메조 포러스 실리콘 기반 산화 텅스텐 가스 센서

다공성 실리콘 (PS)은 1956 년 벨 연구소 (Bell Labs) 과학자들에 의해 실리콘의 양극 처리 및 연마 공정에서 발견되었습니다. 다공성 실리콘의 형성 메카니즘은 실리콘 반도체의 표면과 HF 용액 사이의 전하 교환이다. 다공성 실리콘은 기공 크기와 다공성으로 인해 Macro-PS, Meso-PS 및 Nano-PS의 세 가지 유형으로 분류 할 수 있습니다.

다공성 실리콘 가스 센서의 원리는 다양한 가스로부터 PS의 물리적 특성의 변화를 기반으로합니다. 다공성 실리콘 표면에 가스 분자가 흡착되면 공극 내의 농축 가스로 인해 자유 캐리어의 농도가 변하거나 유전율이 변하여 전도성 또는 커패시턴스가 변화합니다.

메조 포러스 실리콘 기반 산화 텅스텐 가스 센서의 준비 과정은 다음과 같습니다 :

텅스텐 산화물 막 증착

1 성막 공정, 상기 기판 제조 된 메조 포러스 실리콘 샘플 홀더에 고정하고, DPS-Ⅲ 초고 진공 마그네트론 스퍼터링 피막 도금 장치를 사용하여 시작된다.

2. 스퍼터링 된 산화 텅스텐 막

3. 금속 Pt 전극의 증착

열처리 공정

스퍼터링 후의 필름은 금속성 텅스텐의 색으로 필름이 완전히 산화되지 않고 필름이 비정질 구조입니다. 완전히 산화 된 다결정 텅스텐 산화물 막은 열처리에 의해 얻어 질 수있다. 또한, 열처리는, 성막 공정에서 발생하는 내부 응력을 제거 할 수있다하여 필름의 결정 구조 및 전기적 특성의 다양한 기계적 특성 향상, 결정 구조를 재구성.

메조 포러스 실리카 WO3 가스 센서는 작동 온도는 더 낮지 만 높은 감도와 더 낮은 반응 / 회복 시간을 동시에 가질 수는 없습니다. 이것은 메조 포러스 실리콘 및 WO3 입자의 현미경 크기와 관련이있다. 도시 된 바와 같이, 연결 구멍 WO3의 결정 중세 공성 실리카 입자를 초래할 것이다 약 70 나노 미터의 소둔 후의 실리콘 30 ㎚ 이하의 메조 기공의 기공 크기 및 WO3 입경. WO3 층이 더 얇을 때, 열처리 된 입자는 공극에 채워지지 않고 서서히 중형 다공성 실리콘 표면을 덮기 시작한다. 한편,이 구조는 가스의 확산에 불리 할뿐만 아니라 가스 센서의 비 표면적을 감소시킨다.