JP2002328109A

JP2002328109A - 水素ガス検出素子及びその製造方法

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Publication number: JP2002328109A
Application number: JP2001135345A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Ueki; 正聡上木; Hitoshi Yokoi; 等横井; Takafumi Oshima; 崇文大島
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2001-05-02
Filing date: 2001-05-02
Publication date: 2002-11-15

Abstract

(57)【要約】【課題】水素ガスに対する感度が高く、且つ十分な選
択性を有し、優れた応答性を備える水素ガス検出素子及
びその製造方法を提供する。【解決手段】ダイアフラム型のシリコン基板１と、Ｓ
ｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃等の酸化物半導体からなるガス感応膜
５と、Ｐｔ等からなる一対の櫛歯電極４と、Ｐｄ、Ｐｔ
等の貴金属からなる触媒クラスタ６と、ＳｉＯ₂からな
る部分被毒体７と、を備え、部分被毒体の平均厚さが２
ｎｍ以下である水素ガス検出素子を得る。また、シリコ
ン基板のガス感応膜に対応する部位は異方性エッチング
され、キャビティ１１が形成されている。素子を構成す
るガス感応膜、触媒クラスタ及び部分被毒体のうちの特
にガス感応膜はスパッタリング法により形成することが
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、水素ガス検出素子
及びその製造方法に関する。更に詳しくは、水素ガスに
対する感度が高く、且つ十分な選択性を有し、優れた応
答性を備える水素ガス検出素子及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃等の酸化物半導体を
主成分とするガス感応膜を有するガスセンサは従来より
知られており、可燃性ガスを検知するガスセンサなどと
して実用化されている。そして、ガス感応膜そのもの、
或いはその表面に形成される触媒層等の種類などにより
ガス選択性を向上させる多くの方法が提案されている。
それらのうちで、水素ガスに対する選択性を向上させた
ものとして、素子形成の最終工程において熱処理する方
法が知られている。これにより、水素ガスに対する感度
が向上するとともに、それ以外のガスに対する感度が低
下し、選択性が向上する。また、ガス感応膜の表面にア
ルミナ、シリカ等の酸化物からなる水素ガス選択性を有
する薄膜を形成し、水素ガス以外のガスの影響を低減
し、感度を高めたガスセンサも提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来、ガス感
応膜が印刷法等により形成されることも多く、この場合
は、感度、選択性等にばらつきを生ずるという問題があ
る。更に、素子形成の最終工程において熱処理する方法
では、熱処理に相当な時間を必要とし、生産性に劣る。
また、ガス感応膜の表面に酸化物からなる薄膜を形成す
る方法では、水素ガスは、薄膜を透過した後、ガス感応
膜と接触することになるため、感度及び応答性が低下す
るという問題がある。

【０００４】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、水素ガスに対する感度が高く、十分な
選択性を有するとともに、応答性に優れる水素ガス検出
素子及びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の水素ガス検出素
子は、少なくとも表層が絶縁性を有する基板と、該基板
上に形成された酸化物半導体からなるガス感応膜と、該
ガス感応膜と接して形成された一対の電極と、該ガス感
応膜と接する貴金属からなる触媒クラスタと、少なくと
も該触媒クラスタと接するＳｉＯ₂からなる部分被毒体
と、を備え、該部分被毒体の平均厚さが２ｎｍ以下であ
ることを特徴とする。

【０００６】基板は、全体が絶縁性の材料からなるもの
であってもよく、電極等の他の部材と電気的に絶縁し得
る程度の厚さの絶縁性の表層を有するものであってもよ
い。アルミナ等のセラミック、或いはガラスなどからな
る基板であれば、その全体が絶縁性を有する基板とな
る。また、シリコン等の半導体からなる基板の表面を酸
化させた半導体基板であれば、表層が絶縁性を有する基
板となる。この半導体基板を検出素子に用いることによ
り、一般的な半導体製造技術を応用して容易に検出素子
を小型化することができ、特に好ましい。

【０００７】シリコンからなる半導体基板は、シリコン
を基板形状に成形した後、熱酸化することにより、その
全表面にＳｉＯ₂からなる絶縁層を生成させて形成する
ことができる。絶縁層の厚さは、５〜１０００ｎｍ、特
に３０〜５００ｎｍとすることができ、これによって十
分な絶縁性を有する基板とすることができる。基板の厚
さは特に限定されず、１００〜１０００μｍ、特に２０
０〜８００μｍ程度とすることができる。

【０００８】ガス感応膜を形成するための酸化物半導体
としては、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＺｎＯ、Ｃｕ
₂Ｏ、ＮｉＯ、ＦｅＯ、ＷＯ₃等を使用することができ
る。これらの酸化物半導体のうちでは、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂
Ｏ₃、ＳｎＯ₂を主成分とする酸化物半導体、及びＩｎ₂
Ｏ₃を主成分とする酸化物半導体が好ましい。これらの
酸化物半導体を用いれば、感度が高く、水素ガスに対す
る選択性に優れた水素ガス検出素子とすることができ
る。尚、この「主成分」とは、酸化物半導体に８５質量
％以上、特に９５質量％以上のＳｎＯ₂又はＩｎ₂Ｏ₃が
含有されていることを意味する。

【０００９】ガス感応膜の厚さは特に限定されず、１０
ｎｍ以上、特に５０ｎｍ以上とすることができる。ま
た、ガス感応膜をスパッタリング法により形成する場合
は、１００ｎｍ以上、特に１００〜３００ｎｍと比較的
厚膜にすることもできる。このようにガス感応膜を厚膜
にすることにより素子性能のばらつきを抑えることがで
きる。

【００１０】水素ガスを検出するための一対の電極の材
質、形状等は特に限定されず、この種のガス検出素子に
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、Ｐｔ、Ａｕ、Ｎｉ等が挙げられ、形状は、
平行電極及び櫛歯電極等とすることができる。この一対
の電極は、ガス感応膜の基板と接する面又は反対面のい
ずれかの表面に形成することができる。また、ガス感応
膜に埋設して形成することもできるが、表面に形成する
場合に比べて工程はやや煩雑になる。この電極はスパッ
タリング法、スクリーン印刷等の印刷法などにより形成
することができ、その厚さは、通常、スパッタリング法
では１０〜２００ｎｍ程度、印刷法では５〜３０μｍ程
度とすることができる。尚、ガス感応膜及び電極の厚さ
は、光学式膜厚計、表面段差計等により測定することが
できる。

【００１１】触媒クラスタを形成する貴金属は、Ａｕ、
Ａｇ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのいずれで
あってもよいが、水素ガスに対する選択性が大きく向上
するＰｄ又はＰｔであることが好ましい。また、触媒ク
ラスタの平均厚さは０．３〜３ｎｍ、特に０．５〜２ｎ
ｍであることが好ましい。触媒クラスタの平均厚さが
０．３ｎｍ未満であると、感度が経時とともに低下する
傾向があり好ましくない。一方、３ｎｍを越えると、相
隣るクラスタが接触して素子表面に電流が流れることに
より、素子性能が低下するため好ましくない。

【００１２】この触媒クラスタは、基板上に形成しても
よいし、ガス感応膜の表面に形成してもよいが、検出素
子として機能させるためには、ガス感応膜と触媒クラス
タ、及び触媒クラスタと部分被毒体は、少なくともその
一部において必ず接していなければならない。従って、
触媒クラスタを基板上に形成する場合は、触媒クラスタ
と部分被毒体とを基板上に形成した後、ガス感応膜を形
成することになる。また、触媒クラスタをガス感応膜の
表面に形成する場合は、基板上にガス感応膜を形成した
後、このガス感応膜の表面に触媒クラスタと部分被毒体
とを形成することになる。触媒クラスタと部分被毒体の
形成順序は限定されず、どちらが先であっても、ガス感
応膜と触媒クラスタ、及び触媒クラスタと部分被毒体が
接した状態で形成することができる。

【００１３】触媒クラスタの表面にＳｉＯ₂からなる部
分被毒体を接触させることにより、感度及び応答性を何
ら損なうことなく、水素ガスに対する選択性を向上させ
ることができる。

【００１４】この部分被毒体の平均厚さは、２ｎｍ以下
であり、０．０５〜２ｎｍ、特に０．１〜１．５ｎｍで
あることが好ましい。部分被毒体の平均厚さが２ｎｍを
越えると、又は０．０５ｎｍ未満であると、部分被毒効
果が低下し、水素ガスに対する選択性を十分に向上させ
ることができない。部分被毒体は、基板上又はガス感応
膜の表面に形成された触媒クラスタと接して形成される
が、通常の製法では基板及びガス感応膜などとも接する
ことになる。この基板及びガス感応膜等と接して形成さ
れた部分被毒体は素子性能を損なうことはなく、特に除
去する必要はない。

【００１５】尚、触媒クラスタは、粒子や不連続膜等の
島状構造を形成しており、部分被毒体は、同様に島状構
造を形成している場合もあり、より連続した膜であるこ
ともある。従って、それらの平均厚さとは、均一な厚さ
の連続膜であるとして換算した値である。この平均厚さ
は、膜厚算出のために形成した膜の厚さから求められた
成膜速度を基に、同じ条件で成膜した場合の検出素子に
おける成膜時間から算出することができる。膜厚算出の
ために形成した膜の厚さは、触媒クラスタについては表
面段差計、部分被毒体についてはエリプソメータにより
測定することができる。

【００１６】この水素ガス検出素子では、半導体からな
り、少なくともガス感応膜に対応する部位にキャビティ
が形成されたダイアフラム型の基板を使用することが好
ましい。キャビティはエッチング等の技術を応用して容
易に形成することができる。このようにキャビティを設
けた場合は、ガス感応膜等を周囲から熱的に絶縁するこ
とができる。それにより、短時間で起動し、且つより優
れた応答性を有する検出素子とすることができる。

【００１７】また、キャビティが形成された部位を含む
基板の一表面に絶縁層が設けられ、この絶縁層にガス感
応膜の活性化を促進するためのヒータが埋設された素子
とすることが好ましい。このようにヒータが取り付けら
れた場合も、周囲と熱的に絶縁されていることにより、
昇温、降温を短時間で行うことができ、ヒータの消費電
力も低減することができる。ヒータは、ガス感応膜を所
定温度まで容易に昇温させることができるものであれば
よく、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｕ等の貴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。絶縁層
の材質も特には限定されないが、一般的には、Ｓｉ酸化
膜、Ｓｉ窒化膜、Ｓｉ酸窒化膜、Ｔａ₂Ｏ₅、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】本発明の水素ガス検出素子は、ガス感応
膜、触媒クラスタ及び部分被毒体のうちの少なくともガ
ス感応膜をスパッタリング法により形成し、製造するこ
とが好ましい。ガス感応膜は、アルゴンガスと酸素ガス
との混合雰囲気等におけるスパッタリング法により形成
される。これにより、均質であり、且つ１００ｎｍ以上
の膜厚であっても十分な感度を有する検出素子とするこ
とができる。このガス感応膜を真空蒸着法により形成す
る場合に、特に、金属単体を蒸着させた後、熱酸化させ
て、酸化物半導体とする方法がある。しかし、この方法
では、厚膜のガス感応膜とした場合に感度が大きく低下
する。

【００１９】スパッタリング法であればガス感応膜が１
００ｎｍを越える厚膜であっても十分な感度を有する検
出素子とすることができるのは、膜を形成するＳｎＯ₂
等の粒径が小さいためであると考えられる。ＳｎＯ₂等
の粒径は、スパッタリング法では１０ｎｍ以下であり、
真空蒸着法では５０〜１００ｎｍである。この粒径の相
違をガス感応膜の真上から走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
により観察し、撮影した倍率３００００倍の写真を、図
６及び図７に比較して示す。

【００２０】尚、触媒クラスタ及び部分被毒体の成膜
は、スクリーン印刷等の印刷法、真空蒸着法、スパッタ
リング法、ＣＶＤ法等、この種の薄膜を形成する際の一
般的な方法により行うことができる。但し、印刷法では
均質な薄膜を形成するのは容易ではない。また、部分被
毒体は、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等に
より触媒クラスタ等の表面にＳｉを付着させ、形成させ
たＳｉ膜を加熱し、Ｓｉを酸化させてＳｉＯ₂とするこ
とにより形成することもできる。

【００２１】本発明によれば、ガス感応膜の厚さを２０
〜２００ｎｍとし、４００〜４０００ｐｐｍの水素ガス
を含有する乾燥雰囲気において、後記の実施例における
方法により評価した感度（Ｒａ／Ｒｇ）が約８０〜４０
００倍である水素ガス検出素子とすることができる。

【００２２】本発明の水素ガス検出素子は、適宜の容器
等に組み込んで水素ガスセンサとすることができる。こ
のセンサは感度が高く、水素ガスに対する選択性に優れ
る。水素ガスを使用する機器において、水素ガスの漏洩
を完全に防止することは極めて困難である。また、水素
ガス自体は生体にとって無毒である。そのため、水素ガ
スセンサでは水素ガスの有無を検出する必要は特にな
く、爆発の危険性を感知することができればよい。従っ
て、現実的濃度の水素ガス以外の妨害ガスに対する出力
に比して、爆発の危険性のある濃度の水素ガスに対する
出力が十分大きければ、実用に供することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の水素ガス検出素子
について実施例により更に詳しく説明する。［１］アルミナ基板を用いた水素ガス検出素子の作製厚さ０．６ｍｍのアルミナ基板を洗浄し、乾燥した後、
スクリーン印刷法によりＰｔからなる厚さ２０μｍの櫛
歯電極を所定位置に形成した。次いで、この櫛歯電極の
表面も含め、基板上にスパッタリング法によりＳｎＯ₂
からなるガス感応膜を成膜した。この際の基板の加熱温
度は７５℃とした。尚、ＳｎＯ₂膜の成膜時に、酸素欠
陥の調整を目的としてスパッタリングガスに酸素ガスを
含有させてもよい。このＳｎＯ₂膜の厚さを光学式膜厚
計により測定したところ２００ｎｍであった。

【００２４】その後、ガス感応膜の表面に、スパッタリ
ング法によりＰｄからなる触媒クラスタを形成した。ま
た、この触媒クラスタの表面も含め、ガス感応膜の表面
に、スパッタリング法によりＳｉＯ₂からなる部分被毒
体を形成した。触媒クラスタ及び部分被毒体を形成する
際の基板の加熱温度は７５℃とした。このようにして、
アルミナ基板上に、Ｐｔからなる櫛歯電極、ＳｎＯ₂か
らなるガス感応膜、Ｐｄからなる触媒クラスタ及びＳｉ
Ｏ₂からなる部分被毒体がこの順に形成されてなる水素
ガス検出素子を作製した。

【００２５】［２］ダイアフラム型のシリコン基板を使
用し、ヒータを付設した水素ガス検出素子の作製（１）水素ガス検出素子の構造図１は、水素ガス検出素子の縦断面図である。また、図
２は、図１におけるヒータより上方の部分、特に、触媒
クラスタ及び部分被毒体を拡大して示すための縦断面図
である。シリコン基板１の表面には熱酸化膜からなる絶
縁層（図示せず）が形成され、その上に窒化珪素からな
る絶縁層２１が設けられている。また、シリコン基板１
の裏面にはキャビティ１１が形成されている。絶縁層２
１の表面のキャビティ１１に対応する部位にはヒータ３
が形成されており、このヒータ３は窒化珪素からなる絶
縁層２２により被覆されている。また、ヒータ３の両端
にはヒータ用端子（図示せず）が形成されており、ヒー
タ３に電力が供給される。

【００２６】絶縁層２２の表面には櫛歯電極４が形成さ
れており、その両端には櫛歯電極４に通電するための電
極用端子（図示せず）が形成されている。櫛歯電極４を
含む絶縁層２２の表面にはガス感応膜５が形成されてい
る。更に、このガス感応膜５の表面には触媒クラスタ６
が形成され、触媒クラスタ６の表面を含むガス感応膜５
の表面には部分被毒体７が形成されている。

【００２７】（２）水素ガス検出素子の作製ヒータの形成厚さ４００μｍのシリコン基板１を洗浄、乾燥し、シリ
コン基板の表面に、熱酸化によりＳｉＯ₂からなる厚さ
１００ｎｍの絶縁層を形成した後に、ＰＣＶＤ法によ
り、その一面に窒化珪素からなる厚さ４００ｎｍの絶縁
層２１を、他面に厚さ２００ｎｍの絶縁層２３を形成し
た。次いで、絶縁層２１の表面にスパッタリング法によ
り膜厚２５ｎｍのＴｉ膜、膜厚２５０ｎｍのＰｔ膜を積
層した。Ｔｉ膜はＰｔ膜の基板に対する密着強度を向上
させるために用いた。そして、Ｐｔ／Ｔｉ膜をエッチン
グすることにより、ヒータパターンを形成した。その
後、ヒータ３が形成された絶縁層２１上にＰＣＶＤ法に
より窒化珪素からなる厚さ１０００ｎｍの絶縁層２２を
更に堆積した。次いで、ヒータ３と外部回路との接続の
ため、絶縁層２２のうち、ヒータ３のボンディングパッ
ド（図示せず）に該当する部位をエッチングした。

【００２８】櫛歯電極及びシリコン基板のキャビティ
の形成において形成した絶縁層２２の一面にスパッタリング
法により膜厚２５ｎｍのＴｉ膜、膜厚４０ｎｍのＰｔ膜
を積層し、エッチングすることにより櫛歯電極４を形成
した。次いで、においてシリコン基板１の他面に形成
された絶縁層２３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た。その後、この絶縁層
２３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％
の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１１（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】ガス感応膜の成膜、及び触媒クラスタ及
び部分被毒体の形成櫛歯電極４が形成された絶縁層２２の表面に、［１］の
場合と同様にして、ＳｎＯ₂からなる厚さ２０、５０及
び２００ｎｍのガス感応膜５、Ｐｄからなる平均厚さ
０．６ｎｍの触媒クラスタ６及びＳｉＯ₂からなる平均
厚さ０．１２ｎｍの部分被毒体７をこの順に形成した。
尚、ガス感応膜５の形成は、メタルマスクを使用し、こ
のガス感応膜５がシリコン基板１のキャビティ１１に対
応する部位に形成されるようにして行った。このように
して、ダイアフラム型のシリコン基板と、絶縁層に埋設
されたヒータとを備える他は、［１］における素子と同
様の構成を有する水素ガス検出素子を作製した。

【００３０】（３）性能評価（２）において作製した水素ガス検出素子を使用し、こ
の検出素子と電源とコンデンサとが直列に接続された回
路によって性能を評価した。測定条件は下記の通りであ
る。素子温度；２２０℃ 印加電圧；５Ｖ測定管路内径；８０ｍｍ被検ガス流量；８リットル／分被検ガス流速；約０．０３ｍ／秒ベースガス；２０．９質量％の酸素ガスを含む乾燥窒
素ガス被検ガス及びベースガス温度；３０℃ 被検ガス種類；ベースガスにＨ₂、ＣＯ及びＮＯ₂の各
ガスをそれぞれ所定量含有させたガス各々の被検ガスでの測定時間；５分

【００３１】尚、感度（Ｒａ／Ｒｇ）は下記の式より算
出される。この値が大きいほど感度が高いことになる。Ｒａ／Ｒｇ＝検出素子をベースガスに晒した場合のガス
感応膜の抵抗値／検出素子を各々の被検ガスに曝した場
合のガス感応膜の抵抗値

【００３２】（ａ）水素ガス濃度を変化させた場合のガ
ス感応膜の厚さと素子抵抗又は感度との相関ベースガス、並びにこのベースガスに４００ｐｐｍ、１
０００ｐｐｍ及び４０００ｐｐｍの水素ガスが含有され
た各種測定雰囲気において、ガス感応膜の厚さを２０ｎ
ｍ、５０ｎｍ、２００ｎｍと変化させた場合の素子抵抗
を測定した。結果を図３に示す。また、各々の水素ガス
濃度におけるそれぞれの厚さのガス感応膜の感度を図４
に示す。

【００３３】図３によれば、素子抵抗は、ベースガス雰
囲気ではガス感応膜が厚くなるとともに大きく低下して
いる。一方、水素ガスを含有する雰囲気では、ベースガ
ス雰囲気の場合に比べて膜厚によらず素子抵抗が低く、
且つ膜厚による抵抗の変化は小さい。従って、水素ガス
に対する素子の感度は主にガス感応膜の初期抵抗値によ
り決まるといえる。また、図４によれば、感度は、膜厚
が小さいほど、且つ水素ガス濃度が高いほど向上してい
る。

【００３４】（ｂ）各種ガスに対するガス感応膜の厚さ
と感度との相関ベースガス、並びにこのベースガスに４００ｐｐｍのＨ
₂ガス、１００ｐｐｍのＣＯガス、又は２ｐｐｍのＮＯ₂
ガスが含有された測定雰囲気とし、ガス感応膜の厚さを
２０ｎｍ、５０ｎｍ、２００ｎｍと変化させた場合の感
度を測定した。結果を図５に示す。この図５によれば、
通常の大気に近似の濃度のＣＯガス又はＮＯ₂ガスを含
有する雰囲気に比べて、水素ガス雰囲気の場合の感度は
非常に高く、この素子は、水素ガスに対する十分な選択
性を有していることが分かる。

【００３５】

【発明の効果】本発明の水素ガス検出素子によれば、水
素ガスを選択的に、且つ効率よく測定することができ、
この検出素子は、環境における水素ガス濃度の測定等の
各種の分野において有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ダイアフラム型の基板を有する水素ガス検出
素子の縦断面図である。

【図２】図１に記載の水素ガス検出素子の、ヒータより
上方の部分、特に、触媒クラスタと部分被毒体とを拡大
して示すための縦断面図である。

【図３】水素ガス濃度を変化させた場合のガス感応膜の
厚さと素子抵抗との相関を示すグラフである。

【図４】水素ガス濃度を変化させた場合のガス感応膜の
厚さと感度との相関を示すグラフである。

【図５】各種ガスに対する感度をガス感応膜の厚さを変
化させて評価した結果を示すグラフである。

【図６】スパッタリング法により形成したＳｎＯ₂から
なるガス感応膜をＳＥＭ写真により説明する図である。

【図７】真空蒸着法により形成したＳｎＯ₂からなるガ
ス感応膜をＳＥＭ写真により説明する図である。

【符号の説明】

１；シリコン基板、１１；キャビティ、２１、２２、２
３；絶縁層、３；ヒータ、４；櫛歯電極、５；ガス感応
膜、６；触媒クラスタ、７；部分被毒体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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Ｆターム(参考） 2G046 AA05 BA01 BA06 BA09 BB02 BC03 BE03 BF01 EA04 EA08 EA12 FB02 FE00 FE02 FE03 FE11 FE12 FE15 FE16 FE25 FE26 FE29 FE31 FE34 FE35 FE38 FE39 FE41 FE44 FE46 FE48

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも表層が絶縁性を有する基板
と、該基板上に形成された酸化物半導体からなるガス感
応膜と、該ガス感応膜と接して形成された一対の電極
と、該ガス感応膜と接する貴金属からなる触媒クラスタ
と、少なくとも該触媒クラスタと接するＳｉＯ₂からな
る部分被毒体と、を備え、該部分被毒体の平均厚さが２
ｎｍ以下であることを特徴とする水素ガス検出素子。
【請求項２】上記酸化物半導体が、（１）ＳｎＯ₂、
（２）Ｉｎ₂Ｏ₃、（３）ＳｎＯ₂を主成分とする酸化物
半導体又は（４）Ｉｎ₂Ｏ₃を主成分とする酸化物半導体
である請求項１記載の水素ガス検出素子。
【請求項３】上記貴金属がＰｄ又はＰｔである請求項
１又は２に記載の水素ガス検出素子。
【請求項４】上記触媒クラスタの平均厚さが０．３〜
３ｎｍである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の水
素ガス検出素子。
【請求項５】上記基板が半導体材料からなり、該基板
の上記ガス感応膜に対応する部位にキャビティが形成さ
れている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の水素ガ
ス検出素子。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
水素ガス検出素子の製造方法であって、上記ガス感応
膜、上記触媒クラスタ及び上記部分被毒体のうちの少な
くとも該ガス感応膜をスパッタリング法により形成する
ことを特徴とする水素ガス検出素子の製造方法。
【請求項７】上記ガス感応膜が１００ｎｍ以上の厚さ
に形成される請求項６記載の水素ガス検出素子の製造方
法。
【請求項８】上記基板が半導体材料からなり、該基板
の上記ガス感応膜に対応する部位をエッチングしてキャ
ビティを形成する請求項６又は７に記載の水素ガス検出
素子の製造方法。