JP2017223557A

JP2017223557A - ガスセンサ

Info

Publication number: JP2017223557A
Application number: JP2016119265A
Authority: JP
Inventors: 徳美長瀬; Noriyoshi Nagase; 尚義村田; Hisayoshi Murata; 鈴木　卓弥; Takuya Suzuki; 卓弥鈴木
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2017-12-21
Also published as: US20170363556A1

Abstract

【課題】検出対象ガスを正確に検知することが可能なガスセンサを提供すること。
【解決手段】検出対象ガスと非検出対象ガスとを含むガスを吸着する吸着層５３と、前記吸着層に覆われ、前記吸着層を通過した前記検出対象ガスの濃度に応じて電気的特性が変化する感知層５２と、を有し、前記吸着層は、金粒子を担持した金属酸化物を主成分とする材料により形成されるガスセンサ。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスセンサに関する。

従来、火災時に発生するガス成分と不完全燃焼時に発生する一酸化炭素及び都市ガスの漏洩時に発生するメタン等のガスとエタノール等の雑ガスとのそれぞれを識別することが可能なガス検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１７５９６９号公報

しかしながら、上記のガス検出装置では、アセトンとエタノールとを含む雰囲気においてアセトンを検知する場合等、検出対象ガスと非検出対象ガスとを含む雰囲気において検出対象ガスを正確に検知することができない場合がある。

そこで、本発明の一態様では、検出対象ガスを正確に検知することが可能なガスセンサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るガスセンサは、検出対象ガスと非検出対象ガスとを含むガスを吸着する吸着層と、前記吸着層に覆われ、前記吸着層を通過した前記検出対象ガスの濃度に応じて電気的特性が変化する感知層と、を有し、前記吸着層は、金粒子を担持した金属酸化物を主成分とする材料により形成されることを特徴とする。

開示のガスセンサによれば、検出対象ガスを正確に検知することができる。

一実施形態に係るガスセンサの概略断面図実施例１のガスセンサの感度特性を説明するための図実施例２のガスセンサの感度特性を説明するための図実施例３のガスセンサの感度特性を説明するための図比較例１のガスセンサの感度特性を説明するための図比較例２のガスセンサの感度特性を説明するための図

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することによって重複した説明を省く。

本発明の一実施形態に係るガスセンサは、検出対象ガスと非検出対象ガスとを含む雰囲気であっても、検出対象ガスを正確に検知することが可能なガスセンサである。

以下では、検出対象ガスの一例であるアセトンと、非検出対象ガスの一例であるエタノールとを含むガス雰囲気において、アセトンを正確に検知することが可能な半導体式のガスセンサを例に挙げて説明する。アセトンを正確に検知することが可能なガスセンサは、例えば呼気中のアセトンを検知して体調管理を行う呼気計測器等に好適に用いることができる。なお、検出対象ガスはアセトン以外のガスであってもよく、非検出対象ガスはエタノール以外のガスであってもよい。

（ガスセンサ）
本発明の一実施形態に係るガスセンサについて、図１に基づき説明する。図１は、一実施形態に係るガスセンサの概略断面図である。

図１に示されるように、ガスセンサは、ダイアフラム構造を有する半導体式のガスセンサであり、基板１０と、熱絶縁支持層２０と、ヒータ層３０と、絶縁層４０と、ガス検出層５０とを有する。ヒータ層３０は、図示しない駆動処理部と電気的に接続されており、駆動処理部がヒータ層３０をヒータ駆動する。また、ガス検出層５０は、図示しない駆動処理部と電気的に接続されており、駆動処理部がガス検出層５０の感知層５２の電気的特性を読み出す。なお、感知層５２については後述する。

基板１０は、半導体材料により形成される部材であり、例えばシリコン（Ｓｉ）により形成されている。基板１０の中央部分には、基板１０を貫通する貫通孔１１が形成されている。

熱絶縁支持層２０は、基板１０の上に形成されており、ダイアフラム構造を有する。熱絶縁支持層２０は、熱酸化膜２１、支持膜２２、熱絶縁膜２３を含む。

熱酸化膜２１は、基板１０の上に形成されており、例えば熱酸化ＳｉＯ_２膜により形成されている。熱酸化膜２１は、ヒータ層３０で発生する熱を基板１０側へ熱伝導しないように熱容量を小さくするものである。また、熱酸化膜２１は、基板１０に対して高いエッチング選択性を有する。

支持膜２２は、熱酸化膜２１の上に形成されており、例えばＣＶＤ−Ｓｉ_３Ｎ_４膜により形成されている。支持膜２２は、ダイアフラム構造の支持膜として機能する。

熱絶縁膜２３は、支持膜２２の上に形成されており、例えばＣＶＤ−ＳｉＯ_２膜により形成されている。熱絶縁膜２３は、ヒータ層３０との間に高い密着性を有すると共に、基板１０とヒータ層３０とを電気的に絶縁する。

ヒータ層３０は、熱絶縁支持層２０の上に、平面視において貫通孔１１が形成されている位置の中央部分に形成されている。これにより、ヒータ層３０は、基板１０と熱的に分離されている。また、ヒータ層３０は、図示しない電源に接続されており、電源から電力が供給されることにより発熱し、ガス検出層５０を加熱する。より具体的には、ヒータ層３０は、エタノールを酸化させて後述する感知層５２に到達するエタノールを減少させる温度（例えば２００℃〜２５０℃）に、後述する吸着層５３を加熱する。このとき、ヒータ層３０が基板１０と熱的に分離されているので、ヒータ層３０において発生した熱は、ほとんど周囲に拡散することはない。このため、ガス検出層５０を効率的に昇温させることができる。ヒータ層３０は、例えば白金（Ｐｔ）とタングステン（Ｗ）との合金膜（以下「Ｐｔ−Ｗ膜」ともいう。）により形成されている。

絶縁層４０は、熱絶縁支持層２０の上に、ヒータ層３０を覆うように形成されており、例えばスパッタＳｉＯ_２膜により形成されている。絶縁層４０は、ヒータ層３０とガス検出層５０とを電気的に絶縁する。また、絶縁層４０は、ガス検出層５０との間に高い密着性を有する。

ガス検出層５０は、絶縁層４０の上に、平面視において貫通孔１１が形成されている位置の中央部分に形成されている。即ち、ガス検出層５０は、絶縁層４０の上に、平面視においてヒータ層３０が形成されている位置と対応するように形成されている。ガス検出層５０は、電極層５１、感知層５２、吸着層５３を含む。また、絶縁層４０と電極層５１との間の密着性が十分ではない場合には、絶縁層４０と電極層５１との間に、例えばタンタル（Ｔａ）膜、チタン（Ｔｉ）膜により形成される接合層を設けてもよい。

電極層５１は、絶縁層４０の上に、平面視において感知層５２の両端に形成される一対の金属膜であり、例えばＰｔ膜、金（Ａｕ）膜により形成されている。

感知層５２は、絶縁層４０の上に、一対の電極層５１と接触するように形成されている。感知層５２は、金属酸化物により形成されており、例えばＳｎＯ_２により形成されている。感知層５２は、吸着層５３を通過したアセトンの濃度に応じて抵抗値等の電気的特性が変化するものである。なお、感知層５２は、ＳｎＯ_２以外の材料、例えばＩｎ_２Ｏ_３、ＷＯ_３、ＺｎＯ、ＴｉＯ_２等の金属酸化物半導体を主成分とする材料により形成されていてもよい。また、本明細書における「主成分」とは、材料の成分として５０％以上含有していることを意味する。

吸着層５３は、電極層５１及び感知層５２の上に、感知層５２の表面を覆うように形成されており、アセトンとエタノールとを含むガスを吸着する。吸着層５３は、例えば金粒子（Ａｕ粒子）を担持したＡｌ_２Ｏ_３（Ａｕ−Ａｌ_２Ｏ_３）により形成されている。吸着層５３において、Ａｕ粒子は触媒として機能し、例えば２００℃〜２５０℃の温度範囲において、エタノールの酸化反応（燃焼反応）を促進する一方、アセトンをほとんど酸化しない。これにより、吸着層５３では、アセトンに対してエタノールを選択的に酸化して除去することができる。このため、吸着層５３において、感知層５２に到達するエタノールを減少させ、アセトンを選択的に感知層５２に到達させることができる。その結果、感知層５２においてアセトンとエタノールとを分離して検知することができ、アセトンを正確に検知することができる。なお、吸着層５３は、Ａｕ−Ａｌ_２Ｏ_３以外の材料、例えばＡｕ粒子を担持したＺｒＯ_２、ＣｅＯ_２、ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｎｉ_２Ｏ_３等の金属酸化物絶縁体を主成分とする材料により形成されていてもよい。また、Ａｕ粒子の平均粒径は、特に高い触媒活性が発現するという観点から、５ｎｍ以下であることが好ましい。

以上に説明したように、本発明の一実施形態のガスセンサは、Ａｕ粒子を担持した金属酸化物を主成分とする材料により形成されている吸着層を有しているので、アセトンを正確に検知することができる。

（ガスセンサの製造方法）
本発明の一実施形態に係るガスセンサの製造方法について説明する。

最初に、基板１０の上に、熱絶縁支持層２０を形成する。具体的には、基板１０を熱酸化することにより、基板１０の上に熱酸化膜２１を形成する。続いて、熱酸化膜２１の上に、プラズマＣＶＤ法により、窒化シリコン（Ｓｉ_３Ｎ_４）を堆積させ、支持膜２２を形成する。続いて、支持膜２２の上に、プラズマＣＶＤ法により、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を堆積させ、熱絶縁膜２３を形成する。

次に、熱絶縁支持層２０の上に、ヒータ層３０を形成する。具体的には、熱絶縁膜２３の上に、スパッタ法により、平面視において貫通孔１１が形成されている位置の中央部分にＰｔ−Ｗ膜を成膜し、ヒータ層３０を形成する。このとき、例えばＰｔ−Ｗ膜を成膜する位置が開口したメタルマスク等を用いることができる。

次に、熱絶縁支持層２０の上に、ヒータ層３０を覆うように絶縁層４０を形成する。具体的には、熱絶縁支持層２０の上に、スパッタ法により、ヒータ層３０の表面を覆うようにＳｉＯ_２を成膜し、絶縁層４０を形成する。

次に、絶縁層４０の上に、ガス検出層５０を形成する。具体的には、絶縁層４０の上に、スパッタ法により、Ｐｔを成膜し、一対の電極層５１を形成する。続いて、絶縁層４０の上に、スパッタ法により、一対の電極層５１と接触するようにＳｎＯ_２を成膜し、感知層５２を形成する。続いて、電極層５１及び感知層５２の上に、スクリーン印刷法により、感知層５２を覆うように、Ａｕ粒子を添加したγ−アルミナに有機溶剤を同重量、さらに、シリカゾルバインダを添加して生成されるペーストを塗布し、焼成し、吸着層５３を形成する。吸着層５３は、感知層５２の表面に積層するように形成されてもよく、電極層５１と感知層５２の表面を被覆するように形成されても良い。

次に、基板１０に貫通孔１１を形成する。具体的には、プラズマエッチング法により、基板１０を裏面側（ガス検出層５０が形成されていない側）からエッチングし、平面視においてガス検出層５０が形成された位置を含む部分のＳｉを除去し、貫通孔１１を形成する。このとき、熱酸化膜２１が基板１０に対して高いエッチング選択性を有しているので、熱酸化膜２１はエッチングされることなく、基板１０のみをエッチングすることができる。即ち、熱酸化膜２１は、基板１０をエッチングする際のエッチングストップ膜として機能する。

以上により、図１に示されるように、ダイアフラム構造を有するガスセンサを製造することができる。なお、ガスセンサの製造方法は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、電極層５１及び感知層５２を形成した後、基板１０に貫通孔１１を形成し、その後、感知層５２を覆うように吸着層５３を形成してもよい。

次に、ガスセンサの具体的な例について説明する。

（実施例１）
最初に、基板１０であるＳｉ基板を熱酸化することにより、Ｓｉ基板の上に、熱酸化膜２１となる熱酸化ＳｉＯ_２膜を形成した。続いて、熱酸化ＳｉＯ_２膜の上に、プラズマＣＶＤ法により、支持膜２２となるＣＶＤ−Ｓｉ_３Ｎ_４膜及び熱絶縁膜２３となるＣＶＤ−ＳｉＯ_２膜をこの順番に形成した。

次に、ＣＶＤ−ＳｉＯ_２膜の上に、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置を用いたスパッタ法により、ヒータ層３０となるＰｔ−Ｗ膜を形成した。続いて、Ｐｔ−Ｗ膜の上に、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置を用いたスパッタ法により、絶縁層４０となるＳｉＯ_２膜を形成した。

次に、ＳｉＯ_２膜の上に、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置を用いたスパッタ法により、Ａｒガス圧力が１Ｐａ、基板温度が３００℃、ＲＦパワーが２Ｗ／ｃｍ^２の条件で、膜厚が２００ｎｍの電極層５１となるＰｔ膜を形成した。

次に、ＳｉＯ_２膜の上に、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置を用いた反応性スパッタ法により、Ａｒ＋Ｏ_２ガス圧力が２Ｐａ、基板温度が１５０℃〜３００℃、ＲＦパワーが２Ｗ／ｃｍ^２の条件で、膜厚が４００ｎｍの感知層５２となるＳｎＯ_２膜を形成した。このとき、ターゲット材としては、アンチモン（Ｓｂ）を０．１ｗｔ％含むＳｎＯ_２を用いた。

次に、平均粒径が３．５ｎｍのＡｕ粒子を０．７ｗｔ％添加したγ−Ａｌ_２Ｏ_３（平均粒径：１μｍ〜２μｍ）に有機溶剤を同重量、さらにシリカゾルバインダを５ｗｔ％〜２０ｗｔ％添加してペーストを生成した。続いて、Ｐｔ膜及びＳｎＯ_２膜の上に、スクリーン印刷法により、厚さが約３０μｍ、直径が約２５０μｍの円形状となるように生成したペーストを塗布し、３００℃で１２時間焼成することにより、吸着層５３となるＡｕ−Ａｌ_２Ｏ_３膜を形成した。

次に、プラズマエッチング法により、Ｓｉ基板を裏面側からエッチングし、平面視においてＰｔ−Ｗ膜、Ｐｔ膜、ＳｎＯ_２膜及びＡｕ−Ａｌ_２Ｏ_３膜が形成された位置を含む部分のＳｉを除去し、貫通孔１１を形成した。

以上により、図１に示されるように、ダイアフラム構造を有するガスセンサを製造した。

（実施例２）
実施例２では、実施例１と異なる材料、方法により吸着層を形成した点以外は、実施例１と同様にして、ガスセンサを製造した。具体的には、平均粒径が３ｎｍのＡｕ粒子を０．６ｗｔ％添加したＣｅＯ_２（平均粒径：２μｍ〜３μｍ）に有機溶剤を同重量、さらにシリカゾルバインダを５ｗｔ％〜２０ｗｔ％添加してペーストを生成した。続いて、Ｐｔ膜及びＳｎＯ_２膜の上に、スクリーン印刷法により、厚さが約３０μｍ、直径が約２５０μｍの円形状となるように生成したペーストを塗布し、３００℃で１２時間焼成した。これにより、吸着層となるＡｕ粒子を担持したＣｅＯ_２（Ａｕ−ＣｅＯ_２）膜を形成した。

（実施例３）
実施例３では、実施例１と異なる材料、方法により吸着層を形成した点以外は、実施例１と同様にして、ガスセンサを製造した。具体的には、平均粒径が３ｎｍのＡｕ粒子を０．６ｗｔ％添加したＺｒＯ_２（平均粒径：２μｍ〜３μｍ）に有機溶剤を同重量、さらにシリカゾルバインダを５ｗｔ％〜２０ｗｔ％添加してペーストを生成した。続いて、Ｐｔ膜及びＳｎＯ_２膜の上に、スクリーン印刷法により、厚さが約３０μｍ、直径が約２５０μｍの円形状となるように生成したペーストを塗布し、３００℃で１２時間焼成した。これにより、吸着層となるＡｕ粒子を担持したＺｒＯ_２（Ａｕ−ＺｒＯ_２）膜を形成した。

（比較例１）
比較例１では、実施例１と異なる材料、方法により吸着層を形成した点以外は、実施例１と同様にして、ガスセンサを製造した。具体的には、パラジウム（Ｐｄ）を７．０ｗｔ％添加したγ−Ａｌ_２Ｏ_３（平均粒径：２μｍ〜３μｍ）にジエチレングリコールモノエチルエーテルを同重量、さらにシリカゾルバインダを５ｗｔ％〜２０ｗｔ％添加してペーストを生成した。続いて、Ｐｔ膜及びＳｎＯ_２膜の上に、スクリーン印刷法により、厚さが約３０μｍ、直径が約２５０μｍの円形状となるように生成したペーストを塗布し、５００℃で１２時間焼成した。これにより、吸着層となるＰｄ粒子を担持したＡｌ_２Ｏ_３（Ｐｄ−Ａｌ_２Ｏ_３）膜を形成した。

（比較例２）
比較例２では、実施例１と異なる材料、方法により吸着層を形成した点以外は、実施例１と同様にして、ガスセンサを製造した。具体的には、触媒を含まないγ−Ａｌ_２Ｏ_３（平均粒径：２μｍ〜３μｍ）にジエチレングリコールモノエチルエーテルを同重量、さらにシリカゾルバインダを５ｗｔ％〜２０ｗｔ％添加してペーストを生成した。続いて、Ｐｔ膜及びＳｎＯ_２膜の上に、スクリーン印刷法により、厚さが約３０μｍ、直径が約２５０μｍとなるように生成したペーストを塗布し、５００℃で１２時間焼成した。これにより、吸着層となる触媒を含まないＡｌ_２Ｏ_３膜を形成した。

（評価）
次に、実施例１〜３、比較例１〜２で製造したガスセンサを、３０秒周期で１秒間駆動させる間欠駆動を、ガスセンサの温度を３００℃として１０分間継続した後、センサ温度を変化させ、ガスセンサ（感知層５２）の抵抗値が安定した状態での抵抗値を測定した。また、測定した抵抗値からガス感度を算出した。ガス感度は、アセトン及びエタノールを含まない清浄空気雰囲気におけるガスセンサの抵抗値をＲａｉｒ、所定の濃度のアセトン又はエタノールを含むガス雰囲気におけるガスセンサの抵抗値をＲｇａｓとしたときに、Ｒａｉｒ／Ｒｇａｓにより算出される値である。即ち、ガス感度が１である場合、ガス感度が全くないことを意味する。アセトンの感度とエタノールの感度との差は、例えば、所定温度（定点）における感度の差を利用しても良いし、所定温度範囲の複数点における感度平均値の差を利用しても良い。感度の差が大きく表れる判定法を適宜利用すれば良い。

図２は、実施例１のガスセンサの感度特性を説明するための図である。図２では、１ｐｐｍの濃度のアセトンを含むガス雰囲気での感度の温度依存性、及び、１ｐｐｍの濃度のエタノールを含むガス雰囲気での感度の温度依存性を示している。図２において、横軸はガスセンサの温度（℃）を示し、縦軸はガスセンサの感度を示している。また、白丸印はアセトンの感度の温度依存性を示し、黒丸印はエタノールの感度の温度依存性を示している。

図２に示されるように、ガスセンサの温度が２００℃〜２５０℃の範囲において、アセトンの感度とエタノールの感度とが異なる傾向を示し、アセトンの感度がエタノールの感度よりも高くなっていることが分かる。これは、平均粒径が５ｎｍ以下であるＡｕ粒子が添加されたγ−Ａｌ_２Ｏ_３により、２００℃〜２５０℃の範囲でエタノールが酸化され、アセトンがほとんど酸化されないためであると考えられる。よって、実施例１のガスセンサでは、アセトンの感度とエタノールの感度との差を利用して、アセトンとエタノールとを区別して検知することができる。

図３は、実施例２のガスセンサの感度特性を説明するための図である。図３では、１ｐｐｍの濃度のアセトンを含むガス雰囲気での感度の温度依存性、及び、１ｐｐｍの濃度のエタノールを含むガス雰囲気での感度の温度依存性を示している。図３において、横軸はガスセンサの温度（℃）を示し、縦軸はガスセンサの感度を示している。また、白丸印はアセトンの感度の温度依存性を示し、黒丸印はエタノールの感度の温度依存性を示している。

図３に示されるように、ガスセンサの温度が１００℃〜２００℃の範囲において、アセトンの感度とエタノールの感度とが異なる傾向を示し、アセトンの感度がエタノールの感度よりも高くなっていることが分かる。これは、平均粒径が５ｎｍ以下であるＡｕ粒子が添加されたＣｅＯ_２により、１００℃〜２００℃の範囲でエタノールが酸化され、アセトンがほとんど酸化されないためであると考えられる。よって、実施例２のガスセンサでは、アセトンの感度とエタノールの感度との差を利用して、アセトンとエタノールとを区別して検知することができる。

図４は、実施例３のガスセンサの感度特性を説明するための図である。図４では、１ｐｐｍの濃度のアセトンを含むガス雰囲気での感度の温度依存性、及び、１ｐｐｍの濃度のエタノールを含むガス雰囲気での感度の温度依存性を示している。図４において、横軸はガスセンサの温度（℃）を示し、縦軸はガスセンサの感度を示している。また、白丸印はアセトンの感度の温度依存性を示し、黒丸印はエタノールの感度の温度依存性を示している。

図４に示されるように、ガスセンサの温度が２００℃〜２５０℃の範囲において、アセトンの感度とエタノールの感度とが異なる傾向を示し、アセトンの感度がエタノールの感度よりも高くなっていることが分かる。これは、平均粒径が５ｎｍ以下であるＡｕ粒子が添加されたＺｒＯ_２により、２００℃〜２５０℃の範囲でエタノールが酸化され、アセトンがほとんど酸化されないためであると考えられる。よって、実施例３のガスセンサでは、アセトンの感度とエタノールの感度との差を利用して、アセトンとエタノールとを区別して検知することができる。

図５は、比較例１のガスセンサの感度特性を説明するための図である。図５では、１ｐｐｍの濃度のアセトンを含むガス雰囲気での感度の温度依存性、及び、１ｐｐｍの濃度のエタノールを含むガス雰囲気での感度の温度依存性を示している。図５において、横軸はガスセンサの温度（℃）を示し、縦軸はガスセンサの感度を示している。また、白丸印はアセトンの感度の温度依存性を示し、黒丸印はエタノールの感度の温度依存性を示している。

図５に示されるように、ガスセンサの温度がアセトンに対する感度が高い温度範囲（１００℃〜３００℃）においてアセトンの感度とエタノールの感度とがほぼ同一の傾向を示していることが分かる。これは、吸着層にはＰｄが触媒として添加されているが、アセトンに対する感度が高い温度範囲では、アセトンの酸化反応及びエタノールの酸化反応のいずれもほとんど起こらないためであると考えられる。このため、比較例１のガスセンサでは、アセトンとエタノールとを区別して検知することができない。

図６は、比較例２のガスセンサの感度特性を説明するための図である。図６では、１ｐｐｍの濃度のアセトンを含むガス雰囲気での感度の温度依存性、及び、１ｐｐｍの濃度のエタノールを含むガス雰囲気での感度の温度依存性を示している。図６において、横軸はガスセンサの温度（℃）を示し、縦軸はガスセンサの感度を示している。また、白丸印はアセトンの感度の温度依存性を示し、黒丸印はエタノールの感度の温度依存性を示している。

図６に示されるように、ガスセンサの温度がアセトンに対する感度が高い温度範囲（１００℃〜３００℃）においてアセトンの感度とエタノールの感度とがほぼ同一の傾向を示していることが分かる。これは、吸着層が触媒を含んでいないため、アセトンの酸化反応及びエタノールの酸化反応のいずれもほとんど起こらないためであると考えられる。このため、比較例２のガスセンサでは、アセトンとエタノールとを区別して検知することができない。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０基板
１１貫通孔
２０熱絶縁支持層
３０ヒータ層
４０絶縁層
５０ガス検出層
５１電極層
５２感知層
５３吸着層

Claims

検出対象ガスと非検出対象ガスとを含むガスを吸着する吸着層と、
前記吸着層に覆われ、前記吸着層を通過した前記検出対象ガスの濃度に応じて電気的特性が変化する感知層と、
を有し、
前記吸着層は、金粒子を担持した金属酸化物を主成分とする材料により形成されることを特徴とするガスセンサ。
前記非検出対象ガスを酸化させて前記感知層に到達する前記非検出対象ガスを減少させる温度に前記吸着層を加熱するヒータ層を更に有することを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。
前記金粒子の平均粒径は、５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガスセンサ。
前記金属酸化物は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＣｅＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｎｉ_２Ｏ_３の群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のガスセンサ。
前記感知層は、金属酸化物半導体を主成分とする材料により形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のガスセンサ。
前記金属酸化物半導体は、ＳｎＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＷＯ_３、ＺｎＯ、ＴｉＯ_２の群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５に記載のガスセンサ。
前記検出対象ガスはアセトンであり、前記非検出対象ガスはエタノールであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のガスセンサ。