多重氣體感測器及其製作方法Multi-gas sensor and method of fabricating the sensor

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

美國

專利申請案號

13/177,551

專利證號

US 8,330,169 B2

專利獲證名稱

多重氣體感測器及其製作方法Multi-gas sensor and method of fabricating the sensor

專利所屬機關 (申請機關)

國立成功大學

獲證日期

2012/12/11

技術說明

本發明之一種半導體式多重氣體感測元件將不同之觸媒金屬或金屬氧化物整合於同一磊晶結構上。磊晶結構是藉由金屬有機化學氣相沈積法或分子束磊晶成長法在絕緣基板上成長所得。感測元件是以半導體製程技術之乾式蝕刻、光學微影技術、物理性熱蒸鍍、真空濺鍍、舉離、快速熱退火等，來進行多重氣體感測元件之製作。首先利用乾式或是濕式蝕刻完成台地隔離，接著分別製作電阻式及蕭特基二極體式氣體感測器於同一磊晶結構上。電阻式氣體感測器係利用濺鍍之方式將氧化鋅沉積於半導體主動區上，接著以熱蒸鍍之方式將金(Au)對電極蒸鍍於氧化鋅薄膜上作為電性接觸。蕭特基二極體式氣體感測器則利用蒸鍍方式分別將鈦/鋁金屬蒸鍍於半導體主動區上，並以快速熱退火使金屬與半導體之間形成良好之歐姆接觸；最後將觸媒金屬（鉑、鈀或鎳等金屬）以熱蒸鍍的方式或其他金屬沈積技術沈積於半導體主動區上形成蕭特基接觸。利用觸媒金屬對氣體選擇性之不同，可以得知所通入氣體之種類以及濃度。此發明感測器之響應時間短且感測靈敏度高，可適用於醫療、大型工廠及學校相關研究單位等。如能整合微機電系統及電子元件之相關知識與技術，未來可利用具有處理感測訊號以及無線通訊之高載子移動率電晶體電路結合本氣體感測器，實現無線感測晶片之製作。 In this invention, a semiconductor-type multiple-gas sensor functionalized with different catalytic materials, including palladium, platinum, and metal oxide was proposed. The epitaxial structure was grown on an insulated substrate. For the resistor-type gas sensor, a ZnO thin film was deposited on the semiconductor active area by using sputtering process. A pair of gold electrodes were evaporated on the ZnO thin film for electrical contact. For the Schottky-diode type gas sensors, Ohmic contact was made by sequentially evaporating Ti/Al on the semiconductor active area surface, followed by rapid thermal annealing to form low-resistance Ohmic contact. Finally, Pt, Pd or Ni catalytic metals were deposited on the semiconductor active area surface by using thermal evaporation or other deposition approaches to form Schottky contact.

備註

本部(收文號1090031211)同意該校109年5月29日成大技轉字第1095600304號函申請終止維護專利(成大)

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