Çinko oksit gaz sensörünün üretimi ve karakterizasyonu

Yarıiletken gaz sensörleri iç ve dış mekanlarda hava kalitesi belirlenmesinden, yanıcı veya zehirli gazların tespitine kadar birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Çinko oksit tabanlı gaz sensörleri, hızlı yanıt, düşük algılama limiti, yüksek seçicilik ve güvenilir performans nedeniyle metal oksit gaz sensörleri içerisinde öne çıkmaktadır. Enerji verimliliği ve üretim maliyetleri gözetildiğinde mikrofabrikasyon yöntemleri ile üretilen gaz sensörleri büyük artılar ortaya koymaktadır. Aktif malzemenin oksijen adzorbe etmesi sonucunda elektriksel direncinin değişimi prensibinden yola çıkılarak elde edilen bu sensörlerde, sensör malzemelerinin yapı ve boyutları yanı sıra sensör tasarımı ile minimum alana sığdırılabilecek aktif mikro yapılar sensör verimliliğini etkileyen ana faktörlerden birisidir. Bu çalışmada mikro fabrikasyon yöntemleri ile üretilen çinko oksit tabanlı yarıiletken gaz sensörlerinin, aynı mikrometre kare alan içerinde farkı elektrod mesafeleri ve tasarımları ile karbonmonoksit algılama performansları incelenmiştir. Aktif malzeme olarak kullanılan çinko oksit ince filmi DC saçtırma yöntemi ile pasivizasyon gerçekleştirilmiş silisyum alttaş üzerine kaplanarak SEM, EDS, Elipsometre ve XRD ile karakterize edilmiştir. Elektriksel bağlantı için krom üzerine altın elektrotlar dairesel, paralel ve karesel tasarımlar 600X600 mikrometre kare içeresinde tasarlanıp fotolitografi yöntemi ile şekillendirilmiştir. Karbonmonoksit atmosferi altında yapılan elektriksel ölçümlerde elektrot arası mesafe ve tasarımlara bağlı olarak algılama hızı ve doyum süresi değişimleri incelenmiştir. 2 mikronluk elektrodlar ve mesafesi ile aynı birim alana sahip sensörler içerisinde en düşük direnç ve en hızlı doyum süresi elde edilmiştir.