JPH0458905B2 - - Google Patents
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- JPH0458905B2 JPH0458905B2 JP20667485A JP20667485A JPH0458905B2 JP H0458905 B2 JPH0458905 B2 JP H0458905B2 JP 20667485 A JP20667485 A JP 20667485A JP 20667485 A JP20667485 A JP 20667485A JP H0458905 B2 JPH0458905 B2 JP H0458905B2
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Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、シラン系ガスなどの特殊ガスを選
択的に検出できるガス検出素子とその製造方法に
関するものである。
〔従来技術〕
モノシラン(SiH4)、ジクロルシラン(SiH2
Cl2)、トリクロルシラン(SiHCl3)、ホスフイン
(PH3)、ジボラン(B2H6)やアルシン(AsH3)
など、空気などの他の気体と接触混合すると数%
の濃度で自然発火する特殊ガスを検出することが
できるガス検出素子として、本発明者は、先に特
願昭58−157931号(特開昭60−50446号)によつ
て酸化第2すず(SnO2)と白金(Pt)とオキシ
塩化アンチモン(SbOCl)を組成物としてシラン
系ガス雰囲気で後処理した金属酸化物半導体のガ
ス検出素子を、また特願昭59−98818号(特開昭
60−243548号公報)によつてSnO2とパラジウム
(Pd)とアンチモン化合物(Sb化合物)を組成物
としシラン系ガス雰囲気で後処理した金属酸化物
半導体のガス検出素子を提案している。
ところで、これら従来のガス検出素子を濃度が
10ppmのSiH4ガスにさらしたときのSN比と応答
時間は、前者のSnO2−Pt−SbOC1系ガス検出素
子ではSN比が10程度、応答時間は150〜180秒程
度であり、後者のSnO2−Pd−Sb化合物系ガス検
出素子ではSN比が5程度、応答時間は150秒前後
であるという特性を有している。
〔目的と解決手段〕
本発明は、SN比が良好で応答時間の早い、し
かも低濃度の特殊ガスを選択的に検出できるガス
検出素子とその製造方法を目的とするもので、酸
化第2スズ(SnO2)を主材、白金(Pt)とパラ
ジム(Pd)とを触媒、アンチモン化合物(Sb化
合物)を安定材としてPt/Sn=0.5〜8モル%、
Pd/Sn=0.1〜8モル%、Sb/Sn=0〜8モル
%の組成比を有し、20〜400ppmのシラン系ガス
雰囲気で処理してなる金属酸化物半導体と、この
金属酸化物半導体を200〜400℃に加熱する加熱手
段とからなることを特徴とするものである。
また、次の工程の製造方法を特徴とするもので
ある。
SnO2に塩化パラジウム(PdCl2)溶液と塩化
白金酸(H2PtCl6)溶液とをPd/Sn=0.1〜8
モル%、Pt/Sn=0.5〜8モル%となるように
加えて分散させ、乾燥する。
の試料にSb化合物をSb/Sn=0.5〜8モル
%となるように加えて混合する。
の試料に有機溶剤を加えてペースト状に
し、1対の電極が設けられた絶縁体に塗布し乾
燥する。
の素子を、600〜850℃の大気またはアンチ
モン酸化ガスの雰囲気中で5〜30分間焼成す
る。
の素子を、CVD法により20〜400ppmのシ
ラン系ガスで5〜30分間処理する。
の素子を加熱してエージングする。
〔実施例〕
以下、この発明のガス検出素子とその製造方法
について実施例により説明する。
次の製造方法により表に示す実施例2〜8のガ
ス検出素子を制作した。なお、各実施例において
ガス検出素子は8個ずつ製作した。
準備段階として、塩化パラジウム(PdCl2)に
0.2%の塩酸水溶液を加えてPdCl2溶液を作成する
とともに、塩化白金酸(H2PtCl6・6H2O)に純
水を加えてH2PtCl6溶液を作成する。
まず、酸化第2スズ(SnO2)にPdCl2溶液を
Pd/Sn=0.1〜8モル%となるように加え、さら
にH2PtCl6溶液をPt/Sn=0.5〜8モル%となる
ように加えて混合水溶液を作成する。
次に、この混合水溶液を超音波かくはん機によ
つてかくはんしてPdとPtを良く分散させる。そ
の後この分散混合水溶液を真空凍結乾燥器にセツ
トし、−40℃で急速凍結乾燥させる。
そして、この乾燥試料にオキシ塩化アンチモン
(SbOCl)をSb/Sn=0.5〜8モル%となるよう
に加え、乳鉢で約30分間混合して混合試料を得
る。
なお、実施例2〜10における各混合試料のPd,
Pt,SbとSnの組成比は表に示す通りである。
この混合試料に有機溶剤であるイソプロピルア
ルコールを加えてペースト状の混合試料とし、こ
れを1対の電極を有するアルミナ磁器管上に1対
の電極間を覆うように塗布し、その後自然乾燥す
る。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a gas detection element that can selectively detect special gases such as silane gases, and a method for manufacturing the same. [Prior art] Monosilane (SiH 4 ), dichlorosilane (SiH 2
Cl 2 ), trichlorosilane (SiHCl 3 ), phosphine (PH 3 ), diborane (B 2 H 6 ) and arsine (AsH 3 ).
etc., several percent when mixed with other gases such as air.
As a gas detection element capable of detecting a special gas that spontaneously combusts at a concentration of A metal oxide semiconductor gas detection element made of a composition of SnO 2 ), platinum (Pt), and antimony oxychloride (SbOCl) and post-treated in a silane-based gas atmosphere was also proposed in Japanese Patent Application No. 59-98818 (Japanese Patent Application No.
No. 60-243548) proposes a metal oxide semiconductor gas detection element that has a composition of SnO 2 , palladium (Pd), and an antimony compound (Sb compound) and is post-treated in a silane gas atmosphere. By the way, these conventional gas detection elements are
When exposed to 10 ppm SiH 4 gas, the former SnO 2 -Pt-SbOC1 gas detection element has an SN ratio of about 10 and a response time of about 150 to 180 seconds, while the latter SnO The 2 -Pd-Sb compound gas detection element has the characteristics of an SN ratio of about 5 and a response time of about 150 seconds. [Objectives and Solutions] The present invention aims to provide a gas detection element that has a good signal-to-noise ratio, has a quick response time, and can selectively detect low concentration special gases, and a method for manufacturing the same. (SnO 2 ) as main material, platinum (Pt) and palladium (Pd) as catalyst, antimony compound (Sb compound) as stabilizer, Pt/Sn = 0.5 to 8 mol%,
A metal oxide semiconductor having a composition ratio of Pd/Sn=0.1 to 8 mol% and Sb/Sn=0 to 8 mol% and treated in a silane gas atmosphere of 20 to 400 ppm, and this metal oxide semiconductor and heating means for heating the temperature to 200 to 400°C. Further, the present invention is characterized by a manufacturing method including the following steps. Add palladium chloride (PdCl 2 ) solution and chloroplatinic acid (H 2 PtCl 6 ) solution to SnO 2 at Pd/Sn=0.1-8.
It is added and dispersed so that Pt/Sn=0.5 to 8 mol% and dried. An Sb compound is added to the sample so that Sb/Sn=0.5 to 8 mol% and mixed. An organic solvent is added to the sample to form a paste, which is applied to an insulator provided with a pair of electrodes and dried. The device is fired for 5 to 30 minutes in air or antimony oxidation gas atmosphere at 600 to 850°C. The device is treated with 20 to 400 ppm silane gas for 5 to 30 minutes by CVD method. The device is heated and aged. [Example] Hereinafter, the gas detection element of the present invention and the manufacturing method thereof will be explained with reference to Examples. Gas detection elements of Examples 2 to 8 shown in the table were manufactured using the following manufacturing method. Note that eight gas detection elements were manufactured in each example. As a preparatory step, palladium chloride (PdCl 2 )
A 0.2% aqueous hydrochloric acid solution is added to create a PdCl 2 solution, and pure water is added to chloroplatinic acid (H 2 PtCl 6 .6H 2 O) to create an H 2 PtCl 6 solution. First, add PdCl 2 solution to stannic oxide (SnO 2 ).
A mixed aqueous solution is prepared by adding Pd/Sn=0.1 to 8 mol% and further adding H2PtCl6 solution to Pt/Sn=0.5 to 8 mol%. Next, this mixed aqueous solution is stirred using an ultrasonic stirrer to disperse Pd and Pt well. Thereafter, this dispersed mixed aqueous solution is placed in a vacuum freeze dryer and rapidly freeze-dried at -40°C. Then, antimony oxychloride (SbOCl) is added to this dry sample so that Sb/Sn=0.5 to 8 mol%, and mixed in a mortar for about 30 minutes to obtain a mixed sample. In addition, Pd of each mixed sample in Examples 2 to 10,
The composition ratios of Pt, Sb and Sn are shown in the table. Isopropyl alcohol, which is an organic solvent, is added to this mixed sample to form a paste-like mixed sample, which is applied onto an alumina porcelain tube having a pair of electrodes so as to cover between the pair of electrodes, and then air-dried.
【表】【table】
この発明によれば、特殊ガスに対してSN比が
高くかつ応答時間の早い、しかも低濃度の特殊ガ
スを選択的に検出可能なガス検出素子とその製造
方法が得られる効果がある。
According to the present invention, it is possible to obtain a gas detection element that has a high signal-to-noise ratio and a quick response time for special gases, and can selectively detect low concentration special gases, and a method for manufacturing the same.
図はSiH4ガスに対する応答特性の代表例であ
る。
The figure shows a typical example of response characteristics to SiH 4 gas.
Claims (1)
触媒、アンチモン化合物を安定剤としてPt/Sn
=0.5〜0.8モル%、Pd/Sn=0.1〜8モル%、
Sb/Sn=0.5〜8モル%の組成比を有し、25〜
400ppmのシラン系ガス雰囲気で処理されてなる
金属酸化物半導体と、上記金属酸化物半導体を
200〜400℃に加熱する加熱手段とからなることを
特徴とするガス検出素子。 2 酸化第2スズに塩化パラジウム溶液と塩化白
金酸溶液とをPd/Sn=0.1〜8モル%、Pt/Sn=
0.5〜8モル%となるように加えて分散させ、乾
燥させる第1工程と、 第1工程で作成した試料にアンチモン化合物を
Sb/Sn=0.5〜8モル%となるように加えて混合
する第2工程と、 第2工程で作成した試料に有機溶剤を加えてペ
ースト状にし、これを1対の電極が設けられた絶
縁体に塗布し乾燥させる第3工程と、第3工程で
作成した素子を、600〜850℃の大気またはアンチ
モン酸化ガスの雰囲気中で5〜30分間焼成する第
4工程と、 エージングした素子を、CVD法により20〜
400ppmシラン系ガスで5〜30分間処理する第5
工程と、 第5工程で作成した素子を加熱してエージング
する第6工程と、 からなるガス検出素子の製造方法。 3 アンチモン酸化ガス雰囲気は、三酸化アンチ
モンのモル数に換算して1×10-9〜4.5×10-8モ
ル/cm3のアンチモン化合物を600〜850℃の雰囲気
中に5〜60分間入れて作成したものである特許請
求の範囲第2項記載のガス検出素子の製造方法。[Claims] 1. Pt/Sn with stannic oxide as the main material, platinum and palladium as a catalyst, and an antimony compound as a stabilizer.
= 0.5 to 0.8 mol%, Pd/Sn = 0.1 to 8 mol%,
Sb/Sn has a composition ratio of 0.5 to 8 mol%, and 25 to
A metal oxide semiconductor treated in a 400ppm silane gas atmosphere and the above metal oxide semiconductor
A gas detection element comprising a heating means for heating to 200 to 400°C. 2. Pd/Sn=0.1-8 mol%, Pt/Sn=
The first step is adding an antimony compound to a concentration of 0.5 to 8 mol%, dispersing, and drying, and adding an antimony compound to the sample prepared in the first step.
The second step is to add and mix Sb/Sn so that it is 0.5 to 8 mol%, and the sample prepared in the second step is made into a paste by adding an organic solvent, and this is applied to an insulator with a pair of electrodes. a third step in which the element prepared in the third step is baked for 5 to 30 minutes in the air at 600 to 850°C or an atmosphere of antimony oxidation gas; and a fourth step in which the aged element is 20~ by CVD method
The fifth step is treatment with 400ppm silane gas for 5 to 30 minutes.
A method for producing a gas detection element, comprising: a sixth step of heating and aging the element produced in the fifth step. 3 The antimony oxidation gas atmosphere is created by placing an antimony compound of 1×10 -9 to 4.5×10 -8 mol/cm 3 in terms of the number of moles of antimony trioxide in an atmosphere at 600 to 850°C for 5 to 60 minutes. A method for manufacturing a gas detection element according to claim 2, wherein the gas detection element is produced.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20667485A JPS6267437A (en) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | Gas detection element and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20667485A JPS6267437A (en) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | Gas detection element and manufacture thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6267437A JPS6267437A (en) | 1987-03-27 |
| JPH0458905B2 true JPH0458905B2 (en) | 1992-09-18 |
Family
ID=16527238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20667485A Granted JPS6267437A (en) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | Gas detection element and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6267437A (en) |
-
1985
- 1985-09-20 JP JP20667485A patent/JPS6267437A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6267437A (en) | 1987-03-27 |
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