DE3019387A1 - Duennschicht-halbleiter-gassensor mit einem in den sensor integrierten heizelement - Google Patents
Duennschicht-halbleiter-gassensor mit einem in den sensor integrierten heizelementInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT ~ Unser Zeichen
Berlin und München ■ VPA -,"■ /.,. 8OP 70 7 B-OE
Dünnschicht-Halbleiter-Gassensor mit einem in den.Sensoraufbau integrierten Heizelement» '
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft einen Dünn-.
.schicht-Gassensor auf der Basis Metalloxid-Halbleiter,
bei dem-der elektrische Widerstand der Metalloxid-Halb«-
leiterschicht in Abhängigkeit von der Art und Konzentration des zu detektierenden Gases gemessen wird, mit
einem für seine Funktion· erforderlichen, in den Sensoraufbau
integrierten Heizelement.
Ein selektiver Gassensor auf der-Basis Metalloxid-Halbleiter
ist zum.Beispiel aus der DE-OS 27 35 222 bekannt. Bgi diesem Gassensor wird eine aus .Zinnoxid (SnO2) bestehende
Metalloxid-Halbleiterschicht verwendet, um z. B.
den Äthylalkoholgehalt in Luft zu bestimmen. Die Funktion
eines solchen Gassensors beruht auf dem Prinzip, daß bei
. Adsorption Und Reaktion eines spezifischen reaktiven
Gases- aus der Luft eine Minderung der elektrischen Leitfähigkeit
messbar ist. Die Empfindlichkeit des Gassensors ist durch die relative änderung der elektrischen Leitfähigkeit
pro Einheit Gaskonzentration in der Luft gegeben.
Eine solche Meßanordnung ist ebenfalls aus der DE-OS 27 35 22-2 zu entnehmen.'
Halbleiter-Gassensoren in Form dünner Oxidhalbleiterschichten
brauchen für ihre Funktion.eine erhöhte Arbeitsteraperatur,
die je nach Bauart des Sensors, seiner •chemischen Zusammensetzung und dem zu detektierenden
Medium bei mindestens 1500C, vorzugsweise bei 300 bis 4000C liegt.
Aus der US-Patents-chrift 3.865.550 ist ein Halbleiter-•*vEdt
1 -Plr/21.5.1980
13 0 04 8/0385
Gassensor zu entnehmen, bei dem das Heizelement in*'Form
einer Heizwendel in einer Glasperle eingeschmolzen wird, auf der die sensitive. Metalloxid-Halbleiterschicht auf<gebracht
wird. "
Der aus der DE-OS 27 35 222 bekannte Gassensor ist dagegen mit einer Heizwendel, z. B. aus Chromnickeldraht
ausgestattet, welche durch ein Keramikröhrchen geführt
. wird, auf dessen Außenseite die Metalloxid-Halbleiterschicht aufgebracht ist. Neben dem Vorteil, daß solche
Heizwendeln, manuell einfach herstellbar und beliebig
. auswechselbar sind, haben diese^Bauformen eine Reihe von
Nachteilen: ■ . . - , -■■-· diese Aufbauten sind nur in geringem Umfang automatisch
herstellbar und benötigen deshalb einen großen'Anteil _ ■ an manueller Arbeit. Außerdem bestehen-diese Heizwendeln
zumeist auch aus Platin-Draht (weil andere Heizdrähte
t nicht so korrosionsfest sind) und bedingen dadurch einen
hohen Aufwand an Edelmetall. . ;>
■ . . '■- :
Aus der Patentanmeldung P 29 33 971.7 ist ein Gassensorelement zu entnehmen, bei dem für dessen Beheizung'auf
dem isolierenden Substrat aus oxidiertem Silizium, Saphir.
oder Spinell eine Heizschicht aus einer Nickel-Chrom- ■
Legierung oder Platin und darauf eine Kontaktschicht aus Platin oder Gold/Palladium aufgedampft ist.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht in der Schaffung eines bei erhöhten Arbeitstemperaturen
funktionsfähigen Dünnschicht-Halbleiter-Gassensorelementes, bei dem nicht nur ein rationeller Aufbau in der
Herstellung erfolgen kann, sondern auch bei seinem Betrieb
eine zuverlässige und schnelle Anzeige und . Registrierung erfolgt.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Dünnschicht-Gassensor der eingangs genannten Art dadurch gelöste daß
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der Sensor-Träger aus einem Halbleiterkörper besteht, der
. an oder nahe an seiner Oberfläche eine bis zur Entartung hochdotierte Randzone aufweist, die für den Heizanschluß
mit zwei Metallkontaktstreifen versehen ist.
. ■
Folgende Überlegungen haben zu der Erfindung geführt:
Im Gegensatz zu dem elektrischen V/i der stand metallischer Heizdrähte oder -schichten nimmt der Widerstand hoch-'
reiner (nicht degenerierter) Halbleiter mit zunehmender Temperatur stark ab. Wird an einen Heizdraht eine konstante
Spannung angelegt, die groß genug ist, den Heizdraht
aufzuheizen, so bleibt der Strom bei Legierungen mit etwa konstantem Widerstand ebenfalls konstant und damit
auch die Heizleistung. Nimmt der elektrische Widerstand des Heizdrahtes mit der Temperatur zu, wie z. B.
bei Platin, so nimmt der Strom etwas ab, insgesamt wird sich eine stabile Arbeitstemperatur, gegeben durch die
angelegte Spannung und die Widerstandskennwerte des metallischen Werkstoffes, einstellen. Wird dagegen an
einen hochreinen Halbleiter eine Spannung angelegt, die ,groß genug ist, die Erwärmung des Halbleiters zu verursachen,
so sinkt der Widerstand kräftig, das heißt, der Strom steigt bei konstanter Spannung stark an, die Erwärmung
wird durch den stark erhöhten Strom noch stärker, was das Halbleitermaterial durch einen "thermischen"
Durchbruch zerstören kann. Wollte man so ein Halbleitermaterial trotzdem als Heizelement verwenden, so müßte
die. anliegende Spannung gesteuert werden". Diese Steuerung erfordert großen zusätzlichen Aufwand.
Durch, das Vorhandensein einer an oder nahe an der Oberfläche
des Halbleiterkörpers .so hochdotierten dünnen Zone, daß Entartung des Halbleiters eintritt, -wie es bei der
Anordnung nach der Lehre der Erfindung der Fall ist erreicht die Leitfähigkeit einen nahezu temperaturunabhängigen
Wert,- Der entstehende Flächenwiderstand wird durch die Dicke der bei Silizium vorzugsweise mit Phosphor
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-/- vpa 80 P 7 0 7 6DE
oder Bor hochdotierten Zone und durch die Dotierungskonzentration
bestimmt. Solche hochdotierten Zonen werden in der Halbleitertechnik für die Erzielung linearer
Strom-Spannungs-Kennlinien bei Metall-Halbleiter-Übergangen
benutzt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel· nach der Lehre der Erfindung
weist die hochdotierte Oberflächenzone eine Dicke ■von 10 bis 50 /um auf. Die Dotierung liegt im Bereich ■
von 1024 bis 1O27-m"3. .
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Anhand der Figuren 1 bis 3 soll die erfindungsgemäße Anordnung
noch näher erläutert werden. Dabei zeigen
die Figuren 1 und 2 im Schnittbild zwei spezielle Aus-führungsformen
mit unterschiedlichem Aufbau des Heizelements zur S^nsorschicht und
die Figur 3 in einer Meßkurve die Abhängigkeit der Heizleistung P^ in Watt für ein 4 mm χ 4 mm
großes Sensorelement.von der Arbeitstemperatür in Grad Celsius. -.'"■" ■
Als Ordinate ist zusätzlich zum Pu-Wert- der Heizleistungs-
2
wert pro Sensorfläche in mm aufgetragen» Diese Messung. wurde an einer Anordnung, die identisch im Aufbau ist mit der in Figur 1 abgebildeten, vorgenommen. Die Meßkurve zeigt, daß der Viärmeübergang auf kurzem Wärmeleitungsweg erfolgt und damit einen geringen Energieverbrauch ermöglicht, z. B. wird mit 0,125 W/mm eine. Arbeitstemperatur von 4000C erzielt.
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wert pro Sensorfläche in mm aufgetragen» Diese Messung. wurde an einer Anordnung, die identisch im Aufbau ist mit der in Figur 1 abgebildeten, vorgenommen. Die Meßkurve zeigt, daß der Viärmeübergang auf kurzem Wärmeleitungsweg erfolgt und damit einen geringen Energieverbrauch ermöglicht, z. B. wird mit 0,125 W/mm eine. Arbeitstemperatur von 4000C erzielt.
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Figur 1: Auf ein vorzugsweise einkristallines Siliziumsubstrat
1 von 0,38 mm Dicke, welches bis auf seine Unter-
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seite allseitig mit einer SiOp-Isolierschicht 2 der Dicke
0,1 ^ d ;=:1 /um versehen ist, ist an der Oberfläche der
Unterseite durch Eindiffundieren von Dotierstoffatomen
oder durch Ionenimplantation z. B. von Phosphor, eine
als Heizschicht wirkende hochdotierte n+-Zone 3 erzeugt,
die an beiden Seiten mit aufgedampften Kontaktraetallstreifen
4 und 5 aus Platin versehen wird. Auf das mit der Oxidschicht 2 versehene Siliziumsubstrat 1 wird dann
auf der anderen Seite (Oberseite) durch Sputtern.oder
10,ein CVD-Verfahren (chemical vapour deposition) eine ζ. B.
aus Zinnoxid (SnOp) bestehende Metalloxid-Halbleiterschicht 6 aufgebracht, die als Sensorschicht zum Nachweis
von Äthylalkohol in Luft dient. Diese Schicht, die vorzugsweise 50 nm dick ist, kann auch aus Platinoxid oder
Palladiumoxid (Sensor für Kohlenmonoxid oder Kohlenwasserstoff) oder aus Zinnoxid mit Beimengungen von Niob,
Vanadin, Titan und Molybdän bestehen (Sensor für Propan). Auf die Sensorschicht 6 werden ebenfalls zwei Kontaktmetallstreifen
7 und 8 aus Platin aufgedampft. Die Anschlußdrähte 9 und 10 für die Heizschicht und die Anschluß
drähte 11 und 12 für den Sensor weisen vorzugsweise einen Durchmesser von 25 - 100 yum auf und können aus
• Platin, Gold, Aluminium oder Nickel bestehen.
Figur 2: In dem mit den gleichen Abmessungen wie in Figur 1 beschriebenen Substrat 13, welches mit Ausnahme
seiner Oberseite mit einer isolierenden SiOp-Schicht versehen ist, wird nun in der vom Oxid 14 freien Ober-
■ fläche eine hochdotierte p+-Randzöne 15 durch Eindiffusion
von Boratomen erzeugt. Dann wird auf dieser hochdotierten Zone 15 mit Ausnahme der für die Kontaktmetallstreifen
16 und 17 vorgesehenen Bereiche durch thermische Oxidation eine SiOp-Schicht 18 erzeugt und
auf dieser ganzflächig durch Sputtern oder CVD die aus Zinnoxid bestehende Metalloxid-Halbleiterschicht 19 niedergeschlagen, welche durch Kontaktmetallstreifen 20
und 21 mit den Sensoranschlüssen 22 und 23 verbunden ist.
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Die Beheizung der hochdotierten Zone 15 erfolgt auf der
gleichen Seite des Substrates 13 mittels der Heizanschlüsse 24 und 25 über die Kontaktmetallstreifen 16
und 17.
.. . -■■■.-■ Die Vorteile, die sich durch die, insbesondere in den Figuren 1 und 2 dargestellten Anordnungen gegenüber bekannten Sensorelementen ergeben, sind folgende: Es können alle Schritte zur Herstellung des Heizelementes in konventioneller Siliziumtechnologie ausgeführt werden, das heißt, es sind keine zusätzlichen Montagen notwendig und die Anordnung kann in Miniaturbauweise hergestellt werden. Außerdem erfolgt der Wärmeübergang auf kurzem Wärmeleitungsweg und ermöglicht damit einen geringen Energieverbrauch. So beträgt z. B. der Energieaufwand für ein wie in Figur 1 und 2 abgebildete Siliziumplatte bei einer Temperatur von 4000C etwa.130 mW/mm (siehe Figur 3). Damit ist die Möglichkeit gegeben, Gassensoren mit einem Energieverbrauch von etwa 100 mW herzustellen.
.. . -■■■.-■ Die Vorteile, die sich durch die, insbesondere in den Figuren 1 und 2 dargestellten Anordnungen gegenüber bekannten Sensorelementen ergeben, sind folgende: Es können alle Schritte zur Herstellung des Heizelementes in konventioneller Siliziumtechnologie ausgeführt werden, das heißt, es sind keine zusätzlichen Montagen notwendig und die Anordnung kann in Miniaturbauweise hergestellt werden. Außerdem erfolgt der Wärmeübergang auf kurzem Wärmeleitungsweg und ermöglicht damit einen geringen Energieverbrauch. So beträgt z. B. der Energieaufwand für ein wie in Figur 1 und 2 abgebildete Siliziumplatte bei einer Temperatur von 4000C etwa.130 mW/mm (siehe Figur 3). Damit ist die Möglichkeit gegeben, Gassensoren mit einem Energieverbrauch von etwa 100 mW herzustellen.
8 Patentansprüche
3 Figuren
3 Figuren
130048/0586
- 3-
Leerseite
Claims (8)
- Λ -sr- - VPAPatentansprüche; . . 80 P 7 0 7 6 DEν 1 JDünnschicht-Gas sens or auf der Basis Metalloxid-Halbleiter, bei dem der elektrische Widerstand der Metall-5 oxid-Halbleiterschicht in Abhängigkeit von der Art und Konzentration des zu detektierenden Gases gemessen wird, mit einem für seine Funktion erforderlichen, in den Sensoraufbau integrierten Heizelement, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor-Träger aus TO einem Halbleiterkörper besteht, der an oder nahe an seiner Oberfläche eine bis zur Entartung hochdotierte 'Randzone aufweist, die für den Heizanschluß mit zwei Metallkontaktstreifen versehen ist.
- 2. Dünnschicht-Gassensor nach Anspruch 1, dadurch ge ken η ζ e ich net, ,daß der Halbleiterkörper aus Silizium besteht und die Oberflächenzonen mit einem drei- oder fünfwertigen Element dotiert ist.
- 3. Dünnschicht-Gassensor nach Anspruch 2, dadurch gekenn ze i chnet , daß die Dotierung aus Bor oder Phosphor besteht.
- 4. Dünnschicht-Gassensor nach mindestens einem der An-Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hochdotierte Oberflächenzone eine Dicke von 10 bis 50 /um aufweist.
- 5» Dünnschicht-Gassensor nach mindestens einem der An-Sprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen aus Silizium bestehenden Sensor-Träger, bei dem die mit den Metallkontaktstreifen für den Heizanschluß versehene hochdotierte Zone von der Metalloxidhalbleiter-■ schicht durch eine Si02-Isolierschicht elektrisch getrennt ist. . '
- 6. Dünnschicht-Gassensor nach Anspruch 5, dadurch130048/0385VPA 8OP 7 0 7 6DEgekennzeichnet , daß die Metallkontaktstreifen für den Heizanschluß und damit die hochdotierte Zone auf der der Metalloxidhalbleiterschicht abgewandten Seite des Siliziumkörpers angeordnet sind. 5
- 7. Dünnschicht-Gassensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallkontaktstreifen für den Heizanschluß und damit die hochdotierte Zone auf der gleichen Seite des Siliziumkörpers wie die .Metalloxidhalbleiterschicht angeordnet sind.
- 8. Dünnschicht-Gassensor nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß Platin als· Kontaktmetall verwendet ist.130048/038
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| DE (1) | DE3019387C2 (de) |
| FR (1) | FR2484646A1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3217883A1 (de) * | 1982-05-12 | 1983-11-17 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Gassensor |
| DE4105025C1 (de) * | 1991-02-19 | 1992-07-02 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De | |
| EP3715842A1 (de) * | 2019-03-26 | 2020-09-30 | Infineon Technologies AG | Mems-gassensor |
Families Citing this family (48)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5766347A (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-22 | Hitachi Ltd | Detector for mixture gas |
| JPS57178147A (en) * | 1981-04-27 | 1982-11-02 | Nippon Soken Inc | Detector for gaseous component |
| JPS57194345A (en) * | 1981-05-25 | 1982-11-29 | Nippon Soken Inc | Gas component detector |
| JPS57200844A (en) * | 1981-06-04 | 1982-12-09 | Ngk Insulators Ltd | Oxygen concentration detector |
| US4387165A (en) * | 1982-04-22 | 1983-06-07 | Youngblood James L | H2 S Detector having semiconductor and noncontinuous inert film deposited thereon |
| US4601914A (en) * | 1982-06-07 | 1986-07-22 | Airtech, Inc. | Method for fabricating a semiconductor gas sensor |
| US4453151A (en) * | 1982-06-07 | 1984-06-05 | Leary David J | Semiconductor gas sensor |
| JPS5927253A (ja) * | 1982-08-06 | 1984-02-13 | Shinei Kk | ガスセンサおよびその製造法 |
| US4442420A (en) * | 1982-09-30 | 1984-04-10 | Ford Motor Company | Partial pressure of oxygen sensor-II |
| JPS59143945A (ja) * | 1983-02-07 | 1984-08-17 | Richo Seiki Kk | ガス検出装置 |
| JPS59188549A (ja) * | 1983-04-11 | 1984-10-25 | Shinkosumosu Denki Kk | ２端子形半導体ガス検知素子 |
| US4916935A (en) * | 1983-11-09 | 1990-04-17 | Bacharach, Inc. | Low power solid state gas sensor with linear output and method of making the same |
| US4541988A (en) * | 1983-12-13 | 1985-09-17 | Bacharach Instrument Company | Constant temperature catalytic gas detection instrument |
| US4587105A (en) * | 1984-05-17 | 1986-05-06 | Honeywell Inc. | Integratable oxygen sensor |
| DE3780560T2 (de) * | 1986-10-28 | 1992-12-10 | Figaro Eng | Fuehler und verfahren zu dessen herstellung. |
| US5128514A (en) * | 1987-07-31 | 1992-07-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Black radiator for use as an emitter in calibratable gas sensors |
| JP2542643B2 (ja) * | 1987-10-31 | 1996-10-09 | 株式会社東芝 | センサの製造方法 |
| JP2679811B2 (ja) * | 1988-07-06 | 1997-11-19 | 株式会社リコー | ガス検出装置 |
| JPH01284747A (ja) * | 1988-05-10 | 1989-11-16 | Ricoh Co Ltd | ガスセンサ |
| DE3818052A1 (de) * | 1988-05-27 | 1989-12-07 | Geraetebau Gmbh | Atemschutzmaske |
| FI82774C (fi) * | 1988-06-08 | 1991-04-10 | Vaisala Oy | Integrerad uppvaermbar sensor. |
| US4953387A (en) * | 1989-07-31 | 1990-09-04 | The Regents Of The University Of Michigan | Ultrathin-film gas detector |
| EP0448681B1 (de) * | 1989-10-17 | 1997-02-26 | I.T.V.I. International Techno Venture Invest Ag | Gas-sensor-anordnung |
| US5994144A (en) * | 1992-03-04 | 1999-11-30 | Fujitsu Limited | Simplified environmental atmosphere measuring method |
| US5382341A (en) * | 1992-09-10 | 1995-01-17 | Aroutiounian; Vladimir M. | Method of making smoke detector |
| GB2274336B (en) * | 1993-01-13 | 1997-04-30 | British Gas Plc | Gas sensors |
| US5466605A (en) * | 1993-03-15 | 1995-11-14 | Arizona Board Of Regents | Method for detection of chemical components |
| FI101911B1 (fi) * | 1993-04-07 | 1998-09-15 | Valtion Teknillinen | Sähköisesti moduloitava terminen säteilylähde ja menetelmä sen valmistamiseksi |
| DE69428173T2 (de) * | 1993-09-30 | 2002-03-28 | Nittan Co., Ltd. | Sensorvorrichtung und elektronische Anlage mit eingebauter Sensorvorrichtung |
| US5985673A (en) * | 1994-12-22 | 1999-11-16 | Arizona Baord Of Regents | Method for regeneration of a sensor |
| WO1996019724A1 (en) * | 1994-12-22 | 1996-06-27 | Senova Corporation | Apparatus for detecting selected chemical components of fluid streams |
| DE19547150C2 (de) * | 1995-12-16 | 2000-08-03 | Draegerwerk Ag | Gassensor |
| DE19606272C2 (de) * | 1996-02-21 | 2001-05-17 | Ust Umweltsensortechnik Gmbh | Halbleiter-Gassensor |
| US6596236B2 (en) * | 1999-01-15 | 2003-07-22 | Advanced Technology Materials, Inc. | Micro-machined thin film sensor arrays for the detection of H2 containing gases, and method of making and using the same |
| KR20020001780A (ko) * | 1999-03-17 | 2002-01-09 | 추후제출 | 공기내에 포함되어 있는 가스 또는 연기를 검출하기 위한센서 장치 및 방법 |
| US20040163445A1 (en) * | 2002-10-17 | 2004-08-26 | Dimeo Frank | Apparatus and process for sensing fluoro species in semiconductor processing systems |
| US7080545B2 (en) * | 2002-10-17 | 2006-07-25 | Advanced Technology Materials, Inc. | Apparatus and process for sensing fluoro species in semiconductor processing systems |
| ITTO20030318A1 (it) * | 2003-04-24 | 2004-10-25 | Sacmi | Dispositivo sensore di gas a film sottile semiconduttore. |
| US20060211253A1 (en) * | 2005-03-16 | 2006-09-21 | Ing-Shin Chen | Method and apparatus for monitoring plasma conditions in an etching plasma processing facility |
| US7827852B2 (en) * | 2007-12-20 | 2010-11-09 | General Electric Company | Gas sensor and method of making |
| EP3096585B1 (de) * | 2015-05-18 | 2017-12-20 | E.G.O. ELEKTRO-GERÄTEBAU GmbH | Heizeinrichtung zum erhitzen von fluiden und verfahren zum betrieb einer solchen heizeinrichtung |
| DE102016003283B4 (de) | 2016-03-18 | 2022-05-19 | Dräger Safety AG & Co. KGaA | Gasmessvorrichtung mit einer Prüfvorrichtung zur Überprüfung eines Gassensors |
| DE102016003284B4 (de) | 2016-03-18 | 2022-05-19 | Dräger Safety AG & Co. KGaA | Gasmessvorrichtung mit einer Prüfvorrichtung zur Überprüfung eines Gassensors |
| US11275051B2 (en) | 2016-03-23 | 2022-03-15 | Vaon, Llc | Metal oxide-based chemical sensors |
| US10132769B2 (en) | 2016-07-13 | 2018-11-20 | Vaon, Llc | Doped, metal oxide-based chemical sensors |
| US10802008B2 (en) | 2017-02-28 | 2020-10-13 | Vaon, Llc | Bimetal doped-metal oxide-based chemical sensors |
| US11243192B2 (en) | 2016-09-27 | 2022-02-08 | Vaon, Llc | 3-D glass printable hand-held gas chromatograph for biomedical and environmental applications |
| US11203183B2 (en) | 2016-09-27 | 2021-12-21 | Vaon, Llc | Single and multi-layer, flat glass-sensor structures |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2831394A1 (de) * | 1977-07-18 | 1979-02-08 | Fuji Electric Co Ltd | Kohlenmonoxid-sensor |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3865550A (en) * | 1970-08-26 | 1975-02-11 | Nat Res Dev | Semi-conducting gas sensitive devices |
| US3751968A (en) * | 1971-01-22 | 1973-08-14 | Inficon Inc | Solid state sensor |
| US3901067A (en) * | 1973-06-21 | 1975-08-26 | Gen Monitors | Semiconductor gas detector and method therefor |
| DE2651160C3 (de) * | 1975-11-08 | 1979-05-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka (Japan) | Sensor für reduzierende Gase |
| US4045178A (en) * | 1975-11-08 | 1977-08-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Reducing gas sensor |
| GB1557921A (en) * | 1977-01-10 | 1979-12-19 | British Steel Corp | Gas monitors |
| US4224280A (en) * | 1977-07-18 | 1980-09-23 | Fuji Electric Co., Ltd. | Carbon monoxide detecting device |
| DE2735222A1 (de) | 1977-08-04 | 1979-02-15 | Siemens Ag | Verfahren und vorrichtung zur messung des aethylalkoholgehaltes von luft |
| DE2737385A1 (de) * | 1977-08-19 | 1979-03-22 | Licentia Gmbh | Gasspuerelement zum nachweis von fetten und geruchsstoffen in duensten |
| JPS5473097A (en) * | 1977-11-22 | 1979-06-12 | Seiko Epson Corp | Gas sensor |
| DE2933971C2 (de) | 1979-08-22 | 1983-12-15 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Gassensor hoher Empfindlichkeit und Stabilität zum Nachweis und zur Messung des Verunreinigungsgehaltes von Luft auf der Basis von Metalloxidhalbleitern |
-
1980
- 1980-05-21 DE DE3019387A patent/DE3019387C2/de not_active Expired
-
1981
- 1981-04-16 US US06/254,855 patent/US4338281A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-04-28 FR FR8108444A patent/FR2484646A1/fr active Granted
- 1981-05-19 JP JP7560881A patent/JPS5717849A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2831394A1 (de) * | 1977-07-18 | 1979-02-08 | Fuji Electric Co Ltd | Kohlenmonoxid-sensor |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3217883A1 (de) * | 1982-05-12 | 1983-11-17 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Gassensor |
| DE4105025C1 (de) * | 1991-02-19 | 1992-07-02 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De | |
| US5211053A (en) * | 1991-02-19 | 1993-05-18 | Robert Bosch Gmbh | Hot gas sensor device with improved thermal isolation from carrier plate |
| EP3715842A1 (de) * | 2019-03-26 | 2020-09-30 | Infineon Technologies AG | Mems-gassensor |
| US11237098B2 (en) | 2019-03-26 | 2022-02-01 | Infineon Technologies Ag | MEMS gas sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE3019387C2 (de) | 1986-01-23 |
| JPS5717849A (en) | 1982-01-29 |
| US4338281A (en) | 1982-07-06 |
| FR2484646B1 (de) | 1985-02-08 |
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