(57)【要約】【課題】省電力化を図ることが可能であるとともに、シロキサンによる検知感度の変化を抑制することが可能な半導体式ガス検知素子を提供する。【解決手段】この半導体式ガス検知素子１００は、被検知ガスを検知する検知電極２と、主材料の酸化インジウムと酸化インジウムのインジウムの原子価よりも大きい原子価の金属元素を有する金属酸化物とを含み、検知電極２を覆うように設けられる感応部３と、を備え、非加熱状態の感応部３により被検知ガスを検知可能に構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検知ガスを検知する検知電極と、
主材料の酸化インジウムと、前記酸化インジウムのインジウムの原子価よりも大きい原子価の金属元素を有する金属酸化物とを含み、前記検知電極を覆うように設けられる感応部とを備え、
非加熱状態の前記感応部により前記被検知ガスを検知可能に構成されている、半導体式ガス検知素子。
【請求項２】
前記金属酸化物の金属元素として、スズ、タングステンおよびアンチモンのうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の半導体式ガス検知素子。
【請求項３】
前記検知電極および前記感応部の合成抵抗Ｒｓと、前記検知電極の抵抗Ｒｅとの間には、非加熱状態で、Ｒｓ≦０．９５×Ｒｅの関係が成り立つ、請求項１または２に記載の半導体式ガス検知素子。
【請求項４】
前記感応部は、前記主材料の酸化インジウムに添加される添加物として、金、白金および酸化白金のうち少なくとも１つを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体式ガス検知素子。
【請求項５】
前記被検知ガスは、水素ガスであり、
前記添加物は、金および白金を含む、請求項４に記載の半導体式ガス検知素子。
【請求項６】
前記被検知ガスは、揮発性有機化合物を含むガスであり、
前記添加物は、酸化白金を含む、請求項４に記載の半導体式ガス検知素子。
【請求項７】
ＭＥＭＳ技術を用いて形成されたＭＥＭＳセンサである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体式ガス検知素子。
【請求項８】
前記検知電極は、２つの端子を含んでいる、請求項７に記載の半導体式ガス検知素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体式ガス検知素子に関し、特に、検知電極および感応部を備える半導体式ガス検知素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、検知電極および感応部を備える半導体式ガス検知素子が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、被検知ガスを検知する貴金属線材（検知電極）と、貴金属線材を覆うように設けられる感応層（感応部）とを備える半導体式ガス検知素子が開示されている。半導体式ガス検知素子は、ヒータとしても機能する貴金属線材により、感応層を加熱して被検知ガスを検知するように構成されている。なお、半導体式ガス検知素子の分野では、ヒータにより感応層を加熱して被検知ガスを検知するのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９１９３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示された半導体式ガス検知素子では、貴金属線材（検知電極）による感応層（感応部）の加熱に比較的大きな電力が必要とされているため、さらなる省電力化が望まれている。また、感応層を加熱する際に、加熱された感応層により、空気中に存在するシロキサンが分解されて感応層にシリカが付着することにより、検知感度が変化してしまう場合があり、改善が望まれていた。このようなシロキサンにより検知感度が変化する課題は、半導体式ガス検知素子の分野において、特に、小型（ＭＥＭＳ式）の半導体式ガス検知素子に対して懸念されている。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、省電力化を図ることが可能であるとともに、シロキサンによる検知感度の変化を抑制することが可能な半導体式ガス検知素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の第１の局面による半導体式ガス検知素子は、被検知ガスを検知する検知電極と、主材料の酸化インジウムと酸化インジウムのインジウムの原子価よりも大きい原子価の金属元素を有する金属酸化物とを含み、検知電極を覆うように設けられる感応部と、を備え、非加熱状態の感応部により被検知ガスを検知可能に構成されている。ここで、非加熱とは、被検知ガスを検知する際に、感応部を加熱することを目的する積極的な加熱を行わないという意味である。被検知ガスを検知するために検知電極に電流を流す際に、僅かに感応部が温度上昇（概して１００℃未満での温度上昇）した状態は、加熱状態ではなく非加熱状態に含まれる。
【０００８】
この発明の一の局面による半導体式ガス検知素子では、上記構成により、感応部を加熱状態にすることなく非加熱状態で被検知ガスを検知することができるので、感応部の加熱のための電力を削減することができる。また、感応部が高温にならないので、シロキサンが分解されるのを抑制することができる。以上により、半導体式ガス検知素子は、省電力化を図ることができるとともに、シロキサンによる検知感度の変化を抑制することができる。また、シロキサン対策用のフィルタなどの構成を設ける必要がなくなり、装置構成を簡素化することができる。
【０００９】
なお、上記の金属酸化物は、主材料の酸化インジウムのインジウムの原子価よりも大きい原子価の金属元素を有しているため、酸化インジウムのインジウムよりも多くの価電子を含んでいる。したがって、上記の金属酸化物が主材料に加えられることにより、感応部の抵抗を小さくすることができる。また、半導体式ガス検知素子の素子抵抗は、検知電極と感応部とを並列接続した場合の合成抵抗として表され、感応部の抵抗が小さいことにより、感応部の抵抗の変動による素子抵抗の変動を相対的に大きくすることができる。その結果、半導体式ガス検知素子は、被検知ガスを検知する際に、感応部の抵抗の変動に対する素子抵抗の変動を大きく取り出すことが可能となる。すなわち、半導体式ガス検知素子の検知感度を向上させることができるので、非加熱状態の感応部でも被検知ガスを検知可能な高感度を実現することができる。
【００１０】
上記第１の局面による半導体式ガス検知素子において、好ましくは、金属酸化物の金属元素として、スズ、タングステンおよびアンチモンのうち少なくとも１つを含む。このように構成すれば、原子価が３価の酸化インジウムに対して、例えば原子価が４価の二酸化スズ、原子価が６価の三酸化タングステン、および、原子価が６価の五酸化二アンチモンが加えられるので、感応部の抵抗を効果的に小さくすることができる。その結果、半導体式ガス検知素子の検知感度を向上させることができる。
【００１１】
上記第１の局面による半導体式ガス検知素子において、好ましくは、検知電極および感応部の合成抵抗Ｒｓと、検知電極の抵抗Ｒｅとの間には、非加熱状態で、Ｒｓ≦０．９５×Ｒｅの関係が成り立つ。このように構成すれば、感応部の抵抗をＲｃとすると、半導体式ガス検知素子の素子抵抗Ｒｓについての（１／Ｒｓ）＝（１／Ｒｃ）＋（１／Ｒｅ）という関係式の下、Ｒｃ≦１９×Ｒｅという関係が成り立つ。その結果、感応部の抵抗（抵抗値）Ｒｃを、検知電極の抵抗（抵抗値）Ｒｅの１９倍以下という比較的小さな値にすることができるので、半導体式ガス検知素子の検知感度を向上させることができる。
【００１２】
上記第１の局面による半導体式ガス検知素子において、好ましくは、感応部は、主材料の酸化インジウムに添加される添加物として、金、白金および酸化白金のうち少なくとも１つを含む。このように構成すれば、酸化インジウムに、金、白金および酸化白金のうち少なくとも１つを添加することにより、半導体式ガス検知素子の被検知ガスの検知感度を向上させることができる。このような構成および効果は、本願発明者が鋭意検討した結果、見い出した。
【００１３】
上記感応部が添加物として、金、白金および酸化白金のうち少なくとも１つを含む構成において、好ましくは、被検知ガスは、水素ガスであり、添加物は、金および白金を含む。このように構成すれば、被検知ガスが水素ガスである場合に、金および白金を添加することにより、特に、半導体式ガス検知素子の被検知ガスの検知感度を効果的に向上させることができる。このような構成および効果は、本願発明者が鋭意検討した結果、見い出した。
【００１４】
上記感応部が添加物として、金、白金および酸化白金のうち少なくとも１つを含む構成において、好ましくは、被検知ガスは、揮発性有機化合物を含むガス（ＶＯＣガス）であり、添加物は、酸化白金を含む。このように構成すれば、被検知ガスが揮発性有機化合物を含むガスである場合に、酸化白金を添加することにより、特に、半導体式ガス検知素子の被検知ガスの検知感度を効果的に向上させることができる。このような構成および効果は、本願発明者が鋭意検討した結果、見い出した。
【００１５】
上記第１の局面による半導体式ガス検知素子において、好ましくは、ＭＥＭＳ技術を用いて形成されたＭＥＭＳセンサである。このように構成すれば、半導体式ガス検知素子を小型化させることができる。また、小型化に伴って、検知電極に流す電流を小さくすることができるので、一層の省電力化を図ることができる。
【００１６】
この場合、好ましくは、検知電極は、２つの端子を含んでいる。このように構成すれば、検知電極が３つ以上の端子を含む場合と比較して、装置構成を簡素化することができるとともに、半導体式ガス検知素子を容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、上記のように、省電力化を図ることができるとともに、シロキサンによる検知感度の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態による半導体式ガス検知素子を示した分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による半導体式ガス検知素子を示した平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による半導体式ガス検知素子を含むガスセンサの回路図である。
【図４】本発明の実施例１による水素ガスの濃度とセンサ出力との関係を示したグラフである。
【図５】本発明の実施例２による非加熱状態でのシロキサン曝露時間とセンサ出力との関係を示したグラフである。
【図６】本発明の実施例３−１による金を添加しない場合の白金の添加量とセンサ出力との関係を示した表である。
【図７】本発明の実施例３−２による白金を添加しない場合の金の添加量とセンサ出力との関係を示した表である。
【図８】本発明の実施例３−３による白金を０．３ｗｔ％添加する場合の金の添加量とセンサ出力との関係を示した表である。
【図９】本発明の実施例３−４による白金を１．０ｗｔ％添加する場合の金の添加量とセンサ出力との関係を示した表である。
【図１０】本発明の第２実施形態による半導体式ガス検知素子を示した斜視図である。
【図１１】本発明の実施例４によるエタノールガスの濃度とセンサ出力との関係を示したグラフである。
【図１２】本発明の実施例５による非加熱状態でのシロキサン曝露時間とセンサ出力との関係を示したグラフである。
【図１３】比較例による加熱状態でのシロキサン曝露時間とセンサ出力との関係を示したグラフである。
【図１４】本発明の実施例６による酸化白金の添加量とセンサ出力との関係を示した表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具現化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態による半導体式ガス検知素子１００の構成について説明する。
【００２１】
（半導体式ガス検知素子の構成）
図１に示す半導体式ガス検知素子１００は、２端子型半導体式センサ（ヒータと電極が同じ構成のセンサ）であり、雰囲気ガスに含まれる被検知ガスとしての水素ガスを検知するように構成されている。半導体式ガス検知素子１００は、基板１と、検知電極２と、感応部３と、を備えている。
【００２２】
ここで、第１実施形態の半導体式ガス検知素子１００は、非加熱状態の感応部３により被検知ガスを検知可能に構成されている。詳細については後述する。
【００２３】
半導体式ガス検知素子１００は、超微細構造の電子部品の製造技術であるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いて形成されている。すなわち、半導体式ガス検知素子１００は、半導体製造プロセスなどに基づき形成される極めて小型の素子（ＭＥＭＳセンサ）である。半導体式ガス検知素子１００に含まれる基板１の後述する被支持部１１ａ（図２参照）は、たとえば、一辺の大きさが約０．１ｍｍの矩形（略正方形）の平板形状を有している。
【００２４】
半導体式ガス検知素子１００は、電源部４１（図３参照）に接続され、電源部４１により、被検知ガスを検知するために、電圧が印加される（電流が供給される）ように構成されている。電源部４１は、所定時間毎（１つの周期）に、半導体式ガス検知素子１００に対して電圧を印加するように構成されている。
【００２５】
（基板の構成）
図１に示すように、基板１は、基板１の一方表面側に設けられる絶縁膜１１と、絶縁膜１１を接触状態で支持する支持基板部１２とを含んでいる。
【００２６】
ここで、以下の説明では、基板１の厚み方向をＡ方向とし、Ａ方向のうち支持基板部１２から絶縁膜１１に向かう方向をＡ１方向とし、Ａ１方向の逆方向をＡ２方向とする。
【００２７】
絶縁膜１１は、矩形状の被支持部１１ａと、被支持部１１ａを支持する複数の支持部１１ｂと、被支持部１１ａおよび支持部１１ｂを囲むように配置される枠部１１ｃとを含んでいる。複数の支持部１１ｂの内側（中央側）の一端は、被支持部１１ａに接続されており、複数の支持部１１ｂの外側の他端は、枠部１１ｃに接続されている。被支持部１１ａ、支持部１１ｂおよび枠部１１ｃは、一体的に形成されている。
【００２８】
被支持部１１ａには、一方表面側（以下に説明するＡ１方向側）に、感応部３と、検知電極２とが、被支持部１１ａに対して接触状態で配置されている。支持基板部１２には、被支持部１１ａが設けられた範囲、および、被支持部１１ａが設けられた範囲を囲む所定範囲において、Ａ２方向に窪む凹部１２ａが設けられている。すなわち、被支持部１１ａと支持基板部１２（凹部１２ａの底部）とは、互いにＡ方向に離間している。
【００２９】
複数の支持部１１ｂは、平面視において（Ａ方向から見て）、それぞれ、被支持部１１ａを中心とする所定方向に折れ曲がるＬ字形状を有している。また、支持部１１ｂは、複数（４個）設けられている。また、複数の支持部１１ｂは、それぞれの内側の一端が矩形形状の被支持部１１ａの互いに異なる隅部（角部）に接続されている。
【００３０】
複数の支持部１１ｂは、それぞれの外側（被支持部１１ａに接続される側とは逆側）の一端が、枠部１１ｃを介して、支持基板部１２に固定されている。支持部１１ｂのうち互いに対角方向に対向する１組には、それぞれ後述するリード線２３が配置されている。枠部１１ｃは、被支持部１１ａおよび支持部１１ｂを内側に配置する矩形の環状形状を有している。
【００３１】
支持基板部１２は、凹部１２ａにより、被支持部１１ａから離間して配置されている。すなわち、支持基板部１２は、複数の支持部１１ｂにより被支持部１１ａを浮いた状態で支持している。
【００３２】
（検知電極の構成）
図１に示す検知電極２には、検知ガスを検知する際に、電源部４１（図３参照）によりパルス電流が流されるように構成されている。検知電極２は、電極部２１と、２つの端子２２と、２つのリード線２３とを含んでいる。一例ではあるが、電極部２１と、端子２２と、リード線２３とは、白金により一体的に形成されている。
【００３３】
電極部２１は、被支持部１１ａ上に接触状態で配置されている。電極部２１は、交互に蛇行する蛇行形状（ミアンダ形状）を有している。電極部２１は、リード線２３よりも細く形成されており、リード線２３よりも電気抵抗が大きくなるように構成されている。
【００３４】
２つの端子２２は、蛇行形状を有する電極部２１の一方端および他方端にそれぞれ設けられている。端子２２は、リード線２３と電極部２１との間に配置され、リード線２３と電極部２１とを電気的に接続している。
【００３５】
リード線２３は、電源部４１（図３参照）からの電流を電極部２１に流すように構成されている。リード線２３は、支持部１１ｂ上に接触状態で配置されている。リード線２３の外側には、枠部１１ｃ上に接触状態で配置される平坦部２４が設けられている。平坦部２４は、配線（図示せず）を介して電源部４１に接続されている。
【００３６】
（感応部の構成）
図１に示す感応部３は、感応部３に接触する雰囲気ガスに含まれる被検知ガスとしての水素ガスと反応して、抵抗値を変化させる特性を有している。半導体式ガス検知素子１００は、この感応部３の特性を利用して、水素ガス（被検知ガス）を検知するように構成されている。
【００３７】
図２に示すように、感応部３は、検知電極２の電極部２１の全体を覆うように設けられている。感応部３は、概して、平面視において（Ａ方向から見て）、被支持部１１ａの外縁に沿った矩形形状に形成されている。
【００３８】
感応部３は、主材料として、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）を含んでいる。酸化インジウムに含まれるインジウムの原子価は、３である。原子価（価数）とは、所定の原子が他の何個の原子と共有結合し得るかを示す数であり、所定の原子が有する不対電子の数に等しくなる。
【００３９】
感応部３は、副材料として、金属酸化物を含んでいる。金属酸化物は、主材料の酸化インジウムに含まれるインジウムの原子価よりも大きい原子価の金属元素を有している。具体的には、感応部３は、副材料の金属酸化物として、二酸化スズ（ＳｎＯ2）を含んでいる。二酸化スズに含まれるスズ（金属元素）の原子価は、４である。すなわち、感応部３は、副材料を、主材料よりも価電子を多く含む材料とすることにより、電流が流れやすくなるように構成されている。要するに、感応部３は、材料組成により、抵抗が低くなるように形成されている。副材料の二酸化スズは、主材料の酸化インジウムに対して、１．０ａｔｍ％含有されている。
【００４０】
また、感応部３は、主材料の酸化インジウムに添加される添加物として、金（Ａｕ）および白金（Ｐｔ）を含んでいる。金および白金は、感応部３の低温（概して１００℃以下）での水素の検出感度を高める機能を有している。
【００４１】
添加物の金は、主材料の酸化インジウムに対して、１．０ｗ％含有されている。添加物の白金は、主材料の酸化インジウムに対して、０．５ｗ％含有されている。
【００４２】
（感応部の製造方法）
次に、図１に示す感応部３の製造方法について説明する。まず、感応部３は、主材料としての酸化インジウムの紛体に、副材料としての二酸化スズを１．０ａｔｍ％添加する。次に、添加物としての金を０．５ｗｔ％、添加物としての白金を１．０ｗｔ％添加する。次に、エチレングリコール水溶液を加えて感応部３の元となるペースト状の材料を作製する。そして、ペースト状の材料を蛇行形状の検知電極２を覆うように基板１に塗布して、自然乾燥させる。その後、検知電極２および基板１とともにペースト状の材料を、加熱炉で６００℃に加熱して、約１時間保持することにより焼結させる。以上により、半導体式ガス検知素子１００が得られる。
【００４３】
（半導体式ガス検知素子の回路構成）
次に、図３を参照して、半導体式ガス検知素子１００を含む回路構成について説明する。半導体式ガス検知素子１００は、ガスセンサＧが備える一構成である。ガスセンサＧは、半導体式ガス検知素子１００に加えて、電源部４１と、電圧計４２とを備えている。
【００４４】
半導体式ガス検知素子１００の素子抵抗Ｒｓは、検知電極２（電極部２１）と感応部３とが互いに並列接続されている、として捉えて計算することができる。すなわち、半導体式ガス検知素子１００の素子抵抗Ｒｓは、以下の式（１）に示すように、検知電極２の抵抗Ｒｅと、感応部３の抵抗Ｒｃとの合成抵抗として近似的に得られる。
（１／Ｒｓ）＝（１／Ｒｅ）＋（１／Ｒｃ）・・・（１）
【００４５】
素子抵抗Ｒｓとして表される半導体式ガス検知素子１００は、一端側に接続される所定値に設定された可変の負荷抵抗ＲＬと、他端側に接続される固定抵抗Ｒ１と、負荷抵抗ＲＬおよび固定抵抗Ｒ１に接続される固定抵抗Ｒ２とにより、ホイートストンブリッジ回路を構成している。
【００４６】
半導体式ガス検知素子１００は、素子抵抗Ｒｓおよび固定抵抗Ｒ１の接続点Ｐ１と、負荷抵抗ＲＬおよび固定抵抗Ｒ２の接続点Ｐ２との間に、電源部４１によりパルス電圧が印加（パルス電流が供給）されるように構成されている。一例ではあるが、電源部４１は、被検知ガスを検知する際に、２．０Ｖのパルス電圧を０．００１秒印加する。なお、半導体式ガス検知素子１００は、検知電極２に対して、一度の印加時間が０．０１秒よりも短いパルス電圧が印加されるように構成されていることが好ましい。一方、一例ではあるが、従来の一般的な半導体式ガス検知素子では、電源部は、被検知ガスを検知する際に、感応部の温度が少なくとも３００℃以上に上昇するように、３．２Ｖのパルス電圧を０．１秒程度印加する。
【００４７】
素子抵抗Ｒｓおよび負荷抵抗ＲＬの接続点Ｐ３と、固定抵抗Ｒ１および固定抵抗Ｒ２の接続点Ｐ４との両端には、電圧計４２がそれぞれ接続されている。ガスセンサＧは、電圧計４２により、被検知ガスによる素子抵抗Ｒｓの変化に基づく電圧の変化を測定するように構成されている。
【００４８】
（素子抵抗と感応部の抵抗と検知電極の抵抗との関係）
次に、図３を参照して、半導体式ガス検知素子１００の素子抵抗Ｒｓと、感応部３の抵抗Ｒｃと、検知電極２の抵抗Ｒｅとの関係について説明する。
【００４９】
上記（１）式より、半導体式ガス検知素子１００は、抵抗Ｒｃが抵抗Ｒｅに対して小さくなる程、被検知ガスを検知する際に、抵抗Ｒｃの変動に対する素子抵抗Ｒｓの変動を大きく取り出すことが可能となる。すなわち、半導体式ガス検知素子１００は、抵抗Ｒｃが抵抗Ｒｅに対して小さくなる程、被検知ガスの検知感度が向上して、微小な被検知ガスの濃度の変化であっても検知することが可能になる。そこで、従来の一般的な半導体式ガス検知素子は、抵抗Ｒｃを抵抗Ｒｅに対して小さくすることを目的として、ヒータにより感応部（半導体）を積極的に加熱するように構成されている。
【００５０】
ここで、半導体式ガス検知素子１００では、検知電極２の素子抵抗（合成抵抗）Ｒｓと、検知電極２の抵抗Ｒｅとの間には、非加熱状態で、以下の式（２）が成り立つ。
Ｒｓ≦０．９５×Ｒｅ・・・（２）
【００５１】
なお、非加熱とは、被検知ガスを検知する際（半導体式ガス検知素子１００のヒートクリーニング処理を行う際を除く）に、感応部３を加熱することを目的する積極的な加熱を行わないという意味である。また、被検知ガスを検知するために検知電極２にパルス電流を流す際に、僅かに感応部３が温度上昇（概して１００℃未満での温度上昇）した状態は、加熱状態ではなく、非加熱状態に含まれる。非加熱状態では、感応部３は、気体中に存在するシロキサンを分解させる温度（約２６０℃）には達しない。なお、半導体式ガス検知素子１００は、被検知ガスを検知する際とは異なるタイミングで、一例ではあるが、１日に１回程度、感応部３を約４００℃に加熱してヒートクリーニングを行うように構成されていてもよい。
【００５２】
ここで、上記（１）式と、上記（２）式とを満たすためには、感応部３の抵抗Ｒｃと、検知電極２の抵抗Ｒｅとの間に、非加熱状態で、Ｒｃ≦１９×Ｒｅという関係式が成り立つ。この式により、非加熱状態で、抵抗Ｒｃが抵抗Ｒｅに対して大きくなりすぎないように、抵抗Ｒｃの上限が抵抗Ｒｅを基準にして規定される。なお、非加熱状態で、Ｒｓ≦０．９０×Ｒｅの関係式が成り立つように感応部３を形成するのがより好ましい（Ｒｃ≦９×Ｒｅ）。
【００５３】
一例ではあるが、従来の一般的な２端子型半導体式ガス検知素子では、常温（非加熱状態）において、白金により形成される検知電極の抵抗Ｒｅが４Ωとなり、主材料である酸化スズにより形成される感応部（半導体）の抵抗Ｒｃが５００Ωとなる。この場合、Ｒｃ＝１２５×Ｒｅとなり、抵抗Ｒｃが抵抗Ｒｅに対して大きくなりすぎる。このため、被検知ガスを検知する際に、抵抗Ｒｃの変動に対する素子抵抗Ｒｓの変動を大きく取り出すことができない。すなわち、従来の一般的な半導体式ガス検知素子は、常温（非加熱状態）において、被検知ガスを検知することができない。なお、Ｒｃ＝１２５×Ｒｅの場合に、上記（１）式より、Ｒｓ＝０．９９×Ｒｅとなる。
【００５４】
また、従来の一般的な半導体式ガス検知素子では、ヒータによる加熱により感応部を約４００℃にする加熱状態において、検知電極の抵抗Ｒｅが１０Ωとなり、感応部の抵抗Ｒｃが２５０Ωとなる。この場合、Ｒｃ＝２５×Ｒｅとなり、抵抗Ｒｃが抵抗Ｒｅに対して比較的小さくなる。このため、抵抗Ｒｃの変動に対する素子抵抗Ｒｓの変動を大きく取り出すことが可能となり、従来の一般的な半導体式ガス検知素子は、被検知ガスを検知することが可能となる。なお、Ｒｃ＝２５×Ｒｅの場合に、上記（１）式より、Ｒｓ＝０．９６×Ｒｅとなる。
【００５５】
第１実施形態の半導体式ガス検知素子１００の非加熱状態の感応部３は、従来の一般的な半導体式ガス検知素子の加熱状態の感応部３よりも、感応部３の抵抗Ｒｃが検知電極２の抵抗Ｒｅに対して小さい。このため、半導体式ガス検知素子１００は、非加熱状態の感応部３により被検知ガス（水素ガス）を検知することが可能である。
【００５６】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００５７】
第１実施形態では、上記のように、感応部３を加熱状態にすることなく非加熱状態で被検知ガスを検知することができるので、感応部３の加熱のための電力を削減することができる。また、感応部３が高温にならないので、シロキサンが分解されるのを抑制することができる。以上により、半導体式ガス検知素子１００は、省電力化を図ることができるとともに、シロキサンによる検知感度の変化を抑制することができる。また、シロキサン対策用のフィルタなどの構成を設ける必要がなくなり、装置構成を簡素化することができる。
【００５８】
また、第１実施形態では、上記のように、金属酸化物の金属元素として、スズを含む。具体的には、酸化インジウムに対して、二酸化スズを加える。これにより、原子価が３価の酸化インジウムに対して、原子価が４価の二酸化スズが加えられるので、感応部３の抵抗を効果的に小さくすることができる。その結果、半導体式ガス検知素子１００の検知感度を向上させることができる。
【００５９】
また、第１実施形態では、上記のように、検知電極２および感応部３の合成抵抗Ｒｓと、検知電極２の抵抗Ｒｅとの間には、非加熱状態で、Ｒｓ≦０．９５×Ｒｅの関係が成り立つ。これにより、感応部３の抵抗をＲｃとすると、半導体式ガス検知素子１００の素子抵抗Ｒｓについての（１／Ｒｓ）＝（１／Ｒｃ）＋（１／Ｒｅ）という関係式の下、Ｒｃ≦１９×Ｒｅという関係が成り立つ。その結果、感応部３の抵抗（抵抗値）Ｒｃを、検知電極２の抵抗（抵抗値）Ｒｅの１９倍以下という比較的小さな値にすることができるので、半導体式ガス検知素子１００の検知感度を向上させることができる。
【００６０】
また、第１実施形態では、上記のように、感応部３は、主材料の酸化インジウムに添加される添加物として、金および白金を含む。これにより、酸化インジウムに、金、白金および酸化白金のうち少なくとも１つを添加することにより、半導体式ガス検知素子１００の被検知ガスの検知感度を向上させることができる。
【００６１】
また、第１実施形態では、上記のように、被検知ガスは、水素ガスであり、添加物は、金および白金を含む。これにより、被検知ガスが水素ガスである場合に、金および白金を添加することにより、特に、半導体式ガス検知素子１００の被検知ガスの検知感度を効果的に向上させることができる。
【００６２】
また、第１実施形態では、上記のように、ＭＥＭＳ技術を用いて形成されたＭＥＭＳセンサである。これにより、半導体式ガス検知素子１００を小型化させることができる。また、小型化に伴って、検知電極２に流す電流を小さくすることができるので、一層の省電力化を図ることができる。
【００６３】
また、第１実施形態では、上記のように、検知電極２は、２つの端子２２を含んでいる。このように構成すれば、検知電極２が３つ以上の端子２２を含む場合と比較して、装置構成を簡素化することができるとともに、半導体式ガス検知素子１００を容易に形成することができる。
【００６４】
以下、第１実施形態に対応する実施例１〜３について説明する。
【００６５】
（実施例１）
次に、図４を参照して、実施例１について説明する。
【００６６】
実施例１では、非加熱状態（概して１００℃未満）で、半導体式ガス検知素子１００が配置される雰囲気ガスに含まれる水素ガスの濃度を変化させて、各濃度における電圧計４２のセンサ出力を測定した。なお、感応部３は、主材料としての酸化インジウムに、二酸化スズを１．０ａｔｍ％と、金を０．５ｗｔ％と、白金を１．０ｗｔ％とを添加して、上記第１実施形態で説明した製造方法により作製した。
【００６７】
〈測定結果・評価〉
図４に示すように、水素ガスの濃度が５００ｐｐｍの場合、センサ出力が約２０ｍＶを示し、水素ガスの濃度が１０００ｐｐｍの場合、センサ出力が約４０ｍＶを示し、水素ガスの濃度が２０００ｐｐｍの場合、センサ出力が約７５ｍＶを示し、水素ガスの濃度が５０００ｐｐｍの場合、センサ出力が約１３５ｍＶを示し、水素ガスの濃度が１００００ｐｐｍの場合、センサ出力は、約１９０ｍＶを示した。
【００６８】
上記測定結果より、水素ガスの濃度が２０００ｐｐｍまでは、水素ガスの濃度とセンサ出力とが、概ね、正比例の関係にあることが分かった。なお、水素ガスの濃度が約２００ｐｐｍ以下の複数箇所でもセンサ出力を測定したが、正比例の関係に従って、僅かな水素ガスの濃度の変化であっても、センサ出力が確実に変化することがわかった。また、非加熱状態であっても、半導体式ガス検知素子１００により、水素ガスを検知することが可能であることが分かった。
【００６９】
（実施例２）
次に、図５を参照して、実施例２について説明する。
【００７０】
実施例２では、非加熱状態で、シロキサンの濃度が１０ｐｐｍである雰囲気ガス中に、半導体式ガス検知素子１００を配置して、時間（シロキサン曝露時間）に伴う電圧計４２のセンサ出力の変化を観測した。なお、感応部３は、主材料としての酸化インジウムに、二酸化スズを１．０ａｔｍ％と、金を０．５ｗｔ％と、白金を１．０ｗｔ％とを添加して、上記第１実施形態で説明した製造方法により作製した。
【００７１】
要するに、実施例２では、非加熱状態で、シロキサンが分解されて感応部３の表面に付着して、半導体式ガス検知素子１００の検知感度が低下するか否かを調べた。
【００７２】
測定は、シロキサンの濃度が１０ｐｐｍである雰囲気ガス中に１０００ｐｐｍの水素ガスを入れた場合と、シロキサンの濃度が１０ｐｐｍである雰囲気ガス中に５０００ｐｐｍの水素ガスを入れた場合と、についてそれぞれ行った。
【００７３】
〈測定結果・評価〉
図５に示すように、水素ガスの濃度が１０００ｐｐｍの場合、経過時間が０時間で約４０ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が２０時間で約４８ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が４０時間で約４８ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が６０時間で約５３ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が９０時間で約５５ｍＶのセンサ出力を示した。
【００７４】
水素ガスの濃度が５０００ｐｐｍの場合、経過時間が０時間で約１３５ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が２０時間で約１４４ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が４０時間で約１４５ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が６０時間で約１５１ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が９０時間で約１５３ｍＶのセンサ出力を示した。
【００７５】
水素ガスの濃度が１０００ｐｐｍおよび５０００ｐｐｍのいずれの場合も、時間経過に伴いセンサ出力がほとんど変化しないこと（極僅かに増加すること）が分かった。したがって、非加熱状態では、シロキサンの感応部への影響（被毒）がほとんどない、または、全くないことが分かった。
【００７６】
（実施例３−１）
次に、図６を参照して、実施例３−１について説明する。
【００７７】
感応部３への金の添加量をゼロとした場合に、白金の添加量を変化させて、各添加量における電圧計４２のセンサ出力を測定した。なお、感応部３は、金を用いることなく、主材料としての酸化インジウムに、二酸化スズを１．０ａｔｍ％と、白金を所定量とを添加して、上記第１実施形態で説明した製造方法により作製した。また、水素ガスの濃度５０００ｐｐｍの雰囲気ガス中に半導体式ガス検知素子１００を配置した。
【００７８】
図６〜図９に示す増感率（倍）とは、感応部３に白金および金を添加しない場合のセンサ出力に対して、感応部３に白金および金の少なくとも一方を添加した場合のセンサ出力が何倍になるかを示す値である。
【００７９】
〈測定結果・評価〉
図６に示すように、白金の添加量が０ｗｔ％の場合、センサ出力が４１ｍＶ（増感率の基準）を示し、白金の添加量が０．１ｗｔ％の場合、センサ出力が６８ｍＶ（増感率１．７倍）を示し、白金の添加量が０．３ｗｔ％の場合、センサ出力が８４ｍＶ（増感率２．０倍）を示し、白金の添加量が１．０ｗｔ％の場合、センサ出力が９３ｍＶ（増感率２．３倍）を示し、白金の添加量が３．０ｗｔ％の場合、センサ出力が８６ｍＶ（増感率２．１倍）を示し、白金の添加量が１０．０ｗｔ％の場合、センサ出力が６１ｍＶ（増感率１．５倍）を示した。
【００８０】
白金の添加量が０ｗｔ％から１．０ｗｔ％までの範囲で、センサ出力が増加することが分かった。また、白金の添加量が１．０ｗｔ％を超えると、センサ出力が増加から低下に転じることが分かった。すなわち、白金の添加量が１．０ｗｔ％近傍で、センサ出力がピークとなることが分かった。
【００８１】
以上の結果から、感応部３は、金を添加することなく、白金を添加物として添加する場合には、白金を０．１ｗｔ％以上１０．０ｗｔ％以下だけ添加して形成されていることが好ましい。また、感応部３は、金を添加することなく、白金を添加物として添加する場合には、白金を０．３ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下だけ添加して形成されていることがより好ましい。
【００８２】
（実施例３−２）
次に、図７を参照して、実施例３−２について説明する。
【００８３】
感応部３への白金の添加量をゼロとした場合に、金の添加量を変化させて、各添加量における電圧計４２のセンサ出力を測定した。なお、感応部３は、主材料としての酸化インジウムに、二酸化スズを１．０ａｔｍ％と、金を所定量とを添加して、上記第１実施形態で説明した製造方法により作製した。また、水素ガスの濃度５０００ｐｐｍの雰囲気ガス中に半導体式ガス検知素子１００を配置した。
【００８４】
〈測定結果・評価〉
図７に示すように、金の添加量が０ｗｔ％の場合、センサ出力が４１ｍＶ（増感率の基準）を示し、金の添加量が０．１ｗｔ％の場合、センサ出力が４５ｍＶ（増感率１．１倍）を示し、金の添加量が０．２ｗｔ％の場合、センサ出力が５３ｍＶ（増感率１．３倍）を示し、金の添加量が０．５ｗｔ％の場合、センサ出力が６２ｍＶ（増感率１．５倍）を示し、金の添加量が１．０ｗｔ％の場合、センサ出力が６３ｍＶ（増感率１．５倍）を示し、金の添加量が２．０ｗｔ％の場合、センサ出力が５２ｍＶ（増感率１．３倍）を示した。
【００８５】
金の添加量が０ｗｔ％から１．０ｗｔ％までの範囲で、センサ出力が増加することが分かった。また、金の添加量が１．０ｗｔ％を超えると、センサ出力が低下することが分かった。白金の添加量が１．０ｗｔ％近傍で、センサ出力がピークとなることが分かった。
【００８６】
以上の結果から、感応部３は、白金を添加することなく、金を添加物として添加する場合には、金を０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下だけ添加して形成されていることが好ましい。また、感応部３は、白金を添加することなく、金を添加物として添加する場合には、金を０．２ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下だけ添加して形成されていることがより好ましい。
【００８７】
（実施例３−３）
次に、図８を参照して、実施例３−３について説明する。
【００８８】
感応部３への白金の添加量を０．３ｗｔ％とした場合に、金の添加量を変化させて、各添加量における電圧計４２のセンサ出力を測定した。なお、感応部３は、主材料としての酸化インジウムに、二酸化スズを１．０ａｔｍ％と、白金を０．３ｗｔ％と、金を所定量とを添加して、上記第１実施形態で説明した製造方法により作製した。また、水素ガスの濃度５０００ｐｐｍの雰囲気ガス中に半導体式ガス検知素子１００を配置した。
【００８９】
〈測定結果・評価〉
図８に示すように、金の添加量が０ｗｔ％の場合、センサ出力が８４ｍＶ（増感率２．０倍）を示し、金の添加量が０．１ｗｔ％の場合、センサ出力が９８ｍＶ（増感率２．４倍）を示し、金の添加量が０．２ｗｔ％の場合、センサ出力が１１３ｍＶ（増感率２．８倍）を示し、金の添加量が０．５ｗｔ％の場合、センサ出力が１２５ｍＶ（増感率３．０倍）を示し、金の添加量が１．０ｗｔ％の場合、センサ出力が１１８ｍＶ（増感率２．９倍）を示し、金の添加量が２．０ｗｔ％の場合、センサ出力が８９ｍＶ（増感率２．２倍）を示した。
【００９０】
金の添加量が０ｗｔ％から０．５ｗｔ％までの範囲で、センサ出力が増加することが分かった。また、金の添加量が０．５ｗｔ％を超えると、センサ出力が増加から低下に転じることが分かった。すなわち、金の添加量が０．５ｗｔ％近傍で、センサ出力がピークとなることが分かった。
【００９１】
以上の結果から、感応部３は、白金を０．３ｗｔ％添加するとともに、金を添加物として添加する場合には、金を０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下だけ添加して形成されていることが好ましい。また、感応部３は、白金を０．３ｗｔ％添加するとともに、金を添加物として添加する場合には、金を０．２ｗｔ％以上１．０ｗｔ％以下だけ添加して形成されていることがより好ましい。
【００９２】
（実施例３−４）
次に、図９を参照して、実施例３−４について説明する。
【００９３】
感応部３への白金の添加量を１．０ｗｔ％とした場合に、金の添加量を変化させて、各添加量における電圧計４２のセンサ出力を測定した。なお、感応部３は、主材料としての酸化インジウムに、二酸化スズを１．０ａｔｍ％と、白金を１．０ｗｔ％と、金を所定量とを添加して、上記第１実施形態で説明した製造方法により作製した。また、水素ガスの濃度５０００ｐｐｍの雰囲気ガス中に半導体式ガス検知素子１００を配置した。
【００９４】
〈測定結果・評価〉
図９に示すように、金の添加量が０ｗｔ％の場合、センサ出力が９３ｍＶ（増感率２．３倍）を示し、金の添加量が０．１ｗｔ％の場合、センサ出力が１０６ｍＶ（増感率２．６倍）を示し、金の添加量が０．２ｗｔ％の場合、センサ出力が１２２ｍＶ（増感率３．０倍）を示し、金の添加量が０．５ｗｔ％の場合、センサ出力が１３５ｍＶ（増感率３．３倍）を示し、金の添加量が１．０ｗｔ％の場合、センサ出力が１２７ｍＶ（増感率３．１倍）を示し、金の添加量が２．０ｗｔ％の場合、センサ出力が１０１ｍＶ（増感率２．５倍）を示した。
【００９５】
金の添加量が０ｗｔ％から０．５ｗｔ％までの範囲で、センサ出力が増加することが分かった。また、金の添加量が０．５ｗｔ％を超えると、センサ出力が増加から低下に転じることが分かった。すなわち、金の添加量が０．５ｗｔ％近傍で、センサ出力がピークとなることが分かった。
【００９６】
以上の結果から、感応部３は、白金を１．０ｗｔ％添加するとともに、金を添加物として添加する場合には、金を０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下だけ添加して形成されていることが好ましい。また、感応部３は、白金を１．０ｗｔ％添加するとともに、金を添加物として添加する場合には、金を０．２ｗｔ％以上１．０ｗｔ％以下だけ添加して形成されていることがより好ましい。
【００９７】
［第２実施形態］
図３および図１０を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、半導体式ガス検知素子１００を基板型で形成した上記第１実施形態とは異なり、半導体式ガス検知素子２００をコイル型により形成する例について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
【００９８】
図１０に示す半導体式ガス検知素子２００は、雰囲気ガスに含まれる被検知ガスとしての揮発性有機化合物を含むガスを検知するように構成されている。具体的には、半導体式ガス検知素子２００は、エタノールガスを検知するように構成されている。
【００９９】
本発明の第２実施形態の半導体式ガス検知素子２００は、コイル２０２と、感応部２０３とを備えている。なお、コイル２０２は、特許請求の範囲の「検知電極」の一例である。
【０１００】
半導体式ガス検知素子２００は、非加熱状態の感応部２０３により被検知ガスを検知可能に構成されている。
【０１０１】
コイル２０２には、検知ガスを検知する際に、電源部４１（図３参照）によりパルス電流が流されるように構成されている。一例ではあるが、コイル２０２は、白金により形成されている。
【０１０２】
感応部２０３は、コイル２０２を覆うように設けられている。感応部２０３は、概して、球形状を有している。一例ではあるが、球形状の感応部２０３は、直径約０．４５ｍｍに形成されている。なお、図１０では、説明の便宜上、感応部の内部を示すために、感応部２０３を半分に分割して示し、感応部２０３の全体の形状を二点鎖線により示している。
【０１０３】
感応部２０３は、主材料として、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）を含んでいる。
【０１０４】
感応部２０３は、副材料として、金属酸化物を含んでいる。金属酸化物は、主材料の酸化インジウムに含まれるインジウムの原子価よりも大きい原子価の金属元素を有している。具体的には、感応部２０３は、副材料の金属酸化物として、二酸化スズ（ＳｎＯ2）を含んでいる。副材料の二酸化スズは、主材料の酸化インジウムに対して、３．０ａｔｍ％含有されている。
【０１０５】
また、感応部２０３は、主材料の酸化インジウムに添加される添加物として、酸化白金（ＰｔＯ）を含んでいる。添加物の酸化白金は、主材料の酸化インジウムに対して、２．０ｗ％含有されている。
【０１０６】
（感応部の製造方法）
次に、図１０に示す感応部２０３の製造方法について説明する。まず、感応部２０３は、主材料としての酸化インジウムの紛体に、副材料としての二酸化スズを３．０ａｔｍ％添加する。次に、添加物としての酸化白金２．０ｗｔ％添加する。次に、エチレングリコール水溶液を加えて、感応部２０３の元となるペースト状の材料を作製する。そして、ペースト状の材料を螺旋形状のコイル２０２を覆うように塗布して、自然乾燥させる。その後、ペースト状の材料を、加熱炉で６００℃に加熱して、約１時間保持することにより焼結させる。以上により、半導体式ガス検知素子２００が得られる。
【０１０７】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【０１０８】
第２実施形態では、上記のように、感応部３は、主材料の酸化インジウムに添加される添加物として、金および白金および酸化白金のうち少なくとも１つを含む。これにより、酸化インジウムに、金、白金および酸化白金のうち少なくとも１つを添加することにより、半導体式ガス検知素子１００の被検知ガスの検知感度を向上させることができる。
【０１０９】
また、第２実施形態では、上記のように、被検知ガスは、エタノールガス（揮発性有機化合物を含むガス）であり、添加物は、酸化白金を含む。これにより、被検知ガスがエタノールガス（揮発性有機化合物を含むガス）である場合に、酸化白金を添加することにより、特に、半導体式ガス検知素子２００の被検知ガスの検知感度を効果的に向上させることができる。
【０１１０】
以下、第２実施形態に対応する実施例４〜６について説明する。
【０１１１】
（実施例４）
次に、図１１を参照して、実施例４について説明する。
【０１１２】
実施例４では、非加熱状態で、半導体式ガス検知素子２００が配置される雰囲気ガスに含まれるエタノールガスの濃度を変化させて、各濃度における電圧計４２のセンサ出力を測定した。なお、感応部２０３は、主材料としての酸化インジウムに、二酸化スズを３．０ａｔｍ％と、酸化白金を２．０ｗｔ％とを添加して、上記第２実施形態で説明した製造方法により作製した。
【０１１３】
〈測定結果・評価〉
図１１に示すように、エタノールガスの濃度が５００ｐｐｍの場合、センサ出力が約４３ｍＶを示し、エタノールガスの濃度が１０００ｐｐｍの場合、センサ出力が約７６ｍＶを示し、エタノールガスの濃度が２０００ｐｐｍの場合、センサ出力が約１１３ｍＶを示し、エタノールガスの濃度が５０００ｐｐｍの場合、センサ出力が約１６５ｍＶを示し、エタノールガスの濃度が１００００ｐｐｍの場合、センサ出力が約１９０ｍＶを示した。
【０１１４】
上記測定結果より、エタノールガスの濃度が１０００ｐｐｍまでは、エタノールガスの濃度とセンサ出力とが、概ね、正比例の関係にあることが分かった。なお、エタノールガスの濃度が約２５０ｐｐｍ以下の複数箇所でもセンサ出力を測定したが、正比例の関係に従って、僅かなエタノールガスの濃度の変化であっても、センサ出力が確実に変化することがわかった。また、非加熱状態であっても、半導体式ガス検知素子２００により、エタノールガスを検知することが可能であることが分かった。
【０１１５】
（実施例５）
次に、図１２を参照して、実施例５について説明する。
【０１１６】
実施例５では、非加熱状態で、シロキサンの濃度が１０ｐｐｍである雰囲気ガス中に、半導体式ガス検知素子２００を配置して、時間（シロキサン曝露時間）に伴う電圧計４２のセンサ出力の変化を観測した。なお、感応部２０３は、主材料としての酸化インジウムに、二酸化スズを３．０ａｔｍ％と、酸化白金を２．０ｗｔ％とを添加して、上記第２実施形態で説明した製造方法により作製した。
【０１１７】
測定は、シロキサンの濃度が１０ｐｐｍである雰囲気ガス中に１００ｐｐｍのエタノールガスを入れた場合と、シロキサンの濃度が１０ｐｐｍである雰囲気ガス中に５００ｐｐｍのエタノールガスを入れた場合と、についてそれぞれ行った。
【０１１８】
〈測定結果・評価〉
図１２に示すように、エタノールガスの濃度が１００ｐｐｍの場合、経過時間が０時間で約７５ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が３０時間で約７５ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が６０時間で約７４ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が９０時間で約７２ｍＶのセンサ出力を示した。
【０１１９】
エタノールガスの濃度が５００ｐｐｍの場合、経過時間が０時間で約１６０ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が３０時間で約１６５ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が５時間で約１６４ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が１０時間で約１６３ｍＶのセンサ出力を示した。
【０１２０】
エタノールガスの濃度が１００ｐｐｍおよび５００ｐｐｍのいずれの場合も、時間経過に伴いセンサ出力がほとんど変化しないことが分かった。したがって、非加熱状態では、シロキサンの感応部への影響（被毒）がほとんどない、または、全くないことが分かった。
【０１２１】
（比較例）
次に、図１３を参照して、比較例について説明する。
【０１２２】
比較例では、従来の半導体式ガス検知素子を用いて、感応部を約３５０℃に加熱するとともに、シロキサンの濃度が１０ｐｐｍである雰囲気ガス中に、従来の半導体式ガス検知素子を配置して、時間（シロキサン曝露時間）に伴う電圧計センサ出力の変化を観測した。なお、感応部は、酸化スズを主材料とする。
【０１２３】
測定は、シロキサンの濃度が１０ｐｐｍである雰囲気ガス中に１００ｐｐｍのエタノールガスを入れた場合と、シロキサンの濃度が１０ｐｐｍである雰囲気ガス中に５００ｐｐｍのエタノールガスを入れた場合と、についてそれぞれ行った。
【０１２４】
〈測定結果・評価〉
図１３に示すように、エタノールガスの濃度が１００ｐｐｍの場合、経過時間が０時間で約９８ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が２時間で約１５５ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が５時間で約１７５ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が１０時間で約２００ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が１５時間で約２００ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が２０時間で約１８０ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が３０時間で約１５５ｍＶのセンサ出力を示した。
【０１２５】
エタノールガスの濃度が５００ｐｐｍの場合、経過時間が０時間で約１７７ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が２時間で約２２０ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が５時間で約２３０ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が１０時間で約２４０ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が１５時間で約２３０ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が２０時間で約２２０ｍＶのセンサ出力を示し、経過時間が３０時間で約１６５ｍＶのセンサ出力を示した。
【０１２６】
エタノールガスの濃度が１００ｐｐｍおよび５００ｐｐｍのいずれの場合も、時間経過が１０時間になるまでは、センサ出力が大幅に増加することが分かった。また、エタノールガスの濃度が１００ｐｐｍの場合、時間経過が１５時間を超えると、センサ出力が大幅に低下することが分かった。また、エタノールガスの濃度が５００ｐｐｍの場合、時間経過が１０時間を超えると、センサ出力が大幅に低下することが分かった。したがって、加熱状態では、シロキサンの感応部への影響（被毒）が大きいことが分かった。
【０１２７】
（実施例６）
次に、図１４を参照して、実施例６について説明する。
【０１２８】
感応部２０３への酸化白金の添加量を変化させて、各添加量における電圧計４２のセンサ出力を測定した。なお、感応部２０３は、主材料としての酸化インジウムに、二酸化スズを３．０ａｔｍ％と、酸化白金を所定量とを添加して、上記第２実施形態で説明した製造方法により作製した。また、エタノールガスの濃度２００ｐｐｍの雰囲気ガス中に半導体式ガス検知素子２００を配置した。
【０１２９】
図１４に示す増感率（倍）とは、感応部２０３に酸化白金を添加しない場合のセンサ出力に対して、感応部２０３に酸化白金の少なくとも一方を添加した場合のセンサ出力が何倍になるかを示す値である。
【０１３０】
〈測定結果・評価〉
図１４に示すように、酸化白金の添加量が０ｗｔ％の場合、センサ出力が３８ｍＶ（増感率の基準）を示し、酸化白金の添加量が０．５ｗｔ％の場合、センサ出力が７６ｍＶ（増感率２．０倍）を示し、酸化白金の添加量が１．０ｗｔ％の場合、センサ出力が１０３ｍＶ（増感率２．７倍）を示し、酸化白金の添加量が２．０ｗｔ％の場合、センサ出力が１１４ｍＶ（増感率３．０倍）を示し、酸化白金の添加量が５．０ｗｔ％の場合、センサ出力が１０８ｍＶ（増感率２．８倍）を示し、酸化白金の添加量が１０．０ｗｔ％の場合、センサ出力が８６ｍＶ（増感率２．３倍）を示した。
【０１３１】
酸化白金の添加量が０ｗｔ％から増加するにつれて、センサ出力が増加することが分かった。また、酸化白金の添加量が２．０ｗｔ％を超えると、センサ出力が増加から低下に転じることが分かった。すなわち、酸化白金の添加量が２．０ｗｔ％近傍で、センサ出力がピークとなることが分かった。
【０１３２】
以上の結果から、感応部２０３は、酸化白金を添加物として添加する場合には、酸化白金を０．５ｗｔ％以上１０．０ｗｔ％以下だけ添加して形成されていることが好ましい。また、感応部２０３は、酸化白金を添加物として添加する場合には、酸化白金を１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下だけ添加して形成されていることがより好ましい。
【０１３３】
（変形例）
なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【０１３４】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、金属酸化物として二酸化スズを主材料に加えた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、主材料の酸化インジウムのインジウムよりも原子価が大きい原子価の金属元素を有する金属酸化物であれば、二酸化スズ以外の金属酸化物を主材料に加えてもよい。たとえば、三酸化タングステン（ＷＯ3）や、五酸化二アンチモン（Ｓｂ2Ｏ5）を主材料に加えてもよい。
【０１３５】
また、上記第１および第２実施形態では、素子抵抗（合成抵抗）Ｒｓと感応部の抵抗Ｒｃとの間に、非加熱状態で、Ｒｓ≦０．９５×Ｒｃの関係が成り立つように感応部を形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、非加熱状態で、抵抗Ｒｃの変動を、素子抵抗Ｒｓの変動として取り出すことができるのであれば、Ｒｓが０．９５×Ｒｃよりも大きくなってもよい。
【０１３６】
また、上記第１実施形態では、基板型の半導体式ガス検知素子により、水素ガスを検知するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、基板型の半導体式ガス検知素子により、エタノールガスを含むＶＯＣガスなどを検知するように構成してもよい。
【０１３７】
また、上記第２実施形態では、コイル型の半導体式ガス検知素子により、エタノールを検知するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、コイル型の半導体式ガス検知素子により、水素ガスなどを検知するように構成してもよい。
【０１３８】
また、上記第１実施形態では、基板型の半導体式ガス検知素子の検知電極が２つの端子を含むように構成（２端子型に構成）した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、基板型の半導体式ガス検知素子の検知電極が３つ以上の端子を含むように構成してもよい。
【０１３９】
また、上記第１および第２実施形態では、感応部が検知電極（コイル）の全体を覆うように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、感応部が検知電極（コイル）の一部を覆うように構成してもよい。
【０１４０】
上記第１および第２実施形態では、それぞれ、主材料に酸化スズを１．０ａｔｍ％および３．０ａｔｍ％添加した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、主材料への酸化スズの添加量は、１．０ａｔｍ％および３．０ａｔｍ％でなくてもよい。たとえば、酸化スズの添加量を、２．０ａｔｍ％としてもよい。
【０１４１】
上記第１および第２実施形態では、感応部のペースト状の材料を作製する際に、エチレングリコール水溶液を用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、主材料の紛体をペースト状できるのであれば、水などのエチレングリコール水溶液以外の液体を用いてもよい。
【０１４２】
上記第１および第２実施形態では、主材料および金属酸化物に対して、添加物として、金および白金を加えた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、主材料および金属酸化物に対して、添加物として、金および白金のいずれか一方のみを加えてもよい。
【符号の説明】
【０１４３】
２  検知電極
３、２０３  感応部
２２  端子
１００、２００  半導体式ガス検知素子
２０２  コイル（検知電極）
【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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