Abstract
New formation technique of metal oxide sensing film was proposed m this paper. Silicon wafer with Pt electrodes was used as a substrate for depositing metal Sn film. Metal Sn was deposited in the state of not continuous film but only island state. The samples were prepared to obtain the optimal condition of metal Sn deposition. The resistances of deposited Sn onto Pt electrodes amounted to $1\;k{\Omega}$, $5\;k{\Omega}$, $10\;k{\Omega}$ and $50\;k{\Omega}$, respectively. Also The sample with $1,500\;{\AA}$ thickness of Sn was prepared m order to compare sensing properties between conventional type and proposing type. After deposition of metal Sn, $SnO_2$ was formed by thermal oxidation method for 3 hrs. in $O_2$ ambient at $700^{\circ}C$. Surface morphology, crystal structure and surface roughness of oxidized-sensing film were examined by SEM, XRD, and AFM, respectively. From the results of these analyses, the optimal deposition condition of Sn was that the Pt electrode resistance became $10\;k{\Omega}(300\;{\AA})$. Also, the sensing characteristics of fabricated sensing film for various concentrations of butane, propane and carbon monoxide gases were measured at he operating temperatures of $250^{\circ}C$, $300^{\circ}C$ and $350^{\circ}C$, respectively. Although catalyst as not added to the sensing film, it has exhibited the high sensitivity to all the test gases.
본 논문에서는 새로운 방식의 금속 산화물 감지막의 형성 기술에 대해서 제안을 하였다. Sn 증착을 위해 사용된 기판은 Pt 전극을 가진 실리콘 웨이퍼를 이용하였다. 증착 방식은 금속 Sn이 연속적인 막이 아닌 island로만 형성된 상태로 하였다. 제안된 방식의 최적의 Sn 증착 조건을 구하기위해 Pt 전극간의 저항이 $1\;k{\Omega}$, $5\;k{\Omega}$, $10\;k{\Omega}$ 및 $50\;k{\Omega}$이 되도록 Sn을 증착하여 시료를 제작하였다. 또한 일반적인 방식과 새롭게 제안된 방식의 시료를 비교하기 위해서 Sn 막의 두께가 $1,500\;{\AA}$인 시료를 준비하였다. 이것들을 $700^{\circ}C$의 산소분위기에서 3시간 동안 산화를 하여 $SnO_2$를 형성하였다. 산화물 감지막들의 특성 평가를 위해서 SEM, XRD 및 AFM을 이용하였다. 분석을 통하여 $10\;k{\Omega}$의 시료($300\;{\AA}$)가 최적의 감지막 증착 조건임을 알았다. 또한 제조된 감지막을 다양한 농도의 부탄, 프로판 및 일산화탄소에 대해서 동작온도 $250^{\circ}C$, $300^{\circ}C$ 및 $350^{\circ}C$의 경우에 대해서 측정하였다. 그 결과 촉매를 첨가하지 않았음에도 불구하고 모든 가스에 대한 높은 감도 특성을 나타내었다.
