(57)【要約】【課題】混合ガスからエタノールのみを選択的に高感度に検知することが可能な接触燃焼式ガスセンサを提供する。【解決手段】センサ抵抗７Ｒｓが、Ｌａ２Ｏ３を含むＰｔ／Ａｌ２Ｏ３でなるセンサ触媒層８で覆われてなるセンサ素子部５と、リファレンス抵抗７Ｒｒが、Ｃｒ２０３を含むＰｔ／Ａｌ２Ｏ３でなるリファレンス触媒層９で覆われてなるリファレンス素子部６と、を備え、センサ素子部５とリファレンス素子部６とがパルス駆動されることで、混合ガスからエタノールのみを選択的に検知することが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ抵抗をセンサ触媒層で覆ったセンサ素子部と、リファレンス抵抗をリファレンス触媒層で覆ったリファレンス素子部とを備えた接触燃焼式ガスセンサであって、
前記センサ素子部と前記リファレンス素子部とが、エタノールに対する応答に差が生じると共に、エタノール以外のガスに対する応答は同程度となるように設定されたことを特徴とする接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項２】
前記センサ触媒層が、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）を含む白金（Ｐｔ）／アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）でなり、
前記リファレンス触媒層が、酸化クロム（Ｃｒ２０３）またはα−酸化鉄（α−Ｆｅ２Ｏ３）を含む白金（Ｐｔ）／アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）でな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。
【請求項３】
前記センサ触媒層が、酸化銅（ＣｕＯ）を含む白金（Ｐｔ）／アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）でなり、
前記リファレンス触媒層が、酸化タングステン（ＷＯ３）を含む白金（Ｐｔ）／アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）でな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。
【請求項４】
前記センサ素子部および前記リファレンス素子部が、ＯＮ、ＯＦＦを繰り返すパルス駆動されて、前記センサ素子部と前記リファレンス素子部の応答の差をセンサ応答とされることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の接触燃焼式ガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は接触燃焼式ガスセンサに関し、更に詳しくは、エタノールを選択的に検知することができる接触燃焼式ガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の接触燃焼式ガスセンサとしては、白金ヒータをＰｄ／Ａｌ２Ｏ３触媒層で覆った感応素子部と、白金ヒータをＡｌ２Ｏ３触媒層で覆った補償素子部と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような接触燃焼式ガスセンサを用いたガス分別方法としては、接触燃焼式ガスセンサの間欠駆動を繰り返してセンサ応答の立ち上がり期間における最大値と、定常時点における定常値との比率を利用して有極性ガスを分別している。すなわち、最大値と定常値を取得すると、その比率はガス種により一定となるため、有極性ガスの分別が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３４８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
定常値と最大値の比を用いたガス分別法は、各ガス種に対してセンサ応答の定常値と最大値の比率が一定となるものである。これは、各ガス種に対して、固有のセンサ応答を得る方式である。そのため、複数のガス種が混合して存在する場合は、各ガスに対するセンサ応答が干渉しあうのでガス種の識別が困難になる。したがって、このような接触燃焼式ガスセンサを用いた分別法は単一種のガスに対してのみ用いることができる限定的な方法であった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、エタノール以外のガスのセンサ応答をエタノールのセンサ応答に対して、小さく抑えることが可能であり、混合ガスからエタノールのみを選択的に検知することが可能な接触燃焼式ガスセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の特徴は、センサ抵抗をセンサ触媒層で覆ったセンサ素子部と、リファレンス抵抗をリファレンス触媒層で覆ったリファレンス素子部とを備えた接触燃焼式ガスセンサであって、センサ素子部とリファレンス素子部とが、エタノールに対する応答に差が生じると共に、エタノール以外のガスに対する応答は同程度となるように設定されたことを要旨とする。
【０００７】
ここで、センサ触媒層が、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）を含む白金（Ｐｔ）／アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）でなり、リファレンス触媒層が、酸化クロム（Ｃｒ２０３）またはα−酸化鉄（α−Ｆｅ２Ｏ３）を含む白金（Ｐｔ）／アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）でなることが好ましい。
【０００８】
このような構成の接触燃焼式ガスセンサでは、センサ素子部のセンサ触媒層が白金（Ｐｔ）／アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）に酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）を含み、リファレンス素子部のリファレンス触媒層が白金（Ｐｔ）／アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）に酸化クロム（Ｃｒ２０３）またはα−酸化鉄（α−Ｆｅ２Ｏ３）を含む構成としたことにより、被検知ガスがエタノールの場合にセンサ素子部とリファレンス素子部の応答に大きな差が生じてセンサ応答を大きくすることができる。一方、エタノール以外のガスのセンサ応答をエタノールのセンサ応答に対して、小さく抑えることができ、混合ガスからエタノールのみを選択的に検知することが可能となる。
【０００９】
この他の組み合わせとしては、センサ触媒層が、酸化銅（ＣｕＯ）を含む白金（Ｐｔ）／アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）でなり、リファレンス触媒層が、酸化タングステン（ＷＯ３）を含む白金（Ｐｔ）／アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）でなる構成であってもよい。このような組み合わせの場合も、被検知ガスがエタノールの場合にセンサ素子部とリファレンス素子部の応答に大きな差が生じてセンサ応答を大きくすることができ、且つエタノール以外のガスのセンサ応答をエタノールのセンサ応答に対して、小さく抑えることができ、混合ガスからエタノールのみを選択的に検知することが可能となる。
【００１０】
センサ素子部およびリファレンス素子部が、ＯＮ、ＯＦＦを繰り返すパルス駆動されて、センサ素子部とリファレンス素子部の応答の差をセンサ応答とすることが好ましい。
【００１１】
本発明においては、センサ素子部およびリファレンス素子部が、ＯＮ、ＯＦＦを繰り返すパルス駆動されることにより、センサ素子部とリファレンス素子部の応答の差をセンサ応答とすることにより、より高感度にエタノールを選択的に検知することが可能となる。
【００１２】
このように、接触燃焼式ガスセンサをパルス駆動することにより、間欠期間（ＯＦＦ期間）に被検知ガスが触媒層に吸着し、それがセンサＯＮと同時にフラッシュ燃焼する。この結果、センサ応答波形の初期には、常時駆動では見られないピーク応答が見られる。このピーク応答によって、エタノールを高感度に選択検知することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エタノール以外のガスのセンサ応答をエタノールのセンサ応答に対して、小さく抑えることができ、混合ガスからエタノールのみを選択的に検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサを示す、図２のＩ−Ｉ断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサの平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサを駆動させるパルス駆動パターンを示す波形図である。
【図４】本発明の実施例１の検出結果を示す応答波形を示す図である。
【図５】本発明の実施例１の検出結果を示す各ガスに対する濃度依存性を示す図である。
【図６】本発明の実施例２の検出結果を示す応答波形を示す図である。
【図７】本発明の実施例３の検出結果を示す応答波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の各実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサの詳細を説明する。なお、図１および図２は、以下に説明する第１〜３の実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサの共通の構造を示している。なお、第１〜３の実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサは、触媒層の材料構成が異なるだけである。したがって、第１〜３の実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサの説明は、それぞれ図１および図２を用いて説明する。
【００１６】
図１は接触燃焼式ガスセンサの断面図、図２は接触燃焼式ガスセンサの平面図である。なお、図１は図２のＩ−Ｉ断面図である。但し、図面は模式的なものであり、各材料層の厚みはその比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。
【００１７】
（第１の実施の形態）
〈接触燃焼式ガスセンサの構成〉
本発明の第１の実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサは、半導体製造プロセス技術を用いて製造された超小型センサである。
【００１８】
本実施の形態のガスセンサは、図１に示すように、シリコン基板１と、このシリコン基板１上に順次、形成された酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜２，窒化シリコン（ＳｉＮ）膜３の積層構造でなる絶縁膜４と、この絶縁膜４上の互いに離れた領域に設けられたセンサ素子部５，リファレンス素子部６と、を備えて構成されている。
【００１９】
図１および図２に示すように、センサ素子部５は、絶縁膜４上にジグザグ状に屈曲した形状に形成されセンサ抵抗７Ｒｓと、このセンサ抵抗７Ｒｓの一端側に一体に形成された接続用パッド部７ａ、他端側に一体に形成された接続用パッド部７ｃと、センサ抵抗７Ｒｓを覆うよう形成されたセンサ触媒層８と、を備えてなる。ここで、センサ触媒層８は、Ｌａ２Ｏ３を含むＰｔ／Ａｌ２Ｏ３でなる。
【００２０】
なお、Ｌａ２Ｏ３をＰｔ／Ａｌ２Ｏ３へ導入する方法としては、乾式混合または化合物を用いた湿式添加を行えばよい。
【００２１】
図１および図２に示すように、リファレンス素子部６は、リファレンス触媒層９の構成を除いて、センサ素子部５とほぼ同様の構成である。このリファレンス素子部６は、絶縁膜４上に、上記センサ抵抗７Ｒｓと同様のジグザグ状に屈曲した形状に形成されたリファレンス抵抗７Ｒｒと、リファレンス抵抗７Ｒｒの一端に一体に形成された接続用パッド部７ｂと、リファレンス抵抗７Ｒｒの他端は上記接続用バッド部７ｃを備え、リファレンス抵抗７Ｒｒを覆うように、Ｃｒ２０３を含むＰｔ／Ａｌ２Ｏ３でなるリファレンス触媒層９で覆われている。
【００２２】
なお、Ｃｒ２０３をＰｔ／Ａｌ２Ｏ３へ導入する方法としては、乾式混合または化合物を用いた湿式添加を行えばよい。
【００２３】
リファレンス抵抗７Ｒｒは、上記センサ素子部５のセンサ抵抗７Ｒｓと同一形状に形成されている。接続用パッド部７ａ，７ｂは、同一形状に形成されている。また、リファレンス触媒層９は、上記センサ素子部５のセンサ触媒層８と同一形状に形成されている。
【００２４】
センサ抵抗７Ｒｓ、リファレンス抵抗７Ｒｒ、接続用パッド部７ａ，７ｂ，７ｃでなる一体のパターンは、例えば、印刷法やフォトリソグラフィー技術などを用いて形成することができる。
【００２５】
図１に示すように、シリコン基板１には、センサ触媒層８とリファレンス触媒層９とにそれぞれ対応する領域に、下面側から酸化シリコン膜２を露呈させるような開口部１ａ，１ｂが形成されたダイヤフラム構造が設けられている。この接触燃焼式ガスセンサでは、これら開口部１ａ，１ｂを形成することにより熱容量を小さくしている。
【００２６】
本実施の形態の接触燃焼式ガスセンサの厚さ寸法はシリコン基板１や絶縁膜４を含めて０.４ｍｍであり、平面図における縦横寸法は１.６ｍｍ×２.６ｍｍである。また、センサ触媒層８およびリファレンス触媒層９の直径は、０.４ｍｍに設定されている。なお、これら材料層の各寸法は、変更可能であることは云うまでもない。
【００２７】
このような構成の接触燃焼式ガスセンサを間欠駆動（パルス駆動）すると、被検知ガスが有機化合物などで触媒に吸着する性質の場合、間欠期間（センサＯＦＦ状態）に被検知ガスが触媒に吸着され、センサＯＮと同時にフラッシュ燃焼する。この結果、センサ応答波形の初期には、間欠期間のない駆動である常時駆動状態では見られないピーク応答が見られる。このピーク応答によって、この接触燃焼式ガスセンサは有機化合物を高感度に検知できる。
【００２８】
特に、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサは、ガスに対するセンサ素子部５とリファレンス素子部６の応答の差をセンサ応答としている。本実施の形態では、上記構成としたことにより、被検知ガスがエタノールの場合にセンサ素子部５とリファレンス素子部６の応答に大きな差が生じるようになっているため、エタノールに対するセンサ応答を大きくすることができる。また、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサは、上記構成としたことにより、被検知ガスがエタノール以外である場合、センサ素子部５とリファレンス素子部６の応答が同程度となり、センサ応答が小さくなる。したがって、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサは、複数のガス種が混合している場合であっても、エタノールを選択的に検知することが可能となる。
【００２９】
本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサの駆動方法は、高感度にガスを検知するために、上記した特許文献１と同様な駆動方法を用いればよい。なお、本実施の形態では、図３に示すようなパルス駆動方法を用いる。図３において、間隔ＡＬは被検知ガス分子が触媒層へ吸着する間欠期間であり、間隔ＡＨはセンサＯＮ期間であり、吸着したガス分子をフラッシュ燃焼させてセンサ応答を取得する期間である。また、ＴＬは間欠期間のセンサ駆動温度、ＴＨはセンサＯＮ期間のセンサ駆動温度である。
【００３０】
（実施例１）
上記構成の接触燃焼式ガスセンサにおいて、センサ触媒層８およびリファレンス触媒層９の主材料となるＰｔ／Ａｌ２Ｏ３触媒は、ＰｔがＡｌ２Ｏ３に対して１５ｗ％の割合で担持されているものを用いた。また、センサ触媒層８は、Ｌａ２Ｏ３がＰｔ／Ａｌ２Ｏ３触媒中のＡｌ２Ｏ３に対して３０ｗ％の割合で添加されてなる。リファレンス触媒層９は、Ｃｒ２０３がＰｔ／Ａｌ２Ｏ３触媒中のＡｌ２Ｏ３に対して３０ｗ％の割合で添加されてなる。
【００３１】
この接触燃焼式ガスセンサのパルス駆動方法としては、図３における間隔ＡＬを０.４秒、間隔ＡＨを１０秒であり、ＴＬを２００℃、ＴＨを４００℃に設定した。
【００３２】
そして、この接触燃焼式ガスセンサを用いて、それぞれ１００ｐｐｍのエタノール、トルエン、アセトン、ホルムアルデヒドに対するセンサ応答を取得した（図４参照）。図４より、センサ素子部５のセンサ触媒層８にＬａ２Ｏ３を、リファレンス素子部６のリファレンス触媒層９にＣｒ２０３を添加することで、エタノールが選択的に検知できることがわかる。
【００３３】
図５は、図４示した応答波形の積分値をセンサ出力とし、そのガス濃度依存性を示している。図５より、この接触燃焼式ガスセンサを用いて、間欠駆動をすることで２０〜１００ｐｐｍの濃度範囲で、エタノールを他のガスから選択的に検知できることがわかった。なお、図４に示すように、トルエンはセンサ出力を示さなかった。
【００３４】
本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサでは、センサ素子部５のセンサ触媒層８と、リファレンス素子部６のリファレンス触媒層９の中のＰｔの担持量は、ＰｔをＡｌ２Ｏ３に対して５〜３０ｗ％の範囲で担持することが好ましい。
【００３５】
また、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサでは、センサ素子部５のセンサ触媒層８へのＬａ２Ｏ３の添加量は、Ａｌ２Ｏ３に対して１０〜５０ｗ％の割合であることが好ましい。
【００３６】
さらに、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサでは、リファレンス素子部６のリファレンス触媒層９へのＣｒ２０３の添加量は、Ａｌ２Ｏ３に対して１０〜５０ｗ％の割合であることが好ましい。
【００３７】
また、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサでは、パルス駆動に際して、図３に示すＴＬが１００〜２５０℃、ＴＨが３５０〜５００℃の範囲にあることが好ましい。
【００３８】
（第２の実施の形態）
〈接触燃焼式ガスセンサの構成〉
本発明の第２の実施の形態のガスセンサは、図１に示すように、シリコン基板１と、このシリコン基板１上に順次、形成された酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜２，窒化シリコン（ＳｉＮ）膜３の積層構造でなる絶縁膜４と、この絶縁膜４上の互いに離れた領域に設けられたセンサ素子部５，リファレンス素子部６と、を備えて構成されている。
【００３９】
図１および図２に示すように、センサ素子部５は、絶縁膜４上にジグザグ状に屈曲した形状に形成されセンサ抵抗７Ｒｓと、このセンサ抵抗７Ｒｓの一端側に一体に形成された接続用パッド部７ａ、他端側に一体に形成された接続用パッド部７ｃと、センサ抵抗７Ｒｓを覆うよう形成されたセンサ触媒層８と、を備えてなる。ここで、センサ触媒層８は、Ｌａ２Ｏ３を含むＰｔ／Ａｌ２Ｏ３でなる。
【００４０】
なお、Ｌａ２Ｏ３をＰｔ／Ａｌ２Ｏ３へ導入する方法としては、乾式混合または化合物を用いた湿式添加を行えばよい。
【００４１】
図１および図２に示すように、リファレンス素子部６は、リファレンス触媒層９の構成を除いて、センサ素子部５とほぼ同様の構成である。このリファレンス素子部６は、絶縁膜４上に、上記センサ抵抗７Ｒｓと同様のジグザグ状に屈曲した形状に形成されたリファレンス抵抗７Ｒｒと、リファレンス抵抗７Ｒｒの一端に一体に形成された接続用パッド部７ｂと、リファレンス抵抗７Ｒｒの他端は上記接続用バッド部７ｃを備え、リファレンス抵抗７Ｒｒを覆うように、α−Ｆｅ２Ｏ３を含むＰｔ／Ａｌ２Ｏ３でなるリファレンス触媒層９で覆われている。
【００４２】
なお、α−Ｆｅ２Ｏ３をＰｔ／Ａｌ２Ｏ３へ導入する方法としては、乾式混合または化合物を用いた湿式添加を行えばよい。
【００４３】
このような構成の接触燃焼式ガスセンサを間欠駆動（パルス駆動）すると、被検知ガスが有機化合物などで触媒に吸着する性質の場合、間欠期間（センサＯＦＦ状態）に被検知ガスが触媒に吸着され、センサＯＮと同時にフラッシュ燃焼する。この結果、センサ応答波形の初期には、間欠期間のない駆動である常時駆動状態では見られないピーク応答が見られる。このピーク応答によって、この接触燃焼式ガスセンサは有機化合物を高感度に検知できる。
【００４４】
特に、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサは、ガスに対するセンサ素子部５とリファレンス素子部６の応答の差をセンサ応答としている。本実施の形態では、上記構成としたことにより、被検知ガスがエタノールの場合にセンサ素子部５とリファレンス素子部６の応答に大きな差が生じるようになっているため、エタノールに対するセンサ応答を大きくすることができる。また、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサは、上記構成としたことにより、被検知ガスがエタノール以外である場合、センサ素子部５とリファレンス素子部６の応答が同程度となり、センサ応答が小さくなる。したがって、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサは、複数のガス種が混合している場合であっても、エタノールを選択的に検知することが可能となる。
【００４５】
本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサの駆動方法は、上記第１の実施の形態と同様な駆動方法を用いればよい。なお、本実施の形態では、図３に示すようなパルス駆動方法を用いる。図３において、間隔ＡＬは被検知ガス分子が触媒層へ吸着する間欠期間であり、間隔ＡＨはセンサＯＮ期間であり、吸着したガス分子をフラッシュ燃焼させてセンサ応答を取得する期間である。また、ＴＬは間欠期間のセンサ駆動温度、ＴＨはセンサＯＮ期間のセンサ駆動温度である。
【００４６】
（実施例２）
上記構成の接触燃焼式ガスセンサにおいて、センサ触媒層８およびリファレンス触媒層９の主材料となるＰｔ／Ａｌ２Ｏ３触媒は、ＰｔがＡｌ２Ｏ３に対して１５ｗ％の割合で担持されているものを用いた。また、センサ触媒層８は、Ｌａ２Ｏ３がＰｔ／Ａｌ２Ｏ３触媒中のＡｌ２Ｏ３に対して３０ｗ％の割合で添加されてなる。リファレンス触媒層９は、α−Ｆｅ２Ｏ３がＰｔ／Ａｌ２Ｏ３触媒中のＡｌ２Ｏ３に対して３０ｗ％の割合で添加されてなる。
【００４７】
この接触燃焼式ガスセンサのパルス駆動方法としては、図３における間隔ＡＬを０.４秒、間隔ＡＨを１０秒であり、ＴＬを２００℃、ＴＨを４００℃に設定した。
【００４８】
そして、この接触燃焼式ガスセンサを用いて、それぞれ１００ｐｐｍのエタノール、トルエン、アセトン、ホルムアルデヒドに対するセンサ応答を取得した（図６参照）。図６より、センサ素子部５のセンサ触媒層８にＬａ２Ｏ３を、リファレンス素子部６のリファレンス触媒層９にα−Ｆｅ２Ｏ３を添加することで、エタノールが選択的に検知できることがわかる。
【００４９】
本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサでは、センサ素子部５のセンサ触媒層８と、リファレンス素子部６のリファレンス触媒層９の中のＰｔの担持量は、ＰｔをＡｌ２Ｏ３に対して５〜３０ｗ％の範囲で担持することが好ましい。
【００５０】
また、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサでは、センサ素子部５のセンサ触媒層８へのＬａ２Ｏ３の添加量は、Ａｌ２Ｏ３に対して１０〜５０ｗ％の割合であることが好ましい。
【００５１】
さらに、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサでは、リファレンス素子部６のリファレンス触媒層９へのα−Ｆｅ２Ｏ３の添加量は、Ａｌ２Ｏ３に対して１０〜５０ｗ％の割合であることが好ましい。
【００５２】
また、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサでは、パルス駆動に際して、図３に示すＴＬが１００〜２５０℃、ＴＨが３５０〜５００℃の範囲にあることが好ましい。
【００５３】
（第３の実施の形態）
〈接触燃焼式ガスセンサの構成〉
本実施の形態のガスセンサは、図１に示すように、シリコン基板１と、このシリコン基板１上に順次、形成された酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜２，窒化シリコン（ＳｉＮ）膜３の積層構造でなる絶縁膜４と、この絶縁膜４上の互いに離れた領域に設けられたセンサ素子部５，リファレンス素子部６と、を備えて構成されている。
【００５４】
図１および図２に示すように、センサ素子部５は、絶縁膜４上にジグザグ状に屈曲した形状に形成されセンサ抵抗７Ｒｓと、このセンサ抵抗７Ｒｓの一端側に一体に形成された接続用パッド部７ａ、他端側に一体に形成された接続用パッド部７ｃと、センサ抵抗７Ｒｓを覆うよう形成されたセンサ触媒層８と、を備えてなる。ここで、センサ触媒層８は、酸化銅（ＣｕＯ）を含むＰｔ／Ａｌ２Ｏ３でなる。
【００５５】
なお、ＣｕＯをＰｔ／Ａｌ２Ｏ３へ導入する方法としては、乾式混合または化合物を用いた湿式添加を行えばよい。
【００５６】
図１および図２に示すように、リファレンス素子部６は、リファレンス触媒層９の構成を除いて、センサ素子部５とほぼ同様の構成である。このリファレンス素子部６は、絶縁膜４上に、上記センサ抵抗７Ｒｓと同様のジグザグ状に屈曲した形状に形成されたリファレンス抵抗７Ｒｒと、リファレンス抵抗７Ｒｒの一端に一体に形成された接続用パッド部７ｂと、リファレンス抵抗７Ｒｒの他端は上記接続用バッド部７ｃを備え、リファレンス抵抗７Ｒｒを覆うように、酸化タングステン（ＷＯ３）を含むＰｔ／Ａｌ２Ｏ３でなるリファレンス触媒層９で覆われている。
【００５７】
なお、ＷＯ３をＰｔ／Ａｌ２Ｏ３へ導入する方法としては、乾式混合または化合物を用いた湿式添加を行えばよい。
【００５８】
リファレンス抵抗７Ｒｒは、上記センサ素子部５のセンサ抵抗７Ｒｓと同一形状に形成されている。接続用パッド部７ａ，７ｂは、同一形状に形成されている。また、リファレンス触媒層９は、上記センサ素子部５のセンサ触媒層８と同一形状に形成されている。
【００５９】
センサ抵抗７Ｒｓ、リファレンス抵抗７Ｒｒ、接続用パッド部７ａ，７ｂ，７ｃでなる一体のパターンは、例えば、印刷法やフォトリソグラフィー技術などを用いて形成することができる。
【００６０】
図１に示すように、シリコン基板１には、センサ触媒層８とリファレンス触媒層９とにそれぞれ対応する領域に、下面側から酸化シリコン膜２を露呈させるような開口部１ａ，１ｂが形成されたダイヤフラム構造が設けられている。この接触燃焼式ガスセンサでは、これら開口部１ａ，１ｂを形成することにより熱容量を小さくしている。
【００６１】
本実施の形態の接触燃焼式ガスセンサの厚さ寸法はシリコン基板１や絶縁膜４を含めて０.４ｍｍであり、平面図における縦横寸法は１.６ｍｍ×２.６ｍｍである。また、センサ触媒層８およびリファレンス触媒層９の直径は、０.４ｍｍに設定されている。なお、これら材料層の各寸法は、変更可能であることは云うまでもない。
【００６２】
このような構成の接触燃焼式ガスセンサを間欠駆動（パルス駆動）すると、被検知ガスが有機化合物などで触媒に吸着する性質の場合、間欠期間（センサＯＦＦ状態）に被検知ガスが触媒に吸着され、センサＯＮと同時にフラッシュ燃焼する。この結果、センサ応答波形の初期には、間欠期間のない駆動である常時駆動状態では見られないピーク応答が見られる。このピーク応答によって、この接触燃焼式ガスセンサは有機化合物を高感度に検知できる。
【００６３】
特に、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサは、ガスに対するセンサ素子部５とリファレンス素子部６の応答の差をセンサ応答としている。本実施の形態では、上記構成としたことにより、被検知ガスがエタノールの場合にセンサ素子部５とリファレンス素子部６の応答に大きな差が生じるようになっているため、エタノールに対するセンサ応答を大きくすることができる。また、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサは、上記構成としたことにより、被検知ガスがエタノール以外である場合、センサ素子部５とリファレンス素子部６の応答が同程度となり、センサ応答が小さくなる。したがって、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサは、複数のガス種が混合している場合であっても、エタノールを選択的に検知することが可能となる。
【００６４】
本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサの駆動方法は、高感度にガスを検知するために、上記第１の実施の形態と同様な駆動方法を用いればよい。なお、本実施の形態では、図３に示すようなパルス駆動方法を用いる。図３において、間隔ＡＬは被検知ガス分子が触媒層へ吸着する間欠期間であり、間隔ＡＨはセンサＯＮ期間であり、吸着したガス分子をフラッシュ燃焼させてセンサ応答を取得する期間である。また、ＴＬは間欠期間のセンサ駆動温度、ＴＨはセンサＯＮ期間のセンサ駆動温度である。
【００６５】
（実施例３）
上記構成の接触燃焼式ガスセンサにおいて、センサ触媒層８およびリファレンス触媒層９の主材料となるＰｔ／Ａｌ２Ｏ３触媒は、ＰｔがＡｌ２Ｏ３に対して１５ｗ％の割合で担持されているものを用いた。また、センサ触媒層８は、ＣｕＯがＰｔ／Ａｌ２Ｏ３触媒中のＡｌ２Ｏ３に対して３０ｗ％の割合で添加されてなる。リファレンス触媒層９は、ＷＯ３がＰｔ／Ａｌ２Ｏ３触媒中のＡｌ２Ｏ３に対して３０ｗ％の割合で添加されてなる。
【００６６】
この接触燃焼式ガスセンサのパルス駆動方法としては、図３における間隔ＡＬを０.４秒、間隔ＡＨを１０秒であり、ＴＬを２００℃、ＴＨを４００℃に設定した。
【００６７】
そして、この接触燃焼式ガスセンサを用いて、それぞれ１００ｐｐｍのエタノール、トルエン、アセトン、ホルムアルデヒドに対するセンサ応答を取得した（図７参照）。図７より、センサ素子部５のセンサ触媒層８にＣｕＯを、リファレンス素子部６のリファレンス触媒層９にＷＯ３を添加することで、エタノールが選択的に検知できることがわかる。
【００６８】
本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサでは、センサ素子部５のセンサ触媒層８と、リファレンス素子部６のリファレンス触媒層９の中のＰｔの担持量は、ＰｔをＡｌ２Ｏ３に対して５〜３０ｗ％の範囲で担持することが好ましい。
【００６９】
また、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサでは、センサ素子部５のセンサ触媒層８へのＣｕＯの添加量は、Ａｌ２Ｏ３に対して１０〜５０ｗ％の割合であることが好ましい。
【００７０】
さらに、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサでは、リファレンス素子部６のリファレンス触媒層９へＷＯ３の添加量は、Ａｌ２Ｏ３に対して１０〜５０ｗ％の割合であることが好ましい。
【００７１】
また、本実施の形態に係る接触燃焼式ガスセンサでは、パルス駆動に際して、図３に示すＴＬが１００〜２５０℃、ＴＨが３５０〜５００℃の範囲にあることが好ましい。
（その他の実施の形態）
上述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００７２】
上記実施の形態では、シリコン基板１や絶縁膜４を含めて厚さを０.４ｍｍ、平面図における縦横寸法を１.６ｍｍ×２.６ｍｍ、センサ触媒層８およびリファレンス触媒層９の直径を０.４ｍｍに設定したが、勿論これに限定されるものではない。
【００７３】
また、上記実施の形態では、白金ヒータを用いたが加熱部材として実質的に用いることができる各種の材料を適用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
５…センサ素子部
６…リファレンス素子部
７Ｒｓ…センサ抵抗
７Ｒｒ…リファレンス抵抗
７ａ，７ｂ，７ｃ…接続用パッド部
８…センサ触媒層
９…リファレンス触媒層
【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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