Abstract
Effects of the $Al_2$O$_3$surface protective layer, deposited on the SnO$_2$sensing layer by aerosol flame deposition (AFD) method, on the sensing properties of SnO$_2$thin film ags sensors were investigated.Effects of Pt doping to the $Al_2$O$_3$surface protective layer on the selectivity of CH$_4$ gas were also investigated. 0.3$\mu\textrm{m}$ thick SnO$_2$thin sensing layers on Pt electrodes were prepared by R.F. magnetron sputtering with R.F. power of 50 W, at working pressure of 4mTorr, and at 20$0^{\circ}C$ for 30 min. $Al_2$O$_3$surface protective layers on SnO$_2$layers were prepared by AFD using a diluted aluminum nitrade (Al(NO$_3$).9$H_2O$) solution. The sensitivity of CO gas in the SnO$_2$gas sensor with an $Al_2$O$_3$surface protective layer was significantly decreased. But that of CH$_4$gas remained almost same with pure SnO$_2$gas sensor. This result shows that the selectivity of CH$_4$gas is increased because of the $Al_2$O$_3$surface protective layer. In the case of SnO$_2$gas sensors with Pt-doped $Al_2$O$_3$surface protective layers, low sensing property to CO gas and high sensing property to CH$_4$were observed. This results in the increasing of selectivity of CH$_4$gas selectivity are discussed.
고주파 스피터 방법으로 제조된 SnO$_2$감지막 위에 에어로졸 화염 증착법으로 알루미나 표면 보호층을 증착하여 SnO$_2$박막 가스 센서의 감지 특성에 미치는 영향에 대햐여 조사하였고, 표면 보호층에 귀금속 Pt를 도핑하여 Pt의 함량이 CO 및 CH(sub)4 가스들의 선택성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. SnO$_2$박막은 R.F power 50 W, 공정 압력 4 mtorr, 기판온도 20$0^{\circ}C$에서 30분간 0.3$\mu\textrm{m}$ 두께로 Pt 전극 위에 제조하였고, 질산알루미늄(Al(NO$_3$).9$H_2O$) 용액을 희석하여 에어로졸 화염증착법으로 알루미나 표면 보호층을 만든후 $600^{\circ}C$에서 6시간동안 산소분위기에서 열처리하였다. 알루미나 표면 보호층이 증착된 SnO$_2$가스 센서소자의 경우 보호층이 없는 가스 센서와 비교하여 CO 가스에 대한 감도는 매우 감소하였으나 CH$_4$가스에 대한 감도 특성은 순수한 SnO$_2$센서 소자와 비슷하였다. 결과적으로 보호층을 이용하여 CH$_4$가스에 대한 상대적인 선택성 증가를 이룰 수 있었다. 특히 표면 보호층에 Pt가 첨가된 센서 소자의 경우 CO 가스에 대해서는 낮은 감도 특성을 나타내었으나 CH$_4$에 대한 감도는 매우 증가하여 CH$_4$가스의 선택성을 더욱 증대시킬 수 있었다. CH$_4$가스 선택성 향상에 미치는 알루미나 표면 보호층과 Pt의 역할에 대하여 고찰해 보았다.
