WO2009130884A1 - ガスセンサ - Google Patents

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WO2009130884A1
WO2009130884A1 PCT/JP2009/001810 JP2009001810W WO2009130884A1 WO 2009130884 A1 WO2009130884 A1 WO 2009130884A1 JP 2009001810 W JP2009001810 W JP 2009001810W WO 2009130884 A1 WO2009130884 A1 WO 2009130884A1
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gas
layer
gas sensor
detection layer
mass
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高倉雅博
喜田真史
藤田浩一
小島多喜男
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日本特殊陶業株式会社
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Publication date
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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
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/125—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer
    • G—PHYSICS
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    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid

Definitions

  • the present invention relates to a gas sensor that detects a specific gas using a gas detection layer containing SnO 2 (tin oxide) as a main component, and more particularly to a gas sensor suitable as an odor sensor.
  • the detection of a specific gas specifically, the specific gas is detected by utilizing the change in the electrical characteristics (for example, impedance) of the gas detection layer depending on the concentration of the specific gas in the measurement target gas. Detection of density change) is performed.
  • the present invention has been made in view of the present situation, and can reduce the influence of a flammable gas such as hydrogen and the influence of an oxidizing gas such as NOx. It is an object of the present invention to provide a gas sensor with improved gas sensitivity and responsiveness.
  • the solution includes a base and a gas detection layer mainly formed of SnO 2 which is formed on the base and whose electrical characteristics change according to a change in the concentration of a specific gas in the gas to be detected.
  • the content of the SnO 2 with respect to the gas detection layer is 90% by mass or more
  • the gas detection layer contains Ir, P, Pt, and the Ir, P, Pt
  • the gas sensor satisfies the first relationship of Ir ⁇ P + Pt when the content of the gas detection layer is Ir%, P, and Pt in terms of mass%.
  • the sensitivity to oxidizing gas is obtained by containing Ir having NOx occlusion capacity in the gas detection layer containing SnO 2 of 90 mass% (90.00 mass%) or more. Can be suppressed. Further, by incorporating P into the gas detection layer containing 90% by mass (90.00% by mass) or more of SnO 2 in consideration of the contents of Ir and Pt, odor gas (ethyl acetate, xylene, ammonia, The sensitivity (reactivity) to hydrogen sulfide or the like) can be improved, and the gas selectivity of the odor gas to the combustible gas (hydrogen) can be improved.
  • the responsiveness to odorous gas can be improved by incorporating Pt into the gas detection layer containing SnO 2 of 90 mass% (90.00 mass%) or more in consideration of the contents of Ir and P. it can.
  • Ir, P, for each component of Pt is preferably contained in the gas sensing layer in a form supported on SnO 2.
  • the most notable point is that when the contents of Ir, P, and Pt contained in the gas detection layer are Ir, P, and Pt, respectively, when Ir, P, and Pt are respectively converted into mass%, The point is to satisfy the relationship.
  • the Ir, P, and Pt contents satisfy the above-described first relation of Ir ⁇ P + Pt, an effect of suppressing an increase in sensitivity to an oxidizing gas such as NOx and a gas of odorous gas to combustible gas (hydrogen)
  • the selectivity and the effect of improving the responsiveness to changes in the odor gas concentration can be obtained in a well-balanced manner.
  • the “base” in the present invention may include a plate-like substrate made of an alumina substrate or the like, or a substrate having a diaphragm structure formed using a silicon substrate. It is preferable to install a heater for heating the gas detection layer inside the substrate or the substrate having the diaphragm structure so that the gas detection layer can be activated to perform stable gas detection. Further, the gas detection layer is not necessarily formed directly on the surface of the substrate, and an adhesion layer for improving the adhesion between the gas detection layer and the substrate may be interposed.
  • the content of the Ir with respect to the gas detection layer is preferably 1.00% by mass or less. This is because if the Ir content is more than 1.00% by mass, the gas selectivity of the odor gas to the combustible gas (hydrogen) may be reduced.
  • a lower limit of content with respect to the gas detection layer of Ir it is preferable to set it as 0.05 mass% or more from a viewpoint of obtaining the sensitivity reduction effect
  • the Pt content in the gas detection layer is larger than the P content, the effect of improving the responsiveness due to Pt tends to be exhibited well.
  • the content of Pt with respect to the gas detection layer preferably satisfies the second relationship of Pt> P when the P and Pt are respectively converted into mass%.
  • the base has a plate shape
  • the gas detection layer is provided on one side of the base
  • the gas detection is provided on the other side of the base opposite to the one side.
  • An opening cut out toward the one surface side is formed in a region corresponding to the layer installation position, and a heating resistor for heating the gas detection layer is embedded in the base.
  • the influence of the flammable gas and the influence of the oxidizing gas such as NOx can be reduced, and the detection sensitivity (gas sensitivity) and responsiveness to the odor gas are improved as compared with the conventional case.
  • a gas sensor suitable as an odor sensor can be provided.
  • FIG. 1 is a plan view of the gas sensor 1
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 3 is a plan view of the heating resistor 5 of the gas sensor 1
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the gas sensor 1 along the line BB shown in FIG. 1, and FIG. It is arrow direction sectional drawing along C line.
  • the gas sensor 1 has a rectangular planar shape with a length of 2.6 mm and a width of 2 mm.
  • the gas sensor 1 has an insulating coating layer 3 formed on the upper surface of a silicon substrate 2.
  • the insulating coating layer 3 includes a heating resistor 5 and an adhesive layer 7 on the upper surface. And it has the structure in which the gas detection layer 4 was formed.
  • the gas detection layer 4 has a property that its own resistance value changes depending on the specific gas in the gas to be detected.
  • this gas sensor 1 using the gas detection layer 4, ethyl acetate (CH 3 COOC 2 H 5 ), xylene (C 8 H 10 ), ammonia (NH 3 ), hydrogen sulfide (H 2 ) in the gas to be detected. S), methyl sulfide ((CH 3 ) 2 S 2 ), methyl mercaptan (CH 3 SH), trimethylamine ((CH 3 ) 3 N), etc. It is configured.
  • “detection” in the present invention includes not only detecting the presence or absence of a specific gas contained in the gas to be detected, but also detecting a change in the concentration of the specific gas.
  • each member constituting the gas sensor 1 will be described.
  • the silicon substrate 2 is a flat plate made of silicon (Si) having a predetermined thickness. As shown in FIG. 2, an opening 21 in which a part of the silicon substrate 2 is cut out and a part of the insulating layer 31 is exposed as a partition wall 39 is formed on the lower surface of the silicon substrate 2. That is, the gas sensor 1 is a plate-like base body 15 composed of a silicon substrate 2 and an insulating coating layer 3, and the gas detection layer 4 is provided on one surface side of the base body 15.
  • the substrate 15 having a diaphragm structure in which an opening 21 cut out toward one surface is formed in an area corresponding to the installation area of the gas detection layer 4.
  • the opening 21 is provided with the heating resistor 5 embedded in the gas detection layer 4 and the insulating layers 33 and 34 when the position of the partition wall 39 is viewed in plan from the opening side of the opening 21. It is formed to be a position.
  • an insulating layer 34 is formed in addition to the heating resistor 5 and the lead portion 12 for energizing the heating resistor 5.
  • the insulating layer 34 is a silicon oxide (SiO 2 ) film having a predetermined thickness.
  • a protective layer 35 made of a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film having a predetermined thickness is formed on the upper surface of the insulating layer 34. This protective layer 35 is disposed so as to cover the heating resistor 5 and the lead portion 12 for energizing the heating resistor 5, thereby preventing the contamination and damage.
  • the heating resistor 5 is a portion corresponding to the upper part of the opening 21 of the silicon substrate 2, and has a spiral shape in plan view between the insulating layer 33 and the insulating layer 34. Is formed. Further, a lead portion 12 is embedded between the insulating layer 33 and the insulating layer 34 to be connected to the heating resistor 5 and to energize the heating resistor 5. As shown in FIG. A heating resistor contact portion 9 for connecting to an external circuit is formed at the end of the portion 12.
  • the heating resistor 5 and the lead part 12 have a two-layer structure composed of a platinum (Pt) layer and a tantalum (Ta) layer.
  • the heating resistor contact portion 9 has a structure in which a contact pad 92 made of gold (Au) is formed on the surface of the extraction electrode 91 formed of a platinum (Pt) layer and a tantalum (Ta) layer. . A pair of heating resistor contact portions 9 is provided in the gas sensor 1.
  • the detection electrode 6 and the lead portion 10 for energizing the detection electrode 6 so as to be positioned on the heating resistor 5 are respectively in parallel with the silicon substrate 2. It is formed on a plane.
  • the detection electrode 6 and the lead portion 10 are composed of a tantalum (Ta) layer formed on the protective layer 35 and platinum (Pt) formed on the surface thereof. ) Layer.
  • a contact pad 11 made of gold (Au) is formed on the surface of the end of the lead portion 10, and is configured as an oxide semiconductor contact portion 8 for connecting to an external circuit. ing.
  • a pair of oxide semiconductor contact portions 8 is provided in the gas sensor 1.
  • the detection electrodes 6 have a comb-like planar shape and are a pair of electrodes for detecting changes in electrical characteristics in the gas detection layer 4.
  • the entire surface 61 of the detection electrode 6 facing the gas detection layer 4 is in contact with the gas detection layer 4.
  • the gas detection layer 4 and the surface 61 of the detection electrode 6 are in contact with each other, the gas reaction at the interface between the gas detection layer 4 and the detection electrode 6 is inhibited by other members including the adhesion layer 7. It will not be done.
  • the surface 62 of the detection electrode 6 facing the protective layer 35 is in contact with the protective layer 35.
  • the adhesion between the base 15 and the gas detection layer 4 is improved around the detection electrode 6 including the region between the electrodes on the protective layer 35, and the gas detection layer 4 is prevented from peeling off from the base 15.
  • An adhesion layer 7 is provided.
  • the adhesion layer 7 is a layer for improving the adhesion between the substrate 15 and the gas detection layer 4 and has a structure in which a plurality of particles made of an insulating metal oxide are aggregated. Therefore, the adhesion layer 7 has an irregular surface on its surface, and the adhesion between the base 15 and the gas detection layer 4 formed in a thick film is enhanced by the anchor effect of the irregular surface.
  • the adhesion layer 7 can be obtained, for example, by applying a sol solution in which insulating metal oxide particles are dispersed, baking, and solidifying.
  • the adhesion layer 7 is formed in a region between the pair of detection electrodes 6 formed in a comb shape and around the detection electrodes 6 as shown in the cross-sectional view shown in FIG. (Side) may be contacted or non-contacted.
  • the adhesion layer 7 is not formed between the detection electrode 6 and the gas detection layer 4, and the side of the detection electrode 6 facing the gas detection layer 4 is not formed.
  • the entire surface 61 has a configuration in contact with the gas detection layer 4.
  • the gas detection layer 4 when the gas detection layer 4 is peeled off, the gas detection layer 4 is often peeled off from the end near the outer periphery of the gas detection layer 4, but the occurrence of this peeling is prevented by providing the adhesion layer 7 of the present embodiment. be able to.
  • the adhesion layer 7 is made of an insulating metal oxide such as alumina (Al 2 O 3 ) or silica (SiO 2 ) so as not to affect the gas reaction occurring at the interface between the detection electrode 6 and the gas detection layer 4. It is composed of things.
  • the film thickness of the adhesion layer 7 may be larger or smaller than the thickness of the detection electrode 6.
  • the manufacturing process of the gas sensor 1 is roughly divided into a silicon substrate manufacturing process and a gas sensitive film (gas detection layer) manufacturing process. First, a silicon substrate manufacturing process will be described.
  • Silicon wafer cleaning First, the silicon wafer was immersed in a cleaning solution and subjected to a cleaning process.
  • silicon oxide film formation Next, the silicon wafer was placed in a heat treatment furnace, and a silicon oxide film (insulating layer 31) having a thickness of 100 nm was formed by thermal oxidation treatment.
  • silicon nitride film (insulating layer 32) having a thickness of 200 nm was formed by LP-CVD using dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) and ammonia (NH 3 ) as source gases.
  • silicon oxide film formation a silicon oxide film (insulating layer 33) having a thickness of 100 nm was formed by plasma CVD using TEOS (tetraethoxysilane) and O 2 as source gases.
  • TEOS tetraethoxysilane
  • a Ta layer (film thickness 20 nm) was formed on the silicon wafer using a DC sputtering apparatus, and then a Pt layer (film thickness 220 nm) was formed. After sputtering, resist was patterned by photolithography, and wet etching treatment was performed to form the heating resistor 5.
  • silicon oxide film formation a silicon oxide film (insulating layer 34) having a thickness of 100 nm was formed by plasma CVD using TEOS (tetraethoxysilane) and O 2 as source gases.
  • TEOS tetraethoxysilane
  • silicon nitride film formation a silicon nitride film (insulating layer 35) having a thickness of 200 nm was formed by LP-CVD using dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) and ammonia (NH 3 ) as source gases.
  • the resist is patterned by photolithography, dry etching is performed to etch the silicon nitride film (insulating layer 35) and the silicon oxide film (insulating layer 34), and then the heating resistor contact portion 9 is formed. .
  • a Ta layer (film thickness 20 nm) was formed using a DC sputtering apparatus, and then a Pt layer (film thickness 40 nm) was formed. After sputtering, resist patterning was performed by photolithography, and wet etching treatment was performed to form a comb-like detection electrode 6.
  • a silicon wafer is immersed in a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution and anisotropic etching of silicon is performed, and the insulating layer 31 is formed at a predetermined position of the silicon substrate 2.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • an alumina adhesion layer 7 was formed between the comb-shaped detection electrodes 6 and on the silicon nitride film (insulating layer 35) around the detection electrodes 6.
  • silicon wafer cutting Next, the silicon wafer was cut to obtain a silicon substrate 2 (diaphragm structure base 15) for constituting a gas sensor.
  • Sensitive material powder prepared as described below is pulverized for 1 hour with a roughing machine, then mixed with an appropriate amount of organic solvent, ground for 4 hours with a roughing machine or pot mill, and then added with appropriate amounts of binder and viscosity modifier. The paste was then pulverized for 4 hours.
  • SnO 2 is prepared specific amount of SnO 2 powder so as to occupy 99.44% by weight with respect to the gas sensing layer 4. Then, this SnO 2 powder is added to pure water as a solvent, and an iridium chloride solution, phosphoric acid, and dinitrodiammine platinum nitrate solution are added to this solvent at 0.50% by mass (Ir The liquid mixture was prepared by adding the mixture so that it would be 0.01% by mass (in terms of conversion), 0.01% by mass (in terms of P), and 0.05% by mass (in terms of Pt) (see Table 1). Subsequently, this mixed solution was dried and then fired at 600 ° C. for 1 hour to obtain a sensitive material powder. Using this sensitive material powder, a gas sensor of Example 1 was produced by the method described above.
  • Example 1 Separately from Example 1, the gas sensors of Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were produced by the following procedure. First, SnO 2 powders are appropriately prepared so that SnO 2 occupies the mass% shown in Table 1 with respect to the gas detection layer 4. Then, SnO 2 powder is added to pure water as a solvent, and an iridium chloride solution, phosphoric acid, and dinitrodiammine platinum nitric acid solution are added to the solvent in the mass% shown in Table 1 with respect to the gas detection layer 4 (respectively Ir Each mixture was prepared by appropriately adding and stirring so as to be converted, converted to P, and converted to Pt, and converted to Pt. Next, this mixed solution was dried and then fired at 600 ° C. for 1 hour to obtain sensitive material powders corresponding to Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, respectively. Then, using each sensitive material powder, gas sensors of Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were produced by the method described above.
  • the odor gas ethyl acetate (CH 3 COOC 2 H 5 ), xylene (C 8 H 10 )), combustible gas (hydrogen), Nitrogen dioxide (NO 2 ) was prepared, and gas sensitivity (the temperature of the heating resistor 5 was constant at 250 ° C.) when ethyl acetate 1 ppm, xylene 1 ppm, hydrogen 15 ppm, and nitrogen dioxide 1 ppm were separately measured was measured.
  • the base gas is a gas composed of 20.9% O 2 and the remaining N 2 and is set to a relative humidity of 40% and a gas temperature of 30 ° C.
  • the definition of the gas sensitivity is Rg (element resistance value 180 seconds after the target gas is injected into the base gas) / Ra (element resistance value when the base gas is supplied). did.
  • Rg element resistance value 180 seconds after the target gas is injected into the base gas
  • Ra element resistance value when the base gas is supplied.
  • 0.85 was set as the boundary, and Rg / Ra showing a value below this boundary was determined to exhibit good gas sensitivity.
  • nitrogen dioxide it was determined that one having 1.50 as a boundary and Rg / Ra having a value equal to or lower than this boundary exhibits good gas sensitivity.
  • the hydrogen gas selectivity to the odor gas was also evaluated.
  • the S / N value was 1.50 as a boundary, and the calculated S / N was determined to exhibit good selectivity when the value was higher than the boundary. .
  • the gas response when 1 ppm of ethyl acetate and 1 ppm of xylene, which are the gases to be detected, are separately added to the base gas described above (the temperature of the heating resistor 5 is constant at 250 ° C.) was measured.
  • the definition of the gas response is Rgd (element resistance value 10 seconds after the target gas is injected into the base gas) / Ra (element resistance value when the base gas is supplied). did.
  • Rgd element resistance value 10 seconds after the target gas is injected into the base gas
  • Ra element resistance value when the base gas is supplied.
  • Table 1 shows the evaluation results of the characteristics of the gas sensors of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 that were evaluated in this way.
  • the gas sensor of the comparative example 3 since it evaluated only about the characteristic of the gas sensitivity with respect to nitrogen dioxide, it described in Table 1 only about it.
  • Comparative Examples 1 and 2 in which the contents of Ir, P, and Pt contained in the gas detection layer do not satisfy the first relation of Ir ⁇ P + Pt when Ir, P, and Pt are respectively converted into mass%.
  • the gas selectivity with respect to hydrogen of each of ethyl acetate and xylene was less than 1.50 which is an evaluation standard, and good results were not obtained with respect to the gas selectivity.
  • Comparative Examples 1 and 2 good results were not obtained with respect to gas sensitivity and gas response.
  • this invention is not limited to the said embodiment etc., In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably.
  • a structure in which a sol solution in which insulating metal oxide particles are dispersed is applied as the adhesion layer 7 and is baked and solidified is shown.
  • the configuration of the adhesion layer 7 is not limited to this, and for example, a metal layer made of Al is formed by sputtering, and after appropriately patterning in consideration of the pattern of the detection electrode 6, the metal layer is oxidized to form the adhesion layer. May be formed (configured).
  • the outer surface of the gas detection layer is covered with a porous cover layer composed of oxide particles (titanium oxide particles, aluminum oxide particles, etc.) having an average particle diameter of 500 nm or less (preferably 100 nm or less).
  • oxide particles titanium oxide particles, aluminum oxide particles, etc.
  • the resistance of the gas detection layer against poisonous substances such as silicon may be improved.
  • SnO 2 gas sensing layer 4, Ir, P has been described what constructed using the components of Pt, comprise SnO 2 or more 90.00 wt%, and, Ir, P As long as Pt satisfies the above predetermined relationship, a small amount of another component (for example, an insulating component such as alumina) may be added. Further, in the gas detection layers 4 of Examples 1 to 5, the contents of Pt and P satisfy the relationship of Pt> P when converted to mass%, but the relationship of Ir ⁇ P + Pt. If P is satisfied, the content of P may be larger than that of Pt.
  • another component for example, an insulating component such as alumina
  • the gas detection layer 4 was formed by thick film printing, about a gas detection layer, it is not limited to thick film formation, You may form thin film.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view in the arrow direction along the line AA of the gas sensor of FIG. 1.
  • the top view of the heating resistor of the gas sensor of FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view in the arrow direction along the line BB of the gas sensor of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view in the arrow direction along the line CC of the gas sensor of FIG. 2.

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Abstract

　水素等の可燃性ガスの影響及びＮＯｘ等の酸化性ガスの影響を低減することができ、酢酸エチル等の臭気ガスに対する検知感度及び応答性の向上を図ることができるガスセンサを提供する。 　ガスセンサ１は、シリコン基板２の上面に絶縁被膜層３が形成され、この絶縁被膜層３内に発熱抵抗体５が配置されると共に、その上側には密着層７およびガス検知層４が形成された構造を有する。つまり、このガスセンサ１は、ダイヤフラム構造を有するシリコン基板２を含む基体上にガス検知層４を設けた構成からなる。ガス検知層４は、９０質量％以上のＳｎＯ２を含むと共に、Ｉｒ、Ｐ、Ｐｔを含んでいる。そして、これらＩｒ、Ｐ、Ｐｔのガス検知層４に対する含有量は、Ｉｒ、Ｐ、Ｐｔをそれぞれ質量％換算したときに、Ｉｒ≧Ｐ＋Ｐｔの関係を満たすように含有されている。

Description

ガスセンサ
　本発明は、ＳｎＯ２（酸化スズ）を主成分とするガス検知層を用いて特定ガスの検知を行うガスセンサに係り、特に臭いセンサとして好適なガスセンサに関する。
　従来から、ＳｎＯ２等の金属酸化物半導体を主成分とするガス検知層に、Ｖ２Ｏ５、Ｐ２Ｏ５、ＭｏＯ２、Ｃｓ２Ｏ及びＷＯ３の酸化物触媒の１種、あるいは、Ｒｕ、Ｐｔ及びＡｇの貴金属の１種からなる添加物を含有させたガスセンサが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のガスセンサでは、測定対象ガス中の特定ガスの濃度によってガス検知層の電気的特性（例えば、インピーダンス）が変化することを利用して、特定ガスの検知（具体的には、特定ガスの濃度変化の検知）が行われる。
　上記のようなガスセンサのうち、特に酢酸エチルやキシレン、ＮＨ３等の臭い成分を検出するガスセンサでは、水素等の可燃性成分の影響を低減することが課題となっていた。すなわち、人間が臭いとして感じる臭覚閾値は、悪臭等に含まれる物質では極低濃度（数ｐｐｂ～数ｐｐｍ）と低く、これらの物質をガスセンサで検知しようとした場合、水素等の可燃性成分に対する感度が悪臭等に含まれる物質の感度よりも非常に大きくなるため、検知が困難となるという課題があった。
　そこで、従来は、ＷＯ３に、他の金属酸化物半導体成分であるＩｎ２Ｏ３を添加することによって、水素等の可燃性成分の影響を抑制した酸化性ガスを検知するガスセンサが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平４－２９０４９号公報 特開平５－３０２９０３号公報
　上記したＷＯ３にＩｎ２Ｏ３を添加したガスセンサでは、水素等の可燃性成分の影響はそれなりに抑制することができるものの、ＮＯｘ等の酸化性ガスに対する感度が高くなるので、その影響が増大して、悪臭等に含まれる物質（ＮＨ３）の検出が困難となる。このように、従来のガスセンサでは、水素等の可燃性ガスの影響及びＮＯｘ等の酸化性ガスの影響を共に低減することに目的に検討されたガス検知層はみられず、さらに、そのような目的に加えて、臭気ガスに対する検知感度及び応答性の向上までをも改善するようなガス検知層の組成については全く検討されていなかった。
　本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、水素等の可燃性ガスの影響及びＮＯｘ等の酸化性ガスの影響を低減することができ、従来に比べて臭気ガスに対する検知感度（ガス感度）及び応答性の向上が図られたガスセンサを提供することを目的とする。
　その解決手段は、基体と、前記基体上に形成されると共に、被検知ガス中の特定ガスの濃度変化に応じて電気的特性が変化するＳｎＯ２を主成分とするガス検知層と、を有するガスセンサであって、前記ＳｎＯ２の前記ガス検知層に対する含有量は９０質量％以上であり、さらに該ガス検知層には、Ｉｒ、Ｐ、Ｐｔが含有されており、前記Ｉｒ、Ｐ、Ｐｔの前記ガス検知層に対する含有量が、当該Ｉｒ、Ｐ、Ｐｔをそれぞれ質量％換算したときに、Ｉｒ≧Ｐ＋Ｐｔの第１関係を満たすガスセンサである。
　本発明のガスセンサによれば、９０質量％（９０．００質量％）以上のＳｎＯ２を含むガス検知層にＮＯｘ吸蔵能を有するＩｒを含有させることにより、酸化性ガス（特に、ＮＯｘ）に対する感度の上昇を抑制することができる。また、９０質量％（９０．００質量％）以上のＳｎＯ２を含むガス検知層に、Ｉｒ、Ｐｔの含有量を考慮してＰを含有させることにより、臭気ガス（酢酸エチル、キシレン、アンモニア、硫化水素等）に対する感度（反応性）を向上させることができ、また、臭気ガスの可燃性ガス（水素）に対するガス選択性を向上させることができる。さらに、９０質量％（９０．００質量％）以上のＳｎＯ２を含むガス検知層に、Ｉｒ、Ｐの含有量を考慮してＰｔを含有させることにより、臭気ガスに対する応答性を向上させることができる。なお、Ｉｒ、Ｐ、Ｐｔの各成分については、ＳｎＯ２に担持される形態でガス検知層に含有されることが好ましい。
　そして、本発明において、最も注目すべき点は、ガス検知層に含まれるＩｒ、Ｐ、Ｐｔの含有量が、当該Ｉｒ、Ｐ、Ｐｔをそれぞれ質量％換算したときに、Ｉｒ≧Ｐ＋Ｐｔの第１関係を満たす点にある。Ｉｒ、Ｐ、Ｐｔの含有量が上述したＩｒ≧Ｐ＋Ｐｔの第１関係を満たすことで、ＮＯｘ等の酸化性ガスに対する感度の上昇を抑制する効果と、臭気ガスの可燃性ガス（水素）に対するガス選択性及び臭気ガスの濃度変化に対する応答性を向上させる効果とが、バランス良く得られる。
　なお、本発明における「基体」とは、アルミナ基板等からなる板状の基板や、シリコン基板を用いて形成されたダイヤフラム構造の基体を挙げることができる。これらの基板やダイヤフラム構造の基体の内部には、ガス検知層を活性化させて安定したガス検知が行えるように、ガス検知層を加熱するためのヒータを設置することが好ましい。また、ガス検知層は、必ずしも基体の表面に直接形成される必要はなく、ガス検知層と基体との密着性を向上させるための密着層を介在させるようにしても良い。
　さらに、本発明のガスセンサは、前記Ｉｒの前記ガス検知層に対する含有量が、１．００質量％以下であると良い。Ｉｒの含有量を１．００質量％より多く含有すると、臭気ガスの可燃性ガス（水素）に対するガス選択性が低下するおそれがあるためである。なお、Ｉｒのガス検知層に対する含有量の下限値としては、ＮＯｘに対する感度の低減作用を確実に得る観点から、０．０５質量％以上とすることが好ましい。
　さらに、本発明のガスセンサでは、ガス検知層中のＰｔの含有量をＰの含有量よりも多くすることで、Ｐｔによる応答性向上の効果が良好に発揮される傾向がみられることから、Ｐ及びＰｔのガス検知層に対する含有量が、当該Ｐ、Ｐｔをそれぞれ質量％換算したときに、Ｐｔ＞Ｐの第２関係を満たすと良い。
　さらに、本発明のガスセンサでは、前記基体は、板状をなし、前記ガス検知層は、前記基体の一面側に設けられており、前記基体の前記一面に対向する他面には、前記ガス検知層の設置位置に対応する領域に、前記一面側に向かって切り抜かれた開口部が形成され、前記基体の内部に、前記ガス検知層を加熱するための発熱抵抗体が埋設される構成を採ると良い。このような構成のガスセンサとすることで、センサを小型化することができると共に、発熱抵抗体によるガス検知層の加熱に伴った消費電力を低減可能なガスセンサとすることができる。
　本発明のガスセンサによれば、可燃性ガスの影響及びＮＯｘ等の酸化性ガスの影響を低減することができ、従来に比べて臭気ガスに対する検知感度（ガス感度）及び応答性の向上を高めた、臭いセンサとして好適なガスセンサを提供することができる。
　以下、本発明の詳細を、実施形態について図面を参照して説明する。図１～５は、本発明の一実施形態に係るガスセンサの構成を示すもので、図１はガスセンサ１の平面図、図２は図１に示すＡ－Ａ線に沿った矢視方向断面図、図３はガスセンサ１の発熱抵抗体５の平面図、図４はガスセンサ１の図１に示すＢ－Ｂ線に沿った矢視方向断面図、図５はガスセンサ１の図２に示すＣ－Ｃ線に沿った矢視方向断面図である。
　図１に示すように、ガスセンサ１は、縦が２．６ｍｍ、横が２ｍｍの矩形状の平面形状を有する。ガスセンサ１は、図２に示すように、シリコン基板２の上面に絶縁被膜層３が形成され、この絶縁被膜層３には、発熱抵抗体５が内包されるとともに、その上面には密着層７およびガス検知層４が形成された構造を有する。ガス検知層４は、被検知ガス中の特定ガスによって自身の抵抗値が変化する性質を有する。ここで、本ガスセンサ１では、ガス検知層４を用いて被検知ガス中の酢酸エチル（ＣＨ３ＣＯＯＣ２Ｈ５）、キシレン（Ｃ８Ｈ１０）、アンモニア（ＮＨ３）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、硫化メチル（（ＣＨ３）２Ｓ２）、メチルメルカプタン（ＣＨ３ＳＨ）、トリメチルアミン（（ＣＨ３）３Ｎ）などの何れか１種以上の臭気ガスを選択的に検知するように構成されている。なお、本発明における「検知」とは、被検知ガスに含まれる特定ガスの有無を検知するのみならず、当該特定ガスの濃度変化を検知することを含む趣旨である。以下、ガスセンサ１を構成する各部材について説明する。
　シリコン基板２は、所定の厚みを有するシリコン（Ｓｉ）製の平板である。また、図２に示すように、シリコン基板２の下面には、シリコン基板２の一部が切り抜かれ、絶縁層３１の一部が隔壁部３９として露出された開口部２１が形成されている。すなわち、ガスセンサ１は、シリコン基板２と絶縁被膜層３とから構成される板状の基体１５であって、当該基体１５の一面側にガス検知層４が設けられ、基体１５の他面のうち、ガス検知層４の設置領域に対応する領域に、一面側に向かって切り抜かれた開口部２１が形成されたダイヤフラム構造を有する基体１５を有するものである。なお、この開口部２１は、隔壁部３９の位置が、開口部２１の開口側から平面視したとき、ガス検知層４及び絶縁層３３，３４内に埋設された発熱抵抗体５が配置される位置となるように形成されている。
　絶縁被膜層３は、シリコン基板２の上面に形成された絶縁層３１，３２，３３，３４及び保護層３５から構成される。シリコン基板２の上面に形成された絶縁層３１は、所定の厚みを有する酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜であり、この絶縁層３１の下面の一部は、シリコン基板２の開口部２１に露呈している。また、この絶縁層３１の上面に形成された絶縁層３２は、所定の厚みを有する窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）膜であり、この絶縁層３２の上面に形成された絶縁層３３は、所定の厚みを有する酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜である。この絶縁層３３の上面には、発熱抵抗体５および、発熱抵抗体５に通電するためのリード部１２の他、絶縁層３４が形成されている。この絶縁層３４は、所定の厚みを有する酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜である。この絶縁層３４の上面には、所定の厚みを有する窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）膜からなる保護層３５が形成されている。この保護層３５は、発熱抵抗体５および、発熱抵抗体５に通電するためのリード部１２を覆うように配設されることでこれらの汚染や損傷を防ぐ役割を果たす。
　発熱抵抗体５は、図２および図３に示すように、シリコン基板２の開口部２１の上部に対応する部位であって、絶縁層３３と絶縁層３４との間に、平面視渦巻き状に形成されている。また、絶縁層３３と絶縁層３４との間には、発熱抵抗体５に接続され、発熱抵抗体５に通電するためのリード部１２が埋設されており、図４に示すように、このリード部１２の末端にて、外部回路と接続するための発熱抵抗体コンタクト部９が形成されている。発熱抵抗体５およびリード部１２は、白金（Ｐｔ）層とタンタル（Ｔａ）層とから構成された２層構造を有する。また、発熱抵抗体コンタクト部９は、白金（Ｐｔ）層とタンタル（Ｔａ）層とから構成された引き出し電極９１の表面上に、金（Ａｕ）からなるコンタクトパッド９２が形成された構造を有する。なお、発熱抵抗体コンタクト部９は、ガスセンサ１に一対設けられている。
　保護層３５の上面には、発熱抵抗体５上に位置するように検知電極６と、検知電極６に通電するためのリード部１０（図４参照）とが、それぞれシリコン基板２と平行な同一平面上に形成されている。この検知電極６およびリード部１０は、発熱抵抗体コンタクト部９の引き出し電極９１と同様に、保護層３５の上に形成されるタンタル（Ｔａ）層と、その表面上に形成された白金（Ｐｔ）層とから構成されている。また、図４に示すように、リード部１０の末端には、その表面上に金（Ａｕ）からなるコンタクトパッド１１が形成され、外部回路と接続するための酸化物半導体コンタクト部８として構成されている。なお、酸化物半導体コンタクト部８は、図１および図４に示すように、ガスセンサ１に一対設けられている。
　検知電極６は、図５に示すように、櫛歯状の平面形状を有し、ガス検知層４における電気的特性の変化を検出するための一対の電極である。図２に示すように、この検知電極６のガス検知層４に対向する側の面６１は全面、ガス検知層４と当接している。このように、ガス検知層４と検知電極６の面６１とが全面接触しているので、ガス検知層４と検知電極６との界面におけるガス反応が密着層７を含めた他部材によって何等阻害されることがない。一方、この検知電極６の保護層３５と対向する側の面６２は、保護層３５と当接している。そして、保護層３５上において電極間の領域を含めた検知電極６の周りには、基体１５とガス検知層４との密着性を向上させ、ガス検知層４が基体１５から剥離することを防ぐ密着層７が設けられている。
　この密着層７は、基体１５とガス検知層４との間の密着性を向上させるための層であって、絶縁性の金属酸化物からなる複数の粒子が凝集した構造をなしている。そのため、密着層７は、自身の表面が凹凸面になっており、基体１５と厚膜状に形成されたガス検知層４との密着性を上記凹凸面のアンカー効果によって高めている。なお、この密着層７は、例えば、絶縁性の金属酸化物の粒子を分散させたゾル溶液を塗布し、焼成して固化させることにより得ることができる。
　そして、この密着層７は、図５に示す横断面図のように、櫛歯状に形成された一対の検知電極６間の領域及び検知電極６の周囲に形成され、検知電極６の周縁部（側辺）に対して接触しても良いし、非接触であっても良い。一方、図２に示す縦断面図のように、検知電極６のガス検知層４との間には、密着層７が形成されておらず、検知電極６のガス検知層４に対向する側の面６１は全面、ガス検知層４と当接する構成を有する。さらに、ガス検知層４が剥離する場合には、ガス検知層４の外周寄りの端部から剥離することが多いが、本実施形態の密着層７を設けることにより、この剥離の発生も防止することができる。
　さらに、この密着層７は、検知電極６とガス検知層４との界面で起こるガス反応に影響を及ぼさないよう、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やシリカ（ＳｉＯ２）等の絶縁性の金属酸化物により構成されている。なお、この密着層７の膜厚は、検知電極６の厚みより大きくても小さくてもよい。
　次に、後述する実施例において使用した上記構成ガスセンサ１の製造方法について説明する。ガスセンサ１の製造工程は、大別してシリコン基板作製工程と、ガス感応膜（ガス検知層）作製工程とからなる。まず、シリコン基板作製工程について説明する。
（シリコンウエハの洗浄）
　まず、シリコンウエハを洗浄液中に浸漬し、洗浄処理を行った。
（酸化ケイ素膜形成）
　次に、シリコンウエハを熱処理炉に入れ、熱酸化処理により膜厚が１００ｎｍの酸化ケイ素膜（絶縁層３１）を形成した。
（窒化ケイ素膜形成）
　次に、ＬＰ－ＣＶＤにて、ジクロルシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、アンモニア（ＮＨ３）をソースガスとして膜厚が２００ｎｍの窒化ケイ素膜（絶縁層３２）を形成した。
（酸化ケイ素膜形成）
　次に、プラズマＣＶＤにて、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、Ｏ２をソースガスとして膜厚が１００ｎｍの酸化ケイ素膜（絶縁層３３）を形成した。
（発熱抵抗体形成）
　次に、上記シリコンウエハに、ＤＣスパッタ装置を用いて、Ｔａ層（膜厚２０ｎｍ）を形成後、Ｐｔ層（膜厚２２０ｎｍ）を形成した。スパッタ後、フォトリソグラフィーによりレジストのパターニングを行い、ウエットエッチング処理を行って発熱抵抗体５を形成した。
（酸化ケイ素膜形成）
　次に、プラズマＣＶＤにて、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、Ｏ２をソースガスとして膜厚が１００ｎｍの酸化ケイ素膜（絶縁層３４）を形成した。
（窒化ケイ素膜形成）
　次に、ＬＰ－ＣＶＤにて、ジクロルシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、アンモニア（ＮＨ３）をソースガスとして膜厚が２００ｎｍの窒化ケイ素膜（絶縁層３５）を形成した。
（発熱抵抗体コンタクト部形成）
　次に、フォトリソグラフィーによりレジストのパターニングを行い、ドライエッチング処理を行って窒化ケイ素膜（絶縁層３５）と酸化ケイ素膜（絶縁層３４）のエッチングを行い、その後発熱抵抗体コンタクト部９を形成した。
（検知電極形成）
　次に、ＤＣスパッタ装置を用いて、Ｔａ層（膜厚２０ｎｍ）を形成後、Ｐｔ層（膜厚４０ｎｍ）を形成した。スパッタ後、フォトリソグラフィーによりレジストのパターニングを行い、ウエットエッチング処理を行って櫛歯状の検知電極６を形成した。
（酸化物半導体コンタクト部形成）
　次に、ＤＣスパッタ装置を用いて、Ａｕ層を形成した。スパッタ後、フォトリソグラフィーによりレジストのパターニングを行い、ウエットエッチング処理を行って酸化物半導体コンタクト部８を形成した。
（ダイヤフラムの形成）
　次に、開口部２１を形成するために、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）溶液中にシリコンウエハを浸漬して、シリコンの異方性エッチングを行い、シリコン基板２の所定位置に、絶縁層３１の一部が隔壁部３９として露出させる開口部２１が形成されたダイヤフラム構造のシリコンウエハを形成した。
（密着層形成）
　次に、櫛歯状の検知電極６間およびその周囲の窒化ケイ素膜（絶縁層３５）上に、アルミナの密着層７を形成した。
（シリコンウエハの切断）
　次に、上記のシリコンウエハを切断して、ガスセンサを構成するためのシリコン基板２（ダイヤフラム構造の基体１５）を得た。
　次に、上記工程によって得られた基体１５に、ガス検知層４を形成する工程について説明する。
（ペースト調整）
　後述するようにして調製される感応材料粉末を、らいかい機で１時間粉砕した後、適量の有機溶剤と調合し、らいかい機あるいはポットミルで４時間粉砕後、バインダーおよび粘度調整剤を適量添加し４時間粉砕してペーストを作製した。
（ガス検知層形成）
　次に、上記のようにして作製したペーストを、厚膜印刷により基体１５に塗布し、５００℃で１時間焼成してガス検知層４を形成した。
　次に、上記工程によって製造したガスセンサの実施例及び比較例について説明する。これらの実施例及び比較例では、上記したペースト調整に用いる感応材料粉末を変更して得られたガスセンサの特性を調べたものである。
　ＳｎＯ２がガス検知層４に対して９９．４４質量％を占めるようにＳｎＯ２粉末を特定量準備する。そして、溶媒となる純水にこのＳｎＯ２粉末を加え、さらにこの溶媒に対して塩化イリジウム溶液、リン酸、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液を、それぞれガス検知層４に対して０．５０質量％（Ｉｒ換算）、０．０１質量％（Ｐ換算）、０．０５質量％（Ｐｔ換算）となる（表１参照）ように加えて適宜攪拌して混合液を調製した。ついで、この混合液を乾燥後、６００℃、１時間で焼成し、感応材料粉末を得た。この感応材料粉末を用いて、前述した方法により、実施例１のガスセンサを作製した。
　また、実施例１とは別に、実施例２～５及び比較例１～３のガスセンサを、以下の手順で作製した。まず、ＳｎＯ２がガス検知層４に対して表１に示す質量％を占めるようにＳｎＯ２粉末をそれぞれ適宜準備する。そして、溶媒となる純水にＳｎＯ２粉末を加え、さらにこの溶媒に対して塩化イリジウム溶液、リン酸、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液を、ガス検知層４に対して表１に示す質量％（それぞれＩｒ換算、Ｐ換算、Ｐｔ換算した質量％）となるように加えて適宜攪拌して、それぞれの混合液を調製した。ついで、この混合液を乾燥後、６００℃、１時間で焼成し、実施例２～５及び比較例１～３のそれぞれに対応する感応材料粉末を得た。そして、各感応材料粉末を用いて、前述した方法により、実施例２～５及び比較例１～３のガスセンサを作製した。
　各ガスセンサの特性の評価については、後述するベースガスに、被検ガスとして、臭気ガス（酢酸エチル（ＣＨ３ＣＯＯＣ２Ｈ５）、キシレン（Ｃ８Ｈ１０））、可燃性ガス（水素）、二酸化窒素（ＮＯ２）を準備し、酢酸エチル１ｐｐｍ、キシレン１ｐｐｍ、水素１５ｐｐｍ、二酸化窒素１ｐｐｍを別々に加えたときのガス感度（発熱抵抗体５の温度は２５０℃一定とした）を測定した。なお、ベースガスは、Ｏ２が２０．９％、残りがＮ２から構成され、相対湿度４０％、ガス温度３０℃に設定されたガスである。
　ここで、ガス感度の定義は、Ｒｇ（ベースガスに対して対象となる被検ガスを打ち込んでから、１８０秒後の素子抵抗値）／Ｒａ（ベースガスを流したときの素子抵抗値）とした。なお、このガス感度の評価基準としては、酢酸エチル、キシレンでは、０．８５を境界とし、Ｒｇ／Ｒａがこの境界以下の値を示したものを良好なガス感度を呈するものと判定した。一方、二酸化窒素については、１．５０を境界とし、Ｒｇ／Ｒａがこの境界以下の値を示したものを良好なガス感度を呈するものと判定した。
　また、各ガスセンサの特性の評価として、臭気ガスに対する水素のガス選択性についての評価も行った。臭気ガスに対する水素のガス選択性の評価を行うにあたっては、酢酸エチルに対する水素のガス選択性をＳ／Ｎ＝１－（酢酸エチルのガス感度）／１－（水素のガス感度）として算出しつつ、キシレンに対する水素のガス選択性をＳ／Ｎ＝１－（キシレンのガス感度）／１－（水素のガス感度）として算出した。そして、このガス選択性の評価基準としてＳ／Ｎの値として１．５０を境界とし、算出されたＳ／Ｎがこの境界以上の値を示したものを良好な選択性を呈するものと判定した。
　さらに、各ガスセンサの特性の評価として、前述したベースガスに、被検知ガスである酢酸エチル１ｐｐｍ、キシレン１ｐｐｍを別々に加えたときのガス応答（発熱抵抗体５の温度は２５０℃一定とした）を測定した。
　ここで、ガス応答の定義は、Ｒｇｄ（ベースガスに対して対象となる被検ガスを打ち込んでから、１０秒後の素子抵抗値）／Ｒａ（ベースガスを流したときの素子抵抗値）とした。なお、このガス応答の評価基準としては、０．９０を境界とし、Ｒｇｄ／Ｒａがこの境界以下の値を示したものを良好なガス応答性を有するものと判定した。
　このようにして評価を行った実施例１～５及び比較例１～３のガスセンサについての各特性の評価結果を表１に併記した。なお、比較例３のガスセンサについては、二酸化窒素に対するガス感度の特性のみについて評価を行ったので、それについてのみ表１では記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示した評価結果より、実施例１～５のガスセンサでは、酢酸エチル、キシレンといった臭気ガスの感度が良好であり、二酸化窒素に対する感度は非常に低く抑えられていることが確認された。また、実施例１～５のガスセンサでは、酢酸エチル、キシレンそれぞれの水素に対するガス選択性についても、良好な結果が得られた。さらに、実施例１～５のガスセンサでは、酢酸エチル、キシレンといった臭気ガスのガス応答性についても良好な結果が得られた。
　これに対し、ガス検知層に含まれるＩｒ、Ｐ、Ｐｔの含有量が、当該Ｉｒ、Ｐ、Ｐｔをそれぞれ質量％換算したときに、Ｉｒ≧Ｐ＋Ｐｔの第１関係を満たさない比較例１及び２のガスセンサでは、酢酸エチル、キシレンそれぞれの水素に対するガス選択性が、評価基準である１．５０未満となり、ガス選択性について良好な結果が得られなかった。また、比較例１及び２では、ガス感度やガス応答についても良好な結果が得られなかった。一方、Ｉｒをガス検知層に含有させなかった比較例３のガスセンサでは、二酸化窒素に対する感度が評価基準である１．５０を上回る結果となり、酸化性ガス（二酸化窒素）の影響の低減効果が得られなかった。
　以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。例えば、上記の実施の形態では、密着層７として絶縁性の金属酸化物の粒子を分散させたゾル溶液を塗布し、焼成して固化させた構成のものを示した。しかし、密着層７の構成はこれに限定されず、例えば、Ａｌからなる金属層をスパッタリングで形成し、検知電極６のパターンを考慮して適宜パターニングした後、当該金属層を酸化させて密着層を形成（構成）するようにしてもよい。また、ガス検知層の外表面を、平均粒子径が５００ｎｍ以下（好ましくは１００ｎｍ以下）の酸化物粒子（酸化チタン粒子、酸化アルミニウム粒子等）から構成された多孔質状のカバー層にて被覆し、シリコン等の被毒物質に対するガス検知層の耐性を向上させるようにしても良い。なお、このカバー層を設けるにあたっては、ガス検知層の臭気ガスに対する応答性を大きく低下させないように、厚みや酸化物粒子の平均粒子径を適宜調整して設けるようにする必要がある。
　さらに、上記実施形態では、ガス検知層４をＳｎＯ２、Ｉｒ、Ｐ、Ｐｔの成分を用いて構成したものを説明したが、９０．００質量％以上のＳｎＯ２を含み、且つ、Ｉｒ、Ｐ、Ｐｔが上記の所定関係を満たすものであれば、他の成分（例えば、アルミナ等の絶縁性成分）が微量添加されていても良い。また、上記実施例１～５のガス検知層４では、Ｐｔ及びＰの含有量が、それぞれを質量％換算したときに、Ｐｔ＞Ｐの関係を満たすものであったが、Ｉｒ≧Ｐ＋Ｐｔの関係が満たされていれば、Ｐの方がＰｔよりも含有量が多くても良い。ただし、上記のＰｔ＞Ｐの関係を満たすと、理由は定かではないが、Ｐｔによる応答性向上の効果が良好に発揮される傾向がみられるので好ましい。さらに、上記実施形態では、ガス検知層４を厚膜印刷により形成したが、ガス検知層については厚膜形成に限定されず、薄膜形成しても良い。
本発明の実施形態に係るガスセンサの全体構成を示す平面図。 図１のガスセンサのＡ－Ａ線に沿った矢視方向断面図。 図１のガスセンサの発熱抵抗体の平面図。 図１のガスセンサのＢ－Ｂ線に沿った矢視方向断面図。 図２のガスセンサのＣ－Ｃ線に沿った矢視方向断面図。
　１　ガスセンサ
　２　シリコン基板
　３　絶縁被膜層
　４　ガス検知層
　５　発熱抵抗体
　２１　開口部

Claims (5)

  1. 　基体と、
    　前記基体上に形成されると共に、被検知ガス中の特定ガスの濃度変化に応じて電気的特性が変化するＳｎＯ２を主成分とするガス検知層と、
    を有するガスセンサであって、
    　前記ＳｎＯ２の前記ガス検知層に対する含有量は９０質量％以上であり、さらに該ガス検知層には、Ｉｒ、Ｐ、Ｐｔが含有されており、
    　前記Ｉｒ、Ｐ、Ｐｔの前記ガス検知層に対する含有量が、当該Ｉｒ、Ｐ、Ｐｔをそれぞれ質量％換算したときに、Ｉｒ≧Ｐ＋Ｐｔの第１関係を満たす
    ことを特徴とするガスセンサ。
  2. 　請求項１に記載のガスセンサであって、
    　前記Ｉｒの前記ガス検知層に対する含有量が、１．００質量％以下であることを特徴とするガスセンサ。
  3. 　請求項２に記載のガスセンサであって、
    　前記Ｉｒの前記ガス検知層に対する含有量が、０．０５質量％以上であることを特徴とするガスセンサ。
  4. 　請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のガスセンサであって、
    　前記Ｐ、Ｐｔの前記ガス検知層に対する含有量が、当該Ｐ、Ｐｔをそれぞれ質量％換算したときに、Ｐｔ＞Ｐの第２関係を満たすことを特徴とするガスセンサ。
  5. 　請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のガスセンサであって、
    　前記基体は、板状をなし、前記ガス検知層は、前記基体の一面側に設けられており、
    　前記基体の前記一面に対向する他面には、前記ガス検知層の設置位置に対応する領域に、前記一面側に向かって切り抜かれた開口部が形成され、前記基体の内部には、前記ガス検知層を加熱するための発熱抵抗体が埋設されてなることを特徴とするガスセンサ。
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