JP6679788B1

JP6679788B1 - Ｍｅｍｓ型半導体式ガス検知素子

Info

Publication number: JP6679788B1
Application number: JP2019068583A
Authority: JP
Inventors: 中谷　忠司; 忠司中谷; 祥一郎中尾
Original assignee: New Cosmos Electric Co Ltd
Current assignee: New Cosmos Electric Co Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2039-03-29
Also published as: JP2020165894A

Abstract

【課題】本発明は、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。【解決手段】本発明のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子は、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とを備えるＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子１であって、ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子１が、基板２上に立設する脚部６をさらに備え、機能層５が、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を特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、ＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子に関する。

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。

特開２０１６−７０７０４号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。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。

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。

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。

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（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍ）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、

１ＭＥＭＳ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

Claims

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、
前記脚部が、絶縁性酸化物により形成され、
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。
前記脚部が、前記基板から直接立設する、
請求項１に記載のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子。
前記電極が、単一の電極として形成され、ヒータとしても機能する、
請求項１または２に記載のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子。
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１〜３のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子。
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１〜４のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子。
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１〜５のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子。
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４〜６のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ型半導体式ガス検知素子。