檢測濃度為1000ppm以上的氫氣傳感器
日期：2025-09-18 08:07
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摘要：
日立制作所開發出了在硅底板上制造的MOSFET柵電極上層疊Pt和Ti薄膜的氫氣傳感器。可在約1秒內檢測濃度為1000ppm以上的氫氣。還具有出色的耐熱和耐濕性能。利用此次試制的氫氣傳感器進行的壽命加速試驗結果表明，產品可以使用3年以上。
傳感器部分的尺寸只有2mm×2mm。晶體管工作時的閾值電壓誤差小，可對氫氣濃度做出準確的反應。為促進反應只需加熱100℃左右，與使用陶瓷等材料的傳感器相比，可在低溫下工作。由此可將耗電量降至100mW。另外，還可簡化防爆結構，使整個傳感器的尺寸減小。
硅底板上MOSFET的柵極部分采用Pt薄膜時，與采用Pd薄膜的原試制品相比，存在靈敏度低、Pt容易從絕緣膜上剝落下來等問題。雖然可以通過在Pt與絕緣膜之間涂布勢壘金屬（BarrierMetal）這一具有粘著性的材料來解決這一問題，但Pt與勢壘金屬會發生反應，導致氫氣傳感器無法工作。此次，勢壘金屬采用Ti，并改進了Pt的膜結構和制造工藝。從而開發出了柵極采用Pt且可高靈敏度反應，Pt不容易剝落的氫氣傳感器。
該技術是受日本新能源與產業技術開發機構（NEDO）的委托而研發的。日立制作所將在2008年6月23～26日于東京都千代田區舉行的“平成19年度NEDO成果報告會”上公布此次的成果。
傳感器部分的尺寸只有2mm×2mm。晶體管工作時的閾值電壓誤差小，可對氫氣濃度做出準確的反應。為促進反應只需加熱100℃左右，與使用陶瓷等材料的傳感器相比，可在低溫下工作。由此可將耗電量降至100mW。另外，還可簡化防爆結構，使整個傳感器的尺寸減小。
硅底板上MOSFET的柵極部分采用Pt薄膜時，與采用Pd薄膜的原試制品相比，存在靈敏度低、Pt容易從絕緣膜上剝落下來等問題。雖然可以通過在Pt與絕緣膜之間涂布勢壘金屬（BarrierMetal）這一具有粘著性的材料來解決這一問題，但Pt與勢壘金屬會發生反應，導致氫氣傳感器無法工作。此次，勢壘金屬采用Ti，并改進了Pt的膜結構和制造工藝。從而開發出了柵極采用Pt且可高靈敏度反應，Pt不容易剝落的氫氣傳感器。
該技術是受日本新能源與產業技術開發機構（NEDO）的委托而研發的。日立制作所將在2008年6月23～26日于東京都千代田區舉行的“平成19年度NEDO成果報告會”上公布此次的成果。
