特許ウォッチ

公開番号2025055563
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-08
出願番号2023164914
出願日2023-09-27
発明の名称半導体式のガスセンサ
出願人株式会社オプトラン
代理人弁理士法人いしい特許事務所
主分類G01N 27/12 20060101AFI20250401BHJP(測定;試験)
要約【課題】ヒータ層によって電極層間のガス検知層を効率よく加熱する。
【解決手段】ガスセンサ1は、絶縁性の基板2の上に形成された一対の電極層3,3と、基板2の上に形成されたヒータ層7と、基板2の上、電極層3,3の上及びヒータ層7の上にまたがって形成されたガス検知層5とを備える。ヒータ層7は一対の電極層3,3の間に配設されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁性の基板の上に形成された一対の電極層と、
前記基板の上に形成されたヒータ層と、
前記基板の上、前記電極層の上及び前記ヒータ層の上にまたがって形成されたガス検知層とを備え、
前記ヒータ層は前記一対の電極層の間に配設されている、
半導体式のガスセンサ。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記基板の上に、前記一対の電極層に接続した一対の電極配線層と、前記ヒータ層の両端に接続した一対のヒータ配線層を備え、
前記電極層、前記ヒータ層、前記電極配線層及び前記ヒータ配線層は、前記基板の上に同じ材料で同時に形成された導電層パターンで形成されており、
前記ヒータ配線層の配線幅は、前記ヒータ層の配線幅よりも大きく形成されている、
請求項１に記載の半導体式のガスセンサ。
【請求項３】
前記電極配線層の前記電極層とは反対側の端部、及び前記ヒータ配線層の前記ヒータ層とは反対側の端部は、前記基板の一辺の近傍に配列されており、
前記端部に対応する複数の端子を有する雌型コネクタに前記基板の一辺を抜き差しすることで前記配線層と測定装置とを電気接続可能に構成している、
請求項２に記載の半導体式のガスセンサ。
【請求項４】
前記ガス検知層の下に、前記基板の上、前記電極層の上及び前記ヒータ層にまたがって形成された凹凸構造層を備え、
前記凹凸構造層は、多孔質構造を有しており、
前記ガス検知層は、前記凹凸構造層の多孔質構造に起因する多孔質構造を有している、
請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体式のガスセンサ。
【請求項５】
前記一対の電極層、前記ヒータ層及び前記ガス検知層の組を前記基板の上に複数組備えている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体式のガスセンサ。
【請求項６】
１つの前記ヒータ層を覆う複数の前記ガス検知層が前記基板の上の互いに異なる領域に形成されるとともに、前記ガス検知層ごとに前記ヒータ層を挟んで前記一対の電極層が形成されている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体式のガスセンサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体式のガスセンサに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、酸化物半導体からなるガス検知層を備えた半導体式のガスセンサが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この種の半導体式のガスセンサは、ガス検知層を数百度の温度に加熱することで、ガス検知層表面に吸着した酸素にガス検知層中の電子が奪われてガス検知層に電気が流れにくい状態にされて使用される。この状態で、ガス検知層がアセトンや一酸化炭素等の還元性ガスに晒されると、還元性ガスがガス検知層表面の酸素と反応して、吸着酸素に捕獲されていた電子がガス検知層に戻されて、ガス検知層に電気が流れやすい状態になる。半導体式のガスセンサは、ガス検知層の電気抵抗値の変化を測定することによって、ガスの検知を行うことができる。
【０００４】
特許文献１のガスセンサでは、絶縁性の基板の一方の面に、ヒータと、ヒータと離間した一対の電極とが形成され、ヒータ及び電極の形成領域にガス検知層が形成されている。しかしながら、ヒータと電極とが離れて配置されているため、電極間のガス検知層へのヒータからの熱の伝達が非効率であり、電極間のガス検知層を所望の温度に加熱するために基板全体を加熱する必要があるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平４－１０９１５７号公報
特許第５２４０７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような現状を改善すべく成されたものであり、一対の電極間のガス検知層を効率よく加熱できる半導体式のガスセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の半導体式のガスセンサは、絶縁性の基板の上に形成された一対の電極層と、前記基板の上に形成されたヒータ層と、前記基板の上、前記電極層の上及び前記ヒータ層の上にまたがって形成されたガス検知層とを備え、前記ヒータ層は前記一対の電極層の間に配設されているものである。
【０００８】
本発明の半導体式のガスセンサにおいて、例えば、前記基板の上に、前記一対の電極層に接続した一対の電極配線層と、前記ヒータ層の両端に接続した一対のヒータ配線層を備え、前記電極層、前記ヒータ層、前記電極配線層及び前記ヒータ配線層は、前記基板の上に同じ材料で同時に形成された導電層パターンで形成されており、前記ヒータ配線層の配線幅は、前記ヒータ層の配線幅よりも大きく形成されているようにしても構わない。
【０００９】
さらに、前記電極配線層の前記電極層とは反対側の端部、及び前記ヒータ配線層の前記ヒータ層とは反対側の端部は、前記基板の一辺の近傍に配列されており、前記端部に対応する複数の端子を有する雌型コネクタに前記基板の一辺を抜き差しすることで前記配線層と測定装置とを電気接続可能に構成しているようにしても構わない。
【００１０】
また、前記ガス検知層の下に、前記基板の上、前記電極層の上及び前記ヒータ層にまたがって形成された凹凸構造層を備え、前記凹凸構造層は、多孔質構造を有しており、前記ガス検知層は、前記凹凸構造層の多孔質構造に起因する多孔質構造を有しているようにしても構わない。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許