JP3050652B2 - ガスセンサの製造方法 - Google Patents
ガスセンサの製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の利用分野】この発明はガスセンサの製造方法に
関し、特に微細な感ガスパターンの製造方法に関する。
関し、特に微細な感ガスパターンの製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】薄膜や厚膜の感ガス部を用いたガスセンサ
は周知である。このような感ガス部のパターンを感ガス
パターンと呼ぶことにすると、ガスセンサの小型化には
感ガスパターンを微細化することが不可欠である。パタ
ーンの小型化に、通常用いられる技術はエッチングであ
る。しかしながら、ガスセンサに主として用いられる酸
化第２錫や酸化インジウム等はエッチングが難しい。エ
ッチングを行わない単純な印刷では、感ガスパターンの
形状は、２００μｍ×２００μｍ程度が限界である。
は周知である。このような感ガス部のパターンを感ガス
パターンと呼ぶことにすると、ガスセンサの小型化には
感ガスパターンを微細化することが不可欠である。パタ
ーンの小型化に、通常用いられる技術はエッチングであ
る。しかしながら、ガスセンサに主として用いられる酸
化第２錫や酸化インジウム等はエッチングが難しい。エ
ッチングを行わない単純な印刷では、感ガスパターンの
形状は、２００μｍ×２００μｍ程度が限界である。
【０００３】
【発明の課題】この発明の課題は、微細な感ガスパター
ンを可能にするガスセンサの製造方法を提供することに
ある。また請求項１での副次的課題は、感ガス厚膜の厚
さを均一化することにある。
ンを可能にするガスセンサの製造方法を提供することに
ある。また請求項１での副次的課題は、感ガス厚膜の厚
さを均一化することにある。
【０００４】
【発明の構成】この発明は、基板上にフォトレジストを
塗布現像して、感ガスパターンを形成する工程と、感ガ
スパターンに感ガス材料のペーストを塗布し、パターン
を充填する工程と、充填した感ガスペーストをラッピン
グし、パターン以外の部分の感ガスペーストを除去する
と共に、パターン部での感ガスペーストの厚さをフォト
レジストの厚さを基準に揃える工程と、感ガスペースト
を焼成し感ガス膜を形成すると共に、フォトレジストを
除去する工程とを設けた、ガスセンサの製造方法に有
る。
塗布現像して、感ガスパターンを形成する工程と、感ガ
スパターンに感ガス材料のペーストを塗布し、パターン
を充填する工程と、充填した感ガスペーストをラッピン
グし、パターン以外の部分の感ガスペーストを除去する
と共に、パターン部での感ガスペーストの厚さをフォト
レジストの厚さを基準に揃える工程と、感ガスペースト
を焼成し感ガス膜を形成すると共に、フォトレジストを
除去する工程とを設けた、ガスセンサの製造方法に有
る。
【０００５】またこの発明は、基板上にフォトレジスト
を塗布現像して、感ガスパターンを形成する工程と、感
ガスパターンに感ガス材料の薄膜を形成する工程と、フ
ォトレジストを除去して、感ガスパターン以外の部分で
の感ガス材料の薄膜を除去する工程とを設けた、ガスセ
ンサの製造方法に有る。
を塗布現像して、感ガスパターンを形成する工程と、感
ガスパターンに感ガス材料の薄膜を形成する工程と、フ
ォトレジストを除去して、感ガスパターン以外の部分で
の感ガス材料の薄膜を除去する工程とを設けた、ガスセ
ンサの製造方法に有る。
【０００６】
【発明の作用】フォトレジストのパターンに感ガス材料
のペーストを充填した後に、パターンをラッピングす
る。すると、パターン以外の部分での感ガス材料のペー
ストは除去され、同時にペーストの厚さはフォトレジス
トの厚さで定まる。フォトレジストのパターンは極めて
微細にすることが可能であり、例えば１０μｍ×１０μ
ｍ程度のパターンを得ることができる。ペーストの厚さ
のばらつきは、ガスセンサ特性のばらつきとなる。しか
しペーストの厚さをフォトレジストの厚さで制御できる
ので、ガスセンサの特性を均一化できる。感ガスパター
ンの厚さと、幅や長さとの比をアスペクト比と呼ぶと、
アスペクト比はフォトレジストの感ガスパターンで定ま
る。このアスペクト比は例えば３程度とすることも可能
であり、適宜のアスペクト比を得ることができる。
のペーストを充填した後に、パターンをラッピングす
る。すると、パターン以外の部分での感ガス材料のペー
ストは除去され、同時にペーストの厚さはフォトレジス
トの厚さで定まる。フォトレジストのパターンは極めて
微細にすることが可能であり、例えば１０μｍ×１０μ
ｍ程度のパターンを得ることができる。ペーストの厚さ
のばらつきは、ガスセンサ特性のばらつきとなる。しか
しペーストの厚さをフォトレジストの厚さで制御できる
ので、ガスセンサの特性を均一化できる。感ガスパター
ンの厚さと、幅や長さとの比をアスペクト比と呼ぶと、
アスペクト比はフォトレジストの感ガスパターンで定ま
る。このアスペクト比は例えば３程度とすることも可能
であり、適宜のアスペクト比を得ることができる。
【０００７】薄膜のガスセンサの場合、（感ガス部の膜
厚として１０μｍ以下、より具体的には５μｍ以下、更
に具体的には１μｍ以下）、リフトオフによって、所定
パターンの感ガス部を得ることができる。先ずフォトレ
ジストの感ガスパターンにスパッタリングや真空蒸着等
で感ガス材料の薄膜を形成する。次に、フォトレジスト
を溶媒と超音波振動等で除去する。するとフォトレジス
トの厚さが感ガス材料の薄膜の厚さよりも充分に大きけ
れば、感ガスパターンの感ガス材料の薄膜と他の部分で
の薄膜はフォトレジストを除去する過程で分離され、感
ガスパターンのみに薄膜が残る。感ガス材料の薄膜の厚
さが小さく、フォトレジストの厚さが大きい時には、フ
ォトレジストを焼成で除去しても、レジスト上の感ガス
材料の薄膜とパターンでの感ガス材料の薄膜は分離さ
れ、パターンにのみ感ガス材料の薄膜を残すことができ
る。
厚として１０μｍ以下、より具体的には５μｍ以下、更
に具体的には１μｍ以下）、リフトオフによって、所定
パターンの感ガス部を得ることができる。先ずフォトレ
ジストの感ガスパターンにスパッタリングや真空蒸着等
で感ガス材料の薄膜を形成する。次に、フォトレジスト
を溶媒と超音波振動等で除去する。するとフォトレジス
トの厚さが感ガス材料の薄膜の厚さよりも充分に大きけ
れば、感ガスパターンの感ガス材料の薄膜と他の部分で
の薄膜はフォトレジストを除去する過程で分離され、感
ガスパターンのみに薄膜が残る。感ガス材料の薄膜の厚
さが小さく、フォトレジストの厚さが大きい時には、フ
ォトレジストを焼成で除去しても、レジスト上の感ガス
材料の薄膜とパターンでの感ガス材料の薄膜は分離さ
れ、パターンにのみ感ガス材料の薄膜を残すことができ
る。
【０００８】
【実施例】実施例１ 図１に実施例の製造工程を示す。最初にＳｉ等の基板の
熱酸化やシリカ膜のスパッタリング等で、Ｓｉ基板にＳ
ｉＯ2膜を形成する。次いで無電界メッキや全面スパッ
タリング後のドライエッチング等で、Ｐｔ等の電極パタ
ーンとヒータパターンを形成する。この後フォトレジス
トを塗布する。この状態を図３に示す。図において、２
はＳｉ基板、４はＳｉＯ2膜、６はＰｔのヒータパター
ン、８はＰｔの電極パターン、１０はフォトレジストで
ある。フォトレジスト１０をプリベークした後に露光
し、現像して感ガスパターン９を形成する。この状態を
図４に示す。現像後にポストベークし、フォトレジスト
の強度を増し、感ガスペーストの酸化第２錫ペーストを
印刷する。ペーストの種類は酸化第２錫に限らず酸化イ
ンジウムや酸化タングステン、あるいは接触燃焼式ガス
センサに用いられるＰｔ触媒添加のアルミナや、プロト
ン導電体ガスセンサに用いられるアンチモン酸、固体電
解質材料のβ−アルミナ等の任意である。この状態を図
５に示す。１２は酸化第２錫の感ガスペーストで、フォ
トレジスト１０よりも厚く盛り上がっている。また印刷
の精度はフォトレジストのパターン精度よりも低く、酸
化第２錫ペーストは感ガスパターン９よりも広がってい
る。次いで、酸化第２錫のペースト１２をラッピングす
る。ラッピングは、例えばテフロン樹脂等の粘着性の有
る板を回転させ、フォトレジスト１０よりも盛り上がっ
た部分を除くように行う。この結果、図６のように、感
ガスパターン９以外の部分のペースト１２は除かれ、か
つペースト１２の厚さはフォトレジスト１０の厚さで揃
えられる。この後、焼成を行えばフォトレジスト１０は
除去され、ペースト１２は焼結して感ガス厚膜が得られ
る。この状態を図７に示す。これらの後に、Ｓｉ基板２
をアンダーカットエッチングすれば、ＳｉＯ2のフィル
ム４が残り、アンダーカットエッチング型のガスセンサ
が得られる。なおアンダーカットエッチングは行わなく
ても良い。
熱酸化やシリカ膜のスパッタリング等で、Ｓｉ基板にＳ
ｉＯ2膜を形成する。次いで無電界メッキや全面スパッ
タリング後のドライエッチング等で、Ｐｔ等の電極パタ
ーンとヒータパターンを形成する。この後フォトレジス
トを塗布する。この状態を図３に示す。図において、２
はＳｉ基板、４はＳｉＯ2膜、６はＰｔのヒータパター
ン、８はＰｔの電極パターン、１０はフォトレジストで
ある。フォトレジスト１０をプリベークした後に露光
し、現像して感ガスパターン９を形成する。この状態を
図４に示す。現像後にポストベークし、フォトレジスト
の強度を増し、感ガスペーストの酸化第２錫ペーストを
印刷する。ペーストの種類は酸化第２錫に限らず酸化イ
ンジウムや酸化タングステン、あるいは接触燃焼式ガス
センサに用いられるＰｔ触媒添加のアルミナや、プロト
ン導電体ガスセンサに用いられるアンチモン酸、固体電
解質材料のβ−アルミナ等の任意である。この状態を図
５に示す。１２は酸化第２錫の感ガスペーストで、フォ
トレジスト１０よりも厚く盛り上がっている。また印刷
の精度はフォトレジストのパターン精度よりも低く、酸
化第２錫ペーストは感ガスパターン９よりも広がってい
る。次いで、酸化第２錫のペースト１２をラッピングす
る。ラッピングは、例えばテフロン樹脂等の粘着性の有
る板を回転させ、フォトレジスト１０よりも盛り上がっ
た部分を除くように行う。この結果、図６のように、感
ガスパターン９以外の部分のペースト１２は除かれ、か
つペースト１２の厚さはフォトレジスト１０の厚さで揃
えられる。この後、焼成を行えばフォトレジスト１０は
除去され、ペースト１２は焼結して感ガス厚膜が得られ
る。この状態を図７に示す。これらの後に、Ｓｉ基板２
をアンダーカットエッチングすれば、ＳｉＯ2のフィル
ム４が残り、アンダーカットエッチング型のガスセンサ
が得られる。なおアンダーカットエッチングは行わなく
ても良い。
【０００９】図８により、感ガスパターン９のアスペク
ト比や形状限界等を説明する。感ガスパターン９の形状
精度は、フォトレジスト１０の露光・現像の精度で定ま
り、例えば１０μｍ幅×１０μｍ長程度のものが容易に
得られる。アスペクト比は、図のｄ／ｗで与えられ、例
えば３程度までのものが得られる。この結果例えば１０
μｍ幅×１０μｍ長×３０μｍ厚や、６０μｍ幅×６０
μｍ長×１０μｍ厚の感ガスパターン９が得られる。ガ
スセンサの消費電力は、感ガスパターンの微細化により
減少するので、極めて小さな消費電力のガスセンサを得
ることができる。感ガスパターン９の厚さは、ガスセン
サの特性に大きく影響する。また厚さのばらつきは、特
性のばらつきをもたらす。実施例ではこの厚さをフォト
レジスト１０の厚さを基に定め、所望のアスペクト比、
例えば０．０１〜３程度、の感ガスパターン９を得るこ
とができる。
ト比や形状限界等を説明する。感ガスパターン９の形状
精度は、フォトレジスト１０の露光・現像の精度で定ま
り、例えば１０μｍ幅×１０μｍ長程度のものが容易に
得られる。アスペクト比は、図のｄ／ｗで与えられ、例
えば３程度までのものが得られる。この結果例えば１０
μｍ幅×１０μｍ長×３０μｍ厚や、６０μｍ幅×６０
μｍ長×１０μｍ厚の感ガスパターン９が得られる。ガ
スセンサの消費電力は、感ガスパターンの微細化により
減少するので、極めて小さな消費電力のガスセンサを得
ることができる。感ガスパターン９の厚さは、ガスセン
サの特性に大きく影響する。また厚さのばらつきは、特
性のばらつきをもたらす。実施例ではこの厚さをフォト
レジスト１０の厚さを基に定め、所望のアスペクト比、
例えば０．０１〜３程度、の感ガスパターン９を得るこ
とができる。
【００１０】実施例２ 図２により、薄膜ガスセンサの場合の製造方法を説明す
る。実施例１と同様にし、感ガスパターン９を得る。次
に図９に示すように、真空蒸着やスパッタリング、ＣＶ
Ｄ等で感ガス材料の薄膜１４を形成する。この薄膜は、
前段階の例えば金属Ｓｎの状態でも、あるいは最終状態
の例えば酸化第２錫の状態でも良い。パターン９の底部
の感ガス材料の薄膜を１６、パターン９の壁面での薄膜
を１８とすると、壁面の薄膜１８は他の部分よりも薄
い。そこで薄膜１４の厚さｔがフォトレジスト１０の厚
さｄよりも充分に小さければ、例えば数分の１以下の厚
さであれば、フォトレジスト１０を除くと薄膜１４は壁
面の部分１８で切断され、所望位置の薄膜１６のみが残
る。
る。実施例１と同様にし、感ガスパターン９を得る。次
に図９に示すように、真空蒸着やスパッタリング、ＣＶ
Ｄ等で感ガス材料の薄膜１４を形成する。この薄膜は、
前段階の例えば金属Ｓｎの状態でも、あるいは最終状態
の例えば酸化第２錫の状態でも良い。パターン９の底部
の感ガス材料の薄膜を１６、パターン９の壁面での薄膜
を１８とすると、壁面の薄膜１８は他の部分よりも薄
い。そこで薄膜１４の厚さｔがフォトレジスト１０の厚
さｄよりも充分に小さければ、例えば数分の１以下の厚
さであれば、フォトレジスト１０を除くと薄膜１４は壁
面の部分１８で切断され、所望位置の薄膜１６のみが残
る。
【００１１】このためには、例えば溶媒と超音波振動と
でフォトレジスト１０を除去する。するとこれに同時
に、不要部の薄膜１４はリフトオフされ、薄膜１６のみ
が残る。薄膜１６の厚さｔとフォトレジスト１０の厚さ
ｄの比が更に小さい時は、焼成によりフォトレジスト１
０を除去しても、不要部の薄膜１４が除去される。感ガ
スパターン９のみに薄膜１６を形成した後に、所望によ
り焼成等で薄膜１６の特性を制御し、アンダーカットエ
ッチングでＳｉ基板２を除く。
でフォトレジスト１０を除去する。するとこれに同時
に、不要部の薄膜１４はリフトオフされ、薄膜１６のみ
が残る。薄膜１６の厚さｔとフォトレジスト１０の厚さ
ｄの比が更に小さい時は、焼成によりフォトレジスト１
０を除去しても、不要部の薄膜１４が除去される。感ガ
スパターン９のみに薄膜１６を形成した後に、所望によ
り焼成等で薄膜１６の特性を制御し、アンダーカットエ
ッチングでＳｉ基板２を除く。
【００１２】
【発明の効果】この発明では、フォトレジストの精度で
定まる感ガスパターンを得ることができ、感ガスパター
ンを微細化し、ガスセンサの消費電力を減少できる。ま
た請求項１の場合、厚膜型ガスセンサの膜厚を制御しか
つ均一化することができる。
定まる感ガスパターンを得ることができ、感ガスパター
ンを微細化し、ガスセンサの消費電力を減少できる。ま
た請求項１の場合、厚膜型ガスセンサの膜厚を制御しか
つ均一化することができる。
【図１】 実施例の工程図
【図２】 第２の実施例の工程図
【図３】 実施例のフォトレジスを塗布した状態を示
す断面図
す断面図
【図４】 実施例のフォトレジス現像後の状態を示す
断面図
断面図
【図５】 実施例の感ガスペースト印刷後の状態を示
す断面図
す断面図
【図６】 実施例の感ガスペーストラッピング後の状
態を示す断面図
態を示す断面図
【図７】 実施例の感ガスペースト焼成後の状態を示
す断面図
す断面図
【図８】 実施例の感ガスペーストのアスペクト比を
示す断面図
示す断面図
【図９】 第２の実施例でのリフトオフ工程を示す断
面図
面図
２ Ｓｉ基板 ４ ＳｉＯ2膜 ６ ヒータパターン ８ 電極パターン ９ 感ガスパターン １０ フォトレジスト １２ 感ガスペースト
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上にフォトレジストを塗布現像し
て、感ガスパターンを形成する工程と、 感ガスパターンに感ガス材料のペーストを塗布し、パタ
ーンを充填する工程と、 充填した感ガスペーストをラッピングし、パターン以外
の部分の感ガスペーストを除去すると共に、パターン部
での感ガスペーストの厚さをフォトレジストの厚さを基
準に揃える工程と、 感ガスペーストを焼成し感ガス膜を形成すると共に、フ
ォトレジストを除去する工程とを設けた、ガスセンサの
製造方法。 - 【請求項２】 基板上にフォトレジストを塗布現像し
て、感ガスパターンを形成する工程と、 感ガスパターンに感ガス材料の薄膜を形成する工程と、 フォトレジストを除去して、感ガスパターン以外の部分
での感ガス材料の薄膜を除去する工程とを設けた、ガス
センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3192518A JP3050652B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | ガスセンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3192518A JP3050652B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | ガスセンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587763A JPH0587763A (ja) | 1993-04-06 |
| JP3050652B2 true JP3050652B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=16292620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3192518A Expired - Fee Related JP3050652B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | ガスセンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3050652B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6096515B2 (ja) | 2013-01-15 | 2017-03-15 | 株式会社アドテックエンジニアリング | Ｉｔｏパターン露光装置 |
| JP6203507B2 (ja) * | 2013-03-07 | 2017-09-27 | 富士電機株式会社 | 多孔構造体の製造方法 |
| EP4016065A1 (en) * | 2020-12-21 | 2022-06-22 | Infineon Technologies AG | Method for manufacturing an electronic component |
| CN114014257B (zh) * | 2021-10-25 | 2025-07-01 | 华中科技大学 | 一种硅基mems气体传感器芯片的制备方法及应用 |
-
1991
- 1991-07-05 JP JP3192518A patent/JP3050652B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0587763A (ja) | 1993-04-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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