ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
83
4.2. Датчики на основе окислов металлов
В качестве чувствительных материалов применяют SnO
2
, ZnO, Fe
2
O
3
,
WO
3
, Co
3
O
4
. На поверхности этих полупроводников при хемосорбции кисло-
рода локализуется отрицательный заряд, образованный захваченными элек-
тронами, что приводит к обеднению приповерхностной области полупровод-
ника электронами и снижению его проводимости. Когда сорбируется другой
анализируемый газ, каталитически взаимодействующий с хемосорбирован-
ным кислородом, проводимость приповерхностной области полупроводника
увеличивается. Скорости этих процессов и их обратимость
зависят от темпе-
ратуры, которая должна быть порядка нескольких сотен градусов [3,4].
Датчики изготавливаются методами тонко- и толстоплёночной техноло-
гии. На изолирующую подложку (ситалл, сапфир) напыляют платиновые
контакты. Сверху наносят плёнку чувствительного материала в виде пасты,
которую затем отжигают. На обратной стороне изолирующей подложки
формируется тонкоплёночный резистивный нагреватель из платины. В зави
-
симости от состава пленки чувствительного материала датчики реагируют на
газы: C
2
H
5
OH, CO, CH
4
, H
2
, O
2
. Рабочая температура колеблется в диапазоне
273-773К [3, 4].
С помощью микроэлектронной технологии изготавливаются резистив-
ные датчики этанола, конструкция которых представлена на рис 42.
После термического окисления кремния подложки осаждением из газо-
вой фазы наносят поликремний, имплантированный фосфором. Далее хими-
ческим осаждением из газовой фазы наносят слой SiO
2
(1 мкм), а поверх него
термическим распылением - тонкий cлой SnO
x
(100 нм). Пористый слой
PdAu толщиной 2.5 нм служит для увеличения чувствительности датчика к
C
2
H
5
OH. При введении в анализируемую среду 200 ppm C
2
H
5
OH сопротив-
ление датчика уменьшается в 140 раз [3, 4].
Кремниевый датчик другой конструкции, предназначенный для опреде-
ления содержания СО, изготовлен по групповой технологии на пластине Si.
Его структура представлена на рис. 43.
Используется анизотропное травление на всю толщину кремниевой
подложки. Слои SiO
2
и SnO
2
нанесены магнетронным распылением. Время
отклика датчика при введении 35000 ррm CO
2
составляет около 4 мин при
600К [3, 4].
4.3. Датчики на органических полупроводниках
В качестве чувствительных элементов используют плёнки фталоциани-
нов, обладающие высокой термической и химической стойкостью. Эти плён-
ки являются полупроводниками p-типа, большое влияние на их проводи-
мость оказывает кислород воздуха. Проводимость плёнки меняется в присут-
ствии газов, сродство к электрону у которых больше, чем у кислорода. К ним
относятся галогены и галогеносодержащие
газы, а также NO
2
, чувствитель-
ность
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 79
- 80
- 81
- 82
- 83
- …
- следующая ›
- последняя »
