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141_091-027AP-TW

發佈日期 : 2009-04-29
發明專利說明書
　 ※申請案號：
　 ※申請日期：　　　　　　　　　　※ＩＰＣ分類：
一、發明名稱： (中文/英文)

 
　 氫氣感測器及其製造方法(全文下載) / HYDROGEN SENSOR AND FABRICATION METHOD THEREOF

 
二、申請人： 共 人

 
　 指定 為應受送達人

 
　  
三、發明人：
　  
　◎專利代理人：
　  
　
四、聲明事項
　

 
　 □主張專利法第二十七條第一項國際優先權：

 
　 □主張專利法第二十九條第一項國內優先權：

 
　 □ 主張專利法第二十六條微生物：

 
　□ 熟習該項技術者易於獲得，不須寄存
五、中文發明摘要：
　 　　本專利係有關於一種氫氣感測器(Hydrogen Sensor)及其製造方法。在本發明中，首先利用金屬有機化學氣相沈積法(MOCVD)或分子束磊晶法(MBE)在一半導體基底上成長所需摻雜濃度與厚度之化合物半導體薄膜；接著於該化合物半導體薄膜上以真空蒸鍍(Vacuum Evaporation)技術沈積一金-鍺(Au-Ge)合金層作為歐姆接觸(Ohmic Contact)金屬層，然後成長一品質佳之氧化物絕緣層薄膜，再以無電鍍(ElectrolessPlating)技術鍍覆一層對氫氣具有選擇性之金屬膜於其上以形成金-絕-半式(Metal-Insulator-Semiconductor；MIS)之蕭特基(Schottky)接觸結構。
　
六、英文發明摘要：
　 　　This invention demonstrates a hydrogen sensor device and a fabrication method thereof. First, a compound semiconductor film with the desired dopant concentration and thickness is grown on a semi-insulating semiconductor substrate by a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or molecular beam epitaxy (MBE) system. Then, the AuGe alloy is evaporated on the surface of compound semiconductor film as the Ohmic contact. A high-quality oxide insulator layer is followed formed on the compound semiconductor film. Sequentially, a hydrogen-sensitive metal film is deposited by electroless plating technique on the oxide insulator layer to form the metal-insulator-semiconductor (MIS) Schottky contact.
　
七、指定代表圖：
　（一）本案指定代表圖為：
　（二）本代表圖之元件代表符號簡單說明：

 
　 　　100．．．氫氣感測器
102．．．半導體基底
104．．．半導體緩衝層
106．．．半導體薄膜
108．．．歐姆接觸金屬電極
110．．．絕緣層
112．．．蕭特基接觸金屬電極
　
八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：
　  
　
九、發明說明：
　 [發明所屬之技術領域]

 

本發明係有關於一種氫氣感測器(Hydrogen Sensor)及其製造方法，特別是有關於一種金-絕-半式(Metal-Insulator-Semiconductor; MIS)之氫氣感測器及利用無電鍍(Electroless Plating)技術製作此金-絕-半式之氫氣感測器結構的方法。

[先前技術]

 

氫氣感測器係一種在工業上應用相當廣泛的元件。目前，氫氣感測器之蕭特基(Schottky)界面結構係由金-半(Metal-Semiconductor; MS)界面所構成。然而，在蕭特基之金-半界面結構的製作過程中，只要製程條件控制不佳，所形成之蕭特基金-半界面的品質即會受到嚴重影響，而造成反向漏電流(Leakage Current)增加，蕭特基能障降低，甚至產生費米能階釘住效應(Fermi-level Pinning Effect)之電性現象。
於是，若將此品質不佳之蕭特基金-半界面應用於氫氣檢測時，表面能階會降低吸附於蕭特基之金-半界面氫原子之極化程度，而導致氫氣檢測器之氫氣檢測能力減弱甚至喪失。另外，氫氣檢測器中之蕭特基能障降低時，亦會造成氫氣檢測器之蕭特基能障的可變化範圍減小，而使氫氣檢測之極限與濃度範圍受到限制。
此外，在製作蕭特基之金-半界面結構之金屬層時，一般係採用物理性之眞空鍍膜技術。由於真空鍍膜技術係屬於高能量之鍍膜方法，在沈積金屬層時往往會傷害半導體層之表面，尤其會造成電荷與缺陷的累積，對於蕭特基二極體所需之高品質金-半界面性質係為一大缺點。舉例而言，以眞空蒸鍍(Vacuum Evaporation)技術製備氫氣感測元件之金屬層時，金屬材料經迅速加熱揮發成金屬原子蒸汽而沈積於半導體層之表面時，會放出潛熱(Latent Heat)，所釋放出之潛熱會傷害半導體層之表面。如此一來，將會使金屬層與其下半導體層間之界面品質降低，導致氫氣感測元件之蕭特基能障不高，進而造成此氫氣感測元件之氫氣濃度檢測極限與範圍受到限制。

[發明內容]

 

本發明的主要目的之一就是在提供一種氫氣感測器，其在蕭特基金-半界面之間導入絕緣層薄膜，以金-絕-半蕭特基二極體結構來取代蕭特基金-半界面，以降低金屬層與半導體間之表面能態密度，並改善金屬層與半導體間之界面性質。
本發明之另一目的就是在提供一種具有金-絕-半蕭特基二極體結構之氫氣感測器，其中絕緣層之材料可選用經高溫處理過之氧化層或離子鍵較強的金屬氧化物。利用此品質優良之絕緣層夾於金屬層與半導體層之界面間，不但可以鈍化(Passivate)半導體層本質(Intrinsic)之缺陷或電荷，亦可減少金屬層在蒸鍍製程時於半導體層表面產生額外之表面能態。
本發明之再一目的就是在提供一種氫氣感測器之製造方法，其係運用無電鍍技術製備金-絕-半蕭特基二極體結構中之金屬層，可利用無電鍍製程之低溫低能鍍膜技術來減少金屬層鍍覆時所產生之缺陷或電荷。因此，可大幅改善蕭特基界面之品質，進而增進氫氣感測器之氫氣檢測性能。
根據以上所述之目的，本發明更提供了一種氫氣感測器，至少包括：一半導體基底，其中此半導體基底之材質可為半絕緣型砷化鎵(GaAs)或半絕緣型磷化銦(InP)等；一半導體緩衝層位於上述之半導體基底上，其中此半導體緩衝層之材質可為未摻雜之砷化鎵或磷化銦等；一半導體薄膜位於上述之半導體緩衝層上，其中此半導體薄膜之材質可為n型之砷化鎵或磷化銦等；一歐姆接觸(Ohmic Contact)金屬電極位於部分之半導體薄膜上，其中此歐姆接觸金屬電極之材質可為金-鍺-鎳(Au-Ge-Ni)合金或金-鍺(Au-Ge)合金等；一絕緣層位於另一部分之半導體薄膜上，其中此絕緣層之材質可為上述半導體薄膜之氧化物，或者為二氧化鈦(TiO2)或氧化鋅(ZnO)等；以及一無電鍍式蕭特基接觸金屬電極位於上述之絕緣層上，其中此無電鍍式蕭特基接觸金屬電極之材質可為鈀(Pd)、鉑(Pt)、銥(Ir)、銠(Rh)、釕(Ru)、或鈀-銀(Pd-Ag)合金。
根據以上所述之目的，本發明另外更提供了一種氫氣感測器之製造方法，至少包括：提供一半導體基底，其中此半導體基底上至少已形成依序堆疊之一半導體緩衝層位於此半導體基底上以及一半導體薄膜；形成一歐姆接觸金屬電極位於部分之半導體薄膜上；形成一絕緣層位於另一部分之半導體薄膜上；以及形成一無電鍍式蕭特基接觸金屬電極位於上述之絕緣層上。其中，待歐姆接觸金屬電極形成後，更至少包括進行一退火步驟，藉以使此歐姆接觸金屬電極中之金屬能擴散深入至上述之半導體薄膜中。
本發明在蕭特基接觸金屬電極-半導體薄膜界面間導入絕緣層，可以鈍化半導體薄膜內之本質缺陷，並可降低半導體薄膜之表面能態數目，進而達到提升界面品質的目的。因此，可大幅改善氫氣感測器之氫氣感測表現。此外，由於本發明利用無電鍍技術製備蕭特基接觸金屬電極，藉由無電鍍技術之低溫低能特點，亦可增進氫氣感測器之氫氣檢測能力。

[實施方式]

 

本發明揭露一種氫氣感測器及其製造方法，其係利用金-絕-半蕭特基二極體結構取代習知金-半蕭特基界面結構。因此，可達到改善金屬層與半導體間之界面性質的目的。此外，本發明更利用無電鍍技術製備蕭特基二極體結構之金屬層，以獲得高品質之蕭特基界面。為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照下列描述並配合第1圖至第6圖之圖示。
請參照第1圖，第1圖係繪示本發明之金屬-絕緣層-半導體(金-絕-半)式氫氣感測器100，由下而上之結構依序為：一半絕緣型之半導體基底102；厚度介於0.1μm至5.0μm間，未摻雜之半導體緩衝層104；厚度介於0.1μm至5.0μm間，摻雜濃度介於1×1015cm-3至5×1018cm-3間之半導體薄膜106；一厚度介於0.1μm至5.0μm間之歐姆接觸金屬電極108；厚度介於20至100間之絕緣層110；以及厚度介於0.01μm至5μm間，無電鍍之蕭特基接觸金屬電極112，其中歐姆接觸金屬電極108與蕭特基接觸金屬電極112彼此鄰近但不相互接觸。在本發明之氫氣感測器100中，半導體基底102之材料可為砷化鎵或磷化銦；半導體緩衝層104之材料可為未摻雜之砷化鎵或磷化銦；半導體薄膜106之材料則可為n型之砷化鎵或磷化銦；歐姆接觸金屬電極108之材料可為金-鍺-鎳合金或金-鍺合金；絕緣層110之材料可為半導體薄膜106之氧化物、二氧化鈦、或氧化鋅；且蕭特基接觸金屬電極112之材料可為鈀、鉑、銥、銠、釕、或鈀-銀合金。
在本發明之較佳實施例中，氫氣感測器100之製作首先以金屬有機化學氣相沈積法(MOCVD)或分子束磊晶成長法(MBE)在半絕緣砷化鎵之半導體基底102上成長一品質良好，厚度為1μm之未摻雜砷化鎵作為半導體緩衝層104及厚度為1μm之n型砷化鎵作為半導體薄膜106。利用光罩(Mask)、微影(Lithography)、眞空蒸鍍技術與剝離技術(Lift-off)，於半導體薄膜106表面先形成一金-鍺合金膜，經退火熱處理後形成歐姆接觸電極108。上述退火熱處理之溫度介於300℃至500℃之間，且退火熱處理之時間介於30秒至5分鐘之間。接著，再以濕蝕刻(Wet-etching)技術進行元件隔離，經清洗與乾燥步驟去除表面雜質後，再以熱氧化法(Thermal Oxidation)於半導體薄膜106之另一部分上形成厚度約60之砷化鎵氧化層作為絕緣層110。上述之熱氧化法係於合成空氣之環境下進行氧化絕緣薄膜的成長；其溫度介於100℃至500℃之間，並且時間介於20分鐘至5小時之間，其中合成空氣至少包括氧氣(O2)。此外，絕緣層110亦可利用微影、光罩、眞空蒸鍍技術與剝離技術，或者可利用微影、光罩、濺鍍(Sputtering)技術與剝離技術來加以製作。最後，再配合光罩、微影、無電鍍與剝離技術沉積鈀金屬於絕緣層110上，形成蕭特基接觸金屬電極112。此外，蕭特基接觸金屬電極112亦可利用微影、光罩、敏化、活化、無電鍍、與剝離技術來加以製作。
上述之敏化、活化步驟係將半導體基底102連同其上之堆疊結構依序浸入例如酸性含亞錫離子之敏化溶液及酸性含鈀離子之活化溶液中各5分鐘至10分鐘，再利用例如去離子水進行清洗。
利用無電鍍技術製作蕭特基接觸金屬電極112時，係將半導體基底102連同其上之堆疊結構一併浸入控溫之無電鍍鍍浴中以析鍍金屬層，再以去離子水清洗之。本發明所採用之無電鍍鍍浴包括擬析鍍金屬前驅鹽(Precursor)、還原劑(Reducing Agent)、錯合劑(Complexing Agent)、pH緩衝劑(Buffer)、安定劑(Stabilizer)、以及光亮劑(Brightening Agent)等成分。其中，擬析鍍金屬前驅鹽至少包括欲析鍍金屬之鹵化物、硝酸鹽、或醋酸鹽類等；還原劑至少包括聯胺(Hydrazine)、甲醛(Formaldehyde)、次磷酸鹽(Hypophosphite)、硼氫化物(Borohydride)、或具有還原性之醣類等；錯合劑至少包括硝酸鹽、銨鹽、硫酸鹽、氰酸鹽、乙酸鹽、甲酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、鹵鹽、乙二胺(Ethylenediamine)、四甲基乙二胺(Tetramethylethylenediamine)、或乙二胺四乙酸(Ethylenediamine Tetraacetic Acid, EDTA)等；安定劑至少包括硫脲(Thiourea)或硫二甘酸(Thiodiglycolic acid)等；pH緩衝劑至少包括鹼性之氫氧化銨、磷酸鹽、碳酸鹽、或硼酸鹽等，或者酸性之甲酸、乙酸、草酸(Oxalic Acid)、酒石酸(Tartaric Acid)、或檸檬酸(Citric Acid)等；而光亮劑則至少包括糖精(Saccharin)等。本發明之無電鍍鍍浴的pH值控制在介於8至12之間，或者控制在介於1至3之間。此外，為維持電鍍鍍浴之穩定性與析鍍速率及品質，本發明之無電鍍鍍浴中尚可加入其他添加物質。
本實施例所採用之無電鍍鍍浴系統，係以甲醛(HCHO)為還原劑，於析鍍基材表面之活性位置進行化學反應，將鍍浴中由氯化鈀(PdCl2)前驅鹽所提供之鈀離子還原並沈積於基材表面。其反應為：Pd2+(aq)+HCHO(aq)+H2OPd(s)+HCOOH(aq)+2H+(aq)
為維持鍍浴之穩定性與其析鍍速率及品質，本系統之鍍浴中尚含有其他添加物質。鍍浴組成如下：
在鍍覆蕭特基接觸金屬電極112時，無電鍍步驟之析鍍溫度介於20℃至70℃之間，且析鍍時間介於1分鐘至1小時之間。
請參照第2 (a)圖與第2 (b)圖，且請一併參照第1圖之圖示，其中第2 (a)圖與第2 (b)圖係繪示本發明之一較佳實施例之氫氣感測器的電荷分佈圖與其對應能帶圖，其中第2 (a)圖表示未引入氫氣，而第2 (b)圖表示引入氫氣後之變化。在引入氫氣之前，氫氣感測器100中蕭特基接觸金屬電極112之鈀金屬與半導體薄膜106之n型砷化鎵會因電子流動而產生空乏區；待平衡後，在金屬-氧化層-半導體之間會形成一蕭特基能障，如第2 (a)圖所示。引入氫氣之後，由於蕭特基接觸金屬電極112之鈀金屬對氫氣特有之催化性以及選透性，可將氫分子分解為氫原子並擴散穿透至蕭特基接觸金屬電極112之鈀金屬層與絕緣層110之砷化鎵氧化層的界面上，而形成氫原子層。此氫原子層因內建電場而被極化，而形成氫原子極化層，並形成具有反向電場之反向偶極層(Dipolar Layer)，而使空乏區寬度縮減並降低蕭特基能障高度，如第2 (b)圖所示。隨著環境中氫氣濃度之提升，位於蕭特基接觸金屬電極112之鈀金屬與絕緣層110之砷化鎵氧化層中之氫吸附量亦會增加，氫氣感測器100之蕭特基能障下降，故電流增加。如此一來，便可藉由電流之增加量來檢測環境中之氫氣含量。
請參照第3圖，第3圖係繪示習知金-半式氫氣感測器於140℃下之氫氣感測表現。習知金-半式氫氣感測器，在低濃度之氫氣環境中，感測效果並不理想，需增加氫氣濃度至1%時，其正、反向電流方有較明顯之變化。此種現象主要是因為無絕緣層存在之金-半蕭特基界面，會累積較多之表面電荷與缺陷，界面品質不佳，如此一來會導致界面氫原子之極化程度降低，使氫氣感測器之氫氣感測效果下降，故需較在高之氫氣濃度環境之中才有明顯的電性變化。因此，此類結構之氫氣感測器其氫氣濃度檢限與範圍往往受到較大的限制。另外，相關研究並指出單純金-半界面如本實施例之鈀-砷化鎵系統，其中鈀與砷、鎵元素會相互擴散(Inter-diffusion)，甚至形成鈀砷鎵之化合物，導致蕭特基界面消失，亦會使其氫氣檢測表現不佳。
請參照第4圖，第4圖係繪示本發明之一較佳實施例之鈀-砷化鎵氧化層-砷化鎵式氫氣感測器於140℃下之氫氣感測表現。本發明之氫氣感測器僅在15ppm氫氣/空氣之低濃度氫氣環境下即出現感測效果，而且正向與反向電流之變化量皆隨氫氣濃度增加而增大，對氫氣具有極佳之檢測表現。即使將氫氣濃度提升至1%氫氣/空氣，本發明之氫氣感測器的電流特性仍可維持二極體之整流特性，且尚未達到飽和之感測極限，故可檢測更高之氫氣濃度與範圍。
本發明之一特徵是因為導入高品質絕緣層於蕭特基接觸金屬電極-半導體薄膜界面間，可以鈍化半導體薄膜內之本質缺陷，降低半導體薄膜之表面能態數目，進而達到修飾半導體薄膜表面之效果。如此一來，不僅可有效防止例如鈀、砷、鎵之相互擴散，更可提升界面品質，大幅改善氫氣感測器之氫氣感測表現。
請參照第5圖，第5圖係繪示本發明之一較佳實施例之鈀-砷化鎵氧化層-砷化鎵式氫氣感測器的蕭特基能障高度對空氣中之氫氣濃度關係圖。本發明之氫氣感測器的蕭特基能障隨氫氣濃度升高而降低。於140℃下，本發明之氫氣感測器在合成空氣中之蕭特基能障約高度為938毫電子伏特(meV)，當氫氣濃度由15ppm提升至1%時，蕭特基能障下降約70meV。
請參照第6圖，第6圖係繪示本發明之一較佳實施例之鈀-砷化鎵氧化層-砷化鎵式氫氣感測器於140℃下氫氣感測之飽和靈敏度對氫氣濃度之關係圖。飽和靈敏度(Saturation Sensitivity)定義為氫氣存在之下，電流變化對基準電流之比值，亦即(IH2-Iair)/Iair。在第6圖中，本發明之氫氣感測器的靈敏度隨氫氣濃度增高而增加。正向偏壓施加越小，其氫氣飽和靈敏度越高。於0.05V正向偏壓下，對15ppm氫氣含量所測得之靈敏度可達12.5%，於1%氫氣含量所測得之靈敏度則可高達260%。
綜上所述，本發明之一優點就是因為本發明於金屬-半導體蕭特基接合界面間加入絕緣層結構，可大幅改進金屬-半導體蕭特基接合界面之品質。因此，可達到提升氫氣感測器之氫氣檢測能力的目的，並可使氫氣感測器具有更低之氫氣檢測濃度，擴大氫氣偵檢之範圍。
本發明之又一優點就是因為本發明之氫氣感測器可適用於高溫下之氫氣檢測，感測氫氣濃度範圍大，具有發展為智慧型感測器之優勢。
本發明之又一優點就是因為利用無電鍍技術製造金屬-絕緣層-半導體式氫氣感測器，具有設備簡單、成本低廉、操作容易、節省能源且可大量連續化生產等優點。而且，無電鍍技術不僅與半導體製程相容性極大，更具有低溫低能之特點，而可增進氫氣感測器之檢測能力。
如熟悉此技術之人員所瞭解的，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精砷下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

[圖式簡單說明]

 

第1圖係繪示本發明之一較佳實施例之氫氣感測器結構的示意圖；
第2 (a)圖與第2 (b)圖係繪示本發明之一較佳實施例之氫氣感測器的電荷分佈圖與其對應能帶圖，其中第2 (a)圖表示未引入氫氣，而第2 (b)圖表示引入氫氣後之變化；
第3圖係繪示習知金-半式氫氣感測器於140℃下之氫氣感測表現；
第4圖係繪示本發明之一較佳實施例之鈀-砷化鎵氧化層-砷化鎵式氫氣感測器於140℃下之氫氣感測表現；
第5圖係繪示本發明之一較佳實施例之鈀-砷化鎵氧化層-砷化鎵式氫氣感測器的蕭特基能障高度對空氣中之氫氣濃度關係圖；以及
第6圖係繪示本發明之一較佳實施例之鈀-砷化鎵氧化層-砷化鎵式氫氣感測器於140℃下氫氣感測之飽和靈敏度對氫氣濃度之關係圖。

 
　
十、申請專利範圍：
　 　　1.一種氫氣感測器(Hydrogen Sensor)，至少包括：一半導體基底；一半導體緩衝層位於該半導體基底上；一半導體薄膜位於該半導體緩衝層上；一歐姆接觸(Ohmic Contact)金屬電極位於部分之該半導體薄膜上；一絕緣層位於另一部分之該半導體薄膜上；以及一無電鍍式(Electroless Plating)蕭特基(Schottky)接觸金屬電極位於該絕緣層上。
　　2.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該半導體基底之材質為半絕緣型砷化鎵(GaAs)。
　　3.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該半導體基底之材質為半絕緣型磷化銦(InP)。
　　4.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該半導體緩衝層之材質為未摻雜之砷化鎵。
　　5.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該半導體緩衝層之材質為未摻雜之磷化銦。
　　6.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該半導體緩衝層之厚度介於0.1μm至5.0μm之間。
　　7.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該半導體薄膜之材質為n型砷化鎵。
　　8.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該半導體薄膜之材質為n型磷化銦。
　　9.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該半導體薄膜之摻雜濃度介於1×1015cm-3至5×1018cm-3之間。
　　10.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該半導體薄膜之厚度介於0.1μm至5.0μm之間。
　　11.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該歐姆接觸金屬電極之材質為金-鍺-鎳(Au-Ge-Ni)合金。
　　12.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該歐姆接觸金屬電極之材質為金-鍺(Au-Ge)合金。
　　13.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該歐姆接觸金屬電極之厚度介於0.1μm至5.0μm之間。
　　14.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該絕緣層之材質為該半導體薄膜之氧化物。
　　15.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該絕緣層之材質為二氧化鈦(TiO2)。
　　16.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該絕緣層之材質為氧化鋅(ZnO)。
　　17.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該絕緣層之厚度介於20至100之間。
　　18.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該無電鍍式蕭特基接觸金屬電極之材質為鈀(Pd)。
　　19.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該無電鍍式蕭特基接觸金屬電極之材質為鉑(Pt)。
　　20.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該無電鍍式蕭特基接觸金屬電極之材質為銥(Ir)。
　　21.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該無電鍍式蕭特基接觸金屬電極之材質為銠(Rh)。
　　22.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該無電鍍式蕭特基接觸金屬電極之材質為釕(Ru)。
　　23.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該無電鍍式蕭特基接觸金屬電極之材質為鈀-銀(Pd-Ag)合金。
　　24.如申請專利範圍第1項所述之氫氣感測器，其中該無電鍍式蕭特基接觸金屬電極之厚度介於0.01μm至5μm之間。
　　25.一種氫氣感測器之製造方法，至少包括：提供一半導體基底，其中該半導體基底上至少已形成依序堆疊之一半導體緩衝層位於該半導體基底上以及一半導體薄膜；形成一歐姆接觸金屬電極位於部分之該半導體薄膜上；形成一絕緣層位於另一部分之該半導體薄膜上；以及形成一無電鍍式蕭特基接觸金屬電極位於該絕緣層上。
　　26.如申請專利範圍第25項所述之氫氣感測器之製造方法，其中形成該半導體緩衝層之步驟係利用金屬有機化學氣相沉積法(MOCVD)以及分子束磊晶成長法(MBE)二者擇一。
　　27.如申請專利範圍第25項所述之氫氣感測器之製造方法，其中形成該半導體薄膜之步驟係利用金屬有機化學氣相沉積法以及分子束磊晶成長法二者擇一。
　　28.如申請專利範圍第25項所述之氫氣感測器之製造方法，其中形成該歐姆接觸金屬電極之步驟至少包括利用微影(Lithography)、光罩(Mask)、眞空蒸鍍(Vacuum Evaporation)技術與剝離(Lift-off)技術。
　　29.如申請專利範圍第25項所述之氫氣感測器之製造方法，其中於形成該歐姆接觸金屬電極之步驟與形成該絕緣層之步驟間，至少包括進行一退火步驟，藉以使該歐姆接觸金屬電極中之金屬能擴散深入至該半導體薄膜。
　　30.如申請專利範圍第29項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該退火步驟之反應溫度介於300℃至500℃之間，且該退火步驟之反應時間介於30秒至5分鐘之間。
　　31.如申請專利範圍第25項所述之氫氣感測器之製造方法，其中形成該絕緣層之步驟至少包括進行一熱氧化步驟。
　　32.如申請專利範圍第31項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該熱氧化步驟至少包括使用一反應氣體，且該反應氣體至少包括氧氣(O2)。
　　33.如申請專利範圍第31項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該熱氧化步驟之反應溫度介於100℃至500℃之間，且該熱氧化步驟之反應時間介於20分鐘至5小時之間。
　　34.如申請專利範圍第25項所述之氫氣感測器之製造方法，其中形成該絕緣層之步驟至少包括利用微影、光罩、眞空蒸鍍技術與剝離技術。
　　35.如申請專利範圍第25項所述之氫氣感測器之製造方法，其中形成該絕緣層之步驟至少包括利用微影、光罩、濺鍍(Sputtering)技術與剝離技術。
　　36.如申請專利範圍第25項所述之氫氣感測器之製造方法，其中形成該無電鍍式蕭特基接觸金屬電極之步驟更至少包括一微影步驟、一光罩步驟、一無電鍍步驟與一剝離步驟。
　　37.如申請專利範圍第36項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該無電鍍步驟至少包括將該半導體基底、該半導體緩衝層、該半導體薄膜、以及該歐姆接觸金屬電極所構成之堆疊結構浸入控溫之一無電鍍鍍浴中以析鍍出該無電鍍式蕭特基接觸金屬電極，以及利用去離子水進行清洗。
　　38.如申請專利範圍第37項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該無電鍍鍍浴至少包括一擬析鍍金屬前驅鹽(Precursor)、一還原劑(Reducing Agent)、以及一錯合劑(Complexing Agent)。
　　39.如申請專利範圍第37項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該無電鍍鍍浴至少包括一擬析鍍金屬前驅鹽(Precursor)、一還原劑(Reducing Agent)、一錯合劑(Complexing Agent)、以及一pH緩衝劑(Buffer)。
　　40.如申請專利範圍第37項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該無電鍍鍍浴至少包括一擬析鍍金屬前驅鹽(Precursor)、一還原劑(Reducing Agent)、一錯合劑(Complexing Agent)、一pH緩衝劑(Buffer)、以及一安定劑(Stabilizer)。
　　41.如申請專利範圍第37項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該無電鍍鍍浴至少包括一擬析鍍金屬前驅鹽(Precursor)、一還原劑(Reducing Agent)、一錯合劑(Complexing Agent)、一pH緩衝劑(Buffer)、一安定劑(Stabilizer)、以及一光亮劑(Brightening Agent)。
　　42.如申請專利範圍第38項、第39項、第40項或第41項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該擬析鍍金屬前驅鹽係選自於由欲析鍍金屬之鹵化物、硝酸鹽、以及醋酸鹽類所組成之一族群。
　　43.如申請專利範圍第38項、第39項、第40項或第41項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該還原劑係選自於由聯胺(Hydrazine)、甲醛(Formaldehyde)、次磷酸鹽(Hypophosphite)、硼氫化物(Borohydride)、以及具有還原性之醣類所組成之一族群。
　　44.如申請專利範圍第38項、第39項、第40項或第41項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該錯合劑係選自於由硝酸鹽、銨鹽、硫酸鹽、氰酸鹽、乙酸鹽、甲酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、鹵鹽、乙二胺 (Ethylenediamine)、四甲基乙二胺(Tetramethylethytenediamine)、以及乙二胺四乙酸(EDTA)所組成之一族群。
　　45.如申請專利範圍第38項、第39項、第40項或第41項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該無電鍍鍍浴之pH值介於8至12之間。
　　46.如申請專利範圍第38項、第39項、第40項或第41項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該無電鍍鍍浴之pH值介於1至3之間。
　　47.如申請專利範圍第39項、第40項或第41項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該pH緩衝劑係選自於由氫氧化銨、磷酸鹽、碳酸鹽、以及硼酸鹽所組成之一族群。
　　48.如申請專利範圍第39項、第40項或第41項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該pH緩衝劑係選自於由甲酸、乙酸、草酸(Oxalic Acid)、酒石酸(Tartaric Acid)、以及檸檬酸(Citric Acid)所組成之一族群。
　　49.如申請專利範圍第40項或第41項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該安定劑係選自於由硫脲(Thiourea) 與硫二甘酸(Thiodiglycolic Acid)所組成之一族群。
　　50.如申請專利範圍第41項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該光亮劑為糖精(Saccharin)。
　　51.如申請專利範圍第37項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該無電鍍步驟之析鍍溫度介於20℃至70℃之間，且該無電鍍步驟之析鍍時間介於1分鐘至1小時之間。
　　52.如申請專利範圍第25項所述之氫氣感測器之製造方法，其中形成該無電鍍式蕭特基接觸金屬電極之步驟更至少包括一微影步驟、一光罩步驟、一敏化步驟、一活化步驟、一無電鍍步驟與一剝離步驟。
　　53.如申請專利範圍第52項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該敏化步驟以及該活化步驟至少包括將該半導體基底、該半導體緩衝層、該半導體薄膜、以及該歐姆接觸金屬電極所構成之堆疊結構依序浸入一酸性含亞錫離子之敏化溶液及一酸性含鈀離子之活化溶液中5分鐘至10分鐘，以及利用去離子水進行清洗。
　　54.如申請專利範圍第52項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該無電鍍步驟至少包括將該半導體基底、該半導體緩衝層、該半導體薄膜、以及該歐姆接觸金屬電極所構成之堆疊結構浸入控溫之一無電鍍鍍浴中以析鍍出該無電鍍式蕭特基接觸金屬電極，以及利用去離子水進行清洗。
　　55.如申請專利範圍第54項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該無電鍍鍍浴至少包括一擬析鍍金屬前驅鹽(Precursor)、一還原劑(Reducing Agent)、以及一錯合劑(Complexing Agent)。
　　56.如申請專利範圍第54項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該無電鍍鍍浴至少包括一擬析鍍金屬前驅鹽(Precursor)、一還原劑(Reducing Agent)、一錯合劑(Complexing Agent)、以及一pH緩衝劑(Buffer)。
　　57.如申請專利範圍第54項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該無電鍍鍍浴至少包括一擬析鍍金屬前驅鹽(Precursor)、一還原劑(Reducing Agent)、一錯合劑(Complexing Agent)、一pH緩衝劑(Buffer)、以及一安定劑(Stabilizer)。
　　58.如申請專利範圍第54項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該無電鍍鍍浴至少包括一擬析鍍金屬前驅鹽(Precursor)、一還原劑(Reducing Agent)、一錯合劑 (Complexing Agent)、一pH緩衝劑(Buffer)、一安定劑(Stabilizer)、以及一光亮劑(Brightening Agent)。
　　59.如申請專利範圍第55項、第56項、第57項或第58項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該擬析鍍金屬前驅鹽係選自於由欲析鍍金屬之鹵化物、硝酸鹽、以及醋酸鹽類所組成之一族群。
　　60.如申請專利範圍第55項、第56項、第57項或第58項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該還原劑係選自於由聯胺(Hydrazine)、甲醛(Formaldehyde)、次磷酸鹽(Hypophosphite)、硼氫化物(Borohydride)、以及具有還原性之醣類所組成之一族群。
　　61.如申請專利範圍第55項、第56項、第57項或第58項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該錯合劑係選自於由硝酸鹽、銨鹽、硫酸鹽、氰酸鹽、乙酸鹽、甲酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、鹵鹽、乙二胺(Ethylenediamine)、四甲基乙二胺(Tetramethylethylenediamine)、以及乙二胺四乙酸(EDTA)所組成之一族群。
　　62.如申請專利範圍第55項、第56項、第57項或第 58項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該無電鍍鍍浴之pH值介於8至12之間。
　　63.如申請專利範圍第55項、第56項、第57項或第58項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該無電鍍鍍浴之pH值介於1至3之間。
　　64.如申請專利範圍第56項、第57項或第58項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該pH緩衝劑係選自於由氫氧化銨、磷酸鹽、碳酸鹽、以及硼酸鹽所組成之一族群。
　　65.如申請專利範圍第56項、第57項或第58項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該pH緩衝劑係選自於由甲酸、乙酸、草酸(Oxalic Acid)、酒石酸(Tartaric Acid)、以及檸檬酸(Citric Acid)所組成之一族群。
　　66.如申請專利範圍第57項或第58項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該安定劑係選自於由硫脲(Thiourea)與硫二甘酸(Thiodiglycolic Acid)所組成之一族群。
　　67.如申請專利範圍第58項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該光亮劑為糖精(Saccharin)。
　　68.如申請專利範圍第54項所述之氫氣感測器之製造方法，其中該無電鍍步驟之析鍍溫度介於20℃至70℃之間，且該無電鍍步驟之析鍍時間介於1分鐘至1小時之間。
　
十一、圖式：
　  
　





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