JP3151342B2 - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサInfo
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/4162—Systems investigating the composition of gases, by the influence exerted on ionic conductivity in a liquid
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプレーナ形ガスセンサ、
特にｐＣＯ2又はｐＯ2センサに関する。
特にｐＣＯ2又はｐＯ2センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】水性媒体、例えば血液中の二酸化炭素の
分圧（ｐＣＯ2）は通常いわゆるゼフェリングハウス
（Ｓｅｖｅｒｉｎｇｈａｕｓ）の原理に基づき、即ちｐ
Ｈ感応性ガラス電極をベースとするセンサにより計測さ
れる（これに関してはゲペル（Ｗ．Ｇｏｅｐｅｌ）、ヘ
ッセ（Ｊ．Ｈｅｓｓｅ）及びツェメル（Ｊ．Ｎ．Ｚｅｍ
ｅｌ）著「センサ：広範囲の調査（Ｓｅｎｓｏｒｓ：Ａ
Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｓｕｒｖｅｙ）」第２
巻（「化学的及び生化学的センサ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｅｎｓｏｒ
ｓ）」）、ＶＣＨ出版協会、ワインハイム在、１９９１
年、第４８８〜４８９頁参照）。その際ｐＨセンサはＡ
ｇ／ＡｇＣｌ参照電極と共に不緩衝性のＮａＣｌ／Ｎａ
ＨＣＯ3 液中にある。この装置はシリコンゴムのような
疎水性物質からなる膜で測定溶液と分離されている。二
酸化炭素はイオンとは対照的にこの膜により透析され、
その内部にある溶液のｐＨ値を以下の化学式 ＣＯ2 ＋ Ｈ2Ｏ →← Ｈ2ＣＯ3 →← ＨＣＯ3 - ＋ Ｈ+ のように変えることができる。その際内部溶液のＣｌ-
濃度は一定に保たれるため、Ａｇ／ＡｇＣｌ電極は一定
した参照電位を生じる（これに関しては例えばキャマン
（Ｋ．Ｃａｍｍａｎｎ）著「イオン選択性電極による動
作（Ｄａｓ Ａｒｂｅｉｔｅｎ ｍｉｔ ｉｏｎｅｎｓ
ｅｌｅｋｔｉｖｅｎ Ｅｌｅｋｔｒｏｄｅ）」、第２
版、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ Ｖｅｒｌａｇ出版、ベルリン、
ハイデルベルグ在、１９７７年、第９５〜９６頁参
照）。
分圧（ｐＣＯ2）は通常いわゆるゼフェリングハウス
（Ｓｅｖｅｒｉｎｇｈａｕｓ）の原理に基づき、即ちｐ
Ｈ感応性ガラス電極をベースとするセンサにより計測さ
れる（これに関してはゲペル（Ｗ．Ｇｏｅｐｅｌ）、ヘ
ッセ（Ｊ．Ｈｅｓｓｅ）及びツェメル（Ｊ．Ｎ．Ｚｅｍ
ｅｌ）著「センサ：広範囲の調査（Ｓｅｎｓｏｒｓ：Ａ
Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｓｕｒｖｅｙ）」第２
巻（「化学的及び生化学的センサ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｅｎｓｏｒ
ｓ）」）、ＶＣＨ出版協会、ワインハイム在、１９９１
年、第４８８〜４８９頁参照）。その際ｐＨセンサはＡ
ｇ／ＡｇＣｌ参照電極と共に不緩衝性のＮａＣｌ／Ｎａ
ＨＣＯ3 液中にある。この装置はシリコンゴムのような
疎水性物質からなる膜で測定溶液と分離されている。二
酸化炭素はイオンとは対照的にこの膜により透析され、
その内部にある溶液のｐＨ値を以下の化学式 ＣＯ2 ＋ Ｈ2Ｏ →← Ｈ2ＣＯ3 →← ＨＣＯ3 - ＋ Ｈ+ のように変えることができる。その際内部溶液のＣｌ-
濃度は一定に保たれるため、Ａｇ／ＡｇＣｌ電極は一定
した参照電位を生じる（これに関しては例えばキャマン
（Ｋ．Ｃａｍｍａｎｎ）著「イオン選択性電極による動
作（Ｄａｓ Ａｒｂｅｉｔｅｎ ｍｉｔ ｉｏｎｅｎｓ
ｅｌｅｋｔｉｖｅｎ Ｅｌｅｋｔｒｏｄｅ）」、第２
版、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ Ｖｅｒｌａｇ出版、ベルリン、
ハイデルベルグ在、１９７７年、第９５〜９６頁参
照）。
【０００３】ゼフェリングハウスの原理をｐＨ感応性電
界効果形トランジスタを有するプレーナテクノロジー装
置に適用することは既に研究されてきた。しかしこれら
の装置はまだ完成には至っていない。ところでゼフェリ
ングハウス型のｐＣＯ2センサはカテーテル端子の形で
公知である（「Ｍｅｄ．＆Ｂｉｏｌ．Ｅｎｇ．＆ Ｃｏ
ｍｐｕｔ．」、第１８巻（１９８０年）、第７４１〜７
４５頁参照）。それによるとｐＨ−ＩＳＦＥＴ、即ちｐ
Ｈ感応性ＩＳＦＥＴ（イオン感応性電界効果形トランジ
スタ）がＡｇ／ＡｇＣｌ電極と共に薄いナイロン小管の
先端に取り付けられている。ゼフェリングハウスの原理
に基づく別のＣＯ2センサの場合ｐＨ−ＩＳＦＥＴは温
度感応性ダイオードとチップ上で連結されている。
（「センサ及びアクチュエーターズ（Ｓｅｎｓｏｒｓ
ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ）」第１７巻（１９８９
年）、第２７５〜２７８頁参照）。このセンサはチップ
上には集積されていないＡｇ／ＡｇＣｌ線を参照電極と
して有している（ハイブリット装置）。
界効果形トランジスタを有するプレーナテクノロジー装
置に適用することは既に研究されてきた。しかしこれら
の装置はまだ完成には至っていない。ところでゼフェリ
ングハウス型のｐＣＯ2センサはカテーテル端子の形で
公知である（「Ｍｅｄ．＆Ｂｉｏｌ．Ｅｎｇ．＆ Ｃｏ
ｍｐｕｔ．」、第１８巻（１９８０年）、第７４１〜７
４５頁参照）。それによるとｐＨ−ＩＳＦＥＴ、即ちｐ
Ｈ感応性ＩＳＦＥＴ（イオン感応性電界効果形トランジ
スタ）がＡｇ／ＡｇＣｌ電極と共に薄いナイロン小管の
先端に取り付けられている。ゼフェリングハウスの原理
に基づく別のＣＯ2センサの場合ｐＨ−ＩＳＦＥＴは温
度感応性ダイオードとチップ上で連結されている。
（「センサ及びアクチュエーターズ（Ｓｅｎｓｏｒｓ
ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ）」第１７巻（１９８９
年）、第２７５〜２７８頁参照）。このセンサはチップ
上には集積されていないＡｇ／ＡｇＣｌ線を参照電極と
して有している（ハイブリット装置）。
【０００４】１枚のチップ上に配置された複数のイオン
及びガスセンサを備えたゼフェリングハウス型のｐＣＯ
2センサを有する集積化学センサも既に公知である
（「センサ及びアクチュエーターズ・ビー（Ｓｅｎｓｏ
ｒｓ ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ Ｂ）」第２巻（１
９９０年）、第２９１〜２９５頁参照）。このｐＣＯ2
センサは内部ｐＨセンサとしてＳｉ3Ｎ4ゲートを有する
ＩＳＦＥＴ及びＡｇ／ＡｇＣｌ参照電極を有しており、
その際ｐＨ−ＩＳＦＥＴ及び参照電極はポリイミドから
なるマイクロプールによって囲まれている。このマイク
ロプール内にはポリビニルアルコール、ＮａＣｌ及びＮ
ａＨＣＯ3 からなる電解ゲルが入っている。この電解ゲ
ルは厚さ５０〜１００μｍのシリコンゴムからなるガス
透過性膜で覆われている。センサの作動開始時に電解層
は水蒸気を取り込み、膨化し、その結果その上にあるシ
リコン層を物理的に負荷する。この膜はその縁部（厚さ
数μｍ）がポリイミドのマイクロプールの壁と接続され
ているだけなので、電解液を持続的に密閉することもま
た被覆することも保証することはできない。
及びガスセンサを備えたゼフェリングハウス型のｐＣＯ
2センサを有する集積化学センサも既に公知である
（「センサ及びアクチュエーターズ・ビー（Ｓｅｎｓｏ
ｒｓ ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ Ｂ）」第２巻（１
９９０年）、第２９１〜２９５頁参照）。このｐＣＯ2
センサは内部ｐＨセンサとしてＳｉ3Ｎ4ゲートを有する
ＩＳＦＥＴ及びＡｇ／ＡｇＣｌ参照電極を有しており、
その際ｐＨ−ＩＳＦＥＴ及び参照電極はポリイミドから
なるマイクロプールによって囲まれている。このマイク
ロプール内にはポリビニルアルコール、ＮａＣｌ及びＮ
ａＨＣＯ3 からなる電解ゲルが入っている。この電解ゲ
ルは厚さ５０〜１００μｍのシリコンゴムからなるガス
透過性膜で覆われている。センサの作動開始時に電解層
は水蒸気を取り込み、膨化し、その結果その上にあるシ
リコン層を物理的に負荷する。この膜はその縁部（厚さ
数μｍ）がポリイミドのマイクロプールの壁と接続され
ているだけなので、電解液を持続的に密閉することもま
た被覆することも保証することはできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、持続
的機能を保証し、大量生産が可能なプレーナ形ガスセン
サ、特にｐＣＯ2又はｐＯ2センサを提供することにあ
る。
的機能を保証し、大量生産が可能なプレーナ形ガスセン
サ、特にｐＣＯ2又はｐＯ2センサを提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、平坦な基板上にあるｐＨセンサ又は少なくともこの
基板上にある貴金属電極と、ｐＨセンサ又は貴金属電極
に隣接する参照電極と、参照電極及びｐＨセンサ又は貴
金属電極を覆う第１のポリマー構造物により囲まれてい
る電解層と、電解層並びに第１のポリマー構造物の外側
の基板の表面領域を覆う第２のポリマー構造物により囲
まれている疎水性物質からなる層とを備えるガスセンサ
により解決される。
り、平坦な基板上にあるｐＨセンサ又は少なくともこの
基板上にある貴金属電極と、ｐＨセンサ又は貴金属電極
に隣接する参照電極と、参照電極及びｐＨセンサ又は貴
金属電極を覆う第１のポリマー構造物により囲まれてい
る電解層と、電解層並びに第１のポリマー構造物の外側
の基板の表面領域を覆う第２のポリマー構造物により囲
まれている疎水性物質からなる層とを備えるガスセンサ
により解決される。
【０００７】本発明によるガスセンサはｐＨセンサか又
は少なくとも貴金属電極をいずれの場合にも参照電極と
組み合わせることを基本とする。ｐＨセンサの場合この
ガスセンサは二酸化炭素及び類似のガスを計測するのに
役立つが、貴金属電極の場合には酸素を計測するのに役
立つ。このｐＨセンサは酸化アルミニウム又は石英のよ
うな絶縁基板上に配設されているｐＨ感応性電極、例え
ばＩｒＯ2電極であってもよい。有利にはこのｐＨセン
サは、シリコンのような半導体基板上にあるｐＨ−ＩＳ
ＦＥＴである。また貴金属電極は有利には白金からな
る。この参照電極は貴金属電極を１個しか備えていない
場合同時に対向電極の役目もする。それ以外の場合には
対向電極として第２の貴金属電極を用いる。これらの貴
金属電極は薄膜として形成されている。
は少なくとも貴金属電極をいずれの場合にも参照電極と
組み合わせることを基本とする。ｐＨセンサの場合この
ガスセンサは二酸化炭素及び類似のガスを計測するのに
役立つが、貴金属電極の場合には酸素を計測するのに役
立つ。このｐＨセンサは酸化アルミニウム又は石英のよ
うな絶縁基板上に配設されているｐＨ感応性電極、例え
ばＩｒＯ2電極であってもよい。有利にはこのｐＨセン
サは、シリコンのような半導体基板上にあるｐＨ−ＩＳ
ＦＥＴである。また貴金属電極は有利には白金からな
る。この参照電極は貴金属電極を１個しか備えていない
場合同時に対向電極の役目もする。それ以外の場合には
対向電極として第２の貴金属電極を用いる。これらの貴
金属電極は薄膜として形成されている。
【０００８】絶縁基板上に配設されている参照電極とし
ては有利には例えばモノリシック構造に形成されている
Ａｇ／ＡｇＣｌ電極が用いられる。ｐＯ2 センサの場合
参照電極はただ一個のＡｇ／ＡｇＣｌ電極である。ｐＣ
Ｏ2 センサ及び二酸化炭素のようなガス用のセンサの場
合参照電極も平坦な貴金属電極、特に白金からなる電極
であってもよい。この種の参照電極は酸化還元に感応性
である。
ては有利には例えばモノリシック構造に形成されている
Ａｇ／ＡｇＣｌ電極が用いられる。ｐＯ2 センサの場合
参照電極はただ一個のＡｇ／ＡｇＣｌ電極である。ｐＣ
Ｏ2 センサ及び二酸化炭素のようなガス用のセンサの場
合参照電極も平坦な貴金属電極、特に白金からなる電極
であってもよい。この種の参照電極は酸化還元に感応性
である。
【０００９】ｐＨセンサ又は貴金属電極及び参照電極か
らなるこの装置上には第１ポリマー構造物により囲まれ
ている電解層がある。このポリマー構造物は例えばｐＨ
センサ又は貴金属電極及び参照電極を囲んでいるポリマ
ー物質からなる環である。この環はポリマー物質からな
る層をパターン化することにより形成される。その際例
えば直径約３５０μｍのいわゆる内側プールが形成され
る。更にこの内側プールは電解液で満たされている。同
様にしてポリマー物質からなる層をパターン化すること
によって第１ポリマー構造物を囲む第２ポリマー構造物
が形成される。このようにして直径約６００μｍのいわ
ゆる外側プールが形成される。この外側プールを疎水性
物質の溶液で満たし、こうして電解層を液密に覆う疎水
性物質からなる層が得られる。
らなるこの装置上には第１ポリマー構造物により囲まれ
ている電解層がある。このポリマー構造物は例えばｐＨ
センサ又は貴金属電極及び参照電極を囲んでいるポリマ
ー物質からなる環である。この環はポリマー物質からな
る層をパターン化することにより形成される。その際例
えば直径約３５０μｍのいわゆる内側プールが形成され
る。更にこの内側プールは電解液で満たされている。同
様にしてポリマー物質からなる層をパターン化すること
によって第１ポリマー構造物を囲む第２ポリマー構造物
が形成される。このようにして直径約６００μｍのいわ
ゆる外側プールが形成される。この外側プールを疎水性
物質の溶液で満たし、こうして電解層を液密に覆う疎水
性物質からなる層が得られる。
【００１０】しかし疎水性物質からなる層は電解層、即
ち第１ポリマー構造物も含めてｐＨセンサ又は貴金属電
極及び参照電極からなる装置ばかりでなく、この両ポリ
マー構造物間にある基板の表面領域も覆う。その際疎水
性膜は基板表面と固く結合される。即ち両ポリマー構造
物間の間隔に相応して一般に１００μｍ以上の比較的大
きな範囲にわたって結合される。こうして極めて良好な
電解質の密閉が保証される。このことは特に、薄いＳｉ
Ｏ2 層で覆われたシリコン基板を使用する場合及びポリ
シロキサンがＳｉＯ2 に極めて良好に粘着するため、疎
水性膜がポリシロキサンからなる場合がこれに該当す
る。
ち第１ポリマー構造物も含めてｐＨセンサ又は貴金属電
極及び参照電極からなる装置ばかりでなく、この両ポリ
マー構造物間にある基板の表面領域も覆う。その際疎水
性膜は基板表面と固く結合される。即ち両ポリマー構造
物間の間隔に相応して一般に１００μｍ以上の比較的大
きな範囲にわたって結合される。こうして極めて良好な
電解質の密閉が保証される。このことは特に、薄いＳｉ
Ｏ2 層で覆われたシリコン基板を使用する場合及びポリ
シロキサンがＳｉＯ2 に極めて良好に粘着するため、疎
水性膜がポリシロキサンからなる場合がこれに該当す
る。
【００１１】第１ポリマー構造物は有利には１〜１０μ
ｍの高さを有するが、しかし更に高く、即ち特に３０μ
ｍまでの高さがあってもよい。第２ポリマー構造物は有
利には２０〜３０μｍの高さを有するが、一般に約３０
μｍの高さである。第１ポリマー構造物の幅は有利には
１０〜５０μｍであり、第１と第２ポリマー構造物との
間の間隔は有利には５０〜２００μｍである。これらの
ポリマー構造物は特に円形に形成されているが、しかし
例えば正方形又は長方形であってもよい。両ポリマー構
造物の材料としては有利にはポリイミドを使用する。し
かしその他にポリベンズオキサゾールのようなパターン
化可能のポリマー物質であってもよい。
ｍの高さを有するが、しかし更に高く、即ち特に３０μ
ｍまでの高さがあってもよい。第２ポリマー構造物は有
利には２０〜３０μｍの高さを有するが、一般に約３０
μｍの高さである。第１ポリマー構造物の幅は有利には
１０〜５０μｍであり、第１と第２ポリマー構造物との
間の間隔は有利には５０〜２００μｍである。これらの
ポリマー構造物は特に円形に形成されているが、しかし
例えば正方形又は長方形であってもよい。両ポリマー構
造物の材料としては有利にはポリイミドを使用する。し
かしその他にポリベンズオキサゾールのようなパターン
化可能のポリマー物質であってもよい。
【００１２】電解層は一般にヒドロゲルを含有してい
る。ヒドロゲルとしては有利にはポリビニルピロリドン
（ＰＶＰ）を使用するが、それとともに他のポリビニル
アルコール（ＰＶＡ）及び高分子の２−ヒドロキシエチ
ルメタクリレート（ｐＨＥＭＡ）のような疎水性ポリマ
ーも使用できる。ｐＣＯ2 センサの場合電解層は付加的
に炭酸水素塩、特に炭酸水素ナトリウムを含有してい
る。参照電極としてＡｇ／ＡｇＣｌ電極を備えている場
合電解質は塩化物特に塩化カリウムを含んでおり、貴金
属電極を備えている場合電解質は特にＫ4 ［Ｆｅ（Ｃ
Ｎ）6］／Ｋ3［Ｆｅ（ＣＮ）6］の形のＦｅ2+ ／Ｆｅ3+
のような酸化還元緩衝系を含んでいる。
る。ヒドロゲルとしては有利にはポリビニルピロリドン
（ＰＶＰ）を使用するが、それとともに他のポリビニル
アルコール（ＰＶＡ）及び高分子の２−ヒドロキシエチ
ルメタクリレート（ｐＨＥＭＡ）のような疎水性ポリマ
ーも使用できる。ｐＣＯ2 センサの場合電解層は付加的
に炭酸水素塩、特に炭酸水素ナトリウムを含有してい
る。参照電極としてＡｇ／ＡｇＣｌ電極を備えている場
合電解質は塩化物特に塩化カリウムを含んでおり、貴金
属電極を備えている場合電解質は特にＫ4 ［Ｆｅ（Ｃ
Ｎ）6］／Ｋ3［Ｆｅ（ＣＮ）6］の形のＦｅ2+ ／Ｆｅ3+
のような酸化還元緩衝系を含んでいる。
【００１３】疎水性物質からなる層は有利にはシリコン
又はシリコンゴムの形のポリシロキサンからなる。この
物質はＳｉＯ2及びＳｉ3Ｎ4のような物質に極めて良好
に粘着し、従ってガスセンサの作動状態で膨潤又は流動
性電解質を持続的に封入及び密閉することが保証される
利点を有する。
又はシリコンゴムの形のポリシロキサンからなる。この
物質はＳｉＯ2及びＳｉ3Ｎ4のような物質に極めて良好
に粘着し、従ってガスセンサの作動状態で膨潤又は流動
性電解質を持続的に封入及び密閉することが保証される
利点を有する。
【００１４】本発明によるガスセンサは一般に水性媒体
に使用されるが、しかし湿気を含んだガス流の計測にも
使用できる。本発明によるガスセンサはｐＯ2 センサと
しての他に有利にはｐＣＯ2 センサとして、即ち二酸化
炭素の計測に使用される。この種のガスセンサはｐＨセ
ンサを有していることから原則として水性溶液中に導入
した場合水素イオンを発生するか又はこれを捕捉する、
即ち電解質中にｐＨ値の変化を惹起する全てのガスを計
測することができる。この種のガスには二酸化炭素（Ｃ
Ｏ2 ）の他に特にアンモニア（ＮＨ3）、二酸化硫黄
（ＳＯ2）、二酸化窒素（ＮＯ2）、フッ化水素（Ｈ
Ｆ）、硫化水素（Ｈ2Ｓ）及び青酸又はシアン化水素酸
（ＨＣＮ）が属する。
に使用されるが、しかし湿気を含んだガス流の計測にも
使用できる。本発明によるガスセンサはｐＯ2 センサと
しての他に有利にはｐＣＯ2 センサとして、即ち二酸化
炭素の計測に使用される。この種のガスセンサはｐＨセ
ンサを有していることから原則として水性溶液中に導入
した場合水素イオンを発生するか又はこれを捕捉する、
即ち電解質中にｐＨ値の変化を惹起する全てのガスを計
測することができる。この種のガスには二酸化炭素（Ｃ
Ｏ2 ）の他に特にアンモニア（ＮＨ3）、二酸化硫黄
（ＳＯ2）、二酸化窒素（ＮＯ2）、フッ化水素（Ｈ
Ｆ）、硫化水素（Ｈ2Ｓ）及び青酸又はシアン化水素酸
（ＨＣＮ）が属する。
【００１５】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づき以下に詳述す
る。
る。
【００１６】平坦な基板（特にシリコン基板）１０上に
ｐＨセンサ１１、特にｐＨ−ＩＳＦＥＴが配設され、こ
れに参照電極１２が隣接している。ｐＨセンサ１１及び
参照電極１２は電解層１３により覆われており、この電
解層は環状の第１ポリマー構造物１４により囲まれてい
る。即ち電解層１３は第１ポリマー構造物１４の内側の
空間内にある。環状の第１ポリマー構造物１４は孔１６
を有するポリマー層１７の形で第２ポリマー構造物１５
により囲まれている。第２ポリマー構造物１５の内側の
空間は疎水性物質で満たされている。即ち電解層１３及
び第１ポリマー構造物１４の外側にある基板１０の表面
領域１８は疎水性物質からなる層１９で覆われている。
従ってこの層１９は第２ポリマー構造物１５によって囲
まれている。
ｐＨセンサ１１、特にｐＨ−ＩＳＦＥＴが配設され、こ
れに参照電極１２が隣接している。ｐＨセンサ１１及び
参照電極１２は電解層１３により覆われており、この電
解層は環状の第１ポリマー構造物１４により囲まれてい
る。即ち電解層１３は第１ポリマー構造物１４の内側の
空間内にある。環状の第１ポリマー構造物１４は孔１６
を有するポリマー層１７の形で第２ポリマー構造物１５
により囲まれている。第２ポリマー構造物１５の内側の
空間は疎水性物質で満たされている。即ち電解層１３及
び第１ポリマー構造物１４の外側にある基板１０の表面
領域１８は疎水性物質からなる層１９で覆われている。
従ってこの層１９は第２ポリマー構造物１５によって囲
まれている。
【図１】本発明のプレーナ形ガスセンサの一実施例の横
断面図。
断面図。
【図２】本発明のプレーナ形ガスセンサの一実施例の平
面図。
面図。
１０ 基板 １１ ｐＨセンサ １２ 参照電極 １３ 電解層 １４ 第１ポリマー構造物 １５ 第２ポリマー構造物 １６ 孔 １７ ポリマー層 １８ 基板の表面領域 １９ 疎水性物質からなる層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウオルフガング シエルター ドイツ連邦共和国 91080 ウツテンロ イト アイヒエンドルフシユトラーセ ７ (72)発明者 ジークルン ラング ドイツ連邦共和国 91058 エルランゲ ン ブレスラウエルシユトラーセ 11 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/414 G01N 24/404 G01N 24/416
Claims (10)
- 【請求項１】 平坦な基板（１０）上にあるｐＨセンサ
（１１）又は少なくともこの基板上にある貴金属電極
と、ｐＨセンサ（１１）又は貴金属電極に隣接する参照
電極（１２）と、参照電極（１２）及びｐＨセンサ（１
１）又は貴金属電極を覆う第１のポリマー構造物（１
４）により囲まれる電解層（１３）と、電解層（１３）
並びに第１のポリマー構造物（１４）の外側の基板の表
面領域（１８）を覆う第２のポリマー構造物（１５）に
よって囲まれる疎水性物質からなる層（１９）とを備え
ることを特徴とするガスセンサ。 - 【請求項２】 ｐＨセンサ（１１）がｐＨ−ＩＳＦＥＴ
であることを特徴とする請求項１記載のガスセンサ。 - 【請求項３】 第１ポリマー構造物（１４）が１〜１０
μｍ、第２ポリマー構造物（１５）が１〜３０μｍの高
さを有することを特徴とする請求項１又は２記載のガス
センサ。 - 【請求項４】 第１ポリマー構造物（１４）が１０〜５
０μｍの幅を有し、第１及び第２ポリマー構造物（１
４、１５）間の間隔が５０〜２００μｍであることを特
徴とする請求項１ないし３の１つに記載のガスセンサ。 - 【請求項５】 第１及び第２ポリマー構造物（１４、１
５）がポリイミドからなることを特徴とする請求項１な
いし４の１つに記載のガスセンサ。 - 【請求項６】 電解層（１３）がヒドロゲルを含有して
いることを特徴とする請求項１ないし５の１つに記載の
ガスセンサ。 - 【請求項７】 ヒドロゲルがポリビニルピロリドンであ
ることを特徴とする請求項６記載のガスセンサ。 - 【請求項８】 ヒドロゲルが酸性炭酸塩を含有している
ことを特徴とする請求項６又は７記載のガスセンサ。 - 【請求項９】 疎水性物質からなる層（１９）がポリシ
ロキサンからなることを特徴とする請求項１ないし８の
１つに記載のガスセンサ。 - 【請求項１０】 参照電極（１２）がＡｇ／ＡｇＣｌ電
極であることを特徴とする請求項１ないし９の１つに記
載のガスセンサ。
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