| 研究概要 |
本研究では,安定性・操作性・再現性に優れ,結晶性に優れた薄膜作製技術であるPLD法をSn0_2薄膜ガスセンサ作製に応用した。さらに,Pd, Pt等の添加,ジエトキジメチルシランによる表面化学改質等を検討することにより,NOxガスや水素ガスに関する感度として100程度(3000ppm)が達成可能であることを実証し,小型で作動温度が低い高選択性・高感度半導体薄膜ガスセンサ作製技術を確立することを目的に研究を行った。その結果、以下のことがわかった。
1)現有のパルスYAGレーザ及びKrFエキシマレーザを用いたPLD置によりSnO_2薄膜作製した。作製したSnO_2薄膜の微細構造をFE-SEMやAFM等で詳しく調べた結果,Nd : YAGレーザで酸素ガス圧力が高いほど表面粗さは大きくなることが分かった。
2)Nd : YAGレーザで作製したSnO_2薄膜は,酸素ガス圧力に関わらずSnO_2(110)の結晶性が最も良かった。
3)Nd : YAGレーザで作製したSnO_2薄膜は,酸素ガス圧力上昇とともに0.31vol%H_2ガスに対するガス検出感度は増加し,PO_2=20Paで作製したセンサが最大検出感度8.1を示した。
4)パラジューム(Pd)をSnO_2薄膜に添加(ドープ)するために,スパッタリング法を併用した新しいPLDシステムを開発し,Pd添加の実験を行った。作製した薄膜のXPS分析の結果,数%のPdの添加に成功し,最大検出感度も3倍以上向上することを明らかにした。
上記の結果は、我々が新しく開発したPLDシステムにより初めて得られた結果であり,MRS2001,EACCS0lやFSE2001等の国際会議で発表した。今後は,応用物理学会誌等で報告する予定である。
来年度は本年度できなかった、Pdの添加効果等の詳細な実験・分析を行っていく予定である。
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