[发明专利]MEMS型半导体式气体检测元件

说明书

本发明的MEMS型半导体式气体检测元件的特征在于，其是具有MEMS结构且对氢气进行检测的MEMS型半导体式气体检测元件1，其具备基板2、设置于基板2且将金属氧化物半导体作为主成分的气体感应部3、对气体感应部3进行加热的加热部4、具有氢选择透过性且形成于气体感应部3的外侧的非活性膜5、和形成于非活性膜5的外侧且抑制气体感应部3劣化的保护膜6。

技术领域

本发明涉及MEMS型半导体式气体检测元件。

背景技术

以往，作为气体检测器用气体检测元件，使用了例如专利文献1公开那样的线圈型半导体式气体检测元件、例如专利文献2公开那样的MEMS(Micro Electro MechanicalSystem，微机电系统)型半导体式气体检测元件。任一半导体式气体检测元件均是检测由包含金属氧化物半导体的气体感应部与检测对象气体的相互作用所产生的电阻变化从而对检测对象气体进行检测，在这一点上两者是共通的。另一方面，线圈型半导体式气体检测元件具有结构简单而容易制造这样的优点，MEMS型半导体式气体检测元件具有小型而消耗电力小这样的优点，两者在上述方面不同。

对于线圈型半导体式气体检测元件和MEMS型半导体式气体检测元件而言，为了在包含氢气、甲烷气体、乙醇等的气体检测环境气氛中精度良好地检测氢气，需要在尽量抑制由其他气体带来的影响的同时优先检测氢气这样的技术。为了这样的目的，例如，在线圈型半导体式气体检测元件中，如专利文献1公开的那样，在气体感应部的外侧设置包含二氧化硅(silica)的非活性膜。该非活性膜能够使分子尺寸小的氢气优先透过，并抑制分子尺寸大的甲烷气体、乙醇等的透过。因此，线圈型半导体式气体检测元件通过将这样的非活性膜设置于气体感应部的外侧，从而能够得到对于氢气的高灵敏度和选择性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-344342号公报

专利文献2：日本特开2014-041164号公报

发明内容

但是，对于MEMS型半导体式气体检测元件而言，与线圈型半导体式气体检测元件同样地在气体感应部的外侧设置非活性膜时，虽然对于氢气的选择性提高，但是产生对于氢气的响应恢复特性降低这样的问题。另一方面，若薄薄地形成非活性膜以抑制对于氢气的响应恢复特性的降低，则产生对于氢气的选择性降低、气体感应部容易发生劣化这样的问题。可认为这是MEMS型半导体式气体检测元件所特有的问题，起因于MEMS型半导体式气体检测元件的元件尺寸、工作条件。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供在维持氢选择性的同时抑制气体感应部劣化的MEMS型半导体式气体检测元件。

本发明的MEMS型半导体式气体检测元件的特征在于，其是具有MEMS结构且对氢气进行检测的MEMS型半导体式气体检测元件，其具备基板、设置于前述基板且将金属氧化物半导体作为主成分的气体感应部、对前述气体感应部进行加热的加热部、具有氢选择透过性且形成于前述气体感应部的外侧的非活性膜、和形成于前述非活性膜的外侧且抑制前述气体感应部劣化的保护膜。

附图说明

[图1]是本发明的一实施方式涉及的MEMS型半导体式气体检测元件的概要截面图。

[图2]是本发明的另一实施方式涉及的MEMS型半导体式气体检测元件的概要截面图。

[图3]是表示测定实施例1的MEMS型半导体式气体检测元件的相对于氢气浓度变化而言的传感器输出变化而得的结果的曲线图。

[图4]是表示测定实施例2的MEMS型半导体式气体检测元件的相对于氢气浓度变化而言的传感器输出变化而得的结果的曲线图。

[图5]是表示测定实施例3的MEMS型半导体式气体检测元件的相对于氢气浓度变化而言的传感器输出变化而得的结果的曲线图。