JPH116811A - 接触燃焼式ガスセンサ及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱応力に対する熱伝導層２２の応力破壊耐
性、熱伝導層２２の表面積の実効的拡大、熱伝導層２２
の表面の汚染耐性を図って接触燃焼式ガスセンサの長期
的に高い安定性、再現性および信頼性を実現すること。 【解決手段】 ダイアフラム１２2上に形成され可燃性
ガスの燃焼を促すためのヒータ１８と、ヒータ１８に熱
的に接触して設けられた熱良導体であるポーラス形の陽
極酸化皮膜２２とポーラス形の陽極酸化皮膜２２を介し
て伝導されたヒータ１８の発熱量に応じて発熱して可燃
性ガスの燃焼に対して触媒として作用する触媒層２４を
有するガス検知素子３０と、ガス検知素子３０に隣接し
てダイアフラム１２2上に形成され可燃性ガスの燃焼を
促すためのヒータ１８とヒータ１８に熱的に接触して設
けられた熱良導体であるポーラス形の陽極酸化皮膜２２
を有する補償素子３２1，３２2，３２3を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスセンサおよび
その製造方法に関し、特に、基板上にガス検知素子と補
償素子とが隣接して設けられ、ガス検知素子と補償素子
とで可燃性ガスを燃焼する際に発生する燃焼熱を検出す
ることによって可燃性ガスを検量する接触燃焼式ガスセ
ンサおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来の接触燃焼式ガスセンサを
説明するための断面図である。

【０００３】従来この種の接触燃焼式ガスセンサとして
は、例えば、特開平７−１１３７７６号公報（発明の名
称：接触燃焼式ガスセンサ、出願人：富士電機株式会
社、出願日：１９９３年１０月１９日）に示すようなも
のがある。

【０００４】すなわち、図４に示す接触燃焼式ガスセン
サＡは、半導体基体１に誘電体層３で橋絡部を形成し、
橋絡部上に４個の金属薄膜抵抗体（白金）７Ａ，７Ｂ，
７Ｃ，７Ｄを形成し、金属薄膜抵抗体７Ａ，７Ｂ，７
Ｃ，７Ｄを加熱体および抵抗測温体として用い、隣接す
る金属薄膜抵抗体７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄの上にガス検
知層５と補償層６を各々設け、触媒担体としてのアルミ
ナ担体を蒸着処理またはスパッタ処理を用いて金属薄膜
抵抗体７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ上に形成し、アルミナ担
体に貴金属を担持してガス検知層５を形成し、アルミナ
担体に酸化銅を担持して補償層６を形成していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の接触燃焼式ガスセンサＡでは、触媒担体とし
てのアルミナ担体を蒸着処理またはスパッタ処理を用い
て金属薄膜抵抗体７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ上に形成して
いたため、金属薄膜抵抗体７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ表面
から内部へのアルミナ担体の拡散性および膜の密着強度
が十分でなく、金属薄膜抵抗体７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ
が加熱状態になった際に発生する熱応力に起因してアル
ミナ担体に応力破壊が発生してしまう可能性があり、ア
ルミナ担体に応力破壊に起因してセンサのガス検知感度
に経時的な劣化が発生する可能性がある結果、長期的に
高い安定性および信頼性を実現することが難しいという
技術的課題があった。

【０００６】また触媒担体としてのアルミナ担体を蒸着
処理またはスパッタ処理を用いて金属薄膜抵抗体７Ａ，
７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ上に形成していたため、可燃性ガスの
燃焼に寄与するアルミナ担体の表面積が十分でない結
果、十分なガス検知感度が得られない可能性があるとい
う技術的課題もあった。

【０００７】さらに、可燃性ガスの燃焼に寄与するアル
ミナ担体の表面積が十分でないことに起因して、大気中
を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染粒子がアルミナ担
体の表面に付着した場合にガス検知感度の急激な劣化が
発生する可能性がある結果、長期的に高い安定性および
信頼性を実現することが難しいという技術的課題もあっ
た。

【０００８】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題としており、第１に、所定の厚さで形成
されたダイアフラム上にガス検知素子と補償素子とが隣
接して設けられ、ガス検知素子と補償素子とで可燃性ガ
スを燃焼する際に発生する燃焼熱を検出することによっ
て可燃性ガスを検量する接触燃焼式ガスセンサであっ
て、ガス検知素子は、ダイアフラム上に形成され可燃性
ガスの燃焼を促すためのヒータと、ヒータに熱的に接触
して設けられた熱良導体である熱伝導層と、熱伝導層を
介して伝導されたヒータの発熱量に応じて発熱して可燃
性ガスの燃焼に対して触媒として作用する触媒層を有
し、また補償素子は、ガス検知素子に隣接してダイアフ
ラム上に形成され可燃性ガスの燃焼を促すためのヒータ
と、ヒータに熱的に接触して設けられた熱良導体である
熱伝導層を有し、ガス検知素子における熱伝導層と補償
素子における熱伝導層とをアルミニウムの酸化物、タン
タルの酸化物、チタンの酸化物、ジルコニウムの酸化
物、シリコン酸化物、スズ酸化物、タングステン酸化
物、亜鉛酸化物の少なくとも何れかを有するポーラス形
の陽極酸化皮膜を用いて形成し、さらに、ガス検知素子
側の陽極酸化皮膜に接触した状態で触媒層を形成するこ
とにより、ポーラス形の陽極酸化皮膜で形成された熱伝
導層とヒータとの間で十分な膜密着強度を実現でき、ヒ
ータが加熱状態になった際に発生する熱応力に対する熱
伝導層の応力破壊耐性を実現でき、センサのガス検知感
度の初期特性を経時的に維持できる結果、長期的に高い
安定性および信頼性を実現できる接触燃焼式ガスセンサ
を提供することを課題としている。

【０００９】また触媒担体としてのポーラス形の陽極酸
化皮膜で熱伝導層を形成することにより、可燃性ガスの
燃焼に寄与する熱伝導層の表面積を実効的に拡大するこ
とができる結果、十分なガス検知感度を実現することが
できる接触燃焼式ガスセンサを提供することを課題とし
ている。

【００１０】さらに、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱伝
導層の表面積を実効的に拡大することができる結果、大
気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染粒子が熱伝導
層の表面に付着した場合であっても、ガス検知感度の急
激な劣化が発生する現象を回避できる結果、長期的に高
い安定性および信頼性を実現できる接触燃焼式ガスセン
サを提供することを課題としている。

【００１１】また第２に、基板上に誘電体膜を形成する
誘電体膜形成工程と、誘電体膜形成工程に続いて、ガス
検知素子におけるヒータと補償素子におけるヒータを形
成するヒータ形成工程と、ヒータ形成工程に続いて、ガ
ス検知素子における熱伝導層と補償素子における熱伝導
層を形成する熱伝導層形成工程と、熱伝導層形成工程に
続いて、ガス検知素子における熱伝導層と補償素子にお
ける熱伝導層上に、アルミニウムの酸化物、タンタルの
酸化物、チタンの酸化物、ジルコニウムの酸化物、シリ
コン酸化物、スズ酸化物、タングステン酸化物、亜鉛酸
化物の少なくとも何れかを薄膜状態で形成する工程と、
前工程で形成した薄膜に陽極酸化処理を行って陽極酸化
皮膜を形成する陽極酸化皮膜形成工程と、陽極酸化皮膜
形成工程に続いて、ガス検知素子の陽極酸化皮膜に接触
した状態で触媒層を形成する触媒層形成工程を有する前
述の接触燃焼式ガスセンサの製造方法により、ポーラス
形の陽極酸化皮膜で形成された熱伝導層とヒータとの間
で十分な膜密着強度を実現でき、ヒータが加熱状態にな
った際に発生する熱応力に対する熱伝導層の応力破壊耐
性を実現でき、センサのガス検知感度の初期特性を経時
的に維持できる結果、長期的に高い安定性および信頼性
を実現できる製造方法を提供することを課題としてい
る。

【００１２】また触媒担体としてのポーラス形の陽極酸
化皮膜で熱伝導層を形成することにより、可燃性ガスの
燃焼に寄与する熱伝導層の表面積を実効的に拡大するこ
とができる結果、十分なガス検知感度を実現することが
できる製造方法を提供することを課題としている。

【００１３】さらに、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱伝
導層の表面積を実効的に拡大することができる結果、大
気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染粒子が熱伝導
層の表面に付着した場合であっても、ガス検知感度の急
激な劣化が発生する現象を回避して汚染耐性を向上でき
る結果、長期的に高い安定性および信頼性を実現できる
製造方法を提供することを課題としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、基板１２上にガス検知素子３０と補償素子３２1，
３２2，３２3とが隣接して設けられ、ガス検知素子３０
と補償素子３２1，３２2，３２3とで可燃性ガスを燃焼
する際に発生する燃焼熱を検出することによって可燃性
ガスを検量する接触燃焼式ガスセンサであって、前記ガ
ス検知素子３０は、基板１２上に形成され前記可燃性ガ
スの燃焼を促すためのヒータ１８と、当該ヒータ１８に
熱的に接触して設けられた熱良導体である熱伝導層２２
と、当該熱伝導層２２を介して伝導された当該ヒータ１
８の発熱量に応じて発熱して前記可燃性ガスの燃焼に対
して触媒として作用する触媒層２４を有する、ことを特
徴とする接触燃焼式ガスセンサ１０である。

【００１５】請求項１に記載の発明によれば、熱良導体
である熱伝導層２２を設けることにより、ヒータ１８が
生成する発熱量を効率よくかつ短時間で触媒層２４に伝
導させることができる結果、高感度かつ高速応答なガス
燃焼動作および測温動作が可能な接触燃焼式ガスセンサ
１０を実現できるようになるといった効果を奏する。

【００１６】さらに、可燃性ガスの燃焼に対して触媒と
して作用する触媒層２４を設けることにより、十分なガ
ス検知感度を実現でき、さらに、長期的に高い安定性、
再現性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０
を実現できるようになるといった効果を奏する。

【００１７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の接触燃焼式ガスセンサ１０において、前記補償素子３
２1，３２2，３２3は、前記ガス検知素子３０に隣接し
て基板１２上に形成され前記可燃性ガスの燃焼を促すた
めのヒータ１８と、当該ヒータ１８に熱的に接触して設
けられた熱良導体である熱伝導層２２を有する、ことを
特徴とする接触燃焼式ガスセンサ１０である。

【００１８】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の効果に加えて、熱良導体である熱伝導層２２を
設けることにより、ヒータ１８が生成する発熱量を効率
よくかつ短時間で触媒層２４に伝導させることができる
結果、高感度かつ高速応答な補償動作が可能な接触燃焼
式ガスセンサ１０を実現できるようになるといった効果
を奏する。

【００１９】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の接触燃焼式ガスセンサ１０において、前記基板１２に
接触した状態で当該基板１２上に形成された誘電体膜１
４，１６を有し、前記ガス検知素子３０におけるヒータ
１８と前記補償素子３２1，３２2，３２3におけるヒー
タ１８が、前記誘電体膜１４，１６に接触した状態で当
該誘電体膜１４，１６上に形成されている、ことを特徴
とする接触燃焼式ガスセンサ１０である。

【００２０】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
に記載の効果に加えて、熱不良導体特性を有する誘電体
膜１４，１６を設けることにより、ヒータ１８が生成す
る発熱量が基板１２中に熱拡散する現象を回避し、ヒー
タ１８が生成する発熱量を効率よくかつ短時間で触媒層
２４に伝導させることができる結果、高感度かつ高速応
答なガス燃焼動作および測温動作または補償動作が可能
な接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できるようになると
いった効果を奏する。

【００２１】請求項４に記載の発明は、所定の厚さで形
成されたダイアフラム１２2上にガス検知素子３０と補
償素子３２1，３２2，３２3とが隣接して設けられ、ガ
ス検知素子３０と補償素子３２1，３２2，３２3とで可
燃性ガスを燃焼する際に発生する燃焼熱を検出すること
によって可燃性ガスを検量する接触燃焼式ガスセンサで
あって、前記ガス検知素子３０は、ダイアフラム１２2
上に形成され前記可燃性ガスの燃焼を促すためのヒータ
１８と、当該ヒータ１８に熱的に接触して設けられた熱
良導体である熱伝導層２２と、当該熱伝導層２２を介し
て伝導された当該ヒータ１８の発熱量に応じて発熱して
前記可燃性ガスの燃焼に対して触媒として作用する触媒
層２４を有する、ことを特徴とする接触燃焼式ガスセン
サ１０である。

【００２２】請求項４に記載の発明によれば、基板１２
よりも実効的に熱容量の小さいダイアフラム１２2上に
ヒータ１８を設けることにより、ヒータ１８が生成する
発熱量が基板１２中に熱拡散する現象を回避できる結
果、ヒータ１８が生成する発熱量を効率よくかつ短時間
で触媒層２４に伝導させることができる結果、高感度か
つ高速応答なガス燃焼動作および測温動作が可能な接触
燃焼式ガスセンサ１０を実現できるようになるといった
効果を奏する。

【００２３】さらに、熱良導体である熱伝導層２２を設
けることにより、ヒータ１８が生成する発熱量を効率よ
くかつ短時間で触媒層２４に伝導させることができる結
果、高感度かつ高速応答なガス燃焼動作および測温動作
が可能な接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できるように
なるといった効果を奏する。

【００２４】さらに、可燃性ガスの燃焼に対して触媒と
して作用する触媒層２４を設けることにより、十分なガ
ス検知感度を実現でき、さらに、長期的に高い安定性、
再現性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０
を実現できるようになるといった効果を奏する。

【００２５】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の接触燃焼式ガスセンサ１０において、前記補償素子３
２1，３２2，３２3は、前記ガス検知素子３０に隣接し
てダイアフラム１２2上に形成され前記可燃性ガスの燃
焼を促すためのヒータ１８と、当該ヒータ１８に熱的に
接触して設けられた熱良導体である熱伝導層２２を有す
る、ことを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ１０であ
る。

【００２６】請求項５に記載の発明によれば、請求項４
に記載の効果に加えて、基板１２よりも実効的に熱容量
の小さいダイアフラム１２2上にヒータ１８を設けるこ
とにより、ヒータ１８が生成する発熱量が基板１２中に
熱拡散する現象を回避できる結果、ヒータ１８が生成す
る発熱量を効率よくかつ短時間で触媒層２４に伝導させ
ることができる結果、高感度かつ高速応答な補償動作が
可能な接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できるようにな
るといった効果を奏する。

【００２７】さらに、熱良導体である熱伝導層２２を設
けることにより、ヒータ１８が生成する発熱量を効率よ
くかつ短時間で触媒層２４に伝導させることができる結
果、高感度かつ高速応答な補償動作が可能な接触燃焼式
ガスセンサ１０を実現できるようになるといった効果を
奏する。

【００２８】請求項６に記載の発明は、請求項４または
５に記載の接触燃焼式ガスセンサ１０において、前記基
板１２および前記ダイアフラム１２2が所定の結晶方位
を有するシリコン単結晶から成り、前記ダイアフラム１
２2が異方性エッチングを用いて形成されている、こと
を特徴とする接触燃焼式ガスセンサ１０である。

【００２９】請求項６に記載の発明によれば、請求項４
または５に記載の効果に加えて、半導体プロセスにおい
て用いられている異方性エッチング技術を流用すること
により、高いプロセス安定性を実現することができるよ
うになるといった効果を奏する。

【００３０】請求項７に記載の発明は、請求項４ないし
６のいずれか一項に記載の接触燃焼式ガスセンサ１０に
おいて、前記ダイアフラム１２2に接触した状態で当該
ダイアフラム１２2上に形成された誘電体膜１４，１６
を有し、前記ガス検知素子３０におけるヒータ１８と前
記補償素子３２1，３２2，３２3におけるヒータ１８
が、前記誘電体膜１４，１６に接触した状態で当該誘電
体膜１４，１６上に形成されている、ことを特徴とする
接触燃焼式ガスセンサ１０である。

【００３１】請求項７に記載の発明によれば、請求項４
ないし６のいずれか一項に記載の効果と同様の効果を奏
する。

【００３２】請求項８に記載の発明は、請求項１ないし
７のいずれか一項に記載の接触燃焼式ガスセンサ１０に
おいて、前記ガス検知素子３０における熱伝導層２２と
前記補償素子３２1，３２2，３２3における熱伝導層２
２とは、陽極酸化皮膜２２を用いて形成されている、こ
とを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ１０である。

【００３３】請求項８に記載の発明によれば、請求項１
ないし７のいずれか一項に記載の効果に加えて、陽極酸
化皮膜２２で形成された熱伝導層２２とヒータ１８との
間で十分な膜密着強度を実現でき、ヒータ１８が加熱状
態になった際に発生する熱応力に対する熱伝導層２２の
応力破壊耐性を実現でき、センサのガス検知感度の初期
特性を経時的に維持できる結果、長期的に高い安定性、
再現性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０
を実現できるようになるといった効果を奏する。

【００３４】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の接触燃焼式ガスセンサ１０において、前記陽極酸化皮
膜２２はポーラス形の膜形態を有する、ことを特徴とす
る接触燃焼式ガスセンサ１０である。

【００３５】請求項９に記載の発明によれば、請求項８
に記載の効果に加えて、ポーラス形の陽極酸化皮膜２２
で形成された熱伝導層２２とヒータ１８との間で十分な
膜密着強度を実現でき、ヒータ１８が加熱状態になった
際に発生する熱応力に対する熱伝導層２２の応力破壊耐
性を実現でき、センサのガス検知感度の初期特性を経時
的に維持できる結果、長期的に高い安定性、再現性およ
び信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実現でき
るようになるといった効果を奏する。

【００３６】ポーラス形の膜形態を有する陽極酸化皮膜
２２は、蒸着処理やスパッタ処理によって形成される薄
膜に比べて熱容量を小さくでき、かつ、熱伝導層２２の
表面積を実効的を拡大することに大きく寄与するといっ
た効果を奏する。

【００３７】すなわち、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱
伝導層２２の表面積を実効的に拡大することができる結
果、十分なガス検知感度を実現することができるように
なるといった効果を奏する。

【００３８】さらに、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱伝
導層２２の表面積を実効的に拡大することができる結
果、大気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染粒子が
熱伝導層２２の表面に付着した場合であっても、ガス検
知感度の急激な劣化が発生する現象を回避して汚染耐性
を向上できる結果、長期的に高い安定性、再現性および
信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できる
ようになるといった効果を奏する。

【００３９】また、ポーラス形の膜形態を有する陽極酸
化皮膜２２は、大気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊
汚染粒子から触媒として作用する触媒層２４のパラジウ
ム微粒子を保護しパラジウム微粒子の触媒機能の劣化を
回避することができる結果、接触燃焼式ガスセンサ１０
のガス検知感度について長期的に高い安定性、再現性お
よび信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実現で
きるようになるといった効果を奏する。

【００４０】さらに、ポーラス形の膜形態を有する陽極
酸化皮膜２２は、蒸着処理やスパッタ処理によって形成
される薄膜に比べて熱伝導層２２に発生する熱応力を緩
和しやすい特性を有し、製造途中での熱処理中に基板１
２と薄膜間の熱膨張率の差に起因する膜剥がれ現象や、
接触燃焼式ガスセンサ１０の間欠駆動時に発生し易いヒ
ートサイクルに起因する熱伝導層２２の応力破壊現象を
回避して応力破壊耐性を向上させることができるように
なるといった効果を奏する。

【００４１】請求項１０に記載の発明は、請求項８また
は９に記載の接触燃焼式ガスセンサ１０において、前記
陽極酸化皮膜２２は、アルミニウムの酸化物、タンタル
の酸化物、チタンの酸化物、ジルコニウムの酸化物、シ
リコン酸化物、スズ酸化物、タングステン酸化物、亜鉛
酸化物の少なくとも何れかを有する、ことを特徴とする
接触燃焼式ガスセンサ１０である。

【００４２】請求項１０に記載の発明によれば、請求項
８または９に記載の効果と同様の効果を奏する。

【００４３】請求項１１に記載の発明は、請求項８ない
し１０のいずれか一項に記載の接触燃焼式ガスセンサ１
０において、前記誘電体膜１４，１６は酸化物１４を用
いて形成され、前記ガス検知素子３０におけるヒータ１
８と前記補償素子３２1，３２2，３２3におけるヒータ
１８が、前記酸化物１４に接触した状態で当該酸化物１
４上に形成されている、ことを特徴とする接触燃焼式ガ
スセンサ１０である。

【００４４】請求項１１に記載の発明によれば、請求項
８ないし１０のいずれか一項に記載の効果に加えて、熱
不良導体特性を有する酸化物１４を設けることにより、
ヒータ１８が生成する発熱量が基板１２中に熱拡散する
現象を回避し、ヒータ１８が生成する発熱量を効率よく
かつ短時間で触媒層２４に伝導させることができる結
果、高感度かつ高速応答なガス燃焼動作および測温動作
または補償動作が可能な接触燃焼式ガスセンサ１０を実
現できるようになるといった効果を奏する。

【００４５】請求項１２に記載の発明は、請求項１１に
記載の接触燃焼式ガスセンサ１０において、前記酸化物
１４がシリコン酸化物１４である、ことを特徴とする接
触燃焼式ガスセンサ１０である。

【００４６】請求項１２に記載の発明によれば、請求項
１１に記載の効果に加えて、熱不良導体特性および耐環
境性を有するシリコン酸化物１４を設けることにより、
ヒータ１８が生成する発熱量が基板１２中に熱拡散する
現象を回避し、ヒータ１８が生成する発熱量を効率よく
かつ短時間で触媒層２４に伝導させることができる結
果、高感度かつ高速応答なガス燃焼動作および測温動作
または補償動作が可能な接触燃焼式ガスセンサ１０を実
現できるようになるといった効果を奏する。

【００４７】請求項１３に記載の発明は、請求項１１ま
たは１２に記載の接触燃焼式ガスセンサ１０において、
前記誘電体膜１４，１６は、前記酸化物１４と、当該酸
化物１４に接触した状態で当該酸化物１４上に形成され
た五酸化タンタル１６とを有し、前記ガス検知素子３０
におけるヒータ１８と前記補償素子３２1，３２2，３２
3におけるヒータ１８が、前記五酸化タンタル１６に接
触した状態で当該五酸化タンタル１６上に形成されてい
る、ことを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ１０であ
る。

【００４８】請求項１３に記載の発明によれば、請求項
１１または１２に記載の効果に加えて、熱不良導体特性
を有するシリコン酸化物１４と五酸化タンタル１６との
積層を設けることにより、ヒータ１８が生成する発熱量
が基板１２中に熱拡散する現象を回避し、ヒータ１８が
生成する発熱量を効率よくかつ短時間で触媒層２４に伝
導させることができる結果、高感度かつ高速応答なガス
燃焼動作および測温動作または補償動作が可能な接触燃
焼式ガスセンサ１０を実現できるようになるといった効
果を奏する。

【００４９】請求項１４に記載の発明は、請求項１ない
し１３のいずれか一項に記載の接触燃焼式ガスセンサ１
０において、前記ガス検知素子３０におけるヒータ１８
と前記補償素子３２1，３２2，３２3におけるヒータ１
８とは、同一の抵抗材料を用いて同一形状に形成されて
いる、ことを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ１０であ
る。

【００５０】請求項１４に記載の発明によれば、請求項
１ないし１３のいずれか一項に記載の効果に加えて、ガ
ス検知素子３０と補償素子３２1，３２2，３２3とを用
いたブリッジ回路を有する高精度のガス検出回路４０を
実現することができるようになるといった効果を奏す
る。

【００５１】請求項１５に記載の発明は、請求項１４に
記載の接触燃焼式ガスセンサ１０において、前記ヒータ
１８は、白金を用いて形成されている、ことを特徴とす
る接触燃焼式ガスセンサ１０である。

【００５２】請求項１５に記載の発明によれば、請求項
１４に記載の効果に加えて、化学的に安定な白金をヒー
タ１８に用いることにより、長期的に高い安定性、再現
性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実
現できるようになるといった効果を奏する。

【００５３】請求項１６に記載の発明は、請求項８ない
し１５のいずれか一項に記載の接触燃焼式ガスセンサ１
０において、前記酸化膜を介した前記基板１２側に、前
記ガス検知素子３０におけるヒータ１８の発熱量による
前記ガス検知素子３０内部の温度分布を均一化するため
の均熱体２６を形成する、ことを特徴とする接触燃焼式
ガスセンサ１０である。

【００５４】請求項１６に記載の発明によれば、請求項
８ないし１５のいずれか一項に記載の効果に加えて、均
熱体２６を用いてガス検知素子３０内部の温度分布を均
一化することにより、高い安定性、再現性および信頼性
を有するガス燃焼動作および測温動作が可能なガス検知
素子３０を実現できるようになるといった効果を奏す
る。

【００５５】請求項１７に記載の発明は、請求項１６に
記載の接触燃焼式ガスセンサ１０において、前記酸化膜
を介した前記基板１２側に、前記補償素子３２1，３２
2，３２3におけるヒータ１８の発熱量による前記補償素
子３２1，３２2，３２3内部の温度分布を均一化するた
めの均熱体２６を形成する、ことを特徴とする接触燃焼
式ガスセンサ１０である。

【００５６】請求項１７に記載の発明によれば、請求項
１６に記載の効果に加えて、均熱体２６を用いて補償素
子３２1，３２2，３２3内部の温度分布を均一化するこ
とにより、高い安定性、再現性および信頼性を有する補
償動作が可能な補償素子３２1，３２2，３２3を実現で
きるようになるといった効果を奏する。

【００５７】請求項１８に記載の発明は、請求項８ない
し１７のいずれか一項に記載の接触燃焼式ガスセンサ１
０において、前記ガス検知素子３０におけるヒータ１８
の発熱量または前記補償素子３２1，３２2，３２3にお
けるヒータ１８の発熱量によって前記基板１２内に発生
する熱応力を緩和するための熱応力緩和凹部３４1，３
４2，３４3，３４4を当該ガス検知素子３０または当該
補償素子３２1，３２2，３２3の少なくとも一方の周辺
に形成する、ことを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ１
０である。

【００５８】請求項１８に記載の発明によれば、請求項
８ないし１７のいずれか一項に記載の効果に加えて、熱
応力緩和凹部３４1，３４2，３４3，３４4を設けてガス
検知素子３０内や補償素子３２1，３２2，３２3内に発
生する熱応力を緩和することにより、熱応力に起因する
膜剥がれ現象や、接触燃焼式ガスセンサ１０の間欠駆動
時に発生し易いヒートサイクルに起因するガス検知素子
３０や補償素子３２1，３２2，３２3の応力破壊現象を
回避して応力破壊耐性を向上させることができるように
なるといった効果を奏する。

【００５９】すなわち、ヒータ１８が加熱状態になった
際に発生する熱応力に対する応力破壊耐性を実現でき、
センサのガス検知感度の初期特性を経時的に維持できる
結果、長期的に高い安定性、再現性および信頼性を有す
る接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できるようになると
いった効果を奏する。

【００６０】請求項１９に記載の発明は、請求項１８に
記載の接触燃焼式ガスセンサ１０において、前記ガス検
知素子３０におけるヒータ１８の発熱量または前記補償
素子３２1，３２2，３２3におけるヒータ１８を前記ダ
イアフラム１２2上に形成する場合、前記熱応力緩和凹
部３４1，３４2，３４3，３４4は、当該ダイアフラム１
２2を上下に貫通するように形成された貫通孔３４1，３
４2，３４3，３４4である、ことを特徴とする接触燃焼
式ガスセンサ１０である。

【００６１】請求項１９に記載の発明によれば、請求項
１８に記載の効果に加えて、半導体プロセスを用いて作
成が容易な貫通孔３４1，３４2，３４3，３４4を設けて
ガス検知素子３０内や補償素子３２1，３２2，３２3内
に発生する熱応力を緩和することにより、熱応力に起因
する膜剥がれ現象や、接触燃焼式ガスセンサ１０の間欠
駆動時に発生し易いヒートサイクルに起因するガス検知
素子３０や補償素子３２1，３２2，３２3の応力破壊現
象を回避して応力破壊耐性を向上させることができるよ
うになるといった効果を奏する。

【００６２】すなわち、ヒータ１８が加熱状態になった
際に発生する熱応力に対する応力破壊耐性を実現でき、
センサのガス検知感度の初期特性を経時的に維持できる
結果、長期的に高い安定性、再現性および信頼性を有す
る接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できるようになると
いった効果を奏する。

【００６３】請求項２０に記載の発明は、請求項８ない
し１９のいずれか一項に記載の接触燃焼式ガスセンサ１
０の製造方法であって、前記基板１２上に前記誘電体膜
１４，１６を形成する誘電体膜形成工程と、前記誘電体
膜形成工程に続いて、前記前記ガス検知素子３０におけ
るヒータ１８と前記補償素子３２1，３２2，３２3にお
けるヒータ１８を形成するヒータ形成工程と、前記ヒー
タ形成工程に続いて、前記ガス検知素子３０における熱
伝導層２２と前記補償素子３２1，３２2，３２3におけ
る熱伝導層２２を形成する熱伝導層形成工程と、前記熱
伝導層形成工程に続いて、前記ガス検知素子３０におけ
る熱伝導層２２と前記補償素子３２1，３２2，３２3に
おける熱伝導層２２上に、アルミニウム、タンタル、チ
タン、ジルコニウム、シリコン、スズ、亜鉛、タングス
テンの少なくとも何れかを薄膜状態で形成する工程と、
前工程で形成した前記薄膜に陽極酸化処理を行って前記
陽極酸化皮膜２２を形成する陽極酸化皮膜形成工程と、
前記陽極酸化皮膜形成工程に続いて、前記ガス検知素子
３０の前記陽極酸化皮膜２２に接触した状態で前記触媒
層２４を形成する触媒層形成工程を有する、ことを特徴
とする製造方法である。

【００６４】請求項２０に記載の発明によれば、請求項
８ないし１９のいずれか一項に記載の効果と同様の効果
を奏する。

【００６５】請求項２１に記載の発明は、請求項２０に
記載の製造方法において、前記陽極酸化皮膜形成工程
は、陽極酸化処理を行う際に、硝酸パラジウムまたはパ
ラジウム微粒子を電解液中に添加する工程を含む、こと
を特徴とする接触燃焼式ガスセンサ１０の製造方法であ
る。

【００６６】請求項２１に記載の発明によれば、請求項
２０に記載の効果に加えて、ポーラス形の陽極酸化皮膜
２２で形成された熱伝導層２２とヒータ１８との間で十
分な膜密着強度を実現でき、ヒータ１８が加熱状態にな
った際に発生する熱応力に対する熱伝導層２２の応力破
壊耐性を実現でき、センサのガス検知感度の初期特性を
経時的に維持できる結果、長期的に高い安定性、再現性
および信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実現
できるようになるといった効果を奏する。

【００６７】ポーラス形の膜形態を有する陽極酸化皮膜
２２は、蒸着処理やスパッタ処理によって形成される薄
膜に比べて熱容量を小さくでき、かつ、熱伝導層２２の
表面積を実効的を拡大することに大きく寄与するといっ
た効果を奏する。

【００６８】すなわち、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱
伝導層２２の表面積を実効的に拡大することができる結
果、十分なガス検知感度を実現することができるように
なるといった効果を奏する。

【００６９】さらに、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱伝
導層２２の表面積を実効的に拡大することができる結
果、大気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染粒子が
熱伝導層２２の表面に付着した場合であっても、ガス検
知感度の急激な劣化が発生する現象を回避して汚染耐性
を向上できる結果、長期的に高い安定性、再現性および
信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できる
ようになるといった効果を奏する。

【００７０】また、ポーラス形の膜形態を有する陽極酸
化皮膜２２は、大気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊
汚染粒子から触媒として作用する触媒層２４のパラジウ
ム微粒子を保護しパラジウム微粒子の触媒機能の劣化を
回避することができる結果、接触燃焼式ガスセンサ１０
のガス検知感度について長期的に高い安定性、再現性お
よび信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実現で
きるようになるといった効果を奏する。

【００７１】さらに、ポーラス形の膜形態を有する陽極
酸化皮膜２２は、蒸着処理やスパッタ処理によって形成
される薄膜に比べて熱伝導層２２に発生する熱応力を緩
和しやすい特性を有し、製造途中での熱処理中に基板１
２と薄膜間の熱膨張率の差に起因する膜剥がれ現象や、
接触燃焼式ガスセンサ１０の間欠駆動時に発生し易いヒ
ートサイクルに起因する熱伝導層２２の応力破壊現象を
回避して応力破壊耐性を向上させることができるように
なるといった効果を奏する。

【００７２】請求項２２に記載の発明は、請求項２０に
記載の製造方法において、前記陽極酸化皮膜形成工程
は、アルミニウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、
シリコン、スズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れ
かの金属とパラジウムとを合金薄膜状態で形成する工程
と、前工程で形成した前記合金薄膜に陽極酸化処理を行
って前記陽極酸化皮膜２２を形成する、ことを特徴とす
る請求項２０に記載の製造方法である。

【００７３】請求項２２に記載の発明によれば、請求項
２０に記載の効果に加えて、アルミニウム、タンタル、
チタン、ジルコニウム、シリコン、スズ、亜鉛、タング
ステンの少なくとも何れかの金属膜に予め所定の割合で
パラジウムを合金状態で混合し陽極酸化することによ
り、パラジウム等の貴金属は酸化されずに残り、アルミ
ニウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、シリコン、
スズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れかの金属膜
だけが陽極酸化されることになる。その結果、パラジウ
ム等の貴金属を触媒金属として含有するポーラス形態の
陽極酸化皮膜２２を形成することができる。

【００７４】またパラジウムを触媒金属として含有する
ポーラス形の陽極酸化皮膜２２は、センサのガス検知感
度の初期特性を経時的に維持できる結果、長期的に高い
安定性、再現性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセ
ンサ１０を実現できるようになるといった効果を奏す
る。

【００７５】パラジウムを触媒金属として含有するポー
ラス形の膜形態を有する陽極酸化皮膜２２は、蒸着処理
やスパッタ処理によって形成される薄膜に比べて熱容量
を小さくでき、かつ、熱伝導層２２の表面積を実効的を
拡大することに大きく寄与するといった効果を奏する。

【００７６】すなわち、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱
伝導層２２の表面積を実効的に拡大することができる結
果、十分なガス検知感度を実現することができるように
なるといった効果を奏する。

【００７７】又、パラジウムを触媒金属として含有する
ポーラス形の膜形態を有する陽極酸化皮膜２２は、大気
中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染粒子から触媒と
して作用する触媒層２４のパラジウム微粒子を保護しパ
ラジウム微粒子の触媒機能の劣化を回避することができ
る結果、接触燃焼式ガスセンサ１０のガス検知感度につ
いて長期的に高い安定性、再現性および信頼性を有する
接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できるようになるとい
った効果を奏する。

【００７８】さらに、パラジウムを触媒金属として含有
するポーラス形の膜形態を有する陽極酸化皮膜２２は、
蒸着処理やスパッタ処理によって形成される薄膜に比べ
て熱伝導層２２に発生する熱応力を緩和しやすい特性を
有し、製造途中での熱処理中に基板１２と薄膜間の熱膨
張率の差に起因する膜剥がれ現象や、接触燃焼式ガスセ
ンサ１０の間欠駆動時に発生し易いヒートサイクルに起
因する熱伝導層２２の応力破壊現象を回避して応力破壊
耐性を向上させることができるようになるといった効果
を奏する。

【００７９】請求項２３に記載の発明は、請求項２２に
記載の製造方法において、前記合金薄膜状態形成工程
は、アルミニウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、
シリコン、スズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れ
かの金属とパラジウムとを予め所定の比率で混合した合
金ターゲットを生成する工程と、前記合金ターゲットを
用いて熱蒸着を行って前記合金薄膜状態で形成する真空
蒸着工程を含む、ことを特徴とする製造方法である。

【００８０】請求項２３に記載の発明によれば、請求項
２２に記載の効果に加えて、合金ターゲットを用いて熱
蒸着することにより、均一性に優れた合金薄膜を形成で
きる。この様な合金薄膜を陽極酸化することにより、パ
ラジウム等の貴金属を触媒金属として均一に含有するポ
ーラス形態の陽極酸化皮膜２２を形成することができ
る。

【００８１】またパラジウムを触媒金属として均一に含
有するポーラス形の陽極酸化皮膜２２は、センサのガス
検知感度の初期特性を経時的に維持できる結果、長期的
に高い安定性、再現性および信頼性を有する接触燃焼式
ガスセンサ１０を実現できるようになるといった効果を
奏する。

【００８２】パラジウムを触媒金属として均一に含有す
る熱蒸着によるポーラス膜形態を有する陽極酸化皮膜２
２は、アルミニウム等の金属膜とパラジウム等の貴金属
膜とを別個に形成するような熱蒸着処理やスパッタ処理
によって形成される薄膜に比べて熱容量を小さくでき、
かつ、熱伝導層２２の表面積を実効的を拡大することに
大きく寄与するといった効果を奏する。

【００８３】すなわち、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱
伝導層２２の表面積を実効的に拡大することができる結
果、十分なガス検知感度を実現することができるように
なるといった効果を奏する。

【００８４】又、パラジウムを触媒金属として均一に含
有する熱蒸着によるポーラス膜形態を有する陽極酸化皮
膜２２は、大気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染
粒子から触媒として作用する触媒層２４のパラジウム微
粒子を保護しパラジウム微粒子の触媒機能の劣化を回避
することができる結果、接触燃焼式ガスセンサ１０のガ
ス検知感度について長期的に高い安定性、再現性および
信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できる
ようになるといった効果を奏する。

【００８５】さらに、パラジウムを触媒金属として均一
に含有する熱蒸着によるポーラス膜形態を有する陽極酸
化皮膜２２は、アルミニウム等の金属膜とパラジウム等
の貴金属膜とを別個に形成するような熱蒸着処理やスパ
ッタ処理によって形成される薄膜に比べて膜の均一性に
優れるため、熱伝導層２２に発生する熱応力を緩和しや
すい特性を有し、製造途中での熱処理中に基板１２と薄
膜間の熱膨張率の差に起因する膜剥がれ現象や、接触燃
焼式ガスセンサ１０の間欠駆動時に発生し易いヒートサ
イクルに起因する熱伝導層２２の応力破壊現象を回避し
て応力破壊耐性を向上させることができるようになると
いった効果を奏する。

【００８６】請求項２４に記載の発明は、請求項２２に
記載の製造方法において、前記合金薄膜状態形成工程
は、アルミニウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、
シリコン、スズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れ
かの金属とパラジウムとを予め所定の比率で混合した合
金ターゲットを生成する工程と、前記合金ターゲットを
用いてスパッタリングを行って前記合金薄膜状態で形成
する真空蒸着工程を含む、ことを特徴とする製造方法で
ある。

【００８７】請求項２４に記載の発明によれば、請求項
２２に記載の効果に加えて、合金ターゲットを用いてス
パッタリングすることにより、均一性に優れた合金薄膜
を形成できる。この様な合金薄膜を陽極酸化することに
より、パラジウム等の貴金属を触媒金属として均一に含
有するポーラス形態の陽極酸化皮膜２２を形成すること
ができる。

【００８８】またパラジウムを触媒金属として均一に含
有するポーラス形の陽極酸化皮膜２２は、センサのガス
検知感度の初期特性を経時的に維持できる結果、長期的
に高い安定性、再現性および信頼性を有する接触燃焼式
ガスセンサ１０を実現できるようになるといった効果を
奏する。

【００８９】パラジウムを触媒金属として均一に含有す
るスパッタリングによるポーラス膜形態を有する陽極酸
化皮膜２２は、アルミニウム等の金属膜とパラジウム等
の貴金属膜とを別個に形成するようなスパッタリング処
理やスパッタ処理によって形成される薄膜に比べて熱容
量を小さくでき、かつ、熱伝導層２２の表面積を実効的
を拡大することに大きく寄与するといった効果を奏す
る。

【００９０】すなわち、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱
伝導層２２の表面積を実効的に拡大することができる結
果、十分なガス検知感度を実現することができるように
なるといった効果を奏する。

【００９１】又、パラジウムを触媒金属として均一に含
有するスパッタリングによるポーラス膜形態を有する陽
極酸化皮膜２２は、大気中を浮遊するゴミや油粒子等の
浮遊汚染粒子から触媒として作用する触媒層２４のパラ
ジウム微粒子を保護しパラジウム微粒子の触媒機能の劣
化を回避することができる結果、接触燃焼式ガスセンサ
１０のガス検知感度について長期的に高い安定性、再現
性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実
現できるようになるといった効果を奏する。

【００９２】さらに、パラジウムを触媒金属として均一
に含有するスパッタリングによるポーラス膜形態を有す
る陽極酸化皮膜２２は、アルミニウム等の金属膜とパラ
ジウム等の貴金属膜とを別個に形成するようなスパッタ
リング処理やスパッタ処理によって形成される薄膜に比
べて膜の均一性に優れるため、熱伝導層２２に発生する
熱応力を緩和しやすい特性を有し、製造途中での熱処理
中に基板１２と薄膜間の熱膨張率の差に起因する膜剥が
れ現象や、接触燃焼式ガスセンサ１０の間欠駆動時に発
生し易いヒートサイクルに起因する熱伝導層２２の応力
破壊現象を回避して応力破壊耐性を向上させることがで
きるようになるといった効果を奏する。

【００９３】請求項２５に記載の発明は、請求項２２に
記載の製造方法において、前記合金薄膜状態形成工程
は、アルミニウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、
シリコン、スズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れ
かの金属ターゲットとパラジウムターゲットとを用いた
共蒸着を行って前記合金薄膜状態で形成する真空蒸着工
程を含む、ことを特徴とする製造方法である。

【００９４】請求項２５に記載の発明によれば、請求項
２２に記載の効果に加えて、アルミニウム、タンタル、
チタン、ジルコニウム、シリコン、スズ、亜鉛、タング
ステンの少なくとも何れかの金属ターゲットとパラジウ
ムターゲットを用いて熱共蒸着することにより、均一性
に優れた合金薄膜を形成できる。この様な合金薄膜を陽
極酸化することにより、パラジウム等の貴金属を触媒金
属として均一に含有するポーラス形態の陽極酸化皮膜２
２を形成することができる。

【００９５】またパラジウムを触媒金属として均一に含
有するポーラス形の陽極酸化皮膜２２は、センサのガス
検知感度の初期特性を経時的に維持できる結果、長期的
に高い安定性、再現性および信頼性を有する接触燃焼式
ガスセンサ１０を実現できるようになるといった効果を
奏する。

【００９６】パラジウムを触媒金属として均一に含有す
る共蒸着によるポーラス膜形態を有する陽極酸化皮膜２
２は、アルミニウム等の金属膜とパラジウム等の貴金属
膜とを別個に形成するような共蒸着処理やスパッタ処理
によって形成される薄膜に比べて熱容量を小さくでき、
かつ、熱伝導層２２の表面積を実効的を拡大することに
大きく寄与するといった効果を奏する。

【００９７】すなわち、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱
伝導層２２の表面積を実効的に拡大することができる結
果、十分なガス検知感度を実現することができるように
なるといった効果を奏する。

【００９８】又、パラジウムを触媒金属として均一に含
有する共蒸着によるポーラス膜形態を有する陽極酸化皮
膜２２は、大気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染
粒子から触媒として作用する触媒層２４のパラジウム微
粒子を保護しパラジウム微粒子の触媒機能の劣化を回避
することができる結果、接触燃焼式ガスセンサ１０のガ
ス検知感度について長期的に高い安定性、再現性および
信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できる
ようになるといった効果を奏する。

【００９９】さらに、パラジウムを触媒金属として均一
に含有する共蒸着によるポーラス膜形態を有する陽極酸
化皮膜２２は、アルミニウム等の金属膜とパラジウム等
の貴金属膜とを別個に形成するような共蒸着処理やスパ
ッタ処理によって形成される薄膜に比べて膜の均一性に
優れるため、熱伝導層２２に発生する熱応力を緩和しや
すい特性を有し、製造途中での熱処理中に基板１２と薄
膜間の熱膨張率の差に起因する膜剥がれ現象や、接触燃
焼式ガスセンサ１０の間欠駆動時に発生し易いヒートサ
イクルに起因する熱伝導層２２の応力破壊現象を回避し
て応力破壊耐性を向上させることができるようになると
いった効果を奏する。

【０１００】請求項２６に記載の発明は、請求項２２に
記載の製造方法において、前記合金薄膜状態形成工程
は、アルミニウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、
シリコン、スズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れ
かの金属ターゲットとパラジウムターゲットとを用いた
コスパッタリングを行って前記合金薄膜状態で形成する
真空蒸着工程を含む、ことを特徴とする製造方法であ
る。

【０１０１】請求項２６に記載の発明によれば、請求項
２２に記載の効果に加えて、アルミニウム、タンタル、
チタン、ジルコニウム、シリコン、スズ、亜鉛、タング
ステンの少なくとも何れかの金属ターゲットとパラジウ
ムターゲットを用いて熱コスパッタリングすることによ
り、均一性に優れた合金薄膜を形成できる。この様な合
金薄膜を陽極酸化することにより、パラジウム等の貴金
属を触媒金属として均一に含有するポーラス形態の陽極
酸化皮膜２２を形成することができる。

【０１０２】またパラジウムを触媒金属として均一に含
有するポーラス形の陽極酸化皮膜２２は、センサのガス
検知感度の初期特性を経時的に維持できる結果、長期的
に高い安定性、再現性および信頼性を有する接触燃焼式
ガスセンサ１０を実現できるようになるといった効果を
奏する。

【０１０３】パラジウムを触媒金属として均一に含有す
るコスパッタリングによるポーラス膜形態を有する陽極
酸化皮膜２２は、アルミニウム等の金属膜とパラジウム
等の貴金属膜とを別個に形成するようなコスパッタリン
グ処理やスパッタ処理によって形成される薄膜に比べて
熱容量を小さくでき、かつ、熱伝導層２２の表面積を実
効的を拡大することに大きく寄与するといった効果を奏
する。

【０１０４】すなわち、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱
伝導層２２の表面積を実効的に拡大することができる結
果、十分なガス検知感度を実現することができるように
なるといった効果を奏する。

【０１０５】又、パラジウムを触媒金属として均一に含
有するコスパッタリングによるポーラス膜形態を有する
陽極酸化皮膜２２は、大気中を浮遊するゴミや油粒子等
の浮遊汚染粒子から触媒として作用する触媒層２４のパ
ラジウム微粒子を保護しパラジウム微粒子の触媒機能の
劣化を回避することができる結果、接触燃焼式ガスセン
サ１０のガス検知感度について長期的に高い安定性、再
現性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を
実現できるようになるといった効果を奏する。

【０１０６】さらに、パラジウムを触媒金属として均一
に含有するコスパッタリングによるポーラス膜形態を有
する陽極酸化皮膜２２は、アルミニウム等の金属膜とパ
ラジウム等の貴金属膜とを別個に形成するようなコスパ
ッタリング処理やスパッタ処理によって形成される薄膜
に比べて膜の均一性に優れるため、熱伝導層２２に発生
する熱応力を緩和しやすい特性を有し、製造途中での熱
処理中に基板１２と薄膜間の熱膨張率の差に起因する膜
剥がれ現象や、接触燃焼式ガスセンサ１０の間欠駆動時
に発生し易いヒートサイクルに起因する熱伝導層２２の
応力破壊現象を回避して応力破壊耐性を向上させること
ができるようになるといった効果を奏する。

【０１０７】請求項２７に記載の発明は、請求項２２な
いし２６のいずれか一項に記載の製造方法において、前
記合金薄膜状態形成工程は、前記合金薄膜を電解液中で
陽極酸化してアルミニウム、タンタル、チタン、ジルコ
ニウム、シリコン、スズ、亜鉛、タングステンの少なく
とも何れかの基体金属に所定の割合でパラジウムが混合
されて成るポーラス形態の陽極酸化皮膜２２を形成する
工程を含む、ことを特徴とする製造方法である。

【０１０８】請求項２７に記載の発明によれば、請求項
２２ないし２６のいずれか一項に記載の効果に加えて、
アルミニウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、シリ
コン、スズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れかの
金属膜に予め所定の割合でパラジウムを合金状態で混合
し陽極酸化することにより、パラジウム等の貴金属は酸
化されずに残り、アルミニウム、タンタル、チタン、ジ
ルコニウム、シリコン、スズ、亜鉛、タングステンの少
なくとも何れかの金属膜だけが陽極酸化されることにな
る。その結果、パラジウム等の貴金属を触媒金属として
含有する膜均一性に優れたポーラス形態の陽極酸化皮膜
２２を形成することができる。

【０１０９】請求項２８に記載の発明は、請求項２１な
いし２７のいずれか一項に記載の製造方法において、前
記ガス検知素子３０または前記補償素子３２1，３２2，
３２3における前記誘電体膜１４，１６を介した前記基
板１２側に、前記均熱体２６を形成する均熱体形成工程
を有する、ことを特徴とする製造方法である。

【０１１０】請求項２８に記載の発明によれば、請求項
２１ないし２７のいずれか一項に記載の効果に加えて、
均熱体形成工程により形成した均熱体２６を用いてガス
検知素子３０内部の温度分布を均一化することにより、
高い安定性、再現性および信頼性を有するガス燃焼動作
および測温動作が可能なガス検知素子３０を実現できる
ようになるといった効果を奏する。

【０１１１】同様の主旨で、均熱体２６を用いて補償素
子３２1，３２2，３２3内部の温度分布を均一化するこ
とにより、高い安定性、再現性および信頼性を有する補
償動作が可能な補償素子３２1，３２2，３２3を実現で
きるようになるといった効果を奏する。

【０１１２】請求項２９に記載の発明は、請求項２１な
いし２８のいずれか一項に記載の製造方法において、前
記熱応力緩和凹部３４1，３４2，３４3，３４4を前記ガ
ス検知素子３０または前記補償素子３２1，３２2，３２
3の少なくとも一方の周辺に形成する熱応力緩和凹部形
成工程を有する、ことを特徴とする製造方法である。

【０１１３】請求項２９に記載の発明によれば、請求項
２１ないし２８のいずれか一項に記載の効果に加えて、
熱応力緩和凹部３４1，３４2，３４3，３４4を設けてガ
ス検知素子３０内や補償素子３２1，３２2，３２3内に
発生する熱応力を緩和することにより、熱応力に起因す
る膜剥がれ現象や、接触燃焼式ガスセンサ１０の間欠駆
動時に発生し易いヒートサイクルに起因するガス検知素
子３０や補償素子３２1，３２2，３２3の応力破壊現象
を回避して応力破壊耐性を向上させることができるよう
になるといった効果を奏する。

【０１１４】すなわち、ヒータ１８が加熱状態になった
際に発生する熱応力に対する応力破壊耐性を実現でき、
センサのガス検知感度の初期特性を経時的に維持できる
結果、長期的に高い安定性、再現性および信頼性を有す
る接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できるようになると
いった効果を奏する。

【０１１５】請求項３０に記載の発明は、請求項２９に
記載の製造方法において、前記接触燃焼式ガスセンサ１
０が前記ダイアフラム１２2を有する場合、前記ダイア
フラム１２2を形成するダイアフラム形成工程に先だっ
て、前記熱応力緩和凹部形成工程が実行される、ことを
特徴とする製造方法である。

【０１１６】請求項３０に記載の発明によれば、請求項
２９に記載の効果に加えて、基板１２よりも実効的に熱
容量の小さいダイアフラム１２2上にヒータ１８を設け
ることにより、ヒータ１８が生成する発熱量が基板１２
中に熱拡散する現象を回避できる結果、ヒータ１８が生
成する発熱量を効率よくかつ短時間で触媒層２４に伝導
させることができる結果、高感度かつ高速応答なガス燃
焼動作および測温動作が可能な接触燃焼式ガスセンサ１
０を実現できるようになるといった効果を奏する。

【０１１７】さらに、熱良導体である熱伝導層２２を設
けることにより、ヒータ１８が生成する発熱量を効率よ
くかつ短時間で触媒層２４に伝導させることができる結
果、高感度かつ高速応答なガス燃焼動作および測温動作
が可能な接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できるように
なるといった効果を奏する。

【０１１８】さらに、可燃性ガスの燃焼に対して触媒と
して作用する触媒層２４を設けることにより、十分なガ
ス検知感度を実現でき、さらに、長期的に高い安定性、
再現性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０
を実現できるようになるといった効果を奏する。

【０１１９】

【発明の実施の形態】初めに、図面に基づき、本発明の
接触燃焼式ガスセンサの一実施形態を説明する。

【０１２０】図１（ａ）は、本発明の接触燃焼式ガスセ
ンサ１０の実施形態を説明するための断面図であり、図
１（ｂ）は、図１（ａ）の上面図である。

【０１２１】本接触燃焼式ガスセンサ１０は、図１
（ａ）に示すように、基板１２上に所定の厚さで形成さ
れたダイアフラム１２2上にガス検知素子３０と補償素
子３２1，３２2，３２3とが隣接して設けられ、ガス検
知素子３０と補償素子３２1，３２2，３２3とで可燃性
ガスを燃焼する際に発生する燃焼熱を検出することによ
って可燃性ガスを検量する機能を有している。

【０１２２】具体的には、ホイートストーンブリッジ等
のブリッジ回路に接触燃焼式ガスセンサ１０を組み込ん
だガス検出回路４０（後述）を用いて、可燃性ガスの検
量を実行することになる。

【０１２３】本実施形態の基板１２およびダイアフラム
１２2は、所定の結晶方位を有するシリコン単結晶（元
素記号：Ｓｉ）を用いて形成されている。特にダイアフ
ラム１２2は、基板１２（以降、Ｓｉ単結晶基板１２と
総称することにする）を異方性エッチングすることによ
って形成されている。

【０１２４】具体的には、（１００）の結晶方位を有す
るシリコン単結晶をシリコン半導体プロセスで通常用い
られているウエットエッチングしている。

【０１２５】この様に、半導体プロセスにおいて用いら
れている異方性エッチング技術を流用することにより、
高いプロセス安定性を実現することができるようになる
といった効果を奏する。

【０１２６】ガス検知素子３０は、図１（ａ）に示すよ
うに、ダイアフラム１２2に接触した状態でダイアフラ
ム１２2上に積層された誘電体膜１４，１６上に積層さ
れている。

【０１２７】誘電体膜１４，１６は、酸化物１４と、酸
化物１４に接触した状態でこのときの酸化物１４上に積
層された五酸化タンタル１６とを用いて形成されてい
る。本実施形態では、前述のＳｉ単結晶基板１２の表面
を熱酸化処理することにより得られるＳｉ酸化物１４
（酸化シリコン）を酸化物１４として用いることが望ま
しい。

【０１２８】これにより、熱不良導体特性および耐環境
性を有する酸化シリコン１４を設けることにより、ヒー
タ１８が生成する発熱量がＳｉ単結晶基板１２中に熱拡
散する現象を回避し、ヒータ１８が生成する発熱量を効
率よくかつ短時間で触媒層２４に伝導させることができ
る結果、高感度かつ高速応答なガス燃焼動作および測温
動作または補償動作が可能な接触燃焼式ガスセンサ１０
を実現できるようになるといった効果を奏する。

【０１２９】なお、五酸化タンタル１６に代えて、酸化
チタン、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化ジルコニ
ウム、酸化ハフニウム等を用いることもできる。

【０１３０】この場合、ガス検知素子３０におけるヒー
タ１８と補償素子３２1，３２2，３２3におけるヒータ
１８は、五酸化タンタル１６に接触した状態で五酸化タ
ンタル１６上に積層されることになる。以降、誘電体膜
１４，１６を誘電体膜（酸化シリコン／五酸化タンタ
ル）１４，１６と総称することにする。

【０１３１】また、図１（ｂ）に示すように、ガス検知
素子３０におけるヒータ１８と補償素子３２1，３２2，
３２3におけるヒータ１８は、各々別個の白金パッド２
０に接続されている。具体的には、ガス検知素子３０に
おけるヒータ１８は白金パッド２０1，２０2に接続さ
れ、補償素子３２1におけるヒータ１８は白金パッド２
０2，２０3に接続され、補償素子３２2におけるヒータ
１８は白金パッド２０4，２０5に接続され、補償素子３
２3におけるヒータ１８は白金パッド２０5，２０6に接
続されている。

【０１３２】これにより、熱不良導体特性を有するシリ
コン酸化物１４と五酸化タンタル１６との積層を設ける
ことにより、ヒータ１８が生成する発熱量がＳｉ単結晶
基板１２中に熱拡散する現象を回避し、ヒータ１８が生
成する発熱量を効率よくかつ短時間で触媒層２４に伝導
させることができる結果、高感度かつ高速応答なガス燃
焼動作および測温動作または補償動作が可能な接触燃焼
式ガスセンサ１０を実現できるようになるといった効果
を奏する。

【０１３３】ガス検知素子３０は、図１（ａ），（ｂ）
に示すように、ダイアフラム１２2上に形成され可燃性
ガスの燃焼を促すためのヒータ１８と、このヒータ１８
に熱的に接触して設けられた熱良導体である熱伝導層２
２と、この熱伝導層２２を介して伝導されたヒータ１８
の発熱量に応じて発熱して可燃性ガスの燃焼に対して触
媒として作用する触媒層２４（具体的には、白金等の貴
金属薄膜層）を有している。

【０１３４】具体的には、ヒータ１８が誘電体膜（酸化
シリコン／五酸化タンタル）１４，１６に接触した状態
で誘電体膜（酸化シリコン／五酸化タンタル）１４，１
６上に積層され、このヒータ１８上に熱的に接触して熱
伝導層２２が積層され、この熱伝導層２２上に熱的に接
触して触媒層２４が積層されている。

【０１３５】このような構成を有するガス検知素子３０
を設けることにより、Ｓｉ単結晶基板１２よりも実効的
に熱容量の小さいダイアフラム１２2上にヒータ１８を
設けることにより、ヒータ１８が生成する発熱量がＳｉ
単結晶基板１２中に熱拡散する現象を回避できる結果、
ヒータ１８が生成する発熱量を効率よくかつ短時間で触
媒層２４に伝導させることができる結果、高感度かつ高
速応答なガス燃焼動作および測温動作が可能な接触燃焼
式ガスセンサ１０を実現できるようになるといった効果
を奏する。

【０１３６】さらに、熱良導体である熱伝導層２２を設
けることにより、ヒータ１８が生成する発熱量を効率よ
くかつ短時間で触媒層２４に伝導させることができる結
果、高感度かつ高速応答なガス燃焼動作および測温動作
が可能な接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できるように
なるといった効果を奏する。

【０１３７】さらに、可燃性ガスの燃焼に対して触媒と
して作用する触媒層２４を設けることにより、十分なガ
ス検知感度を実現でき、さらに、長期的に高い安定性、
再現性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０
を実現できるようになるといった効果を奏する。

【０１３８】補償素子３２1，３２2，３２3は、図１
（ａ）に示すように、ダイアフラム１２2に接触した状
態でダイアフラム１２2上に積層された誘電体膜（酸化
シリコン／五酸化タンタル）１４，１６上に積層されて
いる。

【０１３９】補償素子３２1，３２2，３２3は、図１
（ｂ）に示すように、ガス検知素子３０に隣接してダイ
アフラム１２2上に形成され可燃性ガスの燃焼を促すた
めのヒータ１８と、このヒータ１８に熱的に接触して設
けられた熱良導体である熱伝導層２２を有している。

【０１４０】具体的には、ガス検知素子３０に隣接した
ダイアフラム１２2上に３個の補償素子３２1，３２2，
３２3が設けられている。また補償素子３２1，３２2，
３２3の各々においては、ヒータ１８が誘電体膜（酸化
シリコン／五酸化タンタル）１４，１６に接触した状態
で誘電体膜（酸化シリコン／五酸化タンタル）１４，１
６上に積層され、このヒータ１８上に熱的に接触して熱
伝導層２２が積層されている。

【０１４１】このような構成を有する補償素子３２1，
３２2，３２3を設けることにより、Ｓｉ単結晶基板１２
よりも実効的に熱容量の小さいダイアフラム１２2上に
ヒータ１８を設けることにより、ヒータ１８が生成する
発熱量がＳｉ単結晶基板１２中に熱拡散する現象を回避
できる結果、ヒータ１８が生成する発熱量を効率よくか
つ短時間で触媒層２４に伝導させることができる結果、
高感度かつ高速応答な補償動作が可能な接触燃焼式ガス
センサ１０を実現できるようになるといった効果を奏す
る。

【０１４２】さらに、熱良導体である熱伝導層２２を設
けることにより、ヒータ１８が生成する発熱量を効率よ
くかつ短時間で触媒層２４に伝導させることができる結
果、高感度かつ高速応答な補償動作が可能な接触燃焼式
ガスセンサ１０を実現できるようになるといった効果を
奏する。

【０１４３】本実施形態では、ガス検知素子３０におけ
る熱伝導層２２と補償素子３２1，３２2，３２3におけ
る熱伝導層２２とが、ポーラス形の膜形態を有する陽極
酸化皮膜２２を用いて形成されている点に特徴を有して
いる。以降、熱伝導層２２をポーラス形の陽極酸化皮膜
２２総称することにする。

【０１４４】ポーラス形の陽極酸化皮膜２２としては、
アルミニウム（元素記号：Ａｌ）の酸化物（Ａｌ2Ｏ3；
アルミナ）、タンタル（元素記号：Ｔａ）の酸化物（Ｔ
ａ2Ｏ5）、チタン（元素記号：Ｔｉ）の酸化物（ＴｉＯ
2）、ジルコニウム（元素記号：Ｚｒ）の酸化物（Ｚｒ
Ｏ2）、シリコン酸化物、スズ酸化物、亜鉛酸化物、タ
ングステン酸化物等の陽極酸化皮膜を形成できる金属を
含む均等物ならば特に限定されることなく用いることが
できる。本実施形態では、特に、アルミニウム（元素記
号：Ａｌ）の酸化物（Ａｌ2Ｏ3；アルミナ）をポーラス
形の陽極酸化皮膜２２として用いている。以降、ポーラ
ス形の陽極酸化皮膜２２をポーラス形アルミナ陽極酸化
皮膜２２と総称することにする。

【０１４５】これにより、ポーラス形アルミナ陽極酸化
皮膜２２で形成された熱伝導層２２とヒータ１８との間
で十分な膜密着強度を実現でき、ヒータ１８が加熱状態
になった際に発生する熱応力に対する熱伝導層２２の応
力破壊耐性を実現でき、センサのガス検知感度の初期特
性を経時的に維持できる結果、長期的に高い安定性、再
現性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を
実現できるようになるといった効果を奏する。

【０１４６】ポーラス形の膜形態を有する陽極酸化皮膜
２２は、蒸着処理やスパッタ処理によって形成される薄
膜に比べて熱容量を小さくでき、かつ、熱伝導層２２の
表面積を実効的を拡大することに大きく寄与するといっ
た効果を奏する。

【０１４７】すなわち、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱
伝導層２２の表面積を実効的に拡大することができる結
果、十分なガス検知感度を実現することができるように
なるといった効果を奏する。

【０１４８】さらに、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱伝
導層２２の表面積を実効的に拡大することができる結
果、大気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染粒子が
熱伝導層２２の表面に付着した場合であっても、ガス検
知感度の急激な劣化が発生する現象を回避して汚染耐性
を向上できる結果、長期的に高い安定性、再現性および
信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できる
ようになるといった効果を奏する。

【０１４９】また、ポーラス形の膜形態を有する陽極酸
化皮膜２２は、大気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊
汚染粒子から触媒として作用する触媒層２４のパラジウ
ム微粒子を保護しパラジウム微粒子の触媒機能の劣化を
回避することができる結果、接触燃焼式ガスセンサ１０
のガス検知感度について長期的に高い安定性、再現性お
よび信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実現で
きるようになるといった効果を奏する。

【０１５０】さらに、ポーラス形の膜形態を有する陽極
酸化皮膜２２は、蒸着処理やスパッタ処理によって形成
される薄膜に比べて熱伝導層２２に発生する熱応力を緩
和しやすい特性を有し、製造途中での熱処理中にＳｉ単
結晶基板１２と薄膜間の熱膨張率の差に起因する膜剥が
れ現象や、接触燃焼式ガスセンサ１０の間欠駆動時に発
生し易いヒートサイクルに起因する熱伝導層２２の応力
破壊現象を回避して応力破壊耐性を向上させることがで
きるようになるといった効果を奏する。

【０１５１】ガス検知素子３０におけるヒータ１８と補
償素子３２1，３２2，３２3におけるヒータ１８とは、
図１（ｂ）に示すように、同一の抵抗材料を用いて同一
形状に形成されている。

【０１５２】具体的には、白金（元素記号：Ｐｔ）の薄
膜を九十九折り（ジグザグ）形状に形成している。以
降、Ｐｔヒータ１８をと総称することにする。なお、ヒ
ータ材料としては、Ｐｔの他に、抵抗温度係数が大き
く、高温まで熱的に安定な金属または化合物で在れば良
く、例えば、ルテニウム（元素記号：Ｒｕ）の酸化物
（ＲｕＯ2）やハフニウム（元素記号：Ｈｆ）の酸化物
（ＨｆＯ2）等を用いることも可能である。

【０１５３】これにより、ガス検知素子３０と補償素子
３２1，３２2，３２3とを用いたブリッジ回路を有する
高精度のガス検出回路４０を容易に実現することができ
るようになるといった効果を奏する。

【０１５４】また、化学的に安定な白金をヒータ１８に
用いることにより、長期的に高い安定性、再現性および
信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できる
ようになるといった効果を奏する。

【０１５５】また本実施形態では、図１（ａ）に示すよ
うに、酸化シリコン１４を介したＳｉ単結晶基板１２側
に、ガス検知素子３０におけるＰｔヒータ１８の発熱量
によるガス検知素子３０内部の温度分布を均一化するた
めの均熱体２６を形成している。

【０１５６】この様な均熱体２６を用いてガス検知素子
３０内部の温度分布を均一化することにより、高い安定
性、再現性および信頼性を有するガス燃焼動作および測
温動作が可能なガス検知素子３０を実現できるようにな
るといった効果を奏する。

【０１５７】同様に、酸化膜を介したＳｉ単結晶基板１
２側に、補償素子３２1，３２2，３２3におけるＰｔヒ
ータ１８の発熱量による補償素子３２1，３２2，３２3
内部の温度分布を均一化するための均熱体２６を形成し
ている。

【０１５８】この様な均熱体２６を用いて補償素子３２
1，３２2，３２3内部の温度分布を均一化することによ
り、高い安定性、再現性および信頼性を有する補償動作
が可能な補償素子３２1，３２2，３２3を実現できるよ
うになるといった効果を奏する。

【０１５９】なお、ガス検知素子３０における均熱体２
６と補償素子３２1，３２2，３２3における均熱体２６
とを共通の均熱体２６によって簡便に牽制することも可
能であって、この場合も同様の効果を奏する。

【０１６０】また本実施形態では、図１（ａ）に示すよ
うに、ガス検知素子３０におけるＰｔヒータ１８の発熱
量または補償素子３２1，３２2，３２3におけるＰｔヒ
ータ１８の発熱量によってＳｉ単結晶基板１２内に発生
する熱応力を緩和するための熱応力緩和凹部３４1，３
４2，３４3，３４4を、ガス検知素子３０および補償素
子３２1，３２2，３２3の周辺に形成している。

【０１６１】具体的には、ガス検知素子３０におけるＰ
ｔヒータ１８および補償素子３２1，３２2，３２3にお
けるＰｔヒータ１８をダイアフラム１２2上に形成する
場合、熱応力緩和凹部３４1，３４2，３４3，３４4とし
て、ダイアフラム１２2を上下に貫通するように形成さ
れた貫通孔３４1，３４2，３４3，３４4を用いることが
望ましい。

【０１６２】すなわち、半導体プロセスを用いて作成が
容易な貫通孔３４1，３４2，３４3，３４4を設けてガス
検知素子３０内や補償素子３２1，３２2，３２3内に発
生する熱応力を緩和することにより、熱応力に起因する
膜剥がれ現象や、接触燃焼式ガスセンサ１０の間欠駆動
時に発生し易いヒートサイクルに起因するガス検知素子
３０や補償素子３２1，３２2，３２3の応力破壊現象を
回避して応力破壊耐性を向上させることができるように
なるといった効果を奏する。

【０１６３】すなわち、Ｐｔヒータ１８が加熱状態にな
った際に発生する熱応力に対する応力破壊耐性を実現で
き、センサのガス検知感度の初期特性を経時的に維持で
きる結果、長期的に高い安定性、再現性および信頼性を
有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できるようにな
るといった効果を奏する。

【０１６４】次に、図面に基づき、接触燃焼式ガスセン
サ１０の製造方法の一実施形態を説明する。

【０１６５】図２は、図１の接触燃焼式ガスセンサ１０
の製造方法の実施形態を説明するためのプロセス図であ
る。なお、接触燃焼式ガスセンサ１０の説明において既
に記述したものと同一の部分については、同一符号を付
し、重複した説明は省略する。

【０１６６】本製造方法は、誘電体膜形成工程、ヒータ
形成工程、熱伝導層形成工程、陽極酸化皮膜形成工程、
触媒層形成工程、均熱体形成工程、熱応力緩和凹部形成
工程、ダイアフラム形成工程を有している。

【０１６７】誘電体膜形成工程は、図２（ａ）に示すＳ
ｉ単結晶基板１２上に、図２（ｂ）に示すように、Ｓｉ
単結晶基板１２を酸化処理して誘電体膜（酸化シリコ
ン）１４を形成し、誘電体膜（酸化シリコン）１４を所
定のパターンにエッチングした後に、ボロンを拡散して
拡散層１４2を形成する工程と、図２（ｃ）に示すよう
に、誘電体膜（五酸化タンタル）１６を積層する工程を
有している。

【０１６８】ヒータ形成工程は、図２（ｄ）に示すよう
に、誘電体膜形成工程に続いて、ガス検知素子３０にお
けるＰｔヒータ１８と補償素子３２1，３２2，３２3に
おけるＰｔヒータ１８を蒸着またはスパッタを用いて形
成する工程である。

【０１６９】熱伝導層形成工程は、図２（ｅ）に示すよ
うに、ヒータ形成工程に続いて、ガス検知素子３０にお
けるポーラス形アルミナ陽極酸化皮膜２２と補償素子３
２1，３２2，３２3におけるポーラス形アルミナ陽極酸
化皮膜２２を形成する工程である。

【０１７０】陽極酸化皮膜形成工程は、図２（ｅ）に示
すように、熱伝導層形成工程に続いて、ガス検知素子３
０におけるポーラス形アルミナ陽極酸化皮膜２２と補償
素子３２1，３２2，３２3におけるポーラス形アルミナ
陽極酸化皮膜２２上に、アルミニウムを薄膜状態で蒸着
した後に所定のパターンにエッチングする工程と、前工
程で形成した薄膜に陽極酸化処理を行ってポーラス形ア
ルミナ陽極酸化皮膜２２を形成する工程である。

【０１７１】ここで陽極酸化皮膜形成工程は、アルミニ
ウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、シリコン、ス
ズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れかの金属とパ
ラジウムとを合金薄膜状態で形成する工程と、前工程で
形成した合金薄膜に陽極酸化処理を行って陽極酸化皮膜
２２を形成する工程である。

【０１７２】また、合金薄膜状態形成工程は、アルミニ
ウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、シリコン、ス
ズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れかの金属とパ
ラジウムとを予め所定の比率で混合した合金ターゲット
を生成する工程と、合金ターゲットを用いて熱蒸着を行
って合金薄膜状態で形成する真空蒸着工程を含んでいて
もよい。この場合も、熱蒸着の工程と同様の効果を送す
る。

【０１７３】また合金薄膜状態形成工程は、前述の熱蒸
着の工程に代えて、合金ターゲットを用いてスパッタリ
ングを行って合金薄膜状態で形成する真空蒸着工程を行
うこともできる。この場合も、熱蒸着の工程と同様の効
果を送する。

【０１７４】また合金薄膜状態形成工程は、前述の熱蒸
着の工程に代えて、アルミニウム、タンタル、チタン、
ジルコニウム、シリコン、スズ、亜鉛、タングステンの
少なくとも何れかの金属ターゲットとパラジウムターゲ
ットとを用いた共蒸着を行って合金薄膜状態で形成する
真空蒸着工程を実行することもできる。この場合も、熱
蒸着の工程と同様の効果を送する。

【０１７５】また合金薄膜状態形成工程は、アルミニウ
ム、タンタル、チタン、ジルコニウム、シリコン、ス
ズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れかの金属ター
ゲットとパラジウムターゲットとを用いたコスパッタリ
ングを行って合金薄膜状態で形成する真空蒸着工程を実
行しても良い。この場合も、熱蒸着の工程と同様の効果
を送する。

【０１７６】以上に示す合金薄膜状態形成工程を実行す
ることにより、アルミニウム、タンタル、チタン、ジル
コニウム、シリコン、スズ、亜鉛、タングステンの少な
くとも何れかの金属膜に予め所定の割合でパラジウムを
合金状態で混合し陽極酸化することにより、パラジウム
等の貴金属は酸化されずに残り、アルミニウム、タンタ
ル、チタン、ジルコニウム、シリコン、スズ、亜鉛、タ
ングステンの少なくとも何れかの金属膜だけが陽極酸化
されることになる。その結果、パラジウム等の貴金属を
触媒金属として含有する膜均一性に優れたポーラス形態
の陽極酸化皮膜２２を形成することができる。

【０１７７】なお、陽極酸化皮膜形成工程は、陽極酸化
処理を行う際に、硝酸パラジウムまたはパラジウム微粒
子を電解液中に添加する工程を含んでいてもよい。硝酸
パラジウムまたはパラジウム微粒子の添加工程を設ける
ことにより、ポーラス形アルミナ陽極酸化皮膜２２で形
成されたポーラス形アルミナ陽極酸化皮膜２２とＰｔヒ
ータ１８との間で十分な膜密着強度を実現でき、Ｐｔヒ
ータ１８が加熱状態になった際に発生する熱応力に対す
るポーラス形アルミナ陽極酸化皮膜２２の応力破壊耐性
を実現でき、センサのガス検知感度の初期特性を経時的
に維持できる結果、長期的に高い安定性、再現性および
信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できる
ようになるといった効果を奏する。またポーラス形の膜
形態を有するポーラス形アルミナ陽極酸化皮膜２２は、
蒸着処理やスパッタ処理によって形成される薄膜に比べ
て熱容量を小さくでき、かつ、ポーラス形アルミナ陽極
酸化皮膜２２の表面積を実効的を拡大することに大きく
寄与するといった効果を奏する。すなわち、可燃性ガス
の燃焼に寄与するポーラス形アルミナ陽極酸化皮膜２２
の表面積を実効的に拡大することができる結果、十分な
ガス検知感度を実現することができるようになるといっ
た効果を奏する。さらに、可燃性ガスの燃焼に寄与する
ポーラス形アルミナ陽極酸化皮膜２２の表面積を実効的
に拡大することができる結果、大気中を浮遊するゴミや
油粒子等の浮遊汚染粒子がポーラス形アルミナ陽極酸化
皮膜２２の表面に付着した場合であっても、ガス検知感
度の急激な劣化が発生する現象を回避して汚染耐性を向
上できる結果、長期的に高い安定性、再現性および信頼
性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できるよう
になるといった効果を奏する。また、ポーラス形の膜形
態を有するポーラス形アルミナ陽極酸化皮膜２２は、大
気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染粒子から触媒
として作用する触媒層２４のパラジウム微粒子を保護し
パラジウム微粒子の白金の触媒機能の劣化を回避するこ
とができる結果、接触燃焼式ガスセンサ１０のガス検知
感度について長期的に高い安定性、再現性および信頼性
を有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できるように
なるといった効果を奏する。さらに、ポーラス形の膜形
態を有するポーラス形アルミナ陽極酸化皮膜２２は、蒸
着処理やスパッタ処理によって形成される薄膜に比べて
ポーラス形アルミナ陽極酸化皮膜２２に発生する熱応力
を緩和しやすい特性を有し、製造途中での熱処理中にＳ
ｉ単結晶基板１２と薄膜間の熱膨張率の差に起因する膜
剥がれ現象や、接触燃焼式ガスセンサ１０の間欠駆動時
に発生し易いヒートサイクルに起因するポーラス形アル
ミナ陽極酸化皮膜２２の応力破壊現象を回避して応力破
壊耐性を向上させることができるようになるといった効
果を奏する。

【０１７８】触媒層形成工程は、図２（ｆ）に示すよう
に、陽極酸化皮膜形成工程に続いて、ガス検知素子３０
のポーラス形アルミナ陽極酸化皮膜２２に接触した状態
でＰｔを蒸着またはスパッタして触媒層２４を形成する
工程である。

【０１７９】均熱体形成工程は、図２（ｇ）に示すよう
に、ガス検知素子３０または補償素子３２1，３２2，３
２3における誘電体膜（酸化シリコン／五酸化タンタ
ル）１４，１６を介したＳｉ単結晶基板１２側に、均熱
体２６を形成する工程である。

【０１８０】この様に、均熱体形成工程により形成した
均熱体２６を用いてガス検知素子３０内部の温度分布を
均一化することにより、高い安定性、再現性および信頼
性を有するガス燃焼動作および測温動作が可能なガス検
知素子３０を実現できるようになるといった効果を奏す
る。

【０１８１】同様の主旨で、均熱体２６を用いて補償素
子３２1，３２2，３２3内部の温度分布を均一化するこ
とにより、高い安定性、再現性および信頼性を有する補
償動作が可能な補償素子３２1，３２2，３２3を実現で
きるようになるといった効果を奏する。

【０１８２】熱応力緩和凹部形成工程は、貫通孔３４
1，３４2，３４3，３４4をガス検知素子３０または補償
素子３２1，３２2，３２3の少なくとも一方の周辺に形
成する工程である。

【０１８３】この様に、貫通孔３４1，３４2，３４3，
３４4を設けてガス検知素子３０内や補償素子３２1，３
２2，３２3内に発生する熱応力を緩和することにより、
熱応力に起因する膜剥がれ現象や、接触燃焼式ガスセン
サ１０の間欠駆動時に発生し易いヒートサイクルに起因
するガス検知素子３０や補償素子３２1，３２2，３２3
の応力破壊現象を回避して応力破壊耐性を向上させるこ
とができるようになるといった効果を奏する。

【０１８４】すなわち、Ｐｔヒータ１８が加熱状態にな
った際に発生する熱応力に対する応力破壊耐性を実現で
き、センサのガス検知感度の初期特性を経時的に維持で
きる結果、長期的に高い安定性、再現性および信頼性を
有する接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できるようにな
るといった効果を奏する。

【０１８５】ダイアフラム形成工程は、図２（ｇ）に示
すように、接触燃焼式ガスセンサ１０がダイアフラム１
２2を有する場合、熱応力緩和凹部形成工程に続いて、
ダイアフラム１２2を形成する工程である。

【０１８６】この様に、Ｓｉ単結晶基板１２よりも実効
的に熱容量の小さいダイアフラム１２2上にＰｔヒータ
１８を設けることにより、Ｐｔヒータ１８が生成する発
熱量がＳｉ単結晶基板１２中に熱拡散する現象を回避で
きる結果、Ｐｔヒータ１８が生成する発熱量を効率よく
かつ短時間で触媒層２４に伝導させることができる結
果、高感度かつ高速応答なガス燃焼動作および測温動作
が可能な接触燃焼式ガスセンサ１０を実現できるように
なるといった効果を奏する。

【０１８７】さらに、熱良導体であるポーラス形アルミ
ナ陽極酸化皮膜２２を設けることにより、Ｐｔヒータ１
８が生成する発熱量を効率よくかつ短時間で触媒層２４
に伝導させることができる結果、高感度かつ高速応答な
ガス燃焼動作および測温動作が可能な接触燃焼式ガスセ
ンサ１０を実現できるようになるといった効果を奏す
る。

【０１８８】さらに、可燃性ガスの燃焼に対して触媒と
して作用する触媒層２４を設けることにより、十分なガ
ス検知感度を実現でき、さらに、長期的に高い安定性、
再現性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ１０
を実現できるようになるといった効果を奏する。

【０１８９】次に、図面に基づき、接触燃焼式ガスセン
サ１０を用いたガス検出回路の一実施形態を説明する。

【０１９０】図３は、図１の接触燃焼式ガスセンサ１０
をホイートストーンブリッジに組み込む場合のガス検出
回路４０の回路図である。なお、接触燃焼式ガスセンサ
１０または接触燃焼式ガスセンサ１０の製造方法の実施
形態の説明において既に記述したものと同一の部分につ
いては、同一符号を付し、重複した説明は省略する。

【０１９１】図３に示すように、ガス検出回路４０は、
３個の補償素子３２1，３２2，３２3とガス検知素子３
０とを用いて構成したホイートストーンブリッジに、電
源３６と電流検出手段３８とを組み込んだ回路構成を有
している。

【０１９２】本ガス検出回路４０においては、ガス検知
素子３０と補償素子３２1，３２2，３２3とで可燃性ガ
スを燃焼する際に発生する燃焼熱に起因して発生するガ
ス検知素子３０の抵抗値変化、および補償素子３２1，
３２2，３２3の抵抗値変化をホイートストーンブリッジ
とこれに接続された電流検出手段３８によって検出する
ことにより、可燃性ガスを検量することができる。

【０１９３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、熱良導
体である熱伝導層を設けることにより、ヒータが生成す
る発熱量を効率よくかつ短時間で触媒層に伝導させるこ
とができる結果、高感度かつ高速応答なガス燃焼動作お
よび測温動作が可能な接触燃焼式ガスセンサを実現でき
るようになるといった効果を奏する。

【０１９４】さらに、可燃性ガスの燃焼に対して触媒と
して作用する触媒層を設けることにより、十分なガス検
知感度を実現でき、さらに、長期的に高い安定性、再現
性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサを実現で
きるようになるといった効果を奏する。

【０１９５】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の効果に加えて、熱良導体である熱伝導層を設け
ることにより、ヒータが生成する発熱量を効率よくかつ
短時間で触媒層に伝導させることができる結果、高感度
かつ高速応答な補償動作が可能な接触燃焼式ガスセンサ
を実現できるようになるといった効果を奏する。

【０１９６】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
に記載の効果に加えて、熱不良導体特性を有する誘電体
膜を設けることにより、ヒータが生成する発熱量が基板
中に熱拡散する現象を回避し、ヒータが生成する発熱量
を効率よくかつ短時間で触媒層に伝導させることができ
る結果、高感度かつ高速応答なガス燃焼動作および測温
動作または補償動作が可能な接触燃焼式ガスセンサを実
現できるようになるといった効果を奏する。

【０１９７】請求項４に記載の発明によれば、基板より
も実効的に熱容量の小さいダイアフラム上にヒータを設
けることにより、ヒータが生成する発熱量が基板中に熱
拡散する現象を回避できる結果、ヒータが生成する発熱
量を効率よくかつ短時間で触媒層に伝導させることがで
きる結果、高感度かつ高速応答なガス燃焼動作および測
温動作が可能な接触燃焼式ガスセンサを実現できるよう
になるといった効果を奏する。

【０１９８】さらに、熱良導体である熱伝導層を設ける
ことにより、ヒータが生成する発熱量を効率よくかつ短
時間で触媒層に伝導させることができる結果、高感度か
つ高速応答なガス燃焼動作および測温動作が可能な接触
燃焼式ガスセンサを実現できるようになるといった効果
を奏する。

【０１９９】さらに、可燃性ガスの燃焼に対して触媒と
して作用する触媒層を設けることにより、十分なガス検
知感度を実現でき、さらに、長期的に高い安定性、再現
性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサを実現で
きるようになるといった効果を奏する。

【０２００】請求項５に記載の発明によれば、請求項４
に記載の効果に加えて、基板よりも実効的に熱容量の小
さいダイアフラム上にヒータを設けることにより、ヒー
タが生成する発熱量が基板中に熱拡散する現象を回避で
きる結果、ヒータが生成する発熱量を効率よくかつ短時
間で触媒層に伝導させることができる結果、高感度かつ
高速応答な補償動作が可能な接触燃焼式ガスセンサを実
現できるようになるといった効果を奏する。

【０２０１】さらに、熱良導体である熱伝導層を設ける
ことにより、ヒータが生成する発熱量を効率よくかつ短
時間で触媒層に伝導させることができる結果、高感度か
つ高速応答な補償動作が可能な接触燃焼式ガスセンサを
実現できるようになるといった効果を奏する。

【０２０２】請求項６に記載の発明によれば、請求項４
または５に記載の効果に加えて、半導体プロセスにおい
て用いられている異方性エッチング技術を流用すること
により、高いプロセス安定性を実現することができるよ
うになるといった効果を奏する。

【０２０３】請求項７に記載の発明によれば、請求項４
ないし６のいずれか一項に記載の効果と同様の効果を奏
する。

【０２０４】請求項８に記載の発明によれば、請求項１
ないし７のいずれか一項に記載の効果に加えて、陽極酸
化皮膜で形成された熱伝導層とヒータとの間で十分な膜
密着強度を実現でき、ヒータが加熱状態になった際に発
生する熱応力に対する熱伝導層の応力破壊耐性を実現で
き、センサのガス検知感度の初期特性を経時的に維持で
きる結果、長期的に高い安定性、再現性および信頼性を
有する接触燃焼式ガスセンサを実現できるようになると
いった効果を奏する。

【０２０５】請求項９に記載の発明によれば、請求項８
に記載の効果に加えて、ポーラス形の陽極酸化皮膜で形
成された熱伝導層とヒータとの間で十分な膜密着強度を
実現でき、ヒータが加熱状態になった際に発生する熱応
力に対する熱伝導層の応力破壊耐性を実現でき、センサ
のガス検知感度の初期特性を経時的に維持できる結果、
長期的に高い安定性、再現性および信頼性を有する接触
燃焼式ガスセンサを実現できるようになるといった効果
を奏する。

【０２０６】ポーラス形の膜形態を有する陽極酸化皮膜
は、蒸着処理やスパッタ処理によって形成される薄膜に
比べて熱容量を小さくでき、かつ、熱伝導層の表面積を
実効的を拡大することに大きく寄与するといった効果を
奏する。

【０２０７】すなわち、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱
伝導層の表面積を実効的に拡大することができる結果、
十分なガス検知感度を実現することができるようになる
といった効果を奏する。

【０２０８】さらに、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱伝
導層の表面積を実効的に拡大することができる結果、大
気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染粒子が熱伝導
層の表面に付着した場合であっても、ガス検知感度の急
激な劣化が発生する現象を回避して汚染耐性を向上でき
る結果、長期的に高い安定性、再現性および信頼性を有
する接触燃焼式ガスセンサを実現できるようになるとい
った効果を奏する。

【０２０９】また、ポーラス形の膜形態を有する陽極酸
化皮膜は、大気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染
粒子から触媒として作用する触媒層の硝酸パラジウムま
たはパラジウム微粒子を保護しパラジウム微粒子の白金
の触媒機能の劣化を回避することができる結果、接触燃
焼式ガスセンサのガス検知感度について長期的に高い安
定性、再現性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセン
サを実現できるようになるといった効果を奏する。

【０２１０】さらに、ポーラス形の膜形態を有する陽極
酸化皮膜は、蒸着処理やスパッタ処理によって形成され
る薄膜に比べて熱伝導層に発生する熱応力を緩和しやす
い特性を有し、製造途中での熱処理中に基板と薄膜間の
熱膨張率の差に起因する膜剥がれ現象や、接触燃焼式ガ
スセンサの間欠駆動時に発生し易いヒートサイクルに起
因する熱伝導層の応力破壊現象を回避して応力破壊耐性
を向上させることができるようになるといった効果を奏
する。

【０２１１】請求項１０に記載の発明によれば、請求項
８または９に記載の効果と同様の効果を奏する。

【０２１２】請求項１１に記載の発明によれば、請求項
８ないし１０のいずれか一項に記載の効果に加えて、熱
不良導体特性を有する酸化物を設けることにより、ヒー
タが生成する発熱量が基板中に熱拡散する現象を回避
し、ヒータが生成する発熱量を効率よくかつ短時間で触
媒層に伝導させることができる結果、高感度かつ高速応
答なガス燃焼動作および測温動作または補償動作が可能
な接触燃焼式ガスセンサを実現できるようになるといっ
た効果を奏する。

【０２１３】請求項１２に記載の発明によれば、請求項
１１に記載の効果に加えて、熱不良導体特性および耐環
境性を有するシリコン酸化物を設けることにより、ヒー
タが生成する発熱量が基板中に熱拡散する現象を回避
し、ヒータが生成する発熱量を効率よくかつ短時間で触
媒層に伝導させることができる結果、高感度かつ高速応
答なガス燃焼動作および測温動作または補償動作が可能
な接触燃焼式ガスセンサを実現できるようになるといっ
た効果を奏する。

【０２１４】請求項１３に記載の発明によれば、請求項
１１または１２に記載の効果に加えて、熱不良導体特性
を有するシリコン酸化物と五酸化タンタルとの積層を設
けることにより、ヒータが生成する発熱量が基板中に熱
拡散する現象を回避し、ヒータが生成する発熱量を効率
よくかつ短時間で触媒層に伝導させることができる結
果、高感度かつ高速応答なガス燃焼動作および測温動作
または補償動作が可能な接触燃焼式ガスセンサを実現で
きるようになるといった効果を奏する。

【０２１５】請求項１４に記載の発明によれば、請求項
１ないし１３のいずれか一項に記載の効果に加えて、ガ
ス検知素子と補償素子とを用いたブリッジ回路を有する
高精度のガス検出回路を実現することができるようにな
るといった効果を奏する。

【０２１６】請求項１５に記載の発明によれば、請求項
１４に記載の効果に加えて、化学的に安定な白金をヒー
タに用いることにより、長期的に高い安定性、再現性お
よび信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサを実現できる
ようになるといった効果を奏する。

【０２１７】請求項１６に記載の発明によれば、請求項
８ないし１５のいずれか一項に記載の効果に加えて、均
熱体を用いてガス検知素子内部の温度分布を均一化する
ことにより、高い安定性、再現性および信頼性を有する
ガス燃焼動作および測温動作が可能なガス検知素子を実
現できるようになるといった効果を奏する。

【０２１８】請求項１７に記載の発明によれば、請求項
１６に記載の効果に加えて、均熱体を用いて補償素子内
部の温度分布を均一化することにより、高い安定性、再
現性および信頼性を有する補償動作が可能な補償素子を
実現できるようになるといった効果を奏する。

【０２１９】請求項１８に記載の発明によれば、請求項
８ないし１７のいずれか一項に記載の効果に加えて、熱
応力緩和凹部を設けてガス検知素子内や補償素子内に発
生する熱応力を緩和することにより、熱応力に起因する
膜剥がれ現象や、接触燃焼式ガスセンサの間欠駆動時に
発生し易いヒートサイクルに起因するガス検知素子や補
償素子の応力破壊現象を回避して応力破壊耐性を向上さ
せることができるようになるといった効果を奏する。

【０２２０】すなわち、ヒータが加熱状態になった際に
発生する熱応力に対する応力破壊耐性を実現でき、セン
サのガス検知感度の初期特性を経時的に維持できる結
果、長期的に高い安定性、再現性および信頼性を有する
接触燃焼式ガスセンサを実現できるようになるといった
効果を奏する。

【０２２１】請求項１９に記載の発明によれば、請求項
１８に記載の効果に加えて、半導体プロセスを用いて作
成が容易な貫通孔を設けてガス検知素子内や補償素子内
に発生する熱応力を緩和することにより、熱応力に起因
する膜剥がれ現象や、接触燃焼式ガスセンサの間欠駆動
時に発生し易いヒートサイクルに起因するガス検知素子
や補償素子の応力破壊現象を回避して応力破壊耐性を向
上させることができるようになるといった効果を奏す
る。

【０２２２】すなわち、ヒータが加熱状態になった際に
発生する熱応力に対する応力破壊耐性を実現でき、セン
サのガス検知感度の初期特性を経時的に維持できる結
果、長期的に高い安定性、再現性および信頼性を有する
接触燃焼式ガスセンサを実現できるようになるといった
効果を奏する。

【０２２３】請求項２０に記載の発明によれば、請求項
８ないし１９のいずれか一項に記載の効果と同様の効果
を奏する。

【０２２４】請求項２１に記載の発明によれば、請求項
２０に記載の効果に加えて、ポーラス形の陽極酸化皮膜
で形成された熱伝導層とヒータとの間で十分な膜密着強
度を実現でき、ヒータが加熱状態になった際に発生する
熱応力に対する熱伝導層の応力破壊耐性を実現でき、セ
ンサのガス検知感度の初期特性を経時的に維持できる結
果、長期的に高い安定性、再現性および信頼性を有する
接触燃焼式ガスセンサを実現できるようになるといった
効果を奏する。

【０２２５】ポーラス形の膜形態を有する陽極酸化皮膜
は、蒸着処理やスパッタ処理によって形成される薄膜に
比べて熱容量を小さくでき、かつ、熱伝導層の表面積を
実効的を拡大することに大きく寄与するといった効果を
奏する。

【０２２６】すなわち、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱
伝導層の表面積を実効的に拡大することができる結果、
十分なガス検知感度を実現することができるようになる
といった効果を奏する。

【０２２７】さらに、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱伝
導層の表面積を実効的に拡大することができる結果、大
気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染粒子が熱伝導
層の表面に付着した場合であっても、ガス検知感度の急
激な劣化が発生する現象を回避して汚染耐性を向上でき
る結果、長期的に高い安定性、再現性および信頼性を有
する接触燃焼式ガスセンサを実現できるようになるとい
った効果を奏する。

【０２２８】また、ポーラス形の膜形態を有する陽極酸
化皮膜は、大気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染
粒子から触媒として作用する触媒層の硝酸パラジウムま
たはパラジウム微粒子を保護しパラジウム微粒子の白金
の触媒機能の劣化を回避することができる結果、接触燃
焼式ガスセンサのガス検知感度について長期的に高い安
定性、再現性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセン
サを実現できるようになるといった効果を奏する。

【０２２９】さらに、ポーラス形の膜形態を有する陽極
酸化皮膜は、蒸着処理やスパッタ処理によって形成され
る薄膜に比べて熱伝導層に発生する熱応力を緩和しやす
い特性を有し、製造途中での熱処理中に基板と薄膜間の
熱膨張率の差に起因する膜剥がれ現象や、接触燃焼式ガ
スセンサの間欠駆動時に発生し易いヒートサイクルに起
因する熱伝導層の応力破壊現象を回避して応力破壊耐性
を向上させることができるようになるといった効果を奏
する。

【０２３０】請求項２２に記載の発明によれば、請求項
２０に記載の効果に加えて、アルミニウム、タンタル、
チタン、ジルコニウム、シリコン、スズ、亜鉛、タング
ステンの少なくとも何れかの金属膜に予め所定の割合で
パラジウムを合金状態で混合し陽極酸化することによ
り、パラジウム等の貴金属は酸化されずに残り、アルミ
ニウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、シリコン、
スズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れかの金属膜
だけが陽極酸化されることになる。その結果、パラジウ
ム等の貴金属を触媒金属として含有するポーラス形態の
陽極酸化皮膜を形成することができる。

【０２３１】またパラジウムを触媒金属として含有する
ポーラス形の陽極酸化皮膜は、センサのガス検知感度の
初期特性を経時的に維持できる結果、長期的に高い安定
性、再現性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサ
を実現できるようになるといった効果を奏する。

【０２３２】パラジウムを触媒金属として含有するポー
ラス形の膜形態を有する陽極酸化皮膜は、蒸着処理やス
パッタ処理によって形成される薄膜に比べて熱容量を小
さくでき、かつ、熱伝導層の表面積を実効的を拡大する
ことに大きく寄与するといった効果を奏する。

【０２３３】すなわち、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱
伝導層の表面積を実効的に拡大することができる結果、
十分なガス検知感度を実現することができるようになる
といった効果を奏する。

【０２３４】又、パラジウムを触媒金属として含有する
ポーラス形の膜形態を有する陽極酸化皮膜は、大気中を
浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染粒子から触媒として
作用する触媒層２４のパラジウム微粒子を保護しパラジ
ウム微粒子の白金の触媒機能の劣化を回避することがで
きる結果、接触燃焼式ガスセンサのガス検知感度につい
て長期的に高い安定性、再現性および信頼性を有する接
触燃焼式ガスセンサを実現できるようになるといった効
果を奏する。

【０２３５】さらに、パラジウムを触媒金属として含有
するポーラス形の膜形態を有する陽極酸化皮膜は、蒸着
処理やスパッタ処理によって形成される薄膜に比べて熱
伝導層に発生する熱応力を緩和しやすい特性を有し、製
造途中での熱処理中に基板と薄膜間の熱膨張率の差に起
因する膜剥がれ現象や、接触燃焼式ガスセンサの間欠駆
動時に発生し易いヒートサイクルに起因する熱伝導層の
応力破壊現象を回避して応力破壊耐性を向上させること
ができるようになるといった効果を奏する。

【０２３６】請求項２３に記載の発明によれば、請求項
２２に記載の効果に加えて、合金ターゲットを用いて熱
蒸着することにより、均一性に優れた合金薄膜を形成で
きる。この様な合金薄膜を陽極酸化することにより、パ
ラジウム等の貴金属を触媒金属として均一に含有するポ
ーラス形態の陽極酸化皮膜を形成することができる。

【０２３７】またパラジウムを触媒金属として均一に含
有するポーラス形の陽極酸化皮膜は、センサのガス検知
感度の初期特性を経時的に維持できる結果、長期的に高
い安定性、再現性および信頼性を有する接触燃焼式ガス
センサを実現できるようになるといった効果を奏する。

【０２３８】パラジウムを触媒金属として均一に含有す
る熱蒸着によるポーラス膜形態を有する陽極酸化皮膜
は、アルミニウム等の金属膜とパラジウム等の貴金属膜
とを別個に形成するような熱蒸着処理やスパッタ処理に
よって形成される薄膜に比べて熱容量を小さくでき、か
つ、熱伝導層の表面積を実効的を拡大することに大きく
寄与するといった効果を奏する。

【０２３９】すなわち、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱
伝導層の表面積を実効的に拡大することができる結果、
十分なガス検知感度を実現することができるようになる
といった効果を奏する。

【０２４０】又、パラジウムを触媒金属として均一に含
有する熱蒸着によるポーラス膜形態を有する陽極酸化皮
膜は、大気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染粒子
から触媒として作用する触媒層２４のパラジウム微粒子
を保護しパラジウム微粒子の白金の触媒機能の劣化を回
避することができる結果、接触燃焼式ガスセンサのガス
検知感度について長期的に高い安定性、再現性および信
頼性を有する接触燃焼式ガスセンサを実現できるように
なるといった効果を奏する。

【０２４１】さらに、パラジウムを触媒金属として均一
に含有する熱蒸着によるポーラス膜形態を有する陽極酸
化皮膜は、アルミニウム等の金属膜とパラジウム等の貴
金属膜とを別個に形成するような熱蒸着処理やスパッタ
処理によって形成される薄膜に比べて膜の均一性に優れ
るため、熱伝導層に発生する熱応力を緩和しやすい特性
を有し、製造途中での熱処理中に基板と薄膜間の熱膨張
率の差に起因する膜剥がれ現象や、接触燃焼式ガスセン
サの間欠駆動時に発生し易いヒートサイクルに起因する
熱伝導層の応力破壊現象を回避して応力破壊耐性を向上
させることができるようになるといった効果を奏する。

【０２４２】請求項２４に記載の発明によれば、請求項
２２に記載の効果に加えて、合金ターゲットを用いてス
パッタリングすることにより、均一性に優れた合金薄膜
を形成できる。この様な合金薄膜を陽極酸化することに
より、パラジウム等の貴金属を触媒金属として均一に含
有するポーラス形態の陽極酸化皮膜を形成することがで
きる。

【０２４３】またパラジウムを触媒金属として均一に含
有するポーラス形の陽極酸化皮膜は、センサのガス検知
感度の初期特性を経時的に維持できる結果、長期的に高
い安定性、再現性および信頼性を有する接触燃焼式ガス
センサを実現できるようになるといった効果を奏する。

【０２４４】パラジウムを触媒金属として均一に含有す
るスパッタリングによるポーラス膜形態を有する陽極酸
化皮膜は、アルミニウム等の金属膜とパラジウム等の貴
金属膜とを別個に形成するようなスパッタリング処理や
スパッタ処理によって形成される薄膜に比べて熱容量を
小さくでき、かつ、熱伝導層の表面積を実効的を拡大す
ることに大きく寄与するといった効果を奏する。

【０２４５】すなわち、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱
伝導層の表面積を実効的に拡大することができる結果、
十分なガス検知感度を実現することができるようになる
といった効果を奏する。

【０２４６】又、パラジウムを触媒金属として均一に含
有するスパッタリングによるポーラス膜形態を有する陽
極酸化皮膜は、大気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊
汚染粒子から触媒として作用する触媒層２４のパラジウ
ム微粒子を保護しパラジウム微粒子の白金の触媒機能の
劣化を回避することができる結果、接触燃焼式ガスセン
サのガス検知感度について長期的に高い安定性、再現性
および信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサを実現でき
るようになるといった効果を奏する。

【０２４７】さらに、パラジウムを触媒金属として均一
に含有するスパッタリングによるポーラス膜形態を有す
る陽極酸化皮膜は、アルミニウム等の金属膜とパラジウ
ム等の貴金属膜とを別個に形成するようなスパッタリン
グ処理やスパッタ処理によって形成される薄膜に比べて
膜の均一性に優れるため、熱伝導層に発生する熱応力を
緩和しやすい特性を有し、製造途中での熱処理中に基板
と薄膜間の熱膨張率の差に起因する膜剥がれ現象や、接
触燃焼式ガスセンサの間欠駆動時に発生し易いヒートサ
イクルに起因する熱伝導層の応力破壊現象を回避して応
力破壊耐性を向上させることができるようになるといっ
た効果を奏する。

【０２４８】請求項２５に記載の発明によれば、請求項
２２に記載の効果に加えて、アルミニウム、タンタル、
チタン、ジルコニウム、シリコン、スズ、亜鉛、タング
ステンの少なくとも何れかの金属ターゲットとパラジウ
ムターゲットを用いて熱共蒸着することにより、均一性
に優れた合金薄膜を形成できる。この様な合金薄膜を陽
極酸化することにより、パラジウム等の貴金属を触媒金
属として均一に含有するポーラス形態の陽極酸化皮膜を
形成することができる。

【０２４９】またパラジウムを触媒金属として均一に含
有するポーラス形の陽極酸化皮膜は、センサのガス検知
感度の初期特性を経時的に維持できる結果、長期的に高
い安定性、再現性および信頼性を有する接触燃焼式ガス
センサを実現できるようになるといった効果を奏する。

【０２５０】パラジウムを触媒金属として均一に含有す
る共蒸着によるポーラス膜形態を有する陽極酸化皮膜
は、アルミニウム等の金属膜とパラジウム等の貴金属膜
とを別個に形成するような共蒸着処理やスパッタ処理に
よって形成される薄膜に比べて熱容量を小さくでき、か
つ、熱伝導層の表面積を実効的を拡大することに大きく
寄与するといった効果を奏する。

【０２５１】すなわち、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱
伝導層の表面積を実効的に拡大することができる結果、
十分なガス検知感度を実現することができるようになる
といった効果を奏する。

【０２５２】又、パラジウムを触媒金属として均一に含
有する共蒸着によるポーラス膜形態を有する陽極酸化皮
膜は、大気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮遊汚染粒子
から触媒として作用する触媒層２４のパラジウム微粒子
を保護しパラジウム微粒子の白金の触媒機能の劣化を回
避することができる結果、接触燃焼式ガスセンサのガス
検知感度について長期的に高い安定性、再現性および信
頼性を有する接触燃焼式ガスセンサを実現できるように
なるといった効果を奏する。

【０２５３】さらに、パラジウムを触媒金属として均一
に含有する共蒸着によるポーラス膜形態を有する陽極酸
化皮膜は、アルミニウム等の金属膜とパラジウム等の貴
金属膜とを別個に形成するような共蒸着処理やスパッタ
処理によって形成される薄膜に比べて膜の均一性に優れ
るため、熱伝導層に発生する熱応力を緩和しやすい特性
を有し、製造途中での熱処理中に基板と薄膜間の熱膨張
率の差に起因する膜剥がれ現象や、接触燃焼式ガスセン
サの間欠駆動時に発生し易いヒートサイクルに起因する
熱伝導層の応力破壊現象を回避して応力破壊耐性を向上
させることができるようになるといった効果を奏する。

【０２５４】請求項２６に記載の発明によれば、請求項
２２に記載の効果に加えて、アルミニウム、タンタル、
チタン、ジルコニウム、シリコン、スズ、亜鉛、タング
ステンの少なくとも何れかの金属ターゲットとパラジウ
ムターゲットを用いて熱コスパッタリングすることによ
り、均一性に優れた合金薄膜を形成できる。この様な合
金薄膜を陽極酸化することにより、パラジウム等の貴金
属を触媒金属として均一に含有するポーラス形態の陽極
酸化皮膜を形成することができる。

【０２５５】またパラジウムを触媒金属として均一に含
有するポーラス形の陽極酸化皮膜は、センサのガス検知
感度の初期特性を経時的に維持できる結果、長期的に高
い安定性、再現性および信頼性を有する接触燃焼式ガス
センサを実現できるようになるといった効果を奏する。

【０２５６】パラジウムを触媒金属として均一に含有す
るコスパッタリングによるポーラス膜形態を有する陽極
酸化皮膜は、アルミニウム等の金属膜とパラジウム等の
貴金属膜とを別個に形成するようなコスパッタリング処
理やスパッタ処理によって形成される薄膜に比べて熱容
量を小さくでき、かつ、熱伝導層の表面積を実効的を拡
大することに大きく寄与するといった効果を奏する。

【０２５７】すなわち、可燃性ガスの燃焼に寄与する熱
伝導層の表面積を実効的に拡大することができる結果、
十分なガス検知感度を実現することができるようになる
といった効果を奏する。

【０２５８】又、パラジウムを触媒金属として均一に含
有するコスパッタリングによるポーラス膜形態を有する
陽極酸化皮膜は、大気中を浮遊するゴミや油粒子等の浮
遊汚染粒子から触媒として作用する触媒層２４のパラジ
ウム微粒子を保護しパラジウム微粒子の触媒機能の劣化
を回避することができる結果、接触燃焼式ガスセンサの
ガス検知感度について長期的に高い安定性、再現性およ
び信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサを実現できるよ
うになるといった効果を奏する。

【０２５９】さらに、パラジウムを触媒金属として均一
に含有するコスパッタリングによるポーラス膜形態を有
する陽極酸化皮膜は、アルミニウム等の金属膜とパラジ
ウム等の貴金属膜とを別個に形成するようなコスパッタ
リング処理やスパッタ処理によって形成される薄膜に比
べて膜の均一性に優れるため、熱伝導層に発生する熱応
力を緩和しやすい特性を有し、製造途中での熱処理中に
基板と薄膜間の熱膨張率の差に起因する膜剥がれ現象
や、接触燃焼式ガスセンサの間欠駆動時に発生し易いヒ
ートサイクルに起因する熱伝導層の応力破壊現象を回避
して応力破壊耐性を向上させることができるようになる
といった効果を奏する。

【０２６０】請求項２７に記載の発明によれば、請求項
２２ないし２６のいずれか一項に記載の効果に加えて、
アルミニウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、シリ
コン、スズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れかの
金属膜に予め所定の割合でパラジウムを合金状態で混合
し陽極酸化することにより、パラジウム等の貴金属は酸
化されずに残り、アルミニウム、タンタル、チタン、ジ
ルコニウム、シリコン、スズ、亜鉛、タングステンの少
なくとも何れかの金属膜だけが陽極酸化されることにな
る。その結果、パラジウム等の貴金属を触媒金属として
含有する膜均一性に優れたポーラス形態の陽極酸化皮膜
を形成することができる。

【０２６１】請求項２８に記載の発明によれば、請求項
２１ないし２７のいずれか一項に記載の効果に加えて、
均熱体形成工程により形成した均熱体を用いてガス検知
素子内部の温度分布を均一化することにより、高い安定
性、再現性および信頼性を有するガス燃焼動作および測
温動作が可能なガス検知素子を実現できるようになると
いった効果を奏する。

【０２６２】同様の主旨で、均熱体を用いて補償素子内
部の温度分布を均一化することにより、高い安定性、再
現性および信頼性を有する補償動作が可能な補償素子を
実現できるようになるといった効果を奏する。

【０２６３】請求項２９に記載の発明によれば、請求項
２１ないし２８のいずれか一項に記載の効果に加えて、
熱応力緩和凹部を設けてガス検知素子内や補償素子内に
発生する熱応力を緩和することにより、熱応力に起因す
る膜剥がれ現象や、接触燃焼式ガスセンサの間欠駆動時
に発生し易いヒートサイクルに起因するガス検知素子や
補償素子の応力破壊現象を回避して応力破壊耐性を向上
させることができるようになるといった効果を奏する。

【０２６４】すなわち、ヒータが加熱状態になった際に
発生する熱応力に対する応力破壊耐性を実現でき、セン
サのガス検知感度の初期特性を経時的に維持できる結
果、長期的に高い安定性、再現性および信頼性を有する
接触燃焼式ガスセンサを実現できるようになるといった
効果を奏する。

【０２６５】請求項３０に記載の発明によれば、請求項
２９に記載の効果に加えて、基板よりも実効的に熱容量
の小さいダイアフラム上にヒータを設けることにより、
ヒータが生成する発熱量が基板中に熱拡散する現象を回
避できる結果、ヒータが生成する発熱量を効率よくかつ
短時間で触媒層に伝導させることができる結果、高感度
かつ高速応答なガス燃焼動作および測温動作が可能な接
触燃焼式ガスセンサを実現できるようになるといった効
果を奏する。

【０２６６】さらに、熱良導体である熱伝導層を設ける
ことにより、ヒータが生成する発熱量を効率よくかつ短
時間で触媒層に伝導させることができる結果、高感度か
つ高速応答なガス燃焼動作および測温動作が可能な接触
燃焼式ガスセンサを実現できるようになるといった効果
を奏する。

【０２６７】さらに、可燃性ガスの燃焼に対して触媒と
して作用する触媒層を設けることにより、十分なガス検
知感度を実現でき、さらに、長期的に高い安定性、再現
性および信頼性を有する接触燃焼式ガスセンサを実現で
きるようになるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、本発明の接触燃焼式ガスセンサ
の実施形態を説明するための断面図であり、図１（ｂ）
は、図１（ａ）の上面図である。

【図２】図１の接触燃焼式ガスセンサの製造方法の実施
形態を説明するためのプロセス図である。

【図３】図１の接触燃焼式ガスセンサをホイートストー
ンブリッジに組み込む場合のガス検出回路の回路図であ
る。

【図４】従来の接触燃焼式ガスセンサを説明するための
断面図である。

【符号の説明】

１０ 接触燃焼式ガスセンサ １２ 基板 １２2 ダイアフラム １４，１６ 誘電体膜（酸化物、五酸化タンタル） １８ ヒータ ２０ 白金パッド ２０1，２０2，２０3，２０4 白金パッド ２２ 熱伝導層（陽極酸化皮膜） ２４ 触媒層 ２６ 均熱体 ３０ ガス検知素子 ３２1，３２2，３２3 補償素子 ３４1，３４2，３４3，３４4 熱応力緩和凹部（貫通
孔） ３６ 電源 ３８ 電流検出手段 ４０ ガス検出回路

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上にガス検知素子と補償素子とが隣
   接して設けられ、ガス検知素子と補償素子とで可燃性ガ
   スを燃焼する際に発生する燃焼熱を検出することによっ
   て可燃性ガスを検量する接触燃焼式ガスセンサであっ
   て、 前記ガス検知素子は、 基板上に形成され前記可燃性ガスの燃焼を促すためのヒ
   ータと、当該ヒータに熱的に接触して設けられた熱良導
   体である熱伝導層と、当該熱伝導層を介して伝導された
   当該ヒータの発熱量に応じて発熱して前記可燃性ガスの
   燃焼に対して触媒として作用する触媒層を有する、 ことを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ。
2. 【請求項２】 前記補償素子は、 前記ガス検知素子に隣接して基板上に形成され前記可燃
   性ガスの燃焼を促すためのヒータと、当該ヒータに熱的
   に接触して設けられた熱良導体である熱伝導層を有す
   る、 ことを特徴とする請求項１に記載の接触燃焼式ガスセン
   サ。
3. 【請求項３】 前記基板に接触した状態で当該基板上に
   形成された熱不良導体特性を有する誘電体膜を有し、 前記ガス検知素子におけるヒータと前記補償素子におけ
   るヒータが、前記誘電体膜に接触した状態で当該誘電体
   膜上に形成されている、 ことを特徴とする請求項２に記載の接触燃焼式ガスセン
   サ。
4. 【請求項４】 所定の厚さで形成されたダイアフラム上
   にガス検知素子と補償素子とが隣接して設けられ、ガス
   検知素子と補償素子とで可燃性ガスを燃焼する際に発生
   する燃焼熱を検出することによって可燃性ガスを検量す
   る接触燃焼式ガスセンサであって、 前記ガス検知素子は、ダイアフラム上に形成され前記可
   燃性ガスの燃焼を促すためのヒータと、当該ヒータに熱
   的に接触して設けられた熱良導体である熱伝導層と、当
   該熱伝導層を介して伝導された当該ヒータの発熱量に応
   じて発熱して前記可燃性ガスの燃焼に対して触媒として
   作用する触媒層を有する、 ことを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ。
5. 【請求項５】 前記補償素子は、 前記ガス検知素子に隣接してダイアフラム上に形成され
   前記可燃性ガスの燃焼を促すためのヒータと、当該ヒー
   タに熱的に接触して設けられた熱良導体である熱伝導層
   を有する、 ことを特徴とする請求項４に記載の接触燃焼式ガスセン
   サ。
6. 【請求項６】 前記基板および前記ダイアフラムが所定
   の結晶方位を有するシリコン単結晶から成り、 前記ダイアフラムが異方性エッチングを用いて形成され
   ている、 ことを特徴とする請求項４または５に記載の接触燃焼式
   ガスセンサ。
7. 【請求項７】 前記ダイアフラムに接触した状態で当該
   ダイアフラム上に形成された誘電体膜を有し、 前記ガス検知素子におけるヒータと前記補償素子におけ
   るヒータが、前記誘電体膜に接触した状態で当該誘電体
   膜上に形成されている、 ことを特徴とする請求項４ないし６のいずれか一項に記
   載の接触燃焼式ガスセンサ。
8. 【請求項８】 前記ガス検知素子における熱伝導層と前
   記補償素子における熱伝導層とは、陽極酸化皮膜を用い
   て形成されている、 ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記
   載の接触燃焼式ガスセンサ。
9. 【請求項９】 前記陽極酸化皮膜はポーラス形の膜形態
   を有する、 ことを特徴とする請求項８に記載の接触燃焼式ガスセン
   サ。
10. 【請求項１０】 前記陽極酸化皮膜は、アルミニウムの
    酸化物、タンタルの酸化物、チタンの酸化物、ジルコニ
    ウムの酸化物、シリコン酸化物、スズ酸化物、タングス
    テン酸化物、亜鉛酸化物の少なくとも何れかを有する、 ことを特徴とする請求項８または９に記載の接触燃焼式
    ガスセンサ。
11. 【請求項１１】 前記誘電体膜は酸化物を用いて形成さ
    れ、 前記ガス検知素子におけるヒータと前記補償素子におけ
    るヒータが、前記酸化物に接触した状態で当該酸化物上
    に形成されている、 ことを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一項に
    記載の接触燃焼式ガスセンサ。
12. 【請求項１２】 前記酸化物がシリコン酸化物である、 ことを特徴とする請求項１１に記載の接触燃焼式ガスセ
    ンサ。
13. 【請求項１３】 前記誘電体膜は、前記酸化物と、当該
    酸化物に接触した状態で当該酸化物上に形成された五酸
    化タンタルとを有し、 前記ガス検知素子におけるヒータと前記補償素子におけ
    るヒータが、前記五酸化タンタルに接触した状態で当該
    五酸化タンタル上に形成されている、 ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の接触燃
    焼式ガスセンサ。
14. 【請求項１４】 前記ガス検知素子におけるヒータと前
    記補償素子におけるヒータとは、同一の抵抗材料を用い
    て同一形状に形成されている、 ことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか一項に
    記載の接触燃焼式ガスセンサ。
15. 【請求項１５】 前記ヒータは、白金を用いて形成され
    ている、 ことを特徴とする請求項１４に記載の接触燃焼式ガスセ
    ンサ。
16. 【請求項１６】 前記酸化膜を介した前記基板側に、前
    記ガス検知素子におけるヒータの発熱量による前記ガス
    検知素子内部の温度分布を均一化するための均熱体を形
    成する、 ことを特徴とする請求項８ないし１５のいずれか一項に
    記載の接触燃焼式ガスセンサ。
17. 【請求項１７】 前記酸化膜を介した前記基板側に、前
    記補償素子におけるヒータの発熱量による前記補償素子
    内部の温度分布を均一化するための均熱体を形成する、 ことを特徴とする請求項１６に記載の接触燃焼式ガスセ
    ンサ。
18. 【請求項１８】 前記ガス検知素子におけるヒータの発
    熱量または前記補償素子におけるヒータの発熱量によっ
    て前記基板内に発生する熱応力を緩和するための熱応力
    緩和凹部を当該ガス検知素子または当該補償素子の少な
    くとも一方の周辺に形成する、 ことを特徴とする請求項８ないし１７のいずれか一項に
    記載の接触燃焼式ガスセンサ。
19. 【請求項１９】 前記ガス検知素子におけるヒータの発
    熱量または前記補償素子におけるヒータを前記ダイアフ
    ラム上に形成する場合、前記熱応力緩和凹部は、当該ダ
    イアフラムを上下に貫通するように形成された貫通孔で
    ある、 ことを特徴とする請求項１８に記載の接触燃焼式ガスセ
    ンサ。
20. 【請求項２０】 前記接触燃焼式ガスセンサの製造方法
    であって、 前記基板上に前記誘電体膜を形成する誘電体膜形成工程
    と、 前記誘電体膜形成工程に続いて、前記前記ガス検知素子
    におけるヒータと前記補償素子におけるヒータを形成す
    るヒータ形成工程と、 前記ヒータ形成工程に続いて、前記ガス検知素子におけ
    る熱伝導層と前記補償素子における熱伝導層を形成する
    熱伝導層形成工程と、 前記熱伝導層形成工程に続いて、前記ガス検知素子にお
    ける熱伝導層と前記補償素子における熱伝導層上に、ア
    ルミニウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、シリコ
    ン、スズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れかを薄
    膜状態で形成する工程と、前工程で形成した前記薄膜に
    陽極酸化処理を行って前記陽極酸化皮膜を形成する陽極
    酸化皮膜形成工程と、 前記陽極酸化皮膜形成工程に続いて、前記ガス検知素子
    の前記陽極酸化皮膜に接触した状態で前記触媒層を形成
    する触媒層形成工程を有する、 ことを特徴とする請求項８ないし１９のいずれか一項に
    記載の接触燃焼式ガスセンサの製造方法。
21. 【請求項２１】 前記陽極酸化皮膜形成工程は、陽極酸
    化処理を行う際に、硝酸パラジウムまたはパラジウム微
    粒子を電解液中に添加する工程を含む、 ことを特徴とする請求項２０に記載の接触燃焼式ガスセ
    ンサの製造方法。
22. 【請求項２２】 前記陽極酸化皮膜形成工程は、アルミ
    ニウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、シリコン、
    スズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れかの金属と
    パラジウムとを合金薄膜状態で形成する工程と、前工程
    で形成した前記合金薄膜に陽極酸化処理を行って前記陽
    極酸化皮膜を形成する、 ことを特徴とする請求項２０に記載の製造方法。
23. 【請求項２３】 前記合金薄膜状態形成工程は、アルミ
    ニウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、シリコン、
    スズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れかの金属と
    パラジウムとを予め所定の比率で混合した合金ターゲッ
    トを生成する工程と、前記合金ターゲットを用いて熱蒸
    着を行って前記合金薄膜状態で形成する真空蒸着工程を
    含む、 ことを特徴とする請求項２２に記載の製造方法。
24. 【請求項２４】 前記合金薄膜状態形成工程は、アルミ
    ニウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、シリコン、
    スズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れかの金属と
    パラジウムとを予め所定の比率で混合した合金ターゲッ
    トを生成する工程と、前記合金ターゲットを用いてスパ
    ッタリングを行って前記合金薄膜状態で形成する真空蒸
    着工程を含む、 ことを特徴とする請求項２２に記載の製造方法。
25. 【請求項２５】 前記合金薄膜状態形成工程は、アルミ
    ニウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、シリコン、
    スズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れかの金属タ
    ーゲットとパラジウムターゲットとを用いた共蒸着を行
    って前記合金薄膜状態で形成する真空蒸着工程を含む、 ことを特徴とする請求項２２に記載の製造方法。
26. 【請求項２６】 前記合金薄膜状態形成工程は、アルミ
    ニウム、タンタル、チタン、ジルコニウム、シリコン、
    スズ、亜鉛、タングステンの少なくとも何れかの金属タ
    ーゲットとパラジウムターゲットとを用いたコスパッタ
    リングを行って前記合金薄膜状態で形成する真空蒸着工
    程を含む、 ことを特徴とする請求項２２に記載の製造方法。
27. 【請求項２７】 前記合金薄膜状態形成工程は、前記合
    金薄膜を電解液中で陽極酸化してアルミニウム、タンタ
    ル、チタン、ジルコニウム、シリコン、スズ、亜鉛、タ
    ングステンの少なくとも何れかの基体金属に所定の割合
    でパラジウムが混合されて成るポーラス形態の陽極酸化
    皮膜を形成する工程を含む、 ことを特徴とする請求項２２ないし２６のいずれか一項
    に記載の製造方法。
28. 【請求項２８】 前記ガス検知素子または前記補償素子
    における前記誘電体膜を介した前記基板側に、前記均熱
    体を形成する均熱体形成工程を有する、 ことを特徴とする請求項２１ないし２７のいずれか一項
    に記載の接触燃焼式ガスセンサの製造方法。
29. 【請求項２９】 前記熱応力緩和凹部を前記ガス検知素
    子または前記補償素子の少なくとも一方の周辺に形成す
    る熱応力緩和凹部形成工程を有する、 ことを特徴とする請求項２１ないし２８のいずれか一項
    に記載の接触燃焼式ガスセンサの製造方法。
30. 【請求項３０】 前記接触燃焼式ガスセンサが前記ダイ
    アフラムを有する場合、前記ダイアフラムを形成するダ
    イアフラム形成工程に先だって、前記熱応力緩和凹部形
    成工程が実行される、 ことを特徴とする請求項２９に記載の接触燃焼式ガスセ
    ンサの製造方法。