Способ получения чувствительного элемента Советский патент 1982 года по МПК G01N27/02 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

I

Изобретение относится к газовому анализ и может бытьиспользовано цля получения полугфовоцниковых чувствительных Элементов при определении молекулярного киспорода в Боцороде.

Известен способ получения чувствительных элементов в вице полупроводниковых пленок окислов металлов путем напыления металла в вакууме с последующим его окислением Ц .

Однако этотспособ не дает возможности получить чувствительный элемент , для использования его в газовом анализе.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ получения чувствительного элемента для газового анализа путем нанесения тонкой полупроводниковой пленки окиси цинка на кварцевую подложку. Использование чувствительного элемента, выполненного по этому способу, и измерение электросопротивления детектора при определении молекулярного кислорода в инертных газах и азоте стало возможным при добавке водорода С2 .

Однако в связи с тем, что при повышенных температурах происходит медленная диффузия атомов водорода в обьем полупроводниковой пленки, наблюда ется монотонное снижение сопротивления чувствительного : элемента. Этот эффект вызывает необходимость периодического контроля начального сопротивления элемента, что является нежелательным эффектом при создании серийного чувствительного элемента.

Целью изобретения является ликвидация временного дрейфа сопротивления чувствительного элемента при его работе в водородсодержащих средах.

Поставленная цель достигается тем, что по способу получения чувствительного элемента для газового анализа путем нанесения тонкой полупроводниковой пленки окиси цинка на кварцевую подложку чувствительный элемент обрабатывают 389 атомарным воцороцом в потоке водорода при рабочей темперагуре элемента. В процессе обработки происходит насыщение обьема кристалла окиси цинка атомами водорода, что вызывает выравнивание концентрации атомов водорода вблизи поверхности и в обьеме кристалла, что в итоге приводит к стабилизации сопротивления во времени. Пример. Чувствительный элемент в виде тонкой .полупроводниковой пленки окиси цинка, нанесенной на кварцевую подложку, электропроводность которой регистрируют, обрабатывают атомами водорода при температуре 25р°С. Обработку производят в потоке водорода (расход водорода 12 л/ч). До обработки атомами водорода наблюдается монотонное уменьшение сопротивления элемента за счет диффузии атомов водорода в o6be кристалла. После обработки дрЪйф сопротивления элемента ликвипируется. Hi а фиг. 1 показана зависимость сопротивления элемента R от времени t при калибровке чувствительного элемента в водороде .Ьри различных концентрациях кислорода до обработки атомами водорода; на фиг. 2 - то же, после обработки атомами водорода, при этом начальное сопротивление элемента постоянно (звездочками обозначен момент подачи кислорода, кружочками - момент выключения подачи кислорода). На фиг. 1 и 2 цифрам соответствует следующее объемное содержание кисло- . рода, об. %: I - 1,9 - iff 2 - 9,5-Ю 3 - 4,7-10V4- 1,9. 5 - 3,8-lO Предлагаемый способ выгодно отличается от известного, так как при сохранении всех положительных качеств, в частности малой инерционности работы полупроводниковой пленки и высокой точности определения кислорода, приобретается такое важное положительное качество чувствительного элемента, как стабильное начальное сопротивление элемента, что является необходимым условием создания серийного элемента для определения молекулярного кислорода в водороде. Формула изобретения Способ получения чувствительного элемента для газового анализа путем нанесения тонкой полупроводниковой пленки окиси цинка на кварцевую подложку, отличающийся тем, что, с целью ликвидации временного дрейфа conротивления чувствительного элемента При его работе в водородсодержащих срецах, его обрабатывают атомарным водородом в потоке водорода при рабочей температуре элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Мясников И. А. Полупроводниковые детекторы активных частиц в физико-химических исследованиях. - Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева, т. 20, № 1, 1975, с. 19. - свидетельство СССР № 737357, кл. С О 1 В 13/00, 06.09.76 ( прототип).

R.KUM

К.кОм

s.o

Фиг.2