特許 6436706 ガスセンサおよびガス検出器、ガスセンサの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6436706

(24)【登録日】2018年11月22日

(45)【発行日】2018年12月12日

(54)【発明の名称】ガスセンサおよびガス検出器、ガスセンサの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/12 20060101AFI20181203BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/12 B

【請求項の数】24

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2014-197413(P2014-197413)

(22)【出願日】2014年9月26日

(65)【公開番号】特開2016-70704(P2016-70704A)

(43)【公開日】2016年5月9日

【審査請求日】2017年6月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000284

【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】野中 篤

(72)【発明者】

【氏名】大西 久男

【審査官】 黒田 浩一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１３２７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５３９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１９６９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２５８３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０１３４７５３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／００−２７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、
前記基板の前記接続端部のうち、前記第２架橋部が接続される第２接続端部には、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されており、
前記基板の前記接続端部のうち、前記第１架橋部が接続される第１接続端部には、前記ガス感応体が被覆形成されているガスセンサ。

【請求項2】

基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、
前記基板の上面視での中心である中心点と、前記基板と前記第２架橋部との接続点とを結ぶ線分の垂直二等分線によって区切られた前記基板における領域のうち、前記接続点の側の領域である第２領域に、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されており、
前記基板の前記接続端部のうち、前記第１架橋部が接続される第１接続端部には、前記ガス感応体が被覆形成されているガスセンサ。

【請求項3】

基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、
前記基板を構成するベースに設けられる前記加熱部を覆うように絶縁層が設けられ、
前記絶縁層の上に一対の電極が設けられ、
前記絶縁層及び前記一対の電極の上に前記ガス感応体が設けられ、
前記検知部は、前記一対の電極を有し、当該一対の電極の間の抵抗値の変化に基づいて前記検知対象ガスを検知するように構成され、
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、
前記基板の前記接続端部のうち、前記第２架橋部が接続される第２接続端部には、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されているガスセンサ。

【請求項4】

基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、
前記基板を構成するベースに前記検知部としての機能と前記加熱部としての機能とを有する抵抗体が設けられ、
前記抵抗体及び前記ベースの上には前記ガス感応体が設けられ、
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、
前記架橋部は、前記加熱部としての前記抵抗体に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、
前記基板の前記接続端部のうち、前記第２架橋部が接続される第２接続端部には、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されているガスセンサ。

【請求項5】

基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、
前記基板を構成するベースに設けられる前記加熱部を覆うように絶縁層が設けられ、
前記絶縁層の上に一対の電極が設けられ、
前記絶縁層及び前記一対の電極の上に前記ガス感応体が設けられ、
前記検知部は、前記一対の電極を有し、当該一対の電極の間の抵抗値の変化に基づいて前記検知対象ガスを検知するように構成され、
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、
前記基板の上面視での中心である中心点と、前記基板と前記第２架橋部との接続点とを結ぶ線分の垂直二等分線によって区切られた前記基板における領域のうち、前記接続点の側の領域である第２領域に、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されているガスセンサ。

【請求項6】

基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、
前記基板を構成するベースに前記検知部としての機能と前記加熱部としての機能とを有する抵抗体が設けられ、
前記抵抗体及び前記ベースの上には前記ガス感応体が設けられ、
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、
前記架橋部は、前記加熱部としての前記抵抗体に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、
前記基板の上面視での中心である中心点と、前記基板と前記第２架橋部との接続点とを結ぶ線分の垂直二等分線によって区切られた前記基板における領域のうち、前記接続点の側の領域である第２領域に、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されているガスセンサ。

【請求項7】

前記基板の前記接続端部のうち、前記第１架橋部が接続される第１接続端部には、前記ガス感応体が被覆形成されている請求項３〜６のいずれか１項に記載のガスセンサ。

【請求項8】

前記ガス感応体非被覆領域には、前記検知対象ガスに対する感応性が前記ガス感応体よりも小さいガス低感応体、または前記検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体が被覆形成されている請求項１，２，３，５のいずれか１項に記載のガスセンサ。

【請求項9】

前記ガス感応体非被覆領域には、前記ガス感応体よりも電気抵抗が大きい高抵抗体が被覆形成されている請求項１，２，３，５，８のいずれか１項に記載のガスセンサ。

【請求項10】

前記高抵抗体が絶縁性酸化物を主成分とする請求項９に記載のガスセンサ。

【請求項11】

前記ガス感応体が酸化物半導体を主成分とする請求項１，２，３，５，８〜１０のいずれか１項に記載のガスセンサ。

【請求項12】

前記ガス感応体は、接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性を有し、前記基板の前記接続端部のうち、前記第２架橋部が接続される第２接続端部における前記ガス感応体非被覆領域には、触媒活性が前記ガス感応体よりも低い触媒低活性体、または触媒活性を有さない触媒不活性体が被覆形成されている請求項１，２，４，６のいずれか１項に記載のガスセンサ。

【請求項13】

前記触媒低活性体または前記触媒不活性体が金属酸化物を主成分とする請求項１２に記載のガスセンサ。

【請求項14】

前記ガス感応体は金属酸化物に担持された貴金属触媒を含有する請求項１２または１３に記載のガスセンサ。

【請求項15】

前記加熱部は、測定時に前記ガス感応体を所定の検知温度以上に加熱し、前記検知温度が３５０℃以上５５０℃以下である請求項１〜１４のいずれか１項に記載のガスセンサ。

【請求項16】

請求項１〜１５のいずれか１項に記載のガスセンサと、前記ガスセンサの出力に基づいて前記検知対象ガスに関係したガス情報を出力する出力部を有するガス検出器。

【請求項17】

基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、
前記基板の前記接続端部のうち前記第２架橋部が接続される第２接続端部に前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域を形成し且つ前記基板の前記接続端部のうち前記第１架橋部が接続される第１接続端部に前記ガス感応体を形成する形態で、前記ガス感応体の材料を前記基板の上に付着させる付着工程を有するガスセンサの製造方法。

【請求項18】

基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、
前記接続端部のうち前記第２架橋部が接続される第２接続端部の上に、前記検知対象ガスに対する感応性が前記ガス感応体よりも小さいガス低感応体、または前記検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体を付着させる第１付着工程と、
前記ガス感応体の材料を、前記接続端部のうち前記第１架橋部が接続される第１接続端部を含む前記基板の上に付着させる第２付着工程とを有するガスセンサの製造方法。

【請求項19】

基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、
前記接続端部のうち前記第２架橋部が接続される第２接続端部の上に、接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性が前記ガス感応体よりも低い触媒低活性体、または接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性を有さない触媒不活性体を付着させる第１付着工程と、
前記ガス感応体の材料を、前記接続端部のうち前記第１架橋部が接続される第１接続端部を含む前記基板の上に付着させる第２付着工程とを有するガスセンサの製造方法。

【請求項20】

基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、
前記接続端部のうち前記第２架橋部が接続される第２接続端部をマスキング材で覆うマスキング工程と、
前記マスキング工程の後に前記ガス感応体の材料を前記基板の上に付着させる付着工程と、
前記付着工程の後に、前記マスキング材を除去する工程とを有するガスセンサの製造方法。

【請求項21】

基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、
前記基板を構成するベースの上に前記加熱部を形成する工程と、
前記加熱部を覆うように絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の上に一対の電極を形成する工程と、
前記基板の前記接続端部のうち前記第２架橋部が接続される第２接続端部に前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域を形成する形態で、前記ガス感応体の材料を前記絶縁層及び前記一対の電極の上に付着させる付着工程を有し、
前記検知部は、前記一対の電極を有し、当該一対の電極の間の抵抗値の変化に基づいて前記検知対象ガスを検知するように構成されるガスセンサの製造方法。

【請求項22】

基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、
前記基板を構成するベースの上に前記検知部としての機能と前記加熱部としての機能とを有する抵抗体を形成する工程と、
前記基板の前記接続端部のうち前記第２架橋部が接続される第２接続端部に前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域を形成する形態で、前記ガス感応体の材料を前記抵抗体及び前記ベースの上に付着させる付着工程を有するガスセンサの製造方法。

【請求項23】

基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、
前記基板を構成するベースの上に前記加熱部を形成する工程と、
前記加熱部を覆うように絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の上に一対の電極を形成する工程と、
前記接続端部のうち前記第２架橋部が接続される第２接続端部の上に、前記検知対象ガスに対する感応性が前記ガス感応体よりも小さいガス低感応体、または前記検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体を付着させる第１付着工程と、
前記ガス感応体の材料を前記絶縁層及び前記一対の電極の上に付着させる第２付着工程とを有し、
前記検知部は、前記一対の電極を有し、当該一対の電極の間の抵抗値の変化に基づいて前記検知対象ガスを検知するように構成されるガスセンサの製造方法。

【請求項24】

基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、
前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、
前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、
前記基板を構成するベースの上に前記検知部としての機能と前記加熱部としての機能とを有する抵抗体を形成する工程と、
前記接続端部のうち前記第２架橋部が接続される第２接続端部の上に、接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性が前記ガス感応体よりも低い触媒低活性体、または接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性を有さない触媒不活性体を付着させる第１付着工程と、
前記ガス感応体の材料を前記抵抗体及び前記ベースの上に付着させる第２付着工程とを有するガスセンサの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサおよびガス検出器、ガスセンサの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

省電力化、小型化のため、ＭＥＭＳ技術（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を利用したガスセンサが開発されている。そのようなガスセンサには、ガス感応体と検知部（電極）と加熱部（ヒータ）とが基板に設けられて、その基板が複数の架橋部により宙吊りの状態で支持されたものがある。このタイプのガスセンサは、その宙吊り構造により基板から熱が逃げにくいため、省電力の面で有利である。

【0003】

特許文献１のガスセンサでは、薄膜ヒータのオンオフに伴いベースに働く熱応力を緩和するために、センサ中央の孔の一方で他方に比べて薄膜ヒータの配線が１本少なくされ、かつ、ダミーの配線が少なくとも１本設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−９８２３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のガスセンサは、短期的な湿度変化の影響を受けて出力が変動したり、長期の使用により感度が低下する問題があった。発明者は鋭意検討の末、これらの問題の原因が、上述の宙吊り構造により生じる基板上の温度不均一に起因すると思い至った。

【0006】

基板を支持する複数の架橋部のうち、ヒータへ給電する配線が設けられた架橋部（第１架橋部）は、通電による配線の発熱やヒータからの熱伝導によって温度が上昇する。一方、そのような配線が設けられていない架橋部（第２架橋部）では、第１架橋部のような温度上昇はみられない。すると、第２架橋部を通じた熱の流出が大きくなるため、第２架橋部と基板の接続部ではガス感応体の温度が他の場所よりも低くなる。

【0007】

ガス感応体としては酸化スズ等の酸化物半導体やガスに対する触媒活性をもつ物質が用いられる。ガス感応体に低温の部位が存在すると、そこでは湿度による感度変化が大きかったり、湿度により徐々に影響を受けて感度が低下すると考えられる。

【0008】

なお小型のガスセンサにおいては、さらなる消費電力の低減のためパルス駆動、すなわちヒータへの通電とガス検知とが間欠的に行われる場合がある。このような場合には上述の問題がより顕著に現れると考えられる。すなわちガス感応体は大部分の期間で常温であり、空気中の水分に晒される。この間にガス感応体に付着した水分は、加熱期間中に放出される筈であるが、上述の低温部分においては放出が十分でなく、徐々に水分が蓄積して感度低下を引き起こすと考えられる。

【0009】

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサと、そのガスセンサを用いたガス検出器、およびガスセンサの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、前記基板の前記接続端部のうち、前記第２架橋部が接続される第２接続端部には、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されており、前記基板の前記接続端部のうち、前記第１架橋部が接続される第１接続端部には、前記ガス感応体が被覆形成されている点にある。

【0011】

第２架橋部には加熱部に給電する給電線が設けられていないので、第２架橋部が接続される第２接続端部にガス感応体を設けた場合、第２接続端部の上のガス感応体は他の部位のガス感応体よりも低温になる場合がある。上記の特徴構成によれば、基板の接続端部のうち、第２架橋部が接続される第２接続端部には、ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されているので、基板の上に設けられるガス感応体のうち、加熱部によって加熱された際に低温となる部位が小さくなる。すると、検知部によるセンサ出力に対する、上述の低温となる部位からの寄与がより小さくなるので、湿度の影響を受けにくくなる。よって、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現することができる。

【0012】

ガス感応体非被覆領域を設けることにより、ガス感応体を基板の全面に設ける場合に比べてガス感応体の総量あるいは表面積が小さくなるので、センサ出力自体は小さくなる可能性がある。しかしながら、第２接続端部にガス感応体非被覆領域を設けることで、低温となる部位のガス感応体が小さくなるので、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下を抑制することができる。
加えて、基板の接続端部のうち、第１架橋部が接続される第１接続端部には、ガス感応体が被覆形成されているので、センサ出力の低下を抑えつつも短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現できる。
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、前記基板を構成するベースに設けられる前記加熱部を覆うように絶縁層が設けられ、前記絶縁層の上に一対の電極が設けられ、前記絶縁層及び前記一対の電極の上に前記ガス感応体が設けられ、前記検知部は、前記一対の電極を有し、当該一対の電極の間の抵抗値の変化に基づいて前記検知対象ガスを検知するように構成され、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、前記基板の前記接続端部のうち、前記第２架橋部が接続される第２接続端部には、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されている点にある。
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、前記基板を構成するベースに前記検知部としての機能と前記加熱部としての機能とを有する抵抗体が設けられ、前記抵抗体及び前記ベースの上には前記ガス感応体が設けられ、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部としての前記抵抗体に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、前記基板の前記接続端部のうち、前記第２架橋部が接続される第２接続端部には、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されている点にある。

【0013】

上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、前記基板の上面視での中心である中心点と、前記基板と前記第２架橋部との接続点とを結ぶ線分の垂直二等分線によって区切られた前記基板における領域のうち、前記接続点の側の領域である第２領域に、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されており、前記基板の前記接続端部のうち、前記第１架橋部が接続される第１接続端部には、前記ガス感応体が被覆形成されている点にある。

【0014】

第２架橋部には加熱部に給電する給電線が設けられていないので、基板と第２架橋部との接続点の近傍は第２架橋部を通じた熱流出が大きいことにより温度が低下する。上記の特徴構成によれば、基板の上面視での中心である中心点と基板と第２架橋部との接続点とを結ぶ線分の垂直二等分線によって区切られた基板における領域のうち、接続点の側の領域である第２領域に、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されているので、基板の上に設けられるガス感応体のうち、加熱部によって加熱された際に低温となる部位が小さくなる。すると、検知部によるセンサ出力に対する、上述の低温となる部位からの寄与がより小さくなるので、湿度の影響を受けにくくなる。よって、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現することができる。
加えて、基板の接続端部のうち、第１架橋部が接続される第１接続端部には、ガス感応体が被覆形成されているので、センサ出力の低下を抑えつつも短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現できる。
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、前記基板を構成するベースに設けられる前記加熱部を覆うように絶縁層が設けられ、前記絶縁層の上に一対の電極が設けられ、前記絶縁層及び前記一対の電極の上に前記ガス感応体が設けられ、前記検知部は、前記一対の電極を有し、当該一対の電極の間の抵抗値の変化に基づいて前記検知対象ガスを検知するように構成され、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、前記基板の上面視での中心である中心点と、前記基板と前記第２架橋部との接続点とを結ぶ線分の垂直二等分線によって区切られた前記基板における領域のうち、前記接続点の側の領域である第２領域に、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されている点にある。
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサであって、前記基板を構成するベースに前記検知部としての機能と前記加熱部としての機能とを有する抵抗体が設けられ、前記抵抗体及び前記ベースの上には前記ガス感応体が設けられ、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部としての前記抵抗体に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、前記基板の上面視での中心である中心点と、前記基板と前記第２架橋部との接続点とを結ぶ線分の垂直二等分線によって区切られた前記基板における領域のうち、前記接続点の側の領域である第２領域に、前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域が形成されている点にある。

【0015】

本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記基板の前記接続端部のうち、前記第１架橋部が接続される第１接続端部には、前記ガス感応体が被覆形成されている点にある。

【0016】

上記の特徴構成によれば、基板の接続端部のうち、第１架橋部が接続される第１接続端部には、ガス感応体が被覆形成されているので、センサ出力の低下を抑えつつも短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現できる。

【0017】

本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記ガス感応体非被覆領域には、前記検知対象ガスに対する感応性が前記ガス感応体よりも小さいガス低感応体、または前記検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体が被覆形成されている点にある。

【0018】

上記の特徴構成によれば、ガス感応体非被覆領域には、検知対象ガスに対する感応性がガス感応体よりも小さいガス低感応体、または検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体が被覆形成されているので、基板上の低温となる部位からのセンサ出力への寄与をガス低感応体またはガス不感応体の存在により効果的に低減しつつ、基板をガス低感応体またはガス不感応体で覆うことにより基板や検知部の腐食・劣化を抑制して耐環境性に優れたガスセンサを実現できる。また、基板のガス感応体非被覆領域がガス低感応体またはガス不感応体で覆われているので、ガス感応体非被覆領域からの放熱が抑制され、基板を適温に保ち、検知対象ガスの検出を安定して行うことができる。

【0019】

本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記ガス感応体非被覆領域には、前記ガス感応体よりも電気抵抗が大きい高抵抗体が被覆形成されている点にある。

【0020】

半導体式ガスセンサまたは熱線型半導体式ガスセンサにおいては、ガス感応体として酸化物半導体が用いられる。加熱部により加熱された酸化物半導体と検知対象ガスとが接触すると、酸化物半導体の電気抵抗値が変化する。その変化を検知部が検知し、ガスセンサの出力となる。したがって、ガス感応体よりも電気抵抗が大きい高抵抗体が基板上に設けられると、その部位からのセンサ出力への寄与は小さくなる。

【0021】

すなわち上記の特徴構成によれば、ガス感応体非被覆領域には、ガス感応体よりも電気抵抗が大きい高抵抗体が被覆形成されているので、基板上の低温となる部位からのセンサ出力への寄与を高抵抗体の存在により効果的に低減しつつ、基板を高抵抗体で覆うことにより基板や検知部の腐食・劣化を抑制して耐環境性に優れたガスセンサを実現できる。また、基板のガス感応体非被覆領域がガス低感応体またはガス不感応体で覆われているので、ガス感応体非被覆領域からの放熱が抑制され、基板を適温に保ち、検知対象ガスの検出を安定して行うことができる。

【0022】

本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記高抵抗体が絶縁性酸化物を主成分とする点にある。

【0023】

上記の特徴構成によれば、高抵抗体が絶縁性酸化物を主成分とするので、環境影響を受け難く長期的に安定な材料により基板上の低温となる部位からのセンサ出力への寄与を効果的に低減しつつ、基板を当該材料で覆うことにより耐環境性にも優れたガスセンサを実現できる。絶縁性酸化物としては、例えば、アルミナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア、チタニア等を用いることができる。

【0024】

本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記ガス感応体が酸化物半導体を主成分とする点にある。

【0025】

上記の特徴構成によれば、ガス感応体が酸化物半導体を主成分とするので、高感度なガス感応体を用いつつ短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現できる。酸化物半導体としては、例えば、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化鉄などの遷移金属酸化物や酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化インジウム、酸化スズ、酸化アンチモン等の金属酸化物を主成分とする半導体材料を用いることができる。

【0026】

本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記ガス感応体は、接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性を有し、前記第２接続端部における前記ガス感応体非被覆領域には、触媒活性が前記ガス感応体よりも低い触媒低活性体、または触媒活性を有さない触媒不活性体が被覆形成されている点にある。

【0027】

接触燃焼式ガスセンサにおいては、ガス感応体として検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性を有する材料が用いられる。加熱部により加熱されたガス感応体と検知対象ガスとが接触すると、ガス感応体の表面で検知対象ガスの酸化（燃焼）が発生し、その燃焼熱によりガス感応体の温度が上昇する。この温度上昇を検知部が電気抵抗の上昇として検知し、センサ出力となる。したがって、触媒活性がガス感応体よりも低い触媒低活性体、または触媒活性を有さない触媒不活性体が基板上に設けられると、その部位からのセンサ出力への寄与は小さくなる。

【0028】

すなわち上記の特徴構成によれば、第２接続端部におけるガス感応体非被覆領域には、触媒活性が前記ガス感応体よりも低い触媒低活性体、または触媒活性を有さない触媒不活性体が被覆形成されているので、基板上の低温となる部位からのセンサ出力への寄与を触媒低活性体または触媒非活性体の存在により効果的に低減しつつ、基板を触媒低活性体または触媒非活性体で覆うことにより耐環境性にも優れたガスセンサを実現できる。

【0029】

本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記触媒低活性体または前記触媒不活性体が金属酸化物を主成分とする点にある。

【0030】

上記の特徴構成によれば、触媒低活性体または触媒不活性体が金属酸化物を主成分とするので、環境影響を受け難く長期的に安定な材料により基板上の低温となる部位からのセンサ出力への寄与を効果的に低減しつつ、基板を当該材料で覆うことにより耐環境性にも優れたガスセンサを実現できる。また、基板のガス感応体非被覆領域がガス低感応体またはガス不感応体で覆われているので、ガス感応体非被覆領域からの放熱が抑制され、基板を適温に保ち、検知対象ガスの検出を安定して行うことができる。なお金属酸化物としては、例えば、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、チタニア等を用いることができる。

【0031】

本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記ガス感応体は金属酸化物に担持された貴金属触媒を含有する点にある。

【0032】

上記の特徴構成によれば、ガス感応体は金属酸化物に担持された貴金属触媒を含有するので、高感度なガス感応体を用いつつ短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現できる。金属酸化物としては、例えば、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、チタニア等を用いることができる。貴金属触媒としては、例えば、白金族元素（ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金）を用いることができる。

【0033】

本発明に係るガスセンサの別の特徴構成は、前記加熱部は、測定時に前記ガス感応体を所定の検知温度以上に加熱し、前記検知温度が３５０℃以上５５０℃以下である点にある。

【0034】

上記の特徴構成によれば、加熱部は、測定時にガス感応体を所定の検知温度以上に加熱し、検知温度が３５０℃以上５５０℃以下であるから、ガス感応体の温度を高くしてセンサ感度を高く保ちつつ、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現できる。

【0035】

上記目的を達成するための本発明に係るガス検出器の特徴構成は、上述のガスセンサと前記ガスセンサの出力に基づいて前記検知対象ガスに関係したガス情報を出力する出力部を有することを特徴とする。

【0036】

上記の特徴構成によれば、上述のガスセンサと前記ガスセンサの出力に基づいて前記検知対象ガスに関係したガス情報を出力する出力部を有するので、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制され、信頼性の高いガス検出器を実現することができる。

【0037】

上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの製造方法の特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、前記基板の前記接続端部のうち前記第２架橋部が接続される第２接続端部に前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域を形成し且つ前記基板の前記接続端部のうち前記第１架橋部が接続される第１接続端部に前記ガス感応体を形成する形態で、前記ガス感応体の材料を前記基板の上に付着させる付着工程を有する点にある。

【0038】

上記の特徴構成によれば、付着工程により、第２接続端部にガス感応体非被覆領域を形成する形態で、ガス感応体の材料を基板の上に付着させるので、基板の上に設けられるガス感応体のうち、加熱部によって加熱された際に低温となる部位がより小さいガスセンサが製造される。すると、検知部によるセンサ出力に対する、上述の低温となる部位からの寄与がより小さくなるので、湿度の影響を受けにくくなる。よって、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを製造することができる。
加えて、基板の接続端部のうち、第１架橋部が接続される第１接続端部には、ガス感応体が被覆形成されているので、センサ出力の低下を抑えつつも短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現できる。
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの製造方法の特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、前記基板を構成するベースの上に前記加熱部を形成する工程と、前記加熱部を覆うように絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層の上に一対の電極を形成する工程と、前記基板の前記接続端部のうち前記第２架橋部が接続される第２接続端部に前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域を形成する形態で、前記ガス感応体の材料を前記絶縁層及び前記一対の電極の上に付着させる付着工程を有し、前記検知部は、前記一対の電極を有し、当該一対の電極の間の抵抗値の変化に基づいて前記検知対象ガスを検知するように構成される点にある。
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの製造方法の特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、前記基板を構成するベースの上に前記検知部としての機能と前記加熱部としての機能とを有する抵抗体を形成する工程と、前記基板の前記接続端部のうち前記第２架橋部が接続される第２接続端部に前記ガス感応体に覆われていないガス感応体非被覆領域を形成する形態で、前記ガス感応体の材料を前記抵抗体及び前記ベースの上に付着させる付着工程を有する点にある。

【0039】

上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの製造方法の特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、前記接続端部のうち前記第２架橋部が接続される第２接続端部の上に、前記検知対象ガスに対する感応性が前記ガス感応体よりも小さいガス低感応体、または前記検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体を付着させる第１付着工程と、前記ガス感応体の材料を、前記接続端部のうち前記第１架橋部が接続される第１接続端部を含む前記基板の上に付着させる第２付着工程とを有する点にある。

【0040】

上記の特徴構成によれば、第２接続端部の上に、検知対象ガスに対する感応性がガス感応体よりも小さいガス低感応体、または検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体を付着させる第１付着工程と、ガス感応体の材料を基板の上に付着させる第２付着工程とを有するので、ガス低感応体またはガス不感応体で覆われた領域（第２接続端部を含む領域）にはガス感応体の材料が付着しない。これにより、基板の上に設けられるガス感応体のうち、加熱部によって加熱された際に低温となる部位がより小さいガスセンサが製造される。すると、検知部によるセンサ出力に対する、上述の低温となる部位からの寄与がより小さくなるので、湿度の影響を受けにくくなる。よって、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを製造することができる。
加えて、基板の接続端部のうち、第１架橋部が接続される第１接続端部には、ガス感応体が被覆形成されているので、センサ出力の低下を抑えつつも短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを実現できる。
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの製造方法の特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、前記接続端部のうち前記第２架橋部が接続される第２接続端部の上に、接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性が前記ガス感応体よりも低い触媒低活性体、または接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性を有さない触媒不活性体を付着させる第１付着工程と、前記ガス感応体の材料を、前記接続端部のうち前記第１架橋部が接続される第１接続端部を含む前記基板の上に付着させる第２付着工程とを有する点にある。
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの製造方法の特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、前記基板を構成するベースの上に前記加熱部を形成する工程と、前記加熱部を覆うように絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層の上に一対の電極を形成する工程と、前記接続端部のうち前記第２架橋部が接続される第２接続端部の上に、前記検知対象ガスに対する感応性が前記ガス感応体よりも小さいガス低感応体、または前記検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体を付着させる第１付着工程と、前記ガス感応体の材料を前記絶縁層及び前記一対の電極の上に付着させる第２付着工程とを有し、前記検知部は、前記一対の電極を有し、当該一対の電極の間の抵抗値の変化に基づいて前記検知対象ガスを検知するように構成される点にある。
上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの製造方法の特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、前記基板を構成するベースの上に前記検知部としての機能と前記加熱部としての機能とを有する抵抗体を形成する工程と、前記接続端部のうち前記第２架橋部が接続される第２接続端部の上に、接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性が前記ガス感応体よりも低い触媒低活性体、または接触した前記検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性を有さない触媒不活性体を付着させる第１付着工程と、前記ガス感応体の材料を前記抵抗体及び前記ベースの上に付着させる第２付着工程とを有する点にある。

【0041】

上記目的を達成するための本発明に係るガスセンサの製造方法の特徴構成は、基板に設けられたガス感応体と、検知対象ガスが前記ガス感応体に接触したことを検知する検知部と、前記ガス感応体を加熱する加熱部とを有するガスセンサの製造方法であって、前記基板は、前記基板の接続端部に接続された架橋部によって支持基板に支持されており、前記架橋部は、前記加熱部に給電する給電線が設けられた第１架橋部と、前記給電線が設けられない第２架橋部とを有し、前記接続端部のうち前記第２架橋部が接続される第２接続端部をマスキング材で覆うマスキング工程と、前記マスキング工程の後に前記ガス感応体の材料を前記基板の上に付着させる付着工程と、前記付着工程の後に、前記マスキング材を除去する工程とを有する点にある。

【0042】

上記の特徴構成によれば、第２接続端部をマスキング材で覆うマスキング工程と、マスキング工程の後にガス感応体の材料を基板の上に付着させる付着工程とを有するので、マスキング材で覆われた領域（第２接続端部を含む領域）にはガス感応体の材料が付着しない。これにより、基板の上に設けられるガス感応体のうち、加熱部によって加熱された際に低温となる部位がより小さいガスセンサが製造される。すると、検知部によるセンサ出力に対する、上述の低温となる部位からの寄与がより小さくなるので、湿度の影響を受けにくくなる。よって、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】ガスセンサの構造を示す斜視図

【図2】ガスセンサの構造を示す断面図

【図3】第１実施形態に係る半導体式ガスセンサの上面図

【図4】第１実施形態に係る半導体式ガスセンサの上面図

【図5】第１実施形態に係る半導体式ガスセンサの断面図

【図6】第２実施形態に係る半導体式ガスセンサの上面図

【図7】第２実施形態に係る半導体式ガスセンサの断面図

【図8】第２実施形態に係る半導体式ガスセンサの製造時の上面図

【図9】第３実施形態に係る接触燃焼式ガスセンサの上面図

【図10】第４実施形態に係る半導体式ガスセンサの上面図

【図11】第４実施形態に係る半導体式ガスセンサの上面図

【図12】第５実施形態に係る半導体式ガスセンサの上面図

【図13】第５実施形態に係る半導体式ガスセンサの断面図

【図14】第５実施形態の変形例に係る半導体式ガスセンサの上面図

【図15】第５実施形態の変形例に係る半導体式ガスセンサの断面図

【図16】比較例１の半導体式ガスセンサの上面図

【図17】短期湿度影響の試験結果を示すグラフ

【図18】長期湿度影響の試験結果を示すグラフ

【図19】長期湿度影響の試験結果を示すグラフ

【図20】比較例２の接触燃焼式ガスセンサの上面図

【図21】長期湿度影響の試験結果を示すグラフ

【図22】長期湿度影響の試験結果を示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【0044】

＜第１実施形態＞
まず図１および図２を用いて第１実施形態に係る半導体式ガスセンサ１ａ（ガスセンサ１）の構造と動作を説明する。図１および図２に示す通り、半導体式ガスセンサ１ａでは、ガス感応体５０が上面に設けられた基板１０が、第１架橋部２１と第２架橋部２２とによって宙吊りの状態で、支持基板２に支持される。基板１０の下側は空洞部３となっている。半導体式ガスセンサ１ａは、その構造全体がＭＥＭＳ技術により形成されている。例えば支持基板２にはシリコンが用いられる。

【0045】

図２は図１のII−IIによる断面図である。図２に示す通り、基板１０は、ベース１１と、ベース１１の上に順に積層された薄膜状のヒータ３０および絶縁層１２とからなる。そして基板１０の上に一対の電極４１、４２（検知部４０）とガス感応体５０とが積層されている。例えばベース１１および絶縁層１２にはＳｉＯ₂が、ヒータ３０および電極４１、４２には白金等が用いられる。ガス感応体５０には、その電気抵抗値が検知対象ガスの存在や濃度により変化する半導体材料が用いられ、例えば酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化チタン等を主成分とするものが用いられる。

【0046】

一対の電極４１、４２は櫛歯状に形成されており、一方の電極の櫛歯の隙間に、他方の電極の櫛歯が入り込む態様で、一定の間隔を空けて配置されている。

【0047】

ヒータ３０は、第１架橋部２１に設けられた給電線２３を通じて給電され、発熱し、ガス感応体５０を加熱する。加熱されたガス感応体５０は、検知対象ガスと接触すると抵抗値が変化する。一対の電極４１と４２は、ガス感応体５０に接触した状態で対向して配置されており、ガス感応体の抵抗値が変化すると、電極４１と電極４２の間の抵抗値が変化する。その抵抗値変化は、第２架橋部２２に設けられた検知線２４を通じて外部に取り出され、図示しない検出回路等により半導体式ガスセンサ１ａの出力に変換される。

【0048】

なお上述の加熱・検出の動作は、省電力の目的のため、いわゆる間欠駆動またはパルス駆動にて行われ、２０秒から６０秒程度の所定の間隔で、１００μｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ程度の極めて短い時間で行われる。例えば３０秒の間隔をおいて１００ｍｓｅｃの間行われる。またヒータ３０はガス感応体５０を所定の検知温度以上に加熱する。検知温度は、ガス感応体５０として用いる材料に応じて定まり、３５０℃から５５０℃の範囲で設定される。例えばガス感応体５０に酸化スズを用いてメタンガスを検知する場合、検知温度は４００℃〜５００℃とするのが適切である。

【0049】

次に図３〜図５を用いて、基板１０の第１接続端部１３、第２接続端部１４、ガス感応体非被覆領域１５について説明する。

【0050】

図３は、基板１０の上に電極４１と４２が配置された状態の上面図である。基板１０は、その四隅が第１架橋部２１と第２架橋部２２とに接続されている。詳しくは、基板１０の対角線上に位置する２か所の第１接続端部１３にて第１架橋部２１と基板１０とが接続され、基板１０の対角線上に位置する２か所の第２接続端部１４にて第２架橋部２２と基板１０とが接続されている。

【0051】

上述の通り、第１架橋部２１にはヒータ３０と接続されて給電する給電線２３が配置されている。第２架橋部２２には電極４１、４２と接続される検知線２４が配置されている。ここでヒータ３０に通電してガス感応体５０を加熱する際、第１架橋部２１は、給電線２３自体の発熱や、ヒータ３０から給電線２３への熱伝導によって温度が上昇する。

【0052】

一方、第２架橋部２２には給電線２３のように発熱する物体が配置されないため、第１架橋部２１のような温度上昇はみられない。すると、第２架橋部２２を通じた基板１０から支持基板２への熱の流出が大きくなる。その結果、第２架橋部２２が接続されている基板１０の第２接続端部１４は、基板１０の中央部や、第１架橋部２１が接続されている基板１０の第１接続端部１３よりも、温度が低くなる。

【0053】

そこで、ガス感応体５０の一部の温度が低くなることによる短期的な湿度依存性と長期的な感度低下を抑制するため、基板１０の第２接続端部１４に、ガス感応体５０に覆われていないガス感応体非被覆領域１５が形成される。図４および図５に示すように、第１実施形態では、基板１０の全面をガス感応体５０で覆うのではなく、ガス感応体非被覆領域１５にアルミナ５１が設けられる。

【0054】

アルミナ５１は、検知対象ガスに対する感応性を有さないガス不感応体である。またアルミナ５１は、ガス感応体５０よりも電気抵抗が大きい高抵抗体である。なお、アルミナ５１に換えて、検知対象ガスに対する感応性がガス感応体５０よりも小さいガス低感応体をガス感応体非被覆領域１５に設けてもよい。ガス低感応体には、検知対象ガスに対する感応性を有する酸化物半導体中の添加元素の含有量を小さくして検知対象ガスに対する感応性を小さくした材料を用いてもよい。また、アルミナ５１に換えて絶縁性の酸化物、例えばジルコニア、マグネシア、チタニア等の金属酸化物やシリカを用いてもよい。

【0055】

以上述べた通り、第１実施形態に係る半導体式ガスセンサ１ａ（ガスセンサ１）においては、ヒータ３０による加熱の際に低温となる第２接続端部１４は、ガス感応体５０に換えてアルミナ５１で覆われる。すなわち第２接続端部１４には、ガス感応体５０に覆われていないガス感応体非被覆領域１５が形成されている。よって、基板１０の全面をガス感応体５０で覆う場合に比べ、低温となる部位が小さくなる。すると、一対の電極４１、４２で検知するガス感応体５０の抵抗値変化について、低温部位の寄与が小さくなる。よって、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制された半導体式ガスセンサ１ａを実現することができる。

【0056】

ガス感応体非被覆領域１５の占める面積としては、１つの第２架橋部２２に対して、上面視で基板１０の面積の５％以上１３％以下とするのが適当である。

【0057】

なお第１接続端部１３は、基板１０と第１架橋部２１とが接する基板１０上の点、基板１０の辺の一部に限られず、それらの近傍を含む部分である。第２接続端部１４は、基板１０と第２架橋部２２とが接する基板１０上の点、基板１０の辺の一部に限られず、それらの近傍を含む部分である。

【0058】

また第１実施形態に係る半導体式ガスセンサ１ａにおいては、第２架橋部２２は上面視で正方形である基板１０の頂点に接続されているが、その点（基板１０の頂点）を頂点とする所定の半径の扇形の領域にガス感応体非被覆領域１５が形成されているともいえる。また、上面視で基板１０に第２架橋部２２が接続された点から所定の距離の範囲内にガス感応体非被覆領域１５が形成されているともいえる。上述の通り、第２架橋部２２からの熱の流出による温度低下がガスセンサ１の性能に悪影響を与えるところ、基板１０と第２架橋部２２とが接続された点から所定の距離の領域は基板１０の温度が低下すると考えられる。この領域にガス感応体非被覆領域１５を設けることで、ガス感応体５０の低温になる部分を小さくして、ガスセンサ１の短期的な湿度依存性と長期的な感度低下を抑制することができる。なお、上述の扇形の半径、あるいは所定の距離は、基板１０や第１架橋部２１、第２架橋部２２等のガスセンサ１の構造、ガス感応体５０の物性、検知対象ガスの検知に必要な温度等により、適当に定めることができる。

【0059】

次に、第１実施形態に係る半導体式ガスセンサ１ａの製造方法について説明する。

【0060】

第１工程として、支持基板２となるシリコンウエハを酸化して、ベース１１、第１架橋部２１、第２架橋部２２となるＳｉＯ₂の絶縁層を形成する。

【0061】

第２工程として、絶縁層の上に白金をスパッタリング法により成膜して約１ｍｍ角のヒータ３０を形成する。

【0062】

第３工程として、ヒータ３０を覆うようにＳｉＯ₂の絶縁層（絶縁層１２）を成膜する。

【0063】

第４工程として、絶縁層１２の上に白金をスパッタリング法により成膜して一対の電極４１、４２を形成する。

【0064】

第５工程として、シリコンウエハをエッチングして空洞部３を形成する。この際、適宜マスク等を用いてヒータ３０、電極４１、４２のパターンを形成する。

【0065】

第６工程として、印刷法により第２接続端部１４の上にアルミナ５１を被覆形成する（第１付着工程）。例えば、図４の符号５１で示す領域にアルミナ５１を被覆形成する。

【0066】

第７工程として、印刷法により基板１０の上にガス感応体５０を被覆形成する（第２付着工程）。

【0067】

第６工程により、第２接続端部１４の上にアルミナ５１が形成されているので、第７工程で基板１０の上にガス感応体５０を形成する際、第２接続端部１４の上にはガス感応体５０が形成されない。すなわち第６工程と第７工程により、第２接続端部１４にガス感応体５０に覆われていないガス感応体非被覆領域１５を形成する形態で、ガス感応体５０の材料が基板１０の上に付着されている（付着工程）。

【0068】

＜第２実施形態＞
図６および図７を用いて第２実施形態に係る半導体式ガスセンサ１ａ（ガスセンサ１）について説明する。図６は第２実施形態に係る半導体式ガスセンサ１ａ（ガスセンサ１）の基板１０の上面図であり、図７は図６におけるVII−VIIによる断面図である。なお、第１実施形態と共通する構成については説明を省略する。

【0069】

第１実施形態ではガス感応体非被覆領域１５にアルミナ５１が設けられたが、第２実施形態ではアルミナ５１は設けられない。すなわち、第２実施形態では、第２架橋部２２が接続される第２接続端部１４には、ガス感応体５０に覆われていないガス感応体非被覆領域１５が形成されている。

【0070】

次に第２実施形態に係る半導体式ガスセンサ１ａの製造方法について説明する。第１工程から第４工程までは第１実施形態と同様である。

【0071】

第５工程として、基板１０の一対の電極４１、４２の上に、図８に示すように第２接続端部１４を覆う形態でマスキングテープＴを貼り付ける（マスキング工程）。

【0072】

第６工程として、印刷法により基板１０の上にガス感応体５０を被覆形成する（付着工程）。

【0073】

第７工程として、基板１０からマスキングテープＴを除去する。

【0074】

第５工程により、第２接続端部１４の上にマスキングテープＴが貼り付けられているので、第６工程で基板１０の上にガス感応体５０を形成する際、第２接続端部１４の上にはガス感応体５０が形成されない。すなわち第５工程と第６工程により、第２接続端部１４にガス感応体５０に覆われていないガス感応体非被覆領域１５を形成する形態で、ガス感応体５０の材料が基板１０の上に付着されている（付着工程）。

【0075】

＜第３実施形態＞
図９を用いて第３実施形態に係る接触燃焼式ガスセンサ（ガスセンサ１）について説明する。図９は第３実施形態に係る接触燃焼式ガスセンサ（ガスセンサ１）の基板１０の上面図である。なお、第１実施形態と共通する構成については説明を省略する。

【0076】

第１実施形態では、ガス感応体５０として電気抵抗値が検知対象ガスの存在や濃度により変化する半導体材料が用いられ、その抵抗値変化を一対の電極４１、４２で検出した。第３実施形態の接触燃焼式ガスセンサでは、ガス感応体５０として、接触した検知対象ガスの燃焼を促進する触媒活性を有する材料が用いられ、検知対象ガスの燃焼熱によるガス感応体５０の温度上昇を、抵抗体４３（検知部４０）の抵抗値変化として検出する。ガス感応体５０としては、例えば、貴金属触媒がもちいられ、アルミナに担持されたパラジウムが好適に用いられる。

【0077】

抵抗体４３は、図９に示すように、基板１０の四隅の一つから対角までに亘って、蛇行しながら一繋がりに設けられている。抵抗体４３は、上述の通りガス感応体５０の温度変化を検知する検知部４０としての機能と、ガス感応体５０を加熱する加熱部としての機能とを有する。抵抗体４３には、例えば白金、タングステン、金などが用いられる。

【0078】

抵抗体４３は、給電検知線２５を通じて給電され、発熱し、ガス感応体５０を加熱する。そして抵抗体４３の抵抗値変化は、給電検知線２５を通じて外部に取り出され、図示しない検出回路等により接触燃焼式ガスセンサの出力に変換される。すなわち、給電検知線２５は、第１実施形態の給電線２３と検知線２４の機能を有する。

【0079】

図９に示すとおり、基板１０は、その四隅が第１架橋部２１と第２架橋部２２とに接続されている。詳しくは、基板１０の対角線上に位置する２か所の第１接続端部１３にて第１架橋部２１と基板１０とが接続され、基板１０の対角線上に位置する２か所の第２接続端部１４にて第２架橋部２２と基板１０とが接続されている。

【0080】

第３実施形態では、第１架橋部２１には抵抗体４３と接続されて給電する給電検知線２５が配置されている。第２架橋部２２には、第１実施形態と異なり、検知線２４は配置されない。抵抗体４３に通電してガス感応体５０を加熱する際、第１架橋部２１は、給電検知線２５自体の発熱や、抵抗体４３から給電検知線２５への熱伝導によって温度が上昇する。一方、第２架橋部２２には温度上昇は見られず、第２架橋部２２を通じた熱の流出が大きくなる。その結果、第２架橋部２２が接続されている基板１０の第２接続端部１４は、基板１０の中央部や、第１架橋部２１が接続されている基板１０の第１接続端部１３よりも、温度が低くなる。

【0081】

そこで、ガス感応体５０の一部の温度が低くなることによる短期的な湿度依存性と長期的な感度低下を抑制するため、基板１０の第２接続端部１４に、ガス感応体５０に覆われていないガス感応体非被覆領域１５が形成される。図９に示すように、第３実施形態では、基板１０の全面をガス感応体５０で覆うのではなく、ガス感応体非被覆領域１５にアルミナ５１が設けられる。

【0082】

アルミナ５１は、検知対象ガスに対する触媒活性を有さない触媒不活性体である。なお、アルミナ５１に換えて、検知対象ガスに対する触媒活性がガス感応体５０よりも低い触媒低活性体をガス感応体非被覆領域１５に設けてもよい。触媒低活性体には、触媒貴金属の含有量や比表面積を低くして検知対象ガスに対する触媒活性を小さくした材料を用いてもよい。また、アルミナ５１に換えて、金属酸化物として、例えば、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、チタニア等を用いることができる。

【0083】

以上述べた通り、第３実施形態に係る接触燃焼式ガスセンサ（ガスセンサ１）においては、抵抗体４３による加熱の際に低温となる第２接続端部１４は、ガス感応体５０に換えてアルミナ５１で覆われる。すなわち第２接続端部１４には、ガス感応体５０に覆われていないガス感応体非被覆領域１５が形成されている。よって、基板１０の全面をガス感応体５０で覆う場合に比べ、低温となる部位が小さくなる。すると、抵抗体４３で検知するガス感応体５０の温度変化について、低温部位の寄与が小さくなる。よって、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制された接触燃焼式ガスセンサを実現することができる。

【0084】

次に第３実施形態に係る接触燃焼式ガスセンサ（ガスセンサ１）の製造方法を説明する。

【0085】

第１工程として、支持基板２となるシリコンウエハを酸化して、ベース１１、第１架橋部２１、第２架橋部２２となるＳｉＯ₂の絶縁層を形成する。

【0086】

第２工程として、絶縁層の上に白金をスパッタリング法により成膜して抵抗体４３を形成する。

【0087】

第３工程として、シリコンウエハをエッチングして空洞部３を形成する。この際、適宜マスク等を用いて抵抗体４３のパターンを形成する。

【0088】

第４工程として、印刷法により第２接続端部１４の上にアルミナ５１を被覆形成する（第１付着工程）。例えば、図９の符号５１で示す領域にアルミナ５１を被覆形成する。

【0089】

第５工程として、印刷法により基板１０の上にガス感応体５０を被覆形成する（第２付着工程）。

【0090】

第４工程により、第２接続端部１４の上にアルミナ５１が被覆形成されているので、第５工程で基板１０の上にガス感応体５０を被覆形成する際、第２接続端部１４の上にはガス感応体５０が被覆形成されない。すなわち第４工程と第５工程により、第２接続端部１４にガス感応体５０に覆われていないガス感応体非被覆領域１５を形成する形態で、ガス感応体５０の材料が基板１０の上に付着されている（付着工程）。

【0091】

＜第４実施形態＞
図１０および図１１を用いて第４実施形態に係る半導体式ガスセンサ１ａ（ガスセンサ１）について説明する。なお、第１実施形態と共通する構成については説明を省略する。

【0092】

上述の第１実施形態では、第２接続端部１４に、ガス感応体非被覆領域１５を設けることにより、ガス感応体５０において、第２架橋部２２からの熱の流出により低温となる部位を小さくしている。これにより、湿度により影響を受ける低温部からのセンサ出力への寄与を小さくして、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制された半導体式ガスセンサ１ａを実現している。

【0093】

第４実施形態では、さらに短期的な湿度依存性と長期的な感度低下を抑制するため、以下の構成をとる。すなわち、ヒータ３０は測定時にガス感応体５０を所定の検知温度以上に加熱する。図１１に示すとおり、ガス感応体５０は、測定時に検知温度以上の温度となる適温部位１６と、測定時に検知温度未満の温度となる低温部位１７とを有する。そして低温部位１７には、一対の電極４１、４２のうち少なくとも一方の電極が配置されないよう構成されている。

【0094】

すると、低温部位１７のガス感応体５０は一方の電極までの距離が適温部位１６に比べて大きくなる。すると、半導体式ガスセンサ１ａは一対の電極４１、４２の間の抵抗値の変化に基づいて検知対象ガスを検知するところ、検知出力に対する低温部位１７の寄与は、適温部位１６に比べて小さくなる。

【0095】

説明を追加すると、半導体式ガスセンサ１ａにおいて一対の電極４１、４２の間の抵抗値は、一方の電極からガス感応体５０の一部分を通って他方の電極に至る全ての経路の抵抗値を用いて、それらの並列の合成抵抗で与えられる。すなわち、電極間抵抗値Ｒは各経路抵抗値ｒｉを用いて次のように計算される。
１／Ｒ＝１／ｒ１＋１／ｒ２＋１／ｒ３＋・・・・ （式１）
ここで経路抵抗値ｒｉが大きくなると、１／ｒｉの値は小さくなるので、ｒｉの値が変化したときにＲに与える影響度は小さくなる。

【0096】

低温部位１７に少なくとも一方の電極が配置されないことで、低温部位１７のガス感応体５０は、一方の電極までの距離が（適温部位１６に比べて）大きくなる。すると、低温部位１７を通る経路の抵抗値は（適温部位１６に比べて）大きくなるので、低温部位１７の抵抗値が変化したときに電極間抵抗値に与える影響度は小さくなる。すなわち、検知対象ガスがガス感応体５０の低温部位１７に接触した場合の検知部の出力変化（電極間抵抗値の変化）は、適温部位１６に比べて小さくなる。

【0097】

なお第４実施形態では、図１０に示すように、一対の電極４１、４２の櫛歯状の電極のうち、基板１０の外周に沿って延びる電極は、第１実施形態に比べて半分程度の長さに形成されている。詳しくは、電極４１の櫛歯状電極の先端部４１１は、電極４１の他の櫛歯状電極よりも短く形成されているので、上面視で右下に位置する低温部位１７には電極４１は配置されていない。同様に、電極４２の櫛歯状電極の先端部４２１は、電極４２の他の櫛歯状電極よりも短く形成されているので、上面視で左上に位置する低温部位１７には電極４２は配置されていない。

【0098】

上述の検知温度は、ガス感応体５０として用いる材料に応じて定まり、３５０℃から５５０℃の範囲で設定される。例えばガス感応体５０に酸化スズを用いてメタンガスを検知する場合、検知温度は４００℃〜５００℃とするのが適切である。

【0099】

また第４実施形態では、一方の電極４１からの距離と他方の電極４２からの距離との和が所定の測定寄与距離以下となる部位である測定寄与部位１８が、基板１０の平面視において低温部位１７と重複して設けられていない。測定寄与部位１８は図１０において一点鎖線の斜線部で示されている。

【0100】

測定寄与部位１８は、一方の電極４１からの距離と他方の電極４２からの距離との和が所定の測定寄与距離以下となる基板上の部位であり、一対の電極４１、４２の形状および配置によって定まる部位である。上述の通り、電極からの距離に応じて電極間抵抗値Ｒすなわち検知部４０の検知結果に及ぼす影響度合いが変化するので、測定寄与部位１８に位置するガス感応体５０は、それ以外の部位に位置するガス感応体５０に比べて検知部４０の検知結果への寄与が大きい。

【0101】

すなわち、測定寄与部位１８が平面視において低温部位１７と重複して設けられないことにより、ガス感応体５０の低温部位１７が検知部４０の検知結果に及ぼす影響を小さくできる。したがって、低温部位１７において湿度による感度変化や長期的な感度低下が生じたとしても、半導体式ガスセンサ１ａの出力に対する影響を小さくすることができ、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制された半導体式ガスセンサ１ａを実現することができる。

【0102】

＜第５実施形態＞
第１〜第４実施形態では、第２架橋部２２との接続によって温度が低下する第２接続端部１４に、ガス感応体５０に覆われていないガス感応体非被覆領域１５が形成されることにより、低温となるガス感応体５０を小さく（少なく）して、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下を抑制していた。

【0103】

第５実施形態に係る半導体式ガスセンサ１ａ（ガスセンサ１）では、図１２および図１３に示すように、基板１０の上面視での中心である中心点６１と、基板１０と第２架橋部２２との接続点６２とを結ぶ線分の垂直二等分線によって区切られた基板１０における領域のうち、接続点６２の側の領域である第２領域６３に、ガス感応体５０に覆われていないガス感応体非被覆領域１５、すなわちアルミナ５１が形成されている。

【0104】

以下、図１２および図１３を用いて第５実施形態に係る半導体式ガスセンサ１ａについて説明する。図１２は半導体式ガスセンサ１ａの基板１０の上面図であり、図１３は図１２におけるＸIII−ＸIIIによる断面図である。なお、第１実施形態と共通する構成については説明を省略する。

【0105】

図１２に示す中心点６１は、基板１０の上面視での中央の点、すなわち、四角形の基板１０の対角線の交点である。なお、基板１０が円形の場合は円の中心が中心点６１としてもよく、その他の形状の場合は、幾何学上の重心の位置を中心点６１としてもよい。

【0106】

接続点６２は、基板１０と第２架橋部２２とが接続される点であって、図１２に平面視で示す基板１０の左上と右下の頂点である。接続点６２は、上面視で正方形である基板１０の頂点としてもよいし、基板１０の辺のうち上面視で第２架橋部２２と接している部分の一点でもよい。また基板１０が円形の場合には、基板１０の外周のうち上面視で第２架橋部２２と接している部分の一点でもよい。

【0107】

図１２に示すとおり、中心点６１と接続点６２を結ぶ線分の垂直二等分線は、上面視で正方形である基板１０の２つの辺と交わり、基板１０を区切る。区切られた領域のうち、接続点６２の側の領域である第２領域６３に、アルミナ５１が被覆形成されている。すなわち、第２領域６３にガス感応体非被覆領域１５が形成されている。

【0108】

第２架橋部２２には、ヒータ３０に給電する給電線２３が設けられていないので、基板１０と第２架橋部２２との接続点６２の近傍は第２架橋部２２を通じた熱流出が大きいことにより温度が低下する。すなわち第２領域で６３では基板１０の温度が基板１０の中央付近に比べて低くなる。よって第２領域６３にガス感応体非被覆領域１５を形成することで、低温となるガス感応体５０を小さく（少なく）して、ガスセンサ１の短期的な湿度依存性と長期的な感度低下を抑制することができる。

【0109】

＜第５実施形態の変形例＞
図１４と図１５に、第５実施形態の変形例を示す。この変形例では、第２領域６３にガス感応体非被覆領域１５すなわちアルミナ５１が設けられると共に、第２領域６３の内部で接続点６２の近傍にガス感応体５０が設けられている。このように、第２領域６３の全てをガス感応体非被覆領域１５とせず、一部にガス感応体５０が存在する場合であっても、基板１０の全面をガス感応体５０で覆う場合に比べ、低温となるガス感応体５０を小さく（少なく）することができるので、ガスセンサ１の短期的な湿度依存性と長期的な感度低下を抑制することができる。

【0110】

＜第６実施形態＞
上述のガスセンサ１と、ガスセンサ１の出力に基づいて検知対象ガスに関係したガス情報を出力する出力部とを用いて、ガス検出器を構成することができる。
ガスセンサ１は、基板１０の第２接続端部１４にガス感応体非被覆領域１５が形成されているので、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサ１となっている。これに、ガスセンサ１の出力に基づいて検知対象ガスに関係したガス情報を出力する出力部を組み合わせてガス検出器を構成すると、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制され、信頼性の高いガス検出器を実現することができる。

【0111】

出力部は、ガスセンサ１の出力をガス濃度に変換する。詳しくは、ガスセンサ１の検知部４０からの出力値である抵抗値を、ホイートストンブリッジ回路とＡ／Ｄ変換器を用いてデジタルデータに変換し、ガスセンサ１の感度特性に基づいてガス濃度に変換する。

【0112】

出力部は更に、得られたガス濃度を予め設定された閾値と比較し、ガス濃度が閾値を超えた場合に、検知対象ガスが検知された旨の警報（ガス情報）を出力する。ガス情報としての警報は、単に検知対象ガスの有無の情報でもよいし、ガスの濃度の情報を含んでもよい。また警報は、音や光を発するものでもよく、他の機器への報知でもよい。

【0113】

＜別実施形態＞
（１）上述の各実施形態では、２つの第１架橋部２１と２つの第２架橋部２２、すなわち４つの架橋部で基板１０を支持する形態としたが、架橋部の数は５本以上でもよいし、３本あるいは２本でもよい。架橋部が２つの場合は、１つの第１架橋部２１に給電線２３を設け、１つの第２架橋部が基板１０に接続される第２接続端部１４にガス感応体非被覆領域１５が設けられる。

【0114】

（２）また、上述の各実施形態では、２つの第１架橋部２１が基板１０の対角線上の角に接続され、２つの第２架橋部２２が基板１０の残りの角に接続された。２つの第１架橋部２１が基板１０の隣接する角に接続され、２つの第２架橋部２２が基板１０の残りの隣接する角に接続されるよう構成してもよい。

【0115】

（３）第１〜第４の実施形態では、第２架橋部２２は上面視で正方形である基板１０の頂点に接続され、その点（基板１０の頂点）を頂点とする所定の半径の扇形の領域にガス感応体非被覆領域１５が形成されている。これを、図１４に示す第５実施形態の変形例のように、基板１０の頂点（接続点６２）の近傍にガス感応体５０を被覆形成し、その内側にガス感応体非被覆領域１５（アルミナ５１）も設けてもよい。このような形態であっても、第２接続端部１４にガス感応体非被覆領域１５が形成されているといえ、低温となるガス感応体５０を小さくして第２架橋部２２からの熱流出による影響を減じて、短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサ１を実現することができる。

【0116】

＜短期湿度影響と長期湿度影響の試験結果＞
以下、第１実施形態に係る実施例１と比較例１についての短期湿度影響・長期湿度影響の試験結果を示す。その次に、第３実施形態に係る実施例２と比較例２についての長期湿度影響の試験結果を示す。

【0117】

＜実施例１：第１実施形態＞
支持基板２にシリコンを用いて、ベース１１と第１架橋部２１と第２架橋部２２と絶縁層１２とをＳｉＯ₂で形成し、ヒータ３０と電極４１、４２とを白金にて形成し、ガス感応体５０として酸化スズを用いて、上述の第１実施形態に係る実施例１の試験サンプルを作成した。ガス感応体非被覆領域１５にはアルミナが配置されている。

【0118】

＜比較例１＞
比較例１の試験サンプルとして、図１６に示すように、基板１０の全面をガス感応体５０で覆う形態の試験サンプルを作成した。ガス感応体５０としては実施例１と同じく酸化スズを用いた。その他の構成は実施例１と同様とした。

【0119】

＜短期湿度影響＞
試験サンプルを相対湿度５％、６５％、９０％の環境下におき、空気中における抵抗値Ｒａとメタン３０００ｐｐｍにおける抵抗値Ｒｍを測定した。メタン（３０００ｐｐｍ）感度Ｓ（以下「感度Ｓ」と省略して記す。感度Ｓ＝Ｒａ／Ｒｍ）の相対湿度に対する依存性を実施例１と比較例１とで比較した。比較結果を図１７に示す。

【0120】

比較例１は、相対湿度５％においては感度Ｓは５９と高いが、相対湿度６５％においては感度Ｓが急激に低下して１２となり、相対湿度９０％ではさらに下がって感度Ｓは６となった。

【0121】

一方、実施例１は、相対湿度５％においては感度Ｓは４３となり、比較例１より低くなった。しかし相対湿度６５％で感度Ｓは２５、相対湿度９５％で感度Ｓは２０となり、比較例１に比べて高い感度となった。また、相対湿度５％の感度を基準とした高い湿度での感度の低下量は、比較例１に比べて実施例１は小さくなった。すなわち実施例１は、比較例１に比べて短期間の湿度依存性が小さく抑制されている。

【0122】

＜長期湿度影響＞
試験サンプルを４５日間、温度５０℃、相対湿度９０％の環境下におき、空気中における抵抗値Ｒａとメタン３０００ｐｐｍにおける抵抗値Ｒｍを測定して、感度Ｓを算出した。測定開始時の感度Ｓを初期値として、初期値との変化率を図１８に示す。

【0123】

また、センサ出力が閾値を超えてガス警報器として警報を発するメタンガスの濃度（警報濃度）を測定した。警報濃度の推移を図１９に示す。

【0124】

比較例１は、試験日数が経過するにつれて感度Ｓが低下し、試験開始から４５日経過時点では、試験開始時の感度の０．６倍にまで低下した。また警報濃度については、試験日数が経過するにつれて増加し、試験開始時はメタンガス濃度が３０００ｐｐｍで警報を発していたのが、４５日経過時点ではメタンガス濃度が５４００ｐｐｍまで増加しないと警報を発しない状態となった。

【0125】

一方実施例１では、試験日数が経過しても感度Ｓに大きな低下は見られず、試験開始から４５日経過しても、試験開始時の感度とほぼ同じ感度を保っていた。また警報濃度についても大きな上昇は見られず、試験開始から４５日経過してもメタンガス濃度が３０００ｐｐｍで警報を発する状態であった。すなわち実施例１は、比較例１に比べて長期的な感度低下が抑制されている。

【0126】

＜実施例２：第３実施形態＞
支持基板２にシリコンを用いて、ベース１１と第１架橋部２１と第２架橋部２２とをＳｉＯ₂で形成し、抵抗体４３を白金にて形成し、ガス感応体５０としてパラジウム担持されたアルミナを用いて、上述の第３実施形態に係る実施例２の試験サンプルを作成した。ガス感応体非被覆領域１５にはアルミナが配置されている。

【0127】

＜比較例２＞
比較例２の試験サンプルとして、図２０に示すように、基板１０の全面をガス感応体５０で覆う形態の試験サンプルを作成した。ガス感応体５０としては実施例１と同じくパラジウム担持されたアルミナを用いた。その他の構成は実施例２と同様とした。

【0128】

＜長期湿度影響＞
上述の実施例１、比較例１と同様に、試験サンプルを４５日間、温度５０℃、相対湿度９０％の環境下におき、感度Ｓと警報濃度を測定する試験を行った。感度Ｓの初期値との変化率を図２１に、警報濃度の推移を図２２に示す。

【0129】

比較例２は、試験日数が経過するにつれて感度Ｓが低下し、試験開始から４５日経過時点では、試験開始時の感度の０．７倍にまで低下した。また警報濃度については、試験日数が経過するにつれて増加し、試験開始時はメタンガス濃度が３０００ｐｐｍで警報を発していたのが、４５日経過時点ではメタンガス濃度が４５００ｐｐｍまで増加しないと警報を発しない状態となった。

【0130】

一方実施例２では、試験日数が経過するにつれて徐々に感度Ｓが低下したが、試験開始から４５日経過しても、試験開始時の感度と０．９５倍の感度を保っていた。また警報濃度についても大きな上昇は見られず、試験開始から４５日経過してもメタンガス濃度が３０００ｐｐｍで警報を発する状態であった。すなわち実施例２は、比較例２に比べて長期的な感度低下が抑制されている。

【0131】

なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0132】

短期的な湿度依存性と長期的な感度低下が抑制されたガスセンサとして有効に利用可能である。

【符号の説明】

【0133】

１ ：ガスセンサ
１ａ ：半導体式ガスセンサ
２ ：支持基板
３ ：空洞部
１０ ：基板
１１ ：ベース
１２ ：絶縁層
１３ ：第１接続端部
１４ ：第２接続端部
１５ ：ガス感応体非被覆領域
１６ ：適温部位
１７ ：低温部位
１８ ：測定寄与部位
２１ ：第１架橋部
２２ ：第２架橋部
２３ ：給電線
２４ ：検知線
２５ ：給電検知線（給電線）
３０ ：ヒータ（加熱部）
４０ ：検知部
４１ ：電極
４２ ：電極
４３ ：抵抗体（検知部）
５０ ：ガス感応体
５１ ：アルミナ
６０ ：第２領域
６１ ：中心点
６２ ：接続点
Ｔ ：マスキングテープ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】