CN112114005B 氢传感器及其生产方法、测量装置、和氢浓度的测量方法 （万腾荣有限公司）

US2004159161A1,2004.08.19US2005067281A1,200本发明涉及氢传感器(8)及其生产方法、测基材上在与所述环境连通的传感器区域(12)中感器介质(14)取决于传感器介质(14)中的氢浓(10)中由传感器介质(14)引入的机械应变的变化。的进一步开发氢传感器(8)在于基材(10)的21.一种用于测量环境(4)中的氢浓度的测量装置(2)，其特征在于，其包括测量单元述基材上在与所述环境连通的传感器区域(12)中施加有作为薄膜的吸氢传感器介质(14)，(10)的至少所述传感器区域(12)内是压阻半导体，所述传感器介质(14)与所述环境(4)连测量的欧姆电阻的值确定所述环境(4)中的2.根据权利要求1所述的测量装置(2)，其特征在于4.根据权利要求1或2所述的测量装置(2)，其特征在于，所述传感器介质(14)是钯合xNiy合金。6.根据权利要求5所述的测量装置(2)，其特征在于，金或镍的部分处于0.5at％和8.根据权利要求7所述的测量装置(2)，其特征在于，所述膜厚度(d)在5nm和100nm之3[0003]从DE102006018767A1中已知使用传感器材料的光学性质的变化的氢传感有热生成的氧化物层的硅晶片上。在其上施加氢敏感性半导体氧化物膜(掺杂有SnO2的[0009]该目的通过用于测量环境中的氢浓度的氢传感器来解决，所述氢传感器包括基4氢而引起的传感器介质的体积变化。传感器介质将取决于氢浓度而可变的机械应变(意味非常精确地测量机械应变，从而测量氢浓度。有利地，可以例如通过以惠斯通电桥(Wheatstonebridge)的形式在半导体上提供电阻结构来电测量压阻半导体的传感器区域[0015]根据另一个有利的实施方案，规定传感器介质是由钯和金构成的合金(PdxAuy合[0020]有利地进一步开发氢传感器在于，被构造为薄膜的传感器介质的膜厚度小于5[0023]作为优选借助于DC磁控溅射沉积生产的溅射沉积的替代，可以使用其它薄膜技机械应变的值推断引起机械应变的传感器膜的体积膨胀/变化。体积的变化反过来直接与[0028]此外，该目的通过根据一个或多个前述实施方案的氢传[0031]-将吸氢传感器介质暴露于环境，其中在基材的传感器区域中施加有作为薄膜的6由长度的变化ΔL引起的欧姆电阻的变化。长度的变化ΔL是传感器区域中基材变形的结[0041]图1在示意性简化的截面图中示出具有氢传感器的测量装置，其中传感器介质没[0042]图2也在示意性简化的截面图中示出该测量装置，其中传感器介质暴露于氢的浓[0045]图5示出以惠斯通电桥电路形式连接的压阻半导体的传感器区域内测量的电阻的[0046]图6-图8示出使用根据本发明的方面的氢传感器进行的、环境中的不同氢浓度依在与环境4连通的传感器区域12中施加有作为薄膜的吸氢传作为薄膜施加在传感器区域12的上侧，并且其中测量氢浓度的环境4相应地位于上侧。然7[0054]测量单元6在至少传感器区域12中测量基材10的欧姆电阻，或分别地欧姆电阻的[0057]图5示出以惠斯通电桥电路形式连接的、例如在压阻半导体的传感器区域12内测化的量度，因此是由传感器介质14引入基材10的传感器区域12内的机械应变的直接量度。量各自进行最大持续时间4400秒，相当于73分钟。图8示出另一测量，其中在1vol％和89