[发明专利]气体传感器

说明书

技术领域

本发明涉及气体传感器，例如为适用于CO₂或NH₃等气体检测的气体传感器。

背景技术

近几年，正进行着对能够检测如CO₂或NH₃等各种气体的气体传感器的研究，其中，从对气体的检测灵敏度、小型化及节能的观点考虑，例如利用碳纳米管(CNTs)的气体传感器尤其被受关注(例如，参照专利文献1及非专利文献1)。实际上，利用这种碳纳米管的气体传感器，为了检测例如作为检测对象的CO₂，具有用两种聚合物对设置在源极和漏极之间的碳纳米管进行表面化学修饰的结构。另外，该气体传感器是按照在该硅背栅上通过硅氧化膜配置有碳纳米管、且能够向硅背栅施加栅电压的方式构成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特表2007-505323号公报

非专利文献

非专利文献1：A.Star,T.R.Han,V.Joshi,J.C.P.Gabriel,G.Gruner,“Nanoelectronic Carbon Dioxide Sensors”,Advanced Materials,Vol.16,No.22,2004.

发明内容

但是，为了能够用碳纳米管检测CO₂，由上述结构构成的气体传感器需要用两种聚合物对该碳纳米管进行表面化学修饰，因此，存在其结构相应地变复杂的问题。另外，这种气体传感器虽然能够检测作为检测对象的气体，但是为了能够检测更为微量的气体，希望提高检测灵敏度。

因此，本发明是鉴于上述问题而做出的发明，其目的在于提供一种结构简单、且与现有的气体传感器相比能够提高对气体的检测灵敏度的气体传感器。

本发明的权利要求1是一种气体传感器，检测作为检测对象的气体，其特征在于，所述气体传感器包括：碳纳米管，所述碳纳米管设置在基板上的源极和漏极之间，并且源漏电流在所述碳纳米管中流动；气体吸收液体，所述气体吸收液体按照覆盖所述碳纳米管的方式配置，其中，根据因所述气体吸收液体吸收所述气体而在所述碳纳米管上产生的源漏电流的变化，检测所述气体。

另外，本发明的权利要求2是一种气体传感器，其特征在于，所述气体吸收液体与所述碳纳米管和所述基板上的栅极接触以成为栅绝缘层，因所述气体吸收液体吸收所述气体而所述栅绝缘层的状态发生变化，根据基于所述栅绝缘层的状态而产生的所述源漏电流的变化，检测所述气体。

根据本发明的权利要求1，由于因吸收气体而产生的气体吸收液体中的电荷的状态变化直接反映到碳纳米管中流动的源漏电流，因此与现有的气体传感器相比能够提高对气体的检测灵敏度。另外，没必要像现有的气体传感器一样在碳纳米管自身上进行表面化学修饰，只要将气体吸收液体按照与碳纳米管接触的方式设置即可，因此能够使其结构相应地变得简单。

另外，根据本发明的权利要求2，由于因吸收气体而产生的气体吸收液体的栅绝缘层的状态变化直接反映到碳纳米管中流动的源漏电流，因此与现有的气体传感器相比能够提高对气体的检测灵敏度。另外，没必要像现有的气体传感器一样在碳纳米管自身上进行表面化学修饰，只要将气体吸收液体按照与碳纳米管和栅极接触的方式设置即可，因此能够使其结构相应地变得简单。

附图说明

图1为示出根据本发明的气体传感器结构的立体图；

图2为示出根据本发明的气体传感器的上表面结构的概要图；

图3为示出图2中的A-A′部分的截面结构的截面图；

图4为示出图2中的B-B′部分的截面结构的截面图；

图5为用于说明双电层的概要图；

图6为示出源漏电流和栅电压之间变化的坐标图；

图7为用于气体传感器制造方法说明(1)的概要图；

图8为用于气体传感器制造方法说明(2)的概要图；

图9为用于气体传感器制造方法说明(3)的概要图；

图10为用于气体传感器制造方法说明(4)的概要图；

图11为用于气体传感器制造方法说明(5)的概要图；

图12为示出实际制造的气体传感器结构的照片；

图13为将图12的一部分进行放大的照片和示出碳纳米管详细结构的SEM照片；

图14为示出气体传感器所得到的源漏电流I_sd和栅电压V_g之间关系的坐标图；