(57)【要約】【課題】小型化が可能なガス検出装置を提供する。【解決手段】ガス検出装置１００は、第１の層１と、所定の方向（ｚ軸方向）において第１の層１と対向して配置される第２の層２と、を備え、第１の層１は、光を出射する発光部と、導波路を通った光を受光する受光部と、を有し、第２の層２は、所定の方向（ｚ軸方向）において発光部と対向する導波路の光入力部と、所定の方向（ｚ軸方向）において受光部と対向する導波路の光出力部と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の層と、
所定の方向において前記第１の層と対向して配置される第２の層と、を備え、
前記第１の層は、
光を出射する発光部と、
導波路を通った前記光を受光する受光部と、を有し、
前記第２の層は、
前記所定の方向において前記発光部と対向する前記導波路の光入力部と、
前記所定の方向において前記受光部と対向する前記導波路の光出力部と、を有する、ガス検出装置。
【請求項２】
前記第２の層は、前記導波路の全体を有する、請求項１に記載のガス検出装置。
【請求項３】
前記第１の層は、
前記導波路へ通じる通気口が形成されるように、前記第２の層と貼り付け部によって接続される、請求項１または２に記載のガス検出装置。
【請求項４】
前記貼り付け部は、所定値以上の径を有する粒子を含む接着剤を含む、請求項３に記載のガス検出装置。
【請求項５】
前記貼り付け部は、前記第１の層が有する端子部の上に一列に設けられる、請求項３または４に記載のガス検出装置。
【請求項６】
前記通気口は、前記貼り付け部に対して斜め方向に設けられ、
前記通気口の長さは、前記貼り付け部の幅の√２倍以上である、請求項３から５のいずれか一項に記載のガス検出装置。
【請求項７】
前記第１の層は、
前記発光部および前記受光部の少なくとも一方を制御するコントローラを、前記所定の方向において前記導波路と対向するように有する、請求項１から６のいずれか一項に記載のガス検出装置。
【請求項８】
前記第１の層は、前記コントローラの裏面が露出するように、前記コントローラを封止した樹脂を含む、請求項７に記載のガス検出装置。
【請求項９】
前記発光部、前記導波路および前記受光部の少なくとも１つは、特定の波長の光を通す光学フィルタを有する、請求項１から８のいずれか一項に記載のガス検出装置。
【請求項１０】
前記光学フィルタは、前記発光部および前記受光部の少なくとも１つの前記導波路の側の面に設けられる、請求項９に記載のガス検出装置。
【請求項１１】
前記光は赤外線である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のガス検出装置。
【請求項１２】
前記ガスは水蒸気、メタン、プロパン、ホルムアルデヒド、一酸化炭素、二酸化炭素、一酸化窒素、アンモニア、二酸化硫黄およびアルコールのうちの少なくとも１つである、請求項１から１１のいずれか一項に記載のガス検出装置。
【請求項１３】
前記第１の層は、前記発光部と前記受光部とを封止した樹脂を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載のガス検出装置。
【請求項１４】
前記発光部はＬＥＤであり、かつ、前記受光部はフォトダイオードである、請求項１３に記載のガス検出装置。
【請求項１５】
前記ＬＥＤおよび前記フォトダイオードは、基板の主面の上に形成された半導体積層部をそれぞれ有し、
前記ＬＥＤの基板および前記フォトダイオードの基板の前記主面とは反対側の面は、前記樹脂からそれぞれ露出する、請求項１４に記載のガス検出装置。
【請求項１６】
前記受光部が受光した光の量に基づいてガスの濃度を検出する、請求項１から１５のいずれか一項に記載のガス検出装置。
【請求項１７】
前記第２の層は、シリコン基板を有し、
前記導波路、前記光入力部および前記光出力部は、前記シリコン基板の上に形成される、請求項１から１６のいずれか一項に記載のガス検出装置。
【請求項１８】
前記第２の層は、前記シリコン基板と前記導波路との間に支持部を有する、請求項１７に記載のガス検出装置。
【請求項１９】
前記第１の層に設けられ、上面視で前記第２の層の周囲の少なくとも一部を取り囲む壁状部、を備える請求項１から１８のいずれか一項に記載のガス検出装置。
【請求項２０】
側面視で、前記壁状部の先端面と、前記第２の層の、前記導波路が形成された面とは逆側の面とは面一又は前者が後者よりも高い請求項１９に記載のガス検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示はガス検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスを検出するガス検出装置が様々な分野で活用されている。例えば、ガス検出装置は、検出対象であるガスの濃度を検出して、室内または屋外の環境測定のためのデータ取得に使用され得る。例えば引用文献１は、近赤外線の光源および光検出部を備え、ＮＤＩＲ
（Ｎｏｎ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  ＩｎｆｒａＲｅｄ）方式で、ガスセル内のガスの濃度を検出するガス検出装置を開示する。
【０００３】
また、ガスセルに代えて、光の導波路を備えるガス検出装置が知られている。例えば引用文献２は、ガスと反応する反応膜に接する光導波層が導波路を構成し、導波路における光の減衰に基づいてガスの濃度を検出するガス検出装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２１１３６２号公報
【特許文献２】特開２００９−２５０８５８号公報
【特許文献３】特開２０１８−０４０９６８号公報
【特許文献４】特開２０１７−０５４１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、引用文献２が開示するガス検出装置のユニットでは、例えば図３に示されるように、光源（レーザーダイオードＬＤ）と導波路（光導波層１１）とが基板の平面上に離れて配置される。また、同じ基板の平面上に、光源からの光を導波路に導くための多数のプリズムが配置される。そのため、引用文献２で開示されるガス検出装置を小型化することは困難である。
【０００６】
例えば引用文献３が開示する光モジュールは、台座によって光源（光素子１８）の位置を調整可能である。そのため、光源からの光は、プリズムを介することなく、直接的に導波路に入射される。しかし、引用文献３が開示する光モジュールは、それぞれある程度の面積を持つ光源と導波路とが基板１１の平面上に並べて配置される構造を有する。そのため、仮に引用文献３で開示される光モジュールの構造を適用しても、ガス検出装置の小型化には改善の余地がある。
【０００７】
また、例えば引用文献４が開示する光インターポーザーは、光源（シングルモードＶＣＳＥＬ１２１）からの光が、導波路に対して実質的に垂直な方向に放出される。そのため、引用文献４が開示する光インターポーザーは、引用文献３の構造と比較すると、平面方向の小型化を実現しやすい。しかし、引用文献４が開示する光インターポーザーは、光源と導波路との間に回折格子および楔状構造の光学部品を配置する構造を有する。そのため、仮に引用文献４で開示される光インターポーザーの構造を適用しても、ガス検出装置の小型化には改善の余地がある。
【０００８】
本開示は、従来技術と比べて更なる小型化が可能なガス検出装置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】
【０００９】
本開示のガス検出装置は、第１の層と、所定の方向において前記第１の層と対向して配置される第２の層と、を備え、前記第１の層は、光を出射する発光部と、導波路を通った前記光を受光する受光部と、を有し、前記第２の層は、前記所定の方向において前記発光部と対向する前記導波路の光入力部と、前記所定の方向において前記受光部と対向する前記導波路の光出力部と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、小型化が可能なガス検出装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本開示の第１実施形態に係るガス検出装置の外観を例示する斜視図である。
【図２】図２は、第１の層の構成例を示す図である。
【図３】図３は、第２の層の構成例を示す図である。
【図４】図４は、通気口の構成例を示す図である。
【図５】図５は、通気口の別の構成例を示す図である。
【図６】図６は、対向する第１の層と第２の層の断面の模式図である。
【図７】図７は、支持部の構成例を示す図である。
【図８】図８は、発光部の階層構造を例示する図である。
【図９】図９は、受光部の階層構造を例示する図である。
【図１０】図１０は、複数の基本構成を有する受光部または発光部を示す図である。
【図１１】図１１は、製造過程における第１の層の断面の例を示す図である。
【図１２】図１２は、アイランドレスの第１の層の構成例を示す図である。
【図１３】図１３は、光学フィルタを示す図である。
【図１４】図１４は、本開示の第２実施形態に係るガス検出装置の一例を示す外観図（底面図）である。
【図１５】図１５は、本開示の第２実施形態に係るガス検出装置の一例を示す外観図（上面図）である。
【図１６】図１６は、本開示の第２実施形態に係るガス検出装置の一例を示す外観図（側面図）である。
【図１７】図１７は、本開示の第２実施形態に係るガス検出装置の一例を示す外観図（正面図）である。
【図１８】図１８は、図１４から図１７に示すガス検出装置において、不織布を取り除いた図（底面図）である。
【図１９】図１９は、図１４から図１７に示すガス検出装置において、不織布を取り除いた図（上面図）である。
【図２０】図２０は、図１４から図１７に示すガス検出装置において、不織布を取り除いた図（側面図）である。
【図２１】図２１は、図１４から図１７に示すガス検出装置において、不織布を取り除いた図（正面図）である。
【図２２】図２２は、図１４から図１７に示すガス検出装置の透視図（底面図）である。
【図２３】図２３は、図１４から図１７に示すガス検出装置の透視図（上面図）である。
【図２４】図２４は、図１４から図１７に示すガス検出装置の透視図（側面図）である。
【図２５】図２５は、図１４から図１７に示すガス検出装置の透視図（正面図）である。
【図２６】図２６は、第２の層の一例を示す上面図である。
【図２７】図２７は、対向する第１の層と第２の層との断面を模式的に示す図である。
【図２８】図２８は、支持部の一例を示す構成図である。
【図２９】図２９は、発光部の階層構造の一例を示す断面図である。
【図３０】図３０は、第１の層の製造方法を示す模式的な工程を示す断面図である
【図３１】図３１は、第１の層の製造方法を示す模式的な工程を示す断面図である
【図３２】図３２は、第１の層の製造方法を示す模式的な工程を示す断面図である
【図３３】図３３は、第１の層の製造方法を示す模式的な工程を示す断面図である
【図３４】図３４は、第１の層の製造方法の他の例を示す模式的な工程を示す断面図である。
【図３５】図３５は、第１の層の製造方法の他の例を示す模式的な工程を示す断面図である。
【図３６】図３６は、個片化する前の複数の第２の層が形成されたシリコン基板の一例である。
【図３７】図３７は、第１の層と第２の層との張り付け方法を説明するための模式的な工程を示す断面図である。
【図３８】図３８は、第１の層と第２の層との張り付け方法を説明するための模式的な工程を示す断面図である。
【図３９】図３９は、第１の層と第２の層との張り付け方法のその他の例を説明するための模式的な工程を示す断面図である。
【図４０】図４０は、不織布の貼付方法を説明するための模式的な工程を示す断面図である。
【図４１】図４１は、不織布の貼付方法を説明するための模式的な工程を示す断面図である。
【図４２】図４２は、不織布の貼付方法を説明するための模式的な工程を示す断面図である。
【図４３】図４３は、不織布の貼付方法を説明するための模式的な工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の実施形態を、図面を用いて説明する。以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。
【００１３】
また、以下の詳細な説明では、本開示の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の具体的な構成について記載されている。しかしながら、このような特定の具体的な構成に限定されることなく他の実施態様が実施できることは明らかである。また、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。
【００１４】
［第１実施形態］
（ガス検出装置の構成）
図１は、本実施形態に係るガス検出装置１００（ガスセンサ）の外観を例示する斜視図である。図１に示すように、ガス検出装置１００は第１の層１と、第２の層２と、を備える。第２の層２は、所定の方向において第１の層１と対向して配置される。第１の層１および第２の層２の平面がｘ軸およびｙ軸を含むｘｙ平面である場合に、所定の方向はｚ軸方向である。ここで、対向とは、第１の層１と第２の層２とが互いに平行である場合に限定されない。対向とは、例えば２つの層が、接することなく、１つの層が別の層に対して一定の傾き（角度）を有するように向き合っている状態を含む。
【００１５】
第１の層１と第２の層２とは、貼り付け部７１によって接続される。本実施形態において、貼り付け部７１は、第１の層１が有する端子部３１の上に一列に設けられる。端子部３１は、金属等の導体で構成されて、ガス検出装置１００の外部の機器および電源等との電気的接続を可能にする。ここで、貼り付け部７１が設けられない部分（隙間）に、後述する導波路へ通じる通気口７２（開口部）が設けられる。ガス検出装置１００は、測定環境に置かれて、通気口７２から入ったガスの濃度を検出する。ここで、第１の層１、第２の層２および貼り付け部７１は、例えば遮光性の樹脂または金属を含み、後述する光入力部８１および受光部４にガス検出装置１００の周囲からの光が到達しないように構成されてよい。
【００１６】
（第１の層の構成）
図２は、第１の層１の構成例を示す図である。第１の層１は、光を出射する発光部３と、導波路を通った光を受光する受光部４と、を有する。また、本実施形態において、第１の層１は、発光部３および受光部４の少なくとも一方を制御するコントローラ５を有する。発光部３、受光部４およびコントローラ５は、例えばワイヤーボンディング等によって、端子部３１を含むリードフレーム１５と電気的に接続される。ここで端子部３１のハッチングで示されている部分は、後述の図１１で示すように、第１の層１の一方の面（粘着シート５１を除いた場合に発光部３および受光部４が露出する面）から他方の面（一方の面と対向する面）まで延伸している部分を示している。本実施形態において、第１の層１は、発光部３、受光部４、コントローラ５およびリードフレーム１５を、例えばエポキシ系の樹脂で封止して構成される。
【００１７】
本実施形態において、発光部３はＬＥＤ（light emitting diode、発光ダイオード）である。発光部３はＬＥＤに限定されるものでなく、例えば半導体レーザ、有機発光素子またはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ヒータ等であり得る。また、本実施形態において、受光部４はフォトダイオード（Photodiode）である。受光部４は、光を受光するセンサ装置であって、受光した光を電気信号に変換して、変換した電気信号をコントローラ５に出力する。受光部４はフォトダイオードに限定されるものでなく、例えばフォトトランジスタまたはサーモパイル等であり得る。また、コントローラ５は、例えばＬＥＤドライバを備えるプロセッサである。一例として、コントローラ５は、旭化成エレクトロニクス社製のプロセッサの「ＡＫ９７２１ＡＥ」（商品名）であり得る。
【００１８】
本実施形態において、発光部３が出射し、受光部４が受光する光は赤外線である。また、本実施形態において、ガス検出装置１００の検出対象であるガスは二酸化炭素である。本実施形態において、発光部３が出射し、受光部４が受光する赤外線の波長帯は４．３μｍ帯を含み、二酸化炭素の吸収波長帯と重なる。ここで、発光部３は、赤外線のみを出射するものに限られず、赤外線および赤外線と異なる波長の光を出射するものでよい。
【００１９】
ここで、波長が２．５μｍから６．０μｍまでの範囲において、各種ガスに固有の吸収帯が数多く存在することが知られている。ガス検出装置１００は、二酸化炭素だけでなく、他のガスを検出対象とすることが可能である。他のガスは、例えば水蒸気、メタン、プロパン、ホルムアルデヒド、一酸化炭素、一酸化窒素、アンモニア、二酸化硫黄またはアルコールである。アルコールのガスは、例えば純粋なエタノールだけでなく、例えば飲酒した人の呼気に含まれるエタノール等のアルコール成分を含み得る。例えば、本実施形態の変形例として、ガス検出装置１００は、メタンの吸収波長帯と重なる３．３μｍ波長帯の赤外線を用いて、好適にメタンを検出可能である。また、ガス検出装置１００は、赤外線に限らず、例えば可視光または紫外線等の光を使用し得る。
【００２０】
（第２の層の構成）
図３は、第２の層２の構成例を示す図である。第２の層２は、シリコン基板８５と、導波路８０と、を有する。導波路８０は、発光部３が出射する光を入力する光入力部８１と、導波路８０を通った光を受光部４に出力する光出力部８２と、を有する。光入力部８１および光出力部８２は、導波路８０の端部に位置してもよいし、端部から離れた場所に位置してもよい。
【００２１】
本実施形態において、光が導波する光入力部８１から光出力部８２までの区間に、光学フィルタ８３が設けられる。光学フィルタ８３は、特定の波長の光を通すためのフィルタである。光学フィルタ８３は、例えば赤外線のみを透過する機能を有してよい。光学フィルタ８３は、例えば格子構造を有する格子フィルタであり得る。しかし、光学フィルタ８３の構造および種類は特に限定されない。ここで、光入力部８１および光出力部８２は、格子構造を有するグレーティングカプラであってよい。さらに、図３に示すように、光学フィルタ８３と光入力部８１、または光学フィルタ８３と光出力部８２は、兼用可能な格子構造としてよい。また、光学フィルタ８３は１つ以下であってよく、また２つ以上であってもよい。例えば、導波路８０は、光入力部８１または光出力部８２に接するように、光学フィルタ８３を有してよい。また、導波路８０は、光入力部８１または光出力部８２に接していない位置（離れた位置）に光学フィルタ８３を有してよい。例えば、光入力部８１から光出力部８２までの区間において、リング共振器またはブラッググレーティングが光学フィルタ８３として挿入されてよい。
【００２２】
導波路８０は、光入力部８１で受け取った光を、光出力部８２まで伝送する部材である。導波路８０を光が通ると、導波路８０の表面にエバネッセント波が染み出す。通気口７２から入った気体のガスの濃度に応じて、エバネッセント波の吸収率は変化する。したがって、光出力部８２から出力された光の強度を測定することによって、ガスの濃度を検出可能である。つまり、ガス検出装置１００は、受光部４が受光した光の量に基づいてガスの濃度を検出することができる。ここで、低濃度のガスを高い感度で検出するために、光が通る導波路８０の長さ（光路長）をできるだけ長くすることが好ましい。本実施形態に係るガス検出装置１００は、導波路８０の全体が第２の層２に含まれる構成を有する。例えば図３に示すように、シリコン基板８５の平面（ｘｙ平面）上に曲線状の光路を設けることによって、光路長を確保しつつ、大型化を回避することが可能である。本実施形態の変形例として、ガス検出装置１００は、ｚ軸方向にも延びる、多層の光路を設けることによって光路を更に長くしてよい。
【００２３】
（貼り付け部）
第２の層２は、第１の層１と貼り付け部７１によって接続される。このとき、所定の方向（ｚ軸方向）において、光入力部８１が発光部３と対向し、光出力部８２が受光部４と対向するように、第１の層１と第２の層２とが接続される。また、所定の方向において、光入力部８１および光出力部８２を除く導波路８０と、コントローラ５とが対向するように、第１の層１と第２の層２とが接続される。
【００２４】
貼り付け部７１は図４で示すように、通気口７２が形成されるよう、少なくとも一部に接着剤の無い領域を設けてもよい。通気口７２の開口面積を変えることによって、被検出ガスの拡散速度、侵入異方性の制御が可能となる。用途によって通気口７２は所望の寸法、数に設定されてよい。また、図４で示す通り、端子部３１（実装端子）が有る部分に貼り付け部７１が設けられることによって、ガス検出装置１００の実装の際に、半田またはフラックスの内部への侵入を防ぐことができる。
【００２５】
また通気口７２の形成方法としては、図５のような形態も好ましい。図５に示すように、通気口７２は、接着剤がある幅で額縁の様に形成されている中を、斜め方向（ｘ軸から或る角度を持った方向）に延びるように形成されている。言い換えれば、通気口７２の入り口と出口はｙ軸方向上における位置が異なっている。通気口７２をこのような形態することで、外部からの異物の侵入を防ぐことが可能となる。この場合、通気口７２の長さとしては、塗布幅の√２倍以上であることが好ましく、２倍以上であることがより好ましい。このような通気口７２の形成方法の一例としては、０．５ｍｍ幅で額縁の様にエポキシ樹脂を塗布し、斜め方向に０．１ｍｍ幅で、エポキシ樹脂が塗布されないエリアを作ることで形成が可能である。このような通気口７２は複数形成されてもよい。具体的な製法としては、メタルマスクを使用したエポキシ樹脂印刷塗布で形成可能である。エポキシ樹脂には、例えば所定値以上の径を有する粒子を含んでもよく、またそのような粒子を含まなくてもよい。
【００２６】
貼り付け部７１は例えば硬化した接着剤によって構成され得る。例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化型樹脂またはＵＶ硬化樹脂等を接着剤として使用してよい。貼り付け部７１の形成方法としては、印刷塗布の他、ディスペンサーを用いてシリンジで描画するように塗布する方法、または、インクジェットもしくはジェットディスペンサーで塗布する方法等が使用可能である。
【００２７】
貼り付け部７１は例えば所定値以上の径を有する粒子を含む接着剤を含む。ここで、径とは球体である粒子の直径を意味する。所定値は一例として４０μｍである。粒子は例えば硬質の樹脂でできている。接着剤が硬化する前であっても、第１の層１と第２の層２との間に所定値（例えば４０μｍ）以上の間隔が確保される。そのため、第１の層１と第２の層２とを接続する際に、通気口７２を確実に設けることが可能である。ここで、粒子の直径（所定値）は、導波路８０に第１の層１が接触しない距離を確保できる値であればよい。本実施形態において、所定値は、後述する支持部８４の高さと導波路８０の高さの和よりも大きければよい。一例として、支持部８４の高さが３μｍで、導波路８０の高さが０．３μｍである場合に、所定値は３．３μｍよりも大きい値であればよい。ここで、別の例として、所定値は粒子の最小の径でなく、別の統計的手法（例えば平均Ａ、標準偏差σ等）で定められてもよい。複数の粒子の径は、貼り付け部７１を溶かして集めた複数の粒子、または、貼り付け部７１の断面に存在する複数の粒子を測定することで得られる。このようにして得られた複数の粒子の径の平均および標準偏差σを用いて所定値を定めてよい。例えば、所定値は「（平均Ａ）−２×（標準偏差σ）」で定められてよい。いくつかの実験によると、接着剤の複数の粒子に変形が生じても、第１の層１と第２の層２との間にＡ−２σ以上の間隔が確保される。
【００２８】
ここで、発光部３から射出された光が十分に光入力部８１に入力されるように、所定の方向において、発光部３と光入力部８１とが十分に接近することが好ましい。また、光出力部８２から出力された光を受光部４が十分に検出できるように、所定の方向において、受光部４と光出力部８２とが十分に近いことが好ましい。そのため、上記の所定値は、通気口７２の間隔（ｚ軸方向の高さ）として適切な範囲における最小値であることが好ましい。
【００２９】
図６は、対向する第１の層１と第２の層２の断面の模式図である。図６に示すように、発光部３と光入力部８１とを更に近付けるために、第２の層２は、シリコン基板８５と導波路８０の間に支持部８４を有することが好ましい。発光部３と光入力部８１との距離が近いほど、発光部３から出射されて光入力部８１に入力されるまでの光の減衰を抑制できる。また、支持部８４によって、受光部４と光出力部８２とを更に近付けることが可能である。また、貼り付け部７１の厚さを調整することによって、受光部４と光出力部８２とを更に近付けることが可能である。受光部４と光出力部８２との距離が近いほど、光出力部８２から出力されて受光部４で受光されるまでの光の減衰を抑制できる。
【００３０】
ここで、光の減衰に耐えうる最大距離は、一例として矩形形状の発光部３および受光部４のそれぞれの一辺のうち最大辺長以下であり、好ましくは、最大辺長の０．５倍以下である。このように、最大距離を最大辺長以下とすることにより、発光部３から光入力部８１に向けて出射された光は、発光部３から光入力部８１を見たときに、光入力部８１が作る立体角が広くなるため、光入力部８１に到達する割合が大きくなり、効率良く光入力部８１に光を導入することができる。また同様に最大距離を最大辺長以下とすることにより、光出力部８２から受光部４に向けて出射された光は、光出力部８２から受光部４を見たときに、受光部４が作る立体角が広くなるため、受光部４に到達する割合が大きくなり、効率良く受光部４に光を導入することができる。
【００３１】
図７は、支持部８４の構成例を示す図である。支持部８４は例えば二酸化シリコンであって、導波路８０の一部と接触して支持する。本実施形態において、導波路８０の光が通る方向（光の伝送方向）で、複数の支持部８４が互いに離れて設けられている。換言すると、導波路８０は、互いに離れてシリコン基板８５に設けられた複数の支持部８４によって支持されている。導波路８０は、シリコン基板８５の上に直接設けられてよいが、本実施形態のように支持部８４によって支持されることによって、導波路８０を伝送する光の多くがシリコン基板８５に伝わることを抑制することができる。シリコン基板８５上に直接に導波路８０を形成する一例としては、導波路８０の材料にゲルマニウムを用いることで実現される。シリコンの屈折率（約３．４）に対して、ゲルマニウムの屈折率（４．０）は大きく、光はゲルマニウムの内部を全反射しながら伝搬することが出来る。すなわち、基板および導波路は特定の材料（ここではシリコン、ゲルマニウム）に限定されず、基板に対して導波路の屈折率が大きければ、任意の材料を選択することができる。
【００３２】
支持部８４の高さ（ｚ軸方向の長さ）は、一例として３μｍである。また、導波路８０の高さ（ｚ軸方向の長さ）は、一例として０．３μｍである。また、導波路８０の幅は、支持部８４が存在する部分において、一例として１０μｍである。また、導波路８０の幅は、支持部８４が存在しない部分において、一例として４μｍである。ここで、導波路８０の幅は、ｘｙ平面において光の伝送方向と直交する方向の長さであり、図７の例ではｘ軸方向の長さである。本実施形態において、導波路８０はｘｙ平面上で曲線状の光路を有する。そのため、幅方向はｘ軸方向に限らず、導波路８０の位置によって変動する。
【００３３】
（ガス検出装置の製造方法）
本実施形態に係るガス検出装置１００は以下に説明する方法で製造できる。まず、発光部３であるＬＥＤおよび受光部４であるフォトダイオードの積層構造を説明してから、ガス検出装置１００の製造方法について説明する。
【００３４】
（発光部の階層構造）
図８は、本実施形態に係るガス検出装置１００の発光部３（ＬＥＤ）の階層構造を例示する図である。図８に示すように、発光部３は、基板２０１と、バッファ層２０７と、ｎ型コンタクト層２０２と、ｎ型バリア層２０３と、活性層２０４と、ｐ型バリア層２０５と、ｐ型コンタクト層２０６と、ｎ型電極２０８と、ｐ型電極２０９と、パッシベーション膜２１０とを備える。基板２０１上に、バッファ層２０７、ｎ型コンタクト層２０２、ｎ型バリア層２０３、活性層２０４、ｐ型バリア層２０５およびｐ型コンタクト層２０６が、この順に形成されている。つまり、バッファ層２０７、ｎ型コンタクト層２０２、ｎ型バリア層２０３、活性層２０４、ｐ型バリア層２０５およびｐ型コンタクト層２０６を有する半導体積層部が、基板２０１の主面２０１ａ上に形成されている。ここで、「基板２０１上に、バッファ層２０７…形成されている」という表現における「上に」という文言は、基板２０１の上にバッファ層２０７が形成されていることを意味するが、基板２０１とバッファ層２０７の間に別の層がさらに存在する場合もこの表現に含まれる。その他の層同士の関係を表現する場合に「上の」という文言を使用する場合にも、同様の意味を有する。
【００３５】
図８に示すように、バッファ層２０７およびｎ型コンタクト層２０２の幅は、ｎ型バリア層２０３、活性層２０４、ｐ型バリア層２０５、およびｐ型コンタクト層２０６の幅より大きい。つまり、ｎ型コンタクト層２０２とｎ型バリア層２０３との間に段差が設けられる。この段差により生じたｎ型コンタクト層２０２の上面にｎ型電極２０８が形成され、ｐ型コンタクト層２０６の上面にｐ型電極２０９が形成されている。パッシベーション膜２１０により、基板２０１の上面、半導体積層部の側面および上面が覆われている。ｎ型電極２０８とｐ型電極２０９の上部はパッシベーション膜２１０から露出している。
【００３６】
基板２０１はＧａＡｓを含む。ここで、「ＧａＡｓを含む」という表現における「含む」という文言は、ＧａＡｓを主に層内（基板内）に含むことを意味するが、その他の元素を含む場合もこの表現に含まれる。その他の層の組成の表現においても、「含む」という文言は、同様の意味を有する。バッファ層２０７はＡｌＧａＳｂを含む。ｎ型コンタクト層２０２はＳｉ（ｎ型ドーパント）を含むＩｎＡｓＳｂを含む。ｎ型バリア層２０３はＳｉ（ｎ型ドーパント）を含むＡｌＩｎＡｓＳｂを含む。活性層２０４はＩｎＡｓｘＳｂ（１−ｘ）（０≦ｘ≦１）を含む。ｐ型バリア層２０５はＳｉ（ｐ型ドーパント）を含むＡｌＧａＳｂを含む。ｐ型コンタクト層２０６はＳｉ（ｐ型ドーパント）を含むＧａＳｂまたはＧａＩｎＳｂを含む。ｎ型電極２０８はＡｕ／Ｔｉを含む。ｐ型電極２０９はＡｕ／Ｔｉを含む。パッシベーション膜２１０はシリコン窒化物を含む。
【００３７】
発光部３は例えば次のように製造される。まず、ＧａＡｓウエハ（基板２０１）の上面に、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法を用いて、バッファ層２０７、ｎ型コンタクト層２０２、ｎ型バリア層２０３、活性層２０４、ｐ型バリア層２０５、およびｐ型コンタクト層２０６が形成される。
【００３８】
次に、酸によるウェットエッチング法、ドライエッチング法またはイオンミリング法などにより、ｎ型バリア層２０３、活性層２０４、ｐ型バリア層２０５、およびｐ型コンタクト層２０６を、部分的に除去して、ｎ型コンタクト層２０２とｎ型電極２０８とのコンタクトを取るための段差形成が行われる。この工程によって、ＧａＡｓウエハ上に、段差を有する複数の半導体積層部が形成される。
【００３９】
次に、段差を有する複数の半導体積層部に対して、素子（個々のＬＥＤ）を分離するためのメサエッチングが行われる。段差の底部に現れているｎ型コンタクト層２０２とバッファ層２０７を順次、部分的に除去することによって、素子分離領域には基板２０１の上面が露出する。
【００４０】
次に、シリコン窒化物を含むパッシベーション膜２１０により、基板２０１の上面および素子分離された半導体積層部の上面および側面が覆われる。
【００４１】
次に、パッシベーション膜２１０のうちｎ型電極２０８およびｐ型電極２０９を形成する部分をエッチングして貫通穴が形成される。そして、リフトオフ法等によって、貫通穴を埋めるようにＡｕ／Ｔｉ電極が形成される。
【００４２】
（受光部の階層構造）
図９は、本実施形態に係るガス検出装置１００の受光部４（フォトダイオード）の階層構造を例示する図である。図９に示すように、受光部４は、基板２０１と、バッファ層２０７と、ｎ型コンタクト層２０２と、ｎ型バリア層２０３と、活性層２０４と、ｐ型バリア層２０５と、ｐ型コンタクト層２０６と、ｎ型電極２０８と、ｐ型電極２０９と、パッシベーション膜２１０とを備える。基板２０１上に、バッファ層２０７、ｎ型コンタクト層２０２、ｎ型バリア層２０３、活性層２０４、ｐ型バリア層２０５およびｐ型コンタクト層２０６が、この順に形成されている。つまり、バッファ層２０７、ｎ型コンタクト層２０２、ｎ型バリア層２０３、活性層２０４、ｐ型バリア層２０５およびｐ型コンタクト層２０６を有する半導体積層部が、基板２０１の主面２０１ａ上に形成されている。
【００４３】
図９に示すように、バッファ層２０７およびｎ型コンタクト層２０２の幅は、ｎ型バリア層２０３、活性層２０４、ｐ型バリア層２０５、およびｐ型コンタクト層２０６の幅より大きい。つまり、ｎ型コンタクト層２０２とｎ型バリア層２０３との間に段差が設けられる。この段差により生じたｎ型コンタクト層２０２の上面にｎ型電極２０８が形成され、ｐ型コンタクト層２０６の上面にｐ型電極２０９が形成されている。パッシベーション膜２１０により、基板２０１の上面、半導体積層部の側面および上面が覆われている。ｎ型電極２０８とｐ型電極２０９の上部はパッシベーション膜２１０から露出している。
【００４４】
このように、受光部４の階層構造は発光部３と同じである。また、受光部４の基板２０１、バッファ層２０７、ｎ型コンタクト層２０２、ｎ型バリア層２０３、活性層２０４、ｐ型バリア層２０５、ｐ型コンタクト層２０６、ｎ型電極２０８、ｐ型電極２０９およびパッシベーション膜２１０は、発光部３の同名の構成要素と同じである。例えば、受光部４のバッファ層２０７は、発光部３と同じく、ＡｌＧａＳｂを含む。また、受光部４は、発光部３と同じ方法で製造できる。
【００４５】
ここで、発光部３は、図８の基本構成が複数集まって構成されてよい。また、受光部４は、図９の基本構成が複数集まって構成されてよい。図１０で示すように、複数の基本構成を有する発光部３または受光部４は、電極（ｎ型電極２０８およびｐ型電極２０９）を接続する引き回し配線２１１を設けることによって、互いに電気的な接続が可能である。電気的な接続は、図１０で例示する直列接続に限らず、並列接続も可能である。
【００４６】
（リードフレーム）
リードフレーム１５は、公知の技術によって製造され得る。例えば、リードフレーム１５は、銅（Ｃｕ）板を、フォトリソグラフィ技術により、表面および裏面からそれぞれ選択的にエッチングし、ニッケル（Ｎｉ）−パラジウム（Ｐｄ）−金（Ａｕ）等のめっき（鍍金）処理を施すことにより形成してよい。リードフレーム１５は、ハーフエッチングされた領域（即ち、ハーフエッチング領域）と、エッチングされていない領域（即ち、非エッチング領域）とを有する。例えば、端子部３１は非エッチング領域であってよい。また、端子部３１以外のリードフレームはハーフエッチング領域として形成されてよい。端子部３１は、ハーフエッチング領域の一部と接続された構成であってよい。
【００４７】
（第１の層の製造）
上記のように、第１の層１は、発光部３、受光部４、コントローラ５およびリードフレーム１５を、例えばエポキシ等の樹脂で封止して構成される。第１の層１の製造において、粘着シート５１が使用される。粘着シート５１としては、粘着性を有すると共に、耐熱性を有する樹脂製のテープが用いられる。粘着性については、粘着層の糊厚がより薄い方が好ましい。また、耐熱性については、約１５０℃〜２００℃の温度に耐えることが好ましい。このような粘着シート５１として、例えば約２８０℃に耐える耐熱性を有するポリイミドテープを用いることができる。また、粘着シート５１として、ポリエステルテープ、テフロン（登録商標）テープ、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ガラスクロスまたはノーメックペーパー等が使用され得る。
【００４８】
図１１は、製造過程における第１の層１の断面の例を示す図である。粘着シート５１は、端子部３１を含むリードフレーム１５の裏面（ワイヤボンディングを行わない面）に、粘着層が貼付される。次に、リードフレーム１５が有する貫通した開口部内に発光部３、受光部４およびコントローラ５が配置される。ここで、本実施形態において、第１の層１は、第２の層２と異なり半導体基板を有していない。しかし、リードフレーム１５の裏面に貼付された粘着シート５１の平面上に、発光部３、受光部４およびコントローラ５が揃えて配置される。
【００４９】
本実施形態において、発光部３および受光部４は、基板２０１の主面２０１ａ（図８および図９参照）とは反対側の面２０１ｂ（裏面）が、粘着シート５１の粘着層に貼付される。また、コントローラ５は、発光部３、受光部４およびリードフレーム１５との接続に使用される特定の端子を備える面とは反対側の面（裏面）が、粘着シート５１の粘着層に貼付される。次に、ワイヤーボンディング等によって、発光部３、受光部４、コントローラ５およびリードフレーム１５の電気的な接続が実行される。次に、モールド部材５２によって発光部３、受光部４、コントローラ５およびリードフレーム１５が封止される。モールド部材５２が硬化した後に粘着シート５１が剥されて、第１の層１が形成される。このとき、発光部３および受光部４の面２０１ｂ（裏面）が、モールド部材５２である樹脂からそれぞれ露出する。本実施形態に係るガス検出装置１００において、発光部３の裏面は、第２の層２の光入力部８１と対向する。また、受光部４の裏面は、第２の層２の光出力部８２と対向する。また、コントローラ５の特定の端子を備える面とは反対側の面（裏面）は、モールド部材５２である樹脂から露出する。
【００５０】
ここで、モールド部材５２は、例えばエポキシ系の熱硬化型樹脂を含み、リフロー時の高熱に耐えるように材料が選択される。モールド部材５２の外形は例えば直方体である。モールド部材５２の大きさは、一例として、ｘ軸方向の長さ、ｙ軸方向の長さおよびｚ軸方向の長さが、それぞれ５．２ｍｍ、６．５ｍｍおよび０．４ｍｍである。
【００５１】
（第２の層の製造）
上記のように、第２の層２は、シリコン基板８５の上に、支持部８４と、導波路８０と、が作られる。第２の層２では、Ｓｉウエハ（シリコン基板８５）の上に二酸化シリコンの層更にその上にシリコンの層が設けられているシリコン基板８５を使って、エッチング等の手法による部分的な除去によって、支持部８４と導波路８０を形成する。第２の層２の大きさは、一例として、ｘ軸方向の長さ、ｙ軸方向の長さおよびｚ軸方向の長さが、それぞれ４．３ｍｍ、６．３ｍｍおよび０．３ｍｍである。
【００５２】
（貼り付け工程）
第１の層１および第２の層２は、それぞれダイシングを実施し個片化された素子にする。上記のように、第２の層２は、素子毎に、第１の層１と貼り付け部７１によって接続される。本実施形態において、貼り付け部７１は、粒子を含む接着剤が硬化して構成される。ここで、第１の層１と第２の層２との間隔は所定値以上であって、所定値は、粒子の径の平均Ａと標準偏差σを用いてＡ−２σで定められ得る。一例として、平均Ａが４０μｍであって、標準偏差σが２μｍである場合に、Ａ−２σは３６μｍとなる。
【００５３】
以上のように、本実施形態に係るガス検出装置１００は、発光部３および受光部４を有する第１の層１と、導波路８０の光入力部８１および光出力部８２を有する第２の層２と、を備える。ガス検出装置１００は、発光部３と光入力部８１とが近接して対向し、受光部４と光出力部８２とが近接して対向するように、第１の層１と第２の層２とを貼り合わせて構成される。このとき、ガス検出装置１００は、光源と導波路８０との間に光学部品が配置されることもない。従来技術と比べて、本実施形態に係るガス検出装置１００は更なる小型化が可能である。
【００５４】
（第１実施形態の変形例）
図２の例において、コントローラ５はリードフレーム１５が含むアイランドに配置される。アイランドは、コントローラ５のようなＩＣ（Integrated Circuit）を実装するために設けられた専用領域である。ここで、コントローラ５は、発光部３および受光部４と同じように、アイランドが無い状態で、樹脂で封止されてよい。
【００５５】
図１２は、リードフレーム１５がアイランドを有しない場合（アイランドレス）の第１の層１の構成例を示す図である。一般にリードフレームにおける導体部分は互いに一定の間隔が必要である。例えば０．４ｍｍの厚のリードフレームをエッチング加工した場合に、一定の間隔は０．３２ｍｍ以上である。したがって、アイランドを有する場合に、アイランドの周囲に沿って上記間隔が必要である。アイランドレスの第１の層１は、そのような間隔が不要であるため、ｘｙ方向における一層の小型化が可能である。また、アイランドレスの第１の層１は、アイランドを支持するために設けられていた接続部分も不要である。そのため、リードフレームの形状を一層単純化でき、加工が容易になる。また、アイランドレスの第１の層１は、エッチングで形成されたアイランドの厚み（例えば０．１ｍｍ）が無くなるため、ワイヤーボンディング等によって、発光部３、受光部４、コントローラ５およびリードフレーム１５の電気的な接続が、例えば０．１ｍｍコントローラ５の上の空間が広がるので容易になる。また、別の例として、アイランドレスの第１の層１では、減ったアイランドの厚み（例えば０．１ｍｍ）の分だけコントローラ５のチップ厚を厚くして、全体としての厚さを変えずに堅牢性を高めることが可能である。
【００５６】
また、光学フィルタの数および位置は限定されず、例えば光路上のどこに位置してもよい。ガス検出装置１００は、発光部３、導波路８０および受光部４の少なくとも１つが光学フィルタを有する構成であり得る。また、光学フィルタの数に制限はない。
【００５７】
ここで、光学フィルタは、発光部３および受光部４の少なくとも１つの導波路８０の側の面に設けられてよい。つまり、発光部３と光入力部８１との間、および、光出力部８２と受光部４との間の少なくとも一方に、光学フィルタが設けられてよい。例えば図１３に示すように、第１の層１の発光部３および受光部４の少なくとも一方の裏面にチップ状の光学フィルタ（光学フィルタチップ）が貼り合わされてよい。光学フィルタチップは、貼り合わされる発光部３または受光部４と同じサイズであることが好ましい。また、発光部３および受光部４の少なくとも一方の裏面に光学フィルタ膜が形成されてよい。ガス検出装置１００が、発光部３および受光部４の少なくとも１つに光学フィルタを備える場合に、導波路８０の光学フィルタ８３は省略可能である。そのため、導波路８０を光学フィルタ８３が無い簡単な構造にできるため、ガス検出装置１００の製造を容易にすることができる。
【００５８】
また、導波路８０に代えて、ガスセルが使用されてよい。ガスセルに対して、直接に光の入射および受光が可能であるため、従来のガスセルを用いた装置に比べて小型化が可能である。
【００５９】
また、図４の例において、第２の層２の左右端部の長辺に沿って（ｙ軸方向に）貼り付け部７１が一列に設けられるように、接着剤は、第１の層１の粘着シート５１が貼られていた面、即ちリードフレーム１５裏面に一列に塗布される。つまり、接着剤は、長辺に沿って一列に連続して塗布される。ここで、接着剤は、連続でなく飛び飛びに塗布されてもよい。例えば、第２の層２の四隅に接着剤を塗布してもよい。このとき、接着剤が塗布されない部分にも通気口７２が設けられて、通気口７２の領域を大きくすることができる。
【００６０】
［第２実施形態］
（ガス検出装置の構成）
図１４から図２５は、本開示の第２実施形態に係るガス検出装置１００の一例を示す概略構成図である。図１４から図１７は、後述の不織布１０５を備えた外観図、図１８から図２１は図１４から図１７において不織布１０５を取り除いた外観図、図２２から図２５は図１８から図２１の透視図である。図１４から図２５において、図１４、図１８および図２２は底面図、図１５、図１９および図２３は上面図、図１６、図２０および図２４は側面図、図１７、図２１および図２５は正面図である。
【００６１】
ガス検出装置１００は、図２２から図２５に示すように、第１の層１と、第２の層２と、第１の層１の上に設けられた壁状部１７と、を備える。第２の層２は、第１の層１の、壁状部１７で囲まれた領域内に配置され、第１の層１と第２の層２とは、貼り付け部７１を介して接続される。そして、図１４から図１７に示すように、第１の層１の上面及び第２の層２の上面を覆うように不織布１０５が設けられている。第２の層２は上面視で略長方形を有し、貼り付け部７１は、例えば上面視で第２の層２の向かい合う一組の二辺それぞれに沿って断続的に設けられる。図２２から図２５では、貼り付け部７１は、向いあう上下二辺それぞれに、片側に三カ所ずつ計六ヶ所に設けられている。
【００６２】
貼り付け部７１は、例えば粒子入りの樹脂で形成され、この粒子入りの貼り付け部７１を介して、第１の層１と第２の層２とを接続することにより、第１の層１と第２の層２との間に隙間が形成されるようになっている。この第１の層１と第２の層２との間に形成される隙間が、導波路８０に通じる流路６となる。ガス検出装置１００は、測定環境に置かれて流路６を通過するガスの濃度を検出する。なお、第１の層１、第２の層２及び貼り付け部７１は、例えば、遮光性の樹脂又は金属を含み、光入力部８１及び受光部４にガス検出装置１００の周囲からの光が到達しないように構成されてもよい。
【００６３】
（第１の層の構成）
第１の層１は、光を出射する発光部３と、導波路８０を通った光を受光する受光部４と、発光部３及び受光部４の少なくとも一方を制御するコントローラ５と、を備える。発光部３、受光部４及びコントローラ５は、例えばワイヤーボンディングにより図示しないワイヤ１４によって、リード端子やアイランドを含むリードフレーム１５と電気的に接続される。第１の層１は、発光部３、受光部４、コントローラ５、ワイヤ１４及びリードフレーム１５が、例えばエポキシ系の樹脂からなる封止部１６で封止されて構成される。封止部１６の外形は上面視で略正方形状を有し、発光部３及び受光部４は、発光部３の発光面及び受光部４の受光面が封止部１６の一方の面から露出するように封止される。
【００６４】
発光部３及び受光部４は、発光部３の発光面と受光部４の受光面とが必ずしも同一平面となる必要はなく、発光部３と受光部４とが封止部１６の同一の面に設けられ、発光面及び受光面が同一方向を向いていればよい。発光部３と受光部４とは、発光面及び受光面が同一方向を向いていれば、例えば、発光面と受光面とが異なる平面に配置されていてもよい。発光部３は、例えばＬＥＤ（light emitting diode 発光ダイオード）を含んで構成される。発光部３は、ＬＥＤに限定されるものではなく、例えば半導体レーザまたは有機発光素子等であってもよい。
【００６５】
受光部４は、例えばフォトダイオードを含んで構成される。受光部４は、光を受光するセンサ装置であって、受光した光を電気信号に変換し、変換した電気信号をコントローラ５に出力する。受光部４は、フォトダイオードに限定されるものではなく、フォトトランジスタ等であってもよい。コントローラ５は、例えばＬＥＤドライバを備えるプロセッサである。発光部３が出射し、受光部４が受光する光は赤外線である。また、ガス検出装置１００の検出対象であるガスは、例えば二酸化炭素である。発光部３が出射し、受光部４が受光する赤外線の波長帯は４．３μｍ帯を含み、二酸化炭素の吸収波長帯と重なる。なお、発光部３は、赤外線のみを出射するものに限るものではなく、赤外線及び赤外線とは異なる波長の光を出射するものであってもよく、可視光又は紫外線等の光を出射するものであってもよい。
【００６６】
ここで、赤外線の波長が２．５μｍから６．０μｍまでの範囲において、各種ガスに固有の吸収帯が数多く存在することが知られている。ガス検出装置１００は、二酸化炭素だけでなく、他のガスを検出対象とすることが可能である。他のガスとしては、例えば、水、メタン、ホルムアルデヒド、一酸化炭素、一酸化窒素、アンモニア、二酸化硫黄またはアルコール等である。アルコールのガスは、例えば純水なエタノールだけでなく、例えば飲酒した人の呼気に含まれるエタノール等のアルコール成分を含み得る。例えば、ガス検出装置１００において、メタンの吸収波長帯と重なる３．３μｍ波長帯の赤外線を用いることで、メタンを検出することも可能である。
【００６７】
（第２の層の構成）
図２６は、第２の層２の一例を示す構成図である。第２の層２は、シリコン基板８５と、導波路８０と、を備える。導波路８０は、発光部３が出射する光を入力する光入力部８１と、導波路８０を通った光を受光部４に出力する光出力部８２とを有する。光入力部８１及び光出力部８２は、導波路８０の端部に位置してもよいし、端部から離れた場所に位置してもよい。
【００６８】
光入力部８１から光出力部８２までの区間において、光学フィルタ８３が設けられる。例えば、導波路８０は、光入力部８１及び光出力部８２のそれぞれに接するように、二つの光学フィルタ８３を有していてもよい。光学フィルタ８３は、例えば、赤外線のみを透過する機能を有する。光学フィルタ８３は、例えば格子構造を有する格子フィルタであってよい。なお、光学フィルタ８３の構造及び種類は特に限定されない。光入力部８１及び光出力部８２は格子構造を有するグレーディングカプラであってもよい。また、光学フィルタ８３と光入力部８１、又は光学フィルタ８３と光出力部８２は、兼用可能な格子構造としてもよい。ここで、光学フィルタ８３は一つ又は設けなくともよい。また光学フィルタ８３は、２つ以上あっても良い。また別の構成例として、導波路８０は、光入力部８１又は光出力部８２に接していない位置、すなわち離れた位置に光学フィルタを有していてよい。例えば、光入力部８１から光出力部８２までの区間において、リング共振器やブラッググレーティングを挿入して光学フィルタとしてもよい。また、第１の層１の受光部４や発光部３のどちらか一方又は両方にチップ状の光学フィルタを貼り合わせてもよい。さらに、別の構成例として、受光部４や発光部３のどちらか一方又は両方の裏面に光学フィルタ膜を形成して光学フィルタとしてもよい。
【００６９】
導波路８０は、光入力部８１で受け取った光を光出力部８２まで伝送する。光入力部８１で受け取った光の少なくとも一部は、導波路８０の内部を通って光出力部８２まで伝送される。このとき、導波路８０を光が通ると、導波路８０の表裏面及び側面にエバネッセント波が染み出す。流路６から入った気体のガスの濃度に応じて、エバネッセント波の吸収率は変化する。したがって、光出力部８２から出力された光の強度を測定することによって、ガスの濃度を検出することができる。つまり、ガス検出装置１００は、受光部４が受光した光の量に基づいてガスの濃度を検出することができる。ここで、低濃度のガスを高い感度で検出するために、光が通る導波路８０の長さ、つまり光路長をできるだけ長くすることが好ましい。本実施形態に係るガス検出装置１００は、図２６に示すように、シリコン基板８５の一方の面上に、曲線状の光路を設けることによって、光路長を確保しつつ、大型化を回避する。なお、ガス検出装置１００は、多層の光路を設けることによって光路をさらに長くしてもよい。
【００７０】
（貼り付け部）
第１の層１と第２の層２は、光入力部８１と発光部３の発光面とが対向し、光出力部８２と受光部４の受光面とが対向するように貼り付け部７１によって接続される。また、第１の層１と第２の層２は、光入力部８１及び光出力部８２を除く導波路８０と、コントローラ５を含むＩＣチップ（以後、ＩＣチップ５ａという。）とが対向するように接続される。貼り付け部７１は、例えばエポキシ系の接着剤で形成され、接着剤は、所定値以上の径を有する粒子を含む。ここで、径とは球体である粒子の直径を意味する。所定値は一例として、４０μｍである。粒子は例えば、硬質の樹脂で形成される。接着剤が硬化する前であっても第１の層１と第２の層２との間に少なくとも所定値以上の間隔が確保される。その結果、第１の層１と第２の層２との間に所定の隙間を有する流路６を設けることができる。なお、粒子の直径（所定値）は、導波路８０に第１の層１が接触しない距離を確保できる値であればよく、支持部８４の高さが例えば３μｍ、導波路８０の高さが例えば０．３μｍである場合、所定値は、支持部８４の高さと導波路８０の高さとの和よりも大きければよい。すなわち３．３μｍよりも大きければよい。ここで、別の例として、所定値は粒子の最小の径でなく、別の統計的手法（例えば平均Ａ、標準偏差σ等）で定められてもよい。例えば、所定値は「（平均Ａ）−２×（標準偏差σ）」で定められてよい。一例として、平均Ａが４０μｍであって、標準偏差σが２μｍである場合に、Ａ−２σは３６μｍとなる。
【００７１】
ここで、発光部３から出射された光が十分に光入力部８１に入力されるように、発光部３と光入力部８１とが十分に接近することが好ましい。また、光出力部８２から出力された光を受光部４が十分に検出できるように、受光部４と光出力部８２とが十分に近いことが好ましい。そのため、粒子の直径は、流路６の隙間として適切な範囲における最小値であることが好ましい。
【００７２】
図２７は、対向する第１の層１と第２の層２の断面の模式図である。なお、図２７では、貼り付け部７１の図示は省略している。図２７に示すように、第２の層２は、シリコン基板８５と導波路８０との間に任意の間隔で支持部８４が形成されている。導波路８０の表裏面側面にエバネッセント波が染み出すが、導波路８０は、空中配置できる距離が長い程、効率的にエバネッセント波が染み出す長さを長くすることができ、低濃度のガスを高い感度で検出することができる。導波路８０を空中配置するためには任意の間隔で支持部を設ける必要がある。さらに支持部８４は、エバネッセント波が、シリコン基板８５に吸収されない高さが必要となる。光の減衰を抑制するためには、発光部３と光入力部８１、受光部４と光出力部８２をさらに近づけることが好ましいが、支持部８４を含めた導波路８０の高さ以下に近付けることはできない。
【００７３】
図２８は、支持部８４の一例を示す構成図である。支持部８４は、例えば二酸化シリコンで形成され、導波路８０をその一部と接触して支持する。支持部８４は、導波路８０の光の伝送方向に、複数互いに離れて設けられている。換言すると、導波路８０は、互いに離れてシリコン基板８５に設けられた複数の支持部８４によって支持されている。導波路８０は、シリコン基板８５の上に直接設けられてよいが、支持部８４により支持することによって、導波路８０を伝送する光の多くがシリコン基板８５に伝わることを抑制することができる。シリコン基板８５の上に直接導波路８０を形成する一例としては、導波路８０の材料にゲルマニウムを用いることで実現される。シリコンの屈折率（約３．４）に対して、ゲルマニウムの屈折率（４．０）は大きく、光はゲルマニウムの内部を全反射しながら伝搬することができる。すなわち、基板や導波路は特定の材料（ここでは、シリコン、ゲルマニウム）に限定されず、基板に対して導波路の屈折率が大きければ、任意の材料を選択することができる。
【００７４】
支持部８４の高さは、一例として３μｍである。また、導波路８０の高さは一例として０．３μｍである。また、導波路８０の幅は、支持部８４の存在する部分において、一例として１０μｍである。また、導波路８０の幅は、支持部８４が存在しない部分において、一例として４μｍである。ここで、導波路８０の幅はシリコン基板８５の一方の面において光の伝送方向と直交する方向の長さであり、図２８中に示すｘ軸方向の長さである。導波路８０は、図２８中に示すｘｙ平面において、曲線状の光路を有する。そのため、幅方向は図２８中に示すｘ軸方向に限らず、導波路８０の位置によって変動する。
【００７５】
（壁状部の構成）
壁状部１７は、封止部１６の、発光部３の発光面側及び受光部４の受光面側となる面に、上面視で少なくとも第２の層２を囲むように配置され、例えば上面視で第２の層２を円形に囲むように配置される。壁状部１７は、先端に近づくほど壁状部１７内側の直径が広くなるテーパー状に形成され、壁状部１７の先端面と第２の層２の上面とが面一（両者の高さの差が０．５μｍ以内）となるように形成される。
【００７６】
壁状部１７は、後述の図３３に示すように、後に隣り合う二つのガス検出装置それぞれの壁状部１７となる樹脂層３７を分割して形成される。樹脂層３７は、側面視で円錐台状に形成され、樹脂層３７を分割することにより、外側が四角柱状であり、内側に上面視で円形の凹部が形成された壁状部１７が形成される。壁状部１７は、必ずしも、第２の層２の全体を囲むように設けられている必要はなく、第２の層２の一部のみを囲むように設けられていてもよい。例えば、第２の層の周囲の一部には壁状部１７が設けられていなくてもよい。
【００７７】
また、壁状部１７の先端面と第２の層２の上面とは必ずしも面一でなくともよく多少ずれていてもよく、また、側面視で、壁状部１７の先端面の方が第２の層２の上面よりも高くてもよい。要は、ほこり等が第１の層１と第２の層２との隙間に侵入しないように不織布１０５を貼付することができればよい。また、ここでは、上面視で第２の層２を円形状に囲むように壁状部１７を設ける場合について説明するが、壁状部１７は上面視で例えば第２の層２を四角形状に囲むように配置されていてもよく、要は、上面視で、第２の層２の外周を囲むことができればどのような形状であってもよい。
【００７８】
（ガス検出装置の製造方法）
ガス検出装置１００は、以下に説明する方法で製造することができる。まず、発光部３であるＬＥＤ及び受光部４であるフォトダイオードの積層構造を説明する。
【００７９】
（発光部の階層構造）
図２９は、ガス検出装置１００の発光部（ＬＥＤ）３の階層構造の一例を示す断面図である。図２９に示すように、発光部３は、基板２０１と、バッファ層２０７と、ｎ型コンタクト層２０２と、ｎ型バリア層２０３と、活性層２０４と、ｐ型バリア層２０５と、ｐ型コンタクト層２０６と、ｎ型電極２０８と、ｐ型電極２０９と、パッシベーション膜２１０と、を備える。つまり、バッファ層２０７、ｎ型コンタクト層２０２、ｎ型バリア層２０３、活性層２０４、ｐ型バリア層２０５及びｐ型コンタクト層２０６が、この順に積層された半導体積層部が、基板２０１の主面２０１ａ上に形成されている。
【００８０】
ここで、「基板２０１上」とは、基板２０１の上に直接バッファ層２０７が形成されていることを意味するが、基板２０１とバッファ層２０７との間に別の層がさらに存在する場合もこの表現に含まれる。その他の層同士の関係を表現する場合に「上の」という文言を使用する場合にも、同様の意味を有する。図２９に示すように、側面視において、半導体積層部の、バッファ層２０７及びｎ型コンタクト層２０２の幅は、ｎ型バリア層２０３、活性層２０４、ｐ型バリア層２０５、及びｐ型コンタクト層２０６の幅より大きい。つまり、ｎ型コンタクト層２０２とｎ型バリア層２０３との間に段差が設けられる。この段差により生じたｎ型コンタクト層２０２の上面にｎ型電極２０８が形成され、ｐ型コンタクト層２０６の上面にｐ型電極２０９が形成されている。パッシベーション膜２１０により、基板２０１の上面、半導体積層部の側面及び上面が覆われている。ｎ型電極２０８とｐ型電極２０９の上部はパッシベーション膜２１０から露出している。
【００８１】
基板２０１はＧａＡｓからなる。バッファ層２０７はＡｌＧａＳｂからなる。ｎ型コンタクト層２０２はＳｉ（ｎ型ドーパント）を含むＩｎＡｓＳｂからなる。ｎ型バリア層２０３はＳｉ（ｎ型ドーパント）を含むＡｌＩｎＡｓＳｂからなる。活性層２０４はＩｎＡｓｘＳｂ（１−ｘ）（０≦ｘ≦１）からなる。ｐ型バリア層２０５はＳｉ（ｐ型ドーパント）を含むＡｌＧａＳｂからなる。ｐ型コンタクト層２０６はＳｉ（ｐ型ドーパント）を含むＧａＳｂまたはＧａＩｎＳｂからなる。ｎ型電極２０８はＡｕ／Ｔｉからなる。ｐ型電極２０９はＡｕ／Ｔｉからなる。パッシベーション膜２１０はシリコン窒化物からなる。
【００８２】
発光部３は例えば次のように製造される。まず、ＧａＡｓウエハ（基板２０１）の上面に、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法を用いて、バッファ層２０７、ｎ型コンタクト層２０２、ｎ型バリア層２０３、活性層２０４、ｐ型バリア層２０５、及びｐ型コンタクト層２０６をこの順に形成する。次に、酸によるウェットエッチングまたはイオンミリング法などにより、ｎ型バリア層２０３、活性層２０４、ｐ型バリア層２０５、及びｐ型コンタクト層２０６を、部分的に除去して、ｎ型コンタクト層２０２とｎ型電極２０８とのコンタクトを取るための段差形成を行う。この工程によって、ＧａＡｓウエハ上に、段差を有する複数の半導体積層部が形成される。
【００８３】
次に、段差を有する複数の半導体積層部に対して、素子（個々のＬＥＤ）を分離するためのメサエッチングを行う。段差の底部に現れているｎ型コンタクト層２０２とバッファ層２０７を順次、部分的に除去することによって、素子分離領域には基板２０１の上面が露出する。次に、シリコン窒化物からなるパッシベーション膜２１０により、基板２０１の上面及び素子分離された半導体積層部の上面及び側面を覆う。次に、パッシベーション膜２１０のうちｎ型電極２０８及びｐ型電極２０９を形成する部分をエッチングして貫通穴を形成する。そして、リフトオフ法等によって、貫通穴を埋めるようにＡｕ／Ｔｉ電極を形成する。以上の手順により、発光部３が形成される。
【００８４】
（受光部の階層構造）
受光部４の階層構造は、図２９に示す発光部３の階層構造と同一であり、発光部３と同様の方法で作製することができる。
【００８５】
（リードフレーム）
リードフレーム１５は、公知の技術によって作製することができる。リードフレーム１５は、例えば銅（Ｃｕ）板を、フォトリソグラフィ技術により、表面及び裏面からそれぞれ選択的にエッチングし、ニッケル（Ｎｉ）−パラジウム（Ｐｄ）−金（Ａｕ）等のめっき（鍍金）処理を施すことにより形成され、所定のパターンが形成される。
【００８６】
（第１の層及び壁状部の製造方法）
第１の層１は、発光部３、受光部４、ＩＣチップ５ａ及びリードフレーム１５を、例えばエポキシ等の樹脂で封止して構成される。第１の層１の製造工程においては、粘着シートが使用される。粘着シートとしては、粘着性を有すると共に、耐熱性を有する樹脂製のテープが用いられる。粘着性については、粘着層の糊厚がより薄い方が好ましい。また、耐熱性については、約１５０℃以上２００℃以下の温度に耐えることが好ましい。このような粘着シートとして、例えば約２８０℃に耐える耐熱性を有するポリイミドテープを用いることができる。また、粘着シート５１として、ポリエステルテープ、テフロン（登録商標）テープ、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ガラスクロスまたはノーメックペーパー等が使用され得る。
【００８７】
図３０から図３３は、第１の層１の製造方法を示す模式的な工程を示す断面図である。なお、図３０から図３３において、断面にならない箇所については実線で記載している。まず、複数のリード端子等が一体に形成されてなるリードフレーム１５を、図示しない粘着シートに貼付すると共に、発光部３及び受光部４（図示せず）を粘着シートに貼付する。また、リードフレーム１５に一体に形成されるアイランドにＩＣチップ５ａを固定し、発光部３とＩＣチップ５ａ、受光部４とＩＣチップ５ａ、ＩＣチップ５ａとリードフレーム１５をそれぞれワイヤ１４で接続する。そして、封止部材として、エポキシ系の熱硬化型樹脂を含み、リフロー時の高熱に耐える材料を用いてこれらを封止し、樹脂封止層３２を形成する。樹脂封止層３２を形成する処理は、金型を利用して樹脂を充填して対象物を封止する公知の手順で行えばよい。次に、粘着シートを除去し、さらにポストキュアを行う（図３０）。粘着シートを除去した面は、発光部３の発光面、受光部４の受光面、アイランドの裏面が露出した状態となる。
【００８８】
次に、壁状部１７を作製する。壁状部１７は、壁状部１７形成用の金型３５を用いて、第１の層１の、発光部３の発光面、受光部４の受光面等が露出した面に形成する。壁状部１７形成用の金型３５は、上金型３５ａと下金型３５ｂとを含む。上金型３５ａを、第１の層１の樹脂封止層３２の、発光部３の発光面及び受光部４の受光面が露出した面側に配置すると共に、逆側の面に下金型３５ｂを配置する。上金型３５ａには、後に壁状部１７となる樹脂層３７を形成するための凹部３５ａａが複数形成されている。下金型３５ｂは凹部３５ｂａを有し、この凹部３５ｂａに、発光部３の発光面及び受光部４の受光面が露出した側を上にした状態で樹脂封止層３２を収納し、さらに上金型３５ａの内側に沿うようにフィルム３６を配置した状態で、上金型３５ａと下金型３５ｂとを重ね合わせる（図３１）。このとき、リードフレーム１５の表面の一部と、上金型３５ａとがフィルム３６を介して接するようになっている。そして、上金型３５ａと、下金型３５ｂとにより囲まれた空間に、溶融したエポキシ樹脂等からなる封止部材をサイドから注入し充填する。これにより、樹脂層３７を形成する（図３２）。
【００８９】
次に、上金型３５ａ及び下金型３５ｂを開くと同時に、上金型３５ａとフィルム３６とが一体となって樹脂層３７や樹脂封止層３２から剥がれるので、そのまま樹脂層３７が形成された樹脂封止層３２を取り出す（図３３）。これにより、樹脂封止層３２の、発光部３の発光面及び受光部４の受光面が露出した側の面に、樹脂層３７が形成された状態となる。
なお、図３０から図３３では、リードフレーム１５が含むアイランドの上に、ＩＣチップ５ａを配置する場合について説明したがこれに限るものではない。図３４に示すように、アイランドを持たないリードフレームを用いて樹脂封止層３２を形成し、この樹脂封止層３２に対して、図３０から図３３と同様の手順で、樹脂層３７を形成することも可能である（図３５）。なお、図３４および図３５において、断面にならない箇所については実線で記載している。
【００９０】
（第２の層の製造方法）
第２の層２は、図２７に示すように、シリコン基板８５の上に、支持部８４と、導波路８０と、が作られる。第２の層２では、Ｓｉウエハ（シリコン基板８５）の上に二酸化シリコンの層とシリコンの層とがこの順に積層されているシリコン基板８５を使って、エッチング等の手法による部分的な除去によって、支持部８４と導波路８０とを形成する。第２の層２の大きさは、一例として、ｘ軸方向の長さ、ｙ軸方向の長さ及びｚ軸方向の長さが、それぞれ４．３ｍｍ、６．３ｍｍ及び０．７ｍｍである。
【００９１】
第２の層２は、例えば図３６に示すように、第２の層２が複数形成されたシリコン基板を個片化することで形成される。図３６に示す複数の第２の層２を個片化する場合には、例えば、以下の方法をとることができる。すなわち、導波路８０が形成された面にダイシングテープを貼り付け、シリコン基板の導波路８０が形成された面とは逆側の面に切断マークを明記しておく。そして、切断マークを利用して位置決めを行い、ダイシングソーにより切断する。
【００９２】
これにより、図２６に示すように、個片化された第２の層２が作製される。また、第２の層２を個片化する方法として、以下の方法をとることもできる。すなわち、切削水を用いるダイシングソーにより個片化する場合、導波路８０にダメージを与える可能性があることから、乾式のレーザを利用して個片化する。つまりステルスダイシング（登録商標）を行う。具体的には、シリコン基板の導波路８０が形成された面とは逆側の面に、ダイシングテープを貼り付ける。そして、導波路８０が形成された面側にレーザ照射を行い、ステルスダイシングを行う。その後、ダイシングテープをエキスパンドする。これにより、図２６に示すように、個片化された第２の層２が形成される。
【００９３】
（貼り付け方法）
第１の層１と第２の層２とは、個片化された第２の層２の導波路８０側の面と、第１の層１の発光部３の発光面が露出した側の面とが向かい合うように配置して張り付ける。図３７および図３８は、第１の層１と第２の層２との張り付け方法を説明するための模式的な工程を示す断面図である。なお、図３７および図３８において、断面にならない箇所については実線で記載している。まず、図３３の工程で得た樹脂封止層３２の、リードフレーム１５が露出する側の面のうち、汚染しない様に発光部３の発光面や受光部４の受光面、また導波路８０と対向するエリアを避けた位置に接着剤としての樹脂剤をシリンジにより塗布する（図３７）。
【００９４】
そして、図２６に示すように個片化された第２の層２を、導波路８０側の面が樹脂剤と接するようにして樹脂封止層３２に接着させる。これにより、図３８に示すように、第１の層１の壁状部１７に囲まれた領域内に、第２の層２が配置されることになる。その後、マガジン毎にオーブンに入れて１５０℃の温度条件で、６０分間加熱を行い、樹脂剤を加熱硬化させる。ここで、接着剤として粒子入りの樹脂剤を用いている。そのため、第１の層１と第２の層２とを接着させても、接着剤に含まれる粒子がスペーサの役目を果たすことになる。そのため、図３８に示すように、第１の層１と第２の層２との間に隙間が形成され、第２の層２に形成された導波路８０に通じる流路６が形成されることになる。その結果、測定対象のガスは、導波路８０から染みだすエバネッセント波を、十分吸収することができる。なお、第２の層２を第１の層１に配置するときには、ダイボンダーを利用して配置すればよい。
【００９５】
また、図３７および図３８では、第１の層１に樹脂剤を塗布した後、第２の層２を固定する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、図３９に示すように、第２の層２の、導波路８０が形成された側の面に接着剤としての樹脂剤を塗布した後、仮硬化させ、樹脂剤が第１の層１と接するように第２の層２を、固定してもよい。この場合には、フリップチップボンダを利用して第２の層２を第１の層１に配置すればよい。なお、図３９において、断面にならない箇所については実線で記載している。フリップチップダイボンディングは、８０℃以上１２０℃以下の温度条件で、２０ｇｆ以上の荷重を用い、数１０ｍｓｅｃ時間荷重をかけることで、仮接着が可能である。ポストキュアは、マガジン毎にオーブンに入れて１５０℃の温度条件で、６０分間加熱を行う。
【００９６】
（不織布の貼付工程）
不織布１０５は、樹脂封止層３２を第１の層１に個片化した後に、壁状部１７で囲まれた開口部を覆うように貼付される。不織布１０５は、壁状部１７で囲まれた開口部の少なくとも一部を覆うように配置されればよく、開口部全体を覆うように配置されることが好ましい。図４０から図４３は、不織布１０５の貼付方法を説明するための模式的な工程を示す断面図である。なお、図４０から図４３において、断面にならない箇所については実線で記載している。まず、図３８の工程で得た第２の層２が張り付けられた樹脂封止層３２を、第２の層２及び樹脂層３７側が接するように、ダイシングテープ４１に貼付する（図４０）。続いて、ダイシングソーにより、樹脂封止層３２及び樹脂層３７を切断し、チップ４２に分割する（図４１）。このとき、樹脂層３７が、隣り合う二つのガス検出装置の壁状部１７となるように分割する。
【００９７】
続いて、ダイシングテープ４１を除去して個片化した後（図４２）、チップ４２毎に、壁状部１７で囲まれた開口部を覆うように、壁状部１７の先端面に不織布１０５を貼付する（図４３）。不織布１０５は、例えば、接着剤により固定される。なお、ここでは、不織布１０５を貼付するまでを一連の工程で行う場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、チップ４２を作製するまでの工程を一連の工程として行い、チップ４２を、例えば、ガス検出装置１００を備えた装置に組み込んだ後に、組み込まれた状態のチップ４２に対して不織布１０５を貼付し、ガス検出装置１００を作製してもよい。
【００９８】
例えば、ガス検出装置１００をハンダ付などにより基板に組み込む場合、表面実装で、リフロー工程を行う場合がある。ガス検出装置１００に不織布が貼付されている場合、リフローを行うことにより不織布がダメージを受ける可能性があるため、ガス検出装置１００に貼付する不織布として耐熱性のある不織布を選択する必要がある。すなわち適用可能な不織布が制限されることになる。この場合には、まず、不織布を貼付していない状態、つまりリフローを行った後、チップ４２に不織布を貼付するようにすればよい。このようにすることによって、リフローによるダメージを考慮して不織布を選択する必要はないため、使い勝手を向上させることができる。
【００９９】
（効果）
本実施形態に係るガス検出装置１００は、発光部３及び受光部４を有する第１の層１と、導波路８０の光入力部８１及び光出力部８２を有する第２の層２と、が、発光部３と光入力部８１とが近接して対向し、受光部４と光出力部８２とが近接して対向するように、第１の層１と第２の層２とを貼り合わせて構成される。
【０１００】
このとき、図４３に示すように、第１の層１には壁状部１７が形成され、この壁状部１７で囲まれた領域内に、第２の層２が配置され、さらに、図４３における壁状部１７の先端面と第２の層２の上面とは面一となるように形成される。そのため、壁状部１７によって第２の層２を保護することができる。特に、本実施形態に係るガス検出装置１００は、第１の層１と第２の層２との間にガスの流路６を形成するため、第１の層１と第２の層２とを貼り付け部７１を介して接続しており、貼り付け部７１は、部分的に配置されている。そのため、第１の層１と第２の層２とが上面視で両者が重なる部分全面で接続されている場合に比較して、両者の接続強度が小さいことがある。また、導波路８０は、支持部８４により部分的に支持されているため、側面に作用する力に対して強度が小さくなることがある。本実施形態に係るガス検出装置１００は、壁状部１７を備えるため、側面に作用する力に対して、第１の層１及び第２の層２を保護することができる。そのため、ガス検出装置１００を実装する際、或いは、実装されているガス検出装置１００の側に他の素子等を実装する場合等に、ガス検出装置１００に何かがぶつかった場合等であっても、その衝撃が第２の層２および導波路８０に伝達されることを回避することができる。
【０１０１】
このように、壁状部１７を設けることによって第２の層２を保護することができるため、第１の層１と第２の層２との接続面積を小さくすることが可能である。つまり、本実施形態に係るガス検出装置１００は、衝撃等を想定して従来は大きく設けられていた第１の層１と第２の層２との接続面積を小さくすることができる。第１の層及び第２の層を小型化できるため、壁状部１７による増加分を考慮しても、結果的にガス検出装置１００の小型化を図ることができる。
【０１０２】
また、ガス検出装置１００は、図４３に示すように、壁状部１７の開口部を覆う不織布１０５を備える。ここで、ガス検出装置１００では、第１の層１に設けられた発光部３と第２の層２に設けられた光入力部８１、また、第１の層１に設けられた受光部４と第２の層２に設けられた光出力部８２とができるだけ接近するように、第１の層１と第２の層２とが配置され、第１の層１と第２の層２の隙間が測定対象のガスの流路６となっており、測定対象のガスが流路６を通り導波路８０の表面に染みだしたエバネッセント波を吸収することにより、濃度を測定している。そのため、仮に流路６にほこり等の異物が侵入し、ガスが流路６を通りにくくなったり、導波路８０に異物等が付着すると、エバネッセント波を十分吸収することができなったりして、ガス検出装置１００の検出精度が低下することになる。不織布１０５によってガスの流路６に異物等が侵入しないようにできるため、ガス検出装置１００は、検出精度の低下を防止することができる。
【０１０３】
（第２実施形態の変形例）
ここで、通気性を有するシートは不織布１０５に限られない。ガスは通過させ、ほこりやごみ等は通過させないシートであれば適用することができ、例えば、多孔質膜を適用することもできる。また、上記実施形態においては、一旦、樹脂封止層３２を作製した後、再度、壁状部１７を作製するための金型３５を用いて樹脂層３７を作製する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、樹脂封止層３２を作製するための封止工程において、壁状部１７を一体に備えた樹脂封止層３２を作製するようにしてもよく、また、別体として壁状部１７を作製し、作製した壁状部１７を樹脂封止層３２に取り付けるようにしてもよい。また、壁状部１７の素材は、樹脂等の素材に限るものではなく樹脂封止層３２に固定することができる素材であればよい。
【０１０４】
また、必ずしも不織布１０５を設けなくともよい。例えば、測定対象ガスが通る配管内にガス検出装置を設ける場合には、測定対象ガスの配管の導入口よりも上流側にクリーンフィルタを設け、測定対象ガスを、クリーンフィルタを介して配管内に導入するように構成する。これにより、ガス検出装置１００に不織布１０５を設けなくともよい。このような構成とすることによって、不織布１０５を設けない分、コスト削減を図ることができる。
【０１０５】
また、例えば、ホコリ等が存在しないクリーンルーム等において、ガス検出装置１００を用いる場合にも、不織布１０５を設けなくともよい。
【０１０６】
（その他）
本開示は、以上に記載した実施形態および変形例に限定されうるものではない。当業者の知識に基づいて各実施形態に設計の変更等を加えることが可能であり、そのような変更等を加えた態様は本開示の範囲に含まれる。
【０１０７】
（付記）
［１］
光を出射する発光面を有する発光部と光を入射する受光面を有する受光部とを有し、前記発光部及び前記受光部を、前記発光面と前記受光面とが同一方向を向くように支持する第一の層と、
前記発光面から出射された光が入力される光入力部と前記光入力部に入力された光を前記受光面に向けて出力する光出力部とを有する導波路を備え、前記発光面及び前記受光面と前記導波路とが所定の隙間を空けて対向するように配置された第二の層と、
前記第一の層上に設けられ、上面視で前記第二の層の周囲の少なくとも一部を取り囲む壁状部と、
を備えるガスセンサ。
［２］
側面視で、前記壁状部の先端面と、前記第二の層の、前記導波路が形成された面とは逆側の面とは面一又は前者が後者よりも高い［１］に記載のガスセンサ。
［３］
前記壁状部の開口部を覆う通気性を有するシートを備える［２］に記載のガスセンサ。
［４］
前記シートは、不織布又は多孔質膜である［３］に記載のガスセンサ。
［５］
前記第一の層と前記第二の層とは張り付け部を介して隙間を形成するように接続され、当該隙間が測定対象ガスの流路となる［１］から［４］のいずれか一項に記載のガスセンサ。
［６］
前記張り付け部は、所定値以上の径を有する粒子が混在する接着剤を含む［５］に記載のガスセンサ。
［７］
前記第一の層は、前記発光部及び前記受光部を、前記発光面及び前記受光面が露出するように封止した封止部を含む［１］から［６］のいずれか一項に記載のガスセンサ。
［８］
前記第二の層はシリコン基板を含み、
前記導波路は、前記シリコン基板の一方の面上に形成される［１］から［７］のいずれか一項に記載のガスセンサ。
［９］
前記シリコン基板と前記導波路との間に支持部を有する［８］に記載のガスセンサ。
［１０］
第１の層と、
所定の方向において前記第１の層と対向して配置される第２の層と、を備え、
前記第１の層は、
光を出射する発光部と、
導波路を通った前記光を受光する受光部と、を有し、
前記第２の層は、
前記所定の方向において前記発光部と対向する前記導波路の光入力部と、
前記所定の方向において前記受光部と対向する前記導波路の光出力部と、を有し、
前記第１の層と前記第２の層とは貼り付け部によって接続され、前記第１の層と前記第２の層との最小の間隔は前記貼り付け部が含む粒子の径で定められる、ガス検出装置。
［１１］
前記第１の層と前記第２の層との最小の間隔は、前記粒子の径に基づく所定値以上であって、前記所定値は前記粒子の径の平均Ａから標準偏差σの２倍を引いた値で定められる、［１０］に記載のガス検出装置。
［１２］
前記第１の層と前記第２の層との最大の間隔は、矩形形状の前記発光部および前記受光部の最大辺長以下である、［１１］に記載のガス検出装置。
［１３］
前記第１の層と前記第２の層との最大の間隔は、矩形形状の前記発光部および前記受光部の最大辺長の０．５倍以下である、［１２］に記載のガス検出装置。
【符号の説明】
【０１０８】
１  第１の層
２  第２の層
３  発光部
４  受光部
５  コントローラ
５ａ  ＩＣチップ
６  流路
１４  ワイヤ
１５  リードフレーム
１６  封止部
１７  壁状部
３１  端子部
３２  樹脂封止層
３５  金型
３５ａ  上金型
３５ｂ  下金型
３５ａａ  凹部
３５ｂａ  凹部
３６  フィルム
３７  樹脂層
４１  ダイシングテープ
４２  チップ
５１  粘着シート
５２  モールド部材
７１  貼り付け部
７２  通気口
８０  導波路
８１  光入力部
８２  光出力部
８３  光学フィルタ
８４  支持部
８５  シリコン基板
１００  ガス検出装置
１０５  不織布
２０１  基板
２０１ａ  主面
２０１ｂ  面
２０２  ｎ型コンタクト層
２０３  ｎ型バリア層
２０４  活性層
２０５  ｐ型バリア層
２０６  ｐ型コンタクト層
２０７  バッファ層
２０８  ｎ型電極
２０９  ｐ型電極
２１０  パッシベーション膜
２１１  引き回し配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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