(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024139675
(43)【公開日】2024-10-09
(54)【発明の名称】ガスセンサおよびガス検出方法
(51)【国際特許分類】
G01N 27/04 20060101AFI20241002BHJP
G01N 27/12 20060101ALI20241002BHJP
【ＦＩ】
G01N27/04 F
G01N27/12 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023211066
(22)【出願日】2023-12-14
(31)【優先権主張番号】P 2023050348
(32)【優先日】2023-03-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000003067
【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001494
【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】松尾 拓己
(72)【発明者】
【氏名】柴田 誠
(72)【発明者】
【氏名】小野 志津子
【テーマコード（参考）】
2G046
2G060
【Ｆターム（参考）】
2G046AA05
2G046AA11
2G046AA19
2G046AA24
2G046BA01
2G046BA03
2G046BA07
2G046BB01
2G046BC05
2G046BE07
2G046BJ04
2G046DC03
2G046FB01
2G046FB02
2G046FE02
2G046FE03
2G046FE06
2G046FE09
2G046FE10
2G046FE11
2G046FE12
2G046FE21
2G046FE25
2G046FE29
2G046FE31
2G046FE34
2G046FE35
2G046FE38
2G046FE44
2G046FE48
2G060AA02
2G060AB03
2G060AB08
2G060AB17
2G060AB21
2G060AE19
2G060AF07
2G060AG10
2G060BA01
2G060BB04
2G060BD04
2G060HC04
2G060JA01
2G060KA01
(57)【要約】
【課題】適切な湿度補正等を行うことが可能であり、精度良くガスを検出できるガスセンサ。
【解決手段】キャビティが形成される基材と、前記キャビティ上および前記キャビティの周縁部であるキャビティ周縁部に形成される第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜の上に重ねて形成される第２の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜との間に形成されるヒーター部と、前記キャビティ上の第１の位置において第１の形成面積で形成されダミー材料を有する第１ダミー材料を有する第１補償用素子と、前記キャビティ上の第２の位置において第２の形成面積で形成され前記ダミー材料を有する第２ダミー材料部を有する第２補償用素子と、前記キャビティ上の第３の位置において前記所定のガスに反応するガス検知材料を有する検知材料部を有する検知用素子と、を有するガスセンサ。
【選択図】図１
【解決手段】キャビティが形成される基材と、前記キャビティ上および前記キャビティの周縁部であるキャビティ周縁部に形成される第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜の上に重ねて形成される第２の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜との間に形成されるヒーター部と、前記キャビティ上の第１の位置において第１の形成面積で形成されダミー材料を有する第１ダミー材料を有する第１補償用素子と、前記キャビティ上の第２の位置において第２の形成面積で形成され前記ダミー材料を有する第２ダミー材料部を有する第２補償用素子と、前記キャビティ上の第３の位置において前記所定のガスに反応するガス検知材料を有する検知材料部を有する検知用素子と、を有するガスセンサ。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
キャビティが形成される基材と、
前記キャビティ上および前記キャビティの周縁部であるキャビティ周縁部に形成される第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の上に重ねて形成される第２の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜との間に形成されるヒーター部と、
前記キャビティ上の第１の位置において前記ヒーター部および前記第２の絶縁膜の上に第１の形成面積で形成され所定のガスに反応しないダミー材料を有する第１ダミー材料部と、前記第１ダミー材料部の物理量を検出する第１補償検出部と、を有する第１補償用素子と、
前記キャビティ上の第２の位置において前記ヒーター部および前記第２の絶縁膜の上に前記第１の形成面積とは異なる第２の形成面積で形成され前記ダミー材料を有する第２ダミー材料部と、前記第２ダミー材料部の物理量を検出する第２補償検出部と、を有する第２補償用素子と、
前記キャビティ上の第３の位置において前記ヒーター部および前記第２の絶縁膜の上に形成され前記所定のガスに反応するガス検知材料を有する検知材料部と、前記検知材料部の物理量を検出する反応検出部と、を有する検知用素子と、を有するガスセンサ。
前記キャビティ上および前記キャビティの周縁部であるキャビティ周縁部に形成される第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の上に重ねて形成される第２の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜との間に形成されるヒーター部と、
前記キャビティ上の第１の位置において前記ヒーター部および前記第２の絶縁膜の上に第１の形成面積で形成され所定のガスに反応しないダミー材料を有する第１ダミー材料部と、前記第１ダミー材料部の物理量を検出する第１補償検出部と、を有する第１補償用素子と、
前記キャビティ上の第２の位置において前記ヒーター部および前記第２の絶縁膜の上に前記第１の形成面積とは異なる第２の形成面積で形成され前記ダミー材料を有する第２ダミー材料部と、前記第２ダミー材料部の物理量を検出する第２補償検出部と、を有する第２補償用素子と、
前記キャビティ上の第３の位置において前記ヒーター部および前記第２の絶縁膜の上に形成され前記所定のガスに反応するガス検知材料を有する検知材料部と、前記検知材料部の物理量を検出する反応検出部と、を有する検知用素子と、を有するガスセンサ。
【請求項2】
前記第１補償検出部および前記第２補償検出部の検出値を用いて、前記反応検出部の検出値の湿度補正を行う湿度補正部を有する請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項3】
前記反応検出部は第３の形成面積で形成されており、
前記第３の形成面積は、前記第１の形成面積および前記第２の形成面積のいずれか一方より広く、かつ、前記第１の形成面積および前記第２の形成面積のいずれか他方より狭い請求項１に記載のガスセンサ。
前記第３の形成面積は、前記第１の形成面積および前記第２の形成面積のいずれか一方より広く、かつ、前記第１の形成面積および前記第２の形成面積のいずれか他方より狭い請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項4】
前記検知用素子と前記第１補償用素子との間の距離である第１の距離と、前記検知用素子と前記第２補償用素子との間の距離である第２の距離とは、略等しい請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項5】
前記検知用素子の中心位置と、前記第１補償用素子の中心位置と、前記第２補償用素子の中心位置とを結ぶ線は、略正三角形を形成する請求項１に記載するガスセンサ。
【請求項6】
前記基材の前記キャビティは、前記検知用素子と、前記第１補償用素子と、前記第２補償用素子とが上方に配置される一体キャビティであり、
前記第１の絶縁膜および前記第２の絶縁膜のうち前記第１の位置にある部分である絶縁膜第１部分と、前記第１の絶縁膜および前記第２の絶縁膜のうち前記第２の位置にある部分である絶縁膜第２部分と、前記第１の絶縁膜および前記第２の絶縁膜のうち前記第３の位置にある部分である絶縁膜第３部分とは、前記キャビティ周縁部に固定される部分を介さず互いに接続する一体メンブレンを形成する請求項１に記載のガスセンサ。
前記第１の絶縁膜および前記第２の絶縁膜のうち前記第１の位置にある部分である絶縁膜第１部分と、前記第１の絶縁膜および前記第２の絶縁膜のうち前記第２の位置にある部分である絶縁膜第２部分と、前記第１の絶縁膜および前記第２の絶縁膜のうち前記第３の位置にある部分である絶縁膜第３部分とは、前記キャビティ周縁部に固定される部分を介さず互いに接続する一体メンブレンを形成する請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項7】
請求項１～請求項６までのいずれかに記載のガスセンサによるガス検出方法であって、
前記第１補償用素子の検出値と、前記第１の形成面積と、前記第２補償用素子の検出値と、第２の形成面積と、から、前記反応検出部と同じ第３の形成面積で形成され前記ダミー材料を有する仮想的な第３補償用素子の検出値と、を算出するステップと、
前記検知用素子の検出値と前記第３補償用素子の検出値との差分から、前記所定のガスの濃度を算出するステップと、を有するガス検出方法。
前記第１補償用素子の検出値と、前記第１の形成面積と、前記第２補償用素子の検出値と、第２の形成面積と、から、前記反応検出部と同じ第３の形成面積で形成され前記ダミー材料を有する仮想的な第３補償用素子の検出値と、を算出するステップと、
前記検知用素子の検出値と前記第３補償用素子の検出値との差分から、前記所定のガスの濃度を算出するステップと、を有するガス検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はガスセンサおよびガス検出方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ガスセンサは、雰囲気中に存在するガスを検知し、その種類、濃度等の情報を電気信号に変換して出力する装置である。このようなガスセンサは、家電機器、産業用機器、環境モニタリング機器等に搭載され、人間、環境等に対して影響を及ぼす特定のガスを検知するために用いられている。
【0003】
ガスセンサとしては、検知するガスの種類、濃度範囲、精度、動作原理、構成材料等の違いにより様々な検知方式が知られている。そのなかでも、検出部と、検出部周辺の温度を制御するためのヒーターとを組み合わせたものが、温度影響による誤差を低減できるセンサとして、開発が進められている。
【0004】
また、従来から、ガスの濃度等に応じて電気抵抗値などの物理量が変化する検知用素子とヒーターとを組み合わせたガスセンサなどが提案されている。しかしながら、ヒーターを有するガスセンサにおいても、湿度等の環境変化により検知用素子の出力値が変化する問題がある。そこで、湿度等の環境変化により検知用素子の出力値が変化する問題に対応した従来技術として、たとえば素子外部に湿度検出部を設置する技術や、感湿膜を用いることで湿度を検出する技術などが提案されている（特許文献１、特許文献２等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第６１６８９１９号明細書
【特許文献2】特許第６２１８２７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来技術では、ガス濃度を検出する検知用素子と湿度検出部等との位置的および構造的差異により、湿度検出部等による検出値の補正が十分でないという課題を有する。そこで、本開示では、所定のガスを検出する検知用素子の検出値について精度よく湿度補正を行うことができるガスセンサ等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示に係るガスセンサは、
キャビティが形成される基材と、
前記キャビティ上および前記キャビティの周縁部であるキャビティ周縁部に形成される第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の上に重ねて形成される第２の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜との間に形成されるヒーター部と、
前記キャビティ上の第１の位置において前記ヒーター部および前記第２の絶縁膜の上に第１の形成面積で形成され所定のガスに反応しないダミー材料を有する第１ダミー材料部と、前記第１ダミー材料部の物理量を検出する第１補償検出部と、を有する第１補償用素子と、
前記キャビティ上の第２の位置において前記ヒーター部および前記第２の絶縁膜の上に前記第１の形成面積とは異なる第２の形成面積で形成され前記ダミー材料を有する第２ダミー材料部と、前記第２ダミー材料部の物理量を検出する第２補償検出部と、を有する第２補償用素子と、
前記キャビティ上の第３の位置において前記ヒーター部および前記第２の絶縁膜の上に形成され前記所定のガスに反応するガス検知材料を有する検知材料部と、前記検知材料部の物理量を検出する反応検出部と、を有する検知用素子と、を有する。
キャビティが形成される基材と、
前記キャビティ上および前記キャビティの周縁部であるキャビティ周縁部に形成される第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の上に重ねて形成される第２の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜との間に形成されるヒーター部と、
前記キャビティ上の第１の位置において前記ヒーター部および前記第２の絶縁膜の上に第１の形成面積で形成され所定のガスに反応しないダミー材料を有する第１ダミー材料部と、前記第１ダミー材料部の物理量を検出する第１補償検出部と、を有する第１補償用素子と、
前記キャビティ上の第２の位置において前記ヒーター部および前記第２の絶縁膜の上に前記第１の形成面積とは異なる第２の形成面積で形成され前記ダミー材料を有する第２ダミー材料部と、前記第２ダミー材料部の物理量を検出する第２補償検出部と、を有する第２補償用素子と、
前記キャビティ上の第３の位置において前記ヒーター部および前記第２の絶縁膜の上に形成され前記所定のガスに反応するガス検知材料を有する検知材料部と、前記検知材料部の物理量を検出する反応検出部と、を有する検知用素子と、を有する。
【0008】
このようなガスセンサは、基材、第１の絶縁膜、第２の絶縁膜およびヒーター部などの共通する構造的特徴に対して、検知用素子と、第１補償用素子および第２補償用素子が組み込まれている。したがって、検知用素子と、第１補償用素子および第２補償用素子とのガス検知材料以外の構造および位置的条件が極めて近い。そのため、本開示に係るガスセンサは、所定のガスを検出する検知用素子の検出値から、所定のガスの濃度以外の環境変化の影響を精度よく除去し、精度良くガスを検出できる。また、形成面積が互いに異なる第１補償用素子および第２補償用素子を有することにより、ガス検出材料または第１および第２ダミー材料部の形成面積の製造ばらつきによる補正誤差を小さくすることができる。したがって、本開示に係るガスセンサは、このような観点からも、所定のガスの濃度以外の環境変化による誤差を精度よく除去し、ガスの検出精度を高めることができる。
【0009】
また、たとえば、本開示に係るガスセンサは、前記第１補償検出部および前記第２補償検出部の検出値を用いて、前記反応検出部の検出値の湿度補正を行う湿度補正部を有してもよい。
【0010】
このような湿度補正部を有するガスセンサは、特に湿度の変化が想定されるような条件においても、ガス濃度を精度よく検出することができる。
【0011】
また、たとえば、前記反応検出部は第３の形成面積で形成されていてもよく、
前記第３の形成面積は、前記第１の形成面積および前記第２の形成面積のいずれか一方より広くてもよく、かつ、前記第１の形成面積および前記第２の形成面積のいずれか他方より狭くてもよい。
前記第３の形成面積は、前記第１の形成面積および前記第２の形成面積のいずれか一方より広くてもよく、かつ、前記第１の形成面積および前記第２の形成面積のいずれか他方より狭くてもよい。
【0012】
反応検出部、第１ダミー材料部および第２ダミー材料部の形成面積をこのようにすることで、所定のガスを検出する検知用素子の検出値から、所定のガスの濃度以外の環境変化の影響をより精度よく除去し、ガスの検出精度を効果的に高めることができる。
【0013】
また、たとえば、前記検知用素子と前記第１補償用素子との間の距離である第１の距離と、前記検知用素子と前記第２補償用素子との間の距離である第２の距離とは、略等しくてもよい。
【0014】
このようなガスセンサでは、第１補償用素子と第２補償用素子との間の位置的な条件の差を小さくすることができ、所定のガスの濃度以外の環境変化の影響をより精度よく除去し、ガスの検出精度を効果的に高めることができる。
【0015】
また、たとえば、前記検知用素子の中心位置と、前記第１補償用素子の中心位置と、前記第２補償用素子の中心位置とを結ぶ線は、略正三角形を形成してもよい。
【0016】
このようなガスセンサは、検知用素子と、第１補償用素子と、第２補償用素子との間の位置的な条件の差を小さくすることができ、所定のガスの濃度以外の環境変化による誤差をより精度よく除去し、ガスの検出精度を効果的に高めることができる。
【0017】
また、たとえば、前記基材の前記キャビティは、前記検知用素子と、前記第１補償用素子と、前記第２補償用素子とが上方に配置される一体キャビティであってもよく、
前記第１の絶縁膜および前記第２の絶縁膜のうち前記第１の位置にある部分である絶縁膜第１部分と、前記第１の絶縁膜および前記第２の絶縁膜のうち前記第２の位置にある部分である絶縁膜第２部分と、前記第１の絶縁膜および前記第２の絶縁膜のうち前記第３の位置にある部分である絶縁膜第３部分とは、前記キャビティ周縁部に固定される部分を介さず互いに接続する一体メンブレンを形成してもよい。
前記第１の絶縁膜および前記第２の絶縁膜のうち前記第１の位置にある部分である絶縁膜第１部分と、前記第１の絶縁膜および前記第２の絶縁膜のうち前記第２の位置にある部分である絶縁膜第２部分と、前記第１の絶縁膜および前記第２の絶縁膜のうち前記第３の位置にある部分である絶縁膜第３部分とは、前記キャビティ周縁部に固定される部分を介さず互いに接続する一体メンブレンを形成してもよい。
【0018】
このようなガスセンサでは、一体メンブレンを形成していることにより、検知用素子と、第１補償用素子と、第２補償用素子との間の条件の差を小さくすることができ、所定のガスの濃度以外の環境変化の影響をより精度よく除去し、ガスの検出精度を効果的に高めることができる。特に、このようなガスセンサでは、検知用素子と、第１補償用素子と、第２補償用素子との間の熱的条件を、効果的に均一化することができる。
【0019】
本開示に係るガス検出方法は、上記いずれかに記載のガスセンサによるガス検出方法であって、
前記第１補償用素子の検出値と、前記第１の形成面積と、前記第２補償用素子の検出値と、前記第２の形成面積と、から、前記反応検出部と同じ第３の形成面積で形成され前記ダミー材料を有する仮想的な第３補償用素子の検出値と、を算出するステップと、
前記検知用素子の検出値と前記第３補償用素子の検出値との差分から、前記所定のガスの濃度を算出するステップと、を有する。
前記第１補償用素子の検出値と、前記第１の形成面積と、前記第２補償用素子の検出値と、前記第２の形成面積と、から、前記反応検出部と同じ第３の形成面積で形成され前記ダミー材料を有する仮想的な第３補償用素子の検出値と、を算出するステップと、
前記検知用素子の検出値と前記第３補償用素子の検出値との差分から、前記所定のガスの濃度を算出するステップと、を有する。
【0020】
このようなガス検出方法によれば、所定のガスの濃度以外の環境変化による誤差を精度よく除去し、精度良くガスを検出できる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明を、具体的な実施形態等に基づき、以下の順序で詳細に説明する。
１．第１実施形態
１．１．全体構成
１．２．基材
１．３．第１および第２の絶縁膜
１．４．ヒーター膜
１．５．サーミスタ膜および検出電極膜
１．６．検知材料部およびダミー材料部
１．７．端子電極膜
１．８．製造方法
１．９．動作
１．１０．作用
２．第２実施形態
３．第３実施形態
４．第１実施例
５．第２実施例
１．第１実施形態
１．１．全体構成
１．２．基材
１．３．第１および第２の絶縁膜
１．４．ヒーター膜
１．５．サーミスタ膜および検出電極膜
１．６．検知材料部およびダミー材料部
１．７．端子電極膜
１．８．製造方法
１．９．動作
１．１０．作用
２．第２実施形態
３．第３実施形態
４．第１実施例
５．第２実施例
【0023】
（１．第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るガスセンサ１０を示す概略平面図であり、ガスセンサ１０を上方から見た図である。ガスセンサ１０は、複数の膜が上下方向に積層した積層構造を有するが、なお、図１では、説明の都合上、すべての膜を透視し、各層の輪郭形状を表示している。図１２、図１５についても同様である。
図１は、第１実施形態に係るガスセンサ１０を示す概略平面図であり、ガスセンサ１０を上方から見た図である。ガスセンサ１０は、複数の膜が上下方向に積層した積層構造を有するが、なお、図１では、説明の都合上、すべての膜を透視し、各層の輪郭形状を表示している。図１２、図１５についても同様である。
【0024】
（１．１．全体構成）
ガスセンサ１０は、薄膜状のメンブレン１８により支持される第１補償用素子１２、第２補償用素子１４および検知用素子１６で構成される少なくとも３つの検出部分を有する。後述するように、ガスセンサ１０の３つの検出部分のうち、検知用素子１６が、所定のガスに対する検出能力を有する。ガスセンサ１０の検知対象ガスは可燃性ガスおよび還元性ガスであり、具体的には、一酸化炭素（ＣＯ）、メタン（ＣＨ4）、水素（Ｈ2）、エタノール（Ｃ2Ｈ5ＯＨ）等が例示される。
ガスセンサ１０は、薄膜状のメンブレン１８により支持される第１補償用素子１２、第２補償用素子１４および検知用素子１６で構成される少なくとも３つの検出部分を有する。後述するように、ガスセンサ１０の３つの検出部分のうち、検知用素子１６が、所定のガスに対する検出能力を有する。ガスセンサ１０の検知対象ガスは可燃性ガスおよび還元性ガスであり、具体的には、一酸化炭素（ＣＯ）、メタン（ＣＨ4）、水素（Ｈ2）、エタノール（Ｃ2Ｈ5ＯＨ）等が例示される。
【0025】
ガスセンサ１０の検知用素子１６は、所定のガスに反応するガス検知材料を有する検知材料部８０ｃと、検知材料部８０ｃの物理量を検出する反応検出部１７とを有する。後述するように、検知材料部８０ｃは、サーミスタ膜６０によるサーミスタ膜第３部分６０ｃ（図９（ａ）参照）と、検出電極膜７０による検出電極第３部分７０ｃ（図８（ａ）参照）とを有する。反応検出部１７は、発熱および吸熱として現れる検知材料部１７のガスとの反応に伴う物理量を、サーミスタ膜６０におけるサーミスタ膜第３部分６０ｃの抵抗変化として、検出電極第３部分７０ｃを介して検出する。サーミスタ膜６０と検出電極膜７０を用いる反応検出部１７は、検知対象ガスが高濃度の場合にはサーミスタ膜第３部分６０ｃの抵抗変化を検出電極第３部分７０ｃが検出しやすくなるため、検知対象ガスが高濃度の場合の検知に特に好適である。
【0026】
検知材料部１７が有するガス検知材料としては、ガスセンサの触媒として公知の材料であれば特に制限されない。たとえば、担体に貴金属粒子または非貴金属の金属粒子が担持されたものが用いられる。担体としては、酸化アルミニウム（γアルミナ等）や、酸化シリコンや、酸化ビスマスや、酸化セリウム、酸化亜鉛、酸化チタンのような遷移金属酸化物や、複数種類の遷移金属元素を含む金属複合酸化物等の酸化物材料が例示される。また、担体に担持される貴金属粒子としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等の貴金属粒子等が例示され、非貴金属の金属粒子としては銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）等の非貴金属粒子が例示される。
【0027】
なお、本開示に係る検知用素子１６としては、ガス検知材料を有する検知材料部８０ｃと、サーミスタ膜６０および検出電極膜７０を有する反応検出部１７とを組み合わせたもののみには限定されない。たとえば、他の検知用素子としては、ガス検知材料を有する検知材料部８０ｃと、Pｔ線を有する反応検出部とを組みわせたものや、ガス検知材料としての半導体材料と、半導体材料の抵抗を検出する検出電極を有する反応検出部とを組みあわせたものなどが挙げられる。
【0028】
検知用素子１６が、所定のガスに反応するガス検知材料を有する検知材料部８０ｃを有するのに対して、第１補償用素子１２は、所定のガスに反応しないダミー材料を有する第１ダミー材料部８０ａを有し、第２補償用素子１４は、所定のガスに反応しないダミー材料を有する第２ダミー材料部８０ｂを有する。また、第１補償用素子１２は、第１ダミー材料部８０ａの物理量を検出する第１補償検出部１３を有し、第２補償用素子１４は、第２ダミー材料部８０ｂの物理量を検出する第２補償検出部１５を有する。
【0029】
第１ダミー材料部８０ａおよび第２ダミー材料部８０ｂが有するダミー材料としては、少なくともガスセンサ１０の作動条件範囲において、所定のガスに対する電気的、熱的な反応性を有しないものであれば特に限定されない。また、ダミー材料としては、質量やで熱伝導率など、ガスに対する反応性を除く物理的特性が、検知材料部１７が有するガス検知材料と類似することも好ましい。なお、所定のガスに対する反応性を有しないダミー材料には、所定のガスに対する反応性を全く有しないものの他、ガス検知材料に比べて十分に低速または僅かな反応性を有するものが含まれる。また、第１ダミー材料部８０ａと第２ダミー材料部８０ｂが有するダミー材料は、互いに同じ材料であることが好ましいが、同じ材料のみには限定されない。
【0030】
ここで、ガスセンサ１０の検知用素子１６が有する反応検出部１７の検出値には、検出対象である所定のガスの濃度以外の環境変化、たとえば温度や、湿度などの影響が含まれる。しかし、ガスセンサ１０は、反応検出部１７に加えて、所定のガスに反応しないダミー材料を有する第１補償検出部１３および第２補償検出部１５を用いる第１補償用素子１２および第２補償用素子１４を有する。このため、ガスセンサ１０は、第１補償用素子１２および第２補償用素子１４により、検出対象である所定のガスの濃度以外の環境変化が、検知用素子１６の検出値にどのような影響を与えているかを、精度よく検出することができる。
【0031】
また、ガスセンサ１０は、検出対象である所定のガスの濃度以外の環境変化の検出値への影響を第１補償検出部１３および第２補償検出部１５により検出し、所定のガスを検出する反応検出部１７の検出値から、所定のガスの濃度以外の環境変化の影響を除去することにより、ガス濃度を精度良く検出できる。たとえば、ガスセンサ１０は、図１に示すような湿度補正部１１を有する。湿度補正部１１は、第１補償検出部１３および第２補償検出部１５の検出値を用いて、反応検出部１７の検出値の湿度補正を行う。なお、本開示に係る第１補償用素子１２としては、ダミー材料を有する第１ダミー材料部８０ａと、サーミスタ膜６０および検出電極膜７０を有する第１補償検出部１３とを組み合わせたもののみには限定されない。たとえば、他の第１補償用素子としては、ダミー材料を有する第１ダミー材料部８０ａと、Pｔ線を有する第１補償検出部や、ダミー材料の抵抗を検出する検出電極を有する第１補償検出部とを組みあわせたものなどが挙げられる。また、本開示に係る第２補償用素子１４としては、ダミー材料を有する第２ダミー材料部８０ｂと、サーミスタ膜６０および検出電極膜７０を有する第２補償検出部１５とを組み合わせたもののみには限定されない。たとえば、他の第２補償用素子としては、ダミー材料を有する第２ダミー材料部８０ｂと、Pｔ線を有する第２補償検出部や、ダミー材料の抵抗を検出する検出電極を有する第２補償検出部とを組みあわせたものなどが挙げられる。
【0032】
図２は、図１におけるＩＩ－ＩＩ線に沿う平面で切断したガスセンサ１０の断面模式図である。図３（ａ）は、図１におけるＩＩＩＡ－ＩＩＩＡ線に沿う平面で切断したガスセンサ１０の断面模式図であり、図３（ｂ）は、図１におけるＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ線に沿う平面で切断したガスセンサ１０の断面模式図であり、図３（ｃ）は、図１におけるＩＩＩＣ－ＩＩＩＣ線に沿う平面で切断したガスセンサ１０の断面模式図である。なお、ガスセンサ１０の説明では、ガスセンサ１０の上下方向をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直であってメンブレン１８の中心位置と検知用素子１６の中心位置を結ぶ方向をＹ軸とし、Ｚ軸およびＹ軸に垂直な方向をX軸とする。なお、ガスセンサ１０のＺ軸方向は、後述する第１の絶縁膜３１および第２の絶縁膜３２等の積層方向と一致する。また、ガスセンサ１０の説明では、基材２０から第１の絶縁膜３１および第２の絶縁膜３２側を上側およびZ軸正方向として、上側およびＺ軸正方向の反対方向を下側およびＺ軸負方向として説明を行う。
【0033】
図４は、ガスセンサ１０が基材２０を示す平面図および断面図である。図１～図４に示すように、ガスセンサ１０は、キャビティ２２が形成される基材２０を有する。図２および図３に示すように、ガスセンサ１０における基材２０以外の他の部材は、基材２０のキャビティ２２の上およびキャビティ２２の周縁部であるキャビティ周縁部２４に配置されている。ガスセンサ１０が有する基材２０以外の他の部材としては、第１の絶縁膜３１（図５）、第２の絶縁膜３２（図７）、ヒーター膜５０（図６）、検出電極膜７０（図８）、サーミスタ膜６０（図９）、端子電極膜９０（図１０）、第１ダミー材料部８０ａ、第２ダミー材料部８０ｂ、検知材料部８０ｃ（図１１）等が挙げられる。ガスセンサ１０では、キャビティ２２の上に形成される各部材の部分が組み合わされることにより、第１補償検出部１３、第２補償検出部１５および反応検出部１７が構成される。
【0034】
（１．２．基材）
図４に示すように、キャビティ２２は基材２０の中央付近に形成されている。基材２０の平面図である図４（ａ）に示すように、キャビティ２２は、平面視略Ｙ字状の形状を有する。図１に示すように、キャビティ２２の上方にはメンブレン１８が配置されている。断面図である図４（ｂ）に示すように、キャビティ２２は基材２０に形成される貫通孔で構成される。
図４に示すように、キャビティ２２は基材２０の中央付近に形成されている。基材２０の平面図である図４（ａ）に示すように、キャビティ２２は、平面視略Ｙ字状の形状を有する。図１に示すように、キャビティ２２の上方にはメンブレン１８が配置されている。断面図である図４（ｂ）に示すように、キャビティ２２は基材２０に形成される貫通孔で構成される。
【0035】
【0036】
また、図１と図４との比較から理解できるように、基材２０のキャビティ２２は、検知用素子１６と、第１補償用素子１２と、第２補償用素子１４とが上方に配置される一体キャビティである。すなわち、検知用素子１６と、第１補償用素子１２と、第２補償用素子１４とは、互いにキャビティ周縁部２４により隔てられていない、連続するキャビティに配置されている。
【0037】
基材２０の材質は、キャビティ２２の上およびキャビティ周縁部２４に形成される部材を支持できる程度の機械的強度を有し、かつエッチング等の微細加工に適した材料で構成されていれば、特に限定されない。本実施形態では、基材２０として、シリコン単結晶基板、サファイア単結晶基板、セラミック基板、石英基板、ガラス基板、フェライト基板等が例示される。
【0038】
（１．３．第１および第２の絶縁膜）
図５（ａ）は、第１の絶縁膜３１および基材２０の平面図であり、図５（ｂ）は、第１の絶縁膜３１および基材２０の断面図である。また、図７（ａ）は、第２の絶縁膜３２および基材２０の平面図であり、図７（ｂ）は、第２の絶縁膜３２および基材２０の断面図である。
図５（ａ）は、第１の絶縁膜３１および基材２０の平面図であり、図５（ｂ）は、第１の絶縁膜３１および基材２０の断面図である。また、図７（ａ）は、第２の絶縁膜３２および基材２０の平面図であり、図７（ｂ）は、第２の絶縁膜３２および基材２０の断面図である。
【0039】
図１、図２、図５に示すように、基材２０の中央部に形成されるキャビティ２２の上側および基材２０の上側表面を構成するキャビティ周縁部２４の上側には、第１の絶縁膜３１が形成されている。図５（ａ）に示すように、第１の絶縁膜３１は、キャビティ２２の外縁部周辺に形成される周縁孔部３４ａ～３４ｌに相当する部分と、メンブレン１８の中央に形成される中央孔部３５に相当する部分を除き、基材２０の上側全体に形成されている。
【0040】
また、図１、図２、図７に示すように、第２の絶縁膜３２は、第１の絶縁膜３１の上に重ねて形成されている。図７（ａ）に示すように、第２の絶縁膜３２は、キャビティ２２の外縁部周辺に形成される周縁孔部３４ａ～３４ｌに相当する部分と、メンブレン１８の中央に形成される中央孔部３５と、キャビティ周縁部２４においてヒーター端子９５ａ、９５ｂが形成される貫通孔３２ａ、３２ｂを除き、基材２０の上側全体に形成されている。
【0041】
図５（ａ）と図７（ａ）との比較から理解できるように、第２の絶縁膜３２にはヒーター端子９５ａ、９５ｂ（図１０参照）が形成される部分に貫通孔３２ａ、３２ｂが形成されることを除き、第１の絶縁膜３１と第２の絶縁膜とは、略同一の平面形状を有する。図２に示すように、第１の絶縁膜３１と第２の絶縁膜３２とにより、絶縁膜３０を構成する。ただし、第２の絶縁膜３２は、実施形態に示す形状のみには限定されず、第２の絶縁膜３２の平面形状は、第１の絶縁膜３１の平面形状とは、必ずしも一致していなくてもよい。
【0042】
また、絶縁膜３０のうち、キャビティ２２の上に配置される部分が、ガスセンサ１０におけるメンブレン１８を構成する。絶縁膜３０のうち、キャビティ周縁部２４の上に配置される部分が、絶縁膜周縁部３６である。図１、図５（ａ）、図７（ａ）に示すように、絶縁膜３０は、メンブレン１８と絶縁膜周縁部３６とを接続する複数（実施形態では１０）の梁部３３ａ～３３ｌを有する。図２に示すように、メンブレン１８の下方にキャビティ２２による空洞が配置されるが、メンブレン１８は、梁部３３ａ～３３ｌを介してキャビティ２２上に保持される。また、図１に示すように、絶縁膜３０には、任意の２つの梁部３３ａ～３３ｌの間に、周縁孔部３４ａ～３４ｌが形成されている。
【0043】
図１、図５（ａ）、図７（ａ）に示すように、絶縁膜３０において、メンブレン１８の周りには、メンブレン１８を囲むように周縁孔部３４ａ～３４ｌが形成されている。それぞれの周縁孔部３４ａ～３４ｌは、任意の２つの梁部３３ａ～３３ｌの間に配置されている。これにより、メンブレン１８の周りには、周縁孔部３４ａ～３４ｌと梁部３３ａ～３３ｌとが、メンブレン１８を囲うように、交互に配置されている。したがって、メンブレン１８は、XY平面に垂直な断面における断面積の狭い梁部３４ａ～３４ｌ等を介して、基材２０に対して支持されている。
【0044】
このようなガスセンサ１０は、図１に示すように、メンブレン１８に配置される反応検出部１７、第１補償検出部１３および第２補償検出部１５の近傍において、検知材料部８０ｃ、第１ダミー材料部８０ａおよび第２ダミー材料部８０ｂを除く他の物質の熱容量を小さくすることができる。また、梁部３３ａ～３３ｌに支持されるメンブレン１８の構造により、メンブレン１８に配置される検知用素子１６、第１補償用素子１２および第２補償用素子１４等が、メンブレン１８を支える基材２０に対して好適に断熱された構造となる。このようなガスセンサ１０は、検知用素子１６、第１補償用素子１２および第２補償用素子１４を所定の温度まで加熱するために必要なヒーター第１部分５２ａ、ヒーター第２部分５２ｂ、ヒーター第３部分５２ｃ（図６参照）の消費電力を非常に小さくすることができる。
【0045】
また、第１の絶縁膜３１および第２の絶縁膜３２で構成される絶縁膜３０のうち、第１の位置２２ａにある部分である絶縁膜第１部分３０ａと、第２の位置２２ｂにある部分である絶縁膜第２部分３０ｂと、第３の位置２２ｃにある部分である絶縁膜第３部分３０ｃとは、キャビティ周縁部２４に固定される部分である絶縁膜周縁部３６を介さず互いに接続する一体メンブレンとしてのメンブレン１８を形成している。ここで、図１に示すように、第１の位置２２ａとは、第１ダミー材料部８０ａが形成されるキャビティ２２上の位置であり、第２の位置２２ｂとは、第２ダミー材料部８０ｂが形成されるキャビティ２２上の位置であり、第３の位置２２ｃとは、検知材料部８０ｃが形成されるキャビティ２２上の位置である。
【0046】
図１に示すように、メンブレン１８は、キャビティ２２と同様に、平面視略Ｙ字状の形状を有する。図５（ａ）に示すように、メンブレン１８の中央には貫通孔である中央孔部３５が形成されており、中央孔部３５のＹ軸方向正方向側が絶縁膜第３部分３０ｃである。また、中央孔部３５を中心として絶縁膜第３部分３０ｃを半時計周りに略１２０度回転させた位置が絶縁膜第１部分３０ａであり、中央孔部３５を中心として絶縁膜第３部分３０ｃを時計周りに略１２０度回転させた位置が絶縁膜第２部分３０ｂである。
【0047】
図１、図５（ａ）および図７（ａ）に示すように、ガスセンサ１０は、絶縁膜第１部分３０ａと、絶縁膜第２部分３０ｂと、絶縁膜第３部分３０ｃとが一体メンブレンを形成することにより、検知用素子１６と、第１補償用素子１２と、第２補償用素子１４との間の条件の差を小さくすることができる。したがって、ガスセンサ１０は、所定のガスの濃度以外の環境変化の影響を、検知用素子１６が有する反応検出部１７の検出値から精度よく除去し、ガスの検出精度を効果的に高めることができる。
【0048】
また、ガスセンサ１０では、中央孔部３５を形成することにより、各素子１２、１４、１６間の温度の緩衝を抑えることができるほか、熱膨張による伸縮に伴う応力の抑制に効果を有する。。
【0049】
第１の絶縁膜３１および第２の絶縁膜３２の厚みとしては特に限定されないが、図２に示すように、第１の絶縁膜３１の厚みが、第２の絶縁膜３２の厚みより厚いことが、メンブレン１８の強度を確保しつつ、ヒーター第１部分５２ａ、ヒーター第２部分５２ｂ、ヒーター第３部分５２ｃの熱を、第１補償用素子１２、第２補償用素子１４、検知用素子１６に効率的に伝える観点から好ましい。第１の絶縁膜３１の厚みは、たとえば０．１～１０μｍとすることが好ましく、たとえば０．５～５μｍとすることがより好ましい。また、第２の絶縁膜３２の厚みは、たとえば０．１～５μｍとすることが好ましく、たとえば０．２～２μｍとすることがより好ましい。
【0050】
第１の絶縁膜３１および第２の絶縁膜３２の材質は、熱ストレスによる耐久性、機械的強度、膜応力、密着性、電気絶縁性等を考慮して採用され、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウムや五酸化二タンタルなどが挙げられる。第１の絶縁膜３１と第２の絶縁膜４２の材質は、同じであっても、異なっていてもよい。また、第１の絶縁膜３１と第２の絶縁膜３２は、上述した材質の膜の積層膜であってもよい。
【0051】
（１．４．ヒーター膜）
図１および図２に示すように、ヒーター膜５０およびヒーター膜５０の一部によって形成されるヒーター部としてのヒーター第１部分５２ａ、ヒーター第２部分５２ｂ、ヒーター第３部分５２ｃは、上下方向に関して第１の絶縁膜３１と第２の絶縁膜３２との間に設けられる。
図１および図２に示すように、ヒーター膜５０およびヒーター膜５０の一部によって形成されるヒーター部としてのヒーター第１部分５２ａ、ヒーター第２部分５２ｂ、ヒーター第３部分５２ｃは、上下方向に関して第１の絶縁膜３１と第２の絶縁膜３２との間に設けられる。
【0052】
図６（ａ）は、ヒーター膜５０とキャビティ２２の平面図であり、図６（ｂ）は、ヒーター膜５０とキャビティ２２の断面図である。図６（ａ）に示すように、ヒーター膜５０は、キャビティ２２上に配置されるヒーター第１部分５２ａ、ヒーター第２部分５２ｂおよびヒーター第３部分５２ｃを有する。ヒーター第１部分５２ａ、ヒーター第２部分５２ｂおよびヒーター第３部分５２ｃにおいて、ヒーター膜５０は、細長い矩形波形状（ミアンダパターン）を有する。
【0053】
ヒーター第１部分５２ａ、ヒーター第２部分５２ｂおよびヒーター第３部分５２ｃは、それぞれ、キャビティ２２上の第１の位置２２ａ、第２の位置２２ｂおよび第３の位置２２ｃに配置されている。ヒーター部を構成するヒーター第１部分５２ａ、ヒーター第２部分５２ｂおよびヒーター第３部分５２ｃは、ヒーター膜５０の他の一部であるヒーター膜配線部５３を介して、キャビティ周縁部２４まで配線されている。
【0054】
ヒーター第１部分５２ａ、ヒーター第２部分５２ｂおよびヒーター第３部分５２ｃは、通電によりジュール熱を発生し、第１補償用素子１２、第２補償用素子１４、検知用素子１６の温度を上昇させる。たとえば、図２に示すように、ヒーター第３部分５２ｃは、第２の絶縁膜３２を介して上側に配置される反応検出部１７および検知材料部８０ｃを加熱する。同様に、ヒーター第１部分５２ａとヒーター第２部分５２ｂも、第１補償検出部１３および第１ダミー材料部８０ａと、第２補償検出部１５および第２ダミー材料部８０ｂとを加熱する（図１参照）。
【0055】
ヒーター第１部分５２ａ、ヒーター第２部分５２ｂおよびヒーター第３部分５２ｃは、絶縁膜３０の梁部３３ａ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｈ、３３ｉ、３３ｌを通って互いに直列接続されている。ヒーター第１部分５２ａ、ヒーター第２部分５２ｂおよびヒーター第３部分５２ｃの配線としては、図６に示すように直列接続する態様のみには限定されず、ヒーター第１部分５２ａ、ヒーター第２部分５２ｂおよびヒーター第３部分５２ｃを、それぞれ独立に配線する態様であってもよい。
【0056】
ヒーター膜５０の材質としては、導電性であれば特に限定されないが、第１補償用素子１２、第２補償用素子１４および検知用素子１６の形成工程における高温プロセスを可能とする観点から、比較的高融点の材料であることが好ましい。このような材料として、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、パラジウム(Ｐｄ)、イリジウム（Ｉｒ）、または、これらを２つ以上含む合金が例示される。
【0057】
（１．５．検出電極膜およびサーミスタ膜）
図８（ａ）は、検出電極膜７０と基材２０の平面図であり、図８（ｂ）は、検出電極膜７０と基材２０の断面図である。また、図９（ａ）は、サーミスタ膜６０と基材２０の平面図であり、図９（ｂ）は、サーミスタ膜６０と基材２０の断面図である。
図８（ａ）は、検出電極膜７０と基材２０の平面図であり、図８（ｂ）は、検出電極膜７０と基材２０の断面図である。また、図９（ａ）は、サーミスタ膜６０と基材２０の平面図であり、図９（ｂ）は、サーミスタ膜６０と基材２０の断面図である。
【0058】
サーミスタ膜６０と検出電極膜７０は、第２の絶縁膜３２の上に形成されている。図３（ｂ）に示すように、ガスセンサ１０では、サーミスタ膜６０（サーミスタ膜第３部分６０ｃ）の上に検出電極膜７０（検出電極第３部分７０ｃ）が形成されている。ただし、サーミスタ膜６０と検出電極膜７０の上下関係は実施形態に示すもののみには限定されず、検出電極膜７０（検出電極第３部分７０ｃ）の上にサーミスタ膜６０が形成されていてもよい。
【0059】
サーミスタ膜６０と検出電極膜７０の各部分は、図１に示す第１補償検出部１３、第２補償検出部１５、反応検出部１７を構成する。図９に示すように、サーミスタ膜６０は、キャビティ２２の上に配置されており、メンブレン１８と同様の平面視略Ｙ字状の外形状を有する。サーミスタ膜６０の中央部には、メンブレン１８の中央孔部３５と重なる位置に、貫通孔であるサーミスタ中央孔部６５が形成されている。
【0060】
図９（ａ）に示すように、サーミスタ膜６０は、キャビティ２２上の第１の位置２２ａにあるサーミスタ膜第１部分６０ａと、キャビティ２２上の第２の位置２２ｂにあるサーミスタ膜第２部分６０ｂと、キャビティ２２上の第３の位置２２ｃにあるサーミスタ膜第３部分６０ｃとを有する。サーミスタ膜第１部分６０ａと、サーミスタ膜第２部分６０ｂと、サーミスタ膜第３部分６０ｃとは、メンブレン１８の上で互いに繋がっている。ただし、サーミスタ膜第１部分６０ａと、サーミスタ膜第２部分６０ｂと、サーミスタ膜第３部分６０ｃとは、それぞれ図８に示す検出電極第１部分７０ａ、検出電極第２部分７０ｂ、検出電極第３部分７０ｃに重ねて形成されていればよく、各部分が分離していてもかまわない。
【0061】
図８（ａ）に示すように、検出電極膜７０は、キャビティ２２上の第１の位置２２ａにある検出電極第１部分７０ａと、キャビティ２２上の第２の位置２２ｂにある検出電極第２部分７０ｂと、キャビティ２２上の第３の位置２２ｃにある検出電極第３部分７０ｃとを有する。
【0062】
検出電極第１部分７０ａ、検出電極第２部分７０ｂおよび検出電極第３部分７０ｃは、検出電極膜７０の他の一部である検出電極膜配線部を介して、キャビティ周縁部２４まで配線されている。検出電極第１部分７０ａは絶縁膜３０の梁部３３ｂ、３３ｃを介して、検出電極第２部分７０ｂは絶縁膜３０の梁部３３ｆ、３３ｇを介して、検出電極第３部分７０ｃは絶縁膜３０の梁部３３ｊ、３３ｋを介して、それぞれ独立にキャビティ周縁部２４に配線されている。検出電極第１部分７０ａ、検出電極第２部分７０ｂおよび検出電極第３部分７０ｃの検出信号は、図１に示す湿度補正部１１や、図示しない制御演算部に送られる。なお、検出電極第１部分７０ａ一方の電極と、検出電極第２部分７０ｂの一方の電極とは、GNDに接続されるため１つの配線にまとめられているが、検出電極膜７０の配線は、図８に示す例のみには限定されない。
【0063】
検出電極第１部分７０ａ、検出電極第２部分７０ｂ、検出電極第３部分７０ｃは、それぞれが接触するサーミスタ膜第１部分６０ａ、サーミスタ膜第２部分６０ｂ、サーミスタ膜第３部分６０ｃの抵抗変化（主として温度変化による）を検出する。図３（ｂ）に示すように、サーミスタ膜第３部分６０ｃは、第３の位置２２ｃにおいてサーミスタ膜第３部分６０ｃの上に形成される検知材料部８０ｃに接触する。そのため、検出電極第３部分７０ｃは、サーミスタ膜第３部分６０ｃの抵抗変化を検出することで、検知材料部８０ｃにおける所定のガスとの反応に伴う熱的な変化を検出できる。
【0064】
検出電極第１部分７０ａおよび検出電極第２部分７０ｂも、検出電極第３部分７０ｃと同様に、サーミスタ膜第１部分６０ａおよびサーミスタ膜第２部分６０ｂの抵抗変化を検出することで、第１ダミー材料部８０ａおよび第２ダミー材料部８０ｂの熱的な変化などを検出できる。第１ダミー材料部８０ａおよび第２ダミー材料部８０ｂは、所定のガスと反応しないダミー材料を有するため、検出電極第１部分７０ａおよび検出電極第２部分７０ｂでは、測定対象のガスの濃度上昇および濃度低下による影響以外の環境の変化を検出できる。
【0065】
図８に示す検出電極膜７０の材質としては、金属などの導電体を用いることができ、たとえば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）などが挙げられる。また、図９に示すサーミスタ膜６０を構成する材料としては、温度変化によって抵抗値が変化するサーミスタ膜として使用可能な材料であれば特に制限されないが、たとえば、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）等の金属元素を含む複合金属酸化物等が例示される。
【0066】
（１．６．検知材料部およびダミー材料部）
図１１（ａ）は、検知材料部８０ｃ、第１ダミー材料部８０ａ、第２ダミー材料部８０ｂと基材２０の平面図であり、図８（ｂ）は、検知材料部８０と基材２０の断面図である。図１および図３（ｂ）に示すように、検知材料部８０ｃは、キャビティ２２上の第３の位置２２ｃにおいて、ヒーター第３部分５２ｃおよび絶縁膜第３部分３０ｃにおける第２の絶縁膜３２の上に形成される。具体的には、検知材料部８０ｃは、絶縁膜第３部分３０ｃの上に形成される反応検出部１７に重ねて、反応検出部１７の上に形成される。
図１１（ａ）は、検知材料部８０ｃ、第１ダミー材料部８０ａ、第２ダミー材料部８０ｂと基材２０の平面図であり、図８（ｂ）は、検知材料部８０と基材２０の断面図である。図１および図３（ｂ）に示すように、検知材料部８０ｃは、キャビティ２２上の第３の位置２２ｃにおいて、ヒーター第３部分５２ｃおよび絶縁膜第３部分３０ｃにおける第２の絶縁膜３２の上に形成される。具体的には、検知材料部８０ｃは、絶縁膜第３部分３０ｃの上に形成される反応検出部１７に重ねて、反応検出部１７の上に形成される。
【0067】
【0068】
図１および図８（ａ）に示すように、第１ダミー材料部８０ａは、キャビティ２２上の第１の位置２２ａにおいて、ヒーター第１部分５２ａおよび絶縁膜第１部分３０ａにおける第２の絶縁膜３２の上に形成される。第１ダミー材料部８０ａは、検知材料部８０ｃと同様に、絶縁膜第１部分３０ａの上に形成される第１補償検出部１３に重ねて、第１補償検出部１３の上に形成される。
【0069】
また、第２ダミー材料部８０ｂは、キャビティ２２上の第２の位置２２ｂにおいて、ヒーター第２部分５２ｂおよび絶縁膜第２部分３０ｂにおける第２の絶縁膜３２の上に形成される。第２ダミー材料部８０ｂは、検知材料部８０ｃおよび第１ダミー材料部８０ａと同様に、絶縁膜第２部分３０ｂの上に形成される第２補償検出部１５に重ねて、第２補償検出部１５の上に形成される。
【0070】
図１に示すように、キャビティ２２上の第１の位置２２ａにおいて、絶縁膜第１部分３０ａの上に形成される第１補償検出部１３および第１ダミー材料部８０ａは、第１補償用素子１２を構成する。また、絶縁膜第２部分３０ｂの上に形成される第２補償検出部１５および第２ダミー材料部８０ｂは、第２補償用素子１４を構成する。
【0071】
図１１に示すように、第１ダミー材料部８０aの形成面積である第１の形成面積Ｓ１と、第２ダミー材料部８０ｂの形成面積である第２の形成面積Ｓ２とは、互いに異なる。すなわち、第１ダミー材料部８０ａは第１の形成面積Ｓ１で形成され、第２ダミー材料部８０ｂは、第１の形成面積Ｓ１とは異なる第２の形成面積Ｓ２で形成される。ガスセンサ１０では、形成面積が互いに異なる第１および第２ダミー材料部８０ａ、８０ｂを含む第１補償用素子１２および第２補償用素子１４を有することにより、検知材料部８０ｃまたは第１および第２ダミー材料部８０ａ、８０ｂの形成面積の製造ばらつきによって生じる補正誤差を小さくすることができる。
【0072】
また、検知材料部８０ｃは、第３の形成面積Ｓ３で形成される。第３の形成面積Ｓ３は、第１の形成面積Ｓ１および第２の形成面積Ｓ２のいずれか一方より広く、かつ、第１の形成面積Ｓ１および第２の形成面積Ｓ２のいずれか他方より狭いことが好ましい。図１および図１１（ａ）に示すガスセンサ１０では、検知材料部８０ｃの第３の形成面積Ｓ３は、第１ダミー材料部８０ａの第１の形成面積Ｓ１より広く、かつ、第２ダミー材料部８０ｂの第２の形成面積Ｓ２より狭い。
【0073】
このようなガスセンサ１０は、所定のガスを検出する検知用素子１６による検出値から、所定のガスの濃度以外の環境変化の影響をより精度よく除去し、ガスの検出精度を効果的に高めることができる。なお、第１～第３の形成面積Ｓ１～S３は、図１および図１１（ａ）に示すように、ガスセンサ１０を上方が平面視した場合における第１ダミー材料部８０ａ、第２ダミー材料部８０ｂおよび検知材料部８０ｃの面積により規定される。
【0074】
また、図１に示すように、検知用素子１６と第１補償用素子１２との間の距離である第１の距離L１と、検知用素子１６と第２補償用素子１４との間の距離である第２の距離L２とは、略等しいことが、第１補償用素子１２と第２補償用素子１４との間の位置的な条件の差を小さくする観点から好ましい。また、同様の理由により、検知用素子１６の中心位置と、第１補償用素子１２の中心位置と、第２補償用素子１４の中心位置とを結ぶ線は、略正三角形を形成することも好ましい。
【0075】
検知材料部８０ｃに含まれるガス検知材料としては、酸化アルミニウム（γアルミナ等）や、酸化シリコンや、酸化ビスマスや、酸化セリウム、酸化亜鉛、酸化チタンのような遷移金属酸化物や、複数種類の遷移金属元素を含む金属複合酸化物等の酸化物材料の担体に、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等の貴金属粒子や、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）等の非貴金属粒子が担持された材料が挙げられる。第１ダミー材料部８０ａおよび第２ダミー材料部８０ｂに含まれるダミー材料としては、酸化アルミニウム（γアルミナ等）や、酸化シリコンや、酸化ビスマスや、酸化セリウム、酸化亜鉛、酸化チタンのような遷移金属酸化物や、複数種類の遷移金属元素を含む金属複合酸化物などが挙げられる。なお、ダミー材料と、ガス検知材料の担体の材料は同じでもよい。
【0076】
（１．７．端子電極膜）
図１０（ａ）は、端子電極膜９０と基材２０の平面図であり、図１０（ｂ）は、端子電極膜９０と基材２０の断面図である。図１０に示すように、端子電極膜９０は、基材２０のキャビティ周縁部２４に形成される。端子電極膜９０は、キャビティ周縁部２４において、ヒーター膜５０に重ねて形成される部分であるヒーター端子９５ａ、９５ｂと、検出電極膜７０に重ねて形成される部分である電極端子９７ａ～９７ｅとを有する。
図１０（ａ）は、端子電極膜９０と基材２０の平面図であり、図１０（ｂ）は、端子電極膜９０と基材２０の断面図である。図１０に示すように、端子電極膜９０は、基材２０のキャビティ周縁部２４に形成される。端子電極膜９０は、キャビティ周縁部２４において、ヒーター膜５０に重ねて形成される部分であるヒーター端子９５ａ、９５ｂと、検出電極膜７０に重ねて形成される部分である電極端子９７ａ～９７ｅとを有する。
【0077】
図１０（ａ）に示すように端子電極膜９０は、基材２０のキャビティ周縁部２４において、ヒーター膜５０および検出電極膜７０の上に重ねて、ヒーター膜５０および検出電極膜７０に対して接触するように設けられる。図１に示すように、端子電極膜９０の各部分であるヒーター端子９５ａ、９５ｂおよび電極端子９７ａ～９７ｅは、ガスセンサ１０の上側に露出しており、ヒーター端子９５ａ、９５ｂおよび電極端子９７ａ～９７ｅに対して外部配線が接続される。
【0078】
端子電極膜９０の材質は、良導体であれば特に限定されないが、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）などが挙げられ、外部配線に対する接合性などの観点から、金（Ａｕ）が好ましい。また、端子電極膜９０は、他の膜との密着性を得るために、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）などの下地膜を有してもよい。
【0079】
（１．８．製造方法）
以下、ガスセンサ１０の製造方法の一例を説明する。ただし、ガスセンサ１０の製造方法は、下記に示す製造方法のみには限定されない。まず、ガスセンサ１０の製造では、まず基材２０の原料となる基材材料を準備する。基材材料は、キャビティ２２が形成されていない平板状である。次に、準備した基材材料の一方の主面（キャビティ２２形成後にキャビティ周縁部２４となる面）に、第１の絶縁膜３１（図５）を形成する。第１の絶縁膜３１を形成する方法としては、熱酸化法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の公知の成膜法を用いればよい。
以下、ガスセンサ１０の製造方法の一例を説明する。ただし、ガスセンサ１０の製造方法は、下記に示す製造方法のみには限定されない。まず、ガスセンサ１０の製造では、まず基材２０の原料となる基材材料を準備する。基材材料は、キャビティ２２が形成されていない平板状である。次に、準備した基材材料の一方の主面（キャビティ２２形成後にキャビティ周縁部２４となる面）に、第１の絶縁膜３１（図５）を形成する。第１の絶縁膜３１を形成する方法としては、熱酸化法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の公知の成膜法を用いればよい。
【0080】
形成した第１の絶縁膜３１上に、ヒーター膜５０（図６）を形成する。ヒーター第１部分５２ａ、ヒーター第２部分５２ｂおよびヒーター第３部分５２ｃの形状は、たとえば、リフトオフ工法により形成される。リフトオフ工程では、まず、所定のパターンを形成する面全体にレジストを塗布して、所定のパターン形状となるように露光し現像する。現像により、所定のパターン形状に対応するレジストが溶解し、所定のパターン形状がパターニングされる。レジスト溶解後に、スパッタリング、蒸着等の成膜法によりパターンを構成する材料を成膜する。成膜後、残存しているレジストを剥離液により除去することにより、レジスト上に成膜された材料も除去され、パターニングした領域のみに成膜した材料が残り、所定のパターンが形成される。
【0081】
ヒーター膜５０を形成した後、ヒーター端子９５ａ、９５ｂ（図１０）が形成される部分を除きヒーター膜５０が覆われるように、第１の絶縁膜３１の形成と同様にして、第２の絶縁膜３２を、公知の成膜法により形成する。
【0082】
次に、第２の絶縁膜３２の上に、第１補償検出部１３、第２補償検出部１５、反応検出部１７を形成する。第１補償検出部１３、第２補償検出部１５、反応検出部１７の形成工程では、まず、サーミスタ膜６０（図９）を絶縁膜３０の上に形成し、さらに、サーミスタ膜６０の上に検出電極膜７０（図８）を形成する。サーミスタ膜６０や検出電極膜７０の成膜方法は、スパッタリング法や蒸着法などを用いることができ、検出電極膜７０のパターニングには、ヒーター膜５０と同様のリフトオフ工法などを用いることができる。
【0083】
次に、検出電極膜７０等が形成されたキャビティ周縁部２４に、端子電極膜９０（図１０）を形成する。検出電極膜７０の成膜方法としては、スパッタリング法や蒸着法などを用いることができる。
【0084】
次に、基材材料の主面のうち、第１の絶縁膜３１等が形成されていない主面において、所定の領域にエッチングマスクを施し、反対側の主面に形成された第１の絶縁膜３１が露出するまで基材材料をエッチングし、キャビティ２２を形成する。キャビティ２２が形成された領域に対応する第１の絶縁膜３１および第２の絶縁膜３２が、図１に示すメンブレン１８となる。
【0085】
さらに、キャビティ２２において第１補償検出部１３、第２補償検出部１５、反応検出部１７を形成した第１の位置２２ａ、第２の位置２２ｂ、第３の位置２２ｃに、第１ダミー材料部８０ａ、第２ダミー材料部８０ｂおよび検知材料部８０ｃを形成し、ガスセンサ１０を得る。第１ダミー材料部８０ａ、第２ダミー材料部８０ｂおよび検知材料部８０ｃの形成工程では、ダミー材料またはガス検知材料を含むペーストを用いて塗布体を形成し、これを所定の温度で熱処理することにより、第１ダミー材料部８０ａ、第２ダミー材料部８０ｂおよび検知材料部８０ｃを形成する。
【0086】
ダミー材料またはガス検知材料を含むペーストは、ダミー材料またはガス検知材料として上述した原料材料と、溶剤、バインダおよび添加剤とを混合することにより得られる。
【0087】
（１．９．動作）
ガスセンサ１０において、ヒーター膜５０に電流が流れることにより、ヒーター第１部分５２ａ、ヒーター第２部分５２ｂおよびヒーター第３部分５２ｃが発熱し、メンブレン１８上の第１補償用素子１２、第２補償用素子１４、検知用素子１６が所定の温度に加熱される。
ガスセンサ１０において、ヒーター膜５０に電流が流れることにより、ヒーター第１部分５２ａ、ヒーター第２部分５２ｂおよびヒーター第３部分５２ｃが発熱し、メンブレン１８上の第１補償用素子１２、第２補償用素子１４、検知用素子１６が所定の温度に加熱される。
【0088】
図１に示すように、検知用素子１６において反応検出部１７が接触する検知材料部８０ｃでは、ガスセンサ１０が配置された空間に検知対象ガスが含まれている場合、ガス検知材料の触媒作用により検知材料部８０ｃの表面で、検知対象ガスが酸素と結合して燃焼する。図３（ｂ）に示すように、反応検出部１７のサーミスタ膜第３部分６０ｃは、検知材料部８０ｃと熱的に結合している。したがって、反応検出部１７の検出電極第３部分７０ｃは、検知材料部８０ｃにおいて生じたガスの燃焼による温度変化を、サーミスタ膜第３部分６０ｃの抵抗変化により検出する。
【0089】
また、第１補償用素子１２および第２補償用素子１４では、第１および第２補償検出部１３、１５の検出電極第１部分７０ａおよび検出電極第２部分７０ｂが、第１ダミー材料部８０ａに接触するサーミスタ膜第１部分６０ａおよび第２ダミー材料部８０ｂに接触するサーミスタ膜第２部分６０ｂの抵抗変化を検出する。第１ダミー材料部８０ａおよび第２ダミー材料部８０ｂが有するダミー材料は、所定のガスに反応しないため、第１補償用素子１２および第２補償用素子１４での検出値は、検知対象となる所定のガスの濃度変化以外の環境変化を反映している。
【0090】
また、図１１（ａ）から明らかなように、第１ダミー材料部８０ａと第２ダミー材料部８０ｂとは形成面積が異なるため、ガスセンサ１０では、第１補償用素子１２の検出値と第２補償用素子１４の検出値との比較から、ダミー材料部の形成面積と検出値の関係を表す関数（検量線）を算出できる。ガスセンサ１０は、ダミー材料部の形成面積と検出値の関係を表す関数により、任意の塗布面積のダミー材料部を有する仮想的な補償用素子の検出値を算出することができる。
【0091】
すなわち、ガスセンサ１０は、第１補償用素子１２の検出値と、第１の形成面積Ｓ１と、第２補償用素子１４の検出値と、第２の形成面積Ｓ２とから、反応検出部１７同じ第３の形成面積Ｓ３で形成されダミー材料を有する仮想的な第３補償用素子の検出値と、を算出する。次に検知用素子１６の検出値と第３補償用素子の検出値との差分を求める。この場合、検知用素子１６と第３補償用素子とでは形成面積が一致しているため、算出される検出値の差分には、形成面積の差による誤差が含まれず、算出される検出鋳の差分は、検知材料部８０ｃにおいて生じたガスの燃焼による検出値の変化を正確に反映する。ガスセンサ１０は、このように算出された値に基づき、所定のガスの濃度を算出することにより、検知材料部８０ｃまたは第１および第２ダミー材料部８０ａ、８０ｂの形成面積の製造ばらつきによる補正誤差を小さくすることができる。
【0092】
（２．第２実施形態）
図１２は、第２実施形態に係るガスセンサ２１０の平面図であり、図１３は、ガスセンサ２１０のＹＺ平面による断面図であり、図１４は、ガスセンサ２１０のＸＹ平面による断面図である。ガスセンサ２１０は、第１補償用素子２１２、第２補償用素子２１４および検知用素子２１６が、それぞれ独立に形成された第１キャビティ２２２ａ、第２キャビティ２２２ｂおよび第３キャビティ２２２ｃに配置されている点で、図１に示すガスセンサ１０とは異なる。しかし、ガスセンサ２１０は、キャビティやメンブレンの形状等が異なることを除き、第１補償用素子２１２、第２補償用素子２１４および検知用素子２１６などの各部分の基本的な構造については、ガスセンサ１０と同様である。ガスセンサ２１０については、ガスセンサ１０との相違点を中心に説明を行い、ガスセンサ１０との共通点については、説明を省略する。
図１２は、第２実施形態に係るガスセンサ２１０の平面図であり、図１３は、ガスセンサ２１０のＹＺ平面による断面図であり、図１４は、ガスセンサ２１０のＸＹ平面による断面図である。ガスセンサ２１０は、第１補償用素子２１２、第２補償用素子２１４および検知用素子２１６が、それぞれ独立に形成された第１キャビティ２２２ａ、第２キャビティ２２２ｂおよび第３キャビティ２２２ｃに配置されている点で、図１に示すガスセンサ１０とは異なる。しかし、ガスセンサ２１０は、キャビティやメンブレンの形状等が異なることを除き、第１補償用素子２１２、第２補償用素子２１４および検知用素子２１６などの各部分の基本的な構造については、ガスセンサ１０と同様である。ガスセンサ２１０については、ガスセンサ１０との相違点を中心に説明を行い、ガスセンサ１０との共通点については、説明を省略する。
【0093】
ガスセンサ２１０は、ガスセンサ１０と同様に、第１補償用素子２１２、第２補償用素子２１４および検知用素子２１６で構成される少なくとも３つの検出部分を有する。図１２に示すように、第１補償用素子２１２、第２補償用素子２１４および検知用素子２１６は、平面視においてそれぞれの中心位置が１つの三角形の頂点を形成するように配置されている。ただし、図１に示すガスセンサ１０では、すべての素子が一体のメンブレン１８に配置されているのに対して、図１２に示すガスセンサ２１０では、第１補償用素子２１２、第２補償用素子２１４および検知用素子２１６が、互いに独立する第１メンブレン２１８ａ、第２メンブレン２１８ｂおよび第３メンブレン２１８ｃに、それぞれ個別に配置される。
【0094】
図１２～図１４に示すように、基材２２０には、３つのキャビティである第１キャビティ２２２ａ、第２キャビティ２２２ｂおよび第３キャビティ２２２ｃが形成されている。第１キャビティ２２２ａ、第２キャビティ２２２ｂおよび第３キャビティ２２２ｃは平面視略矩形であり、互いにキャビティ周縁部２２４により隔てられている。
【0095】
図１３および図１４に示すように、ガスセンサ２１０の第１の絶縁膜２３１および第２の絶縁膜２３２は、図１に示す第１の絶縁膜３１および第２の絶縁膜３２と同様に、第１～第３キャビティ２２２ａ～２２２ｃの上側および基材２２０の上側表面を構成するキャビティ周縁部２２４の上側に形成されている。ガスセンサ２１０においても、ガスセンサ１０と同様に、第１の絶縁膜２３１と第２の絶縁膜２３２との平面形状は、ヒーター端子９５ａ、９５ｂが形成される部分を除き、略一致する。
【0096】
図１２および図１３に示すように、第１の絶縁膜２３１および第２の絶縁膜２３２で構成される絶縁膜３０は、第１キャビティ２２２ａ、第２キャビティ２２２ｂおよび第３キャビティ２２２ｃの上側にそれぞれ保持される第１メンブレン２１８ａ、第２メンブレン２１８ｂおよび第３メンブレン２１８ｃを有する。第１～第３メンブレン２１８ａ～２１８ｃの周りには、周縁孔部２３４と梁部２３３とが、各第１～第３メンブレン２１８ａ～２１８ｃを囲うように交互に配置されている。周縁孔部２３４は、第１～第３キャビティ２２２ａ～２２２ｃおよび第１～第３メンブレン２１８ａ～２１８ｃの辺に対応して配置されており、梁部２３３は、第１～第３キャビティ２２２ａ～２２２ｃおよび第１～第３メンブレン２１８ａ～２１８ｃのコーナーに対応して配置されている。
【0097】
第１～第３メンブレン２１８ａ～２１８ｃの平面形状は、第１～第３キャビティ２２２ａ～２２２ｃよりやや小さい矩形形状を有する。第１～第３メンブレン２１８ａ～２１８ｃは、コーナーに接続する梁部２３３を介してキャビティ周縁部２２４上の絶縁膜３０の他の部分に接続しており、第１～第３キャビティ２２２ａ～２２２ｃ上に保持される。
【0098】
図１４（ｂ）および図１４（ｃ）に示すように、ガスセンサ２１０のヒーター膜２５０は、ガスセンサ１０のヒーター膜５０同様に、第１の絶縁膜２３１と第２の絶縁膜２３２との間に形成される。図１２、図１３（ｂ）および図１３（ｃ）に示すように、ヒーター膜２５０は、ミアンダパターンを有しておりヒーター部を構成するヒーター第１部分２５２ａ、ヒーター第２部分２５２ｂおよびヒーター第３部分２５２ｃを有する。ヒーター第１部分２５２ａは第１メンブレン２１８ａに形成されており、ヒーター第２部分２５２ｂは第２メンブレン２１８ｂに形成されており、ヒーター第３部分２５２ｃは第３メンブレン２１８ｃに形成されている。図１２に示すように、ヒーター第１部分２５２ａ、ヒーター第２部分２５２ｂおよびヒーター第３部分２５２ｃは、ヒーター膜２５０の他の一部であるヒーター膜配線部２５３を介して、キャビティ周縁部２２４まで配線されている。
【0099】
ガスセンサ２１０のサーミスタ膜２６０と検出電極膜２７０は、ガスセンサ１０のサーミスタ膜６０および検出電極膜７０と同様に、第２の絶縁膜３２の上に形成されている。サーミスタ膜２６０と検出電極膜２７０は、互いに分離している３つの部分を有しており、各部分は、図１２に示す第１補償検出部２１３、第２補償検出部２１５、反応検出部２１７を構成する。
【0100】
サーミスタ膜２６０は、第１キャビティ２２２ａおよび第１メンブレン２１８ａ上にあるサーミスタ膜第１部分２６０ａと、第２キャビティ２２２ｂおよび第２メンブレン２１８ｂ上にあるサーミスタ膜第２部分２６０ｂと、第３キャビティ２２２ｃおよび第３メンブレン２１８ｃ上にあるサーミスタ膜第３部分２６０ｃとを有する。また、検出電極膜２７０は、第１キャビティ２２２ａおよび第１メンブレン２１８ａ上にある検出電極第１部分２７０ａと、第２キャビティ２２２ｂおよび第２メンブレン２１８ｂ上にある検出電極第２部分２７０ｂと、第３キャビティ２２２ｃおよび第３メンブレン２１８ｃ上にある検出電極第３部分２７０ｃとを有する。
【0101】
検出電極第１部分２７０ａ、検出電極第２部分２７０ｂおよび検出電極第３部分２７０ｃは、検出電極膜２７０の他の一部である検出電極膜配線部を介して、キャビティ周縁部２２４まで配線されている。検出電極第１部分２７０ａ、検出電極第２部分２７０ｂ、検出電極第３部分２７０ｃは、それぞれが接触するサーミスタ膜第１部分２６０ａ、サーミスタ膜第２部分２６０ｂ、サーミスタ膜第３部分２６０ｃの抵抗変化（主として温度変化による）を検出する。このように、検出電極第１部分２７０ａとサーミスタ膜第１部分２６０ａが第１補償検出部２１３を構成し、検出電極第２部分２７０ｂとサーミスタ膜第２部分２６０ｂが第２補償検出部２１５を構成し、検出電極第３部分２７０ｃとサーミスタ膜第３部分２６０ｃが反応検出部２１７を構成する。
【0102】
図１２、図１３（ｂ）、図１４（ｂ）に示すように、検知材料部８０ｃは、第３キャビティ２２２ｃおよび第３メンブレン２１８ｃ上に配置される反応検出部２１７に重ねて、反応検出部２１７の上に形成される。第３キャビティ２２２ｃ上において、第３メンブレン２１８ｃの上に配置される反応検出部２１７および検知材料部８０ｃが、検知用素子２１６を構成する。
【0103】
また、図１２、図１３（ａ）、図１４（ｃ）に示すように、第１ダミー材料部８０ａは、第１キャビティ２２２ａおよび第１メンブレン２１８ａ上に配置される第１補償検出部２１３に重ねて、第１補償検出部２１３の上に形成される。第１キャビティ２２２ａ上において、第１メンブレン２１８ａの上に配置される第１補償検出部２１３および第１ダミー材料部８０ａが、第１補償用素子２１２を構成する。
【0104】
また、図１２、図１３（ｃ）、図１４（ｃ）に示すように、第２ダミー材料部８０ｂは、第２キャビティ２２２ｂおよび第２メンブレン２１８ｂ上に配置される第２補償検出部２１５に重ねて、第２補償検出部２１５の上に形成される。第２キャビティ２２２ｂ上において、第２メンブレン２１８ｂの上に配置される第２補償検出部２１５および第２ダミー材料部８０ｂが、第２補償用素子２１４を構成する。
【0105】
ガスセンサ２１０において、第１ダミー材料部８０ａが第１の形成面積Ｓ１を有し、第２ダミー材料部８０ｂが第２の形成面積Ｓ２を有し、検知材料部８０ｃが第３の形成面積Ｓ３を有する点は、ガスセンサ１０と同様である。
【0106】
ガスセンサ２１０を構成する基材２２０、絶縁膜２３０、ヒーター膜２５０、検出電極膜２７０、サーミスタ膜２６０、検知材料部８０ｃ、第１ダミー材料部８０ａおよび第２ダミー材料部８０ｂ等の材質や製法については、ガスセンサ１０を構成する基材２０、絶縁膜３０、ヒーター膜５０、検出電極膜７０、サーミスタ膜６０、検知材料部８０ｃ、第１ダミー材料部８０ａおよび第２ダミー材料部８０ｂ等と同様である。
【0107】
図１２～図１４に示すガスセンサ２１０は、検知用素子２１６、第１補償用素子２１２および第２補償用素子２１４が、別々のメンブレン２１８ａ～２１８ｃおよびキャビティ２２２ａ～２２２ｃに配置されている。このようなガスセンサ２１０は、ガスセンサ１０と比較して、検知用素子２１６でのガスの燃焼による影響を、第１補償用素子２１２および第２補償用素子２１４が受けにくいという利点がある。また、素子毎にキャビティを分けることで、１つ当たりのメンブレン部分が小さくなるため、応力や物理的衝撃に対して破壊され難くなる。その一方で、各キャビティ２２２ａ～２２２ｃ間の放熱バラツキ等による測定誤差が生じやすい傾向にある。
【0108】
ただし、ガスセンサ２１０は、ガスセンサ１０と同様に、検知用素子２１６、第１補償用素子２１２および第２補償用素子２１４の各素子間の距離を等しくし、各素子を１つの基材２２０の中で近づけて配置することで、各キャビティ２２２ａ～２２２ｃの測定誤差を可能な限り小さくすることができる。その他、ガスセンサ２１０は、ガスセンサ１０との共通点については、ガスセンサ１０と同様の効果を奏する。
【0109】
（第３実施形態）
図１５は、第３実施形態に係るガスセンサ３１０の平面図であり、図１６は、ガスセンサ３１０のＹＺ平面による断面図であり、図１７は、ガスセンサ３１０のＸＹ平面による断面図である。ガスセンサ３１０は、第１補償用素子３１２、検知用素子３１６および第２補償用素子３１４が直線的に配置されている点で、第１補償用素子２１２、検知用素子２１６および第２補償用素子２１４が三角形に配置されているガスセンサ２１０とは異なる。しかし、ガスセンサ３１０は、各素子の配列が異なることを除き、ガスセンサ２１０と同様である。ガスセンサ３１０については、ガスセンサ２１０との相違点を中心に説明を行い、ガスセンサ２１０との共通点については、説明を省略する。
図１５は、第３実施形態に係るガスセンサ３１０の平面図であり、図１６は、ガスセンサ３１０のＹＺ平面による断面図であり、図１７は、ガスセンサ３１０のＸＹ平面による断面図である。ガスセンサ３１０は、第１補償用素子３１２、検知用素子３１６および第２補償用素子３１４が直線的に配置されている点で、第１補償用素子２１２、検知用素子２１６および第２補償用素子２１４が三角形に配置されているガスセンサ２１０とは異なる。しかし、ガスセンサ３１０は、各素子の配列が異なることを除き、ガスセンサ２１０と同様である。ガスセンサ３１０については、ガスセンサ２１０との相違点を中心に説明を行い、ガスセンサ２１０との共通点については、説明を省略する。
【0110】
ガスセンサ３１０は、ガスセンサ２１０と同様に、第１補償用素子３１２、第２補償用素子３１４および検知用素子３１６で構成される少なくとも３つの検出部分を有する。図１５に示すように、第１補償用素子３１２、検知用素子３１６、第２補償用素子２１４は、平面視においてそれぞれの中心位置が直線状に並ぶように配置されている。また、図１５に示すガスセンサ３１０では、図１２に示すガスセンサ２１０と同様に、第１補償用素子３１２、第２補償用素子３１４および検知用素子３１６が、互いに独立する第１メンブレン３１８ａ、第２メンブレン３１８ｂおよび第３メンブレン３１８ｃに、それぞれ個別に配置される。
【0111】
図１５～図１７に示すように、基材３２０には、３つのキャビティである第１キャビティ３２２ａ、第３キャビティ３２２ｃおよび第２キャビティ３２２ｂが、Y軸方向に沿って形成されている。第１キャビティ３２２ａ、第２キャビティ３２２ｂおよび第３キャビティ３２２ｃは平面視略矩形であり、互いにキャビティ周縁部３２４により隔てられている。
【0112】
ガスセンサ３１０の第１の絶縁膜３３１および第２の絶縁膜３３２は、図１３および図１４に示す第１の絶縁膜２３１および第２の絶縁膜２３２と同様に、第１～第３キャビティ３２２ａ～３２２ｃの上側および基材３２０の上側表面を構成するキャビティ周縁部３２４の上側に形成されている。ガスセンサ３１０においても、ガスセンサ２１０と同様に、第１の絶縁膜３３１と第２の絶縁膜３３２との平面形状は、ヒーター端子３９５ａ、３９５ｂが形成される部分を除き、略一致する。
【0113】
図１５および図１６に示すように、第１の絶縁膜３３１および第２の絶縁膜３３２で構成される絶縁膜３０は、第１キャビティ３２２ａ、第２キャビティ３２２ｂおよび第３キャビティ３２２ｃの上側にそれぞれ保持される第１メンブレン３１８ａ、第２メンブレン３１８ｂおよび第３メンブレン３１８ｃを有する。第１～第３メンブレン３１８ａ～３１８ｃの周りには、周縁孔部３３４と梁部３３３とが、各第１～第３メンブレン３１８ａ～３１８ｃを囲うように交互に配置されている。周縁孔部３３４は、第１～第３キャビティ３２２ａ～３２２ｃおよび第１～第３メンブレン３１８ａ～３１８ｃの辺に対応して配置されており、梁部３３３は、第１～第３キャビティ３２２ａ～３２２ｃおよび第１～第３メンブレン３１８ａ～３１８ｃのコーナーに対応して配置されている。
【0114】
第１～第３メンブレン３１８ａ～３１８ｃの平面形状は、第１～第３キャビティ３２２ａ～３２２ｃよりやや小さい矩形形状を有する。第１～第３メンブレン３１８ａ～３１８ｃは、コーナーに接続する梁部３３３を介してキャビティ周縁部３２４上の絶縁膜３０の他の部分に接続しており、第１～第３キャビティ３２２ａ～３２２ｃ上に保持される。
【0115】
図１６および図１７（ａ）に示すように、ガスセンサ３１０のヒーター膜３５０は、ガスセンサ２１０のヒーター膜２５０同様に、第１の絶縁膜３３１と第２の絶縁膜３３２との間に形成される。図１５に示すように、ヒーター膜２５０は、ミアンダパターンを有しておりヒーター部を構成するヒーター第１部分３５２ａ、ヒーター第２部分３５２ｂおよびヒーター第３部分３５２ｃを有する。ヒーター第１部分３５２ａは第１メンブレン３１８ａに形成されており、ヒーター第２部分３５２ｂは第２メンブレン３１８ｂに形成されており、ヒーター第３部分３５２ｃは第３メンブレン３１８ｃに形成されている。図１５に示すように、ヒーター第１部分３５２ａ、ヒーター第２部分３５２ｂおよびヒーター第３部分３５２ｃは、ヒーター膜２５０の他の一部であるヒーター膜配線部３５３を介して、キャビティ周縁部３２４まで配線されている。
【0116】
ガスセンサ３１０のサーミスタ膜３６０と検出電極膜３７０は、ガスセンサ２１０のサーミスタ膜２６０および検出電極膜２７０と同様に、第２の絶縁膜２３２の上に形成されている。サーミスタ膜３６０と検出電極膜３７０は、互いに分離している３つの部分を有しており、各部分は、図１６に示す第１補償検出部３１３、第２補償検出部３１５、反応検出部３１７を構成する。
【0117】
サーミスタ膜３６０は、第１キャビティ３２２ａおよび第１メンブレン３１８ａ上にあるサーミスタ膜第１部分３６０ａと、第２キャビティ３２２ｂおよび第２メンブレン３１８ｂ上にあるサーミスタ膜第２部分３６０ｂと、第３キャビティ３２２ｃおよび第３メンブレン３１８ｃ上にあるサーミスタ膜第３部分３６０ｃとを有する。また、検出電極膜３７０は、第１キャビティ３２２ａおよび第１メンブレン３１８ａ上にある検出電極第１部分３７０ａと、第２キャビティ３２２ｂおよび第２メンブレン３１８ｂ上にある検出電極第２部分３７０ｂと、第３キャビティ３２２ｃおよび第３メンブレン３１８ｃ上にある検出電極第３部分３７０ｃとを有する。
【0118】
検出電極第１部分３７０ａ、検出電極第２部分３７０ｂおよび検出電極第３部分３７０ｃは、検出電極膜３７０の他の一部である検出電極膜配線部を介して、キャビティ周縁部３２４まで配線されている。検出電極第１部分３７０ａ、検出電極第２部分３７０ｂ、検出電極第３部分３７０ｃは、それぞれが接触するサーミスタ膜第１部分３６０ａ、サーミスタ膜第２部分３６０ｂ、サーミスタ膜第３部分３６０ｃの抵抗変化（主として温度変化による）を検出する。このように、検出電極第１部分３７０ａとサーミスタ膜第１部分３６０ａが第１補償検出部３１３を構成し、検出電極第２部分３７０ｂとサーミスタ膜第２部分３６０ｂが第２補償検出部３１５を構成し、検出電極第３部分３７０ｃとサーミスタ膜第３部分３６０ｃが反応検出部３１７を構成する。
【0119】
図１５、図１６、図１７（ａ）に示すように、検知材料部８０ｃは、第３キャビティ３２２ｃおよび第３メンブレン３１８ｃ上に配置される反応検出部３１７に重ねて、反応検出部３１７の上に形成される。第３キャビティ３２２ｃ上において、第３メンブレン３１８ｃの上に配置される反応検出部３１７および検知材料部８０ｃが、検知用素子３１６を構成する。
【0120】
また、第１ダミー材料部８０ａは、第１キャビティ３２２ａおよび第１メンブレン３１８ａ上に配置される第１補償検出部３１３に重ねて、第１補償検出部３１３の上に形成される。第１キャビティ３２２ａ上において、第１メンブレン３１８ａの上に配置される第１補償検出部３１３および第１ダミー材料部８０ａが、第１補償用素子３１２を構成する。
【0121】
また、第２ダミー材料部８０ｂは、第２キャビティ３２２ｂおよび第２メンブレン３１８ｂ上に配置される第２補償検出部３１５に重ねて、第２補償検出部３１５の上に形成される。第２キャビティ３２２ｂ上において、第２メンブレン３１８ａの上に配置される第２補償検出部３１５および第２ダミー材料部８０ｂが、第２補償用素子３１４を構成する。
【0122】
ガスセンサ３１０において、第１ダミー材料部８０ａが第１の形成面積Ｓ１を有し、第２ダミー材料部８０ｂが第２の形成面積Ｓ２を有し、検知材料部８０ｃが第３の形成面積Ｓ３を有する点は、ガスセンサ２１０と同様である。図１５および図１７（ｂ）に示すように、端子電極膜３９０のヒーター端子３９５ａ、３９５ｂおよび電極端子３９７ａ～３９７ｅは、直線状に配置される第１補償用素子３１２、検知用素子３１６、第２補償用素子３１４のY軸方向両側に形成される。
【0123】
ガスセンサ３１０を構成する基材３２０、絶縁膜３３０、ヒーター膜３５０、検出電極膜３７０、サーミスタ膜３６０、検知材料部８０ｃ、端子電極膜３９０、第１ダミー材料部８０ａおよび第２ダミー材料部８０ｂ等の材質や製法については、ガスセンサ１０を構成する基材２０、絶縁膜３０、ヒーター膜５０、検出電極膜７０、サーミスタ膜６０、端子電極膜９０、検知材料部８０ｃ、第１ダミー材料部８０ａおよび第２ダミー材料部８０ｂ等と同様である。
【0124】
図１５～図１７に示すガスセンサ３１０は、第１補償用素子３１２、検知用素子３１６および第２補償用素子３１４が、直線状に配置された別々のメンブレン３１８ａ～３１８ｃおよびキャビティ３２２ａ～３２２ｃに設けられている。このようなガスセンサ３１０は、連続する１つの基材３２０の中央部分に配置される第３キャビティ３２２ｃと、基材３２０の端部に近い第１キャビティ３２２ａおよび第２キャビティ３２２ｂとの間で、温度差が生じやすい傾向にある。
【0125】
ただし、ガスセンサ３１０は、ガスセンサ２１０と同様に、検知用素子３１６と第１補償用素子３１２との間の距離と、検知用素子３１６と第２補償用素子３１４との間の距離とを等しくすることで、第１補償用素子３１２と第２補償用素子３１４との間の環境を揃えることができる。その他、ガスセンサ３１０は、ガスセンサ２１０との共通点については、ガスセンサ２１０と同様の効果を奏する。
【0126】
以下、実施例を示して本開示に係るガスセンサについてさらに詳細な説明を行うが、本開示に係るガスセンサは、これらの実施例のみには、何ら限定されるものではない。
【0127】
（４．第１実施例）
第１実施例では、図１に示すガスセンサ１０を、１つのMEMSチップとして以下の条件で作製し、ガス濃度を変化させた場合の検知用素子１６、第１補償用素子１２および第２補償用素子１４からの検出値を取得した。
＜ガスセンサの製造条件＞
基材２０：Ｓｉ
第１の絶縁膜３１：ＳｉＮ／ＳｉО2
第２の絶縁膜３２：ＳｉＮ
ヒーター膜５０：Ｐｔ
検出電極膜７０、端子電極膜９０：Ａｕ
サーミスタ膜：ＮｉＭｎＣｏＦｅＯx
第１ダミー材料部８０ａ：Ａｌ2Ｏ3(ダミー材料）
第１の形成面積Ｓ１：φ１４０μｍ円形
第２ダミー材料部８０ｂ：Ａｌ2Ｏ3(ダミー材料）
第２の形成面積Ｓ２：φ１５８μｍ円形
検知材料部８０ｃ：Ｐｔ担持Ａｌ2Ｏ3（ガス検知材料）
第３の形成面積Ｓ３：φ１５１μｍ円形
第１実施例では、図１に示すガスセンサ１０を、１つのMEMSチップとして以下の条件で作製し、ガス濃度を変化させた場合の検知用素子１６、第１補償用素子１２および第２補償用素子１４からの検出値を取得した。
＜ガスセンサの製造条件＞
基材２０：Ｓｉ
第１の絶縁膜３１：ＳｉＮ／ＳｉО2
第２の絶縁膜３２：ＳｉＮ
ヒーター膜５０：Ｐｔ
検出電極膜７０、端子電極膜９０：Ａｕ
サーミスタ膜：ＮｉＭｎＣｏＦｅＯx
第１ダミー材料部８０ａ：Ａｌ2Ｏ3(ダミー材料）
第１の形成面積Ｓ１：φ１４０μｍ円形
第２ダミー材料部８０ｂ：Ａｌ2Ｏ3(ダミー材料）
第２の形成面積Ｓ２：φ１５８μｍ円形
検知材料部８０ｃ：Ｐｔ担持Ａｌ2Ｏ3（ガス検知材料）
第３の形成面積Ｓ３：φ１５１μｍ円形
【0128】
図１８は、第１実施例に係るガスセンサ１０の検知用素子１６、第１補償用素子１２、第２補償用素子１４の検出値と、ガスセンサ１０を設置する空間のガス濃度設定の時間推移を示すグラフである。図１８において、初期状態（時間０ｓｅｃ）において最もグラフの下側から始まるプロットが、ガス濃度設定を表している。ガス濃度は、３００～６００ｓｅｃにおいて１００ｐｐｍ、９００～１２００ｓｅｃにおいて３００ｐｐｍ、１５００～１８００ｓｅｃにおいて５００ｐｐｍとし、その他の時間で０ｐｐｍとした。検出対象のガスは、ＣＯ、Ｈ2、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ5ＯＨである。測定中における環境温度および湿度は一定（２５℃、３０％）とした。
【0129】
図１８において、初期状態（時間０ｓｅｃ）において最もグラフの上側から始まるプロットが第２補償用素子１４の検出値、グラフの上側から２番目から始まるプロットが検知用素子１６の検出値、グラフの上側から３番目から始まるプロットが第１補償用素子１２の検出値である。図１８に示すように、検知用素子１６の検出値については、ガス濃度設定に対応する検出値の変化が見られたが、第１補償用素子１２および第２補償用素子１４の検出値は、ガス濃度設定に対応する検出値の変化は見られなかった。
【0130】
図１９（ａ）～図１９（ｃ）は、図１８の検出結果から得られたガス濃度（１００ｐｐｍ（図１９（ａ））、３００ｐｐｍ（図１９（ｂ）、５００ｐｐｍ（図１９（ｃ））における各素子１２、１４、１６の検出値と、第１および第２ダミー材料部８０ａ、８０ｂおよび検知材料部８０ｃの形成面積（第１～第３の形成面積Ｓ１～Ｓ３）の関係をプロットしたグラフである。図１９（ａ）～図１９（ｃ）において、横軸の形成面積がＳ１である位置にプロットされた白丸が第１補償用素子１２の検出値であり、横軸の形成面積がＳ２である位置にプロットされた白丸が第２補償用素子１４の検出値である。
【0131】
また、横軸の形成面積がＳ３である位置にプロットされた黒丸が検知用素子１６の検出値である。図１９（ａ）～図１９（ｃ）に示すように、ガスセンサ１０は、第１補償用素子１２の検出値と、第１の形成面積Ｓ１と、第２補償用素子１４の検出値と、第２の形成面積Ｓ２とから、反応検出部８０ｃと同じ第３の形成面積Ｓ３で形成されダミー材料を有する仮想的な第３補償用素子の検出値とを算出する。図１９（ａ）～図１９（ｃ）において、横軸の形成面積がＳ３である位置にプロットされた白丸が、算出された仮想的な第３補償用素子の検出値（計算値）である。
【0132】
図１９（ｄ）は、図１９（ａ）～図１９（ｃ）に示される検知用素子１６の検出値（横軸Ｓ３の位置の黒丸）と第３補償用素子の検出値（計算値）（横軸Ｓ３の位置の白丸）との差分（抵抗差（Ω））を、ガス濃度（横軸）に対してプロットしたグラフである。図１９（ｄ）に示すように、検知用素子１６の検出値と第３補償用素子の検出値との差分は、ガス濃度の比例関数に回帰し、標本値と関数との残差が小さいことを確認した。
【0133】
図２０は、参考例に係るガスセンサを用いて図１８および図１９に示す第１実施例と同様の検出を行った結果を、図１９（ｄ）に示す第１実施例の結果と併せて表示したグラフである。参考例に係るガスセンサは、１つの補償用素子と１つの検知用素子の２つの素子（形成面積の狙い値は同じ）で構成した。図２０に示すように、第１実施例に係るガスセンサは、参考例に係るガスセンサに比べて標本値と関数との残差が小さく、ガス濃度を精度よく検出できることが確認できた。
【0134】
（第２実施例）
第２実施例では、第１実施例と同様のガスセンサ１０を用いて、湿度とガス濃度とを変化させ、同様に検知用素子１６、第１補償用素子１２、第２補償用素子１４の検出値を取得した。ガス濃度は、０ｐｐｍと１００ｐｐｍとの間で変化させ、湿度は３０％、５０％、７０％の３条件とした。環境温度は一定（２５℃）とした。
第２実施例では、第１実施例と同様のガスセンサ１０を用いて、湿度とガス濃度とを変化させ、同様に検知用素子１６、第１補償用素子１２、第２補償用素子１４の検出値を取得した。ガス濃度は、０ｐｐｍと１００ｐｐｍとの間で変化させ、湿度は３０％、５０％、７０％の３条件とした。環境温度は一定（２５℃）とした。
【0135】
図２１（ａ）～図２１（ｃ）は、第２実施例により得られた各湿度（３０％（図２１（ａ））、５０％（図２１（ｂ）、７０％（図１２１（ｃ））における各素子１２、１４、１６の検出値と、第１および第２ダミー材料部８０ａ、８０ｂおよび検知材料部８０ｃの形成面積（第１～第３の形成面積Ｓ１～Ｓ３）の関係を、図１９（ａ）～図１９（ｃ）と同様にプロットしたグラフである。
【0136】
第２実施例でも、第１実施例と同様に、第１補償用素子１２の検出値と、第１の形成面積Ｓ１と、第２補償用素子１４の検出値と、第２の形成面積Ｓ２とから、反応検出部８０ｃと同じ第３の形成面積Ｓ３で形成されダミー材料を有する仮想的な第３補償用素子の検出値とを算出する。図２１（ａ）～図２１（ｃ）において、横軸の形成面積がＳ３である位置にプロットされた白丸が、算出された仮想的な第３補償用素子の検出値（計算値）である。
【0137】
図２１（ｄ）は、図２１（ａ）～図２１（ｃ）に示される検知用素子１６の検出値（横軸Ｓ３の位置の黒丸）と第３補償用素子の検出値（計算値）（横軸Ｓ３の位置の白丸）との差分（抵抗差（Ω））を、湿度（横軸）に対してプロットしたグラフである。図２１（ｄ）に示すように、検知用素子１６の検出値と第３補償用素子の検出値との差分は、湿度に関わらず略一定であった。図１に示すガスセンサ１０の湿度補正部１１は、各素子の検出値を用いて、精度よく湿度補正ができることを確認できた。
【0138】
図２２は、参考例に係るガスセンサを用いて図２１に示す第２実施例と同様の検出を行った結果を、図２１（ｄ）に示す第２実施例の結果と併せて表示したグラフである。参考例に係るガスセンサは、図２０に示す参考例と同様に、１つの補償用素子と１つの検知用素子の２つの素子（形成面積の狙い値は同じ）で構成した。図２２に示すように、第２実施例に係るガスセンサは、湿度により検出値のばらつきが小さく、湿度が変化する環境においても、ガス濃度を精度よく検出できることが確認できた。
【符号の説明】
【0139】
１０、２１０、３１０…ガスセンサ
１１…湿度補正部
１２、２１２、３１２…第１補償用素子
１３、２１３、３１３…第１補償検出部
１４、２１４、３１４…第２補償用素子
１５、２１５、３１５…第２補償検出部
１６、２１６、３１６…検知用素子
１７、２１７、３１７…反応検出部
１８…メンブレン
２１８ａ、３１８ａ…第１メンブレン
２１８ｂ、３１８ｂ…第２メンブレン
２１８ｃ、３１８ｃ…第３メンブレン
２０、２２０、３２０…基材
２２…キャビティ
２２２ａ、３２２ａ…第１キャビティ
２２２ｂ、３２２ｂ…第２キャビティ
２２２ｃ、３２２ｃ…第３キャビティ
２２ａ…第１の位置
２２ｂ…第２の位置
２２ｃ…第３の位置
２４、２２４、３２４…キャビティ周縁部
３０、２３０、３３０…絶縁膜
３０ａ…絶縁膜第１部分
３０ｂ…絶縁膜第２部分
３０ｃ…絶縁膜第３部分
３１、２３１、３３１…第１の絶縁膜
３２、２３２、３３２…第２の絶縁膜
３３ａ～３３ｉ、２３３、３３３…梁部
３４ａ～３４ｉ、２３４、３３４…周縁孔部
３５…中央孔部
３６…絶縁膜周縁部
５０、２５０、３５０…ヒーター膜
５２ａ、２５２ａ、３５２ａ…ヒーター第１部分
５２ｂ、２５２ｂ、３５２ｂ…ヒーター第２部分
５２ｃ、２５２ｃ、３５２ｃ…ヒーター第３部分
５３、２５３、３５３…ヒーター膜配線部
６０、２６０、３６０…サーミスタ膜
６０ａ、２６０ａ、３６０ａ…サーミスタ膜第１部分
６０ｂ、２６０ｂ、３６０ｂ…サーミスタ膜第２部分
６０ｃ、２６０ｃ、３６０ｃ…サーミスタ膜第３部分
６５…サーミスタ中央孔部
７０、２７０、３７０…検出電極膜
７０ａ、２７０ａ、３７０ａ…検出電極第１部分
７０ｂ、２７０ｂ、３７０ｂ…検出電極第２部分
７０ｃ、２７０ｃ、３７０ｃ…検出電極第３部分
８０ａ…第１ダミー材料部
Ｓ１…第１の形成面積
８０ｂ…第２ダミー材料部
Ｓ２…第２の形成面積
８０ｃ…検知材料部
Ｓ３…第３の形成面積
９０、３９０…端子電極膜
９５ａ、９５ｂ、３９５ａ、３９５ｂ…ヒーター端子
９７ａ～９７ｅ、３９７ａ～３９７ｅ…電極端子
１１…湿度補正部
１２、２１２、３１２…第１補償用素子
１３、２１３、３１３…第１補償検出部
１４、２１４、３１４…第２補償用素子
１５、２１５、３１５…第２補償検出部
１６、２１６、３１６…検知用素子
１７、２１７、３１７…反応検出部
１８…メンブレン
２１８ａ、３１８ａ…第１メンブレン
２１８ｂ、３１８ｂ…第２メンブレン
２１８ｃ、３１８ｃ…第３メンブレン
２０、２２０、３２０…基材
２２…キャビティ
２２２ａ、３２２ａ…第１キャビティ
２２２ｂ、３２２ｂ…第２キャビティ
２２２ｃ、３２２ｃ…第３キャビティ
２２ａ…第１の位置
２２ｂ…第２の位置
２２ｃ…第３の位置
２４、２２４、３２４…キャビティ周縁部
３０、２３０、３３０…絶縁膜
３０ａ…絶縁膜第１部分
３０ｂ…絶縁膜第２部分
３０ｃ…絶縁膜第３部分
３１、２３１、３３１…第１の絶縁膜
３２、２３２、３３２…第２の絶縁膜
３３ａ～３３ｉ、２３３、３３３…梁部
３４ａ～３４ｉ、２３４、３３４…周縁孔部
３５…中央孔部
３６…絶縁膜周縁部
５０、２５０、３５０…ヒーター膜
５２ａ、２５２ａ、３５２ａ…ヒーター第１部分
５２ｂ、２５２ｂ、３５２ｂ…ヒーター第２部分
５２ｃ、２５２ｃ、３５２ｃ…ヒーター第３部分
５３、２５３、３５３…ヒーター膜配線部
６０、２６０、３６０…サーミスタ膜
６０ａ、２６０ａ、３６０ａ…サーミスタ膜第１部分
６０ｂ、２６０ｂ、３６０ｂ…サーミスタ膜第２部分
６０ｃ、２６０ｃ、３６０ｃ…サーミスタ膜第３部分
６５…サーミスタ中央孔部
７０、２７０、３７０…検出電極膜
７０ａ、２７０ａ、３７０ａ…検出電極第１部分
７０ｂ、２７０ｂ、３７０ｂ…検出電極第２部分
７０ｃ、２７０ｃ、３７０ｃ…検出電極第３部分
８０ａ…第１ダミー材料部
Ｓ１…第１の形成面積
８０ｂ…第２ダミー材料部
Ｓ２…第２の形成面積
８０ｃ…検知材料部
Ｓ３…第３の形成面積
９０、３９０…端子電極膜
９５ａ、９５ｂ、３９５ａ、３９５ｂ…ヒーター端子
９７ａ～９７ｅ、３９７ａ～３９７ｅ…電極端子
【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】