Фізико-технологічні основи одержання чутливих елементів для датчиків газів (стр. 5 из 11)
отриманий термічним окисленням, Si3N4 (50 нм) – осадженням із газової фази, шар платини (50 нм) та паладію (50 нм) напилюються через металічну маску. Щоб забезпечити нечутливість одного з МДН- транзисторів до зміни концентрації водню в середовищі, зверху палладію нанесено шар (1 мкм) металу, що не поглинає водень (Al, Ni, Cu, Au, Ag). На виході диференціальної схеми вимірюється величина зміни порогу напруги dUпор.
 | Рис.7. Диференціальный датчик водню на МДН-транзисторі: 1 —Si підложка; 2 — шар SiO2; 3 —шар Si3N4; 4 — платина; 5 — палладій; 6— мідь; 7 — срібло; 8 — спільний стік; 9 — стік первого МДН- транзистору; 10 — стік второго МДН-транзистору; 11 — охоронні кільця; 12 — нагрівник [3] |
В [5] показано приклад технології (пошарово) отримання мікродатчиків газу на основі оксиду олова без платинового датчику температури (Рис.8 а) та (Рис.8 б) з платиновим датчиком температури.
 |
| Рис. 8. (a)Мікрофотографія датчику без чутливого шару (б) фотографія скануючого електронного мікроскопу оксидного покриття [5] |
Як видно з приведених прикладів (Рис. 9, 10) отримання датчиків газу багатоетапний, технологічно складний процес, що складається з різного типу росту (осадження, напилення) структури, полірування, травлення, фотолітографії, нанесення металічних контактів. Матеріали, що використовуються при цьому та суть самих процесів досить відомі, проте велике значення мають параметри самих процесів (тиск, температура, струм, тощо та їх залежність з часом), що є вже результат досвіду виконавців і найчастіше є більш-менш секретною інформацією фірм-виробників.
 |
| Рис. 10. Схематичне зображення послідовності побудови округлого датчику. Параметри датчику: розміри мембрани 500*500 μm, Si-островки (діаметер) 300μm, опір нагрівника 125Ω, опір датчику температури 10 kΩ, еталонний резистор 3 kΩ, відстань між електродами 40 μm, довжина електродів 205 μm. a) фотолітографія b) локальна металізаія c) стартовий стан d) e) електромеханічна гравіровка f) осадження оксиду олова. [5] |
 |  |
| Рис. 11 а). Переріз (схематичний) високотемпературного датчику газу. [5] | Рис. 11 б).. Cхема детектора з Pt датчиком температури. Його геометричні параметри: розміри мембрани 500 * 500 μm, діаметер кремнієвого островка Si 300μm, опір нагрівника 200 Ω,опір датчика температури 75k Ω, опір референційного опору 10 kΩвідстань між електродами 80 μmрозміри електродів 185 μm [5] |
 | |
| Рис. 11 в). Схематичне зображення послідовності побудови датчику з платиновим датчиком температури.a) відкрита пассивація b) фотолітографія c) локальна металізаія d) стартовий стан e) локальна пассивація f) пассиваційне копіювання g) літографія другої сторони та електромеханічна гравіровка h) осадження оксиду олова. [5] | |
В таблиці 1, дано робочий діапазон датчиків газу Figaro Engineering Inc. (Японія) [4] та AppliedSensor Inc. [6], які опираються на зміні опору плівки оксиду олова при наявності газів.
Таблиця.1