DE2953771C1

DE2953771C1 - Gasdetektor

Info

Publication number: DE2953771C1
Application number: DE2953771A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Ikoma Abe; Shigeru Hirakata Hayakawa; Masahiro Amagasaki Nishikawa; Hisahito Katano Ogawa; Satoshi Yahata Sekido
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1978-08-18
Filing date: 1979-08-17
Publication date: 1982-07-22
Also published as: DE2933394C2; CA1123052A; US4313338A; GB2029583B; US4362765A; GB2029583A; DE2933394A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasdetektor mit einem elektrisch isolierenden Substrat, einem auf einer Fläche des Substrats abgeschiedenen Film, der seinen elektrischen Widerstand als Funktion des Partialdrukkes mindestens eines Gases ändert und zwei auf dem Substrat ausgebildeten Elektroden zur Messung des Widerstandes des Films.

Bei einem derartigen bekannten Gasdetektor (US-PS 79 257) ist das isolierende Substrat durch eine Keramikplatte und der auf der einen Hauptfläche der Keramikplatte angeordnete Film durch einen Metalloxid-Dünnfilm gebildet. Ferner ist auf der dem Film entgegengesetzten Fläche des Substrats ein filmartiges Heizelement angeordnet, das von einem Heizstrom durchflossen ist, wodurch der Gasdetektor auf eine Betriebstemperatur im Bereich von einigen 100° C aufheizbar ist. Dieser bekannte Gasdetektor wird insoweit als nachteilhaft erachtet, daß durch die Verwendung der Keramikplatte als Substrat der mit der Aufbringung des gasempfindlichen Films und des filmartigen Heizelementes verbundene Herstellungsaufwand verhältnismäßig groß ist Außerdem ist es dabei schwierig, die Wärmekapazität des gesamten Gasdetektors zur Erzielung einer möglichst geringen Heizleistung klein zu halten. Schließlich wird auch die Empfindlichkeit und Selektivität des bei dem bekannten Gasdetektor vorgesehenen Metalloxid-Dünnfilms als steigerungsbedürftig erachtet Bei einem weiteren bekannten Gasdetektor (US-PS 40 07 435) sind zwei keramische Substratplatten vorgesehen, auf deren einer neben einem Metalloxidfilm, dessen elektrischer Widerstand als Funktion des Partialdruckes von Sauerstoff veränderlich ist, auch eine Thermistorschicht abgeschieden ist und deren andere ein schichtförmiges Widerstandsheizelement trägt. Bei der Herstellung werden diese beiden Substratplatten, die ferner noch mit den erforderlichen Leiterbahnen beschichtet sind, aneinandergefügt und einem Sintervorgang unterzogen, in dem die beiden Trägerplatten zu einem monolithischen Block zusammengesintert werden. Dieser bekannte Gasdetektor erfordert ebenfalls einen verhältnismäßig aufwendigen Herstellungsvorgang. Ferner ist es auch hier in nachteilhafter Weise schwierig, die Wärmekapazität des gesamten Gasdetektors klein zu halten.

Schließlich ist ein auf Wasserstoff empfindlicher Gasdetektor bekannt (DE-OS 25 40 161), der als Feldeffekttransistor aufgebaut ist, dessen Torelektrode aus einem Metall der Platingruppe, vorzugsweise Palladium, hergestellt ist. Das Ansprechverhalten dieses Gasdetektors für Wasserstoff beruht also nicht auf der Änderung des elektrischen Widerstandes eines Films sondern auf der infolge der Wasserstoffabsorption veränderlichen Emissionsfähigkeit der Torelektrode, wodurch eine wasserstoffgasabhängige Beeinflussung der Schwellenspannung dieses Feldeffekttransistors den Gasnachweis ermöglicht. Bei diesem Gasdetektor ist auch eine indirekte Beheizung mittels einer das Gehäuse des Gasdetektors umgebenden Heizvorrichtung vorgesehen, doch ist infolge dieses Aufbaus die Wärmekapazität und Ansprechzeit in nachteilhafter Weise verhältnismäßig groß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasdetektor der eingangs genannten Art zu schaffen, der mit hoher Genauigkeit und Empfindlichkeit sowie sehr kleinen Abmessungen und geringer Wärmekapazität einfach in Massenfertigung herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß das elektrisch isolierende Substrat durch ein auf seiner einen Hauptfläche mit einer Siliciumoxidschicht versehenes Halbleitersubstrat gebildet ist, und daß der aus Ultrafeinteilchen mit einem mittleren Durchmesser

so von mehr als 1 nm bis einigen 10 nm gebildete Film und die Elektroden auf der Siliciumoxidschicht angeordnet sind.

Da das Substrat durch das die Siliciumoxidschicht aufweisende Halbleitersubstrat gebildet ist läßt sich für die Herstellung des Gasdetektors unmittelbar die übliche Verfahrensweise für die Fertigung von integrierten Halbleiterschaltungen anwenden. Es ist somit verhältnismäßig leicht möglich, sehr kleine Abmessungen in Massenfertigung herzustellen. Auch können dabei in hohem Maße einheitliche Ansprecheigenschaften erzielt werden.

Ferner besitzt der aus Ultrafeinteilchen hergestellte Film, wie in der aus der gleichen Stammanmeldung hervorgegangenen DE-PS 29 33 394 näher ausgeführt ist eine hervorragende Empfindlichkeit und Selektivität wobei die Betriebstemperatur nur 100 bis 200° C beträgt. Da ferner seine Fläche in der Größenordnung von 1 bis 2 mm² gewählt werden kann, ist seine Wärmekapa-

ORIGINAL INSPECTED

zität äußerst gering. In der Praxis beträgt ferner die Dicke der Siliciumoxidschicht nur 1 μίτι, wodurch eine im wesentlichen direkt erfolgende Beziehung des Films möglich ist.

Im Hinblick auf die Beheizung des Gasdetektors ist in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, daß das Halbleitersubstrat mit einer in Form eines integrierten Halbleiterschaltkreises ausgebildeten Heizeinrichtung versehen ist. Diese Heizeinrichtung kann beispielsweise durch einen Dickfilmwiderstand, einen Dünnfilmwiderstand, einen eindiffundierten Widerstand, einen durch Ioneneinbau gebildeten Widerstnad, einen Widerstand in Form von polykristallinem Silicium oder dergleichen gebildet sein. Dabei ist zur Vermeidung von Wärmeverlusten und zur Erzielung einer praktisch direkten Beheizung des gasempfindlichen Films die Heizeinrichtung in dem Halbleitersubstrat vorzugsweise möglichst nahe bei dem Film angeordnet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Halbleitersubstrat mit einer in Form eines integrierten Halbleiterschaltkreises ausgebildeten Kombination einer Heizeinrichtung und einer der Messung der Substrattemperatur dienenden Temperaturerfassungseinrichtung versehen ist. Dabei ist die Temperaturerfassungseinrichtung ebenso wie die Heizeinrichtung möglichst nahe an dem gasempfindlichen Film angeordnet. Die Temperaturerfassungseinrichtung kann beispielsweise durch ein Widerstandselement in Form eines Dickfilmwiderstandes, eines Dünnfilmwiderstandes, eines Ioneninjektionswiderstandes, eines Widerstandes aus polykristallinem Silicium oder dergleichen ausgebildet sein. Da bei dieser Ausführungsform der gasempfindliche Film und die Temperaturerfassungseinrichtung als integrale Bestandteile des Halbleitersubstrats ausgebildet und sehr nahe beieinander angeordnet sind, kann die Temperaturerfassungseinrichtung sehr rasch auf Schwankungen der Temperatur der Gasatmosphäre ansprechen, deren Konzentration gemessen werden soll, so daß die Temperatur des gasempfindlichen Films dadurch sehr genau beeinflußt werden kann.

Zwar ist eine derartige Temperaturerfassungseinrichtung dann nicht unbedingt erforderlich, wenn die Temperatur der Gasatmosphäre, deren Konzentration geindem dieses pn-Übergangselement, wie etwa ein Transistor oder eine Diode zur Wärmeerzeugung mit Strom gespeist wird. Der durch die Verwendung eines derartigen pn-Übergangselementes als Heizeinrichtung erzielte wesentliche Vorteil besteht darin, daß bei einem geringen Wert der angelegten Spannung, der sich auf weniger als etwa 1 Volt belaufen kann, ein Strom von hoher Stromstärke zugeleitet werden kann. Allerdings ist der Umstand zu beachten, daß der Betrieb des pn-Übergangselementes instabil wird, wenn seine Temperatur den Wert von 180 bis 200⁰C überschreitet. Somit kann das pn-Übergangselement nur in einem durch seinen Stabilitätsbereich begrenzten Temperaturbereich als Heizeinrichtung eingesetzt werden. Hinsichtlich der Lageanordnung ist es zweckmäßig, das pn-Übergangselement in dem Halbleitersubstrat möglichst nahe dem gasempfindlichen Film anzuordnen.

Andererseits kann das pn-Übergangselement auch zur Direktmessung der Temperatur des gasempfindlichen Filmes dienen, da es bekanntlich eine Temperaturabhängigkeit besitzt. Verbindet man beispielsweise die Basis und den Kollektor eines Transistors leitend miteinander und läßt man zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors einen Strom von geringer Stromstärke fließen, beispielsweise einen Strom von 10 μΑ, unter diesen Bedingungen die Basis-Emitter-Spannung Vbe zu messen, so erniedrigt sich der Wert dieser Basis-Emitter-Spannung Vbe anteilig zur Temperaturerhöhung im Verhältnis von etwa 2 mV pro Grad Celsius. Wenn also diese Spannung Vbe, deren Wert mit dem Temperaturanstieg im Verhältnis 1 zu 1 abnimmt, zu einer Regelschaltung rückgespeist wird, die die Stromversorgung der Heizeinrichtung steuert, kann die Temperatur des gasempfindlichen Films mit hoher Genauigkeit konstantgehalten werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Schnittansicht des Aufbaus einer Ausführungsform eines Gasdetektors,

F i g. 2 eine schematische Schnittansicht einer anderen Ausführungsform, und

F i g. 3A und 3B teilgeschnittene schematische Seitenansichten von die Gasdetektoren tragenden Bauele-

messen werden soll, keinen nennenswerten Änderungen 45 menten.

unterliegt und auch die Speisespannung für den Betrieb Wie aus F i g. 1 hervorgeht, weist ein Gasdetektor ein

des Gasdetektors nicht merklich schwankt. In einem in einer schematischen Schnittansicht dargestelltes inte-

solchen Fall kann jedoch die Temperaturerfassungsein- griertes Halbleiterschaltungsplättchen in Form eines

richtung vorteilhaft dazu dienen, die elektrische Lei- Chips 14 auf, dessen Halbleitersubstrat durch ein p-Sub-

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stungsversorgung der Heizeinrichtung genau zu überwachen.

Ein weiterer Gedanke der Erfindung liegt darin, daß das Halbleitersubstrat mit einer in Form eines integrierten Halbleiterschaltkreises ausgebildeten Kombination einer Heizeinrichtung und einer der Konstanthaltung der Substrattemperatur dienenden Temperaturstabilisierungseinrichtung versehen ist.

Schließlich ist in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß der Halbleiterschalktreis ein Widerstandselement oder ein pn-Übergangselement aufweist. Das Widerstandselement ist dabei als diffundierter Widerstand in einem Teilbereich des Halbleitersubstrats ausgebildet, so daß der gasempfindliche Film durch die in dem diffundierten Widerstand bei Stromdurchgang erzeugte Joulsche Wärme indirekt beheizbar ist.

Ebenso kann jedoch auch das pn-Übergangselement vorteilhaft zur Beheizung in Betracht bezogen werden, strat 21 aus Silicium und eine η-leitende Epitaxialschicht 20 gebildet ist. Der in F i g. 1 linke Teil des Chips 14 stellt einen gasempfindlichen Teil 15 dar, der einen gasempfindlichen Film 18 aus Ultrafeinteilchen mit einem mittleren Durchmesser von mehr 1 nm bis einigen 10 nm aufweist. Der gasempfindliche Film 18 bedeckt zwei kammförmige Elektroden 16 und 17, die auf einem von einer SiC>2-Schicht gebildeten isolierenden Film 19 ausgebildet sind.

Die Herstellung dieses gasempfindlichen Films 18 aus Ultrafeinteilchen kann durch Verdampfung in Gas erfolgen, bei der es sich um ein Dampfphasenwachstum handelt, wobei ein Verdampfungsmaterial in einer Gasatmosphäre bei einem Druck von beispielsweise etwa 0,133 mbar bis etwa 133 mbar zum Verdampfen erhitzt wird und die Atome des verdampften Materials in der Gasatmosphäre auf die Gasatome treffen, wodurch Ultrafeinteilchen des Materials erzeugt werden. Der so erhaltene Film ist ein Aggregat von Ultrafeinteilchen,

deren jedes ein Einkristall ist, und weist daher eine außerordentliche Flächengröße für den Kontakt mit Gasen wie etwa Isobutangas und Wasserdampf, deren Konzentration gemessen werden soll, auf.

Der F i g. 1 rechte Teil des Chips 14 stellt einen aktiven Teil 22 der integrierten Halbleiterschaltung dar, wobei hier als typisches Beispiel für den aktiven Teil ein pn-Übergangselement dargestellt ist. Ein solches Übergangselement oder ein geeignetes Widerstandselement sind als Bestandteil des Chips 14 vorgesehen. Ferner ist eine geeignete Verdrahtungsordnung durch Aufdampfen eines leitfähigen Metalls gebildet, so daß eine Funktionsweise als Temperaturerfassungseinrichtung, das heißt als temperaturempfindliches Element zur Feststellung der Temperatur des gasempfindlichen Films 18 aus Ultrafeinteilchen und/oder als wärmeerzeugendes Element zum Erhitzen des gasempfindlichen Films 18, das heißt als Heizeinrichtung gewährleistet ist.

Wie aus der Darstellung der F i g. 1 hervorgeht, ist auf der einen der Hauptflächen des p-Substrats 21 aus Silicium die η-leitende Epitaxialschicht 20 gebildet, wobei sich ein ρ⁺-Diffusionsbereich 26 durch diese n-leitende Epitaxialschicht 20 hindurcherstreckt, so daß ein n-Inselbereich 29 gebildet ist. In diesem n-Inselbereich 29 sind ein p-Basisbereich 28 und ein n + -Emitterbereich 27 ausgeformt. Auf dem n+-Emitterbereich 27 ist eine Emitterelektrode 23 abgeschieden, auf dem p-Basisbereich 28 eine Basiselektrode 24 und auf dem n-Inselbereich 29 eine Kollektorelektrode 25.

Zwar sind in diesem in F i g. 1 dargestellten Aufbau unterhalb der Feststellung der Konzentration von Gasen wie Isobutangas und Wasserdampf dienenden gasempfindlichen Teils 15 keine sonstigen Bauelemente wie etwa ein Transistor und ein Widerstand als weitere Bestandteile der integrierten Halbleiterschaltung vorgesehen. Es isl aber auch möglich, derartige Bauelemente unterhalb des gasempfindlichen Teils 15 vorzusehen.

In F i g. 2 ist eine Abwandlung des in F i g. 1 gezeigten Aufbaus dargestellt. Wie aus der Darstellung der F i g. 2 hervorgeht, ist hier der gasempfindliche Teil 15 oberhalb des aktiven Teils 22 des integrierten Halbleiterschaltungsplättchen angeordnet. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform ist die Gesamtfläche des aus S1O2 bestehenden elektrisch isolierenden Films 19 nach der CVD-Methode mit einem SiO₂-FiIm 30 überzogen, der nach Aufbringung der Emitterelektrode 23, der Basiselektrode 24 und der Kollektorelektrode 25 abgeschieden wird, worauf auf dem Si(VFiIm 30 die kammförmigen Elektroden 16 und 17 sowie der gasempfindliche Film 18 aus Ultrafeinteilchen ausgebildet werden, die als solche auch in F i g. 1 gezeigt sind. In F iig. 1 und 2 sind die Elektrodenzuleitungen der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.

Der aus SiO₂ bestehende elektrisch isolierende Film 19 der F i g. 1 und 2 und der SiO₂-FiIm 30 der F i g. 2 haben eine Stärke bis höchstens etwa 1 μπι, so daß der Temperaturunterschied zwischen dem gasempfindlichen Film 18 aus Ultrafeinteilchen und dem temperaturempfindlichen Element oder dem wärmeerzeugenden Element, das in dem integrierten Halbleiterschaltungsplättchen ausgebildet ist, durchaus vernachlässigt werden kann. Der gasempfindliche Film aus Ultrafeinteilchen kann daher wirksam aufgeheizt werden und der Energieverbrauch des wärmeerzeugenden Elements wird dementsprechend gering gehalten. Daher kann auch die Messung der Betriebstemperatur des gasempfindlichen Films 18 aus Ultrafeinteilchen mit einer entsprechend hohen Genauigkeit vorgenommen werden.

Der gemäß F i g. 1 oder 2 aufgebaute Gasdetektor bildet also eine einheitliche Kombination aus einem gasempfindlichen Teil und einem Teil in Form einer integrierten Halbleiterschaltung, wobei die Funktionsweise auf einer Änderung im Ausgangssignal des gasempfindlichen Teils beruht. Der den mit sehr hoher Empfindlichkeit zur Feststellung der Konzentration von Gasen, wie Isobutangas und Wasserdampf dienenden gasempfindlichen Film 18 aus Ultrafeinteilchen aufweisende gasempfindliche Teil 15 ist dabei in einheitlicher Anordnung gemeinsam zumindest entweder mit einem wärmeerzeugenden Teil zum Erhitzen des gasempfindlichen Teils, einem temperaturempfindlichen Teil zur Feststellung der Temperatur des gasempfindlichen Teils, einem Regelteil zur Überwachung der Erhitzungstemperatur und einem Lasttreiberteil zum Ansteuern einer Last wie eines Summers oder einer ähnlichen Warneinrichtung oder einer Last wie beispielsweise einer Anzeige in ein und demselben Halbleiterplättchen ausgebildet. Bei einer anderen Ausführungsform sind nur der gasempfindliche Teil, der wärmeerzeugende Teil zum Erhitzen des gasempfindlichen Teils und der temperaturempfindliche Teil zur Feststellung der Temperatur des gasempfindlichen Teils in einem Halbleiterplättchen ausgebildet, wogegen der Regelteil zur Überwachung der Erhitzungstemperatur und der Lasttreiberteil zum Ansteuern des Summers oder einer ähnlichen Warneinrichtung oder der Anzeige in einem anderen Halbleiterplättchen ausgebildet sind, wobei diese beiden Halbleiterplättchen zur Bildung einer einheitlich aufgebauten Anordnung auf ein und demselben tragenden Teil angeordnet oder gelagert sind. Es versteht sich, daß auch verschiedene sonstige Formen einer solchen einheitlichen Anordnung vorgesehen sein können. So kann beispielsweise der gasempfindliche Film 18 aus Ultrafeinteilchen direkt als Bestandteil des von einem Halbleitersubstrat gebildeten tragenden Bauteils ausgebildet sein oder ein mit dem gasempfindlichen Film 18 aus Ultrafeinteilchen ausgebildetes Halbleiterplättchen kann auf einen Teilbereich des tragenden Bauteils aufgebracht sein.

Der Schaltungsaufbau von Bauteilen wie etwa des Regelteils zur Überwachung der Erhitzungstemperatur und des Lasttreiberteils zum Ansteuern des Summers oder einer ähnlichen Warneinrichtung oder auch der Anzeige ist in F i g. 1 und 2 nicht dargestellt, da Anordnungen mit entsprechendem Aufbau im Stand der Technik bekannt sind.

Als Maßnahme zur Geringhaltung des Energiebedarfs für die Aufheizung des aus Ultrafeinteilchen bestehenden gasempfindlichen Films 18 kann vorgesehen sein, den gasempfindlichen Film 18 aus Ultrafeinteilchen oberhalb jenes Bereichs auszubilden, in dem ohnehin in dem integrierten Halbleiterschaltungsplättchen in einem erheblichen Umfang Wärme erzeugt wird, beispielsweise also oberhalb des Bereichs, in dem der Leistungstransistor in der Lasttreiberschaltung o. dgl. vorgesehen ist.

In Fig. 3A und 3B ist das mit dem gasempfindlichen Film 18 aus Ultrafeinteilchen versehene elektrisch isolierende Substrat durch zwei Drähte 32, die als Leitungsdrähte für den gasempfindlichen Film 18 dienen, im Raum gehaltert. Diese Drähte 32 können aus einem iridiumhaltigen Platin bestehen und sie sind jeweils am anderen Ende mit dem betreffenden Teil 33' zweier Stützen 33 verbunden, die sich durch eine Baueinheit 35 hindurcherstrecken, die aus Metall, einem Keramikmaterial oder aus einem Harzformteil bestehen kann.
In F i g. 3A wird das elektrisch isolierende Substrat 31

von einer Heizspule 34 erhitzt, die durch eine Wicklung eines Drahtes aus Kanthai (Handelsbezeichnung) gebildet ist.

Wie bereits in der Beschreibung der vorstehenden Ausführungsformen des Gasdetektors erwähnt wurde, ist in einem Teilbereich des elektrisch isolierenden Substrats 31 das Widerstandselement oder das pn-Übergangselement vorgesehen, damit die Temperatur des auf dem elektrisch isolierenden Substrat 31 gebildeten gasempfindlichen Films 18 aus Ultrafeinteilchen gemessen werden kann. Dabei ist eine möglichst geringe Wärmekapazität des elektrisch isolierenden Substrats 31 erwünscht, damit die Zeitkonstante für die Aufheizung und Abkühlung des elektrisch isolierenden Substrats 31 möglichst klein gehalten wird und damit auch der Energiebedarf für das Aufheizen möglichst gering ausfällt. Eine lange Zeitkonstante der Aufheizung ist besonders bei einer Betriebsart unerwünscht, in der das elektrisch isolierende Substrat 31 nur während der Messung der Gaskonzentration erhitzt wird, ober bei einer Betriebsart, in der zur Messung der Gaskonzentration eine temporäre Erhitzung des elektrisch isolierenden Substrats 31 bis auf einige hundert Celsiusgrade und eine anschließende Abkühlung bis auf die Raumtemperatur von 25°C oder bis auf eine unter der vorherigen Erhitzungstemperatur liegende Temperatur erfolgt.

Bei dem in Fig.3A dargestellten Gasdetektor wird die Temperatur des elektrisch isolierenden Substrats 31 durch das in das elektrisch isolierende Substrat 31 einbezogene temperaturempfindliche Element festgestellt, so daß die Betriebstemperatur des gasempfindlichen Elements also mit größerer Genauigkeit als bislang ermittelt werden kann. Da das elektrisch isolierende Substrat 31 frei im Raum gehaltert ist, fällt außerdem auch der Energieverbrauch geringer aus als bislang, während zum anderen auch die Wärmeansprechgeschwindigkeit größer ist als bisher. Für das temperaturempfindliche Element sind zusätzlich zwei Leitungsdrähte erforderlich, doch sind diese Drähte in F i g. 3A nicht dargestellt.

Bei dem in Fig. 3B dargestellten Gasdetektor umfaßt das elektrisch isolierende Substrat 31 sowohl ein temperaturempfindliches Element als auch ein wärmeerzeugendes Element In diesem Fall sind für diese Elemente zusätzlich zwei Paar Leitungsdrähte erforderlich, die allerdings in F i g. 3B nicht dargestellt sind.

Die in F i g. 3A und 3B dargestellten Ausführungsformen des Gasdetektors sind gegenüber den nach dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen insofern vorteilhaft, als nicht nur der Energieverbrauch herabgesetzt sondern auch die Wärmeansprechgeschwindigkeit erhöht ist Insbesondere vermitteln die in F i g. 3A und 3B dargestellten Anordnungen auch insoweit einen Vorteil gegenüber den bekannten Vorrichtungen, als das erhitzte elektrisch isolierende Substrat 31 rascher auf die Raumtemperatur von 25° C oder auf eine unter der vorherigen Erhitzungstemperatur liegende Temperatur abgekühlt werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform werden die bei der Ausführungsform von F i g. 3B vorgesehenen zwei Leitungsdrähte nicht benötigt Dies wird dadurch erreicht daß das zur Erhitzung des gasempfindlichen Films 18 aus Ultrafeinteilchen dienenden wärmeerzeugende Element auch als temperaturempfidnliches Element zur Feststellung der Temperatur des gasempfindlichen Films 18 aus Ultrafeinteilchen ausgebildet ist. Bei dieser Anordnung übernimmt also ein und dasselbe Element beide Aufgaben, indem automatisch oder von Hand eine Umschaltung von der zum Betrieb des Elements als wärmeerzeugendes Element dienenden Schaltung auf die zum Betrieb des Elements als temperaturempfindliches Element dienende Schaltung vorgenommen wird.

In Fig.3A wird auch in Fig.3B ist eine als Explosionsschutz vorgesehene Kappe aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Gasdetektor mit einem elektrisch isolierenden Substrat, einem auf einer Fläche des Substrats abgeschiedenen Film, der seinen elektrischen Widerstand als Funktion des Partialdruckes mindestens eines Gases ändert und zwei auf dem Substrat ausgebildete Elektroden zur Messung des Widerstandes des Films, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch isolierende Substrat durch ein auf seiner einen Hauptfläche mit einer Siliciumoxidschicht (19, 30) versehenes Halbleitersubstrat (20,21,26; 31) gebildet ist, und daß der aus Ultrafeinteilchen mit einem mittleren Durchmesser von mehr als 1 nm bis einigen 10 nm gebildete Film (18) und die Elektroden (16, 17) auf der Siliziumoxidschicht (19) angeordnet sind

2. Gasdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat (20, 21, 26; 31) mit einer in Form eines integrierten Halbleiterschaltkreises ausgebildeten Heizeinrichtung versehen ist.

3. Gasdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat (20, 21, 26; 31) mit einer in Form eines integrierten Halbleiter-Schaltkreises ausgebildeten Kombination einer Heizeinrichtung und einer der Messung der Substrattemperatur dienenden Temperaturerfassungseinrichtung versehen ist.

4. Gasdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat (20, 21, 26; 31) mit einer in Form eines integrierten Halbleiterschaltkreises ausgebildeten Kombination einer Heizeinrichtung und einer der Konstanthaltung der Substrattemperatur dienenden Temperaturstabilisierungseinrichtung versehen ist.

5. Gasdetektor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschaltkreis als Heizelement oder als Temperaturerfassungselement ein Widerstandselement oder ein pn-Übergangselement aufweist.