Способ получения чувствительного элемента

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»898309 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.05.80 (21) 2929579/18-25 (5l)M. Кл.

5 01 N 27/02 с присоединением заявки ¹

Гооударотаеиный комитет

СССР (23) Приоритет по делам изаоретений н открытий

Опубликовано 15.0 1,82. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 18.01.82 (53) УДК 543. .274(088 . 8) (72) Авторы изобретения

Л. М. Завьялова, Э. Е. Гутман и И. A. Мясников (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано для получения полупроводниковых чувствительных элементов при определении молекулярного кислорода в водороде.

Известен способ получения чувствительных элементов в виде полупроводниковых пленок окислов металлов путем напыления металла в вакууме с последующим его окислением (1 3 .

Однако этот способ 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 (21

Однако в связи с тем, что при повышенных температурах происходит мед— ленная диффузия атомов водорода в обь5 ем полупроводниковой пленки, наблюда ется монотонное снижение сопротивления чувствительного: элемента. Этот эффект вызывает необходимость периодического контроля начального сопротивления эле30 мента, что является нежелательным эффектом при создании серийного чувствительного элемента.

1 елью изобретения является ликвида15 ция временного дрейфа сопротивления чувствительного элемента при его работе в водородсодержаших средах.

Поставленная цель достигается тем, что по способу получения чувствительно20 го элемента для газового анализа путем нанесения тонкой полупров дниковой пленки окиси цинка на кварцевую подложку чувствительный элемент обрабатывают

3 89830 атомарным водородом в потоке водорода при рабочей температуре элемента, B процессе обработки происходит насьпцение 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 эле- ie мент в виде тонкой. полупроводниковой пленки окиси цинка, нанесенной на кварцевую подложку, электропроводность Которой регистрируют, обрабатывают атомами водорода при температуре 25@Î 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 обьем кристалла. После обработки дрейф сопротивления элемента ликвидируется.

На фиг. 1 показана зависимость сопротивления элемента к от времени 1 при калибровке чувствительного элемента в 25 водороде при различных концентрациях кислорода цо обработки атомами водорода; на фиг. 2 — то же, после обработки

ВТоМВМН BoELopo0а, при этом начальное сопротивление элемента постоянно (звея 36 дочками обозначен момент подачтт кислорода, кружочками — момент выключения подачи кислорода).

На фиг. 1 и 2 цифрам соответствует следующее обьемное содержание кисло- 4 З рода, об. %: 1 — 1,9 . 10; 2 — 9,5 ° 10;

3 — 4,7 - 10; 4 — 1,9 10 4; 5 — 3,8 ° 10

9 ф

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 ок иси цинк а н а ква рц евую по дложку, отличающийсятем, что,с целью ликвидации временного дрейфа сопротивления чувствительного элемента при его работе в водородсодержащих средах, его обрабатывают атомарным водородом в потоке водорода при рабочей температуре элемента.

Источники информ ации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мясников И. А. Полупроводниковые детекторы активных частиц в физико-химических исследованиях. - "Журнал Всесоюзного химического общества им. ll. И.

Менделеева, т. 20, № 1, 1975, с. 19.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 737357, кл. С 01 В 13/00, 06.09.76 (прототип).

898309

R,ко

9,0

8, 10,0

Составитель Л. Дикая "дактор М. Биткина Техред Е.Харитончик Корректор A.Ôåðeíö

Заказ 11939/60 Тираж 882 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4