[其他]氧化锡薄膜气敏元件

说明书

本发明涉及具有氧化锡薄膜（有半导体特性）的气敏元件。

现在所使用的半导体气敏元件，主要是用烧结法制作的。但烧结这种制作方法，由于其工艺复杂且包含影响产品性能的种种不定因素，故采用该法制成的元件在可靠性、稳定性和耐久性等方面难以满足人们的要求。此外，用烧结法制作的产品，其尺寸有一固定下限，所以还有灵敏度低这样的缺点。因此，人们努力开发薄膜式半导体气敏元件以取代烧结式产品，但还没有开发出在实用上可以取代烧结式产品的薄膜式气敏元件。

薄膜式半导体气敏元件难于应用的理由之一是在一般情况下它探测氢气的性能虽然出色，但几乎不能感知甲烷。为此，人们提出了将硅基片氧化使其表面形成SiO₂绝缘薄膜，并在其上边掺Pt以形成SnO₂薄膜的方法（特开昭54-24094号公报）和在形成SiO₂绝缘膜的硅基片上掺P或B的方法（特开昭57-17849号公报）等等，但由于杂质原子难以均匀地掺入，故得不到预期的效果。

本发明人于上述现有技术，反复地作了各种实验和研究，结果发现：选用金属锡粉和氧化锡二者中的一种作为蒸发源材料，用物理汽相淀积（PVD）或化学汽相淀积（CVD）于特定条件下在基片表面形成一蒸发层，这时，在与气相相接触的界面，可生成具有特定晶体取向性的薄膜，而且所得到的薄膜，具有作为敏感元件的优良性能，它不仅对于氢气，且对于甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等碳化氢类、氧气等气相等气相成分均十分敏感。就是说，本发明将为人们提供下述气敏元件。

“氧化锡薄膜气敏元件的特征如下：在氧化锡薄膜气敏元件中，用CuK作为射线源、对气体探测表面的单晶取向性和结晶性作X线衍射时，设最强衍射线强度为I₁，第二、第三、第四和第五强的衍射线强度分别为I₂、I₃、I₄和I₅，那么这时，

（a）（211）面或（110）面的线强度最强，I₂/I₁≤0.6，而且I₁的半值宽度为0.58以上。或者

（b）I₁是（110）面或（101）面的线强度，I₂为（101）面或（110）面的线强度，I₂/I₁≥0.5，I₃/I₂＜0.6，I₁的半值宽度大于0.54。或者

（c）I₁为（110）面或（211）面的线强度，I₂为（101）面或（110）面的线强度，I₂/I₁≥0.5，I₃/I₂＜0.6，I₁的半值宽度在0.58以上。或者

（d）I₁、I₂和I₃分别为（110）面、（101）面和（211）中任一面上的线强度，I₃/I₁≥0.5，I₄/I₃＜0.6，I₁的半值宽度大于0.61。或者

（e）I₁、I₂、I₃和I₄分别为（110）面、（101）面、（211）面和（301）面中任一面上的线强度，I₄/I₁≥0.5，I₅/I₄＜0.6，I₁的半值宽度大于0.73。或者

（f）I₁为（301）面的线强度，I₂/I₁≤0.6，I₁的半值宽度大于0.60。或者

（g）I₁为（211）面或（301）面的线强度，I₂为（301）面或（211）面的线强度，I₂/I₁≥0.5，

I₃/I₂＜0.6，I₁的半值宽度大于0.3。”