JP2020165894A - Mems-type semiconductor gas sensing element - Google Patents

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Abstract

To provide an MEMS-type semiconductor gas sensing element capable of further improving a function of a functional layer provided in an upper layer of a gas sensing unit.SOLUTION: An MEMS-type semiconductor gas sensing element 1 comprises a substrate 2, an electrode 3 provided on the substrate 2, a gas sensing unit 4 provided on the substrate 2 so as to come into contact with the electrode 3, and a functional layer 5 covering the gas sensing unit 4. The MEMS-type semiconductor gas sensing element 1 further includes a leg part 6 erected on the substrate 2. The functional layer 5 is provided so as to come into contact with the gas sensing unit 4 and the leg part 6.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子に関する。 The present invention relates to a MEMS type semiconductor gas detection element.

従来、ガス検知器用のガス検知素子として、たとえば特許文献１に開示されるように、検知対象ガスを検知するためのガス感応部を備えたＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子が用いられている。ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子では、ガス感応部の上層に、たとえば、ガス選択性を高めるために触媒層が設けられ、あるいは、シロキサン被毒耐性を高めるために保護層が設けられるなど、ガス検知特性を向上させるための機能層が設けられる。 Conventionally, as a gas detection element for a gas detector, for example, as disclosed in Patent Document 1, a MEMS type semiconductor gas detection element provided with a gas sensitive unit for detecting a gas to be detected has been used. In the MEMS type semiconductor gas detection element, gas detection is provided in the upper layer of the gas sensitive portion, for example, a catalyst layer is provided to enhance gas selectivity, or a protective layer is provided to enhance siloxane poisoning resistance. A functional layer is provided to improve the characteristics.

特開２０１６−７０７０４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-070704

ところが、触媒層や保護層などの機能層は、構成材料によっては、ガス感応部との密着性が劣るために、ガス感応部から部分的に剥離する可能性がある。機能層がガス感応部から剥離すると、機能層はその機能を十分に発揮できなくなり、ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子は、期待されるガス検知特性が得られない可能性がある。 However, the functional layer such as the catalyst layer and the protective layer may be partially peeled off from the gas-sensitive portion because the adhesion to the gas-sensitive portion is inferior depending on the constituent material. When the functional layer is separated from the gas-sensitive portion, the functional layer cannot fully exert its function, and the MEMS type semiconductor gas detection element may not obtain the expected gas detection characteristics.

本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、ガス感応部の上層に設けられる機能層の機能をより向上させることができるＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a MEMS type semiconductor gas detection element capable of further improving the function of the functional layer provided on the upper layer of the gas sensitive portion.

本発明のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子は、基板と、前記基板上に設けられる電極と、前記電極に接触するように前記基板上に設けられるガス感応部と、前記ガス感応部を被覆する機能層とを備えるＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子であって、前記ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子が、前記基板上に立設する脚部をさらに備え、前記機能層が、前記ガス感応部および前記脚部に接触するように設けられることを特徴とする。 The MEMS-type semiconductor gas detection element of the present invention has a function of covering a substrate, an electrode provided on the substrate, a gas-sensitive portion provided on the substrate so as to come into contact with the electrode, and the gas-sensitive portion. A MEMS-type semiconductor gas detection element including a layer, wherein the MEMS-type semiconductor gas detection element further includes a leg portion erected on the substrate, and the functional layer is the gas-sensitive portion and the leg. It is characterized in that it is provided so as to come into contact with the portion.

前記脚部が、前記基板上の前記電極の少なくとも一部の外側に設けられることが好ましい。 It is preferable that the legs are provided on the outside of at least a part of the electrodes on the substrate.

前記脚部が、前記基板上の前記電極の少なくとも一部の外側の略全周に亘って設けられることが好ましい。 It is preferable that the legs are provided over substantially the entire outer circumference of at least a part of the electrodes on the substrate.

前記脚部が、前記基板上の前記電極の略全体の外側に設けられることが好ましい。 It is preferable that the legs are provided on the outer side of substantially the entire electrode on the substrate.

前記ガス感応部が、前記基板上の前記脚部の内側に設けられることが好ましい。 It is preferable that the gas-sensitive portion is provided inside the leg portion on the substrate.

本発明によれば、ガス感応部の上層に設けられる機能層の機能をより向上させることができるＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a MEMS type semiconductor gas detection element capable of further improving the function of the functional layer provided on the upper layer of the gas sensitive portion.

本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子の上面図である。It is a top view of the MEMS type semiconductor type gas detection element which concerns on one Embodiment of this invention. 図１のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子のＩＩ−ＩＩ線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of the MEMS type semiconductor gas detection element of FIG.

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子を説明する。ただし、以下に示す実施形態は一例であり、本発明のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子は以下の例に限定されることはない。 Hereinafter, the MEMS type semiconductor gas detection element according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiment shown below is an example, and the MEMS type semiconductor gas detection element of the present invention is not limited to the following example.

本実施形態のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子は、たとえば大気などの環境雰囲気において、環境雰囲気に含まれる検知対象ガスを検知するために用いられる。ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子は、表面に吸着した酸素と環境雰囲気中の検知対象ガスとの化学反応に伴って抵抗値（または電気伝導度）が変化することを利用して、検知対象ガスを検知する。検知対象ガスとしては、特に限定されることはなく、たとえば、水素、メタン、ブタン、イソブタン、プロパン、一酸化炭素、エタノールなどが例示される。 The MEMS type semiconductor gas detection element of the present embodiment is used to detect a detection target gas contained in the environmental atmosphere in an environmental atmosphere such as the atmosphere. The MEMS type semiconductor gas detection element uses the fact that the resistance value (or electrical conductivity) changes with the chemical reaction between the oxygen adsorbed on the surface and the detection target gas in the environmental atmosphere to detect the detection target gas. Detect. The gas to be detected is not particularly limited, and examples thereof include hydrogen, methane, butane, isobutane, propane, carbon monoxide, and ethanol.

ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子１は、図１および図２に示されるように、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）構造を有している。ＭＥＭＳ構造とは、シリコン基板などの基板の上に微細加工技術によって素子構成要素の少なくとも一部を集積化したデバイス構造のことを意味する。ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子１は、ＭＥＭＳ構造を有することにより、コイル型の半導体式ガス検知素子と比べて、小型化が可能で、低消費電力での駆動が可能である。 As shown in FIGS. 1 and 2, the MEMS type semiconductor type gas detection element 1 has a MEMS (Micro Electro Mechanical System) structure. The MEMS structure means a device structure in which at least a part of element components is integrated on a substrate such as a silicon substrate by microfabrication technology. Since the MEMS type semiconductor gas detection element 1 has a MEMS structure, it can be downsized and can be driven with low power consumption as compared with the coil type semiconductor gas detection element.

ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子１は、図１および図２に示されるように、基板２と、基板２上に設けられる電極３と、電極３に接触するように基板２上に設けられるガス感応部４と、ガス感応部４を被覆する機能層５とを備えている。また、ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子１は、基板２上に立設する脚部６をさらに備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the MEMS type semiconductor gas detection element 1 is provided on the substrate 2, the electrode 3 provided on the substrate 2, and the gas sensitive element 2 provided on the substrate 2 so as to be in contact with the electrode 3. A portion 4 and a functional layer 5 for covering the gas-sensitive portion 4 are provided. Further, the MEMS type semiconductor gas detection element 1 further includes a leg portion 6 erected on the substrate 2.

ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子１は、たとえば、公知のブリッジ回路（図示せず）に組み込まれて、ガス感応部４の表面の吸着酸素と環境雰囲気中の検知対象ガスとの化学反応に伴う抵抗値の変化が検出される。ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子１は、ガス感応部４の抵抗値の変化を検出するために、電極３を介してブリッジ回路に組み込まれる。ブリッジ回路は、ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子１における抵抗値の変化によって生じる回路内の電位差の変化を電位差計によって測定して、その電位差の変化を検知対象ガスの検知信号として出力する。ただし、ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子１は、ガス感応部４の表面の吸着酸素と検知対象ガスとの化学反応に伴って生じる抵抗値の変化を検出することができれば、ブリッジ回路に限定されることはなく、ブリッジ回路とは異なる回路に組み込まれて使用されてもよい。 The MEMS type semiconductor gas detection element 1 is incorporated into, for example, a known bridge circuit (not shown) and resists due to a chemical reaction between the adsorbed oxygen on the surface of the gas sensitive portion 4 and the gas to be detected in the environmental atmosphere. A change in value is detected. The MEMS type semiconductor gas detection element 1 is incorporated in a bridge circuit via an electrode 3 in order to detect a change in the resistance value of the gas sensitive unit 4. The bridge circuit measures the change in the potential difference in the circuit caused by the change in the resistance value in the MEMS type semiconductor gas detection element 1 with a potentiometer, and outputs the change in the potential difference as a detection signal of the detection target gas. However, the MEMS type semiconductor gas detection element 1 is limited to a bridge circuit as long as it can detect a change in resistance value that occurs due to a chemical reaction between the adsorbed oxygen on the surface of the gas sensitive portion 4 and the gas to be detected. It may be used by being incorporated in a circuit different from the bridge circuit.

基板２は、基板２に対して電気的に絶縁状態となるように、電極３、ガス感応部４、機能層５および脚部６（以下、まとめて「集積部Ａ」ともいう）を支持する部材である。基板２は、基板２に対して電気的に絶縁状態で積層体Ａを支持することができればよく、その構成は特に限定されることはない。基板２は、本実施形態では、図１および図２に示されるように、基板本体２１と、基板本体２１に支持される絶縁支持膜２２と、基板本体２１と絶縁支持膜２２との間に設けられる空洞部２３とを備えている。 The substrate 2 supports an electrode 3, a gas-sensitive portion 4, a functional layer 5, and a leg portion 6 (hereinafter collectively referred to as “integrated portion A”) so as to be electrically insulated from the substrate 2. It is a member. The substrate 2 is not particularly limited as long as it can support the laminated body A in an electrically insulated state with respect to the substrate 2. In the present embodiment, the substrate 2 is located between the substrate main body 21, the insulating support film 22 supported by the substrate main body 21, and the substrate main body 21 and the insulating support film 22, as shown in FIGS. 1 and 2. It is provided with a cavity portion 23 to be provided.

基板本体２１は、絶縁支持膜２２を支持し、絶縁支持膜２２を介して集積部Ａを支持する部材である。基板本体２１は、図２に示されるように、絶縁支持膜２２の下方（集積部Ａが設けられる側の反対側）に設けられ、下方から絶縁支持膜２２を支持する。基板本体２１は、絶縁支持膜２２との間に空洞部２３を形成するために、凹部２１ａが形成されている。基板本体２１は、絶縁支持膜２２を支持することができれば、特に限定されることはなく、たとえばシリコンなどにより形成される。 The substrate main body 21 is a member that supports the insulating support film 22 and supports the integrated portion A via the insulating support film 22. As shown in FIG. 2, the substrate main body 21 is provided below the insulating support film 22 (opposite the side where the integrated portion A is provided), and supports the insulating support film 22 from below. The substrate body 21 is formed with a recess 21a in order to form a cavity 23 with the insulating support film 22. The substrate main body 21 is not particularly limited as long as it can support the insulating support film 22, and is formed of, for example, silicon.

絶縁支持膜２２は、集積部Ａと基板本体２１との間が電気的に絶縁状態となるように、集積部Ａを支持する部材である。絶縁支持膜２２は、図２に示されるように、基板本体２１に設けられて、基板本体２１により支持される。絶縁支持膜２２は、絶縁物により膜状に形成される。絶縁支持膜２２は、本実施形態では、基板本体２１に接続される酸化シリコン膜２２ａと、酸化シリコン膜２２ａ上に設けられる窒化シリコン膜２２ｂと、窒化シリコン膜２２ｂ上に設けられる酸化シリコン膜２２ｃとを備え、これらの３層が積層されて形成される。絶縁支持膜２２は、たとえばＣＶＤなどの公知の成膜技術により形成することができる。 The insulating support film 22 is a member that supports the integrated portion A so that the integrated portion A and the substrate main body 21 are electrically insulated from each other. As shown in FIG. 2, the insulating support film 22 is provided on the substrate main body 21 and is supported by the substrate main body 21. The insulating support film 22 is formed in a film shape by an insulating material. In the present embodiment, the insulating support film 22 is a silicon oxide film 22a connected to the substrate main body 21, a silicon nitride film 22b provided on the silicon oxide film 22a, and a silicon oxide film 22c provided on the silicon nitride film 22b. These three layers are laminated and formed. The insulating support film 22 can be formed by a known film forming technique such as CVD.

絶縁支持膜２２は、基板本体２１との間を電気的に絶縁するように集積部Ａを支持することができればよく、その層構造、構成材料、膜厚は特に限定されない。たとえば、絶縁支持膜２２は、本実施形態では３層構造を有しているが、単層構造や３層以外の複層構造を有していてもよい。また、絶縁支持膜２２は、本実施形態では酸化シリコン膜や窒化シリコン膜により形成されているが、酸化アルミニウムなどの他の絶縁物により形成されてもよい。また、絶縁支持膜２２の膜厚は、特に限定されることはなく、基板本体２１との間を電気的に絶縁して集積部Ａを支持することができるように適宜設定することができる。 The insulating support film 22 only needs to be able to support the integrated portion A so as to electrically insulate the insulating support film 22 from the substrate main body 21, and its layer structure, constituent material, and film thickness are not particularly limited. For example, the insulating support film 22 has a three-layer structure in the present embodiment, but may have a single-layer structure or a multi-layer structure other than the three-layer structure. Further, although the insulating support film 22 is formed of a silicon oxide film or a silicon nitride film in the present embodiment, it may be formed of another insulating material such as aluminum oxide. Further, the film thickness of the insulating support film 22 is not particularly limited, and can be appropriately set so that the integrated portion A can be supported by electrically insulating the film from the substrate main body 21.

絶縁支持膜２２は、本実施形態では、図１および図２に示されるように、集積部Ａを支持する本体部２２１と、基板本体２１上に設けられる基部２２２と、本体部２２１と基部２２２とを接続する接続部２２３とを備えている。絶縁支持膜２２は、基部２２２を介して基板本体２１に支持され、本体部２２１を介して集積部Ａを支持する。本体部２２１、基部２２２および接続部２２３は、たとえば、均一な絶縁支持膜２２を形成した後に、公知のエッチング加工技術により形成することができる。 In the present embodiment, the insulating support film 22 includes a main body portion 221 that supports the integrated portion A, a base portion 222 provided on the substrate main body 21, and a main body portion 221 and a base portion 222, as shown in FIGS. 1 and 2. It is provided with a connection unit 223 for connecting to. The insulating support film 22 is supported by the substrate main body 21 via the base portion 222, and supports the integrated portion A via the main body portion 221. The main body portion 221 and the base portion 222 and the connecting portion 223 can be formed by, for example, a known etching processing technique after forming a uniform insulating support film 22.

本体部２２１は、接続部２２３を介して基部２２２に接続され、接続部２２３および基部２２２を介して基板本体２１に支持される。本体部２２１は、基板本体２１との間に形成された空洞部２３を介して基板本体２１から離間して設けられる。ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子１では、基板本体２１から離間して設けられる本体部２２１に集積部Ａが設けられることで、集積部Ａに加えられる熱が基板本体２１に伝導するのを抑制することができる。それによって、ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子１では、集積部Ａをより効率よく加熱することができ、低消費電力の駆動が可能になる。本体部２２１は、本実施形態では、図１に示されるように、上面視で略円形状に形成されている。しかし、本体部２２１は、基板本体２１から離間して設けられ、集積部Ａを支持することができれば、特に限定されることはなく、上面視で略矩形状など他の形状に形成されてもよい。 The main body 221 is connected to the base 222 via the connecting portion 223, and is supported by the substrate main body 21 via the connecting portion 223 and the base 222. The main body portion 221 is provided apart from the substrate main body 21 via a hollow portion 23 formed between the main body portion 221 and the substrate main body 21. In the MEMS type semiconductor gas detection element 1, the integrated portion A is provided in the main body portion 221 provided apart from the substrate main body 21, thereby suppressing the heat applied to the integrated portion A from being conducted to the substrate main body 21. be able to. As a result, in the MEMS type semiconductor gas detection element 1, the integrated portion A can be heated more efficiently, and low power consumption can be driven. In the present embodiment, the main body portion 221 is formed in a substantially circular shape in a top view as shown in FIG. However, the main body portion 221 is not particularly limited as long as it is provided apart from the substrate main body 21 and can support the integrated portion A, and may be formed into another shape such as a substantially rectangular shape in a top view. Good.

基部２２２は、図１および図２に示されるように、基板本体２１上に設けられ、基板本体２１に支持される。また、基部２２２は、接続部２２３を介して本体部２２１に接続され、接続部２２３を介して本体部２２１を支持する。基部２２２は、本実施形態では、中央部分が略矩形状にくり抜かれた枠状に形成され、その枠内に空洞部２３が形成されている。しかし、基部２２２は、基板本体２１上に設けられて、接続部２２３を介して本体部２２１を支持することができれば、特に限定されることはなく、略円形状など他の形状でくり抜かれた枠状に形成されてもよい。 The base 222 is provided on the substrate body 21 and is supported by the substrate body 21, as shown in FIGS. 1 and 2. Further, the base portion 222 is connected to the main body portion 221 via the connecting portion 223, and supports the main body portion 221 via the connecting portion 223. In the present embodiment, the base portion 222 is formed in a frame shape in which the central portion is hollowed out in a substantially rectangular shape, and the hollow portion 23 is formed in the frame. However, the base portion 222 is not particularly limited as long as it is provided on the substrate main body 21 and the main body portion 221 can be supported via the connecting portion 223, and is hollowed out in another shape such as a substantially circular shape. It may be formed in a frame shape.

接続部２２３は、図１に示されるように、本体部２２１と基部２２２とに接続されて、基部２２２に支持されながら本体部２２１を支持する。接続部２２３は、基板本体２１との間に形成された空洞部２３を介して基板本体２１から離間して設けられる。本体部２２１を基部２２２に接続する接続部２２３が基板本体２１から離間して設けられることにより、集積部Ａに加えられる熱が基板本体２１に伝導するのを抑制することができる。接続部２２３は、基部２２２の枠の内側面に接続され、基部２２２の枠の内側面から、基部２２２の枠の内側の略中央に位置する本体部２２１に向かって延びるように形成される。接続部２２３は、本実施形態では、基部２２２の枠の４つの内側面のそれぞれに接続され、本体部２２１を４方向から支持している。したがって、接続部２２３は、本体部２２１をバランスよく支持することができる。ただし、接続部２２３は、本体部２２１と基部２２２とを接続し、本体部２２１を支持することができればよく、図示された例に限定されることはない。 As shown in FIG. 1, the connecting portion 223 is connected to the main body portion 221 and the base portion 222, and supports the main body portion 221 while being supported by the base portion 222. The connecting portion 223 is provided apart from the substrate main body 21 via a hollow portion 23 formed between the connecting portion 223 and the substrate main body 21. By providing the connecting portion 223 for connecting the main body portion 221 to the base portion 222 at a distance from the substrate main body 21, it is possible to suppress the heat applied to the integrated portion A from being conducted to the substrate main body 21. The connecting portion 223 is connected to the inner side surface of the frame of the base portion 222, and is formed so as to extend from the inner side surface of the frame of the base portion 222 toward the main body portion 221 located substantially at the center inside the frame of the base portion 222. In the present embodiment, the connecting portion 223 is connected to each of the four inner side surfaces of the frame of the base portion 222, and supports the main body portion 221 from four directions. Therefore, the connecting portion 223 can support the main body portion 221 in a well-balanced manner. However, the connecting portion 223 is not limited to the illustrated example as long as it can connect the main body portion 221 and the base portion 222 and support the main body portion 221.

電極３は、ガス感応部４の抵抗値変化を検出するための部材である。電極３は、図１および図２に示されるように、基板２の絶縁支持膜２２の本体部２２１上に設けられ、その少なくとも一部がガス感応部４に被覆される。電極３は、本実施形態では、１つの電極として形成され、一端３ａが一方のリード線Ｌ１に接続され、他端３ｂが他方のリード線Ｌ２に接続される。一方および他方のリード線Ｌ１、Ｌ２を、たとえば公知のブリッジ回路（図示せず）に接続して、電極３の一端３ａと他端３ｂとの間の抵抗値を測定することにより、電極３とガス感応部４との合成抵抗値を測定することができる。そして、電極３とガス感応部４との合成抵抗値の変化を測定することにより、ガス感応部４の抵抗値変化を検出することができる。ただし、電極３は、ガス感応部４の抵抗値変化を検出するように構成されていれば、本実施形態に限定されることはなく、たとえば、２つの電極として形成され、２つの電極間の抵抗値変化を測定することによりガス感応部４の抵抗値変化を検出するように構成されていてもよい。 The electrode 3 is a member for detecting a change in the resistance value of the gas sensitive portion 4. As shown in FIGS. 1 and 2, the electrode 3 is provided on the main body portion 221 of the insulating support film 22 of the substrate 2, and at least a part thereof is covered with the gas sensitive portion 4. In the present embodiment, the electrode 3 is formed as one electrode, one end 3a is connected to one lead wire L1 and the other end 3b is connected to the other lead wire L2. One and the other lead wires L1 and L2 are connected to the electrode 3 by, for example, connecting to a known bridge circuit (not shown) and measuring the resistance value between one end 3a and the other end 3b of the electrode 3. The combined resistance value with the gas sensitive unit 4 can be measured. Then, by measuring the change in the combined resistance value between the electrode 3 and the gas-sensitive unit 4, the change in the resistance value of the gas-sensitive unit 4 can be detected. However, the electrode 3 is not limited to the present embodiment as long as it is configured to detect a change in the resistance value of the gas sensitive portion 4, and is not limited to this embodiment. For example, the electrode 3 is formed as two electrodes and is formed between the two electrodes. It may be configured to detect the change in the resistance value of the gas sensitive unit 4 by measuring the change in the resistance value.

電極３は、ガス感応部４の抵抗値変化を検出することができればよく、その配置は特に限定されない。電極３は、たとえば図１に示されるように、１つの接続部２２３に隣接する本体部２２１の端部近傍に配置される一端３ａから、１つの接続部２２３と対向する別の接続部２２３に隣接する本体部２２１の端部近傍に配置される他端３ｂまで、蛇行して配置される。電極３は、本体部２２１上で蛇行配置されることで、ガス感応部４に対して高密度で接触するので、ガス感応部４の抵抗値変化をより高い感度で検出することができる。電極３は、たとえば、電極３用材料により均一な膜を形成した後に、公知のエッチング加工技術により形成することができる。 The arrangement of the electrode 3 is not particularly limited as long as it can detect a change in the resistance value of the gas sensitive portion 4. As shown in FIG. 1, for example, the electrode 3 is transferred from one end 3a arranged near the end of the main body 221 adjacent to one connection 223 to another connection 223 facing one connection 223. It meanders to the other end 3b, which is arranged near the end of the adjacent main body 221. Since the electrodes 3 are arranged in a meandering manner on the main body portion 221 and come into contact with the gas sensitive portion 4 at a high density, changes in the resistance value of the gas sensitive portion 4 can be detected with higher sensitivity. The electrode 3 can be formed by, for example, a known etching processing technique after forming a uniform film with the material for the electrode 3.

電極３は、ガス感応部４の抵抗値変化を検出することができればよく、その構成材料は特に限定されない。電極３は、たとえば白金、白金−ロジウム合金などの貴金属などにより形成することができる。また、電極３は、たとえば図２に示されるように、任意で、基板２の絶縁支持膜２２の本体部２２１との密着性を高めるために、酸化タンタルなどにより形成される接着層７を介して本体部２２１に設けられてもよい。 The electrode 3 is not particularly limited as long as it can detect a change in the resistance value of the gas sensitive portion 4. The electrode 3 can be formed of, for example, a precious metal such as platinum or a platinum-rhodium alloy. Further, as shown in FIG. 2, for example, the electrode 3 is optionally via an adhesive layer 7 formed of tantalum oxide or the like in order to enhance the adhesion of the insulating support film 22 of the substrate 2 to the main body 221. It may be provided on the main body 221.

電極３は、本実施形態では、通電により発熱して、ガス感応部４を加熱するヒータとしても機能する。したがって、電極３は、通電によって、ガス感応部４（および機能層５）を、検知対象ガスの検知に適した温度に加熱することができる。ただし、電極３は、少なくともガス感応部４の抵抗値変化を検出することができればよく、ガス感応部４を加熱するためのヒータとは別に設けられてもよい。 In the present embodiment, the electrode 3 also functions as a heater that heats the gas-sensitive portion 4 by generating heat when energized. Therefore, the electrode 3 can heat the gas sensitive portion 4 (and the functional layer 5) to a temperature suitable for detecting the detection target gas by energization. However, the electrode 3 only needs to be able to detect at least a change in the resistance value of the gas-sensitive unit 4, and may be provided separately from the heater for heating the gas-sensitive unit 4.

ガス感応部４は、金属酸化物半導体を主成分とし、表面の吸着酸素と検知対象ガスとの化学反応に伴って電気抵抗が変化する部位である。ガス感応部４は、図２に示されるように、電極３に接触するように基板２上に設けられる。ガス感応部４が電極３に接触するように設けられることで、電極３を介してガス感応部４の電気抵抗の変化を検出することができる。ガス感応部４は、電極３に接触するように基板２上に設けられていればよく、基板２上の設けられる位置は特に限定されない。本実施形態では、ガス感応部４は、基板２の絶縁支持膜２２の本体部２２１上の脚部６の内側（本体部２２１の中心側）に設けられる。そして、ガス感応部４は、脚部６の内側に接触するように設けられる。ガス感応部４が基板２上で脚部６の内側に設けられることで、以下で詳しく述べるように、ガス感応部４の外側からガス感応部４に対する機能層５の密着が補助されるので、ガス感応部４に対する機能層５の密着性がより向上する。 The gas-sensitive unit 4 is a portion containing a metal oxide semiconductor as a main component and whose electrical resistance changes with a chemical reaction between the adsorbed oxygen on the surface and the gas to be detected. As shown in FIG. 2, the gas sensitive portion 4 is provided on the substrate 2 so as to be in contact with the electrode 3. By providing the gas-sensitive portion 4 so as to be in contact with the electrode 3, it is possible to detect a change in the electrical resistance of the gas-sensitive portion 4 via the electrode 3. The gas-sensitive portion 4 may be provided on the substrate 2 so as to be in contact with the electrode 3, and the position on the substrate 2 is not particularly limited. In the present embodiment, the gas sensitive portion 4 is provided inside the leg portion 6 (center side of the main body portion 221) on the main body portion 221 of the insulating support film 22 of the substrate 2. The gas sensitive portion 4 is provided so as to come into contact with the inside of the leg portion 6. By providing the gas-sensitive portion 4 on the substrate 2 inside the leg portion 6, the adhesion of the functional layer 5 to the gas-sensitive portion 4 from the outside of the gas-sensitive portion 4 is assisted as described in detail below. The adhesion of the functional layer 5 to the gas-sensitive portion 4 is further improved.

ガス感応部４は、基板２上において、電極３によって抵抗変化を検出できるように設けられればよく、その形成方法は特に限定されない。ガス感応部４は、たとえば、金属酸化物半導体の微粉体を溶媒に混ぜてペースト状としたものを、予め電極３が設けられた基板２上に塗布して乾燥させることにより形成することが可能である。あるいは、ガス感応部４は、スパッタリングなどの公知の成膜技術を用いて形成することも可能である。 The gas-sensitive portion 4 may be provided on the substrate 2 so that the resistance change can be detected by the electrode 3, and the forming method thereof is not particularly limited. The gas-sensitive portion 4 can be formed, for example, by mixing fine powder of a metal oxide semiconductor with a solvent to form a paste, which is applied onto a substrate 2 provided with an electrode 3 in advance and dried. Is. Alternatively, the gas sensitive portion 4 can be formed by using a known film forming technique such as sputtering.

ガス感応部４の金属酸化物半導体としては、吸着酸素と検知対象ガスとの化学反応に伴って電気抵抗が変化するものであれば、特に限定されることはない。たとえば、ガス感応部４の金属酸化物半導体としては、酸素吸着、および吸着酸素とガス成分との化学反応を促進し、ガス検知感度を向上させるという観点から、ｎ型半導体を用いることが好ましく、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛および酸化タングステンの中から選択される少なくとも１種を含む金属酸化物半導体を用いることがさらに好ましく、酸化スズおよび酸化インジウムの中から選択される少なくとも１種を含む金属酸化物半導体を用いることがよりさらに好ましい。 The metal oxide semiconductor of the gas sensitive portion 4 is not particularly limited as long as the electric resistance changes with the chemical reaction between the adsorbed oxygen and the gas to be detected. For example, as the metal oxide semiconductor of the gas sensitive portion 4, it is preferable to use an n-type semiconductor from the viewpoint of promoting oxygen adsorption and the chemical reaction between the adsorbed oxygen and the gas component and improving the gas detection sensitivity. It is more preferable to use a metal oxide semiconductor containing at least one selected from tin oxide, indium oxide, zinc oxide and tungsten oxide, and a metal containing at least one selected from tin oxide and indium oxide. It is even more preferable to use an oxide semiconductor.

ガス感応部４の金属酸化物半導体は、電気抵抗を調整するために、ドナーとして金属元素が添加されていてもよい。添加される金属元素としては、金属酸化物半導体中にドナーとして添加可能であり、金属酸化物半導体の電気抵抗を調整することが可能であれば、特に限定されることはないが、たとえば、アンチモン、ニオブおよびタングステンの中から選択される少なくとも１種が例示される。また、ガス感応部４の金属酸化物半導体は、電気抵抗を調整するために、金属酸化物半導体中に酸素欠損が導入されてもよい。金属元素濃度や酸素欠損濃度は、要求される電気抵抗に応じて、適宜設定することができる。 The metal oxide semiconductor of the gas sensitive portion 4 may have a metal element added as a donor in order to adjust the electric resistance. The metal element to be added is not particularly limited as long as it can be added as a donor in the metal oxide semiconductor and the electrical resistance of the metal oxide semiconductor can be adjusted, but for example, antimony. , At least one selected from niobium and tungsten is exemplified. Further, in the metal oxide semiconductor of the gas sensitive portion 4, oxygen deficiency may be introduced into the metal oxide semiconductor in order to adjust the electric resistance. The metal element concentration and the oxygen deficiency concentration can be appropriately set according to the required electrical resistance.

機能層５は、ガス感応部４における検知対象ガスの選択性を向上させる機能や、ガス感応部４の劣化を抑制する機能など、ガス感応部４のガス検知特性を向上させる機能を有する層である。機能層５は、図２に示されるように、ガス感応部４および脚部６に接触するように設けられる。機能層５は、ガス感応部４および脚部６に接触するように設けられることで、ガス感応部４だけでなく脚部６にも密着する。機能層５は、脚部６にも密着することで、ガス感応部４との密着が補助されるので、ガス感応部４に対する密着性が向上し、ガス感応部４から剥離するのが抑制される。本実施形態のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子１では、機能層５のガス感応部４からの剥離が抑制されることで、機能層５の機能をより向上させることができる。機能層５は、ガス感応部４および脚部６に接触するように設けられていればよく、ガス感応部４および脚部６と接触しながら、脚部６の外側で絶縁支持膜２２と接触するように設けられていてもよい。 The functional layer 5 is a layer having a function of improving the gas detection characteristics of the gas sensitive unit 4, such as a function of improving the selectivity of the detection target gas in the gas sensitive unit 4 and a function of suppressing deterioration of the gas sensitive unit 4. is there. As shown in FIG. 2, the functional layer 5 is provided so as to come into contact with the gas-sensitive portion 4 and the leg portion 6. The functional layer 5 is provided so as to be in contact with the gas-sensitive portion 4 and the leg portion 6, so that the functional layer 5 is in close contact with not only the gas-sensitive portion 4 but also the leg portion 6. Since the functional layer 5 also adheres to the leg portion 6 to assist the adhesion to the gas-sensitive portion 4, the adhesion to the gas-sensitive portion 4 is improved and peeling from the gas-sensitive portion 4 is suppressed. To. In the MEMS type semiconductor gas detection element 1 of the present embodiment, the function of the functional layer 5 can be further improved by suppressing the peeling of the functional layer 5 from the gas sensitive portion 4. The functional layer 5 may be provided so as to be in contact with the gas-sensitive portion 4 and the leg portion 6, and is in contact with the insulating support film 22 on the outside of the leg portion 6 while being in contact with the gas-sensitive portion 4 and the leg portion 6. It may be provided so as to do so.

本実施形態では、機能層５として、ガス感応部４の劣化を抑制し、ガス感応部４を保護する機能を有する２種類の層（以下、第１機能層、第２機能層という）が例示される。ただし、機能層５としては、ガス感応部４のガス検知特性を向上させる機能を有するものであれば、特に限定されることはなく、半導体式ガス検知素子において、金属酸化物半導体を主成分とするガス感応部を被覆することでガス感応部のガス検知特性を向上させる機能を有する公知の層を採用することができる。 In the present embodiment, as the functional layer 5, two types of layers having a function of suppressing deterioration of the gas-sensitive portion 4 and protecting the gas-sensitive portion 4 (hereinafter, referred to as a first functional layer and a second functional layer) are exemplified. Will be done. However, the functional layer 5 is not particularly limited as long as it has a function of improving the gas detection characteristics of the gas sensitive portion 4, and the semiconductor type gas detection element contains a metal oxide semiconductor as a main component. By covering the gas-sensitive portion, a known layer having a function of improving the gas detection characteristics of the gas-sensitive portion can be adopted.

第１の例である第１機能層５は、環境雰囲気中に含まれる検知対象ガス以外の特定のガス成分（たとえば有機シリコーンガス）からガス感応部４を保護し、ガス感応部４の耐久性を向上させる。第１機能層５は、たとえば、環境雰囲気中に含まれる有機シリコーンガス（たとえば、ヘキサメチルジシロキサンなど）がガス感応部４に付着することによってガス感応部４が被毒する（ガス感応部４の検知感度が変化してＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子１が誤作動する）のを抑制する。 The first functional layer 5, which is the first example, protects the gas-sensitive portion 4 from a specific gas component (for example, organic silicone gas) other than the detection target gas contained in the environmental atmosphere, and the durability of the gas-sensitive portion 4 To improve. In the first functional layer 5, for example, the gas-sensitive portion 4 is poisoned by the adhesion of organic silicone gas (for example, hexamethyldisiloxane) contained in the environmental atmosphere to the gas-sensitive portion 4 (gas-sensitive portion 4). The detection sensitivity of the MEMS type semiconductor gas detection element 1 changes and the MEMS type semiconductor gas detection element 1 malfunctions).

第１機能層５は、ガス感応部４を保護し、ガス感応部４の耐久性を向上させるという目的のために、金属酸化物半導体に金属酸化物が担持されて形成される。金属酸化物半導体としては、特に限定されることはなく、たとえば、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛および酸化タングステンの中から選択される少なくとも１種を含む金属酸化物半導体を用いることができる。金属酸化物としては、特定のガス成分からガス感応部４を保護し得る金属酸化物であり、たとえば、酸化クロム、酸化パラジウム、酸化コバルト、酸化鉄、酸化ロジウム、酸化銅、酸化セリウム、酸化白金、酸化タングステンおよび酸化ランタンの中から選択される少なくとも１種を用いることができる。金属酸化物は、上に例示された中でも、ガス感応部４の劣化をよりさらに抑制する観点から、酸化クロムおよび酸化パラジウムの中から選択される少なくとも１種であることが好ましい。 The first functional layer 5 is formed by supporting a metal oxide on a metal oxide semiconductor for the purpose of protecting the gas-sensitive portion 4 and improving the durability of the gas-sensitive portion 4. The metal oxide semiconductor is not particularly limited, and for example, a metal oxide semiconductor containing at least one selected from tin oxide, indium oxide, zinc oxide and tungsten oxide can be used. The metal oxide is a metal oxide that can protect the gas sensitive portion 4 from a specific gas component, and is, for example, chromium oxide, palladium oxide, cobalt oxide, iron oxide, rhodium oxide, copper oxide, cerium oxide, and platinum oxide. , At least one selected from tungsten oxide and lanthanum oxide can be used. Among the metal oxides exemplified above, it is preferable that the metal oxide is at least one selected from chromium oxide and palladium oxide from the viewpoint of further suppressing the deterioration of the gas-sensitive portion 4.

第１機能層５は、特定のガス成分からガス感応部４を保護し、ガス感応部４の耐久性を向上させることができれば、その形成方法は特に限定されない。第１機能層５は、たとえば、金属酸化物半導体の微粉体と金属酸化物の微粉体との混合物を溶媒に混ぜてペースト状としたものをガス感応部４に塗布して乾燥させることによって形成することができる。 The method for forming the first functional layer 5 is not particularly limited as long as it can protect the gas-sensitive portion 4 from a specific gas component and improve the durability of the gas-sensitive portion 4. The first functional layer 5 is formed, for example, by mixing a mixture of a fine powder of a metal oxide semiconductor and a fine powder of a metal oxide with a solvent to form a paste, which is applied to a gas-sensitive portion 4 and dried. can do.

第２の例である第２機能層５は、第１機能層５と同様の目的のために、絶縁性金属酸化物により構成される。第２機能層５は、絶縁性金属酸化物により特定のガス成分を捕捉することで、ガス感応部４を保護する。また、第２機能層５が絶縁性金属酸化物により構成されることで、第２機能層５中に電流が流れることが抑制され、検知対象ガス検知時のガス感応部４の抵抗値変化に及ぼす影響を抑えることができるので、検知対象ガスの検知感度が低下するのを抑えることができる。絶縁性金属酸化物としては、特に限定されることはないが、たとえば酸化アルミニウムおよび酸化シリコンの中から選択される少なくとも１種が例示される。 The second functional layer 5, which is the second example, is made of an insulating metal oxide for the same purpose as the first functional layer 5. The second functional layer 5 protects the gas sensitive portion 4 by capturing a specific gas component with an insulating metal oxide. Further, since the second functional layer 5 is composed of the insulating metal oxide, the current is suppressed from flowing through the second functional layer 5, and the resistance value of the gas sensitive unit 4 changes when the detection target gas is detected. Since the effect can be suppressed, it is possible to suppress a decrease in the detection sensitivity of the detection target gas. The insulating metal oxide is not particularly limited, and examples thereof include at least one selected from aluminum oxide and silicon oxide.

第２機能層５は、絶縁性金属酸化物に、酸化活性を有する金属酸化物が担持されて形成されてもよい。第２機能層５は、酸化活性を有する金属酸化物が絶縁性金属酸化物に担持されて形成されることにより、ガス感応部４の劣化をより抑制することができる。酸化活性を有する金属酸化物としては、たとえば、酸化クロム、酸化パラジウム、酸化コバルト、酸化鉄、酸化ロジウム、酸化銅、酸化セリウム、酸化白金、酸化タングステンおよび酸化ランタンの中から選択される少なくとも１種が例示される。金属酸化物は、上に例示された中でも、ガス感応部４の劣化をよりさらに抑制する観点から、酸化クロムおよび酸化パラジウムの中から選択される少なくとも１種であることが好ましい。 The second functional layer 5 may be formed by supporting a metal oxide having an oxidizing activity on an insulating metal oxide. The second functional layer 5 is formed by supporting a metal oxide having an oxidizing activity on an insulating metal oxide, so that deterioration of the gas-sensitive portion 4 can be further suppressed. As the metal oxide having oxidative activity, for example, at least one selected from chromium oxide, palladium oxide, cobalt oxide, iron oxide, rhodium oxide, copper oxide, cerium oxide, platinum oxide, tungsten oxide and lanthanum oxide. Is exemplified. Among the metal oxides exemplified above, it is preferable that the metal oxide is at least one selected from chromium oxide and palladium oxide from the viewpoint of further suppressing the deterioration of the gas-sensitive portion 4.

第２機能層５は、特定のガス成分からガス感応部４を保護し、ガス感応部４の耐久性を向上させることができれば、その形成方法は特に限定されない。第２機能層５は、たとえば、絶縁性金属酸化物の微粉体と金属酸化物の微粉体との混合物を溶媒に混ぜてペースト状としたものをガス感応部４に塗布して乾燥させることによって形成することができる。 The method for forming the second functional layer 5 is not particularly limited as long as it can protect the gas-sensitive portion 4 from a specific gas component and improve the durability of the gas-sensitive portion 4. The second functional layer 5 is formed by, for example, mixing a mixture of a fine powder of an insulating metal oxide and a fine powder of a metal oxide with a solvent to form a paste, which is applied to the gas-sensitive portion 4 and dried. Can be formed.

脚部６は、図２に示されるように、基板２の絶縁支持膜２２の本体部２２１上に立設する部位である。脚部６は、基板２上に立設することで、ガス感応部４とともに機能層５に接触する。脚部６は、ガス感応部４とともに機能層５に接触することで、機能層５のガス感応部４への密着を補助し、機能層５のガス感応部４への密着性を向上させる。本実施形態のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子１では、機能層５のガス感応部４への密着性が向上して、機能層５のガス感応部４からの剥離が抑制されるので、機能層５の機能をより向上させることができる。 As shown in FIG. 2, the leg portion 6 is a portion to be erected on the main body portion 221 of the insulating support film 22 of the substrate 2. The legs 6 come into contact with the functional layer 5 together with the gas-sensitive portions 4 by standing on the substrate 2. By contacting the functional layer 5 together with the gas-sensitive portion 4, the legs 6 assist the functional layer 5 in adhering to the gas-sensitive portion 4 and improve the adhesiveness of the functional layer 5 to the gas-sensitive portion 4. In the MEMS-type semiconductor gas detection element 1 of the present embodiment, the adhesion of the functional layer 5 to the gas-sensitive portion 4 is improved, and peeling of the functional layer 5 from the gas-sensitive portion 4 is suppressed. The function of 5 can be further improved.

脚部６は、本実施形態では、図１に示されるように、基板２上の電極３の略全体の外側に設けられる。それによって、脚部６は、電極３に接触するように設けられるガス感応部４の外側で、機能層５のガス感応部４に対する密着を補助するので、機能層５のガス感応部４への密着性をより向上させることができる。ただし、脚部６は、ガス感応部４とともに機能層５に接触するように基板２上に立設して、機能層５のガス感応部４に対する密着を補助することができれば、必ずしも基板２上の電極３の略全体の外側に設けられてなくてもよく、基板２上の電極３の少なくとも一部の外側に設けられていてもよい。また、脚部６は、本実施形態では、基板２上の電極３の略全体の外側の全周に亘って設けられる。より具体的には、脚部６は、基板２の絶縁支持膜２２の本体部２２１の外周に沿って、略円環状に形成されている。それによって、脚部６は、電極３に接触するように設けられるガス感応部４の外側の全周に亘って、機能層５のガス感応部４に対する密着を補助するので、機能層５のガス感応部４への密着性をよりさらに向上させることができる。ただし、脚部６は、ガス感応部４とともに機能層５に接触するように基板２上に立設して、機能層５のガス感応部４に対する密着を補助することができれば、必ずしも基板２上の電極３の略全体の外側の全周に亘って設けられてなくてもよく、基板２上の電極３の少なくとも一部の外側の略全周に亘って設けられていてもよい。さらに、脚部６は、必ずしも基板２上の電極３の外側の略全周に設けられてなくてもよく、基板２上の電極３の外側の略全周の少なくとも一部に設けられていてもよい。 In the present embodiment, the legs 6 are provided on the outside of substantially the entire electrode 3 on the substrate 2, as shown in FIG. As a result, the leg portion 6 assists the functional layer 5 to adhere to the gas-sensitive portion 4 on the outside of the gas-sensitive portion 4 provided so as to come into contact with the electrode 3, so that the leg portion 6 can be attached to the gas-sensitive portion 4 of the functional layer 5. Adhesion can be further improved. However, if the legs 6 can be erected on the substrate 2 together with the gas-sensitive portion 4 so as to be in contact with the functional layer 5 to assist the functional layer 5 in adhering to the gas-sensitive portion 4, it is not necessarily on the substrate 2. It may not be provided on the outside of substantially the entire electrode 3 of the above, and may be provided on the outside of at least a part of the electrode 3 on the substrate 2. Further, in the present embodiment, the leg portion 6 is provided over the entire outer circumference of substantially the entire electrode 3 on the substrate 2. More specifically, the leg portion 6 is formed in a substantially annular shape along the outer circumference of the main body portion 221 of the insulating support film 22 of the substrate 2. As a result, the legs 6 assist the functional layer 5 in adhering to the gas-sensitive portion 4 over the entire outer circumference of the gas-sensitive portion 4 provided in contact with the electrode 3, so that the gas in the functional layer 5 is gas-sensitive. The adhesion to the sensitive portion 4 can be further improved. However, if the legs 6 can be erected on the substrate 2 together with the gas-sensitive portion 4 so as to be in contact with the functional layer 5 to assist the functional layer 5 in adhering to the gas-sensitive portion 4, it is not necessarily on the substrate 2. It may not be provided over substantially the entire outer circumference of the electrode 3 of the above, and may be provided over substantially the entire outer circumference of at least a part of the electrode 3 on the substrate 2. Further, the leg portion 6 does not necessarily have to be provided on substantially the entire outer circumference of the electrode 3 on the substrate 2, and is provided on at least a part of substantially the outer circumference of the electrode 3 on the substrate 2. May be good.

脚部６は、ガス感応部４とともに機能層５に接触するように基板２上に立設して、機能層５のガス感応部４に対する密着を補助することができればよく、その幅および厚さは、特に限定されることはない。脚部６の幅および厚さは、ガス感応部４とともに機能層５に接触して、機能層５のガス感応部４に対する密着を補助することができるように適宜設定することができる。脚部６の幅は機能層５の膜厚と同程度かそれ以上が好ましく、脚部６の厚さは電極３の膜厚と同程度が好ましい。 The legs 6 may be erected on the substrate 2 together with the gas-sensitive portion 4 so as to be in contact with the functional layer 5 to assist the functional layer 5 in adhering to the gas-sensitive portion 4, and the width and thickness thereof. Is not particularly limited. The width and thickness of the legs 6 can be appropriately set so as to come into contact with the functional layer 5 together with the gas-sensitive portion 4 to assist the functional layer 5 in adhering to the gas-sensitive portion 4. The width of the leg portion 6 is preferably about the same as or wider than the film thickness of the functional layer 5, and the thickness of the leg portion 6 is preferably about the same as the film thickness of the electrode 3.

脚部６は、基板２上に立設して、ガス感応部４とともに機能層５に接触するように設けることができればよく、その形成方法は特に限定されることはない。脚部６は、たとえば、脚部６用材料により均一な膜を形成した後に、公知のエッチング加工技術により形成することができる。 The leg portion 6 may be provided upright on the substrate 2 so as to be in contact with the functional layer 5 together with the gas sensitive portion 4, and the method for forming the leg portion 6 is not particularly limited. The leg portion 6 can be formed by, for example, a known etching processing technique after forming a uniform film with the material for the leg portion 6.

脚部６は、機能層５のガス感応部４に対する密着を補助することができればよく、脚部６の構成材料は特に限定されることはない。脚部６の構成材料としては、機能層５の材料に応じて、機能層５のガス感応部４に対する密着を補助することができるように機能層５との密着性を確保できる材料から適宜選択することができる。脚部６の構成材料としては、たとえば、ガス感応部４に接触することによってガス感応部４の抵抗値に影響を及ぼさない材料により構成されることが好ましく、たとえば、酸化シリコン、酸化アルミニウム、ならびにシリコンおよびアルミニウムの複合酸化物などの絶縁性酸化物が例示される、 The leg portion 6 only needs to be able to assist the functional layer 5 in adhering to the gas sensitive portion 4, and the constituent material of the leg portion 6 is not particularly limited. As the constituent material of the leg portion 6, depending on the material of the functional layer 5, a material capable of ensuring adhesion to the functional layer 5 can be appropriately selected so as to assist the adhesion of the functional layer 5 to the gas-sensitive portion 4. can do. The constituent material of the leg portion 6 is preferably composed of, for example, a material that does not affect the resistance value of the gas sensitive portion 4 by contacting with the gas sensitive portion 4, and for example, silicon oxide, aluminum oxide, and the like. Insulating oxides such as composite oxides of silicon and aluminum are exemplified,

１ ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子
２ 基板
２１ 基板本体
２１ａ 凹部
２２ 絶縁支持膜
２２ａ 酸化シリコン膜
２２ｂ 窒化シリコン膜
２２ｃ 酸化シリコン膜
２２１ 本体部
２２２ 基部
２２３ 接続部
２３ 空洞部
３ 電極
３ａ 電極の一端
３ｂ 電極の他端
４ ガス感応部
５ 機能層
６ 脚部
７ 接着層
Ａ 集積部
Ｌ１ 一方のリード線
Ｌ２ 他方のリード線 1 MEMS type semiconductor gas detection element 2 Substrate 21 Substrate body 21a Recessed portion 22 Insulation support film 22a Silicon oxide film 22b Silicon nitride film 22c Silicon oxide film 221 Main body 222 Base 223 Connection 23 Cavity 3 Electrode 3a One end of electrode 3b Electrode The other end of the 4 gas-sensitive part 5 functional layer 6 leg part 7 adhesive layer A integrated part L1 one lead wire L2 the other lead wire

Claims (5)

基板と、
前記基板上に設けられる電極と、
前記電極に接触するように前記基板上に設けられるガス感応部と、
前記ガス感応部を被覆する機能層と
を備えるＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子であって、
前記ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子が、前記基板上に立設する脚部をさらに備え、
前記機能層が、前記ガス感応部および前記脚部に接触するように設けられる、
ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子。 With the board
Electrodes provided on the substrate and
A gas-sensitive portion provided on the substrate so as to contact the electrodes,
A MEMS-type semiconductor gas detection element including a functional layer that covers the gas-sensitive portion.
The MEMS type semiconductor gas detection element further includes a leg portion that stands on the substrate.
The functional layer is provided so as to be in contact with the gas-sensitive portion and the leg portion.
MEMS type semiconductor gas detection element. 前記脚部が、前記基板上の前記電極の少なくとも一部の外側に設けられる、
請求項１に記載のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子。 The legs are provided on the outside of at least a portion of the electrodes on the substrate.
The MEMS type semiconductor gas detection element according to claim 1. 前記脚部が、前記基板上の前記電極の少なくとも一部の外側の略全周に亘って設けられる、
請求項１または２に記載のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子。 The legs are provided over substantially the entire outer circumference of at least a portion of the electrodes on the substrate.
The MEMS type semiconductor gas detection element according to claim 1 or 2. 前記脚部が、前記基板上の前記電極の略全体の外側に設けられる、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子。 The legs are provided on the outer side of substantially the entire electrode on the substrate.
The MEMS type semiconductor gas detection element according to any one of claims 1 to 3. 前記ガス感応部が、前記基板上の前記脚部の内側に設けられる、
請求項２〜４のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子。 The gas-sensitive portion is provided inside the leg portion on the substrate.
The MEMS type semiconductor gas detection element according to any one of claims 2 to 4.
JP2019068583A 2019-03-29 2019-03-29 MEMS type semiconductor gas detector Active JP6679788B1 (en)

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