JPS5840694B2 - ガス・湿度センサの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス・湿度センサの製造方法にかかり、平均粒
径が１０〜百数十Ａの範囲の金属酸化物超微粒子の集合
体から構成され、ガスや水蒸気等に敏感に感応するセン
サをきわめて容易に製造することのできる方法を提供し
ようとするものである。

１０Ａから百数十Ａの平均粒径の金属酸化物超微粒子で
感応膜を構成すると、ガスや水蒸気に対して敏感に抵抗
値変化を示すことを見出した。

本発明はこのような感応体の感度をさらに向上させるこ
とができるものである。

以下、その詳細について実施例をあげて説明する。

第１図に示すように、渣ずガラスやセラミックスなどの
絶縁基板１上に対をなす電極２，３を形成してから、そ
の上にさらに金属酸化物たとえば錫、チタン、亜鉛ある
いはニッケル等の金属酸化物の超微粒子膜４を形成する
。

錫酸化物の超微粒子膜の作製を例にあげて、第２図を用
いて説明する。

通常使用されている真空蒸着装置１１中の試料ホルダー
１２に、第１図に示すような電極２，３を有する基板１
を、その電極２，３側の面が図面下方向を向くように取
付ける。

また、蒸着用ボード１３にＳｎ、もしくは５ｎＯ１また
はＳ ｎ ０２といった蒸発材料１４をセットする。

それから、排気口１５に接続された真空ポンプ（図示せ
ず）を作動させて、装置１１内を１０ ’ Ｔｏｒｒ
のオーダーの真空度にさせた後、酸素ガス導入口１６
のコックを開いて、装置１１内に０２ガスを導入し、そ
の圧力をたとえば０．５Ｔｏｒｒ程度に保つ。

次に、蒸発用電源１７によりボード１３に通電して発熱
させ、０２ガス雰囲気のもとで蒸発材料１４を十数秒か
ら数分間蒸発させる。

たとえば、蒸発材料１４としてＳｎを選ぶと、７０〜８
０Ａ。

４■の電力を１分間ボード１３に印加すると、約１μｍ
の厚さのＳｎ酸化物の超微粒子膜４が第１図に示すよう
に基板１上に形成された。

ここでは、蒸発材料を蒸発させるのに抵抗加熱による方
法を例にあげて述べたが、他の方法、たとえば、誘導加
熱法や赤外線加熱法でもよいことは言うまでもない。

上述の工程を経た基板１を所定の容器中に設置し、０２
ガスを流量１ｔ／分の割合で流した状態にしたのち、高
周波電力を印加することにより前記容器内に酸素ガスプ
ラズマを発生させ、その酸素ガスプラズマ雰囲気中に前
記基板を約３０分間放置する。

この工程を活性化処理と呼ぶことにする。

金属酸化物超微粒子はガスや水蒸気などの外的作用因子
に対してきわめて敏感に感応するが、上述のような活性
化処理が施されると、一層高感度になる。

たとえば、Ｓｎ酸化物の超微粒子の、イソブタンガスに
対する感度は、第３図に示すように、０２ガスプラズマ
を形成するための高周波印加電力の増加とともに増大し
、ある一定値以上になるとほぼ飽和する。

このときのイソブタンガスに対する感度は錫酸化物超微
粒子に対して酸素ガスプラズマによる活性化処理を施す
前の状態に比べて、約１．８倍に増大している。

なお、このときの測定は、イソブタンガスを０．２容量
多含む空気を、３００℃の温度に保持されている錫酸化
物超微粒子膜に接しさせて行なった。

このように、本発明の製造方法によれば、金属酸化物超
微粒子で構成した膜を酸素プラズマに触れさせることに
より、その外的作用因子に対する感度を大巾に向上させ
ることができ、高感度のガス・湿度センサを容易に製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるガス・湿度センサの製造方法に
よって作られるガス・湿度センサの一例を示す平面図、
第２図は錫酸化物超微粒子膜を製造するための装置の一
例を示す図、第３図は錫酸化物超微粒子膜の活性化処理
による効果を説明するための図である。 １・・・・・・基板、２，３・・・・・・電極、４・・
・・・・酸化物超微粒子膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気的絶縁性支持基板上に、平均粒径が１０〜百数
   十Ａの範囲の金属酸化物超微粒子の集合体から構成され
   る超微粒子抵抗膜を形成した後、酸素プラズマに触れさ
   せて、前記抵抗膜を活性化し、前記抵抗膜の電気抵抗値
   が被検ガスの種類および濃度によって変化することを利
   用してガスおよび水蒸気を検知できるようにすることを
   特徴とするガス・湿度センサの製造方法。 ２ 金属酸化物超微粒子膜を錫酸化物の超微粒子で形成
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のガ
   ス・湿度センサの製造方法。