JP2002286673A

JP2002286673A - ガスセンサ及びその製造方法

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Publication number: JP2002286673A
Application number: JP2001093953A
Authority: JP
Inventors: Makiko Sugiura; 杉浦　　真紀子; Hiroyuki Wado; 弘幸和戸; Yukihiro Takeuchi; 竹内　　幸裕; Takao Iwaki; 隆雄岩城
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2002-10-03
Anticipated expiration: 2021-03-28
Also published as: JP4590764B2

Abstract

(57)【要約】【課題】信頼性を向上させることができるガスセンサ
及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板１の表面に支持膜２を形成し、支持
膜２の上に蛇行状のヒータ電極３を形成する。ヒータ電
極３の周囲をヒータ用電気絶縁層４で覆って表面を平坦
化し、ヒータ用電気絶縁層４の上に検出電極６ａ、６ｂ
を形成する。ヒータ用電気絶縁層４における検出電極６
ａ、６ｂの非形成領域に平坦化電気絶縁層９を形成し、
検出電極６ａ、６ｂの表面を表出させた状態で検出電極
６ａ、６ｂの表面を含めて平坦化電気絶縁層９の表面を
平坦化する。平坦化電気絶縁層９の上に検出電極６ａ、
６ｂの表面と当接させて感応膜５を平坦に形成する。基
板１のうちの感応膜５やヒータ電極３の下方に空洞部８
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検ガスを感応膜
の物性値変化で検出するガスセンサ及びその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスセンサは特定ガス（水素や二酸化炭
素等）を感知するセンサであり、特定ガスにより物性値
が変化する感応膜を用いている。そして、物性値として
の抵抗、質量、誘電率等が変化することで特定ガスの検
出を行う。ガスセンサの備えるべき特徴としては、高い
感度、優れた選択性、速い応答速度、高い信頼性等を挙
げることができ、他には製造が容易なことや小型である
こと及び消費電力が小さいこと等も挙げられる。

【０００３】一般に、ガスセンサの感度やガスの選択性
は感応膜の温度に大きく依存しているため、感応膜付近
にヒータ層を設けて特定温度（３００℃〜５００℃）ま
で加熱している。このヒータ層を設けたガスセンサとし
ては、例えば、特開平１１−２０１９２９号公報に開示
されているものがある。図３０は、このガスセンサの概
略断面図である。

【０００４】図３０に示すように、Ｓｉ等の基板Ｊ１の
上に第１の電気絶縁層Ｊ２が形成されており、第１の電
気絶縁層Ｊ２上にヒータ層Ｊ３が形成されている。そし
て、ヒータ層Ｊ３上に第２の電気絶縁層Ｊ４が形成さ
れ、第２の電気絶縁層Ｊ４上には、ヒータ層Ｊ３と電気
的に接続されたヒータ層用電極層Ｊ５及び温度センサＪ
６が形成されている。

【０００５】更にその上に第３の電気絶縁層Ｊ７が形成
され、第３の電気絶縁層Ｊ７上に検出電極Ｊ８が形成さ
れ、検出電極Ｊ８の上に感応膜Ｊ９が形成されている。
従って、感応膜Ｊ９の下に検出電極Ｊ８が配置され、更
に第２及び第３の電気絶縁層Ｊ４、Ｊ７を介して温度セ
ンサＪ６とヒータ層Ｊ３が配置されている。

【０００６】このガスセンサでは、ヒータ層Ｊ３上に温
度センサＪ６を設けてフィードバック制御することで感
応膜Ｊ９の温度を均一にしている。そして、所定の温度
における感応膜Ｊ９の物性値変化を検出電極Ｊ８により
検出して、雰囲気のガス種やガス濃度を測定している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この様な構
成のガスセンサでは、少ない電力で感応膜Ｊ９の温度を
高くするために感応膜Ｊ９のできる限り近くにヒータ層
Ｊ３を配置しようとして、第２及び第３の電気絶縁層Ｊ
４、Ｊ７を薄くしている。そのため、ヒータ層Ｊ３や温
度センサＪ６のパターンによる凹凸が第２及び第３の電
気絶縁層Ｊ４、Ｊ７上にも凹凸として現われてしまう。
その結果、凹凸が形成された面に感応膜Ｊ９を形成する
ことになる。

【０００８】そこで、特開平１１−２０１９２９号公報
に記載の技術では、バイアススパッタを用いて第３の電
気絶縁層Ｊ７を平らに形成する手法を用いているが、検
出電極Ｊ８の凸凹だけは感応膜Ｊ９を形成する面に残っ
てしまう。

【０００９】この様なガスセンサでは感応膜Ｊ９を薄膜
で形成するため、感応膜Ｊ９を凸凹が形成されている面
に形成すると感応膜Ｊ９が破断するという問題がある。
また、感応膜Ｊ９がすぐには破断しなくても、この様に
凹凸が形成されている面に感応膜Ｊ９が形成されたガス
センサを長期に渡って使用すると、感応膜Ｊ９の下に配
置されたヒータ層Ｊ３の熱膨張によって感応膜Ｊ９の表
面に亀裂が入る恐れがあり長期信頼性に欠けるという問
題がある。

【００１０】また、感応膜Ｊ９の下に検出電極Ｊ８やヒ
ータ層Ｊ３を設けると、検出電極Ｊ８やヒータ層Ｊ３の
間に電気絶縁層を設けなければならない等、多数の層を
形成するために工程数が多くなるという問題もある。

【００１１】本発明は、上記問題点に鑑み、信頼性を向
上させることができるガスセンサ及びその製造方法を提
供することを目的とする。また、製造工程数を低減する
ことができるガスセンサの製造方法を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、被検ガスを検出するガ
スセンサであって、基板（１）と、基板の上方に形成さ
れたヒータ層（３）と、ヒータ層及び基板の上に形成さ
れたヒータ用電気絶縁層（４）と、ヒータ用電気絶縁層
の上に形成された検出電極（６ａ、６ｂ）と、ヒータ用
電気絶縁層の上にて、検出電極の表面を表出した状態で
検出電極の非形成領域に形成され、その表面が検出電極
の表面を含めて平坦化された平坦化電気絶縁層（９）
と、平坦化電気絶縁層の上に検出電極の表面と当接して
平坦に形成され、被検ガスに反応して物性値が変化する
感応膜（５）とを有することを特徴としている。

【００１３】本発明では、感応膜の物性値変化を検出す
る検出電極を感応膜の下に設けて、検出電極の周囲に平
坦化電気絶縁層を充填した形となるため、検出電極によ
る凹凸を低減し、平坦化された面上に感応膜を形成する
ことができる。従って、感応膜の破断を抑制することが
でき、信頼性を向上させることができるガスセンサを提
供することができる。

【００１４】また、請求項２に記載の発明では、被検ガ
スを検出するガスセンサであって、基板（１）と、基板
の上方に形成されたヒータ層（３）と、ヒータ層と同一
面上に形成され、ヒータ層と電気的に絶縁された検出電
極（６ａ、６ｂ）と、ヒータ層の上に形成され、ヒータ
層を覆いつつ、検出電極の表面を表出した状態で表面が
検出電極の表面を含めて平坦化された平坦化電気絶縁層
（９）と、平坦化電気絶縁層の上に検出電極の表面と当
接して平坦に形成され、被検ガスに反応して物性値が変
化する感応膜（５）とを有することを特徴としている。

【００１５】本発明では、感応膜を平坦化電気絶縁層上
に形成しているため、請求項１の発明と同様に感応膜の
破断を抑制することができ、信頼性を向上させることが
できるガスセンサを提供することができる。

【００１６】また、請求項３に記載の発明では、被検ガ
スを検出するガスセンサであって、基板（１）と、基板
の上方に形成された電気絶縁層（３１）と、電気絶縁層
の上に平坦に形成され、被検ガスに反応して物性値が変
化する感応膜（５）と、基板と電気絶縁層との間のう
ち、感応膜の直下を避けて感応膜の周囲を囲む部位に挿
入されたヒータ層（３）と、感応膜の上に形成され、感
応膜の物性値変化を検出する検出電極（６ａ、６ｂ）と
を有することを特徴としている。

【００１７】本発明では、感応膜の上に検出電極が形成
されており、感応膜の直下を避けてヒータ層が形成され
ているため、凹凸が形成されていない平坦な面に感応膜
を形成することができる。従って、感応膜の破断を抑制
することができ、信頼性を向上させることができるガス
センサを提供することができる。

【００１８】この場合、請求項４に記載の発明のよう
に、電気絶縁層のうちの感応膜と当接している表面を、
該表面の凹凸の最大段差が感応膜の膜厚よりも小さくな
るように平坦化すると好適に感応膜の破断を抑制するこ
とができる。

【００１９】また、請求項５に記載の発明では、請求項
３又は４の発明において、ヒータ層は枠形状をなし、こ
のヒータ層の内側にはヒータ層と同一面上においてヒー
タ層の温度の伝搬を容易にするための温度制御膜（４
１）が平坦化膜として形成されており、感応膜の上方か
ら見た際に、温度制御膜の外周がヒータ層の内周と感応
膜の外周との間に配置されていることを特徴としてい
る。

【００２０】この様に、温度制御膜を設けることによ
り、感応膜の温度の均一性を高めることができる。ま
た、温度制御膜が感応膜よりも大きいため感応膜は平坦
な面に形成することができ、感応膜の破断を抑制するこ
とができる。

【００２１】また、請求項６に記載の発明では、請求項
３〜５の発明において、ヒータ層のコーナー部を面取り
或は丸めたことを特徴としている。

【００２２】一般に、ヒータ層の発熱による基板上の面
方向の等温線は角を持たずに角が丸まった形状になるの
が通常である。そのため、本発明のようにヒータ層のコ
ーナー部を面取りしたり丸めたりすれば、この等温線の
形状にヒータ層の形状を合わせることができ温度制御し
易くなる。

【００２３】また、請求項７に記載の発明では、請求項
３〜６の発明において、感応膜がリング形状になってい
ることを特徴としている。

【００２４】一般に、感応膜にはヒータ層との距離によ
って温度分布が形成される。そのため、感応膜をリング
形状にすることでヒータ層から離れた感応膜をなくすこ
とができ、感応膜の温度分布の偏りを小さくすることが
できる。

【００２５】また、請求項８に記載の発明では、請求項
３〜７の発明において、感応膜のコーナー部を面取りあ
るいは丸めたことを特徴としている。

【００２６】上述した様に、ヒータ層の発熱による基板
上の面方向の等温線は角が丸まった形状になるのが通常
であるため、本発明のように、感応膜のコーナー部を面
取りしたり丸めたりすれば、この等温線の形状に感応膜
の形状を合わせることができ温度制御し易くなる。

【００２７】また、請求項９に記載の発明では、請求項
３〜８の発明において、基板の上に支持膜（２）が形成
されており、該支持膜の上にヒータ層が形成されてお
り、基板のうちのヒータ層と感応膜の下方に空洞部
（８）が形成され、該空洞部は支持膜により橋絡されて
おり、支持膜は４０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下の引っ
張り応力を持つものであることを特徴としている。

【００２８】本発明では、ヒータ層と感応膜の下方に空
洞部を形成することにより、基板への放熱を抑制するこ
とができるため、感応膜を容易に高温にすることができ
ると共に消費電力を低減することができる。また空洞部
を形成した場合、支持膜に圧縮応力が加わると支持膜が
破壊されるが、支持膜に軽い引っ張り応力が加わってい
るため支持膜の破壊を抑制することができる。

【００２９】また、請求項１０に記載の発明では、請求
項９の発明において、基板表面における空洞部の外周と
感応膜の外周との間にヒータ層が配置されていることを
特徴としている。

【００３０】これにより、ヒータ層を感応膜の直下には
配置せずに感応膜を周囲から温めることができる。ま
た、ヒータ層を空洞部の上に形成することができるた
め、ヒータ層から発生した熱が基板に逃げることを抑制
することができる。

【００３１】また、請求項１１に記載の発明では、請求
項１０の発明において、感応膜の上方から見た場合、基
板表面における空洞部の外周、ヒータ層の外周及び感応
膜の外周が、互いに相似形状になっていることを特徴と
している。

【００３２】一般に、感応膜における等温線は、空洞
部、ヒータ層及び感応膜の形状に依存する。従って、本
発明のように、空洞部、ヒータ層及び感応膜の外周を相
似形状にすることにより、空洞部の上の支持膜や感応膜
における等温線を同心形状にすることができるため、感
応膜の温度制御を容易に行うことができる。

【００３３】また、請求項１２に記載の発明のように、
請求項１又は２の発明において、平坦化電気絶縁層から
表出した検出電極の表面及び平坦化電気絶縁層のうち感
応膜と当接している表面の両表面において、該両表面の
凹凸の最大段差を感応膜の膜厚よりも小さくすると好適
に感応膜の破断を抑制することができる。

【００３４】また、請求項１３の発明では、請求項１、
２、１２の発明において、基板の上に支持膜（２）が形
成されており、該支持膜の上にヒータ層が形成されてお
り、基板のうちのヒータ層と感応膜の下方に空洞部
（８）が形成され、該空洞部が支持膜により橋絡されて
おり、支持膜が４０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下の引っ
張り応力を持つことを特徴としている。

【００３５】これにより、請求項９の発明と同様の効果
を発揮することができる。

【００３６】また、請求項１４の発明では、請求項９〜
１１、１３の発明において、支持膜と該支持膜の上に形
成されている全ての部材の応力の合計が、４０ＭＰａ以
上１５０ＭＰａ以下の引っ張り応力となっていることを
特徴としている。

【００３７】一般に、空洞部の上に形成されている支持
膜に圧縮応力が加わると支持膜が破壊されるが、空洞部
の上のヒータ層等まで含んだ膜の合力を引っ張り応力に
することにより支持膜の破壊を抑制することができる。

【００３８】また、請求項１５に記載の発明では、請求
項９〜１１、１３、１４の発明において、支持膜におけ
る空洞部側に突出部（５１）が形成されていることを特
徴としている。

【００３９】これにより、支持膜における温度の上がり
易い部位において例えば基板を残す等して突出部を設け
ることで放熱性を向上させ、感応膜の温度制御を更に容
易に行うことができる。

【００４０】また、請求項１６に記載の発明では、室温
にて被検ガスを検出可能なガスセンサであって、電気絶
縁性の基板（１）と、基板の上に形成され、被検ガスに
反応して物性値が変化する感応膜（５）と、感応膜の上
に形成され感応膜の物性値変化を検出する検出電極（６
ａ、６ｂ）とを有することを特徴としている。

【００４１】この様に室温にて被検ガスを検出するガス
センサの場合、ヒータ層が不要であるので、電気絶縁性
の基板を用い、更に室温で被検ガスが感応する感応膜を
用いることにより、基板上の凹凸の無い面に感応膜を形
成することができる。従って、請求項１の発明と同様に
感応膜の破断を抑制することができ、信頼性を向上させ
ることができるガスセンサを提供することができる。

【００４２】また、請求項１７に記載の発明の様に、請
求項１〜１６の発明において、感応膜の上に特定ガスの
み透過するフィルター（１２）を設けると、特定ガスの
選択性を向上させることができる。

【００４３】また、請求項１８に記載の発明では、請求
項１〜１７の発明において、感応膜の厚さが３ｎｍ以上
１２ｎｍ以下であることを特徴としている。

【００４４】この様に、感応膜を薄くすることにより、
被検ガスの感応膜における膜内拡散を抑制して応答速度
を向上させることができる。

【００４５】また、請求項１９〜２５の発明は、被検ガ
スに反応して物性値が変化する感応膜に信号検出用の検
出電極を接続してなるガスセンサの製造方法に関するも
のである。

【００４６】まず、請求項１９に記載の発明では、基板
（１）の上にヒータ層（３）を形成するヒータ層形成工
程と、ヒータ層及び基板の上に第１の電気絶縁層（４）
を形成する第１の電気絶縁層形成工程と、第１の電気絶
縁層の上に検出電極（６ａ、６ｂ）を形成する検出電極
形成工程と、検出電極を覆うように第１の電気絶縁層の
上に第２の電気絶縁層（９ａ）を形成する第２の電気絶
縁層形成工程と、第２の電気絶縁層を検出電極の表面が
表出するまで薄肉化して平坦化する平坦化工程と、表出
した検出電極を覆うように、平坦化した第２の電気絶縁
層の上に被検ガスに反応して物性値が変化する感応膜
（５）を形成し、検出電極と感応膜とを電気的に接続す
る感応膜形成工程とを備えることを特徴としている。

【００４７】これにより、請求項１の発明のガスセンサ
を適切に製造することができる。

【００４８】また、請求項２０に記載の発明では、基板
（１）の上の同一面上に、ヒータ層（３）と検出電極
（６ａ、６ｂ）とを高さを変えて同時に形成するヒータ
層検出電極形成工程と、ヒータ層及び検出電極を覆うよ
うに基板の上に電気絶縁層）９ｂ）を形成する電気絶縁
層形成工程と、電気絶縁層を検出電極の表面が表出する
まで薄肉化して平坦化する平坦化工程と、表出した検出
電極を覆うように、電気絶縁層の上に被検ガスに反応し
て物性値が変化する感応膜（５）を形成し、検出電極と
感応膜とを電気的に接続する感応膜形成工程とを備える
ことを特徴としている。

【００４９】これにより、請求項２の発明のガスセンサ
を適切に製造することができる。また、ヒータ層と検出
電極を同一面上に同時に形成しているため、製造工程数
を低減することができるガスセンサの製造方法を提供す
ることができる。

【００５０】この場合、具体的には、請求項２１に記載
の発明のように、ヒータ層検出電極形成工程では、基板
の上に最終的にヒータ層及び検出電極となる金属薄膜
（２１）を形成し、該金属薄膜の上にフォトレジスト
（２２）を形成し、フォトレジストのうちヒータ層に対
応する部位では、露光装置の解像度以下の微細なパター
ン（２３ｂ）を有するフォトマスク（２３）を用いてフ
ォトレジストを現像することにより、フォトレジストに
おいてヒータ層に対応する部位（２２ｂ）の厚さが、検
出電極に対応する部位（２２ａ）の厚さよりも薄くなっ
ているパターンを形成し、この厚さの異なるパターンに
形成されたフォトレジストを用いて金属薄膜をエッチン
グすることにより、ヒータ層の厚さを検出電極の厚さよ
りも小さくすることができる。

【００５１】また、請求項２２に記載の発明では、基板
（１）の上にヒータ層（３）を形成するヒータ層形成工
程と、ヒータ層の上に電気絶縁層（３１）を形成する電
気絶縁層形成工程と、電気絶縁層の上にヒータ層の直上
を避けて被検ガスに反応して物性値が変化する感応膜
（５）を形成する感応膜形成工程と、感応膜の上に該感
応膜の物性値変化を検出する検出電極（６ａ、６ｂ）を
形成する検出電極形成工程とを備えることを特徴として
いる。

【００５２】これにより、請求項３のガスセンサを適切
に製造することができる。

【００５３】また、請求項２３に記載の発明の様に、請
求項１９〜２２の発明において、基板とヒータ層との間
に支持膜（２）を形成する工程と、基板における感応膜
形成面とは反対側の面に、感応膜の下方に相当する部位
に開口部（１１ａ）を有するマスク（１１）を形成する
マスク形成工程と、基板をマスクを介してエッチングす
ることにより、開口部に対応した領域に空洞部（８）を
形成する空洞部形成工程とを備えることを特徴としてい
る。

【００５４】これにより、請求項９及び１３のガスセン
サを適切に接続することができる。

【００５５】この場合、請求項２４に記載の発明では、
マスク形成工程において、開口部のうち所望の部位（１
１ｂ）がマスクされた形状のマスクを形成し、空洞部形
成工程において、基板をマスクを介してエッチングする
ことにより空洞部を形成すると共に空洞部の底面の一部
を残すことを特徴としている。

【００５６】これにより、空洞部の底面で残った部位が
突出部となるため、請求項１５のガスセンサを適切に製
造することができる。

【００５７】また、請求項２５に記載の発明では、請求
項２３又は２４の発明において、ヒータ層のパッド部
（７ｃ、７ｄ）と検出電極のパッド部（７ａ、７ｂ）を
形成するパッド部形成工程と、パッド部形成工程の後
に、感応膜及びパッド部の上に特定ガスのみ透過するフ
ィルター（１２）を形成するフィルター形成工程と、空
洞部形成工程の後に、パッド部の上のフィルターを除去
する工程とを備えることを特徴としている。

【００５８】これにより、請求項１７のガスセンサを適
切に製造することができる。

【００５９】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。

【００６０】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、図に示す
実施形態について説明する。図１は本実施形態のガスセ
ンサの上面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面
の概略図である。

【００６１】図２に示すように、基板１の上に支持膜２
が形成されている。この基板１としては、例えばＳｉ等
からなる半導体基板を用いている。また、支持膜２はシ
リコン酸化膜とシリコン窒化膜を層状に積層してなる。

【００６２】また、支持膜２の上にはヒータ層としての
ヒータ電極３が形成されている。ヒータ電極３は後述の
感応膜５を例えば５００℃程度に温めるためのものであ
り、発熱し易くするためにできるだけ幅を細くして長さ
を長くしている。また、感応膜５を均一に温めるために
感応膜５の直下全体に相当する領域にヒータ電極３を配
置している。

【００６３】具体的には、感応膜５の直下となる領域に
蛇行状にヒータ電極３を配置している。また、ヒータ電
極３の両端は基板１の周辺部まで伸ばされている。ここ
で、ヒータ電極３は、ＰｔやＡｕ等の貴金属物質、又は
ＲｕＯ₂やポリシリコン等で構成することができる。

【００６４】また、ヒータ電極３及び支持膜２の上には
ヒータ用電気絶縁層４が形成されている。このヒータ用
電気絶縁層４はシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を組み
合わせた膜である。理想的には、ヒータ電極３に対して
対称になるように支持膜２とヒータ用電気絶縁層４とを
構成するとよい。これは、次のような理由による。な
お、対称とは、例えば支持膜２をシリコン窒化膜の上に
シリコン酸化膜を積層することで構成した場合は、ヒー
タ用電気絶縁層４をシリコン酸化膜の上にシリコン窒化
膜を積層することで構成することを示す。

【００６５】支持膜２やヒータ用電気絶縁層４は、後述
のように基板１に形成された空洞部８上に配置されて架
空状態となっているため、ヒータ電極３によって支持膜
２やヒータ用電気絶縁層４が温められることにより、シ
リコン酸化膜とシリコン窒化膜の熱膨張の程度の差から
支持膜２やヒータ用電気絶縁層４が撓むことがある。し
かし、支持膜２とヒータ用電気絶縁層４を対称に形成す
ればこの撓みを抑制することができる。

【００６６】また、ヒータ用電気絶縁層４の上面は平坦
になっている。平坦にするためには、ヒータ用電気絶縁
層４をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等に
より研磨したり、ヒータ用電気絶縁層４を形成する時に
平らになるように雰囲気の圧力や温度、ガスの組成比等
の条件を設定したりするとよい。また、スピンオンガラ
ス等を用いて平坦になるようにしてもよい。

【００６７】ヒータ用電気絶縁層４の上には、後述の感
応膜５の物性値変化を検出する検出電極６ａ、６ｂが形
成されている。本実施形態では、感応膜５の物性値変化
として抵抗値変化を測定する。この検出電極６ａ、６ｂ
は一対設けられており、各々の検出電極６ａ、６ｂは櫛
歯状に形成され、ガスセンサの上方から見た場合に蛇行
状に配置されたヒータ電極３の間に検出電極６ａ、６ｂ
の櫛歯部分が配置された状態となっている。そして、各
々の検出電極６ａ、６ｂの端部は基板１の周辺部に向け
て延設されて、各々の検出電極６ａ、６ｂの端部におい
て検出電極用パッド部７ａ、７ｂが形成されている。

【００６８】この検出電極６ａ、６ｂとしては、Ｐｔや
Ａｕ等の貴金属、ＷやＴｉ等の金属或はＡｌ（アルミニ
ウム）等からなるものを用いることができる。また、こ
れらの合金でも良い。また、検出電極用パッド部７ａ、
７ｂとしては例えばＡｌやＡｕ等を用いることができ、
後述のように検出電極用パッド部７ａ、７ｂに形成され
るボンディングワイヤと密着強度のある材料を使用す
る。

【００６９】また、ヒータ用電気絶縁層４の上におい
て、検出電極６ａ、６ｂの表面を表出した状態で検出電
極６ａ、６ｂの非形成領域に平坦化電気絶縁層９が形成
されている。また、この平坦化電気絶縁層９の表面はヒ
ータ用電気絶縁層４から表出した検出電極６ａ、６ｂの
表面を含めて平坦化されている。

【００７０】つまり、検出電極６ａ、６ｂの表面と平坦
化電気絶縁層９の表面とが同一面上にあるように、検出
電極６ａ、６ｂの周囲に平坦化電気絶縁層９が充填され
ている。この平坦化電気絶縁層９は、例えばシリコン酸
化膜とシリコン窒化膜等を組み合わせた膜を用いること
ができる。

【００７１】また、平坦化電気絶縁層９の上に検出電極
６ａ、６ｂの表面と当接して感応膜５が平坦に形成され
ている。この感応膜５は、被検ガスに反応して抵抗値が
変化するものである。具体的には、感応膜５としては、
ＳｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＺｎＯ及びＩｎ₂Ｏ₃等の酸化物半導
体からなるものを用いることができる。また、感応膜５
は数ｎｍ程度の厚さで成膜するとよい。具体的には、感
応膜５の厚さを３ｎｍ以上１２ｎｍ以下にすると好まし
い。

【００７２】この様に感応膜５の厚さを薄くすることに
より、被検ガスが感応膜５の内部に拡散すること（膜内
拡散）を抑制して、被検ガスが感応膜５に拡散する時間
を低減して応答速度を向上させることができる。この場
合、感応膜５の厚さを、被検ガスが感応膜５に吸着する
ことによって生ずる空乏層の厚さと同程度に設定する
と、高応答となるのと同時に大きな感度を得ることがで
きる。また、ガスの種類によっては感応膜５に不純物を
添加してガスの感度をあげても良い。

【００７３】また、ヒータ電極３における基板１の周辺
部まで伸ばされた両端の上方では、ヒータ用電気絶縁層
４と平坦化電気絶縁層９に開口部が形成されて電極取り
出し口４ａが形成されている。また、電極取り出し口４
ａにおける平坦化電気絶縁層９の表面には、ヒータ用パ
ッド部７ｃ、７ｄが形成され、ヒータ電極３と電気的に
接続されている。このヒータ用パッド部７ｃ、７ｄとし
ては、検出電極用パッド部７ａ、７ｂと同じ材質のもの
を用いることができる。

【００７４】また、基板１のうちヒータ電極３、検出電
極６ａ、６ｂ、及び感応膜５の下方には空洞部８が形成
されている。この空洞部８は基板１の裏面側において開
口しており、基板１の表面側において支持膜２により橋
絡されている。

【００７５】この様な空洞部８に橋絡した支持膜２に圧
縮応力が加わると支持膜２が破壊されるため、この支持
膜２には全体に軽い引っ張り応力を持たせてある。詳細
にはシリコン酸化膜は圧縮応力を持っており、シリコン
窒化膜は引っ張り応力を持っているので、これらの膜厚
を調整して支持膜２全体に軽い引っ張り応力を持たせる
ようにしている。

【００７６】具体的な引っ張り応力は２００℃程度加熱
した時に３０ＭＰａの引張応力を有する支持膜２が破壊
することがわかっているため、支持膜２に４０ＭＰａ以
上１５０ＭＰａ以下の引っ張り応力を持たせると最適で
ある。

【００７７】また、望ましくは、支持膜２とこの支持膜
２の上に形成されている全ての部材（ヒータ電極３、ヒ
ータ用電気絶縁層４、検出電極６ａ、６ｂ、平坦化電気
絶縁層９、感応膜５）の応力の合計が、４０ＭＰａ以上
１５０ＭＰａ以下の引っ張り応力となっていると更に確
実に支持膜２の破壊を抑制することができる。

【００７８】また、図示しないが、検出電極用パッド部
７ａ、７ｂ及びヒータ用パッド部７ｃ、７ｄに対して、
例えばボンディングワイヤを電気的に接続することによ
り、検出電極６ａ、６ｂ及びヒータ電極３と外部との電
気的な授受を行うようにしている。この様にして、本実
施形態のガスセンサが構成されている。

【００７９】この様なガスセンサでは、ヒータ電極３を
作動させて発熱させることで感応膜５を３００℃〜５０
０℃程度の種々の温度にし、その各々の温度における感
応膜５の抵抗値変化を検出電極６ａ、６ｂにより検出す
る。また、各々の温度における感応膜５の抵抗値変化は
被検ガスの種類と濃度に依存し、更に、被検ガスの種類
によって感応膜５の抵抗値変化の温度依存性が異なる。
そのため、種々の温度における感応膜５の抵抗値変化を
検出することにより、被検ガスの種類と濃度を検出する
ことができる。

【００８０】次に、上記したガスセンサの製造方法につ
いて説明する。図３は、図２に対応する断面において製
造方法を示す工程図であり、図４は図３に続く工程図で
ある。

【００８１】［図３（ａ）の工程］まず、基板１を用
意し、基板１の上に熱酸化法やプラズマＣＶＤ法又はＬ
Ｐ−ＣＶＤ法により支持膜２を形成する。そして、支持
膜２の上にヒータ電極３を形成する（ヒータ層形成工
程）。具体的には、支持膜２の上にヒータ電極３を形成
する膜としてのＰｔ膜を、真空蒸着機を用いて２００℃
で２５０ｎｍ堆積させる。

【００８２】この時、支持膜２とヒータ電極３との密着
性を向上させるための密着層としてのＴｉ層（図示せ
ず）を、Ｐｔ膜と支持膜２との問に５ｎｍ程度堆積させ
ている。そして、エッチングによりパターニングするこ
とでヒータ電極３が形成される。

【００８３】次に、ヒータ電極３の表面をすべて覆うよ
うにして、ヒータ電極３及び支持膜２の上に第１の電気
絶縁層としてのヒータ用電気絶縁層４をＬＰ−ＣＶＤ法
やプラズマＣＶＤ法により形成する（第１の電気絶縁層
形成工程）。この際、ヒータ用電気絶縁層４の表面は凸
凹が有れば研磨してもよい。

【００８４】［図３（ｂ）の工程］次に、ヒータ用電
気絶縁層４の上に検出電極６ａ、６ｂを形成する（検出
電極形成工程）。具体的には、まず、ヒータ用電気絶縁
層４の上に、検出電極６ａ、６ｂとなる金属を真空蒸着
機により堆積して金属薄膜を形成する。

【００８５】この時、ヒータ用電気絶縁層４と検出電極
６ａ、６ｂとの密着性を向上させるための密着層（図示
せず）としてＴｉ、Ｃｒ及びＮｉ等を形成することによ
り、検出電極６ａ、６ｂの剥がれを防止することができ
る。そして金属薄膜をパターニングして、櫛歯状の検出
電極６ａ、６ｂを形成する。

【００８６】その後、検出電極６ａ、６ｂを覆うように
ヒータ用電気絶縁層４の上に第２の電気絶縁層９ａを形
成する（第２の電気絶縁層形成工程）。

【００８７】［図３（ｃ）の工程］次に、検出電極６
ａ、６ｂの表面が表出するまで第２の電気絶縁層９ａを
薄肉化して平坦化する（平坦化工程）。具体的には、Ｃ
ＭＰ等により第２の電気絶縁層９ａの表面を削る。そし
て、検出電極６ａ、６ｂの表面が第２の電気絶縁層９ａ
から表出した時点で研磨を止める。その後、検出電極６
ａ、６ｂ上を洗浄してさらに平らになるようにしてもよ
い。これにより、第２の電気絶縁層９ａが平坦化電気絶
縁層９となる。

【００８８】この時、検出電極６ａ、６ｂが直接感応膜
５に当接しなければ感応膜５の抵抗値変化を検出するこ
とができないため、確実に検出電極６ａ、６ｂの表面を
表出させる必要がある。

【００８９】［図４（ａ）の工程］次に、表出した検
出電極６ａ、６ｂを覆うように、平坦化した第２の電気
絶縁層（平坦化電気絶縁層）９の上に感応膜５を形成
し、検出電極６ａ、６ｂと感応膜５とを電気的に接続す
る（感応膜形成工程）。

【００９０】具体的には、まず、感応膜５となる薄膜を
スパッタや焼結等の方法を用いて成膜する。ここで、ア
ニールを行うことにより薄膜のアモルファス層を結晶化
させてもよい。また、数ｎｍ程度の薄膜を形成する場合
にはＡＬＥ（原子層成長法）やイオンビームスパッタ等
により成膜してもよい。そして、エッチングにより感応
膜５の形状に薄膜をパターニングする。

【００９１】その後、ヒータ用電気絶縁層４と平坦化電
気絶縁層９をエッチングすることにより電極取り出し口
４ａを形成する。

【００９２】［図４（ｂ）の工程］次に、ヒータ電極
３用のパッド部７ａ、７ｂと検出電極６ａ、６ｂ用のパ
ッド部７ｃ、７ｄを形成する（パッド部形成工程）。具
体的には、平坦化電気絶縁層９の上に例えばＡｕを真空
蒸着機により堆積した後に、エッチングにより各々のパ
ッド部７ａ〜ｄの形状にパターニングする。この時、検
出電極６ａ、６ｂ及びヒータ電極３と各々のパッド部７
ａ〜ｄとの間にＣｒからなる密着層（図示せず）を形成
して、互いの密着性を向上させている。

【００９３】なお、各々のパッド部７ａ〜ｄとしては、
Ａｕ以外にもＡｌやＰｔ等を用いることができる。ま
た、密着層はヒータ電極３とオーミックコンタクトのあ
る材料であればよく、ＴｉやＮｉ等でも良い。

【００９４】［図４（ｃ）の工程］基板１における感
応膜形成面とは反対側の面（裏面）に、感応膜５の下方
に相当する部位に開口部１１ａを有するマスク１１を形
成する（マスク形成工程）。具体的には、基板１の裏面
一面にシリコン酸化膜若しくはシリコン窒化膜を形成し
た後、エッチング等により開口部１１ａを形成すること
でマスク１１を形成する。

【００９５】その後、マスク１１を介して基板１をエッ
チングすることによりマスク１１の開口部１１ａに対応
した領域に空洞部８を形成する（空洞部形成工程）。具
体的には、基板１の裏面からＴＭＡＨ溶液もしくはＫＯ
Ｈ溶液により基板１であるＳｉの異方性エッチングを行
う。

【００９６】ここで、ＴＭＡＨ溶液によってエッチング
を行う際は、基板１の表面側に形成されている各々のパ
ッド部７ａ〜ｄや感応膜５等の表面がエッチングされな
いように保護膜を設けると良い。または、ＴＭＡＨ溶液
がこれらの表面に塗布されないように、ＴＭＡＨ溶液に
浸透される部位がエッチングされる面だけになるような
治具を用いると良い。この様にして、上記構成のガスセ
ンサが完成する。

【００９７】ところで、本実施形態では、検出電極６
ａ、６ｂの周囲に平坦化電気絶縁層９を充填した形とな
るため、検出電極６ａ、６ｂによる凹凸を低減し、平坦
化された面上に感応膜５を形成することができる。その
ため、感応膜５の破断を抑制することができ、ガスセン
サの信頼性を向上させることができる。

【００９８】この際、検出電極６ａ、６ｂの表面と平坦
化電気絶縁層９の表面は同一面上にあると望ましいが、
多少の段差があっても良く、平坦化電気絶縁層９から表
出した検出電極６ａ、６ｂの表面及び平坦化電気絶縁層
９のうち感応膜５と当接する表面の両表面において、こ
の両表面の凹凸の最大段差が感応膜５の膜厚よりも小さ
ければ感応膜５の破断を抑制することができる。つま
り、感応膜５と当接する面における凹凸の最大段差が感
応膜５の膜厚よりも小さくなっていれば良い。

【００９９】また、検出電極６ａ、６ｂの表面を表出し
た状態で平坦化電気絶縁層９で平坦化する際に、検出電
極６ａ、６ｂを第２の電気絶縁層９ａで覆った後、この
第２の電気絶縁層９ａを研磨することで検出電極６ａ、
６ｂを表出させているため、適切に検出電極６ａ、６ｂ
を表出させることができると共に感応膜５が当接する面
を平坦化することができる。

【０１００】また、基板１に空洞部８を設けているた
め、基板１への放熱を抑制することができる。そのた
め、感応膜５を容易に高温にすることができると共に消
費電力を低減することができる。

【０１０１】（第２実施形態）本実施形態は第１実施形
態と比較して、検出電極６ａ、６ｂをヒータ電極３と同
一面上に形成している点が異なる。本実施形態のガスセ
ンサの上面図は図１と同じであるため省略し、図５に図
１のＡ−Ａ断面に相当する部位における本実施形態のガ
スセンサの概略図を示す。以下、主として第１実施形態
と異なる部分について説明し、図５中図２と同一部分は
同一符号を付して説明を省略する。

【０１０２】図５に示すように、支持膜２の上にヒータ
電極３が形成されており、このヒータ電極３の同一面上
に検出電極６ａ、６ｂが形成されている。また、蛇行状
のヒータ電極３と櫛歯状の検出電極６ａ、６ｂは交互に
所定の間隔をもって配置されており、ヒータ電極３と検
出電極６ａ、６ｂは電気的に絶縁されている。また、検
出電極６ａ、６ｂの方がヒータ電極３よりも膜厚が厚く
なっている。

【０１０３】また、支持膜２及びヒータ電極３の上には
平坦化電気絶縁層９が形成されており、この平坦化電気
絶縁層９はヒータ電極３を覆いつつ、検出電極６ａ、６
ｂの表面を表出した状態で表面が検出電極６ａ、６ｂの
表面を含めて平坦化されている。

【０１０４】つまり、検出電極６ａ、６ｂの表面と平坦
化電気絶縁層９の表面とが略同一面上になるように検出
電極６ａ、６ｂの周囲が充填されて、検出電極６ａ、６
ｂの凹凸が平坦化電気絶縁層９により平坦化されてい
る。

【０１０５】また、検出電極６ａ、６ｂの端部では、平
坦化電気絶縁層９から表出した検出電極６ａ、６ｂの表
面の端部と電気的に接続されるように、平坦化電気絶縁
層９の表面において線形状の配線６ｃが形成されてい
る。そして、この配線６ｃのうちの検出電極６ａ、６ｂ
とは反対側の端部が検出電極用パッド部と電気的に接続
されている。

【０１０６】つまり、上面図において検出電極６ａ、６
ｂとヒータ電極３とが交差するように見える部分では、
ヒータ電極３の上に検出電極６ａ、６ｂが離れて位置し
ており、両者の間は平坦化電気絶縁層９により電気的に
絶縁されている。

【０１０７】この様にヒータ電極３と検出電極６ａ、６
ｂを同一面上に形成しているため、第１実施形態で形成
されていたヒータ用電気絶縁層４が形成されていない構
成となっている。

【０１０８】また、感応膜５の上には特定ガスのみ透過
するフィルター１２が形成されている。これにより、特
定ガスの選択性を向上させることができる。この場合、
例えば、水素の選択性を向上させるためにはフィルター
１２としてシリコン酸化膜を形成すれば良い。何故な
ら、シリコン酸化膜は分子サイズの小さい水素は透過す
るが、それよりも分子サイズの大きな分子は透過しない
ため、水素ガスのみ感応膜５に達して検出することがで
きるためである。

【０１０９】次に、本実施形態のガスセンサの製造方法
を説明する。図６は図５と同一断面において示す工程図
であり、図７は図６に続く工程図である。なお、製造方
法も主として第１実施形態と異なる部分について説明す
る。

【０１１０】［図６（ａ）の工程］基板１の上に支持
膜２を形成した後、支持膜２上にヒータ電極３と検出電
極６ａ、６ｂとを高さを変えて同時に形成する（ヒータ
層検出電極形成工程）。具体的には、まず、ヒータ電極
３及び検出電極６ａ、６ｂと支持膜２とを密着させるた
めの密着層であるＴｉ層（図示せず）を支持膜２上に堆
積した後、最終的にヒータ電極３及び検出電極６ａ、６
ｂとなる金属薄膜としてのＰｔ膜を真空蒸着機により堆
積させる。そして、エッチング等によりＰｔ膜をヒータ
電極３及び検出電極６ａ、６ｂの形状にパターニングす
る。

【０１１１】このヒータ層検出電極形成工程について詳
細に説明する。図８は図６と同一断面においてヒータ層
検出電極形成工程を詳細に示す工程図である。

【０１１２】まず、図８（ａ）に示すように、支持膜２
の上にＰｔ膜２１を２５０ｎｍ以上堆積させる。次に、
図８（ｂ）に示すように、ポジ型のフォトレジスト２２
をＰｔ膜２１の上にスピンコート等により塗布する。そ
して、ヒータ電極３のパターン２３ｂと検出電極６ａ、
６ｂのパターン２３ａが形成されたフォトマスク２３を
用いてフォトレジスト２２を現像する。

【０１１３】これにより、図８（ｃ）に示すように、フ
ォトレジスト２２においてヒータ電極３に対応する部位
２２ｂの厚さが検出電極６ａ、６ｂに対応する部位２２
ａの厚さよりも薄くなる。ここで、この様に、一回の現
像で厚さの異なるパターンをフォトレジスト２２に形成
する方法について説明する。

【０１１４】図９はフォトマスク２３の上面図である。
また、図１０（ａ）は図９における部位Ｃの拡大図であ
って、（ｂ）は（ａ）に示すフォトマスク２３を用いて
光を照射した場合のフォトレジスト２２の各部位におけ
る光の透過量を示し、（ｃ）はフォトレジスト２２に光
を照射して現像した後のフォトレジスト２２の形状を示
す。

【０１１５】図９に示すように、フォトマスク２３のう
ち検出電極６ａ、６ｂに対応する部位では、Ｃｒ等によ
り完全に遮光されるようなパターン（以下、このパター
ンを遮光パターンという）２３ａが形成されており、ヒ
ータ電極３に対応する部位では、露光装置の解像度以下
の微細なパターン（以下、このパターンを微細パターン
という）２３ｂが形成されている。

【０１１６】この微細パターン２３ｂは、図１０（ａ）
に示すように、例えば、光が透過する微小な矩形の窓が
多数形成されており、これらの窓が所定の密度で分布さ
れて形成されている。この矩形の窓の大きさはこのフォ
トマスク２３を使って露光する露光装置の解像度以下の
寸法になっている。例えば、使用する露光装置が１０対
１の縮小露光装置で、その解像度が１ミクロンである場
合、この矩形の窓の一辺の大きさは１０倍のレチクルサ
イズで１ミクロン以下が適当である。

【０１１７】また、フォトレジストにおけるその他の部
位は完全に光を透過するようになっている。

【０１１８】そして、このフォトマスク２３を介してフ
ォトレジスト２２に光を照射すると、図１０（ｂ）に示
すように、遮光パターン２３ａに対応する部位では光の
透過量は０％となり、パターンが形成されていない部位
では光の透過量は１００％となり、微細パターン２３ｂ
に対応する部位では光の透過量は０％と１００％の間に
なる。なお、この微細パターン２３ｂに対応する部位に
おける光の透過量は矩形の窓の密度によって変えること
ができる。

【０１１９】その後、この様に光を照射したフォトレジ
スト２２を現像すると、図１０（ｃ）に示すように、遮
光パターン２３ａに対応する部位２２ａではフォトレジ
ストが完全に残り、微細パターン２３ｂに対応する部位
２２ｂではフォトレジストの膜厚が減少し、その他の部
位２２ｃではフォトレジストが完全に除去される。従っ
て、フォトレジストが図８（ｃ）に示す状態になる。

【０１２０】そして、この様に厚さの異なるパターンに
形成されたフォトレジスト２２を用いてＰｔ膜をエッチ
ングする。この際、ドライエッチングを行い、エッチン
グガスとしては、金属エッチング用ガスであるＡｒガス
若しくはＣＦ₄ガスに、フォトレジスト２２をエッチン
グするためのＯ₂ガスを加えたものを用いると望まし
い。

【０１２１】また、Ａｒガス若しくはＣＦ₄ガスによる
Ｐｔ膜のエッチングレートと、Ｏ₂によるフォトレジス
ト２２のエッチングレートが等しくなるように、各々の
ガスの流量や圧力を設定すると、パターニングされたフ
ォトレジスト２２の形状がそのままＰｔ膜２１に移され
る。その結果、図８（ｄ）に示す様に、ヒータ電極３の
厚さを検出電極６ａ、６ｂの厚さよりも小さくすること
ができる。

【０１２２】［図６（ｂ）の工程］次に、ヒータ電極
３及び検出電極６ａ、６ｂを覆うように支持膜２の上に
電気絶縁層９ｂを形成する（電気絶縁層形成工程）。

【０１２３】［図６（ｃ）の工程］そして、検出電極
６ａ、６ｂの表面が表出するまで電気絶縁層９ｂを薄肉
化する。具体的には、上記第１実施形態における［図３
（ｃ）の工程］において、第２の電気絶縁層９ａを薄膜
化した方法と同様に平坦化工程を行う。この結果、電気
絶縁層９ｂが平坦化電気絶縁層９となる。

【０１２４】［図７（ａ）の工程］感応膜形成工程を
行い、電極取り出し口４ａを形成する。

【０１２５】［図７（ｂ）の工程］パッド部形成工程
を行った後、感応膜５及び各々のパッド部７ａ〜ｄの上
を含む平坦化電気絶縁層９の上にフィルター１２として
のシリコン酸化膜を形成する（フィルター形成工程）。

【０１２６】［図７（ｃ）の工程］空洞部形成工程を
行った後、各々のパッド部７ａ〜ｄ上のフィルター１２
をエッチング等によって除去する。そして、各々のパッ
ド部７ａ〜ｄと外部とをボンディングワイヤ等により電
気的に接続する。このようにして、本実施形態のガスセ
ンサが完成する。

【０１２７】ところで、本実施形態のガスセンサでも感
応膜５を平坦な面に形成することができるため、感応膜
５の破断を抑制することができ、ガスセンサの信頼性を
向上させることができる。

【０１２８】また、ヒータ電極３と検出電極６ａ、６ｂ
を同一面上に形成しているため、ヒータ電極３と検出電
極６ａ、６ｂとの間に電気絶縁層を設ける必要がない。
また、厚さの異なるヒータ電極３と検出電極６ａ、６ｂ
を同時に形成することができるため、一回の露光や現像
でヒータ電極３と検出電極６ａ、６ｂを形成することが
できる。従って、本実施形態では製造工程数を低減する
ことができる。

【０１２９】また、フィルター形成工程を行って感応膜
５、配線６ｃおよび各々のパッド部７ａ〜ｄをフィルタ
ー１２で覆った後、空洞部形成工程を行っているため、
空洞部形成工程におけるＴＭＡＨ溶液などのエッチング
液から感応膜５、配線６ｃおよび各々のパッド部７ａ〜
ｄを保護することができる。

【０１３０】また、フィルター１２を形成することによ
り、感応膜５及び検出電極６ａ、６ｂの上にも酸化膜等
のフィルター１２を形成することができる。そのため、
周辺の雰囲気に存在する雑ガスによる感応膜５や検出電
極６ａ、６ｂの劣化を防ぐことができ、ゴミ等が感応膜
５や検出電極６ａ、６ｂに付着することを防止できる。

【０１３１】（第３実施形態）本実施形態では、第１及
び第２実施形態と比較して、検出電極６ａ、６ｂを感応
膜５の上に形成しており、ヒータ電極３を感応膜５の直
下を避けて形成している点が異なる。図１１は、本実施
形態のガスセンサの上面図であり、図１２は図１１にお
けるＤ−Ｄ断面の概略図である。以下、主として第１及
び第２実施形態と異なる部分について説明し、図１１、
１２中、図１、２と同一部分は同一符号を付して説明を
省略する。

【０１３２】図１２に示すように、支持膜２の上にヒー
タ電極３が形成されている。このヒータ電極３は感応膜
５の直下を避けて形成されており、図１に示すように、
感応膜５の周囲を囲む部位に形成されている。具体的に
は、ヒータ電極３は枠形状（リング形状）になってい
る。

【０１３３】また、基板１の表面における空洞部８の外
周と感応膜５の外周との間にヒータ電極３が配置されて
いる。また、感応膜５の上方から見た場合、基板１の表
面における空洞部８の外周、ヒータ電極３の外周及び感
応膜５の外周が、互いに相似形状になっている。

【０１３４】そして、例えば、ヒータ電極３の外周で囲
まれた面積が、基板１の表面における空洞部８の外周で
囲まれた面積の８０％程度になり、感応膜５の外周によ
り囲まれた面積がヒータ電極３の外周で囲まれた面積の
８０％程度になるように、空洞部８とヒータ電極３と感
応膜５とが配置されている。

【０１３５】また、支持膜２及びヒータ電極３の上には
電気絶縁層３１が形成されている。また、電気絶縁層３
１の上のうちヒータ電極３に囲まれる部位、つまりヒー
タ電極３の直上を避けた部位に感応膜５が平坦に形成さ
れている。

【０１３６】また、感応膜５の上に検出電極６ａ、６ｂ
が形成されている。また、電気絶縁層３１の上にヒータ
用パッド部７ｃ、７ｄと検出電極用パッド部７ａ、７ｂ
が形成されている。また、電気絶縁層３１、感応膜５、
検出電極６ａ、６ｂおよび各々のパッド部７ａ〜ｄの上
にフィルター１２が形成されている。そして、各々のパ
ッド部７ａ〜ｄの上においてフィルター１２が開口され
ている。

【０１３７】次に、本実施形態のガスセンサの製造方法
を説明する。図１３は図１２と同一断面において示す工
程図であり、図１４は図１３に続く工程図である。な
お、製造方法も主として第１及び第２実施形態と異なる
部分について説明する。

【０１３８】［図１３（ａ）の工程］まず、基板１の
上に支持膜２を形成する。その後、ヒータ層形成工程を
行う。

【０１３９】［図１３（ｂ）の工程］ヒータ電極３の
上に電気絶縁層３１を形成する電気絶縁層形成工程を行
う。

【０１４０】［図１３（ｃ）の工程］感応膜形成工程
を行う。また、電極取り出し口４ａを形成する。

【０１４１】［図１４（ａ）の工程］検出電極形成工
程を行う。この時、パッド部形成工程も同時に行う。つ
まり、電気絶縁層３１と感応膜５の上にＡｕ膜を真空蒸
着機により堆積した後、エッチングによりＡｕ膜を検出
電極６ａ、６ｂと各々のパッド部７ａ〜ｄの形状にパタ
ーニングする。

【０１４２】この際、検出電極６ａ、６ｂと感応膜５と
の間に密着層（図示せず）としてのＣｒを堆積させてい
る。

【０１４３】［図１４（ｂ）の工程］フィルター形成
工程を行う。また、マスク形成工程を行う。

【０１４４】［図１４（ｃ）の工程］空洞部形成工程
を行う。その後、各々のパッド部７ａ〜ｄにおけるフィ
ルター１２を除去する。この様にして、本実施形態のガ
スセンサが完成する。

【０１４５】ところで、本実施形態では、感応膜５の上
に検出電極６ａ、６ｂが形成されており、感応膜５の直
下を避けてヒータ電極３が形成されているため、凹凸が
形成されていない平坦な面に感応膜５を形成することが
できる。従って、感応膜５の破断を抑制することがで
き、信頼性を向上させることができるガスセンサを提供
することができる。

【０１４６】特に、感応膜５の厚さが検出電極６ａ、６
ｂの厚さよりも薄い場合は、本実施形態のように感応膜
５の上に検出電極６ａ、６ｂを設けると有利である。こ
れは、仮に感応膜５の下に検出電極６ａ、６ｂを形成す
ると、感応膜５は検出電極６ａ、６ｂの段差により断切
れする可能性が高いためである。

【０１４７】また、空洞部８の外周と感応膜５の外周と
の間にヒータ電極３を設けているため、ヒータ電極３を
感応膜５の直下に配置せずに感応膜５を周囲から温める
（加熱）ことができる。また、ヒータ電極３を空洞部８
上に形成することができるため、ヒータ電極３から発熱
した熱が基板１に逃げることを抑制することができる。

【０１４８】また、一般に、感応膜５における等温線
は、空洞部８、ヒータ電極３及び感応膜５の形状に依存
する。従って、本実施形態のように、空洞部８、ヒータ
電極３及び感応膜５の外周を相似形状にすることによ
り、空洞部８上の支持膜２や感応膜５における等温線を
同心形状にすることができるため、感応膜５の温度制御
を容易に行うことができる。

【０１４９】（他の実施形態）以下、上記第１〜第３実
施形態の変形例について説明する。まず、上記第１及び
第２実施形態に係る変形例について説明する。

【０１５０】（第１変形例）ヒータ電極３を感応膜５の
直下に配置して感応膜５を全体的に加熱するだけでな
く、図１５のガスセンサの上面図に示すように、支持膜
２上にて空洞部８の全体に蛇行状に配置しても良い。

【０１５１】この様に、感応膜５の周囲も加熱できる構
成にすることにより、感応膜５からの放熱を減少させる
ことができる。また、空洞部８の上の膜の全てを均一に
加熱することができるため、感応膜５における温度分布
の偏りが小さくなり、検出感度を一定にすることができ
る。

【０１５２】（第２変形例）図１６のガスセンサの上面
図に示すように、ヒータ電極３のうち感応膜５の直下に
位置する部位において線幅を太くしても良い。これによ
り、ヒータ電極３の急激な発熱を抑えることで感応膜５
の温度制御を容易に行うことができる。また、感応膜５
の直下以外の部位ではヒータ電極３の線幅を小さくし
て、感応膜５の直下部分よりも周囲部における発熱量を
増加させても良い。これにより、感応膜５の周囲からの
放熱を抑制することができる。これらにより、感応膜５
の温度の均一性を向上させることができる。

【０１５３】次に、上記第３実施形態に係る変形例につ
いて説明する。

【０１５４】（第３変形例）図１７のガスセンサの上面
図と、図１７におけるＥ−Ｅ断面を示す図１８に示すよ
うに、ヒータ電極３と同一面上のヒータ電極３の内側に
温度制御膜４１を形成しても良い。この温度制御膜４１
はヒータ電極３の温度の伝搬を容易にするためのもので
ある。

【０１５５】また、図１７に示すように、感応膜５の上
方から見た際に、この温度制御膜４１の外周がヒータ電
極３の内周と感応膜５の外周との間に配置されている。
そして、温度制御膜４１は感応膜５を形成する面に凹凸
が形成されない様にするために、厚さが均一である平坦
化膜となっている。つまり、温度制御膜４１は感応膜５
よりも大きくヒータ電極３よりも小さいベタ膜となって
いる。

【０１５６】なお、この温度制御膜４１としてはヒータ
電極３と同じ材料を用いることができる。そして、温度
制御膜４１は、ヒータ層形成工程においてパターンを変
えることにより、ヒータ電極３と同時に形成することが
できる。

【０１５７】この様に温度制御膜４１を設けることによ
り、感応膜５の温度の均一性を高めることができる。そ
の結果、感度を向上させることができる。また、温度制
御膜４１が感応膜５よりも大きいため感応膜５は平坦な
面に形成することができ、感応膜５の破断を抑制すると
同時に感応膜５の温度の均一性を高めることができる。

【０１５８】（第４変形例）図１９や図２０のガスセン
サの上面図に示すように、ヒータ電極３のコーナー部を
面取りしても良い。また、感応膜５のコーナー部を面取
りしても良い。また、第３変形例における温度制御膜４
１のコーナー部を面取りしてもよい。

【０１５９】一般に、ヒータ電極３の発熱による基板１
の上の面方向の等温線は角を持たずに角が丸まった形状
になるのが通常である。そのため、ヒータ電極３や感応
膜５または温度制御膜４１のコーナー部を面取りすれ
ば、この等温線の形状にヒータ電極３や感応膜５又は温
度制御膜４１の形状を合わせることができるため温度制
御し易くなる。また、感応膜５の温度分布の偏りを低減
することができる。

【０１６０】（第５変形例）図２１や図２２のガスセン
サの上面図に示すように、ヒータ電極３や感応膜５又は
温度制御膜４１のコーナー部を丸めて楕円形状にしても
良い。これにより、第４変形例よりも更に感応膜５の温
度分布の偏りを低減することができる。

【０１６１】（第６変形例）図２３のガスセンサの上面
図に示すように、感応膜５をリング形状にしても良い。
一般に、感応膜５にはヒータ電極３との距離によって温
度分布が形成される。そのため、感応膜５をリング形状
にすることでヒータ電極３から離れた感応膜５をなくし
て、ヒータ電極３から一定の距離に感応膜５を配置する
ことができ、感応膜５の温度分布の偏りを小さくするこ
とができる。

【０１６２】（第７変形例）また、例えば、図２４のガ
スセンサの概略断面図に示すように、フィルター１２か
ら検出電極６ａ、６ｂを露出させても良い。但し、感応
膜５と検出電極６ａ、６ｂとは電気的に接続しなければ
ならないため、例えば、フィルター１２にコンタクトホ
ールを形成して検出電極６ａ、６ｂとの電気的な接続を
確保する。

【０１６３】次に、上記各実施形態に係る変形例につい
て説明する。

【０１６４】（第８変形例）図２５のガスセンサの上面
図、及び、図２５におけるＦ−Ｆ断面の概略図である図
２６に示すように、支持膜２における空洞部８側に突出
部５１を形成してもよい。この突出部５１はヒータ電極
３により温められた感応膜５の温度を均一にするため
に、温度の上がりやすい部位に設けられている。

【０１６５】具体的には、この突出部５１は、感応膜５
の上方から見た際に、感応膜５と相似形状で感応膜５の
中央部に配置されており、感応膜５の外周に囲まれてい
る面積の１０〜５０％程度の領域において、突出部５１
が設けられていると好ましい。そして、この突出部５１
は、例えば基板１を残すことにより形成することができ
る。

【０１６６】これにより、温度の上がりやすい部位の熱
が突出部５１に放熱され、突出部５１の直上の感応膜５
の温度が低下する。従って、感応膜５の温度分布の偏り
を低減して、感応膜５の温度制御を更に容易に行うこと
ができる。

【０１６７】この様な突出部５１を形成する際は、マス
ク形成工程において、開口部１１ａのうち突出部５１を
形成する予定の部位（所望の部位）がマスクされた形状
のマスク１１を形成する。つまり、マスク形成工程に対
応した概略断面図である図２７（図４（ｃ）や図１４
（ｂ）に対応している）に示すように、基板１の裏面に
おける突出部５１に対応する部位である感応膜５の下方
にもマスク１１ｂを形成し、空洞部８を形成するための
開口部１１ａを一部覆うようにする。

【０１６８】そして、空洞部形成工程において、上記各
実施形態と同様にこのマスク１１を介して基板１をエッ
チングすることにより空洞部８を形成すると共に空洞部
８の底面の一部を残して突出部５１を形成することがで
きる。

【０１６９】このように、突出部５１はＳｉ（基板）の
異方性エッチングのエッチング残りで形成することがで
きるため、マスク１１を追加したり工程を追加したりす
ること無しに突出部５１を形成することができる。

【０１７０】（第９変形例）また、図２８のガスセンサ
の概略断面図に示すように、アルミナ基板やサファイヤ
基板等の電気絶縁性の基板１を用いた場合は、支持膜２
を形成しなくても基板１の上に直接ヒータ電極３や温度
制御膜４１等を形成すればよい。この様な電気絶縁性の
基板は熱絶縁性が大きいものが多いことから、この場合
はヒータ電極３から熱が逃げにくいため空洞部８を形成
しなくてもよい。

【０１７１】（第１０変形例）上記第９変形例におい
て、更に室温でガスが感応するような場合には、ヒータ
電極３も設けなくてもよい。つまり、図２９のガスセン
サの概略断面図に示すように、室温にて被検ガスを検出
可能なガスセンサでは、電気絶縁性の基板１の上に室温
で被検ガスが感応する感応膜５が形成され、感応膜５の
上に検出電極６ａ、６ｂが形成されていれば良い。

【０１７２】この様に室温にて被検ガスを検出するガス
センサの場合、基板上の凹凸の無い面に感応膜５を形成
することができるため、感応膜５の破断を抑制すること
ができる。ここで、室温にて被検ガスを検出するとは、
ヒータ電極３により感応膜５を加熱することなく被検ガ
スを検出することができることを示している。

【０１７３】なお、上記各変形例は各実施形態に対し
て、複数種類適用することができる。

【０１７４】また、感応膜５の物性値変化としては電気
抵抗値変化を検出するものについて記述したが、その
他、誘電率変化、静電気容量変化、重量変化等を検出し
てもよい。

【０１７５】また、空洞部８を形成するためのエッチン
グは、空洞部８が形成できればＴＭＡＨ溶液による異方
性エッチング以外の方法を用いても良い。特に、第４変
形例や第５変形例のようにヒータ電極３や感応膜５のコ
ーナー部を面取りしたり丸めたりして、これらと相似形
状の空洞部８を形成する際は、面方位を利用した異方性
エッチングは行わない様にするとよい。

【０１７６】また、第１実施形態では最低限、平坦化電
気絶縁層９の表面を平坦化すれば良いが、ヒータ用電気
絶縁層４の表面も研磨等により平坦化し、その上に検出
電極６ａ、６ｂと平坦化電気絶縁層９を形成してもよ
い。

【０１７７】また、第１及び第２実施形態における平坦
化工程において、研磨等のみで平坦化工程を終了するの
ではなく、研磨等を行った後、化学的に研磨（平坦化）
してもよい。また、研磨せずに平坦化しても良い。ま
た、検出電極６ａ、６ｂの表面の自然酸化膜や窒化膜も
除去するとよく、例えば、フッ酸やリン酸を用いてこれ
らの除去を行うことができる。

【０１７８】また、上記第１実施形態ではフィルターを
形成していないが、上記第２及び第３実施形態のように
フィルター１２を形成しても良い。また、上記第２及び
第３実施形態ではフィルター１２を形成しているが、感
応膜５が特定ガスに対して選択性を持っていれば、フィ
ルター１２を形成しなくても良い。感応膜５に選択性を
持たせるためには、特定ガス種に反応する不純物を感応
膜５に付加したりすれば良い。

【０１７９】また、上記各実施形態に示すように、支持
膜２が露出した空洞部８を形成するのではなく、空洞部
８の底部において基板１が薄肉状に残っているような空
洞部８を形成してもよい。この場合、支持膜２を形成し
なくても、この残った薄肉状の基板１を支持膜２の代わ
りとして用いることができる。

【０１８０】また、ガスセンサとしては、臭いセンサや
湿度センサも含めるものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係るガスセンサの上面図であ
る。

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面の概略図である。

【図３】第１実施形態に係るガスセンサの製造方法を示
す工程図である。

【図４】図３に続く製造方法を示す工程図である。

【図５】第２実施形態に係るガスセンサの概略断面図で
ある。

【図６】第２実施形態に係るガスセンサの製造方法を示
す工程図である。

【図７】図６に続く製造方法を示す工程図である。

【図８】第２実施形態に係るガスセンサの製造工程にお
けるヒータ層形成工程を詳細に示す工程図である。

【図９】第２実施形態に係るガスセンサの製造方法で用
いるフォトレジストの上面図である。

【図１０】第２実施形態に係るガスセンサの製造方法に
おいてフォトレジストの膜厚を変える方法について説明
する図である。

【図１１】第３実施形態に係るガスセンサの上面図であ
る。

【図１２】図１１におけるＤ−Ｄ断面の概略図である。

【図１３】第３実施形態に係るガスセンサの製造方法を
示す工程図である。

【図１４】図１３に続く製造方法を示す工程図である。

【図１５】他の実施形態の第１変形例に係るガスセンサ
の上面図である。

【図１６】他の実施形態の第２変形例に係るガスセンサ
の上面図である。

【図１７】他の実施形態の第３変形例に係るガスセンサ
の上面図である。

【図１８】図１７におけるＥ−Ｅ断面の概略図である。

【図１９】他の実施形態の第４変形例に係るガスセンサ
の上面図である。

【図２０】他の実施形態の第４変形例に係る他のガスセ
ンサの上面図である。

【図２１】他の実施形態の第５変形例に係るガスセンサ
の上面図である。

【図２２】他の実施形態の第５変形例に係る他のガスセ
ンサの上面図である。

【図２３】他の実施形態の第６変形例に係るガスセンサ
の上面図である。

【図２４】他の実施形態の第７変形例に係るガスセンサ
の概略断面図である。

【図２５】他の実施形態の第８変形例に係るガスセンサ
の上面図である。

【図２６】図２５におけるＦ−Ｆ断面の概略図である。

【図２７】他の実施形態の第８変形例に係るガスセンサ
製造方法に関する概略断面図である。

【図２８】他の実施形態の第９変形例に係るガスセンサ
の概略断面図である。

【図２９】他の実施形態の第１０変形例に係るガスセン
サの概略断面図である。

【図３０】従来のガスセンサの概略断面図である。

【符号の説明】

１…基板、２…支持膜、３…ヒータ電極、４…ヒータ用
電気絶縁層、５…感応膜、６ａ、６ｂ…検出電極、７
ａ、７ｂ…検出電極用パッド部、７ｃ、７ｄ…ヒータ用
パッド部、８…空洞部、９…平坦化電気絶縁層、１１…
マスク、１１ａ…マスクの開口部、１２…フィルター、
２１…金属薄膜、２２…フォトレジスト、２３…フォト
マスク、３１…電気絶縁層、４１…温度制御膜、５１…
突出部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹内幸裕愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者岩城隆雄愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 2G046 AA01 BA01 BB06 BE03 BJ02 DB05 EA02 EA07 EA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検ガスを検出するガスセンサであっ
て、基板（１）と、前記基板の上方に形成されたヒータ層（３）と、前記ヒータ層及び前記基板の上に形成されたヒータ用電
気絶縁層（４）と、前記ヒータ用電気絶縁層の上に形成された検出電極（６
ａ、６ｂ）と、前記ヒータ用電気絶縁層の上にて、前記検出電極の表面
を表出した状態で前記検出電極の非形成領域に形成さ
れ、その表面が前記検出電極の表面を含めて平坦化され
た平坦化電気絶縁層（９）と、前記平坦化電気絶縁層の上に前記検出電極の表面と当接
して平坦に形成され、前記被検ガスに反応して物性値が
変化する感応膜（５）とを有することを特徴とするガス
センサ。
【請求項２】被検ガスを検出するガスセンサであっ
て、基板（１）と、前記基板の上方に形成されたヒータ層（３）と、前記ヒータ層と同一面上に形成され、前記ヒータ層と電
気的に絶縁された検出電極（６ａ、６ｂ）と、前記ヒータ層の上に形成され、前記ヒータ層を覆いつ
つ、前記検出電極の表面を表出した状態で表面が前記検
出電極の表面を含めて平坦化された平坦化電気絶縁層
（９）と、前記平坦化電気絶縁層の上に前記検出電極の表面と当接
して平坦に形成され、前記被検ガスに反応して物性値が
変化する感応膜（５）とを有することを特徴とするガス
センサ。
【請求項３】被検ガスを検出するガスセンサであっ
て、基板（１）と、前記基板の上方に形成された電気絶縁層（３１）と、前記電気絶縁層の上に平坦に形成され、前記被検ガスに
反応して物性値が変化する感応膜（５）と、前記基板と前記電気絶縁層との間のうち、前記感応膜の
直下を避けて前記感応膜の周囲を囲む部位に挿入された
ヒータ層（３）と、前記感応膜の上に形成され、前記感応膜の物性値変化を
検出する検出電極（６ａ、６ｂ）とを有することを特徴
とするガスセンサ。
【請求項４】前記電気絶縁層のうちの前記感応膜と当
接している表面において、該表面の凹凸の最大段差が前
記感応膜の膜厚よりも小さくなるように平坦化されてい
ることを特徴とする請求項３に記載のガスセンサ。
【請求項５】前記ヒータ層は枠形状をなし、このヒー
タ層の内側には前記ヒータ層と同一面上において前記ヒ
ータ層の温度の伝搬を容易にするための温度制御膜（４
１）が平坦化膜として形成されており、前記感応膜の上方から見た際に、前記温度制御膜の外周
が前記ヒータ層の内周と前記感応膜の外周との間に配置
されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のガ
スセンサ。
【請求項６】前記ヒータ層のコーナー部を面取り或は
丸めたことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１つ
に記載のガスセンサ。
【請求項７】前記感応膜がリング形状になっているこ
とを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１つに記載の
ガスセンサ。
【請求項８】前記感応膜のコーナー部を面取りあるい
は丸めたことを特徴とする請求項３乃至７のいずれか１
つに記載のガスセンサ。
【請求項９】前記基板の上に支持膜（２）が形成され
ており、該支持膜の上に前記ヒータ層が形成されてお
り、前記基板のうちの前記ヒータ層と前記感応膜の下方に空
洞部（８）が形成され、該空洞部は前記支持膜により橋
絡されており、前記支持膜は４０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下の引っ張
り応力を持つものであることを特徴とする請求項３乃至
８のいずれか１つに記載のガスセンサ。
【請求項１０】前記基板表面における前記空洞部の外
周と前記感応膜の外周との間に前記ヒータ層が配置され
ていることを特徴とする請求項９に記載のガスセンサ。
【請求項１１】前記感応膜の上方から見た場合、前記
基板表面における前記空洞部の外周、前記ヒータ層の外
周及び前記感応膜の外周が、互いに相似形状になってい
ることを特徴とする請求項１０に記載のガスセンサ。
【請求項１２】前記平坦化電気絶縁層から表出した前
記検出電極の表面及び前記平坦化電気絶縁層のうち前記
感応膜と当接している表面の両表面において、該両表面
の凹凸の最大段差が前記感応膜の膜厚よりも小さくなっ
てい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。
【請求項１３】前記基板の上に支持膜（２）が形成さ
れており、該支持膜の上に前記ヒータ層が形成されてお
り、前記基板のうちの前記ヒータ層と前記感応膜の下方に空
洞部（８）が形成され、該空洞部が前記支持膜により橋
絡されており、前記支持膜が４０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下の引っ張
り応力を持つことを特徴とする請求項１、２及び１２の
いずれか１つに記載のガスセンサ。
【請求項１４】前記支持膜と該支持膜の上に形成され
ている全ての部材の応力の合計が、４０ＭＰａ以上１５
０ＭＰａ以下の引っ張り応力となっていることを特徴と
する請求項９乃至１１、１３のいずれか１つに記載のガ
スセンサ。
【請求項１５】前記支持膜における前記空洞部側に突
出部（５１）が形成されていることを特徴とする請求項
９乃至１１、１３、１４のいずれか１つに記載のガスセ
ンサ。
【請求項１６】室温にて被検ガスを検出可能なガスセ
ンサであって、電気絶縁性の基板（１）と、前記基板の上に形成され、被検ガスに反応して物性値が
変化する感応膜（５）と、前記感応膜の上に形成され前記感応膜の物性値変化を検
出する検出電極（６ａ、６ｂ）とを有することを特徴と
するガスセンサ。
【請求項１７】前記感応膜の上に、特定ガスのみ透過
するフィルター（１２）を設けることを特徴とする請求
項１乃至１６のいずれか１つに記載のガスセンサ。
【請求項１８】前記感応膜の厚さが３ｎｍ以上１２ｎ
ｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１７のいず
れか１つに記載のガスセンサ。
【請求項１９】基板（１）の上にヒータ層（３）を形
成するヒータ層形成工程と、前記ヒータ層及び前記基板の上に第１の電気絶縁層
（４）を形成する第１の電気絶縁層形成工程と、前記第１の電気絶縁層の上に検出電極（６ａ、６ｂ）を
形成する検出電極形成工程と、前記検出電極を覆うように前記第１の電気絶縁層の上に
第２の電気絶縁層（９ａ）を形成する第２の電気絶縁層
形成工程と、前記第２の電気絶縁層を前記検出電極の表面が表出する
まで薄肉化して平坦化する平坦化工程と、前記表出した検出電極を覆うように、前記平坦化した第
２の電気絶縁層の上に被検ガスに反応して物性値が変化
する感応膜（５）を形成し、前記検出電極と前記感応膜
とを電気的に接続する感応膜形成工程とを備えることを
特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項２０】基板（１）の上の同一面上に、ヒータ
層（３）と検出電極（６ａ、６ｂ）とを高さを変えて同
時に形成するヒータ層検出電極形成工程と、前記ヒータ層及び前記検出電極を覆うように前記基板の
上に電気絶縁層（９ｂ）を形成する電気絶縁層形成工程
と、前記電気絶縁層を前記検出電極の表面が表出するまで薄
肉化して平坦化する平坦化工程と、前記表出した検出電極を覆うように、前記電気絶縁層の
上に被検ガスに反応して物性値が変化する感応膜（５）
を形成し、前記検出電極と前記感応膜とを電気的に接続
する感応膜形成工程とを備えることを特徴とするガスセ
ンサの製造方法。
【請求項２１】前記ヒータ層検出電極形成工程では、前記基板の上に最終的に前記ヒータ層及び前記検出電極
となる金属薄膜（２１）を形成し、該金属薄膜の上にフ
ォトレジスト（２２）を形成し、前記フォトレジストのうち前記ヒータ層に対応する部位
では、露光装置の解像度以下の微細なパターン（２３
ｂ）を有するフォトマスク（２３）を用いて前記フォト
レジストを現像することにより、前記フォトレジストにおいて前記ヒータ層に対応する部
位（２２ｂ）の厚さが、前記検出電極に対応する部位
（２２ａ）の厚さよりも薄くなっているパターンを形成
し、この厚さの異なるパターンに形成されたフォトレジスト
を用いて前記金属薄膜をエッチングすることにより、前
記ヒータ層の厚さを前記検出電極の厚さよりも小さくす
ることを特徴とする請求項２０に記載のガスセンサの製
造方法。
【請求項２２】基板（１）の上にヒータ層（３）を形
成するヒータ層形成工程と、前記ヒータ層の上に電気絶縁層（３１）を形成する電気
絶縁層形成工程と、前記電気絶縁層の上に前記ヒータ層の直上を避けて被検
ガスに反応して物性値が変化する感応膜（５）を形成す
る感応膜形成工程と、前記感応膜の上に該感応膜の物性値変化を検出する検出
電極（６ａ、６ｂ）を形成する検出電極形成工程とを備
えることを特徴とするガスセンサの製造方法。
【請求項２３】前記基板と前記ヒータ層との間に支持
膜（２）を形成する工程と、前記基板における感応膜形成面とは反対側の面に、前記
感応膜の下方に相当する部位に開口部（１１ａ）を有す
るマスク（１１）を形成するマスク形成工程と、前記基板を前記マスクを介してエッチングすることによ
り、前記開口部に対応した領域に空洞部（８）を形成す
る空洞部形成工程とを備えることを特徴とする請求項１
９乃至２２のいずれか１つに記載のガスセンサの製造方
法。
【請求項２４】前記マスク形成工程において、前記開
口部のうち所望の部位（１１ｂ）がマスクされた形状の
前記マスクを形成し、前記空洞部形成工程において、前記基板を前記マスクを
介してエッチングすることにより前記空洞部を形成する
と共に前記空洞部の底面の一部を残すことを特徴とする
請求項２３に記載のガスセンサの製造方法。
【請求項２５】前記ヒータ層のパッド部（７ｃ、７
ｄ）と前記検出電極のパッド部（７ａ、７ｂ）を形成す
るパッド部形成工程と、前記パッド部形成工程の後に、前記感応膜及び前記パッ
ド部の上に特定ガスのみ透過するフィルター（１２）を
形成するフィルター形成工程と、前記空洞部形成工程の後に、前記パッド部の上の前記フ
ィルターを除去する工程とを備えることを特徴とする請
求項２３又は２４に記載のガスセンサの製造方法。