目的
ガスセンサにおいて、ガス選択性が高く量産が可能なセンサ構造を提供する。
効果
上部ゲート電極である触媒金属によって、ガスがイオン化してつまり解離する。解離したガスイオンのうち、下部のイオン導伝性膜では特定のイオンだけが通ることができる。結局、目的ガスイオンだけが下部ゲート電極まで到達することができる。さらに下部ゲート電極は触媒金属であるので、ガスイオンにより仕事関数が変化する。これによって、従来の単層ゲート型ガスセンサの問題点であった、選択性を改善することができる。
技術概要
電界効果型トランジスタのゲート絶縁膜の上に、触媒金属からなる下部ゲート電極と、イオン導伝性膜と、触媒金属からなる上部ゲート電極の積層構造を設けた多層ゲート型ガスセンサである。多層ゲート型ガスセンサとともに、電界効果型トランジスタのゲート絶縁膜の上に触媒金属からなるゲート電極を設けた単層ゲート型ガスセンサを一つのセンサ基板上に集積化、又は夫々を一つの実装基板上に配置したガスセンサである。図は、多層ゲート型ガスセンサを示す概略図である。Ｓｉ基板１−１上にｎ型チャンネル電界効果型トランジスタを形成する。ドレイン２−１とソース３−１の間にチャンネルを形成し、その上にゲート絶縁膜６を形成する。このゲート絶縁膜６は、ＳｉＯ↓２膜及びＳｉ↓３Ｎ↓４の絶縁材料からなる２層構造である。ゲート絶縁膜６の上には触媒金属として白金を用いた下部ゲート電極７−１を形成する。下部ゲート電極７−１の上にはイオン導伝性膜８を形成する。このイオン導伝性膜としてフッ素樹脂系のプロトンイオン交換膜を使う。更にイオン導伝性膜の上には上部ゲート電極９−１として触媒金属のパラジウムを用いる。
改善効果１
単層ゲート型ガスセンサによりすばやく検知して、次にある程度の濃度になったら、測定しているガスが目的のガスであるか選択性の高い多層ゲート型ガスセンサによって精度よく検知することができる。このように単層ゲート型ガスセンサと多層ゲート型ガスセンサを一緒に使うことにより、誤検知がない早い検知が可能となる。
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