(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性ガスを検出する接触燃焼式ガスセンサであって、
基板上に形成された第１のヒータと、前記第１のヒータ上に形成され、前記可燃性ガスの燃焼触媒を担持した担体を含むガス反応膜と、複数の熱電対を直列接続した第１のサーモパイルと、を有するガス検出部と、
前記基板上に形成された第２のヒータと、複数の熱電対を直列接続した第２のサーモパイルと、を有する補償部と、
を備え、
前記ガス反応膜の近傍に形成された前記第１のサーモパイルの温接点は、冷接点よりも前記ガス反応膜に近い位置に配置され、
前記第２のヒータの近傍に形成された前記第２のサーモパイルの温接点は、冷接点よりも前記第２のヒータに近い位置に配置され、
前記第１のサーモパイルを構成する２つのサーモパイルを接続する第１の接続線と、前記第２のサーモパイルを構成する２つのサーモパイルを接続する第２の接続線とは、それぞれ、前記ガス検出部と前記補償部との境界に沿って形成されている、
接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項２】
請求項１記載の接触燃焼式ガスセンサであって、さらに、
前記基板に設けられた断熱部と、
前記ガス検出部と前記補償部との境界部の下において、前記断熱部が形成されていない放熱部と、
を備えており、
前記第１および第２のヒータと、前記ガス反応膜と、前記第１および第２のサーモパイルの温接点とは、前記断熱部上に配置され、
前記放熱部は、前記ガス反応膜において発生した熱を前記接触燃焼式ガスセンサの外部に放出する、
接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項３】
請求項２記載の接触燃焼式ガスセンサであって、
前記断熱部は、前記基板自体に設けられた第１の空洞部と、前記基板上に形成された第２の空洞部と、前記第１の空洞部に埋め込まれた多孔質材または樹脂と、前記基板上に形成された多孔質膜または樹脂膜と、前記基板自体に形成された多孔質部と、のいずれかである、
接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか記載の接触燃焼式ガスセンサであって、
前記第１および第２のヒータと、前記第１および第２のヒータに通電するための配線は、前記ガス検出部と前記補償部とを跨がないように形成されている、
接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか記載の接触燃焼式ガスセンサであって、
前記第１および第２のサーモパイルを構成する熱電対は、互いに異なる材料で形成された第１と第２の熱電素子を有しており、
前記第１および第２のサーモパイルを構成する熱電対のうち、前記直列接続の末端に位置する前記第１の熱電素子がフロート状態で接続されている、
接触燃焼式ガスセンサ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか記載の接触燃焼式ガスセンサであって、
前記補償部は、さらに、前記可燃性ガスの燃焼触媒を担持していない担体を含む参照膜を有しており、
前記参照膜は、前記第２のヒータ上の前記第２のサーモパイルの温接点の近傍を含む領域に形成されている、
接触燃焼式ガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可燃性ガスを検出する接触燃焼式ガスセンサにおいて、可燃性ガスの検出感度をより高くする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水素等の可燃性ガスを検出するガスセンサとして、触媒を用いて可燃性ガスを燃焼させ、燃焼熱による触媒温度の上昇を電気的に検出する接触燃焼式ガスセンサが使用されてきている。このような接触燃焼式ガスセンサにおいても、種々のセンサと同様に、検出感度をより高くすることが常に求められており、様々な方法により高感度化が図られている。例えば、特許文献１では、低濃度の可燃性ガスや感度の低い可燃性ガスに対してガス検出感度を高めるため、可燃性ガスの燃焼に対して触媒として作用する触媒層の近傍に可燃性ガスの燃焼を促すためのヒータを形成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−９９８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、リークテストに使用されるヘリウム（Ｈｅ）は、供給不足の状態が続き、さらには、近い将来において枯渇することが懸念されている。そこで、Ｈｅに替えて水素を用いてリークテストを行うため、検出感度の高いガスセンサが求められている。しかしながら、様々な方法により高感度化が行われているものの、従来の接触燃焼式ガスセンサでは、その検出感度はリークテストに使用するために十分とは言えなかった。また、リークテスト用に限らず、一般的に、検出感度をより高くすることは、可燃性ガスのセンサに対して常に求められている課題である。
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、可燃性ガスを検出する接触燃焼式ガスセンサにおいて、可燃性ガスの検出感度をより高くする技術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】
【０００６】
上記課題の少なくとも一部を達成するために、本発明の接触燃焼式ガスセンサは、前記基板上に形成された第１のヒータと、前記第１のヒータ上に形成され、可燃性ガスの燃焼触媒を担持した担体を含むガス反応膜と、複数の熱電対を直列接続した第１のサーモパイルと、を有するガス検出部と、前記基板上に形成された第２のヒータと、複数の熱電対を直列接続した第２のサーモパイルと、を有する補償部と、を備え、前記ガス反応膜の近傍に形成された前記第１のサーモパイルの温接点は、冷接点よりも前記ガス反応膜に近い位置に配置され、前記第２のヒータの近傍に形成された前記第２のサーモパイルの温接点は、冷接点よりも前記第２のヒータに近い位置に配置され、前記第１のサーモパイルを構成する２つのサーモパイルを接続する第１の接続線と、前記第２のサーモパイルを構成する２つのサーモパイルを接続する第２の接続線とは、それぞれ、前記ガス検出部と前記補償部との境界に沿って形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、第１のヒータを発熱させることにより、ガス反応膜が有する燃焼触媒の活性を高くすることができるとともに、第２のヒータを発熱させることにより、第２のヒータ近傍の温度を、可燃性ガスが存在しない場合におけるガス反応膜の温度と略同等にすることができる。そのため、ガス反応膜と第２のヒータ近傍との温度差を求め、外的要因によるガス反応膜の温度変化を補償することができる。そして、温接点によりガス反応膜の近傍および第２のヒータの近傍の温度を測定する第１および第２のサーモパイルのそれぞれを２つのサーモパイルで構成し、２つのサーモパイルを接続する接続線をガス検出部と補償部との境界に沿って形成することにより、ガス検出部と補償部とが熱的に分離され、ガス反応膜における触媒燃焼で生じた熱による補償部の温度上昇が抑制される。これにより、外的要因によるガス反応膜の温度変化をより正確に補償し、可燃性ガスの濃度に対応したガス反応膜の温度上昇量をより正確に求めることが可能となるので、可燃性ガスの検出感度をより高くすることができる。また、熱電対を直列接続することにより、その両端の電圧として出力される、ガス反応膜や第２のヒータの温度を表す信号を十分に大きくすることができる。そのため、ガス反応膜および第２のヒータの温度をより正確に測定することが可能となるので、可燃性ガスの検出感度をより高くすることができる。
【０００８】
前記接触燃焼式ガスセンサは、さらに、前記基板に設けられた断熱部と、前記ガス検出部と前記補償部との境界部の下において、前記断熱部が形成されていない放熱部と、を備えており、前記第１および第２のヒータと、前記ガス反応膜と、前記第１および第２のサーモパイルの温接点とは、前記断熱部上に配置され、前記放熱部は、前記ガス反応膜において発生した熱を前記接触燃焼式ガスセンサの外部に放出するものとしてもよい。
【０００９】
放熱部は、所望の形状に断熱部を形成することにより形成される。そのため、ガス検出部と補償部とを熱的に分離する構造をより容易に形成することが可能となる。また、ガス検出部と補償部とを近接配置できるため、ガスセンサの小型化および小型化による低コスト化を図ることができる。
【００１０】
前記第１および第２のヒータと、前記第１および第２のヒータに通電するための配線は、前記ガス検出部と前記補償部とを跨がないように形成されているものとしても良い。
【００１１】
一般に、ヒータやヒータに通電するための配線は、熱伝導度が高い。そのため、ヒータやヒータに通電するための配線を、ガス検出部と補償部とを跨がないように形成することにより、ガス検出部と補償部との熱的な分離状態をより良好に維持することができる。
【００１４】
前記第１および第２のサーモパイルを構成する熱電対は、互いに異なる材料で形成された第１と第２の熱電素子を有しており、前記第１および第２のサーモパイルを構成する熱電対のうち、前記直列接続の末端に位置する前記第１の熱電素子がフロート状態で接続されているものとしても良い。
【００１５】
この構成によれば、可燃性ガス濃度に対応した信号を直接出力することができるので、可燃性ガスの検出回路をより簡単にすることが可能となる。
【００１６】
前記補償部は、さらに、前記可燃性ガスの燃焼触媒を担持していない担体を含む参照膜を有しており、前記参照膜は、前記第２のヒータ上の前記第２のサーモパイルの温接点の近傍を含む領域に形成されているものとしても良い。
【００１７】
参照膜を形成することにより、ガス反応膜と第２のヒータ近傍との熱容量が近くなるので、外的要因によりガス反応膜と第２のヒータ近傍の温度差の発生が抑制される。そのため、より正確に外的要因によるガス反応膜の温度変化を補償することができるので、可燃性ガスの検出感度をより高くすることができる。
【００１８】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、ガスセンサ、そのガスセンサを利用したセンサモジュール、そのセンサモジュールを使用した可燃ガス検出装置および可燃ガス検出システム、それらのガスセンサ、センサモジュールおよび可燃ガス検出装置を用いたリークテスト装置やリークテストシステム等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態におけるセンサモジュールの構成を示す説明図。
【図２】ガスセンサの構造を示す説明図
【図３】ガスセンサの機能的な構成を示す説明図。
【図４】第２実施形態におけるガスセンサの構造を示す説明図。
【図５】第３実施形態におけるガスセンサの構造を示す説明図。
【図６】第４実施形態におけるガスセンサの構造を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．センサモジュール：
図１は、本発明の第１実施形態における接触燃焼式ガスセンサモジュール１０（以下、単に「センサモジュール１０」とも呼ぶ）の構成を示す説明図である。図１（ａ）は、センサモジュール１０の断面を示している。第１実施形態のセンサモジュール１０では、センサチップ１００が、ヘッダ１１とキャップ１２とからなるパッケージ１９内に実装されている。キャップ１２は、例えば、ステンレス鋼や真鍮等の焼結金属、ステンレス鋼等からなる金網、あるいは、多孔質セラミックスで形成されている。これにより、パッケージ１９内外の通気性が確保されるとともに、センサチップ１００の汚染が抑制され、また、センサモジュール１０自体の防爆化が図られている。センサチップ１００は、その基板１１０がダイボンド材１５によりヘッダ１１に接着されることにより、ヘッダ１１に固定されている。
【００２１】
図１（ｂ）は、ヘッダ１１に固定されたセンサチップ１００を上面から見た様子を示している。なお、図１（ｂ）における一点鎖線は、図１（ａ）で示した断面の位置を示している。センサチップ１００の上面には、導電膜が露出したボンディングパッド１９１〜１９４が形成されている。このボンディングパッド１９１〜１９４と、封止材１３を介してヘッダ１１に取り付けられた端子１４とをワイヤ１６で接続することにより、センサチップ１００は外部の回路に接続される。
【００２２】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、センサチップ１００の上面には、可燃性ガスを触媒燃焼させるためのガス反応膜１６１と、比較のための参照膜１６２とが設けられている。可燃性ガスがキャップ１２を透過してセンサチップ１００に到達すると、ガス反応膜１６１では、可燃性ガスが触媒燃焼し、可燃性ガスの濃度に応じた量の熱が発生する。そのため、ガス反応膜１６１は、可燃性ガスの濃度に応じて温度が上昇する。一方、参照膜１６２は、触媒燃焼による温度上昇が発生しない。詳細については後述するが、センサチップ１００は、ガス反応膜１６１と参照膜１６２とのそれぞれの温度を表す信号を出力する。これらの出力信号に基づいて、可燃性ガスの触媒燃焼により温度上昇するガス反応膜１６１と、可燃性ガスによる温度上昇がない参照膜１６２との温度差を求めることにより、雰囲気中の可燃性ガスの濃度を測定することができる。なお、このように、センサチップ１００は、センサモジュール１０において、ガスを検出する機能を担っているので、ガスセンサそのものであると謂える。そのため、以下では、センサチップ１００を単に「ガスセンサ１００」と呼ぶ。
【００２３】
Ａ２．ガスセンサ：
図２は、ガスセンサ１００の構造を示す説明図である。図２（ａ）は、ガスセンサ１００を上面から見た様子を示しており、図２（ｂ）および図２（ｃ）は、それぞれ、図２（ａ）の切断線Ａ−Ａ’および切断線Ｂ−Ｂ’におけるガスセンサ１００の断面を示している。
【００２４】
ガスセンサ１００は、２つの空洞部１１７，１１８が設けられた基板１１０と、基板１１０の上面に形成された絶縁膜１２０とを有している。絶縁膜１２０上には、ガスの検出機能を実現するための構造（後述する）を形成する複数の膜（機能膜）が積層されている。具体的には、絶縁膜１２０上には、半導体膜１３０と、導電膜１４０と、保護膜１５０と、ガス反応膜１６１もしくは参照膜１６２とが、この順で積層されている。これらの機能膜のうち、半導体膜１３０と、導電膜１４０と、保護膜１５０とは、半導体デバイスの製造方法として周知の技術を用いて形成することができる。なお、絶縁膜１２０および絶縁膜１２０上に積層される機能膜は、ガスセンサの製造工程や構造の変更に伴い、適宜追加あるいは省略される。
【００２５】
ガスセンサ１００の作製工程では、まず、空洞部１１７，１１８を有さないシリコン（Ｓｉ）基板を準備する。次いで、準備したＳｉ基板上に、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）およびＳｉＯ２をこの順に成膜することにより、絶縁膜１２０を形成する。なお、絶縁膜１２０を、ＳｉＯ２とＳｉ３Ｎ４との多層膜とせず、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）の単層膜とすることも可能である。絶縁膜１２０を形成した後、ポリシリコンの成膜・パターニングを行うことにより、半導体膜１３０を形成する。半導体膜１３０を形成する材料として、ポリシリコンに替えて、鉄シリサイド（ＦｅＳｉ２）、シリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）あるいはビスマス・アンチモン（ＢｉＳｂ）等の種々の半導体を用いても良い。次いで、白金（Ｐｔ）の成膜・パターニングを行うことにより、導電膜１４０を形成する。導電膜１４０を形成する材料として、Ｐｔに替えて、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）あるいはＡｌ合金等、種々の金属や合金を用いても良い。また、導電膜１４０の少なくとも一方の面に、チタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）からなる密着層を形成しても良い。導電膜１４０を形成した後、ＳｉＯ２の成膜・パターニングを行うことにより、保護膜１５０を形成する。パターニングにより保護膜１５０に開口部（コンタクトホール）１５１〜１５４を設けることにより、導電膜１４０が露出したボンディングパッド１９１〜１９４が形成される。
【００２６】
保護膜１５０を形成した後、基板１１０に設けられる空洞部１１７，１１８を形成する。空洞部１１７，１１８の形成に際しては、まず、基板の機能膜１３０，１４０，１５０が形成されていない面（裏面）を研磨する。研磨により基板を所望の厚さにした後、裏面をエッチングすることにより、空洞部１１７，１１８を形成する。空洞部１１７，１１８の形成は、ドライエッチングと、ウェットエッチングとのどちらによっても行うことができる。ドライエッチングを行う場合には、Ｃ４Ｆ８プラズマによるパッシベーションと、ＳＦ６プラズマによるエッチングとのステップを短い時間間隔で繰り返すエッチング方法（いわゆるボッシュプロセス）を用いるのが好ましい。また、ウェットエッチングを行う場合には、結晶異方性エッチングを行うのが好ましい。空洞部１１７，１１８を形成することにより、外枠部１１１と、２つの空洞部１１７，１１８を隔てる板状部１１２とを備える基板１１０が形成される。また、空洞部１１７，１１８を形成することにより、絶縁膜１２０が裏面側において露出したメンブレン１２１，１２２が形成される。なお、図２から明らかなように、メンブレン１２１，１２２は、空洞部１１７，１１８を渡るように形成されている。
【００２７】
空洞部１１７，１１８の形成後、保護膜１５０上に、ガス反応膜１６１および参照膜１６２を形成する。ガス反応膜１６１および参照膜１６２は、担体であるアルミナ粒子を含むペーストを保護膜上に塗布し、その後焼成することにより形成することができる。ペーストの塗布は、ディスペンサによる塗布技術やスクリーン印刷技術を用いて行うことができる。ガス反応膜１６１を形成するためのペーストには、燃焼触媒としてのＰｔ微粒子を担持させたアルミナ粒子を用いる。一方、参照膜１６２を形成するためのペーストには、触媒を担持させないアルミナ粒子を用いる。なお、ガス反応膜１６１に使用する燃焼触媒として、Ｐｔ微粒子に替えて、パラジウム（Ｐｄ）微粒子を用いることも可能である。また、参照膜１６２の比熱をガス反応膜１６１に近づけるため、参照膜１６２を形成するためのペーストに酸化銅（ＣｕＯ）等の金属酸化物を混ぜても良い。さらに、参照膜１６２に含まれる担体に、特定のガスについて選択的に触媒として作用する燃焼触媒（例えば、Ａｕの超微粒子）を担持するものとしても良い。この場合においても、当該特定のガス以外の可燃性ガスに関しては、参照膜１６２の担体には燃焼触媒が担持されていないと謂うことができる。
【００２８】
図３は、ガスセンサ１００の機能的な構成を示す説明図である。図３（ａ）は、図２（ａ）と同様に、ガスセンサ１００を上面から見た様子を示している。但し、図３（ａ）および図３（ｂ）においては、図示の便宜上、保護膜１５０のハッチングを省略している。図３（ｂ）は、図３（ａ）において二点鎖線で囲んだ領域の拡大図である。
【００２９】
ガスセンサ１００は、ガスの検出機能を実現するための構造として、４つのサーモパイルＴＰ１〜ＴＰ４と、導電膜１４０（図２）として形成された２つのヒータ１４１，１４２および各部を接続する配線１４４，１４５，１４６と、ヒータ１４１，１４２の上部にそれぞれ形成されたガス反応膜１６１および参照膜１６２とを有している。なお、図３（ａ）に示すように、ガス反応膜１６１、参照膜１６２およびヒータ１４１，１４２は、メンブレン１２１，１２２上に形成されている。メンブレン１２１，１２２は、一般に薄く（約１〜５μｍ）形成されるので、メンブレン１２１，１２２自体の熱容量は小さい。また、メンブレン１２１，１２２の下面には、熱を伝達しない空洞部１１７，１１８が形成されている。このように、ガス反応膜１６１を空洞部１１７，１１８上に形成された熱容量が小さいメンブレン１２１の上部に形成することにより、ガス反応膜１６１における可燃性ガスの触媒燃焼で発生する熱量が少ない場合においても、ガス反応膜１６１の温度を十分に上昇させることができる。そのため、ガスセンサ１００における可燃性ガスの検出感度をより高くすることができる。なお、メンブレン１２１，１２２の下面に形成された空洞部１１７，１１８は、熱を伝達しないので、断熱部とも言うことができる。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、ガスセンサ１００は、図３（ａ）において上下方向（以下、「縦方向」と謂う）に伸びる中心線Ｃ１に対して、略対称に形成されている。また、サーモパイルＴＰ１〜ＴＰ４は、図３（ａ）において左右方向（以下、「横方向」と謂う）に伸びる中心線Ｃ２に対して、略対称に形成されている。以下では、必要性がない限り、このように対称性を有する部分については、その１つについてのみ説明する。なお、後述するように、ガスセンサ１００のうち、中心線Ｃ１の左側の部分は、ガス反応膜１６１の温度を表す信号（すなわち、雰囲気中の可燃性ガスの濃度に応じた信号）を出力するように構成されており、中心線Ｃ１の右側の部分は外的要因によるガス反応膜１６１の温度変化を補償するための信号を出力する。そのため、中心線Ｃ１の左側の部分は、ガスを検出するガス検出部とも謂うことができ、中心線Ｃ１の右側の部分は外的要因による出力変動を補償する補償部とも謂うことができる。
【００３１】
サーモパイルＴＰ１は、図３（ｂ）に示すように、半導体膜１３０（図２）として形成された半導体熱電素子１３１と、導電膜１４０として形成された金属熱電素子１４３とを有している。サーモパイルＴＰ１では、縦方向に伸びる半導体熱電素子１３１および金属熱電素子１４３が横方向に複数配列されている。金属熱電素子１４３は、ガス反応膜１６１の下部と、基板１１０（図２（ｂ））の外枠部１１１の上部とにおいて、隣接する半導体熱電素子１３１に接続されている。これにより、半導体熱電素子１３１および金属熱電素子１４３は、温接点ＨＪと冷接点ＣＪとを有する熱電対として機能し、冷接点ＣＪを基準としたガス反応膜１６１の温度を表す電圧を出力する。冷接点ＣＪは、ダイボンド材１５（図１）を介してヘッダ１１に接着された外枠部１１１（すなわち、断熱部である空洞部１１７，１１８が設けられていない領域）の上部に形成されているので、ヘッダ１１と略同温度となる。そのため、ガス反応膜１６１の温度の測定基準は、ヘッダ１１の温度、すなわち、環境温度となる。このように、サーモパイルＴＰ１，ＴＰ２の温接点ＨＪは、ガス反応膜１６１の温度を測定する機能を有し、同様に、サーモパイルＴＰ３，ＴＰ４の温接点ＨＪは、参照膜１６２の温度を測定する機能を有する。そのため、これらのサーモパイルＴＰ１〜ＴＰ４の温接点ＨＪは、測温素子とも謂うことができる。なお、図３の例では、温接点ＨＪは、ガス反応膜１６１および参照膜１６２の下に形成されているが、一般に、温接点ＨＪは、ガス反応膜１６１および参照膜１６２の近傍に形成されていればよい。このようにしても、温接点ＨＪによりガス反応膜１６１および参照膜１６２の温度を測定することができる。
【００３２】
サーモパイルＴＰ１を構成する半導体熱電素子１３１のうち、中心線Ｃ１側（内側）の半導体熱電素子１３１は、導電膜１４０として形成された接続線１４４により、中心線Ｃ２に対して略対称に形成されたサーモパイルＴＰ２に接続される。一方、中心線Ｃ１とは反対側（外側）の金属熱電素子１４３は、ボンディングパッド１９３と連続するように形成されている。接続線１４４は、基板１１０（図２（ｂ））の外枠部１１１を跨ぎ、サーモパイルＴＰ２における内側の金属熱電素子１４３と連続するように形成されている。また、サーモパイルＴＰ２における外側の半導体熱電素子１３１は、横方向に拡がるグランド配線１４５に接続されている。これにより、グランド配線１４５上のボンディングパッド１９１と、サーモパイルＴＰ１に接続されたボンディングパッド１９３との間では、ガス反応膜１６１の下部に配置された温接点ＨＪと、外枠部１１１の上部に配置された冷接点ＣＪとを有する熱電対が直列接続される。このように、熱電対が直列接続されることにより、２つのボンディングパッド１９１，１９３間の電圧、すなわち、ガス反応膜１６１の温度を表す出力信号を十分に大きくすることができる。また、同様にして、参照膜１６２の温度を表す出力信号を十分に大きくすることができるので、ガス反応膜１６１および参照膜１６２の温度をより正確に測定することができる。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、ヒータ１４１，１４２は、ガス反応膜１６１の下部の、２つのサーモパイルＴＰ１，ＴＰ２の間に配置されている。このヒータ１４１，１４２は、グランド配線１４５と、横方向に拡がるヒータ配線１４６との間の線幅の狭い領域として形成され、ガスセンサ１００の外周側から、グランド配線１４５およびヒータ配線１４６に接続されている。これらのヒータ１４１，１４２は、グランド配線１４５上のボンディングパッド１９１と、ヒータ配線１４６上のボンディングパッド１９２との間に電圧を印加してヒータ１４１，１４２に通電することにより発熱する。ヒータ１４１，１４２に通電するためのグランド配線１４５とヒータ配線１４６とは、いずれも、外枠部１１１上に配置されているので、これらの配線は、空洞部１１７，１１８およびメンブレン１２１，１２２の上において、中心線Ｃ１の左側のガス検出部と、中心線Ｃ１の右側の補償部とを跨がない。なお、第１実施形態では、導電膜１４０として形成したヒータ１４１，１４２を用いているが、半導体膜としてヒータを形成することも可能である。
【００３４】
ヒータ１４１を発熱させると、ガス反応膜１６１の温度が上昇する。これにより、ガス反応膜１６１が有する触媒の活性が高くなり、ガス反応膜１６１における可燃性ガスの触媒燃焼が促進されるので、ガスセンサ１００における可燃性ガスの検出感度が高くなる。また、可燃性ガスとして水素ガス（Ｈ２）を検出する場合、ガス反応膜１６１における触媒燃焼により水（Ｈ２Ｏ）が生成される。このとき、ガス反応膜１６１の温度が低いと、生成されたＨ２Ｏが凝結してガス反応膜１６１が濡れ、検出感度が低下する虞がある。第１実施形態では、ヒータ１４１によりガス反応膜１６１を加熱することにより、生成されたＨ２Ｏによる検出感度の低下を抑制することが可能となる。また、参照膜１６２は、ガス反応膜１６１と同様にヒータ１４２により加熱されるので、雰囲気に可燃性ガスが含まれない場合、ガス反応膜１６１と参照膜１６２とは、略同温度となる。そのため、ガス反応膜１６１と参照膜１６２とのそれぞれの温度を表す出力信号の差を求めることにより、外的要因によるガス反応膜１６１の温度変化を補償し、可燃性ガスの濃度に対応したガス反応膜１６１の温度上昇量をより正確に求めることが可能となる。
【００３５】
第１実施形態のガスセンサ１００では、ガス反応膜１６１と参照膜１６２とを、それぞれ分離した２つの空洞部１１７，１１８上に形成している。そして、２つの空洞部１１７，１１８の間の板状部１１２は、図１（ａ）に示すように、ダイボンド材１５を介して、パッケージ１９のヘッダ１１に接着されている。そのため、可燃性ガスの燃焼によりガス反応膜１６１で生じた熱は、その大部分が板状部１１２とダイボンド材１５とを介してヘッダ１１に伝達される。これにより、ガス反応膜１６１で生じた熱は、ガスセンサ１００の外部に放出され、参照膜１６２側にはほとんど伝達されず、ガス検出部と補償部とが熱的に分離される。なお、板状部１１２は、ガス反応膜１６１で生じた熱をガスセンサ１００の外部に放出する機能を有しているので、放熱部と謂うことができる。このような放熱部は、必ずしも板状である必要はなく、また、外枠部１１１を渡るように形成されている必要はない。一般的には、ガス反応膜１６１で生じた熱をガスセンサ１００の外部に放出する放熱部は、基板としてガス検出部と補償部との境界部である中心線Ｃ１の下に形成されていればよい。
【００３６】
さらに、第１実施形態のガスセンサ１００では、２つのヒータ１４１，１４２は、それぞれ別個に形成されている。また、ヒータ１４１，１４２に通電するための配線は、上述の通り、空洞部１１７，１１８およびメンブレン１２１，１２２の上において、ガス検出部と補償部とを跨がない。そのため、ヒータ１４１，１４２、グランド配線１４４およびヒータ配線１４６は、熱伝導度の高い導電膜１４０として形成されているが、ガス反応膜１６１で生じた熱を参照膜１６２にほとんど伝達しない。これにより、ガス検出部と補償部との熱的な分離状態がより良好に維持される。
【００３７】
このように第１実施形態によれば、ガス検出部と補償部とを熱的に分離することにより、ガス反応膜１６１で生じた熱による参照膜１６２の温度上昇が抑制される。そのため、外的要因によるガス反応膜１６１の温度変化をより正確に補償し、可燃性ガスの濃度に対応したガス反応膜１６１の温度上昇量をより正確に求めることが可能となるので、可燃性ガスの検出感度をより高くすることができる。
【００３８】
Ｂ．第２実施形態：
図４は、第２実施形態におけるガスセンサ１００ａの構造を示す説明図である。図４（ａ）は、ガスセンサ１００ａを上面から見た様子を示しており、図４（ｂ）および図４（ｃ）は、それぞれ、図４（ａ）の切断線Ａ−Ａ’および切断線Ｄ−Ｄ’におけるガスセンサ１００ａの断面を示している。なお、図４（ａ）においても、図３と同様に、保護膜１５０ａのハッチングを省略している。
【００３９】
第２実施形態のガスセンサ１００ａは、基板１１０ａに単一の空洞部１１９を形成している点と、絶縁膜１２０ａおよび保護膜１５０ａのそれぞれにスリット穴１２９，１５９を形成している点と、スリット穴１２９，１５９の形成に合わせて、導電膜１４０ａとして形成される接続線１４４ａの位置を変更している点とで、第１実施形態のガスセンサ１００と異なっている。他の点は、第１実施形態のガスセンサ１００と同様である。
【００４０】
絶縁膜１２０ａおよび保護膜１５０ａへのスリット穴１２９，１５９の形成は、保護膜１５０ａとなるＳｉＯ２膜の成膜後、ＳｉＯ２とＳｉ３Ｎ４とを選択的にエッチングすることにより、コンタクトホール１５１〜１５４の形成と同時に行うことができる。このような選択的なエッチングは、例えば、ＣＨＦ３等のプラズマによるエッチングにより行うことが可能である。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、スリット穴１２９，１５９は、ガス検出部（切断線Ｄ−Ｄ’の左側）と補償部（切断線Ｄ−Ｄ’の右側）との境界に沿って、基板１１０ａの外枠部１１１を跨ぐように形成されている。これにより、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、空間的に分離した２つのメンブレン１２１ａ，１２２ａが形成される。そのため、第２実施形態のガスセンサ１００ａにおいても、ガス検出部と補償部とが熱的に分離され、ガス反応膜１６１で生じた熱による参照膜１６２の温度上昇が抑制される。これにより、外的要因によるガス反応膜１６１の温度変化をより正確に補償し、可燃性ガスの濃度に対応したガス反応膜１６１の温度上昇量をより正確に求めることが可能となるので、可燃性ガスの検出感度をより高くすることができる。但し、スリット穴は、ガス反応膜１６１と参照膜１６２との間に設けられていれば、必ずしも外枠部１１１を跨ぐ必要はない。
【００４２】
なお、第２実施形態のガスセンサ１００ａでは、絶縁膜１２０ａおよび保護膜１５０ａにスリット穴１２９，１５９を形成しているが、スリット穴１２９，１５９を形成しないものとしても良い。この場合、ガス反応膜１６１と参照膜１６２とは、単一のメンブレン上に配置される。しかしながら、図４に示すように、第２実施形態のガスセンサ１００ａにおいても、ガス検出部と補償部との境界に沿って、空洞部１１９を跨ぐように接続線１４４ａが形成されている。この接続線１４４ａは熱伝導度の高い導電膜１４０ａとして形成されているので、ガス反応膜１６１で発生し参照膜１６２方向に伝達される熱の大部分は、接続線１４４ａから外枠部１１１に伝達され、ガス反応膜１６１から参照膜１６２への熱の伝達が抑制される。このように、スリット穴１２９，１５９を形成しない場合においても、ガス検出部と補償部とは熱的に分離されるので、ガス反応膜１６１で生じた熱による参照膜１６２の温度上昇が抑制される。但し、より確実に熱の伝達を抑制するためには、スリット穴１２９，１５９を設けるのが好ましい。
【００４３】
Ｃ．第３実施形態：
図５は、第３実施形態におけるガスセンサ１００ｂの構造を示す説明図である。図４（ａ）は、ガスセンサ１００ｂを上面から見た様子を示しており、図５（ｂ）は、それぞれ、図５（ａ）の切断線Ｂ−Ｂ’におけるガスセンサ１００ｂの断面を示している。なお、図５（ａ）においても、図３と同様に、保護膜１５０が残存する領域のハッチングを省略している。
【００４４】
第３実施形態のガスセンサ１００ｂは、第１実施形態のガスセンサ１００においてグランド配線１４５に接続されているサーモパイルＴＰ２，ＴＰ４の外側の半導体熱電素子１３１、すなわち、直列接続された熱電対の端にあたる半導体熱電素子１３１を、グランド配線１４５ｂとは別個の連結線１４７によりフロート状態で互いに接続している点と、連結線１４７を形成するために、グランド配線１４５ｂの形状を変更している点とで、第１実施形態のガスセンサ１００と異なっている。他の点は、第１実施形態のガスセンサ１００と同様である。
【００４５】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、第３実施形態のガスセンサ１００ｂでは、外枠部１１１の上部に配置された連結線１４７によりサーモパイルＴＰ２，ＴＰ４の外側の半導体熱電素子１３１を互いに接続している。このように半導体熱電素子１３１を互いに接続することにより、ボンディングパッド１９３からボンディングパッド１９４に繋がる回路として見たときに、中心線Ｃ１の左側のガス検出部におけるサーモパイルＴＰ１，ＴＰ２と、中心線Ｃ１の右側の補償部におけるサーモパイルＴＰ３，ＴＰ４とにおいて、熱電対としての接続順序が逆になっている。具体的に言えば、ガス検出部では、ボンディングパッド１９３から連結線１４７に向かって順に、温接点ＨＪにおいて金属熱電素子１４３から半導体熱電素子１３１に接続され、冷接点ＣＪにおいて半導体熱電素子１３１から金属熱電素子１４３に接続されている。一方、補償部では、連結線１４７からボンディングパッド１９４に向かって順に、冷接点ＣＪにおいて金属熱電素子１４３から半導体熱電素子１３１に接続され、温接点ＨＪにおいて半導体熱電素子１３１から金属熱電素子１４３に接続されている。
【００４６】
このように、直列接続された熱電対の端にあたる半導体熱電素子１３１をフロート状態で互いに接続することにより、２つのボンディングパッド１９３，１９４間の電圧は、ガス反応膜１６１と参照膜１６２との温度差を表す電圧となる。言い換えれば、２つのボンディングパッド１９３，１９４からは、雰囲気中の可燃性ガス濃度に対応した信号が直接出力される。そのため、第３実施形態のガスセンサ１００ｂを用いることにより、センサモジュール１０（図１）の外部において差動増幅器により出力信号の差を求めることを省略できるので、可燃性ガスの検出回路をより簡単にすることが可能となる。また、一般的に差動増幅器等の増幅器は、入力電圧が電源電圧を超えると動作しない。そのため、差動増幅器により出力信号の差を求める場合には、出力信号の電圧が差動増幅器の電源電圧を超えないように、サーモパイルＴＰ１〜ＴＰ４を構成する熱電対の段数や、熱電素子１３１，１４３として使用する材料が制限される。一方、第３実施形態によれば、ガス反応膜１６１と参照膜１６２との温度差を表す電圧が出力される。そのため、サーモパイルＴＰ１〜ＴＰ４を構成する熱電対の段数を増やし、また、より熱起電力が大きくなるように熱電素子として使用する材料を選択することにより、可燃性ガスの検出感度をより高くすることが可能となる。
【００４７】
また、第３実施形態では、連結線１４７が外枠部１１１の上部に配置されているため、連結線１４７はガス反応膜１６１から参照膜１６２への熱の伝達経路とならない。そのため、第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、ガス検出部と補償部とが熱的に分離されているので、ガス反応膜１６１で生じた熱による参照膜１６２の温度上昇が抑制される。これにより、可燃性ガスによるガス反応膜１６１の温度上昇分をより正確に求めることが可能となり、可燃性ガスの検出感度をより高くすることができる。但し、第３実施形態においては、ガス検出部と補償部とは、必ずしも熱的に分離する必要はない。この場合においても、直列接続された熱電対の端にあたる半導体熱電素子１３１を、フロート状態で互いに接続することにより、雰囲気中の可燃性ガス濃度に対応した信号を直接出力することができるので、可燃性ガスの検出回路をより簡単にすることが可能となるとともに、可燃性ガスの検出感度をより高くすることが可能となる。
【００４８】
Ｄ．第４実施形態：
図６は、第４実施形態におけるガスセンサ１００ｃの構造を示す説明図である。図６（ａ）は、ガスセンサ１００ｃを上面から見た様子を示しており、図６（ｂ）および図６（ｃ）は、それぞれ、図６（ａ）の切断線Ａ−Ａ’および切断線Ｂ−Ｂ’におけるガスセンサ１００ｃの断面を示している。
【００４９】
第４実施形態のガスセンサ１００ｃは、断熱部として、基板１１０に形成された２つの空洞部１１７，１１８に替えて、絶縁膜１２０上に空洞部１７１ｃ，１７２ｃを形成している点と、空洞部１７１ｃ、１７２ｃを形成することにより、機能膜１３０ｃ，１４０ｃ，１５０ｃ，１６１ｃ，１６２ｃの形状が変化している点と、保護膜１５０ｃに４つの貫通穴１５５ｃ〜１５８ｃが形成されている点とで、第１実施形態のガスセンサ１００と異なっている。他の点は、第１実施形態のガスセンサ１００と同様である。
【００５０】
ガスセンサ１００ｃの製造工程では、絶縁膜１２０に空洞部１７１ｃ，１７２ｃ形成するため、絶縁膜１２０の成膜後、まず、絶縁膜１２０上の空洞部１７１ｃ，１７２ｃを形成する領域に、ポリイミド等の樹脂で犠牲膜（図示しない）を形成する。犠牲膜の形成後、半導体膜１３０、導電膜１４０ｃ、および貫通穴１５５ｃ〜１５８ｃが設けられた保護膜１５０ｃを形成する。次いで、保護膜１５０ｃに設けられた貫通穴１５５ｃ〜１５８ｃを通して、アッシングを行うことにより犠牲膜を除去する。このようにして空洞部１７１ｃ，１７２ｃを形成した後、保護膜１５０ｃ上にガス反応膜１６１と参照膜１６２を形成することにより、第４実施形態のガスセンサ１００ｃが得られる。なお、犠牲膜を形成する材料として、ポリイミド等の樹脂に替えて、ポリシリコン等の半導体を用いることができる。半導体からなる犠牲膜は、貫通穴１５５ｃ〜１５８ｃを通してエッチングを行うことにより除去することができる。この場合、半導体膜１３０のエッチングを阻止するため、絶縁膜１２０および犠牲膜の上面には、ＳｉＯ２やＳｉ３Ｎ４等からなる阻止膜が形成される。
【００５１】
第４実施形態では、絶縁膜１２０の上面に空洞部１７１ｃ、１７２ｃを形成しているが、基板と絶縁膜との間に空洞部を形成することもできる。この場合、保護膜と絶縁膜とを貫通する貫通穴を設け、当該貫通穴を通して犠牲膜を除去すればよい。また、絶縁膜１２０の形成を省略し基板の上面に空洞部を形成することもできる。なお、これらの場合においても、犠牲膜をポリシリコン等の半導体で形成する場合には、基板や半導体膜のエッチングを阻止するための阻止膜が形成される。
【００５２】
このように、第４実施形態のガスセンサ１００ｃでは、基板１１０ｃ上に空洞部１７１，１７２を形成することにより、基板をエッチングして空洞部１１７，１１８を形成した第１実施形態のガスセンサ１００よりも、基板１１０ｃの強度をより高くすることができる。一方、ガスセンサの製造工程をより簡略化できる点においては、第１実施形態のように基板をエッチングして空洞部１１７，１１８を形成するのが好ましい。
【００５３】
図６に示すように、ガスセンサ１００ｃにおいても、ガス反応膜１６１ｃと参照膜１６２ｃとは、分離した２つの空洞部１７１ｃ，１７２ｃ上に形成されている。また、２つの空洞部１７１，１７２の間の領域、すなわち、断熱部となる空洞部が形成されていない領域においては、導電膜１４０ｃと保護膜１５０ｃとが絶縁膜１２０と接触している。そのため、可燃性ガスの燃焼によりガス反応膜１６１ｃで生じた熱は、導電膜１４０ｃおよび保護膜１５０ｃと絶縁膜１２０との接触部、絶縁膜１２０、および、基板１１０ｃを通してガスセンサ１００ｃの外部に放出され、参照膜１６２ｃ側にはほとんど伝達されない。このように、第４実施形態においても、ガス検知部と補償部とが熱的に分離されているので、第１実施形態と同様に、ガス反応膜１６１ｃで生じた熱による参照膜１６２ｃの温度上昇が抑制される。そのため、外的要因によるガス反応膜１６１ｃの温度変化をより正確に補償し、可燃性ガスの濃度に対応したガス反応膜１６１ｃの温度上昇量をより正確に求めることが可能となるので、可燃性ガスの検出感度をより高くすることができる。なお、このように、空洞部１７１，１７２の間の空洞部が形成されていない領域は、ガス反応膜１６１ｃで生じた熱をガスセンサ１００ｃの外部に放出する機能を有しているので、放熱部とも謂うことができる。
【００５４】
なお、第４実施形態では、第１実施形態と同様に、２つの空洞部１７１，１７２を形成したガスセンサ１００ｃを例示しているが、第２実施形態のように、単一の空洞部を形成し、スリット穴によりガス検知部と補償部とを熱的に分離することも可能である。この場合、犠牲膜の除去はスリット穴を通して行うことができるので、第４実施形態のように、保護膜１５０ｃに貫通穴１５５ｃ〜１５８ｃを別途設ける必要はない。
【００５５】
Ｅ．変形例：
本発明は上記各実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
【００５６】
Ｅ１．変形例１：
上記各実施形態では、２つのヒータ１４１，１４２を並列に接続して、２つのヒータ１４１，１４２に同時に通電しているが、２つのヒータ１４１，１４２に別個に通電するものとしても良い。この場合、例えば、ヒータ配線１４６を２つに分割し、それぞれに、電圧印加用のボンディングパッドを設ければよい。２つのヒータ１４１，１４２に別個に通電すれば、通電電流を調整することができる。そのため、通電電流を調整することにより、雰囲気中に可燃性ガスがない状態において、ガス濃度に対応する出力信号のオフセットを０に調整すれば、より低濃度のガスを検出することが可能となる。
【００５７】
Ｅ２．変形例２：
上記各実施形態では、ガス検出部と補償部とのそれぞれにおいて、２つのサーモパイルを設けているが、サーモパイルの数は、任意の数とすることができる。例えば、ガス検出部と補償部とのそれぞれにおいて、単一のサーモパイルを設けるものとしても良く、また、さらにサーモパイルを増やすものとしても良い。また、上記各実施形態では、ガス反応膜１６１と参照膜１６２との温度を測定するために、熱電対を直列接続したサーモパイルを用いているが、ガス検出部と補償部とのそれぞれにおいて、単一の熱電対を設け、それによりガス反応膜１６１と参照膜１６２との温度を測定するものとしても良い。但し、出力信号をより大きくすることができる点で、熱電対を直列接続したサーモパイルを用いるのが好ましい。
【００５８】
Ｅ３．変形例３：
上記各実施形態では、半導体膜１３０として形成された半導体熱電素子１３１と、導電膜１４０，１４０ａ，１４０ｂとして形成された金属熱電素子１４３とを接続することにより、サーモパイルＴＰ１〜ＴＰ４を構成しているが、サーモパイルは、極性の異なる２つの半導体膜として形成された２種の半導体熱電素子を接続するものとしても良く、また、材質の異なる２つの導電膜として形成された２種の金属熱電素子を接続するものとしても良い。但し、出力信号をより大きくするとともに、ガスセンサを製造するための工程数の増加を抑制することができる点で、半導体膜１３０として形成された半導体熱電素子１３１と、導電膜１４０，１４０ａ，１４０ｂとして成された金属熱電素子１４３とを接続して、サーモパイルＴＰ１〜ＴＰ４を構成するのが好ましい。
【００５９】
Ｅ４．変形例４：
上記各実施形態では、サーモパイルＴＰ１〜ＴＰ４の温接点ＨＪによりガス反応膜１６１と参照膜１６２との温度を測定しているが、ガス反応膜１６１と参照膜１６２との温度は、測温抵抗体やサーミスタ等の他の測温素子を用いて測定することも可能である。但し、ガス反応膜１６１と参照膜１６２との温度を表す十分に高い電圧信号が直接出力され、可燃性ガスの検出感度をより高くすることが容易となる点で、サーモパイルＴＰ１〜ＴＰ４の温接点ＨＪによりガス反応膜１６１と参照膜１６２との温度を測定するのが好ましい。
【００６０】
Ｅ５．変形例５：
上記各実施形態では、単一のセンサチップ１００，１００ａ，１００ｂ上に、ガス検出部と補償部とを設けているが、ガス検出部と補償部とを別個のチップとしても良い。この場合、パッケージ１９（図１）に、ガス検出部を有するチップと、補償部を有するチップとを近接して配置すればよい。このようにしても、ガス検出部と補償部とは熱的に分離されるので、外的要因によるガス反応膜１６１の温度変化をより正確に補償し、可燃性ガスの濃度に対応したガス反応膜１６１の温度上昇量をより正確に求めることができ、ガスセンサの検出感度をより高くすることが可能となる。なお、この場合、ヒータと、ガス反応膜もしく参照膜とをメンブレン上に形成しなくても、ガス検出部と補償部とを熱的に分離することができる。但し、可燃性ガスの検出感度をより高くすることができる点で、ヒータと、ガス反応膜もしく参照膜とは、メンブレン上に形成するのが好ましい。
【００６１】
Ｅ６．変形例６：
上記各実施形態では、補償部に燃焼触媒を担持していない担体を含む参照膜１６２，１６２ｃを形成しているが、製造工程を簡略化するために参照膜１６２，１６２ｃの形成を省略することも可能である。この場合、補償部のサーモパイルＴＰ３，ＴＰ４の温接点ＨＪ（測温素子）は、温度がガス反応膜１６１，１６１ｃに近くなるヒータ１４２の温度を測定するように、ヒータ１４２の近傍に形成されていればよい。なお、このとき、補償部のヒータ１４２は、補償部の測温素子の近傍を含む領域に形成されているといえる。但し、参照膜１６２，１６２ｃが形成されている領域の熱容量をガス反応膜１６１，１６１ｃが形成されている領域の熱容量に近くし、気流等の影響による可燃性ガスの検出精度の低下を抑制することができる点で、参照膜１６１，１６１ｃを形成するのが好ましい。
【００６２】
Ｅ７．変形例７：
上記各実施形態では、断熱部として、基板１１０，１１０ａ自体に設けられた空洞部１１７〜１１９、もしくは、基板１１０ｃ上に形成された空洞部１７１，１７２を用いているが、断熱部は必ずしも空洞である必要はない。断熱部は、例えば、基板自体に設けられた空洞部に、多孔質材や樹脂等の断熱材を埋め込むことにより形成することができる。多孔質材としてＳｉＯ２を用いる場合には、周知の低比誘電率（Low-k）絶縁膜やシリカエアロゲルの形成技術により空洞部に多孔質ＳｉＯ２を埋め込むことができる。多孔質材として樹脂を用いる場合には、当該樹脂のモノマやプレポリマを空洞部に充填し、その後、熱や紫外線によりモノマやプレポリマを重合させればよい。また、断熱部として、基板上に多孔質材や樹脂等の断熱膜を形成するものとしても良い。この場合、第４実施形態において基板１１０ｃ上に空洞部１７１，１７２を形成する工程と同様に、基板もしくは絶縁膜１２０上に多孔質材や樹脂等の断熱膜を形成し、形成した断熱膜を残存させることにより断熱部を形成することができる。また、基板上に断熱膜を形成するためのポリシリコン膜を形成し、当該ポリシリコン膜を陽極酸化により多孔質化しても良い。さらに、断熱部として、基板自体に多孔質部を形成するものとしても良い。多孔質部は、例えば、基板としてＳｉ基板を用いている場合には、基板自体に空洞部を形成する工程と同様に、基板の下面側もしくは基板の上面側から、空洞部に相当する領域を陽極酸化により多孔質化することで形成することができる。なお、空洞でない断熱部を用いる場合において、断熱部の材料が導電性を有する場合には、断熱部と、半導体膜あるいは導電膜との間には絶縁膜が追加される。このように、空洞でない断熱部を用いることにより、断熱部上に形成された機能膜の破損が抑制される。
【符号の説明】
【００６３】
１０…センサモジュール、１１…ヘッダ、１２…キャップ、１３…封止材、１４…端子、１５…ダイボンド材、１６…ワイヤ、１９…パッケージ、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…ガスセンサ、１１０，１１０ａ，１１０ｃ…基板、１１１…外枠部、１１２…板状部、１１７，１１８，１１９，１７１ｃ，１７２ｃ…空洞部、１２０，１２０ａ…絶縁膜、１２１，１２２，１２１ａ，１２２ａ…メンブレン、１２９，１５９…スリット穴、１３０，１３０ｃ…半導体膜、１３１…半導体熱電素子、１４０，１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ…導電膜、１４１，１４２…ヒータ、１４３…金属熱電素子、１４４，１４４ａ…接続線、１４５，１４５ｂ…グランド配線、１４６…ヒータ配線、１４７…連結線、１５０，１５０ａ，１５０ｃ…保護膜、１５１，１５１ｃ，１５２，１５２ｃ，１５３，１５３ｃ，１５４，１５４ｃ…コンタクトホール、１５５ｃ，１５６ｃ，１５７ｃ，１５８ｃ…貫通穴、１６１，１６１ｃ…ガス反応膜、１６２，１６２ｃ…参照膜、１９１，１９１ｃ，１９２，１９２ｃ，１９３，１９３ｃ，１９４，１９４ｃ…ボンディングパッド、ＣＪ…冷接点、ＨＪ…温接点ＴＰ１，ＴＰ２，ＴＰ３，ＴＰ４…サーモパイル
【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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