Создание газовых сенсоров на основе тонких пленок диоксида олова
Диссертация
Состав пленок, получаемых при реактивном магнетронном распылении олова, определяется скоростью подачи в реакционную камеру газовой смеси (при ее неизменном составе10% кислорода в аргоне) и может варьироваться от Sn до Sn02. На зависимости напряжения разряда от давления газовой смеси наблюдается минимум, который соответствует точке перехода от пленок близких к металлическим к пленкам близким… Читать ещё >
Список литературы
- Seiyama Т. Chemical Senor Technology. Vol.2. Tokyo Kodansha Ltd, 1989. 283 p.
- Moseley T.S., Tofield B.C. Solid State Gas Sensors. Bristol Adam Hilger, 1987. 245 p.
- Taguchi N. Gas Sensor / Jape Patent. 1974. N 45−3820.
- Датчики измерительных систем. T.2 / Ж. Аш, П. Андре, Дж. Беафронт и др. Пер. с франц. М.: Мир, 1992.
- Биосенсоры. Основы и приложения / Под ред. Тернер Э., Карубе И., Уилсон Дж. М.: Мир, 1992. 590 с.
- Seiama Т., Kato A., Fujuishi К. A New Detector for Gaseous Components Using Semiconductive Thin Films // Analit. Chem. 1962. Vol.34. P.1502−1503.
- Barson N., Tomescu A. Calibration procedure for Sn02 based gas sensors // Thin solid films. 1959. Vol.259. P.91−95.
- Gopel W., Shierbaum K.D. Sn02 sensors: current status and future prospects // Sens, and Act. 1995. V. B 26−27. P. 1−129. Патент США 2 564 709. 1951.
- Патент США 2 564 946. 1951. «
- Панкратов Е.М., Рюмин В. П., Щелкина Н. П. Технология полупроводниковых слоев двуокиси олова. М.: Энергия, 1969. 56 с.
- Meixner Н., Lampe U. Metal Oxide Sensors // Sensors and Actuators B. 33. 1996. P. 198−202.
- Рабинович B.A., Хавин З. Я. Краткий.химический справочник. Изд. 2, Л.: Химия, 1978. 392 с.
- Popova L.I., Michailov M.G., Georguiev V.K. Structure and morphology of thin Sn02 films // Thin Solid Films. 1990. Vol. 186. P.107−112.
- Физико-химические свойства полупроводниковых веществ: Справочник. Под ред. Самсонова А. А. М.: Наука, 1978. 390 с.
- Electronic Conduction in Oxides / N. Tsuda, К. Nasu, A. Yanase, К Siratori. Springer-Verlag, 1991.
- Rekas M., Szklarski Z. Defect chemistry of antimony doped Sn02 thin films // Bull. Polish Academy Sci. Chem. 1996. Vol. 44, № 3. P. 155−177.
- Nagasawa M., Shionoya S. Weak Field Magnetoresistence in Sn02 Single Crystals//J. Phys. Chem. Solids. 1968. Vol. 29, № 11. P. 1959−1972.
- Jarzebski Z.M., Marton J.P. Physical Properties of Sn02 Materials: 3. Optical Properties //J. Electochem. Soc. 1976. Vol. 123, № 10. P. 333−346.
- Милославский B.K., Лященко С. П. Оптические и электрические свойства тонких слоев двуокиси олова //Опт. и спектр. 1960. Т. 8, № 6. С. 868−874.
- Свистова Т.В. Физические свойства полупроводниковых пленок диоксида олова для датчиков газов: Диссертация. канд. техн. наук. Воронеж, 1999.
- Barsan N. Conduction model in gas-sensing Sn02 layers: grain-size effects and ambient atmosphere influence // Sensor and Actuators. 1994. Vol. В., № 17. P. 241−246.
- Физико-химический механизм формирования параметров газовых сенсоров на основе оксидных материалов / B.C. Гриневич, В. В. Сердюк, В. А. Смынтына, JI.H. Филевская // Журнал аналитической химии. 1990. Т. 45, Вып. 8. С. 1521−1525.
- Волькенштейн Ф.Ф. Электронные процессы на поверхности полупроводников при хемосорбции. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. 432 с.
- Давыдов С.Ю., Мошников В. А., Томаев В. В. Адсорбционные явления в поликристаллических полупроводниковых сенсорах: Учеб. пособие // СПбГЭТУ. СПб., 1998. 56 с.
- Windischmann Н., Mark P. A Model for the Operation of a Thin Film SnOx Conductance-modulation Carbon Monoxide Sensor // J. Electrochem. Soc. 126. 1979. P. 627−633.
- Gopel W. Reaction of oxygen with ZnO-ЮЮ -surfaces // J. Vac. Sci. Technol. Vol. 15.1978. P. 1298−1310.
- Gopel W., Lampe U. Influence of Defects on The electronic Structure of Zinc Oxide Surfaces // Phys. Rev. B. 22. 1980. P. 6447−6462.
- Gopel W. Charge Transfer Reactions on Semiconductor Surfaces. Festkorperprobleme XX // J. Trcusch. (Ed.) 1980. P. 177−227.
- Esser P., Feicrabend R., Gopel W. Comparative Study on the Reactivity of Polycrystalline and Single Crystal ZnO Surfaces Catalytic Oxidation of CO. Ber. Bunsenges // Phys. Chem. Vol. 85. 1981. P. 44755.
- Solid State Gas Sensors / Ed. P.T. Moseley, B.C. Tofield. The Adam Hilger Series on Sensors, Bristol, Philadelphia, 1987.
- Киселев В.Ф. Поверхностные явления в полупроводниках и диэлектриках. М.: Наука, 1970. 399 с.
- Interaction of tin oxide surface with O2, H20 and H2 / N. Yamazoe, J. Fuchigami, M. Kishikawa, T. Seiyama // Surface Sci. 1979. Vol. 86. P. 335−344.
- Chang S.C. Sensing mechanism of thin film tin oxide // Proc. 1st Meet. Chemical Sensors. Japan, Fukuoka, 1983. P. 78−83.
- Kohl D. Surface processes in the detection of reducing gases with Sn02-based devices// Sensor and Actuators. 1989. Vol. 18. P. 71−114.
- Хюбнер Х.П., Обермайер Э. Газовые сенсоры на базе металлооксидных полупроводников. 1993.
- Relationship between gas sensitivity and microstructure of porous Sn02 / C. Xu, J. Tamaki, N. Miura, N. Yamazoe // J. Electrochem. Soc. 1990. Vol. 58, № 12. P. 1143−1148.
- Grain size effects on gas sensitivity of porous Sn02 -based elements / C. Xu, J. Tamaki, N. Miura, N. Yamazoe // Sensor and Actuators. 1991. Vol. В., № 3. P. 147−155.
- Study on the sensing mechanism of tin oxide flammable gas sensor using the Hall effect / M. Ippommatsu, H. Ohnishi, H. Saski, T. Matsumoto // J. Appl. Phys. 1991. Vol. 69 (12), № 15. p. 8368−8374.
- Watson J., Ihokura K., Colest G.S.V. The tin dioxide gas sensor // Meas. Sci. Technol. 1993. № 4. P. 717−719.
- Hall effect measurement to calculate the conduction controlling semiconductor films of Sn02 / M.C. Horrillo, J. Gutierrez, L. Ares et al. // Sensor and Actuators. 1994. Vol. A., № 41−42. P. 619−621.
- Гаськов A.M. Синтез и исследование материалов для газовых сенсоров // Функциональные материалы и структуры для сенсорных устройств. Тезисы докладов. Новосибирск, 1999. С. 63−64.
- Ihokura Н. Sn02 -based inflammable gas sensor // Ph. D. Thesis. 1983. P. 52−57.
- Mitsudo H. Gas sensors // Ceramic. 1980. № 15. P. 339−345.
- Williams D.E. Conduction and gas response of semiconductor gas sensors. 1987. P. 72−123.
- Ulrich M., Kohl C.-D., Bunde A. Percolation model of a nanocrystalline gas sensitive layer// Thin Solid Films. № 391. 2001. P. 299−302.
- A study of the moisture effects on SnC>2 thick films by sensitivity and permittivity measurements / G. Martinelli, M.C. Carotta, L. Passari, L. Tracchi // Sensors and Actuators. B. 26−27. 1995. P. 53−55.
- Эфрос A.JI. Физика и геометрия беспорядка. М.: Наука. 1982 (Библ-ка «Квант». Вып. 19).
- Brinzari V., Korotcenkov G., Golovanov V. Factors influencing the gas sensing characteristics of tin dioxide films deposited by spray pyrolysis: understanding and possibilities of control // Thin Solid Films. № 391. 2001. P. 167−175.
- Peculiarities of SnC>2 thin film deposition by spray pyrolysis for gas sensor application / G. Korotcenkov, V. Brinzari, J. Schwank et al. // Sensors and Actuators. B. 77. 2001. P. 244−252.
- Сафонова O.B. Синтез, микроструктура, электрофизические и сенсорные свойства нанокристаллического SnC>2, легированного Ru, Rh и Pd: Автореферат дис.. канд. хим. наук. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2002.
- Румянцева М.Н. Синтез и исследование поликристаллических пленок Sn02 (CuO- NiO) для газовых сенсоров на сероводород: Автореферат дис.. канд. хим. наук. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1996.
- Кудрявцева С.М. Синтез нанокристаллического диоксида олова для газовых сенсоров: Автореферат дис.. канд. хим. наук. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998.
- Gas-sensitive properties of nanometer-sized SnC>2 / Q. Pan, J. Xu, X. Dong, J. Zhang // Sensors and Actuators. B. 66. 2000. P. 237−239.
- Sn02 sol-gel derived thin films for integrated gas sensors / C. Cobianu,
- C. Savaniu, P. Siciliano et al. // Sensors and Actuators. B. 77. 2001. P. 496−502.
- Seidel A., Haggstom L. Characterization of rf-sputtered SnOx thin films by electron microscopy, Hall-effect measurement and Mossbauer spectrometry // J. Appl. Phys., № 68 (12), 1990.
- Susuki K., Mizuhashi M. Thin Solid Films, 1982, Vol. 97, № 2.
- Beensh-Marchwiska G. Reproducibility of properties of SnOx thin films preparated by Reactive sputtering // Electrochem. Sci. and Tech. 1985. Vol. 11. P. 271−280.
- Lalause R., Breuil P., Pijdat C. Thin films for gas sensors // Sensors and Actuators. B. 3. 1991. C. 175−182.
- Zheng J.P., Kwok H.S. Low resistivity indium tin oxide films by pulsed laser deposition // Appl. Phys. Lett. № 63 (1), 1993.
- A study on thin film gas sensor based on Sn02 prepared by pulsed laser deposition method / C.K. Kim, S.M. Choi, I.H. Noh et al. // Sensors and Actuators. B. 77. 2001. P. 463467.
- Технология.СБИС / Под. ред. С. Зи. М.: Мир, 1986. 453 с.
- Технология тонких пленок. Справочник под редакцией Л. Майссела, Р. Глэнга. В 2 т. Москва: «Советское радио», 1977. 768 с.
- Формирование структуры газочувствительных слоев диоксида олова, полученных реактивным магнетронным распылением / P.M. Вощилова, Д. П. Димитров, Н. И. Долотов и др. // Физика и техника полупроводников. Т. 29. Вып. 11. 1995. С. 1987−1993.
- Affinito J., Parson R.R./ Mechanisms of Voltage Controlled Reactive planar magnetron sputtering of Al in Ar/N2 and Ar/02 atmospheres // J. Vac. Sci. Tecnol. 1984. Vol. A2. P. 1275−1284.
- Steenbeck K., Steinbeib E., Ufert K.-D. The problem of reactive sputtering and cosputtering of elemental targets // Thin Solid Films. № 92. 1982. P. 371−380.
- Reactive Sputter Deposition: A Quantative Analysis / D.K. Hohnke,
- D.J. Schmatz, M.D. Hurley et al. // Thin Sol.Films. 1984. Vol. 118. P. 301−310.
- Modeling of reactive sputtering of compound materials / S. Berg, H-O. Blom, T. Larsson, C. Nender // J. Vac. Sci. Technol. 1987. Vol. A5. № 2. P. 202−207.
- Schiller S., Beister G., Sieber W. Reactive high rate d.c. sputtering: deposition rate, stoichiometry and features of TiOx and TiNx films with respect to the target mode//Thin Solid Films. № 111. 1984. P. 259−268.
- J.B.A.D. van Zon, J.C.N. Rijpers Experimental and calculated radial pressuregradients in reactive sputter processes // J. Vac. Sci. Technol. A7 (2), Mar.-Apr. 1989. P. 144−150.
- Ni, In and Sb implanted Pt and V catalysed thin-film Sn02 gas sensors / G. Sulz, G. Kuhner, H. Reiter et al. // Sensors and Actuators. B, № 15−16. 1993. P. 390−395.
- Gas-sensor properties of Sn02 films implanted with gold and iron ions / K. Nomura, H. Shiozawa, T. Takada et al. // Journ. of Mater. Sci. Material in Electronics. 1997. № 8. P. 301−306.
- Гутман Э.Е. Влияние адсорбции свободных атомов и радикалов на электрофизические свойства полупроводниковых окислов металлов // Журн. физ. химии. 1984. Т. LVIII. Вып.4. С. 801−821.
- Effect of platinum distribution on the hydrogen gas sensor properties in tin• oxide thin films / T. Suzuki, T. Yamazaki, K. Takahashi, T. Yokoi // J. of Mater. Science Letters. 1989. Vol. 24. P. 2127−2131.
- Morrison S.R. Selectivity in semiconductor gas sensors // Sensors and Actuators. 1987. Vol. 12. P. 425−440.
- Matsushima S. Teraoka Y., Yamazoe N. Electronic interaction between metal additives and tin dioxide in tin dioxide-based gas sensors // J., Appl. Phys. 1988. Vol. 27. № 3. P. 1798−1802.
- Гаськов A.M., Румянцева M.H. Выбор материалов для твердотельных «t-азовых сенсоров // Неорганические материалы. 2000. № 3. С. 369−378.
- Максимова Н.К., Катаев Ю. Г., Черников Е. В. Структура, состав и свойства газочувствительных пленок Sn02, легированных платиной и скандием //Журнал физической химии. 1997. Т. 71. № 8. С. 1492−1496.
- Моррисон С. Химическая физика поверхности твердого тела. М.: Мир, 1980.488 с.
- Yamazoe N., Kurokava Y., Seiyama T. Effect of additives on semiconductor gas sensors // Sens. and Act. 1983. Vol. 4. P. 283−289.
- Roland U., Braunschweig Т., Roessner F. On the nature of spilt-over hydrogen //Journal of Molecular Catalysis. A. Chamical. 1997. Vol. 127. P. 61−84.
- Полупроводниковые сенсоры в физико-химических исследованиях / И. А. Мясников, В. Я. Сухарев, Л. Ю. Куприянов, С. А. Завьялов. М.: Наука, 1991.327 с.
- Максимович Н.П., Дышель Д. Е., Еремина Л. Э. Полупроводниковые сенсоры для контроля состава газовых сред // Журн. аналит. химии. 1990. Т. 45. № 7. С. 1312−1316.
- Сенсорные свойства по отношению к сероводороду и электропроводность поликристаллических пленок Sn02 / Б. А. Акимов, А. В. Албул, А. М. Гаськов и др. // ФТП. 1997. Т. 31. № 4. С. 400 404.
- Кисин В.В. Тонкопленочные полупроводниковые газочувствительные резисторы и устройства на их основе: Автореферат дис.. доктора техн. наук. Изд-во Саратовского ун-та, 2000.
- Galdikas A., Mironas A., Setkus A. Copper-doping level effect on sensitivity and selectivity of tin oxide thin-film gas sensor // Sens, and Act. 1995. V.B. 26• 27. P. 29−32.
- Ghiotti G., Chiorino A., Pan W.X. Surface chemistiy and electronic effects of H2 (D2) on pure Sn02 and Cr-doped Sn02 // Sens, and Act. 1993. V.B. 15−16. P. 367−371.
- Martinelli G., Carotta M.C. Influence of additives on the sensing properties of screen-printed Sn02 gas sensors // Sens, and Act. 1993. V.B. 15−16. P. 363 366.
- Pd-doped Sn02 thin films deposited by assisted ultrasonic spraying CVD forgas sensing: selectivity and effect of annealing / D. Briand, M. Labeau, J.F. Currie, G. Delabouglise // Sens, and Act. 1998. V.B. 48. P. 39502.
- De Angelis L., Minnaja N. Sensitivity and selectivity of a thin-film tin oxide gas sensor // Sens, and Act. 1991. V.B. 3. P. 197−204.
- Svcoles G., Williams G., Smith B. The effect of oxygen partial pressure on the response of tin (IV) oxide based gas sensors // J. Phys. D.: Appl. Phys. № 24. 1991. P. 633−641.
- Bismuth-doped tin oxide thin-film gas sensors / G. Sberveglieri, S. Groppelli, P. Nelli, A. Camanzi // Sens, and Act. 1991. V.B. 3. P. 183−189.
- Kim D.H., Lee S.H., Kim K.-H. Comparison of СО-gas sensing characteristics between mono- and multi-layer Pt/Sn02 thin films // Sens, and Act. 2001. V.B. 77. P. 427−431.
- Зенина М.А., Сарач О. Б. Конструктивные и технологические особенности газовых сенсоров на основе пленок Sn02 с различными добавками //
- Тезисы докладов Седьмой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (27−28 февраля 2001 г. Москва.) М.МЭИ. С. 197.
- Розанов JI.H. Вакуумные машины и установки. Л.: «Машиностроение», 1975.336 с.
- Mohan Rao G., Mohan S. Influence of oxygen partial pressure on the glow discharge characteristics during DC reactive magnetron sputtering // Vacuum. 1991. Vol. 42. № 8−9. P. 515−517.
- Реактивное магнетронное напыление на постоянном токе пленок Sn02 предназначенных для газовых сенсоров / А. С. Шипалов, A.M. Гуляев, О. Б. Мухина, О. Б. Сарач // Тезисы докладов XI конференции по физике газового разряда (Рязань, 2002.) С. 28−30.
- Макеты газовых сенсоров на основе тонких пленок Sn02 / A.M. Гуляев, Р. С. Закируллин, О. Б. Мухина, О. Б. Сарач // Тезисы докладов Международной конференции по электротехническим материалам и компонентам (2−7 октября 1995. Крым.) М. МЭИ. С. 48.
- Использование оксида олова для газовых сенсоров / A.M. Гуляев, Р. С. Закируллин, О. Б. Мухина, О. Б. Сарач // Тезисы Ш Международной конференции «Наукоемкие химические технологии» (11−15 сентября 1995. г. Тверь.) С. 132−133.
- Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах» (Москва, 4−7 декабря 2001.) М. МЭИ. С. 131−136.
- On the road to the artificial nose / M.A. Zenina, A.V. Titov, O.B. Sarach, A.M. Guljaev, O.B. Muchina, I.B. Warlashov // 2-nd Siberian Russian student workshop on EDM-2001, section I. 3−7 July. Erlagol. P. 33−35.
- Особенности технологии и свойства тонкопленочных сенсоров на основе Sn02, полученных реактивным магнетронным напылением / A.M. Гуляев, О. Б. Мухина, И. Б. Варлашов, О. Б. Сарач и др. // Сенсор. № 2. 2001. АНО «Ирисэн» (г. Подольск.) С. 10−21.
- Физика тонких пленок. Современное состояние исследований и технические применения / Под ред. Г. Хасса и Р. Э. Туна. М.: Мир, 1970. Т. IV. 439 с.
- Инструкция к пользованию. Микроинтерферометр Линника МИИ-4. Л.:ЛОМО, 1978.23 с.
- Ковтонюк Н.Ф., Концевой Ю. А. Измерение параметров полупроводниковых материалов. М.: Металлургия, 1972. 432 с.
- Уханов Ю.И. Оптические свойства полупроводников. М.: Наука, 1977. 366 с.
- Henry N.F.M., Lipson Н., Wooster W.A. The interpretation of X-ray diffraction photographs. London, 1960. 267 p.
- Русаков A.A. Рентгенография металлов. Учебник для вузов. М.: Атомиздат, 1977. 480 с.
- Sanon G., Mansingh A. Growth and characterization of tin oxide films prepared by chemical vapor deposition // Thin Solid Films. 1990. Vol.190. P. 287−301.
- Панков Ж. Оптические процессы в полупроводниках. М.: Мир, 1973.
- Бронятовский А. Электронные состояния на межзеренных границах в полупроводниках. Поликристаллические полупроводники / Под ред. Г. Харбеке /М.: Мир, 1989. С.145−174.
- Ogava Н., Nishikawa М., Abe A. Hall measurement studies and electrical conduction model of tin oxide ultrafine particle films // J. Appl. Phis. 1982. Vol. 53(6). P. 4448456.
- Закируллин Р. С. Сарач О.Б. Разработка установки для измерения стабильности газовых сенсоров // Тезисы докладов Московской студенческой научно-технической конференции «Проблемы радиоэлектроники —96» (Москва, 5−6 марта 1996.) М. МЭИ. С. 64.
- Ionescu R., Vancu A. Tomescu A. Time-dependent humidity calibration for drift corrections in electronic noses equipped with Sn02 gas sensors // Sens, and Act. 2000. V.B. 69. P. 283−286.
- Battary operated semiconductor CO sensor using pulse heating method / T. Nomura, Y. Fujimory, M. Kitora et al. // Sensors and Actuators. 1998. V.B. 52. P. 90−95.
- Surface state trapping models for Sn02-based microhotplate sensors / J. Ding, T.J. McAvoy, R.E. Cavicchi, S. Semancik // Sensors and actuators. 2001. V.B. 3930. P. l-17.