晶WO3結(jié)晶7B單斜晶WO3結(jié)晶
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。圖1是本發(fā)明的半導(dǎo)體氣體傳感器一例的薄膜型NO2傳感器A的俯視圖，圖2是 沿圖1中X-X線的縱剖視圖。該薄膜型NO2傳感器A具有硅(Si)基板1，其中央部具有俯看為矩形的中空部 Ia ；矩形的膜片構(gòu)造的SiO2絕緣膜2，其通過將該Si基板1插入例如氧化爐內(nèi)并使該基板 Si的里外兩面的2000 士 500 A厚度氧化，從而以遮住所述中空部Ia的狀態(tài)形成在所述Si基 板上；加熱器4，其形成在該絕緣膜2上，并通過通電用電極3、3而被施加一定電壓；電阻測 定用電極6，其形成在利用CVD方法等在該加熱器4上將4000士500 A厚度的非硅酸鹽玻璃 (NSG)成膜后將所需部位蝕刻而成的絕緣膜5上；以及氣體感應(yīng)膜7，其形成在該電阻測定 用電極6上。
所述加熱器4形成為如下圖形形狀在相當(dāng)于所述絕緣膜2上的所述Si基板1的 矩形中空部Ia的大致整個(gè)區(qū)域，利用噴鍍方法等形成3000士500 A厚度的由鉬(Pt)等不易 氧化的高熔點(diǎn)材料構(gòu)成的金屬膜，然后利用光刻技術(shù)將其蝕刻成規(guī)定的雙鋸齒狀的圖形形 狀，其周邊部的密度最大，越到中央密度逐漸變小。詳細(xì)地說，形成為如下雙鋸齒狀的圖形 形狀在所述矩形狀絕緣膜2的相對的兩側(cè)部分，加熱器線寬及加熱器線間隔(間距)都是 最小，越到中央部分加熱器線寬及間距都逐漸變大，由此，構(gòu)成為，當(dāng)經(jīng)通電用電極3、3對 加熱器4進(jìn)行通電加熱時(shí)，由所述絕緣膜2上的虛線所圍住的矩形范圍B的整體利用焦耳 熱的關(guān)系而可升溫成均勻的溫度。另外，作為加熱器4，除了上述鉬外，也可使用鉭(Ta)、鎢 (W)。 如在圖1下部取出主要部分而進(jìn)行表示的那樣，所述電阻測定用電極6形成為占 據(jù)由所述加熱器4產(chǎn)生的均勻溫度范圍B內(nèi)的大致整個(gè)區(qū)域的梳齒形圖形。詳細(xì)地說，利 用噴鍍方法等在所述絕緣膜5上形成5000士500 A厚度的金(Au)之類的金屬膜后，利用光 刻技術(shù)將其蝕刻成規(guī)定的梳齒形圖形，形成為線間隔為5 μ m、線寬為5 μ m的電阻測定用電 極6。另外，所述氣體感應(yīng)膜7形成為占據(jù)所述梳形圖形的電阻測定用電極6上的大部 分的狀態(tài)。下面，結(jié)合圖3來詳細(xì)說明該氣體感應(yīng)膜7的形成工序。首先，將5. 012g 的(NH4)ltlW12O41 · 5H20 溶于 200ml 的水中，調(diào)制 8mmol 的 (NH4) 10ff12041 · 5H20水溶液。另一方面，用水將44. 8ml的30 % HNO3稀釋為IOOml，調(diào)制 3N的ΗΝ03。接著，將3N的HNO3保持為80 °C，同時(shí)用滴液管每次加入少量的8mmol的 (NH4) 10ff12041 ·5Η20水溶液，從而獲得深黃色的沉淀物。將該沉淀物放置于暗處熟化24小時(shí) 后，通過反復(fù)多次(三次左右)的吸引過濾和水洗，將沉淀物H2WO4取出(工序Si)。在該取出后的H2WO4中添加離子凈化水50ml，并在其中添加陽離子系表面活性劑 (溴化十六烷基三甲基氨[CH3(CH2)15N(CH3)JBr =CTAB)0. 0164g(臨界微膠粒濃度(cmc)的 1倍)，將其PH值調(diào)整到超過0. 5、不到2. 5后，在暗處用電磁式攪拌器攪拌兩星期以上，做 成含有表面活性劑的H2WO4懸濁液。使該含有表面活性劑的H2WO4懸濁液充分分散并將其放 入圖示省略的不銹鋼制耐壓容器，在保持為超過140°C且不到160°C、優(yōu)選例是150°C的恒 溫箱中，進(jìn)行6 12小時(shí)、優(yōu)選例是10小時(shí)的水熱處理，處理后，空冷至室溫，由此制成包 含六方晶WO3結(jié)晶的單斜晶WO3懸濁液(工序S2)。將用上述那種合成方法制成的包含六方晶WO3結(jié)晶的單斜晶WO3懸濁液滴到所述 電阻測定用電極6上，進(jìn)行干燥并形成WO3膜(工序S3)，然后，在高溫爐內(nèi)進(jìn)行300 400 V 下的2 3小時(shí)、優(yōu)選例是400°C下的3小時(shí)的燒結(jié)處理，從而在所述電阻測定用電極6上 形成規(guī)定的氣體感應(yīng)膜7 (工序S4)。對在150°C、10小時(shí)水熱處理?xiàng)l件下由用上述那種合成方法制成的含有表面活性 劑(CTAB) WH2WO4懸濁液生成的、相當(dāng)于本發(fā)明實(shí)施例的WO3粉體，以及在150°C、10小時(shí)水 熱處理?xiàng)l件下由用與上述相同的合成方法制成的無表面活性劑(CTAB) WH2WO4懸濁液生成 的、相當(dāng)于比較例的WO3粉體分別進(jìn)行SEM拍攝后，得到了圖4和圖5所示那樣的SEM圖像。 從圖4和圖5所示的SEM圖像可知，相當(dāng)于本發(fā)明實(shí)施例的WO3粉體，混有一條邊為1. 5 μ m 的六角形板狀結(jié)晶的六方晶WO3結(jié)晶7A和一條邊為50 IOOnm的隊(duì)列空隙狀(日文力 工U K狀)結(jié)晶粉體的單斜晶WO3結(jié)晶7B，而相當(dāng)于比較例的WO3粉體，全部是一條邊為50 lOOnm的隊(duì)列空隙狀結(jié)晶粉體的單斜晶W03結(jié)晶7B，即不存在六角形板狀結(jié)晶的六
方晶W03結(jié)晶。另外，根據(jù)上述的各SEM圖像分析水熱溫度與pH值之間關(guān)系后，得到了圖6所示 的結(jié)果。此外，根據(jù)圖6，研究H2W04懸濁液的pH值與六方晶W03結(jié)晶數(shù)目之間的關(guān)系后，得 到了圖7所示的結(jié)果。從這些圖6和圖7所示的結(jié)果可知，六角形板狀結(jié)晶的六方晶恥3結(jié) 晶是在超過140°C、不到160°C的溫度下進(jìn)行水熱處理時(shí)所產(chǎn)生的，尤其在150°C的溫度下 進(jìn)行水熱處理最好。另外，雖然是在將吐104懸濁液的pH值調(diào)制成0.5以上、2. 5以下的范 圍的情況下產(chǎn)生六方晶W03結(jié)晶，但可以確認(rèn)，六方晶W03結(jié)晶產(chǎn)生最多的是在pH值1. 7 2. 4的范圍內(nèi)。另外，對在上述合成條件及150°C、10小時(shí)水熱處理?xiàng)l件下所生成的、相當(dāng)于本發(fā) 明實(shí)施例的恥3粉體進(jìn)行X射線衍射后，得到了圖8所示的XRD圖。在該圖8中，27. 1°及 28. 2。的六角形標(biāo)記表示六方晶W03結(jié)晶，其他峰值是單斜晶W03結(jié)晶。接著，本發(fā)明的發(fā)明人，對通過將包含在上述合成條件及水熱處理?xiàng)l件下所生成 的六方晶W03結(jié)晶的單斜晶W03懸濁液滴到電阻測定用電極6上、干燥后在高溫爐內(nèi)進(jìn)行 400°C、3小時(shí)燒結(jié)而形成有氣體感應(yīng)膜7的本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的薄膜型N02傳感器A，和通過 將H2W04懸濁液滴到電阻測定用電極6上、干燥后在高溫爐內(nèi)進(jìn)行400°C、3小時(shí)燒結(jié)而形成 有氣體感應(yīng)膜7的比較例的薄膜型N02傳感器的N02靈敏度的濃度依賴性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果 得到了圖9(本發(fā)明實(shí)施形態(tài))及圖10(比較例)所示那樣的靈敏度曲線。從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，可以確認(rèn)，如圖9所示，正如當(dāng)N02濃度為0. Olppm時(shí)傳感 器靈敏度S(Rg/Ra)為6、當(dāng)N02濃度為0. 2ppm時(shí)傳感器靈敏度S = 1000，本發(fā)明實(shí)施形態(tài) 的薄膜型N02傳感器A在0. 01 0. 2ppm范圍可發(fā)揮非常高的檢測靈敏度，即使在0. Olppm 這種低濃度的N02中也能以足夠高的靈敏度進(jìn)行檢測。另一方面，可知，如圖10所示，比較 例的薄膜型N02傳感器對于低濃度N02的靈敏度整體較低，0. Olppm的N02是檢測極限，對于 存在0. Olppm以下的低濃度N02的大氣污染成分的測定在性能上不能使用。此外，進(jìn)行了求出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的薄膜型N02傳感器A及上述比較例的薄膜型 N02傳感器對于0. 05ppm(50ppb)N02的響應(yīng)曲線的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果得到了圖11 (本發(fā)明實(shí)施形 態(tài))和圖12 (比較例)所示那樣的響應(yīng)曲線。從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，可以確認(rèn)，本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的薄膜型N02傳感器A中，90% 的響應(yīng)時(shí)間tl是1. 5分鐘，90%的回復(fù)時(shí)間t2是1. 5分鐘，響應(yīng)速度和回復(fù)速度都快，對 于濃度低的大氣污染成分的連續(xù)測定也能足夠應(yīng)用。另一方面，比較例的薄膜型N02傳感 器中，82%的響應(yīng)時(shí)間t3是1. 5分鐘，80%的回復(fù)時(shí)間t4是10分鐘，響應(yīng)速度和回復(fù)速度 都緩慢，對于進(jìn)行連續(xù)測定的大氣污染成分的測定來說是不能實(shí)用的。在上述實(shí)施形態(tài)中，為了擴(kuò)大均勻溫度范圍，表示了將加熱器4的密度形成為矩 形范圍B的周邊部為最大、越至中央部密度逐漸變小的那種雙鋸齒狀的圖像形狀，但是也 可將周邊部、中央部的加熱器線寬及加熱器線間隔(間距)都做成相同且整個(gè)區(qū)域的密度 相等的雙鋸齒狀的圖像形狀。另外，雖然說明了將包含六方晶W03結(jié)晶的單斜晶W03懸濁液滴到所述電阻測定用 電極6上、干燥后進(jìn)行燒結(jié)并在形成氣體感應(yīng)膜7時(shí)將該懸濁液在高溫爐內(nèi)進(jìn)行400°C的3 小時(shí)燒結(jié)而形成的氣體感應(yīng)膜，但是，也可通過向該薄膜型N02傳感器A的加熱器4自身通電加熱所進(jìn)行的燒結(jié)來形成氣體感應(yīng)膜。此時(shí)，燒結(jié)用的耗電少，可實(shí)現(xiàn)降低傳感器的制造 成本。產(chǎn)業(yè)上的實(shí)用性采用本發(fā)明的半導(dǎo)體式氣體傳感器，可大大提高對于ppb水平的低濃度氣體的檢 測靈敏度，并且可加快響應(yīng)速度和從氣體暴露的回復(fù)速度，因此能足夠有效地用于測定N02 等大氣污染成分。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體式氣體傳感器，包括中央部具有中空部的半導(dǎo)體基板；以遮住所述中空部的狀態(tài)布設(shè)在該基板上的膜片構(gòu)造的絕緣膜；形成在該絕緣膜上的加熱器；電阻測定用電極以及形成在該電阻測定用電極上的氣體感應(yīng)膜，該半導(dǎo)體式氣體傳感器的特征在于，所述氣體感應(yīng)膜由包含六方晶氧化鎢結(jié)晶的單斜晶氧化鎢構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體式氣體傳感器，其特征在于，所述氣體感應(yīng)膜，通過將包 含六方晶氧化鎢結(jié)晶的單斜晶氧化鎢懸濁液在所述電阻測定用電極上進(jìn)行燒結(jié)而形成。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體式氣體傳感器，其特征在于，包含所述六方晶氧化鎢結(jié) 晶的單斜晶氧化鎢懸濁液，是在鎢酸懸濁液中添加離子交換水及陽離子系表面活性劑并在 140 160°C下進(jìn)行6 12小時(shí)的水熱處理而合成的懸濁液。
4.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體式氣體傳感器，其特征在于，包含所述六方晶氧化鎢 結(jié)晶的單斜晶氧化鎢懸濁液，是通過如下方法合成的懸濁液向鎢酸懸濁液添加離子交換 水及陽離子系表面活性劑，將其PH值調(diào)整到超過0. 5、不到2. 5，并且在超過140°C、不到 160°C下進(jìn)行6 12小時(shí)的水熱處理，從而合成的。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體式氣體傳感器，其特征在于，所述氣體感 應(yīng)膜，是通過如下方法形成的氣體感應(yīng)膜將包含所述六方晶氧化鎢結(jié)晶的單斜晶氧化鎢 懸濁液滴到電阻測定用電極上，干燥后，在300 400°C下進(jìn)行2 3小時(shí)的燒結(jié)，從而形成 的。
6.一種半導(dǎo)體式氣體傳感器的制造方法，該半導(dǎo)體式氣體傳感器包括中央部具有中 空部的半導(dǎo)體基板；以遮住所述中空部的狀態(tài)布設(shè)在該基板上的膜片構(gòu)造的絕緣膜；形成 在該絕緣膜上的加熱器；電阻測定用電極以及形成在該電阻測定用電極上的氣體感應(yīng)膜， 該半導(dǎo)體式氣體傳感器的制造方法的特征在于，通過如下方法在所述電阻測定用電極上形成氣體感應(yīng)膜使在保持成一定溫度的 3N 6N的HNO3中添加(NH4) 10ff12041 · 5H20水溶液所獲得的沉淀物熟化，然后通過反復(fù)進(jìn)行 多次的吸引過濾和水洗，將鎢酸懸濁液取出，在該取出的鎢酸懸濁液中添加離子交換水及 陽離子系表面活性劑并將其攪拌分散，接著，在超過140°C、不到160°C下對該含有表面活 性劑的鎢酸懸濁液進(jìn)行6 12小時(shí)的水熱處理，由此制成包含六方晶氧化鎢結(jié)晶的單斜晶 氧化鎢懸濁液，將該包含六方晶氧化鎢結(jié)晶的單斜晶氧化鎢懸濁液滴到所述電阻測定用電 極上，干燥后，在300 400°C下進(jìn)行2 3小時(shí)的燒結(jié)，從而形成的。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體式氣體傳感器的制造方法，其特征在于，包含所述六 方晶氧化鎢結(jié)晶的單斜晶氧化鎢懸濁液，是通過以下方法合成的懸濁液向鎢酸懸濁液添 加離子交換水及陽離子系表面活性劑，將其PH值調(diào)整到超過0. 5、不到2. 5，并且在超過 140°C、不到160°C下進(jìn)行6 12小時(shí)的水熱處理，從而合成的。
全文摘要
本發(fā)明的半導(dǎo)體式氣體傳感器及其制造方法，可明顯增加對于低濃度氣體的檢測靈敏度，并可加快響應(yīng)—回復(fù)速度，實(shí)現(xiàn)整體性能的顯著提高。本發(fā)明的半導(dǎo)體式氣體傳感器具有中央部具有中空部(1a)的Si基板(1)；以遮住所述中空部(1a)的狀態(tài)布設(shè)在該基板(1)上的膜片構(gòu)造的絕緣膜(2)；形成在該絕緣膜(2)上的加熱器(4)；電阻測定用電極(6)以及形成在該電阻測定用電極(6)上的氣體感應(yīng)膜(7)，所述氣體感應(yīng)膜(7)由包含六方晶氧化鎢結(jié)晶的單斜晶氧化鎢構(gòu)成。
文檔編號G01N27/12GK101809436SQ20088010721
公開日2010年8月18日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月11日
發(fā)明者中田嘉昭, 山岸豐, 玉置純 申請人:學(xué)校法人立命館;株式會社堀場制作所