JP2001281192A

JP2001281192A - ガスセンサ

Info

Publication number: JP2001281192A
Application number: JP2000099290A
Authority: JP
Inventors: Chie Hayashi; 千栄林; Yoshiko Hayakawa; 善子早川; Hitoshi Yokoi; 等横井; Takafumi Oshima; 崇文大島; Satoru Hattori; 覚服部; Haruyuki Yoshihara; 治之吉原; Masayoshi Harada; 勝可原田
Original assignee: Toagosei Co Ltd; NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd; Niterra Co Ltd
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-10
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: JP4513161B2

Abstract

(57)【要約】【課題】常温において作動させることができ、ガス選
択性及び感度が十分に高く、アンモニアガス及びアミン
系ガスの検知に有用なガスセンサを提供する。【解決手段】キャビティ１ｂ１が形成されたシリコン
基板１ｂ等の半導体基板上に、導電性有機膜３と、この
導電性有機膜と接する検知電極２とが形成されたガスセ
ンサを得る。導電性有機膜は、（１）導電性重合体と、
（２）この導電性重合体にドーピングされる、アクリ
ロイル基及びメタクリロイル基の少なくとも一方を有す
るスルホン基含有化合物、このスルホン基含有化合物
からなる構成単位を有する重合体の少なくとも一方と、
を有する。導電性有機膜の厚さは１０ｎｍ以上、５μｍ
以下であることが好ましい。また、導電性有機膜を加熱
するためのヒータ５が窒化珪素等からなる絶縁層４３に
埋設されて付設されており、検知電極２が導電性有機膜
３に埋設されていることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスセンサに関す
る。更に詳しくは、環境における特定のガス濃度の測
定、それに基づく安全対策等の他、プロセス制御、食品
の鮮度管理、生化学的分析、更には介護等、多くの分野
で用いることができ、特に、アンモニアガス又はアミン
系ガスの検知用として有用なガスセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】アンモニアガス、アミン系ガス等を検知
するためのガスセンサは、上記の各種の分野の他、更に
多くの用途における利用が期待されている。このように
各種の用途において用いられるガスセンサとして、金属
酸化物半導体方式のセンサが実用に供されている。ま
た、ポリアニリンを感応膜としたアンモニアセンサが、
特開平２−３０４３４０号公報、特開平３−３７５５９
号公報及び特開平３−８９１５６号公報等に開示されて
いる。

【０００３】また、アミン系ガスの１種であるトリメチ
ルアミンは、魚類の腐敗臭として知られ、この臭いを検
知することにより食品の鮮度を管理することができる。
そのため、冷蔵庫内等においても使用することができる
加熱を必要としない高感度なアミン系ガス検知用センサ
の開発が望まれている。更に、介護の分野においては、
おむつ交換の必要性を介護者に知らせるセンサとして、
尿によるおむつの濡れを検知するセンサが一部で実用化
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、金属酸化物半
導体方式のセンサでは、（１）ガス選択性が低い、
（２）使用時にセンサを加熱する必要があるため使用環
境が制限される、及び（３）センサ特性の経時変化が大
きい等の問題がある。また、ポリアニリンを感応膜とし
たアンモニアセンサは、感度及び応答速度が未だ不十分
である。例えば、特開平２−３０４３４０号公報に記載
されたアンモニアセンサの、特定の濃度におけるセンサ
抵抗値／ベース抵抗値で表される感度は、５０ｐｐｍの
高濃度においても１．２以下であり、実用性の面から改
善の必要がある。

【０００５】更に、尿によるおむつの濡れを検知するセ
ンサは、非常に高価であり、大型で取り扱い難い、及び
使用ごとに洗浄する必要がある等の問題もあり、これら
が、需要が多いにもかかわらず、その普及を阻む要因と
なっている。そのため、安価で、取り扱い易く、使用ご
とに洗浄する必要もないセンサが強く望まれており、濡
れではなく、臭いにより、おむつ交換の必要性を検知す
ることができるガスセンサによって、そのようなセンサ
を開発することが望まれている。

【０００６】本発明は、上記の従来技術の問題点を解決
するものであり、使用時に必ずしも加熱を必要とせず、
ガス選択性に優れ、特に、アンモニアガス等に対する十
分な感度と応答速度とを有するガスセンサを提供するこ
とを目的とする。また、本発明は、特に、介護の分野に
おいて、おむつ交換の必要性を検知するための、安価
で、取り扱い易く、小型、軽量なガスセンサを提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】ポリアニリン等の導電性
重合体に、特定の官能基を有するスルホン基含有化合物
からなる重合体等のドーパントがドーピングされてなる
導電性有機膜をガス感応部とし、このガス感応部と接
し、ガス検知部となる検知電極を備えるガスセンサを、
アンモニアガス及びアミン系ガス等の検知に用いた場
合、常温において作動させることができ、ガス選択性に
優れ、感度及び応答速度も十分に高いことが見出され
た。本発明は、このような知見に基づいてなされたもの
である。

【０００８】第１発明のガスセンサは、導電性有機膜
と、該導電性有機膜と接する検知電極とを備えるガスセ
ンサであって、該導電性有機膜は、（１）導電性重合体
と、（２）該導電性重合体にドーピングされた前記及
びの少なくとも一方と、を有することを特徴とする。

【０００９】上記「導電性重合体」としては、アニリ
ン、チオフェン、ピロール、アセチレン、チアジル、パ
ラフェニリンビニレン及びシラン等、並びにこれらの誘
導体から選ばれる少なくとも１種からなる重合体を使用
することができ、２種以上の重合体を併用することもで
きる。これらのうちでは、導電性有機膜の化学的及び経
時的な安定性、並びにセンサ作動時の抵抗値及びその変
化率などの観点から、第２発明のように、アニリン及び
その誘導体の少なくとも一方からなる重合体が好まし
い。

【００１０】導電性重合体にドーピングされる上記「
アクリロイル基及びメタクリロイル基の少なくとも一方
を有するスルホン基含有化合物」、及び上記「該スル
ホン基含有化合物からなる構成単位を有する重合体」
（以下、これら及びをドーパントということもあ
る。）としては、２−アクリルアミド−２−メチルプロ
パンスルホン酸、メタリルスルホン酸又は３−スルホプ
ロピルメタクリレート等の化合物、及びこれらの化合物
からなる構成単位を有する重合体が挙げられる。これら
は１種のみを用いてもよいし、２種以上を併用すること
もできる。これらのうちでは、２−アクリルアミド−２
−メチルプロパンスルホン酸及びこの化合物からなる構
成単位を有する重合体のうちの少なくとも一方を使用す
ることが好ましい。

【００１１】２−アクリルアミド−２−メチルプロパン
スルホン酸は、種々の単量体と共重合させてドーパント
として使用することができる。共重合させる単量体とし
ては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、
メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、アクリル酸エステル類又はメタクリル酸エステル類
等を使用することができる。これらは１種のみを用いて
もよいし、２種以上を併用することもできる。また、ス
チレン、Ｎ−ビニルピロリドン、塩化ビニル等を用いる
こともできる。具体例としては、２−アクリルアミド−
２−メチルプロパンスルホン酸と、ｉｓｏ−ブチルメタ
クリレート及びｎ−ブチルメタクリレートの少なくとも
一方との共重合体等が挙げられる。尚、この共重合は、
水系及び有機溶剤系のいずれにおいても行うことができ
る。

【００１２】ドーパントのドープ量は特に限定されない
が、上記「導電性有機膜」の安定性及び感度の観点か
ら、導電性重合体の基本骨格に対して１０〜９０モル
％、特に２０〜６０モル％であることが好ましい。ま
た、導電性有機膜がアニリン及びその誘導体の少なくと
も一方の重合体からなる場合は、そのドープ量は、基本
骨格を構成するアニリン等の窒素原子に対して１０〜９
０モル％、特に２０〜６０モル％であることが好まし
い。

【００１３】導電性有機膜の成膜は、ディップコーティ
ング法、バーコーティング法及びスピンコーティング法
などの各種の方法により行うことができる。成膜し、乾
燥した後の塗膜の膜厚は、第３発明のように、１０ｎｍ
以上、５μｍ以下とすることが好ましく、特に０．２５
μｍ以上、２μｍ以下とすることがより好ましい。この
範囲の膜厚であれば、感度に優れ、応答速度の大きい導
電性有機膜とすることができる。

【００１４】本発明のガスセンサを用いた特定のガスの
検知は、センサを被検ガスを含むガスに曝した状態で、
導電性有機膜の表面に形成された、或いは導電性有機膜
に埋設された検知電極に通電し、電極間の抵抗率（導電
率）の変化量を測定することにより行うことができる。
また、この変化量に基づいて被検ガスの濃度を算出する
ことができる。

【００１５】検知電極の材質、形状等は特に限定され
ず、この種のセンサにおける一般的な材質及び形状等と
することができる。材質としては、白金、金、ニッケル
等が挙げられ、形状は、平行電極及び櫛形電極等とする
ことができる。この検知電極は、導電性有機膜の表面に
形成されていてもよいが、通常、導電性有機膜に埋設さ
れて形成される。このようにすれば、被検ガスと導電性
有機膜及び検知電極との接触面積を大きくすることがで
き、より感度を高めることができる。

【００１６】本発明のガスセンサは、加熱することなく
室温で被検ガス、即ち、アンモニアガス及びアミン系ガ
ス等の検知に使用することができる。しかし、一旦、導
電性有機膜に吸着した被検ガスが自然に離脱するには数
分から十数分程度の時間を要する。そのため、第４発明
のように、導電性有機膜を加熱するためのヒータを付設
することが好ましい。このヒータによって導電性有機膜
を加熱し、吸着された被検ガスを強制的に離脱させるこ
とにより、センサを早期に初期状態にする（リセットす
る）ことができる。導電性有機膜の加熱温度は、その耐
熱性にもよるが、通常、１００〜１８０℃とすることが
でき、特に１００〜１５０℃とすれば被検ガスの離脱が
十分に促進される。

【００１７】ヒータは、導電性有機膜を所定温度にまで
容易に昇温させることができるものであればよく特に限
定はされないが、白金、金、ルテニウム等の金属からな
るヒータ或いはシリコンヒータなどを使用することがで
きる。このヒータは導電性有機膜及び検出電極とは絶縁
層により絶縁されて付設される。この絶縁層の材質等は
特に限定されず、シリカ、窒化珪素及びアルミナ等の少
なくとも１種により形成することができる。

【００１８】導電性有機膜及び検出電極は基板の表面
に、又は基板の表面に形成された絶縁層の表面に形成さ
れる。この基板としては、アルミナ等のセラミック、ガ
ラス又はシリコン等の半導体などからなるものを使用す
ることができ、特に限定されない。これらのうちでは、
一般的な半導体技術を応用して容易に小型化することが
できるシリコン等からなる半導体基板が特に好ましい。

【００１９】このようにヒータを付設し、半導体を基板
とし、第５発明のように、少なくとも一方の表面側に開
口するキャビティを有する半導体基板の他方の表面に絶
縁層が形成され、ヒータが絶縁層に埋設されて形成さ
れ、検知電極が絶縁層の表面に形成され、且つ導電性有
機膜に埋設されているガスセンサとすることが特に好ま
しい。キャビティはシリコンエッチング等の技術を応用
して形成することができ、このようにキャビティを設け
た場合は、室温と所定温度との間の昇温、降温を１秒未
満に行うことができ、ヒータの消費電力も小さいため特
に好ましい。

【００２０】本発明のガスセンサでは、ドーパントの種
類により、各種の被検ガスを選択的に検知することがで
きるが、塩基性のガスを効率よく検知することができ、
第６発明のように、アンモニアガス及びアミン系ガスの
少なくとも一方の検知に特に有用である。このアミン系
ガスとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン等
のトリアルキルアミン、ベンジルアミン等の芳香族アミ
ン及びピリジン等のガスを挙げることができ、トリメチ
ルアミンガスの検知により好適に使用することができ
る。

【００２１】

【作用】本発明のガスセンサにおいて用いられる導電性
有機膜と、アンモニアガス及びアミン系ガスとの相互作
用については完全に明らかになってはいない。しかし、
特定のドーパントをドープした導電性有機膜、特に、ポ
リアニリン等の重合体からなる有機膜に、アンモニアガ
ス及びアミン系ガスが選択的に吸着され、この有機膜の
抵抗率（導電率）が変化するためガスセンサとして機能
するものと推察される。また、ドープされた特定のドー
パントにより、アンモニアガス及びアミン系ガスと有機
膜との相互作用、吸脱着速度等が制御され、それによっ
て、ガス選択性、感度及び応答速度が向上したものと考
えられる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のガスセンサについ
て実施例により更に詳しく説明する。実施例１（アルミナ基板を用いたガスセンサの作製）（１）検知電極の形成複数のガスセンサを作製することができる大きさを有
し、一表面に５ｍｍ間隔で溝が形成されているアルミナ
基板（寸法；５０×５０×０．５ｍｍ）を洗浄し、乾燥
した後、溝が形成されている側の表面に、フォトリソグ
ラフィ法により検知電極パターン及び検知電極部コンタ
クト用パターンを形成した後、リフトオフ法によりＰｔ
／Ｔｉからなる櫛形の検知電極及び検知電極部コンタク
ト（構成及び膜厚：膜厚２５ｎｍのＴｉ膜上に、膜厚２
００ｎｍのＰｔ膜を積層、線幅；１２０μｍ）を形成し
た。

【００２３】（２）ポリアニリンからなる導電性有機膜
の成膜（１）において形成した電極上に、ドーパントとして２
−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸を５
０質量％ドープしたポリアニリンからなる導電性有機膜
をバーコーティング法により成膜した。この有機膜の厚
さを接触式段差計及び走査型電子顕微鏡により測定した
ところ１５０ｎｍであった。その後、この電極と有機膜
とが形成された基板を溝に沿って割り、図１のように、
アルミナ基板１ａの表面に検知電極２と導電性有機膜３
とが形成された５×５ｍｍの大きさのガスセンサを作製
した。

【００２４】（３）感度の評価（２）において作製したガスセンサを使用して、図２に
示すガスセンサと電源（Ｖ）とコンデンサとが直列に接
続された回路によって各種のガスを検知する感度を評価
した。測定条件は下記の通りである。印加電圧；２Ｖ、センサ温度；２５℃、被検ガス流量；
１５リットル／分、ベースガス；２０質量％のＯ₂ガス
を含む窒素ガス、被検ガス及びベースガス温度；２５
℃、被検ガス種類；ＮＨ₃、Ｎ（ＣＨ₃）₃、ＣＨ₃ＯＨ、
キシレン、トルエン、Ｈ₂Ｓ、ＮＯ、ＣＯ及びＣＨ₄の各
ガス、被検ガス濃度；５０ｐｐｍ、各々の被検ガスでの
測定時間；２０分結果を表１に示す。表１において感度（Ｒｇ／Ｒａ）は
下記の式より算出したものである。Ｒｇ／Ｒａ＝センサ
を各々の被検ガスに曝した場合の抵抗値／センサをベー
スガスに晒した場合の抵抗値

【００２５】

【表１】

【００２６】表１の結果によれば、実施例１のガスセン
サは、アンモニアガスに対する感度が非常に高く、トリ
メチルアミンガスに対する感度も他のガスの場合に比べ
高いことが分かる。このように、実施例１のガスセンサ
は、アンモニアガス又はアミン系ガス、特に、アンモニ
アガスに対する選択性に非常に優れていることが分か
る。

【００２７】実施例２〜４及び比較例１〜３（キャビテ
ィを有するシリコン基板を用い、ヒータを付設したガス
センサの作製）以下、図３を参照しながら説明する。（１）ヒータの形成所定数のガスセンサを作製することができる大きさを有
するシリコン基板１ｂ（寸法；直径１０．１６ｃｍ、厚
さ４００μｍ）を洗浄し、乾燥した。その後、基板両面
にＬＰＣＶＤ法により膜厚１００ｎｍの窒化珪素からな
る絶縁層を形成した。次いで、一方の絶縁層上にＰＣＶ
Ｄ法により更に４００ｎｍ厚さの窒化珪素を堆積し、膜
厚５００ｎｍの絶縁層４２とした。その後、絶縁層４２
の表面にフォトリソグラフィ法によりヒータ用パターン
及びヒータ部コンタクト用パターンを形成した。次い
で、リフトオフ法によりＰｔ／Ｔｉからなる個数分のヒ
ータ５及びヒータ部コンタクト５１ａ、５１ｂ（構成及
び膜厚；膜厚２５ｎｍのＴｉ膜に、膜厚２００ｎｍのＰ
ｔ膜を積層、線幅；４０μｍ）を形成した。その後、絶
縁層４２上にＰＣＶＤ法により膜厚１０００ｎｍの窒化
珪素からなる絶縁層４３を更に形成した。次いで、この
絶縁層４３のヒータ部コンタクトに対応する部位の窒化
珪素をドライエッチングにより除去してヒータ部コンタ
クトを露出させた。

【００２８】（２）検知電極及びシリコン基板のキャビ
ティの形成（１）において形成した絶縁層４３の表面にフォトリソ
グラフィ法により検知電極用パターン及び検知電極部コ
ンタクト用パターンを形成した。その後、リフトオフ法
によりＰｔ／Ｔｉからなる個数分の検知電極２及び検知
電極部コンタクト２１ａ、２１ｂ（構成及び膜厚；膜厚
２５ｎｍＴｉ膜に、膜厚２００ｎｍのＰｔ膜を積層、線
幅；４０μｍ）を形成した。次いで、（１）において基
板の他方の面に形成された絶縁層４１の表面にフォトリ
ソグラフィ法によりキャビティ用パターンを形成し、同
時に絶縁層４１の表面に１０ｍｍ間隔で溝を形成した。
その後、絶縁層４１のキャビティに対応する部位をドラ
イエッチングにより除去した。次いで、８５℃に加熱さ
れた２２容量％ＴＭＡＨ溶液に１０〜１４時間浸漬し、
シリコンの異方性エッチングによりキャビティ１ｂ１
（ダイヤフラム）を形成した。その後、超純水で洗浄
し、自然乾燥させた。

【００２９】（３）ポリアニリンからなる導電性有機膜
の成膜以下、スピンコーティング法により種々のドーパントを
ド−プしたポリアニリンからなる導電性有機膜の成膜
を、成膜、脱ドープ及び再ドープの工程順に説明する。
先ず、一般的な溶解性に優れる３，６−ジノニル−１−
ナフチルスルホン酸をドーパントとしたポリアニリンを
調製し、これをキシレンとエチレングリコールモノブチ
ルエーテル混合液に溶解させた。その後、成膜領域以外
をポリ塩化ビニルフィルムでマスクし、３，６−ジノニ
ル−１−ナフチルスルホン酸をドーパントとするポリア
ニリン溶液を滴下し、スピンコータで成膜した。

【００３０】次いで、１５０℃で１０分間オーブンにて
乾燥させた後、脱ドープ溶液に３分間含浸し、メチルア
ルコールで洗浄して脱ドープした。その後、ドーパント
として、（ａ）２−アクリルアミド−２−メチルプロパ
ンスルホン酸の重合体、（ｂ）２−アクリルアミド−２
−メチルプロパンスルホン酸とｉｓｏ−ブチルメタクリ
レートとの共重合体、又は（ｃ）２−アクリルアミド−
２−メチルプロパンスルホン酸とｎ−ブチルメタクリレ
ートとの共重合体、を含む溶液に含浸した。このように
して（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のいずれかのドーパント
を導電性有機膜に導入した後、メチルアルコールで洗浄
し、再度、１５０℃で１０分間オーブンにて乾燥させ
た。次いで、マスクを剥離し、実施例１と同様にして膜
厚を測定したところ２５０〜３００ｎｍであった。その
後、１０ｍｍ間隔の溝に沿って割り、ガスセンサとし
た。

【００３１】（４）ガスセンサの構造以上のようにして作製したガスセンサの縦断面を図３に
示す。厚さ４００μｍのシリコン基板１ｂの表面には厚
さ５００ｎｍの窒化珪素からなる絶縁層４２、裏面には
厚さ１００ｎｍの窒化珪素からなる絶縁膜４１が形成さ
れている。表面側の絶縁層４２の表面にはヒータ５が形
成されており、このヒータは厚さ１０００ｎｍの窒化珪
素からなる絶縁層４３により被覆されている。絶縁層４
２の両端側にはヒータ部コンタクト５１ａ、５１ｂが形
成されており、ヒータに電力が供給される。絶縁層４３
の表面には検知電極２が形成されており、両端側には検
知電極に通電するための検知電極部コンタクト２１ａ、
２１ｂが形成されている。この検知電極は導電性有機膜
３により被覆されており、吸着された被検ガスによる導
電性有機膜の抵抗値の変化が検出され、出力される。

【００３２】（５）感度の評価このガスセンサを用いて、被検ガスをアンモニアガスと
し、その濃度を５〜１００ｐｐｍと変化させた他は、実
施例１と同様にして感度を測定した。結果を図４に示
す。

【００３３】尚、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のドーパン
トを用いた場合を、それぞれ実施例２、実施例３及び実
施例４とする。また、比較例１は、特開平２−３０４３
４０号公報に記載された実施例１のアニリン、炭酸プロ
ピレン及び過塩素酸を含む重合浴を電解することによっ
て得たポリアニリン膜を使用し、同様に評価したもので
ある。比較例２は、特開平２−３７５５９号公報に記載
された実施例１のアニリン、炭酸プロピレン及び過塩素
酸を含む重合浴を電解することによって得たポリアニリ
ン膜を使用して、同様に評価したものである。比較例３
は、特開平３−８９１５６号公報に記載された実施例１
のアニリン及び過塩素酸中で電解することによって得た
ポリアニリン膜を使用し、同様に評価したものである。

【００３４】更に、実施例３については、（３）におけ
る導電性有機膜の成膜の際に、溶液の濃度を３〜４０質
量％、スピンコータの回転数を１０００〜５０００ｒｐ
ｍに変化させて、導電性有機膜の厚さを２〜２５μｍの
範囲で制御し、アンモニアガスの濃度を５０ｐｐｍとし
て、同様に感度を測定し、導電性有機膜の厚さと感度と
の相関を検討した。この結果を図５に示す。また、実施
例３において、ヒータに通電せず、室温で感度を測定
し、センサとアンモニアガスとの接触を遮断した後の抵
抗値の低下の傾向を、アンモニアに晒した後、１５０℃
でヒータ制御して測定した場合と比較してヒータの効果
を確認した。この結果を図６に示す。

【００３５】ドーパントの種類又はドーパントの有無
によるアンモニアガス濃度と感度との相関図４によれば、特定のドーパントがドーブされたポリア
ニリンからなる導電性有機膜を有する実施例２〜４のガ
スセンサでは、アンモニアガスの濃度によらず感度が高
く、特に、高濃度域においては非常に感度が高いことが
分かる。一方、従来技術である比較例１〜３のセンサで
は、アンモニアガスの濃度によらず感度が低く、特に、
高濃度域では非常に劣っていることが分かる。

【００３６】膜厚と感度との相関図５によれば、導電性有機膜の厚さが２μｍ未満の範囲
では特に十分な感度を有するセンサが得られていること
が分かる。また、導電性有機膜の厚さが５μｍを越えて
２５μｍと厚くなっても感度に大きな変化はなく、５μ
ｍを越えて厚くする必要はないことが分かる。尚、この
図５では、導電性有機膜が薄くなるとともに感度が向上
しているが、厚さを９．８ｎｍとした場合は、抵抗値が
高くなって却って感度が低下する傾向にあり、導電性有
機膜の厚さは１０ｎｍ以上とすることが好ましい。これ
らは第３発明に特定される膜厚が好ましいことを裏付け
るものである。

【００３７】ヒータの効果図６によれば、アンモニアガスとの接触が遮断された時
点から、ヒータにより導電性有機膜を１５０℃に加熱し
て制御した場合は、速やかに抵抗値が初期状態にまで低
下し、直ちに次の測定が可能であることが分かる。一
方、ヒータを使用せず、アンモニアガスを導電性有機膜
から自然に離脱させた場合は、容易に離脱せず、抵抗の
低下に長時間を要する。このことから、ヒータ制御をし
ない場合は、抵抗が確実に初期状態にまで低下し、次の
測定を行うことができるまでには相当な時間が必要であ
ることが推察される。

【００３８】

【発明の効果】第１発明によれば、特定のガスの濃度を
効率よく測定することができ、環境におけるガス濃度の
測定及び制御、食品の鮮度管理及び介護等、各種の分野
において使用することができる、選択性に優れ、感度の
高いガスセンサとすることができる。また、第２〜５発
明によれば、より選択性に優れ、感度の高いガスセンサ
とすることができる。これらのガスセンサは、第６発明
のように、アンモニアガス及びアミン系ガスの測定にお
いて特に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のガスセンサの斜視図である。

【図２】ガス検知時の感度の評価に用いた回路図であ
る。

【図３】実施例２のガスセンサの縦断面を示す断面図で
ある。

【図４】ドーパントの種類又はドーパントの有無と感度
との相関を表すグラフである。

【図５】導電性有機膜の厚さと感度との相関を表すグラ
フである。

【図６】ヒータによる加熱の有無の効果を裏付けるた
め、測定終了後の抵抗変化の様子を比較して示すグラフ
である。

【符号の説明】

１ａ；アルミナ基板、１ｂ；シリコン基板、１ｂ１；キ
ャビティ、２；検知電極、２１ａ、２１ｂ；検知電極部
コンタクト、３；導電性有機膜、４１、４２、４３；窒
化珪素からなる絶縁層、５；ヒータ、５１ａ、５１ｂ；
ヒータ部コンタクト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者早川善子名古屋市瑞穂区高辻町14番18号日本特殊陶業株式会社内 (72)発明者横井等名古屋市瑞穂区高辻町14番18号日本特殊陶業株式会社内 (72)発明者大島崇文名古屋市瑞穂区高辻町14番18号日本特殊陶業株式会社内 (72)発明者服部覚名古屋市港区船見町１番地の１東亞合成株式会社名古屋総合研究所内 (72)発明者吉原治之名古屋市港区船見町１番地の１東亞合成株式会社名古屋総合研究所内 (72)発明者原田勝可名古屋市港区船見町１番地の１東亞合成株式会社名古屋総合研究所内Ｆターム(参考） 2G046 AA10 AA18 BA01 BA09 BB02 BB04 BE03 BE08 DB05 EA01 EA02 FA01 FA04 FE03 FE38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性有機膜と、該導電性有機膜と接す
る検知電極とを備えるガスセンサであって、該導電性有
機膜は、（１）導電性重合体と、（２）該導電性重合体
にドーピングされた下記及びの少なくとも一方と、
を有することを特徴とするガスセンサ。アクリロイル基及びメタクリロイル基の少なくとも一
方を有するスルホン基含有化合物該スルホン基含有化合物からなる構成単位を有する重
合体
【請求項２】上記導電性重合体が、アニリン及びその
誘導体の少なくとも一方の重合体である請求項１記載の
ガスセンサ。
【請求項３】上記導電性有機膜の厚さが１０ｎｍ以
上、５μｍ以下である請求項１又は２に記載のガスセン
サ。
【請求項４】上記導電性有機膜を加熱するためのヒー
タが付設されている請求項１乃至３のうちのいずれか１
項に記載のガスセンサ。
【請求項５】少なくとも一方の表面側に開口するキャ
ビティを有する半導体基板の他方の表面に絶縁層が形成
され、上記ヒータが該絶縁層に埋設されて形成され、上
記検知電極が該絶縁層の表面に形成され、且つ該検知電
極は上記導電性有機膜に埋設されている請求項４記載の
ガスセンサ。
【請求項６】アンモニアガス又はアミン系ガスの検知
に用いられる請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記
載のガスセンサ。