Разработка экономичных токопроводящих контактов для газочувствительных пленочных слоев диоксида олова

Abstract

Для снижения себестоимости перспективных для широкомасштабного применения газовых датчиков на основе пленок диоксида олова за счет использования в качестве токопроводящих покрытий пленок алюминия, были проведены исследования влияния режимов работы на морфологию поверхности и кристаллическую структуру пленочных гетеросистем Al/SnO₂. Выявлено, что длительная работа гетеросистем при температурах 400 °С приводит к появлению на поверхности алюминиевой пленки, а затем и на поверхности пленочного слоя диоксида олова частиц олова с размерами до 2 мкм, которые способны нарушить свойства газочувствительные слоя. В работе рассмотрены физические механизмы выявленной межфазного взаимодействия. Предложенная конструкция газового датчика, в которой предусмотрено разграничение температур чувствительного слоя и токоведущих контактов, что позволяет использовать пленки алюминия в указанной приборной структуре.

For large-scale application of gas sensors based on tin dioxide films it is necessary to reduce the cost of such devices. This is possible by using aluminum films as conductive coatings. Therefore, the influence of the operating conditions on the surface morphology and crystal structure of Al/SnO₂ film heterosystems was investigated. It was revealed that the long-term operation of the heterosystems at 400 °С leads to the appearance of tin particles with the sizes up to 2 microns on the aluminum film surface and then on the tin dioxide surface. These particles can violate the properties of gas-sensitive layer. The physical mechanisms of the observed interfacial interaction were considered. The design of the gas sensor, which provides separation of temperatures of sensitive layer and current-carrying contacts, was proposed that allows to use aluminum films in the specified devices.