JP4575392B2

JP4575392B2 - 薄膜ガスセンサー構成

Info

Publication number: JP4575392B2
Application number: JP2006551465A
Authority: JP
Inventors: ペンダーグラス，ロバート
Original assignee: エイチツースキャンコーポレイション
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2025-01-27
Also published as: CN1947007B; CN1947007A; US20050183967A1; JP2007519928A; US20070240489A1; DE112005000249T5; US7565827B2; DE112005000249B4; US7228725B2; WO2005073715A1

Description

発明の分野
本発明は、ガス流内の成分の存在を検出するセンサーに関する。より詳細には、本発明は、第１及び第２の水素検知素子、基準素子、加熱素子、及び温度検知素子を有する水素ガスセンサーの構成に関する。

発明の背景
ガスセンサーの応用では、下になる基板上のセンサー素子の配置は、その性能を改良又は最適化するような特定の属性を表すべきである。特に、要素が基本的に同じ温度に維持されるように、センサーの検知及び動作素子を物理的に配置及び集積化することが望ましい。実際に、センサー素子は、素子により占有される基板面積を最小にするように配置されるべきで、それによりセンサー素子内の熱伝達及び伝導の損失を低減又は最小にする。第２に、占有する基板面積を最小化することは、センサーを製造するのに必要な基板材料の量を低減もして、製造コストを低減する。

Sandia National Laboratories (R.Thomas and R.Hughes, "Sensors for Detecting Molecular Hydrogen Based on PD Metal Alloys", J. Electrochem. Soc., Vol. 144, No. 9, September 1997 及び米国特許第5,279,795号参照）により開発されたような一般的な従来技術の解決方法は、センサーの検知及び動作素子のインターレース（交互配置）を有する。このような従来の解決方法は、必要以上に非常に大きな面積にセンサー要素を配置する幾何的な構成を採用することになり、このため熱レイアウトについて効果的でなくなる設計を行うことになり、センサーの検知素子（Sandiaの設計の場合には容量性の金属酸化膜半導体（ＭＯＳ））が共通で一様な熱環境を占めることができない。Sandiaの設計は、下にある基板材料の大きな不使用部分を生じるために、最適な製造コストより大きなコストにもなる。Sandia又は類似の従来技術の設計は、センサーアセンブリィの熱環境を最適化することを目指していなかった。また、Sandia又は類似の従来技術の設計は、センサーアセンブリィの機械的な小型化を目指していなかった。

一般的な従来技術の解決方法は、加熱素子、温度センサー及びガスセンサーのいくつかの熱的な集積化を行うが、その幾何的な配置は、このような素子がフロー（流れ）に反応するものであった。フローに反応することは、測定されるガス流のフローレートがそのような素子と熱伝導できるようにすることになり、それらの温度を低下させて、素子の温度をそれら固有の及び所望のレベルに戻すのに付加的な電気的パワーを必要とすることになる。Sandia型のセンサー設計は付加的な容量（ＭＯＳ）センサーを含み、それはアセンブリィの部分の外に配置され、制御可能で一様な熱特性を有する。更に、このような一般的な従来技術の設計は、センサー素子が配置される下側のシリコンダイ又は基板上の非常に大きな無駄スペースを有し、製造コスト及びセンサー素子から外部環境への熱損失を倍加（約３倍）する。

本発明のガスセンサーアセンブリィでは、検知及び制御素子は、下になる基板の上に取り付けられ、熱的な完全性を維持し、熱損失を防止するように動作する。特に、センサー素子により占有される面積は最小にされ、すなわちセンサー素子への及びそれからの熱伝達／伝導による熱損失を最小化するか又は低減するようにされる。本発明のガスセンサーアセンブリィは、基板上に取り付けられるセンサー素子の個数を最大化又は増加させることにより、製造及び部品コストを最小化又は低減するように、小型にも構成される。

発明の概要
一般的な従来技術のガスセンサーの上記の欠点の１つ以上は、本発明のガスセンサーにより解決され、このセンサーは、ダイ基板上に占める面積を維持及び／又は最適化する幾何的な構成で４個の薄膜素子を集積化し、これにより温熱損失を低減及び／又は最小化する。

本発明のガス流の成分を検知するガスセンサーは、
（ａ）熱伝導性があり、電気的に絶縁性である基板、
（ｂ）前記基板に取り付けられ、第１の濃度範囲内の前記ガス成分を検知することができる第１のガス検知素子、
（ｃ）前記基板に取り付けられ、前記第１のガス検知素子と一致した電気的特性を持ち、前記成分に反応しない基準素子、
（ｄ）前記基板に取り付けられ、前記第１のガス検知素子及び前記基準素子を実質的に区切る加熱素子、
（ｅ）前記基板に取り付けられ、前記第１のガス検知素子及び前記基準素子を実質的に区切る温度検知素子、及び
（ｆ）前記基板に取り付けられ、第２の濃度範囲内の前記ガス成分を検知することができる第２のガス検知素子、を備える。

本発明のガスセンサーの好適な実施例では、前記第１のガス検知素子と前記基準素子のそれぞれは、前記ガス流の成分にさらされると変化する電気的性質を有する材料を備える。前記温度検知素子は、前記加熱素子を実質的に区切ることが好ましい。前記第２のガス検知素子は、前記第１のガス検知素子及び前記基準素子を実質的に区切ることが好ましい。前記第２のガス検知素子は、前記温度検知素子を実質的に区切ることが好ましい。

本発明のガスセンサーの好適な実施例では、前記第１のガス検知素子と前記基準素子のそれぞれは、金属ゲート金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）の固体状態装置である。前記ＭＯＳ装置が、ＭＯＳキャパシタを備えることが可能である。更に、前記ＭＯＳ装置が、ＭＯＳトランジスタを備えることが可能である。前記第１のガスＭＯＳ装置の金属ゲートは、パラジウムとパラジウム合金からなるグループから選択された金属を備えることが好ましい。前記パラジウム合金が、パラジウム／ニッケル、パラジウム／金及びパラジウム／銀からなるグループから選択されることが好ましい。前記基準素子のＭＯＳ装置の金属ゲートが、前記ガス流の成分に対して不活性である金属を備えることが好ましい。好ましい前記不活性の金属が、金である。前記基準素子のＭＯＳ装置の金属ゲートが、前記ガス流の成分に対して不活性でないが不動化された金属を備えることもできる。前記不活性でない金属が、ガラス又は活性ポリマー材料のような不活性のコーティング材料の付着により不動化されることが好ましい。

本発明のガスセンサーの好適な実施例では、前記基板が、シリコンを含む材料を備える。前記加熱素子が、抵抗加熱素子であることが好ましい。前記温度検知素子が、抵抗の安定な温度係数を有する材料を備えることが好ましく、ニッケルがもっとも好ましい。前記第２のガス検知素子は、触媒金属抵抗であることが好ましく、パラジウム／ニッケル合金がもっとも好ましい。

本発明のガスセンサーは、ガス流内の水素濃度を検知するように特に構成されている。前記第１のガス検知素子は、１．３３３１１×１０^-4から１．３３３１１×１０³Ｐａ（１０^-6から１０Ｔｏｒｒ）である第１の水素濃度範囲の水素を検知する。前記第２のガス検知素子は、１．３３３１１×１０²Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）以上である第２の水素濃度範囲の水素を検知する。

ガス流の成分を検知する方法は、
（ａ）基板上に取り付けられた第１のガス検知素子と、前記基板上に取り付けられ、前記第１のガス検知素子に一致した電気的な特性を有し、前記成分に反応しない基準素子の間の電圧差を測定することにより、第１の濃度レンジ内の前記成分を検知し、
（ｂ）基板上に取り付けられた第２のガス検知素子の電気的な特性における変化を測定することにより、第２の濃度レンジ内の前記成分を検知する、ことを備える。

検知方法の好適な実施例は、
（ｃ）前記第１のガス検知素子と前記基準素子を一様な温度環境内に維持することを更に備える。
前記一様な温度環境は、温度検知素子に応答する加熱素子を使用して維持されることが好ましく、前記加熱素子が前記第１のガス検知素子及び前記基準素子を実質的に区切り、前記温度検知素子が、前記第１のガス検知素子、前記基準素子及び前記加熱素子を実質的に区切る。

ガス流の成分を検知するガスセンサーを製造する方法は、
（ａ）熱伝導性で、電気的に絶縁性体である基板上に、第１の濃度範囲内の前記ガス成分を検知することができる第１のガス検知素子を取り付け、
（ｂ）前記基板に、前記ガス検知素子と一致した電気的特性を持ち、前記成分に反応しない基準素子を取り付け、
（ｃ）前記基板に、前記第１のガス検知素子及び前記基準素子を実質的に区切る加熱素子を取り付け、
（ｄ）前記基板に、前記第１のガス検知素子及び前記基準素子を実質的に区切る温度検知素子を取り付け、及び
（ｅ）前記基板に、第２の濃度範囲内の前記ガス成分を検知することができる第２のガス検知素子を取り付けること、を備える。

好適な製造方法では、前記第１のガス検知素子と前記基準素子のそれぞれは、前記ガス流の成分にさらされると変化する電気的性質を有する材料を備える。前記温度検知素子は、前記加熱素子を実質的に区切ることが好ましい。前記第２のガス検知素子は、前記第１のガス検知素子及び前記基準素子を実質的に区切ることが好ましい。前記第２のガス検知素子は、前記温度検知素子を実質的に区切ることが好ましい。前記第１のガス検知素子と前記基準素子のそれぞれは、金属ゲート金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）の固体状態装置であることが好ましい。前記ＭＯＳ装置が、ＭＯＳキャパシタを備えることができ、ＭＯＳトランジスタを備えることができる。

好適な実施例の詳細な説明
本発明の薄膜ガスセンサー設計により達成される主たる改良は、対称な幾何構成を有し、加熱及び検知素子でこの対称な構成を囲む小型で、熱効率がよい設計である。幾何構成は、使用するダイの表面積を最小化又は低減するのが通常である。小型の構成は、集積化された幾何構成と小型の幾何構成の両方の要因で、センサーの表面積に亘る温度差に対する感度を最小化又は低減する。

図１を見ると、薄膜ガスセンサー１００は、ガスセンサー１００を横切るように向けられたガス流内の成分（図示され、以下に詳細が説明される装置では水素）を検知することが可能である。センサー１００は、熱伝導性があり、電気的に絶縁性である基板１５０を有する。基板１５０は、シリコンを含む材料を備えることが好ましい。第１のガス検知素子１６０は、基板１５０上に取り付けられる。第１のガス検知素子１６０は、第１の濃度範囲内の成分を検知することができる。

更に図１に示すように、基準素子１７０は基板上に取り付けられる。第１のガス検知素子１６０は水素に反応する（感度を有する）が、基準素子１７０は水素に反応しない（感度を有さない）。しかし、基準素子１７０及び第１のガス検知素子１６０は、一致する電気的特性を有する（すなわち、基準素子１７０の電気的特性であり、基準素子１７０は、もし水素に反応するようにすれば、第１のガス検知素子１６０により表される電圧及び／又は抵抗における変化に対応する電圧及び／又は抵抗における変化を表すであろう）。

加熱素子１８０は、基板１５０上に取り付けられ、図１に示すように、実質的に第１のガス検知素子１６０及び基準素子１７０を区切る。温度検知素子１９０は、基板１５０上に取り付けられ、実質的に第１のガス検知素子１６０及び基準素子１７０を区切る。図示の構成では、温度検知素子１９０は、実質的に加熱素子１８０も区切る。

第２のガス検知素子２１０も、基板１５０上に取り付けられる。図示の構成では、第２のガス検知素子２１０は、実質的に第１のガス検知素子１６０及び基準素子１７０を区切り、温度検知素子１９０も実質的に区切る。図１に示した第２のガス検知素子２１０は、触媒金属抵抗であり、パラジウム／ニッケル合金から形成されるのが好ましく、第２の濃度範囲内の成分を検知することができる。

第１のガス検知素子１６０と基準素子１７０は、金属酸化膜シリコン（ＭＯＳ）キャパシタであることが好ましい。このようなＭＯＳ装置は、容量型に限定されず、ｐ−ｎ−ｐトランジスタ、電解効果トランジスタ（ＦＥＴ）又はダイオード構成などの形でも実現できる。

図１に示したガスセンサー１００では、第１のガス検知素子１６０と基準素子１７０のそれぞれは、金属ゲート金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）の固体状態装置である。第１のガス検知素子１６０の金属ゲートは、パラジウム／ニッケルから形成されることが望ましい。基準素子１７０の金属ゲートは、金から形成されることが望ましい。図１に示した加熱素子１８０は、抵抗加熱素子である。図１に示した温度検知素子１９０は、ニッケルから形成されることが好ましい。第２のガス検知素子は触媒金属抵抗であり、パラジウム／ニッケル合金から形成されることが好ましい。

図１に示すように、第１のガス検知素子１６０はそれに形成されたターミナル１６０ａを有する。基準素子１７０はそれに形成されたターミナル１７０ａを有する。加熱素子１８０は、基板１５０上の加熱素子１８０の経路（トレース）の反対側の端に形成されたターミナル１８０ａ、１８０ｂを有する。温度検知素子１９０は、基板１５０上の温度検知素子１９０の軌跡のそれぞれの反対側の端に形成された２組のターミナル１９０ａ、１９０ｂ及び１９０ｃ、１９０ｄを有する。第２のガス検知素子２１０も、基板１５０上の第２のガス検知素子２１０の軌跡のそれぞれの反対側の端に形成された２組のターミナル２１０ａ、２１０ｂ及び２１０ｃ、２１０ｄを有する。

図２は、図１のガスセンサー１００を組み込んだフレキシブル回路（図でフレキ回路２８０として示される回路）の基部の端の拡大図である。図２はガスセンサー１００とフレキ回路の間の電気的な接続の詳細を示す。フレキ回路は、その上側表面上に配置された複数の銅のトレースを有する。図３に示し、図３を参照して以下に説明するように、フレキ回路の末端の銅トレースは、フレキ回路の基部の端に位置して（図示していない）回路基板上に取り付けるためのピン接続まで伸びて電気的に接続される。

図２に示すように、センサー１００は、第１のガス検知素子１６０、基準素子１７０、加熱素子１８０、温度検知素子１９０及び第２のガス検知素子２１０が取り付けられた基板１５０を有する。更に図２に示すように、ボンディングワイヤ２３５が第１のガス検知素子１６０を銅トレース２５５に接続する。ボンディングワイヤ２３４が基準素子１７０を銅トレース２５４に接続する。ボンディングワイヤ２３２、２３３が加熱素子１８０を銅トレース２５２、２５３にそれぞれ接続する。ボンディングワイヤ２４０、２４２と２４８、２５０の２つの組が温度検知素子１９０を銅トレース２６０、２６２と２６８、２７０にそれぞれ接続する。同様に、ボンディングワイヤ２３６、２３８と２４４、２４６の２つの組が第２のガス検知素子２１０を銅トレース２５６、２５８と２６４、２６６にそれぞれ接続する。基板１５０は銅トレースに電気的に接続される。

図３は、フレキ回路２８０の末端に組み込まれたガスセンサー１００を示し、フレキ回路２８０は回路基板（図３には図示せず）上に取り付けるために基部の端にピン接続ＰＩＮ１からＰＩＮ１６を有する。理解を簡単及び容易にするために、図３はピン接続への銅とレースの接続のみを示す。このように、フレキ回路２８０の基部の端のワイヤ接続は示されていないが、この技術分野の技能者であれば、図３から除かれた基部の端のワイヤ接続が通常の回路設計技術を使用して容易に構成できることが理解されるであろう。

図３に示すように、トレース２５２の基部の端はピン接続以外のターミナルで終端しており、ターミナルはワイヤ（図示せず）により他のターミナル又はピンに電気的に接続される。トレース２５３の基部の端はＰＩＮ８で終端している。トレース２５４の基部の端はＰＩＮ１１で終端している。トレース２５５の基部の端はＰＩＮ７で終端している。トレース２５６、２５８の基部の端はピン接続以外の隣接するターミナルで終端しており、そこからワイヤ（図示せず）により他のターミナル又はピンに電気的に接続される。トレース２６０の基部の端はＰＩＮ１２で終端している。トレース２６２の基部の端はＰＩＮ１３で終端している。トレース２６３の基部の端はピン接続以外の隣接するターミナルで終端しており、そこからワイヤ（図示せず）により他のターミナル又はピンに電気的に接続される。トレース２６４の基部の端はＰＩＮ１４で終端している。トレース２６６の基部の端はＰＩＮ１５で終端している。トレース２６８の基部の端はＰＩＮ５で終端している。トレース２７０の基部の端はＰＩＮ６で終端している。ＰＩＮ２、ＰＩＮ３及びＰＩＮ４は、銅とレースによりピン接続以外の隣接するターミナルに接続され、そこからワイヤ（図示せず）により他のターミナル又はピンに電気的に接続される。ＰＩＮ１及びＰＩＮ１６はガスセンサー１００から出るトレースには接続されない。ＰＩＮ１からＰＩＮ１６のそれぞれは、フレキ回路を通して下方向に伸び、回路基板（図示せず）内の位置決め取り付け穴に挿入される。回路基板は、ダウンストリーム処理及びフレキ回路２８０からの信号が向けられる制御回路を有する。

図４は、ガスセンサー素子のそれぞれのピン接続を示す概略回路図である。ガス検知キャパシタ１６０は、一方の端がＰＩＮ１１に、他方の端がＰＩＮ１０に接続される。基準キャパシタ１７０は、一方の端がＰＩＮ７に、一方の端がＰＩＮ１０に接続される。ヒータ（加熱）抵抗１８０は、一方の端がＰＩＮ１とＰＩＮ８に、他方の端がＰＩＮ９に接続されている。温度検知抵抗１９０は、一方の端がＰＩＮ１４とＰＩＮ１５に、他方の端がＰＩＮ１２とＰＩＮ１３に接続されている。ガス検知抵抗２１０は、一方の端がＰＩＮ５とＰＩＮ６に、他方の端がＰＩＮ３とＰＩＮ４に接続されている。

集積化されたダイセンサーアセンブリィは、試験されて検知素子内で良好な機能的な分離を維持することが示され、低減したフロー感度を表し、熱的に応答し、容易に製造できる。

本発明の薄膜ガスセンサーは、
（ａ）ダイ面積の最小化及びそれによる体積の最小化により高速の温度応答性、
（ｂ）ガス流フローに対する低減された感度、
（ｃ）センサーと制御素子の間の効果的な熱的結合、
（ｄ）製造の容易さ、及び
（ｅ）標準デュアル・イン・ライン・パッケージ又はフレキハーネスのいずれかへのパッケージの容易さ、という利点を有する。

本装置は、水素を検知するための好適な実施例の形で実現されたが、この分野の技術に熟練した人は、一般に、水素、及び／又は水素以外を含むガス流、液体流、同伴ガス及び／又は固体を含む液体流、同伴液体及び／又は固体を液体含むガス流、を含む流体流の存在、成分量を検知及び／又は検出するように、実現又は容易に変更できることが、理解されるであろう。更に、本装置の態様は、個体の孔及び／又は格子構造に存在する流体の成分の存在及び／又は量を検知及び／又は検出するように実現又は容易に変更できる。

本発明の特定の方法、素子、実施例及び適用を示し、記載したが、本技術分野、とりわけ前出の技術分野に熟練した者によって変形例が実現できるので、本発明がそれらに限定されないことが当然理解されるであろう。

図１は、平面で本発明の薄膜ガスセンサーを示す概略図である。図２は、図１のガスセンサーを組み込んだフレキシブル回路の基部の端の拡大図である。図３は、フレキシブル回路の末端に組み込んだ図１のガスセンサーの平面図であり、フレキシブル回路は基部の端にピン接続を有し、それは回路基板を取り付けるためにフレキシブル回路から伸びている。図４は、図３に示したガスセンサーの素子のそれぞれのピン接続を示す概略回路図である。

Claims

ガス流の成分を検知するガスセンサーであって、
（ａ）熱伝導性があり、電気的に絶縁性である基板、
（ｂ）前記基板に取り付けられ、第１の濃度範囲内の前記ガス成分を検知することができる第１のガス検知素子、
（ｃ）前記基板に取り付けられ、前記第１のガス検知素子と一致した電気的特性を持ち、前記成分に反応しない基準素子、
（ｄ）前記基板に取り付けられ、前記第１のガス検知素子及び前記基準素子を取り囲む加熱素子、
（ｅ）前記基板に取り付けられ、前記第１のガス検知素子及び前記基準素子を取り囲む温度検知素子、及び
（ｆ）前記基板に取り付けられ、第２の濃度範囲内の前記ガス成分を検知することができる第２のガス検知素子、を備え、
前記第１のガス検知素子、前記基準素子、前記加熱素子、前記温度検知素子及び前記第２のガス検知素子は全て前記基板の同一表面上に取り付けられ、更に、前記加熱素子及び前記温度検知素子は前記第１のガス検知素子および前記基準素子の両者を共通に取り囲むように形成されている、ガスセンサー。
前記第１のガス検知素子と前記基準素子のそれぞれは、前記ガス流の成分にさらされると変化する電気的性質を有する材料を備える請求項１記載のガスセンサー。
前記温度検知素子は、前記加熱素子を取り囲む請求項１記載のガスセンサー。
前記第２のガス検知素子は、前記第１のガス検知素子及び前記基準素子を取り囲む請求項１記載のガスセンサー。
前記第２のガス検知素子は、前記温度検知素子を取り囲む請求項１記載のガスセンサー。
前記第１のガス検知素子と前記基準素子のそれぞれは、金属ゲート金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）の固体状態装置である請求項１記載のガスセンサー。
前記ＭＯＳ装置が、ＭＯＳキャパシタを備える請求項６記載のガスセンサー。
前記ＭＯＳ装置が、ＭＯＳトランジスタを備える請求項６記載のガスセンサー。
前記第１のガス検知素子のＭＯＳ装置の金属ゲートは、パラジウムとパラジウム合金からなるグループから選択された金属を備える請求項６記載のガスセンサー。
前記パラジウム合金が、パラジウム／ニッケル、パラジウム／金及びパラジウム／銀からなるグループから選択される請求項９記載のガスセンサー。
前記基準素子のＭＯＳ装置の金属ゲートが、前記ガス流の成分に対して不活性である金属を備える請求項６記載のガスセンサー。
前記不活性の金属が、金である請求項１１記載のガスセンサー。
前記基準素子のＭＯＳ装置の金属ゲートが、前記ガス流の成分に対して不活性でないが不動化された金属を備える請求項６記載のガスセンサー。
前記不活性でない金属が、不活性のコーティング材料の付着により不動化される請求項１３記載のガスセンサー。
前記基板が、シリコンを含む材料を備える請求項１記載のガスセンサー。
前記加熱素子が、抵抗加熱素子である請求項１記載のガスセンサー。
前記温度検知素子が、抵抗の安定な温度係数を有する材料を備える請求項１記載のガスセンサー。
前記温度検知素子の材料はニッケルである請求項１７記載のガスセンサー。
前記第２のガス検知素子は、触媒金属抵抗である請求項１記載のガスセンサー。
前記触媒金属抵抗は、パラジウム／ニッケル合金を備える請求項１９記載のガスセンサー。
前記ガス流の成分が水素である請求項１記載のガスセンサー。
前記第１の水素濃度範囲は、１．３３３１１×１０^-4から１．３３３１１×１０³Ｐａ（１０^-6から１０Ｔｏｒｒ）である請求項２１記載のガスセンサー。
前記第２の水素濃度範囲は、１．３３３１１×１０²Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）以上である請求項２１記載のガスセンサー。
ガス流の成分を検知する方法であって、
（ａ）基板上に取り付けられた第１のガス検知素子と、前記基板上に取り付けられ、前記第１のガス検知素子に一致した電気的な特性を有し、前記成分に反応しない基準素子の間の電圧差を測定することにより、第１の濃度レンジ内の前記成分を検知し、
（ｂ）基板上に取り付けられた第２のガス検知素子の電気的な特性における変化を測定することにより、第２の濃度レンジ内の前記成分を検知する、ことを備え、
前記（ａ）における前記電圧差の測定は、前記第１のガス検知素子と前記基準素子を一様な温度環境内に維持して行われ、前記一様な温度環境は、温度検知素子に応答する加熱素子を使用して維持され、前記加熱素子は前記第１のガス検知素子及び前記基準素子を取り囲み、前記温度検知素子は、前記第１のガス検知素子、前記基準素子及び前記加熱素子を取り囲み、且つ
前記第１のガス検知素子、前記基準素子、前記加熱素子、前記温度検知素子及び前記第２のガス検知素子は全て前記基板の同一表面上に取り付けられ、更に、前記加熱素子及び前記温度検知素子は前記第１のガス検知素子および前記基準素子の両者を共通に取り囲むように形成されている、ガス流の成分を検知する方法。
ガス流の成分を検知するガスセンサーを製造する方法であって、
（ａ）熱伝導性で、電気的に絶縁性である基板上に、第１の濃度範囲内の前記ガス成分を検知することができる第１のガス検知素子を取り付け、
（ｂ）前記基板に、前記ガス検知素子と一致した電気的特性を持ち、前記成分に反応しない基準素子を取り付け、
（ｃ）前記基板に、前記第１のガス検知素子及び前記基準素子を取り囲む加熱素子を取り付け、
（ｄ）前記基板に、前記第１のガス検知素子及び前記基準素子を取り囲む温度検知素子を取り付け、及び
（ｅ）前記基板に、第２の濃度範囲内の前記ガス成分を検知することができる第２のガス検知素子を取り付けること、を備え、
前記第１のガス検知素子、前記基準素子、前記加熱素子、前記温度検知素子及び前記第２のガス検知素子は全て前記基板の同一表面上に取り付けられ、更に、前記加熱素子及び前記温度検知素子は前記第１のガス検知素子および前記基準素子の両者を共通に取り囲むように形成されている、ガスセンサーを製造する方法。
前記第１のガス検知素子と前記基準素子のそれぞれは、前記ガス流の成分にさらされると変化する電気的性質を有する材料を備える請求項２５記載の方法。
前記温度検知素子は、前記加熱素子を取り囲む請求項２５記載の方法。
前記第２のガス検知素子は、前記第１のガス検知素子及び前記基準素子を取り囲む請求項２５記載の方法。
前記第２のガス検知素子は、前記温度検知素子を取り囲む請求項２８記載の方法。
前記第１のガス検知素子と前記基準素子のそれぞれは、金属ゲート金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）の固体状態装置である請求項２５記載の方法。
前記ＭＯＳ装置が、ＭＯＳキャパシタを備える請求項３０記載の方法。
前記ＭＯＳ装置が、ＭＯＳトランジスタを備える請求項３０記載の方法。