ひずみセンサーを応用した無酸素雰囲気中で動作する水素ガスセンサの開発

使用应变传感器开发在无氧气氛下工作的氢气传感器

基本信息

批准号：
14750038
负责人：
奥山澄雄
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)マイクロマシニングで作成したダイアフラムを用いた水素ガスセンサの作成(1)SOI基板を用いたバルクマイクロマシニングによるダイアフラム構造の作成電気学会で行っているSOI-MICS(SOI基板を用いたバルクマイクロマシン試作サービス)が本年稼動する予定があったため,チップの設計を行い準備をしていたが,最終的には試作サービスが動かず,チップを作ることができなかった.このためSOI基板を加工してダイアフラム構造を作成する検討を行った.本年度は全自動式開閉式管状炉(EPKRO-11K)および石英管電気炉を購入し,熱酸化プロセスおよび不純物拡散プロセスの実験的検討を行った.その結果,熱酸化プロセスについてはほぼ希望どおりのパラメータを実現できるようになったが,不純物拡散についてはまだ充分にコントロールできていない.また立体構造を作るために必要な異方性エッチングを行うために恒温槽を購入し,TMAHによってSOI基板の基板側をエッチングし,ほぼダイアフラム構造が作成できるようになった.今後は不純物拡散プロセスがコントロールできるようにパラメータを決定し,SOI基板を用いた水素ガスセンサ作成する.(2)表面マイクロマシンを用いた片持梁型センサの構造の検討表面マイクロマシニングによって作成した片持梁型水素ガスセンサアレイを多数組み合わせることにより,単独の片持梁で見られた,水素のない状態でもパターンが見えてしまう,という問題を解決した.あわせて,片持梁の組み合わせ方法を工夫することにより応答する水素ガス圧力をコントロールすることができることを明らかにした.この結果は2003年9月および2004年3月の応用物理学会において研究発表を行っている.(3)水素ガスセンシング特性に及ぼすPtおよび温度の効果の検討水素ガスを効率的に検出するためには被毒を軽減し,応答特性を良好なものにする必要がある.これらの点をPd・Ptを用いた抵抗式水素ガスセンサを用いて検討した.その結果,Pdに加えてPtを利用すること,温度を20℃程度上昇させることが非常に有効であることを明らかにした.この結果は応用物理学会東北支部にて発表している.

(1) 使用微细加工制作的隔膜制作氢气传感器 (1) 使用 SOI 基板通过体微加工制作隔膜结构原型服务）原计划今年投产，所以我们设计并准备了芯片，但最终原型服务不起作用，我们无法制作芯片。因此，我们决定加工SOI我们研究了如何使用全自动方法创建隔膜结构。我们购买了一台开闭式管式炉（EPKRO-11K）和一台石英管电炉，对热氧化过程和杂质扩散过程进行了实验研究。结果，我们能够达到几乎理想的参数。然而，关于杂质扩散。此外，我们购买了恒温槽来进行创建三维结构所需的各向异性蚀刻，并使用TMAH蚀刻SOI基板的基板侧，这样我们就可以在未来几乎创建隔膜结构。杂质扩散过程将是确定可控制气体的参数，并使用 SOI 基板制作氢气传感器 (2) 利用表面微机械加工的悬臂式传感器的结构研究通过表面微机械加工制作的悬臂式氢气传感器组合多个阵列。通过组合悬臂梁，我们解决了单个悬臂梁在没有氢气的情况下也能看到图案的问题。此外，通过设计一种组合悬臂梁的方法，我们解决了即使在没有氢气的情况下，图案也是可见的，这表明这是可以控制的。该结果在2003年9月和2004年3月的日本应用物理学会会议上发表。 (3) Pt和温度对氢气传感特性的影响的检查为了有效地检测氢气，有必要减少中毒并改善响应特性。我们使用 Pd 和 Pt 的电阻式氢气传感器对这些点进行了研究，结果发现，除了 Pd 之外还使用 Pt，并将温度提高约 20°C。结果已在东北分公司公布。日本应用物理学会。