(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系から成る複合金属酸化物を用いた半導体ガスセンサにおいて、前記複合金属酸化物が［図１］中の組成領域ＡＢＣＤで囲まれた成分組成から成り、塩素ガスに対して抵抗増加を示すことを特徴とする半導体ガスセンサ。
【請求項２】
ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系から成る複合金属酸化物を用いた半導体ガスセンサにおいて、前記複合金属酸化物が［図１］中の組成領域ＥＦＧＨで囲まれた成分組成から成り、塩素ガスに対して抵抗増加を示すことを特徴とする半導体ガスセンサ。
【請求項３】
ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系から成る複合金属酸化物を用いた半導体ガスセンサにおいて、前記複合金属酸化物がＺｎＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系組成である２ＺｎＯ・Ｉｎ２ Ｏ３ の量がＭｇＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系組成であるＭｇＯ・Ｉｎ２ Ｏ３ に対して３０〜８５ｍｏｌ％含有して成り、塩素ガスに対して抵抗増加を示すことを特徴とする半導体ガスセンサ。
【請求項４】
ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系から成る複合金属酸化物を用いた半導体ガスセンサにおいて、前記複合金属酸化物がＺｎＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系組成である２ＺｎＯ・Ｉｎ２ Ｏ３ の量がＭｇＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系組成であるＭｇＯ・Ｉｎ２ Ｏ３ に対して４０〜８０ｍｏｌ％含有して成り、塩素ガスに対して抵抗増加を示すことを特徴とする半導体ガスセンサ。
【請求項５】
ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系から成る複合金属酸化物を用いた半導体ガスセンサにおいて、前記複合金属酸化物がＭｇＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系組成であるＭｇＯ・Ｉｎ２ Ｏ３ がＺｎＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系組成である２ＺｎＯ・Ｉｎ２ Ｏ３ に対して８０〜９０ｍｏｌ％含有して成り、オゾンガスに対して抵抗増加を示すことを特徴とする半導体ガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はガスセンサに関する。
【０００２】
【従来の方法】
現在、塩素およびフッ素ガスの検出には、紫外線吸収、化学発光並びに化学反応を利用した方法が主に用いられている。また、オゾンガスの検出には、赤外線吸収分光法や化学反応を利用した方法が主に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら、この種のガスセンサは、現在、家庭用のプロパンガス検出器等に用いられている金属酸化物（例えば、酸化錫など）を主原料に用いた半導体ガスセンサに比べると構造が複雑、かつ大型で非常に高価であるため幅広く普及するに至っていない。一方、半導体ガスセンサにおいては、主として可燃性ガスに対して検出感度があることが知られているが、塩素およびフッ素ガスに対して実用的な検出感度を示し、かつ優れたガス選択性を有するガスセンサは実現していない。そのため、各種建築物、産業機器、工業材料あるいは生物を有害な塩素およびフッ素ガスによる被害から守るための該ガス検知用もしくは計測用として、または各種化学製品の製造・合成プロセスにおいて主に、もしくは副次的に産する該ガスの検知用もしくは計測用として安価で高い感度と優れたガス選択性を持つ塩素およびフッ素ガスセンサの実現が切望されている。一方、オゾンガスに対して実用的な検出感度を示し、かつ優れたガス選択性を有する半導体ガスセンサもまた実現していない。そのため、各種化学製品・医薬品ならびに食品の製造・合成プロセスや上下水道施設における殺菌・衛生管理等において主に使用される該ガスの検知用あるいは計測用として、または地球上に生息するすべての生物を有害な紫外線から守る効果がある大気中のオゾン層の監視モニター用として安価で高い感度と優れたガス選択性を持つオゾンガスセンサの実現が切望されている。本発明は、構造が簡単で、安全に、安価に、かつ、容易に製造でき、塩素、フッ素およびオゾンガスに対し、高い感度と優れたガス選択性を示す半導体ガスセンサを提供することを目的とする。
【０００４】
【問題を解決するための手段】
上述の問題を解決するために、
請求項１に記載の発明の半導体ガスセンサは、ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系から成る複合金属酸化物を用いた半導体ガスセンサにおいて、前記複合金属酸化物が［図１］中の組成領域ＡＢＣＤで囲まれた成分組成から成り、塩素ガスに対して抵抗増加を示すことを特徴とする。
請求項２に記載の発明の半導体ガスセンサは、ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系から成る複合金属酸化物を用いた半導体ガスセンサにおいて、前記複合金属酸化物が［図１］中の組成領域ＥＦＧＨで囲まれた成分組成から成り、塩素ガスに対して抵抗増加を示すことを特徴とする。
請求項３に記載の発明の半導体ガスセンサは、ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系から成る複合金属酸化物を用いた半導体ガスセンサにおいて、前記複合金属酸化物がＺｎＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系組成である２ＺｎＯ・Ｉｎ２ Ｏ３ の量がＭｇＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系組成であるＭｇＯ・Ｉｎ２ Ｏ３ に対して３０〜８５ｍｏｌ％含有して成り、塩素ガスに対して抵抗増加を示すことを特徴とする。
請求項４に記載の発明の半導体ガスセンサは、ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系から成る複合金属酸化物を用いた半導体ガスセンサにおいて、前記複合金属酸化物がＺｎＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系組成である２ＺｎＯ・Ｉｎ２ Ｏ３ の量がＭｇＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系組成であるＭｇＯ・Ｉｎ２ Ｏ３ に対して４０〜８０ｍｏｌ％含有して成り、塩素ガスに対して抵抗増加を示すことを特徴とする。
請求項５に記載の発明の半導体ガスセンサは、ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系から成る複合金属酸化物を用いた半導体ガスセンサにおいて、前記複合金属酸化物がＭｇＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系組成であるＭｇＯ・Ｉｎ２ Ｏ３ がＺｎＯ−Ｉｎ２ Ｏ３ 系組成である２ＺｎＯ・Ｉｎ２ Ｏ３ に対して８０〜９０ｍｏｌ％含有して成り、オゾンガスに対して抵抗増加を示すことを特徴とする。
【図１】
【０００５】
【作用】
本発明に成る半導体ガスセンサは、塩素、フッ素およびオゾンガスの接触に対して電気抵抗が著しく増大する。一方、他のガス、例えば、水素、メタン、ヘキサン、ブタンあるいはプロパン等の可燃性ガス、またはアセトンやアルコール等の有機揮発性ガスに対しては、逆に抵抗の減少を示す。また、塩素、フッ素およびオゾンガスの接触に対して最も顕著な電気抵抗の増大を示す該複合金属酸化物の組成がそれぞれ異なるという特徴を有する。したがって、本発明に成る該ガスセンサはセンサの抵抗値の増減によりガスの種類を識別可能な極めて優れたガス選択性を有するのみならず、該複合金属酸化物の組成を制御することにより、センサのガス選択性を制御できるという特徴を持つ。本発明に成る該ガスセンサで採用した、酸化インジウムをベースとしたＩＩ族元素を含む、例えばＭｇＯ−Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ−Ｉｎ２Ｏ３、あるいはＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｉｎ２Ｏ３系複合金属酸化物は、真性格子欠陥に起因すると考えられる自由電子による導電性を有している。空気中で２００〜４００℃程度に加熱された該酸化物表面には大気中の酸素ガスが吸着して、電子トラップとして機能し、該酸化物の抵抗を増加させる。このような状態の該酸化物表面が塩素、フッ素もしくはオゾンガスに曝されると、塩素、フッ素もしくはオゾンが分解することにより生成する極めて強い酸化作用を有する原子状酸素が、激しく吸着して電子トラップとして機能し、該酸化物中の自由電子密度を減少させるため、著しく高抵抗化するという顕著な作用効果が認められた。一方、可燃性ガスに曝された場合では、該ガスの還元作用により該酸化物表面に吸着した酸素を脱着させるため、抵抗が減少する。該酸化物表面に吸着した塩素もしくはフッ素は、空気中の水分等と結合し、それぞれＨＣｌもしくはＨＦガスの形で脱着し、また、吸着した原子状酸素は、空気中の水分等と結合し、Ｈ２Ｏの形で脱着して、電子トラップとしての機能が低下することにより初期状態に戻る。
しかし、再び塩素、フッ素もしくはオゾンガスが分解することにより生成する原子状酸素が吸着すると電子トラップとしての機能が高まり、上述のプロセスを繰り返す。該酸化物に成分元素以外の、少なくとも１種の元素、例えばＡｌ、Ｇａ、Ｓｎ、ＰｔあるいはＰｄ等を添加することは、表面での分解反応の促進あるいは粒界表面の活性化や、また非晶質化に寄与し、それらの効果に加え、表面活性化の作用のため塩素もしくは原子状酸素が吸着機能が顕著になると考えられる。上述したこれらの作用効果は、塩素およびフッ素ガスに対しては、［図１］の組成領域ＡＢＣＤ、好ましくはＥＦＧＨで囲まれた成分を有する該複合金属酸化物の中でも、特に、ＺｎＯ−Ｉｎ２Ｏ３系組成である２ＺｎＯ・Ｉｎ２Ｏ３の量がＭｇＯ−Ｉｎ２Ｏ３系組成であるＭｇＯ・Ｉｎ２Ｏ３に対して３０〜８５、好ましくは４０〜８０ｍｏｌ％含有して成る該複合金属酸化物において顕著であった。一方、オゾンガスに対しては特に、ＭｇＯ−Ｉｎ２Ｏ３系組成であるＭｇＯ・Ｉｎ２Ｏ３がＺｎＯ−Ｉｎ２Ｏ３系組成である２ＺｎＯ・Ｉｎ２Ｏ３に対して７０〜９５、好ましくは８０〜９０ｍｏｌ％含有して成る該複合金属酸化物において顕著であった。即ち、上述の組成に対応する該複合金属酸化物の金属元素組成比の範囲ＡＢＣＤ、好ましくはＥＦＧＨで作用効果が顕著であった。以下に本発明を実施例により説明する。
【０００６】
【実施例１】
ＭｇＯおよびＩｎ２Ｏ３を原料として用い、Ｉｎ２Ｏ３原子に対して約５０ｍｏｌ％のＭｇＯを含有するように両者の粉末を混合し、それをアルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中１０００℃にて焼成し、［図１］の組成１に示される酸化インジウムマグネシウム（ＭｇＯ・Ｉｎ２Ｏ３）粉末を製造する。次にＺｎＯおよびＩｎ２Ｏ３を原料として用い、Ｉｎ２Ｏ３に対して約６６．７ｍｏｌ％のＺｎＯを含有するように両者の粉末を混合し、それをＡｒガス雰囲気中１０００℃にて焼成し［同図］の組成２に示される酸化インジウム亜鉛（２ＺｎＯ・Ｉｎ２Ｏ３）粉末を作製する。該ＭｇＯ・Ｉｎ２Ｏ３粉末と該２ＺｎＯ・Ｉｎ２Ｏ３粉末を用い、２ＺｎＯ・Ｉｎ２Ｏ３粉末に対して、ＭｇＯ・Ｉｎ２Ｏ３粉末を４０ｍｏｌ％混入した混合粉末をＡｒガス雰囲気中１０００℃にて焼成して製造した［同図］の組成３に示される酸化インジウムマグネシウム亜鉛（２ＭｇＯ・６ＺｎＯ・５Ｉｎ２Ｏ３）粉末もしくは焼結体をターゲットとして用いて高周波マグネトロンスパッタ装置によりガラス基板上に複合金属酸化物薄膜２ＭｇＯ・６ＺｎＯ・５Ｉｎ２Ｏ３を形成した。尚、この薄膜の金属元素組成比は該ターゲットの組成比とほぼ同じであることがエレクトロンプローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）により確認された。また、該膜はＸ線回折測定により非晶質であることがわかった。該酸化物薄膜の抵抗率は４×１０−４Ωｃｍという低い値であった。この膜の表面にスパッタ法で金電極を形成し、ガスセンサを製作した。空気中３００℃で作動させた該ガスセンサを、約３５０ｐｐｍのメタンおよび８０ｐｐｍの塩素ガスに曝した時、該ガスセンサは、メタンガスに対しては抵抗減少を示し、塩素ガスに対しては極めて大きな抵抗増大を示した。各々の感度は＋８０％（＋は抵抗減少を示す）、−１１０００％（−は抵抗増加を示す）であった。それらの結果を［表１］に示す。さらに前述のＭｇＯ・Ｉｎ２Ｏ３（［図１］の組成１）複合金属酸化物薄膜から成るセンサや、２ＺｎＯ・Ｉｎ２Ｏ３（［図１］の組成２）複合金属酸化物薄膜から成るセンサにおいても同様の傾向が認められ、感度は塩素ガスに対する場合で、各々−１２０％、−１３０％であった。これらの結果は、本発明に係わるガスセンサが、塩素ガスに対して極めて高い感度と優れたガス選択性を持つことを示している。［図２］に塩素ガス（濃度５０、１、０．５、０．２ｐｐｍ）に対する応答特性を示す。同図から、該センサが塩素ガスに対して極めて高い感度を有し、かつ速い応答を示すことがわかる。また、［図３］には、塩素ガスに対するセンサ素子感度の塩素ガス濃度依存性を示す。塩素濃度約０．１〜５０ｐｐｍの範囲では、塩素ガス濃度の増加とともに感度は上昇した。ここで、感度は、ガスに接触させる前のセンサの抵抗値をＲＯ、ガスに接触させた後の抵抗値をＲとし、各ガスに対する感度ＳをＳ＝｛１（Ｒ０−Ｒ）／Ｒ０｝×１００％として求めた。ここで、Ｒの値がＲ０に対して増加する場合の感度Ｓは負、減少する場合のそれを正として表記した。一方、該ガスセンサをフッ素ガスに曝した場合は、塩素ガスに曝した場合とほぼ同様なガス検出特性が得られた。
0003857384.tif 000002
【図２】
【図３】
【０００７】
【実施例２】
ＭｇＯ、ＺｎＯおよびＩｎ２Ｏ３をそれぞれ２０、５０および３０ｍｏｌ％含有するように均一に混合し、それらをアルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中１０００℃にて焼成し［図１］の組成４で示される酸化インジウムマグネシウム亜鉛（２ＭｇＯ・５ＺｎＯ・３Ｉｎ２Ｏ３）粉末を作製する。次に該粉末をターゲットとして用いて高周波マグネトロンスパッタ装置によりガラス基板上に２ＭｇＯ・５ＺｎＯ・３Ｉｎ２Ｏ３複合金属酸化物膜を形成した。尚、この膜の金属組成比は該ターゲット金属組成比とほぼ同じであることがＥＰＭＡにより確認された。該酸化物膜の抵抗率は約９×１０−４Ωｃｍという低い値であった。この膜の表面にスパッタ法で金電極を形成し、ガスセンサを作製した。空気中、３００℃で作動させた該センサに、約３５０ｐｐｍのメタンガスおよび８０ｐｐｍの塩素ガスを接触させたときのメタンおよび塩素ガスに対する感度を［表２］に示す。ガスの接触に対し、該センサは、メタンガスに対しては抵抗減少を示し、塩素ガスに対しては大きな抵抗増大を示した。これらの結果は、前記実施例同様、本発明に成るガスセンサが、塩素ガスに対して高い感度と優れたガス選択性を持つことを示している。一方、該ガスセンサをフッ素ガスに曝した場合は、塩素ガスに曝した場合とほぼ同様なガス検出特性が得られた。
0003857384.tif 000003
【０００８】
【実施例３】
ＭｇＯ、ＺｎＯおよびＩｎ２Ｏ３を、それぞれ３０、５０および２０ｍｏｌ％含有するように均一に混合し、Ａｒガス雰囲気中１０００℃で焼成し、［図１］の組成５で示される酸化マグネシウムインジウム亜鉛（３ＭｇＯ・５ＺｎＯ・２Ｉｎ２Ｏ３）粉末を作製した。該粉末をターゲットとして用いて高周波マグネトロンスパッタ装置によりガラス基板上に３ＭｇＯ・５ＺｎＯ・２Ｉｎ２Ｏ３複合金属酸化物膜を形成した。この膜の金属組成比は該ターゲットの金属組成比とほぼ同じであることがＥＰＭＡにより確認された。該複合金属酸化物膜の抵抗率は２×１Ｏ−３Ωｃｍ程度であった。この素子を空気中約３００℃で作動させ、約３００ｐｐｍの各種被検ガスに曝したところ、［表３］に示すように該センサは塩素ガスに対して顕著な抵抗増大を示し、他のガス、例えば水素、メタン、ブタン、メタノール等の可燃性ガスに対しては抵抗減少を呈し、優れたガス選択性を持つことがわかった。一方、該ガスセンサをフッ素ガスに曝した場合は、塩素ガスに曝した場合とほぼ同様なガス検出特性が得られた。
0003857384.tif 000004
【０００９】
【実施例４】
前述した［図１］の組成３と同じ組成の酸化インジウムマグネシウム亜鉛（２ＭｇＯ・６ＺｎＯ・５Ｉｎ２Ｏ３）粉末をターゲットとし、レーザアブレーション法を用いて作製した２ＭｇＯ・６ＺｎＯ・５Ｉｎ２Ｏ３非晶質複合金属酸化物膜から成るセンサ素子を作製した。該酸化物膜の抵抗率は５．５×１０−４Ωｃｍ程度であった。この素子を空気中約３５０℃で作動させ、約８０ｐｐｍの塩素ガスおよび約３００ｐｐｍの実施例３で述べた可燃性ガスに曝したところ、該センサは塩素ガスに対して顕著な抵抗増大を示し、他のガスに対しては抵抗減少を示すという感度特性を呈し、前記同様高い感度と優れたガス選択性を持つことが明かになった。尚、塩素に対する感度は−１９００％であった。また、他の可燃性ガスに対する感度は前記実施例３とほぼ同様であり、フッ素ガスに対するガス検出特性は塩素ガスの場合とほぼ同様であった。
【００１０】
【実施例５】
ＭｇＯ、ＺｎＯおよびＩｎ２Ｏ３をそれぞれ２０、５０および３０ｍｏｌ％含有するように均一に混合し、Ａｒガス雰囲気中１０００℃で焼成し、［図１］の組成４で示される酸化マグネシウムインジウム亜鉛から成る複合金属酸化物粉末を作製した。該粉末にポリビニルブチラール（ＰＶＢ），ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、トルエン、エタノールを９：４：５２：３５の比率で添加、混合し、粉砕後スラリーを作製した。これを用いて外形２×５×１０ｍｍの大きさに焼結したセラミックセンサを作製した。該セラミックの抵抗率は２×１０−３Ωｃｍ程度であった。この素子を空気中約２７５℃に加熱保持し、約３００ｐｐｍの塩素ガスに曝したところ、該センサは塩素ガスに対して−１０２０％という顕著な抵抗増加を示し、他のガス、例えば可燃性ガスに対しては抵抗減少を示すという前記同様の結果が得られ、優れたガス選択性を持つことがわかった。尚、該複合金属酸化物に約２．０％のＧａを少量添加して作製したセンサでは、塩素に対する感度が上記の約２倍に達した。添加元素としてＡｌ、Ｓｎ、ＰｔあるいはＰｄを添加した場合でもＧａの場合とほぼ同様の結果が得られた。またフッ素ガスに対するガス検出特性は塩素ガスの場合とほぼ同様であった。
【００１１】
【実施例６】
ＭｇＯおよびＩｎ２Ｏ３を原料として用い、Ｉｎ２Ｏ３原子に対して約５０ｍｏｌ％のＭｇＯを含有するように両者の粉末を混合し、それをアルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中１０００℃にて焼成し、［図１］の組成６に示される酸化インジウムマグネシウム（ＭｇＯ・Ｉｎ２Ｏ３）粉末を製造する。次にＺｎＯおよびＩｎ２Ｏ３を原料として用い、Ｉｎ２Ｏ３に対して約６６．７ｍｏｌ％のＺｎＯを含有するように両者の粉末を混合し、それをＡｒガス雰囲気中１０００℃にて焼成し［同図］の組成２に示される酸化インジウム亜鉛（２ＺｎＯ・Ｉｎ２Ｏ３）粉末を作製する。該ＭｇＯ・Ｉｎ２Ｏ３粉末と該２ＺｎＯ・Ｉｎ２Ｏ３粉末を用い、２ＺｎＯ・Ｉｎ２Ｏ３粉末に対してＭｇＯ・Ｉｎ２Ｏ３粉末を８０ｍｏｌ％混入した混合粉末をＡｒガス雰囲気中１０００℃にて焼成して製造した［同図］の組成６に示される酸化インジウムマグネシウム亜鉛（４ＭｇＯ・２ＺｎＯ・５Ｉｎ２Ｏ３）粉末もしくは焼結体をターゲットとして用いて高周波マグネトロンスパッタ装置によりガラス基板上に複合金属酸化物薄膜４ＭｇＯ・２ＺｎＯ・５Ｉｎ２Ｏ３を形成した。尚、この薄膜の金属元素組成比は該ターゲットの組成比とほぼ同じであることがエレクトロンプローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）により確認された。また、該膜はＸ線回折測定により非晶質であることがわかった。該酸化物薄膜の抵抗率は９×１０−４Ωｃｍという低い値であった。この膜の表面にスパッタ法で金電極を形成し、ガスセンサを製作した。空気中２７５℃で作動させた該センサを、約１ｐｐｍのオゾンガスに曝した時、該センサは、極めて大きな抵抗増大を示し、その感度は約−３００％であった。それらの結果を［表１］に示す。さらに前述のＭｇＯ・Ｉｎ２Ｏ３（［図１］の組成１）複合金属酸化物薄膜から成るセンサにおいても同様の傾向が認められ、約１ｐｐｍのオゾンガスに曝した時、感度は−２００％であった。これらの結果は、本発明に係わるガスセンサが、オゾンガスに対して極めて高い感度と優れたガス選択性を持つことを示している。［図４］には、オゾンガスに対するセンサ素子感度のオゾンガス濃度依存性を示す。オゾンガス濃度約０．５〜５ｐｐｍの範囲では、塩素ガス濃度の増加とともに感度は上昇した。
0003857384.tif 000005
【図４】
【００１２】
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。前述したように、各種の公知の合成法や製造法を利用してもほぼ同様の結果が得られる。
【発明の効果】
本発明に成る該ガスセンサは、亜鉛、マグネシウム、インジウムを含む酸化物を主原料として作製できるため、取り扱いが安全、容易で、構造が簡単しかも安価に製造できるという特徴を有する。さらに、本発明による該ガスセンサは、組成を制御することにより塩素、フッ素およびオゾンガスに対して極めて大きな抵抗増加を示し、他のガスに対しては逆に抵抗減少を示すという従来にない優れたガス選択性を有する。該ガスセンサを用いることにより、各種建築物、産業機器、工業材料あるいは生物を有害な塩素およびフッ素ガスによる被害から守るための該ガス検知用もしくは計測用として、または各種化学製品の製造・合成プロセスにおいて主に、もしくは副次的に産する該ガスの検知用もしくは計測用として顕著な効果を有する塩素およびフッ素ガスセンサとして、また、各種化学製品・医薬品ならびに食品の製造・合成プロセスや上下水道施設における殺菌・衛生管理等において主に使用されるオゾンガスの検知用あるいは計測用として、または地球上に生息するすべての生物を有害な紫外線から守る効果がある大気中のオゾン層の監視モニター用として顕著な効果を有するオゾンガスセンサとして、本発明に成る複合金属酸化物を用いた半導体ガスセンサが最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｉｎ２Ｏ３系複合金属酸化物の組成図（ｍｏｌ％表示）。
【符号の説明】
Ａ・・・８０．０ＺｎＯ・２０．０Ｉｎ２Ｏ３
Ｂ・・・６５．０ＭｇＯ・３５．０Ｉｎ２Ｏ３
Ｃ・・・３５．０ＭｇＯ・６５．０Ｉｎ２Ｏ３
Ｄ・・・２０．０ＺｎＯ・８０．０Ｉｎ２Ｏ３
Ｅ・・・７５．０ＺｎＯ・２５．０Ｉｎ２Ｏ３
Ｆ・・・５５．０ＭｇＯ・４５．０Ｉｎ２Ｏ３
Ｇ・・・４５．０ＭｇＯ・５５．０Ｉｎ２Ｏ３
Ｈ・・・４０．０ＺｎＯ・６０．０Ｉｎ２Ｏ３
１・・・５０．０ＭｇＯ・５０．０Ｉｎ２Ｏ３
２・・・６６．７ＺｎＯ・３３．３Ｉｎ２Ｏ３
３・・・１５．０ＭｇＯ・４８．０ＺｎＯ・３７．０Ｉｎ２Ｏ３
４・・・２０．０ＭｇＯ・５０．０ＺｎＯ・３０．０Ｉｎ２Ｏ３
５・・・３０．０ＭｇＯ・５０．０ＺｎＯ・２０．０Ｉｎ２Ｏ３
６・・・４７．０ＭｇＯ・１６．０ＺｎＯ・３７．０Ｉｎ２Ｏ３
【図２】  ２ＭｇＯ・６ＺｎＯ・５Ｉｎ２Ｏ３組成を有する複合金属酸化物薄膜センサの塩素ガスに対する応答特性。
【符号の説明】
７・・・濃度５０ｐｐｍ          ８・・・濃度１．０ｐｐｍ
９・・・濃度０．５ｐｐｍ        １０・・・濃度０．２ｐｐｍ
【図３】  ２ＭｇＯ・６ＺｎＯ・５Ｉｎ２Ｏ３組成を有する複合金属酸化物薄膜センサの塩素ガスに対する感度の塩素ガス濃度依存性。
【図４】  ４ＭｇＯ・２ＺｎＯ・５Ｉｎ２Ｏ３組成を有する複合金属酸化物薄膜センサのオゾンガスに対する感度のオゾンガス濃度依存性。
【図１】
0003857384.tif 000006
【図２】
0003857384.tif 000007
【図３】
0003857384.tif 000008
【図４】
0003857384.tif 000009