Разработка основ технологии создания и исследование газочувствительных сенсоров на основе пористого SiC и структур TiO2/пористый SiC

• Автор: Московченко, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 135 с. : ил.

1 С. 4.2. Характеристики газовой чувствительности пористого Б1С к парам

аммиака. 4.3. Исследования газовой чувствительности структуры двуокись

титана пористый БКЗ

4.4. Выводы.к четвертой главе

Основные результаты и выводы

Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность

В третьей главе проводятся исследования влияния быстрого термического отжига БТО на морфологию и фазовый состав слоев пористого БС, легированного титаном, а также на характеристики контактов к пористому карбиду кремния. Рассматриваются морфологические, фотолюминесцентные свойства и фазовый состав полученных пленок окиси титана на пористом карбиде кремния. В четвертой главе представлены исследования газочувствителыюсти пористого карбида кремния и пленок диоксида титана на пористом карбиде кремния. Разработан технологический процесс изготовления датчика газа на основе пористого карбида кремния, двуокиси титана на пористом карбиде кремния, а также матрицы сенсоров на основе оксидов металлов на пористом карбиде кремния. В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертации. Проблемы изготовления датчиков работающих в экстремальных условиях. Современный рынок микроэлектронных датчиков МЭД представлен многими десятками приборостроительных и электронных фирм, из которых ведущими являются такие, как Эндеско. Хонечшелл. Энтран, Новасенсор США. Сименс Германия, Кистлер Швейцария. Ими выпускаются, по меньшей мере, около половины всего объема МЭД. Объем рынка МЭД оценивался в г. США и ежегодно возрастает на млн долл. Оптические МЭД. Прочие параметры. Из распределения МЭД по параметрам видно, что по другим данным не менее половины всех датчиков предназначены для измерения давления и температуры, т. В последнее время наиболее динамично развиваются такие сложные в конструктивном и технологическом плане МЭД как химические и газовые. Это объясняется в первую очередь тем, что существующие традиционные аналитические, спектральные и другие методы анализа в большинстве своем не отвечают современным требованиям по технике безопасности, экологии, быстродействию. В настоящее время разработано и серийно выпускается несколько семейств газовых датчиков. Основным недостатком всех таких датчиков является их направленность на определенный вид химического веществазагрязнителя или на определение загрязненности воздуха в целом. X i I. Изготовление микроэлектронных датчиков связано с применением технологии интегральных микросхем. Они подразделяются на сенсоры резисторного типа, электрохимические, на основе МДПструктуры, на основе барьера Шоттки. Наиболее распространенными являются сенсоры резисторного типа. В качестве чувствительных материалов в таких сенсорах применяют БпОг , 1пО, з и др 5,6. В работе 7 приводится перечень чувствительных элементов на основе оксидов металлов и газов, которые они детектируют. На поверхности этих полупроводников при хемосорбции кислорода локализуется отрицательный заряд, образованный захваченными электронами, что приводит к объединению приповерхностной области полупроводника. Следовательно, полная проводимость последних достаточно низка. Когда же сорбируется другой анализируемый газ, взаимодействующий с хемосорбированным кислородом, проводимость приповерхностной области полупроводника существенно увеличевается. Скорость этих процессов зависит от температуры, которая должна быть порядка нескольких сотен градусов. Существует два варианта конструктивного оформления приборов. В первом используют слой оксида металла например, платины. Во втором датчик изготавливают методами тонко или толстопленочной технологии. На изолирующую подложку напыляют платиновые контакты. Сверху наносят пленку чувствительного материала в виде пасты, которую затем подвергают термообработке. На обратной стороне изолирующей подложки формируется тонкопленочный резистивный нагреватель из платины. Чувствительность и селективность датчиков зависят от состава пасты. Базовыми материалами для разработки сенсоров данного типа являются простые оксиды. В большей части опубликованных по этой проблеме работ исследуются структура и свойства чувствительных элементов ЧЭ сенсоров на основе диоксида олова БпСЬ. Этот широкозонный окисный полупроводник наиболее изучен, весьма технологичен и, как известно, высокочувствителен к газамвосстановителям СО, СН4 и др Главный недостаток ЧЭ на базе БпОг его невысокая селективность. Практически все работы по ЧЭ на основе данного оксида преследуют цель повышения селективности сенсоров на какойлибо газ.