(57)【要約】  印加された表面応力によって撓む導電性のメンブレン（２２）と、メンブレン（２２）よりも外側に配置された固定部材（２４）と、メンブレン（２２）と固定部材（２４）とを連結する連結部（２６）と、連結部（２６）に起きた撓みに応じて抵抗値が変化する可撓性抵抗（２８）と、固定部材（２４）に接続されてメンブレン（２２）及び連結部（２６）との間に空隙部（４０）を設けて配置される導電性の支持基材（１０）と、メンブレン（２２）の支持基材（１０）と対向する面と反対側の面である表面の中心を含む領域の上に形成され、且つ吸着した物質に応じた変形を生じる受容体（３０）と、メンブレン（２２）に第一の電位を印加可能な第一端子（５０ａ）と、支持基材（１０）に第二の電位を印加可能な第二端子（５０ｂ）と、固定部材（２４）と支持基材（１０）とを電気的に絶縁する絶縁部（６）を備えるガスセンサ。
2020184721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加された表面応力によって撓む導電性のメンブレンと、
前記メンブレンよりも外側に配置された固定部材と、
厚さ方向から見て前記メンブレンを挟む少なくとも二箇所の位置に配置されて当該メンブレンと前記固定部材とを連結する少なくとも一対の連結部と、
前記連結部に起きた撓みに応じて抵抗値が変化する可撓性抵抗と、
前記固定部材に接続されて前記メンブレン及び前記連結部との間に空隙を設けて配置された導電性の支持基材と、
前記メンブレンの前記支持基材と対向する面と反対側の面である表面の中心を含む領域の上に形成され、且つ吸着した物質に応じた変形を生じる受容体と、
前記メンブレンに第一の電位を印加可能な第一端子と、
前記支持基材に第二の電位を印加可能な第二端子と、
前記固定部材と前記支持基材とを電気的に絶縁する絶縁部と、を備えるガスセンサ。
【請求項２】
前記メンブレンは、前記第一端子と前記第二端子との間に印加された電圧に応じて変形する請求項１に記載したガスセンサ。
【請求項３】
前記第一端子と前記第二端子との間に電圧が印加された状態における前記可撓性抵抗の抵抗値である検査時抵抗値を検知する抵抗検知部をさらに備える請求項１又は請求項２に記載したガスセンサ。
【請求項４】
前記第一端子と前記第二端子との間に電圧を印加可能である電圧印加部をさらに備える請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載したガスセンサ。
【請求項５】
前記第一端子と前記第二端子との間に第一の電圧が印加された状態における前記可撓性抵抗の抵抗値の基準値である基準抵抗値と前記第一端子と前記第二端子との間に前記第一の電圧とは異なる第二の電圧が印加された状態における前記可撓性抵抗の抵抗値である検査時抵抗値に応じた感度の補正値である感度補正値を記憶する補正値記憶部と、
前記補正値記憶部が記憶している感度補正値に応じて検知した抵抗値を補正する感度補正部と、をさらに備える請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載したガスセンサ。
【請求項６】
前記メンブレンと、前記固定部材と、前記連結部とが一体となって形成されている検出基材をさらに備え、
前記検出基材と前記支持基材とは、互いに極性が異なり、
前記絶縁部は、前記検出基材と前記支持基材との間に形成される空乏層を用いて形成されている請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載したガスセンサ。
【請求項７】
前記可撓性抵抗の抵抗値から、前記メンブレンと前記連結部と前記受容体との共振周波数を検出する共振周波数検出部と、
前記共振周波数の基準値と、前記検出された共振周波数と、に基づき、前記受容体の物性を判別する受容体物性判別部をさらに備える請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載のガスセンサ。
【請求項８】
前記可撓性抵抗により構成されたブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路にブリッジ電圧を印加するブリッジ電圧印加部と、
前記第一端子と前記第二端子との間に第一の電圧が印加された状態における前記ブリッジ回路の出力値と、前記第一端子と前記第二端子との間に前記第一の電圧とは異なる第二の電圧が印加された状態における前記ブリッジ回路の出力値と、から前記受容体の塗布位置を判別する塗布位置判別部と、
前記ブリッジ回路の前記ブリッジ電圧を印加する端子と前記ブリッジ電圧印加部との接続と、前記ブリッジ回路の出力端子と前記塗布位置判別部の接続と、を切り替え可能な切替器と、を備える請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載したガスセンサ。
【請求項９】
請求項１から請求項８のうちいずれか１項に記載したガスセンサと、
前記第一端子と前記第二端子との間に電圧が印加された状態における前記可撓性抵抗の抵抗値である検査時抵抗値を検知する抵抗検知部と、
前記受容体に流体が付着したときに前記流体が含有している成分に対して前記受容体が応答する応答パターンを記憶しているパターン記憶部と、
前記抵抗検知部で検知した検査時抵抗値と、前記パターン記憶部が記憶している応答パターンと、に応じて前記受容体に付着した流体が含有する成分を検知する成分検知部と、を備える含有成分検知装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のうちいずれか１項に記載したガスセンサと、
前記第一端子と前記第二端子との間に電圧を印加可能である電圧印加部と、
前記第一端子と前記第二端子との間に電圧が印加された状態における前記可撓性抵抗の抵抗値である検査時抵抗値を検知する抵抗検知部と、を備える検査システム。
【請求項１１】
前記第一端子と前記第二端子との間に第一の電圧が印加された状態における前記可撓性抵抗の抵抗値の基準値である基準抵抗値と、前記第一端子と前記第二端子との間に前記第一の電圧とは異なる第二の電圧が印加された状態における前記可撓性抵抗の抵抗値である検査時抵抗値に応じた感度の補正値である感度補正値を記憶する補正値記憶部と、
前記補正値記憶部が記憶している感度補正値に応じて検知した抵抗値を補正する感度補正部と、をさらに備える請求項１０に記載した検査システム。
【請求項１２】
請求項１から請求項８のうちいずれか１項に記載したガスセンサに対し、前記メンブレンの動作を検査する検査方法であって、
前記第一端子と前記第二端子との間に第二の電圧を印加する第二電圧印加工程と、
前記第一端子と前記第二端子との間に前記第二の電圧を印加した状態における前記可撓性抵抗の抵抗値である検査時抵抗値を検知する検査時抵抗検知工程と、
前記検査時抵抗検知工程で検知した検査時抵抗値と、前記第一端子と前記第二端子との間に前記第二の電圧とは異なる第一の電圧を印加した状態の抵抗値である基準抵抗値と、に基づいて前記メンブレンの動作を判定する判定工程と、を備えるガスセンサの検査方法。
【請求項１３】
前記第二電圧印加工程の前工程として、前記第一端子と前記第二端子との間に前記第一の電圧を印加する第一電圧印加工程と、前記第一電圧印加工程で前記第一端子と前記第二端子との間に前記第一の電圧を印加した状態で前記基準抵抗値を測定する測定工程と、をさらに備える請求項１２に記載したガスセンサの検査方法。
【請求項１４】
前記判定工程で前記メンブレンの動作が基準値よりも良好であると判定した場合に、前記検査時抵抗検知工程で検知した検査時抵抗値に応じた感度の補正値である感度補正値を算出する補正値算出工程と、
前記補正値算出工程で算出した感度補正値を記憶する補正値記憶工程と、
前記補正値記憶工程で記憶した感度補正値を用いて前記検査時抵抗値を補正する検査時抵抗値補正工程と、をさらに備える請求項１２又は請求項１３に記載したガスセンサの検査方法。
【請求項１５】
請求項１から請求項８のうちいずれか１項に記載したガスセンサに対し、前記受容体の物性を検査する検査方法であって、
前記第一端子と前記第二端子との間に第二の電圧を印加する第二電圧印加工程と、
前記第一端子と前記第二端子との間に前記第二の電圧を印加した状態における前記可撓性抵抗の抵抗値である検査時抵抗値を検知する検査時抵抗検知工程と、
前記検査時抵抗検知工程で検知した検査時抵抗値から前記受容体の共振周波数を算出する共振周波数算出工程と、
前記共振周波数の基準値と、前記共振周波数算出工程で算出された共振周波数との比較によって前記受容体の物性を判別する受容体物性判別工程と、を備えるガスセンサの検査方法。
【請求項１６】
請求項１から請求項８のうちいずれか１項に記載したガスセンサに対し、前記受容体の塗布位置を検査する検査方法であって、
前記可撓性抵抗により構成されたブリッジ回路にブリッジ電圧を印加するブリッジ電圧印加工程と、
前記第一端子と前記第二端子との間に第一の電圧が印加された状態における前記ブリッジ回路の出力値と、前記第一端子と第二端子との間に前記第一の電圧とは異なる第二の電圧が印加された状態における前記ブリッジ回路の出力値と、から受容体の塗布位置を判別する塗布位置判別工程と、を備えるガスセンサの検査方法。
【請求項１７】
前記ブリッジ回路の前記ブリッジ電圧を印加する端子とブリッジ回路にブリッジ電圧を印加するブリッジ電圧印加部との接続と、前記ブリッジ回路の出力端子と前記受容体の塗布位置を判別する塗布位置判別部の接続と、を切り替える接続切り替え工程をさらに備え、
前記接続切り替え工程は、前記塗布位置判別工程よりも前に行う工程である請求項１６に記載したガスセンサの検査方法。
【請求項１８】
支持基材の一方の面に凹部を形成し、前記一方の面に絶縁部を形成し、さらに、前記支持基材のうち前記絶縁部を形成した部分を覆うように検出基材を貼り合わせることで、前記支持基材と前記検出基材との間に空隙部が設けられた積層体を形成する積層体形成工程と、
前記検出基材及び前記絶縁部の一部を除去して、前記検出基材の前記支持基材と対向する面と反対の面である表面から前記支持基材まで貫通する貫通孔を形成し、さらに、不純物を含有する電極材料で前記貫通孔を埋設することで前記表面から前記支持基材まで到達する貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、
前記表面のうち前記検出基材の中心を含む予め設定した領域よりも外側の選択した一部の領域に、第一のイオンを注入する第一イオン注入工程と、
前記検出基材の前記第一のイオンを注入した領域よりも外側の選択した領域に第二のイオンを注入する第二イオン注入工程と、
前記検出基材の前記表面のうち予め設定した領域に第三のイオンを注入する第三イオン注入工程と、
前記積層体を熱処理することで、前記第一のイオンを注入した領域に第一の低抵抗領域を形成し、前記第二のイオンを注入した領域に第二の低抵抗領域を形成し、前記第三のイオンを注入した領域に第三の低抵抗領域を形成し、さらに、前記貫通電極から前記支持基材に前記不純物を固相拡散させて、前記支持基材の前記検出基材と対抗する面のうち予め設定した領域に第四の低抵抗領域を形成する低抵抗領域形成工程と、
前記検出基材の中心を含む予め設定した領域の周囲であって前記第一の低抵抗領域を除く領域を除去することで、印加された表面応力によって撓むメンブレンと、前記メンブレンの厚さ方向から見て隙間を空けてメンブレンを包囲する固定部材と、前記厚さ方向から見て前記メンブレンを挟む少なくとも二箇所の位置に配置されてメンブレンと前記固定部材とを連結する少なくとも一対の連結部と、を形成する除去工程と、
前記メンブレンと電気的に接続された第一端子と、前記支持基材と電気的に接続された第二端子を、含む配線層を形成する配線層形成工程と、を備えるガスセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、従来のピエゾ抵抗カンチレバー型ガスセンサと比較して検査性を向上させた膜型のガスセンサと、ガスセンサを備える含有成分検知装置及び検査システムと、ガスセンサの検査方法と、ガスセンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の五感に相当する情報を収集するセンサ、特に、人間が化学物質を受容して感じる味覚や嗅覚のセンサに用いる技術として、例えば、特許文献１に開示されているピエゾ抵抗膜型ガスセンサがある。
特許文献１に開示されているピエゾ抵抗膜型ガスセンサは、測定対象を含む流体（ガス）の吸着によって歪む受容体から発生する応力を、ピエゾ抵抗の抵抗値変化で検出するガスセンサである。特許文献１に開示されているピエゾ抵抗膜型ガスセンサでは、四つの抵抗で形成されたフルブリッジ回路（フルホイートストンブリッジ）により検出した電圧の変化を用いて、ピエゾ抵抗の抵抗値変化を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−４５６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている構成のガスセンサでは、測定対象物を含む流体や機械的な応力を印加せずに、製造時、組み立て時、使用時等に発生する不良を検出することが困難である。
本発明は、従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、測定対象物を含む流体の受容体への付着や、機械的な応力の印加を必要とせずに、不良を検出することが可能なガスセンサと、ガスセンサを備える含有成分検知装置及び検査システムと、ガスセンサの検査方法と、ガスセンサの製造方法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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るガスセンサは、メンブレンと、固定部材と、少なくとも一対の連結部と、可撓性抵抗と、支持基材と、受容体と、第一端子と、第二端子と、絶縁部と、を備える。メンブレンは、導電性であり、印加された表面応力によって撓む。固定部材は、メンブレンよりも外側に配置されている。連結部は、メンブレンの厚さ方向から見てメンブレンを挟む少なくとも二箇所の位置に配置されてメンブレンと固定部材とを連結する。可撓性抵抗は、連結部に起きた撓みに応じて抵抗値が変化する。支持基材は、導電性であり、固定部材に接続されてメンブレン及び連結部との間に空隙を設けて配置される。受容体は、メンブレンの支持基材と対向する面と反対側の面である表面の中心を含む領域の上に形成され、且つ吸着した物質に応じた変形を生じる。第一端子は、メンブレンに第一の電位を印加可能である。第二端子は、支持基材に第二の電位を印加可能である。絶縁部は、固定部材と支持基材とを電気的に絶縁する。【０００６】
また、本発明の他の態様に係るガスセンサを備える含有成分検知装置は、抵抗検知部と、パターン記憶部と、成分検知部と、を備える。抵抗検知部は、第一端子と第二端子との間に電圧が印加された状態における可撓性抵抗の抵抗値である検査時抵抗値を検知する。パターン記憶部は、受容体に流体が付着したときに流体が含有している成分に対して受容体が応答する応答パターンを記憶している。成分検知部は、抵抗検知部で検知した検査時抵抗値と、パターン記憶部が記憶している応答パターンと、に応じて受容体に付着した流体が含有する成分を検知する。【０００７】
また、本発明の他の態様に係るガスセンサを備える検査システムは、電圧印加部と、抵抗検知部と、を備える。電圧印加部は、第一端子と第二端子との間に電圧を印加可能である。抵抗検知部は、第一端子と第二端子との間に電圧が印加された状態における可撓性抵抗の抵抗値である検査時抵抗値を検知する。【０００８】
また、本発明の他の態様に係るガスセンサの検査方法は、ガスセンサに対し、メンブレンの動作を検査する検査方法であり、第二電圧印加工程と、検査時抵抗検知工程と、判定工程と、を備える。第二電圧印加工程は、第一端子と第二端子との間に第二の電圧を印加する工程である。検査時抵抗検知工程は、第一端子と第二端子との間に第二の電圧を印加した状態における可撓性抵抗の抵抗値である検査時抵抗値を検知する工程である。判定工程は、検査時抵抗検知工程で検知した検査時抵抗値と、第一端子と第二端子との間に第二の電圧とは異なる第一の電圧を印加した状態の抵抗値である基準抵抗値と、に基づいてメンブレンの動作を判定する工程である。【０００９】
また、本発明の他の態様に係るガスセンサの検査方法は、ガスセンサに対し、受容体の物性を検査する検査方法であり、第二電圧印加工程と、検査時抵抗検知工程と、共振周波数算出工程と、受容体物性判別工程と、を備える。第二電圧印加工程は、第一端子と第二端子との間に第二の電圧を印加する工程である。検査時抵抗検知工程は、第一端子と第二端子との間に第二の電圧を印加した状態における可撓性抵抗の抵抗値である検査時抵抗値を検知する工程である。共振周波数算出工程は、検査時抵抗検知工程で検知した検査時抵抗値からガスセンサの共振周波数を算出する工程である。受容体物性判別工程は、共振周波数の基準値と、共振周波数算出工程で算出された共振周波数との比較によって受容体の物性を判別する工程である。【００１０】
また、本発明の他の態様に係るガスセンサの検査方法は、ガスセンサに対し、受容体の塗布位置を検査する検査方法であり、ブリッジ電圧印加工程と、塗布位置判別工程と、を備える。ブリッジ電圧印加工程は、可撓性抵抗により構成されたブリッジ回路にブリッジ電圧を印加する工程である。塗布位置判別工程は、第一端子と第二端子との間に第一の電圧が印加された状態におけるブリッジ回路の出力値と、第一端子と第二端子との間に第一の電圧とは異なる第二の電圧が印加された状態におけるブリッジ回路の出力値と、から受容体の塗布位置を判別する工程である。【００１１】
また、本発明の他の態様に係るガスセンサの製造方法は、積層体形成工程と、貫通電極形成工程と、第一イオン注入工程と、第二イオン注入工程と、第三イオン注入工程と、低抵抗領域形成工程と、除去工程と、配線層形成工程と、を備える。積層体形成工程は、支持基材の一方の面に凹部を形成し、一方の面に絶縁部を形成し、さらに、支持基材のうち絶縁部を形成した部分を覆うように検出基材を貼り合わせることで、支持基材と検出基材との間に空隙部が設けられた積層体を形成する工程である。貫通電極形成工程は、検出基材及び絶縁部の一部を除去して、検出基材の支持基材と対向する面と反対の面である表面から支持基材まで貫通する貫通孔を形成し、さらに、不純物を含有する電極材料で貫通孔を埋設することで表面から支持基材まで到達する貫通電極を形成する工程である。第一イオン注入工程は、検出基材の表面のうち検出基材の中心を含む予め設定した領域よりも外側の選択した一部の領域に、第一のイオンを注入する工程である。第二イオン注入工程は、検出基材の第一のイオンを注入した領域よりも外側の選択した領域に第二のイオンを注入する工程である。第三イオン注入工程は、検出基材の表面のうち予め設定した領域に第三のイオンを注入する工程である。低抵抗領域形成工程は、積層体を熱処理することで、第一のイオンを注入した領域に第一の低抵抗領域を形成し、第二のイオンを注入した領域に第二の低抵抗領域を形成し、第三のイオンを注入した領域に第三の低抵抗領域を形成する工程である。さらに、低抵抗領域形成工程は、貫通電極から支持基材に不純物を固相拡散させて、支持基材の検出基材と対抗する面のうち予め設定した領域に第四の低抵抗領域を形成する工程である。除去工程は、検出基材の中心を含む予め設定した領域の周囲であって第一の低抵抗領域を除く領域を除去することで、印加された表面応力によって撓むメンブレンと、メンブレンの厚さ方向から見て隙間を空けてメンブレンを包囲する固定部材と、厚さ方向から見てメンブレンを挟む少なくとも二箇所の位置に配置されてメンブレンと固定部材とを連結する少なくとも一対の連結部と、を形成する工程である。配線層形成工程は、メンブレンと電気的に接続された第一端子と、支持基材と電気的に接続された第二端子を、含む配線層を形成する工程である。【００１２】
ここで、「検出基材の中心を含む予め設定した領域」とは、後にメンブレンとなる領域であり、「第一の低抵抗領域」は、後に連結部となる領域であり、「第二の低抵抗領域」は、後に第一端子となる領域である。また、「第三の低抵抗領域」は、後に可撓性抵抗となる領域であり、「第四の低抵抗領域」は、後に第二端子となる領域である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様によれば、第一端子と第二端子に電位を印加することで発生するクーロン力により、メンブレンを変形させることが可能となる。このため、メンブレンを変形させた際に発生する抵抗値の変化を測定することで、測定対象物を含む流体の受容体への付着や、機械的な応力の印加を必要とせずに、不良を検出することが可能となる。
これにより、測定対象物を含む流体や機械的な応力を印加せずに、不良を検出することが可能なガスセンサ、ガスセンサを備える含有成分検知装置及び検査システム、ガスセンサの検査方法、ガスセンサの製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第一実施形態に係るガスセンサの構成を示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ線矢視図である。
【図３】図２のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２のＩＶ‐ＩＶ線断面図である。
【図５】ガスセンサの斜視図である。
【図６】不良検出部の構成を示す図である。
【図７】成分検知部の構成を示す図である。
【図８】第一検査方法を示すフローチャートである。
【図９】支持基材とメンブレンとの間をショートさせた状態を示す図である。
【図１０】第一電圧印加工程を示す図である。
【図１１】第二電圧印加工程を示す図である。
【図１２】検査時抵抗検知工程を示す図である。
【図１３】第二検査方法を示すフローチャートである。
【図１４】検査時抵抗値補正工程を示す図である。
【図１５】第三検査方法を示すフローチャートである。
【図１６ａ】積層体形成工程を示す図である。
【図１６ｂ】積層体形成工程を示す図である。
【図１６ｃ】積層体形成工程を示す図である。
【図１６ｄ】積層体形成工程を示す図である。
【図１７ａ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図１７ｂ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図１７ｃ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図１８ａ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図１８ｂ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図１８ｃ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図１９ａ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図１９ｂ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図１９ｃ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図２０】第一イオン注入工程、第二イオン注入工程、第三イオン注入工程を示す図である。
【図２１】低抵抗領域形成工程を示す図である。
【図２２】配線層形成工程を示す図である。
【図２３】配線層形成工程を示す図である。
【図２４】配線層形成工程を示す図である。
【図２５】配線層形成工程を示す図である。
【図２６】配線層形成工程を示す図である。
【図２７】第一実施形態のガスセンサの動作・作用を示す図である。
【図２８】第一実施形態の変形例を示す図である。
【図２９】第一実施形態の変形例を示す図である。
【図３０】第一実施形態の変形例を示す図である。
【図３１】積層体形成工程を示す図である。
【図３２ａ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図３２ｂ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図３２ｃ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図３３ａ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図３３ｂ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図３３ｃ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図３４ａ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図３４ｂ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図３４ｃ】貫通電極形成工程を示す図である。
【図３５】第一イオン注入工程、第二イオン注入工程、第三イオン注入工程を示す図である。
【図３６】低抵抗領域形成を示す図である。
【図３７】ホール形成工程を示す図である。
【図３８】空隙部形成工程を示す図である。
【図３９】ホール封止工程を示す図である。
【図４０】配線層形成工程を示す図である。
【図４１】本発明の第三実施形態に係る不良検出部の構成を示す図である。
【図４２】周期的な静電引力を発生させる周期的な電気信号の例を示す図である。
【図４３】受容体の厚さ比と理論式により算出される比との関係を示す図である。
【図４４】本発明の第四実施形態に係る不良検出部の構成を示す図である。
【図４５】受容体の塗布位置がメンブレンの中央である場合に、支持基材とメンブレンとの間をショートさせた状態を示す図である。
【図４６】受容体の塗布位置がメンブレンの中央である場合に、支持基材とメンブレンとの間に電位差を発生させた状態を示す図である。
【図４７】受容体の塗布位置が右寄りである場合に、支持基材とメンブレンとの間をショートさせた状態を示す図である。
【図４８】受容体の塗布位置が右寄りである場合に、支持基材とメンブレンとの間に電位差を発生させた状態を示す図である。
【図４９】受容体の塗布位置が下寄りである場合に、支持基材とメンブレンとの間をショートさせた状態を示す図である。
【図５０】受容体の塗布位置が下寄りである場合に、支持基材とメンブレンとの間に電位差を発生させた状態を示す図である。
【図５１】受容体の塗布位置が右寄りである場合に、接続状態を切り替えて、支持基材とメンブレンとの間に電位差を発生させた状態を示す図である。
【図５２】受容体の塗布位置が下寄りである場合に、接続状態を切り替えて、支持基材とメンブレンとの間に電位差を発生させた状態を示す図である。
【図５３】受容体の塗布位置と、四つの可撓性抵抗における抵抗値の変化と、第三端子及び第四端子から出力される電圧と第五端子及び第六端子から出力される電圧との変化に成立している関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面を参照して、本発明の実施形態を以下において説明する。以下の説明で参照する図面の記載において、同一、又は類似の部分には、同一、又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係、厚さの比率等は、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、具体的な厚さや寸法は、以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１６】
さらに、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質や、それらの形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。また、以下の説明における「左右」や「上下」の方向は、単に説明の便宜上の定義であって、本発明の技術的思想を限定するものではない。よって、例えば、紙面を９０度回転すれば「左右」と「上下」とは交換して読まれ、紙面を１８０度回転すれば「左」が「右」に、「右」が「左」になることは勿論である。
【００１７】
（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
（構成）
図１から図７を用いて、第一実施形態の構成を説明する。
図１から図５に示すガスセンサ１は、例えば、嗅覚を検出するセンサに用いるセンサである。また、ガスセンサ１は、パッケージ基板２と、接続部４と、支持基材１０と、検出基材２０と、絶縁部６と、第一端子５０ａと、第二端子５０ｂと、第三端子５０ｃと、第四端子５０ｄと、第五端子５０ｅと、第六端子５０ｆと、貫通電極５４と、不良検出部１００と、成分検知部２００を備える。なお、図２では、説明のために、パッケージ基板２と、接続部４と、不良検出部１００と、成分検知部２００と、配線の図示を省略している。
【００１９】
（パッケージ基板）
パッケージ基板２は、例えば、金属、ポリマー、セラミック材等を用いて形成されており、例えば、ミリメートルオーダーの厚さで形成されている。
【００２０】
（接続部）
接続部４は、パッケージ基板２の一方の面（図１では、上側の面）に配置されており、例えば、接着剤や半田等を用いて形成されている。
第一実施形態では、一例として、接続部４の形状を、円形に形成した場合について説明する。
【００２１】
（支持基材）
支持基材１０は、導電性であり、ガスセンサ１の固定電極として機能する。
また、支持基材１０は、パッケージ基板２の一方の面に配置されており、接続部４を介して、パッケージ基板２に取り付けられている。
第一実施形態では、一例として、支持基材１０の中心が、接続部４を配置する位置と重なる場合について説明する。
支持基材１０の面積（図１では、支持基材１０を上下方向から見た支持基材１０の面積）は、接続部４の面積よりも大きい。
支持基材１０の厚さ（図１では、支持基材１０の上下方向への長さ）は、８０［μｍ］以上に設定されている。なお、支持基材１０の厚さは、８０［μｍ］以上７５０［μｍ］以下の範囲内に設定してもよい。
支持基材１０を形成する材料としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ：シリコン）、サファイア、ガリウムヒ素、ガラス、石英のうちいずれかを含む材料を用いることが可能である。
【００２２】
第一実施形態では、一例として、支持基材１０を形成する材料に、ｎ型シリコンを用いた場合について説明する。
ｎ型シリコンとは、単結晶シリコンに対し、例えば、ヒ素、リン、アンチモン等の５価元素を、不純物として添加したものである。
これにより、第一実施形態では、支持基材１０の線膨張係数を、５．０×１０−６／℃以下としている。
以下に、支持基材１０を形成する材料として用いることが可能な材料の、線膨張係数を記載する。
【００２３】
ケイ素の線膨張係数は、常温以上１０００℃以下の環境下で、３．９×１０−６／℃以下である。
サファイアの線膨張係数は、０℃以上１０００℃以下の環境下で、９．０×１０−６／℃以下である。
ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）の線膨張係数は、０Ｋ以上３００Ｋ以下の環境下で、６．０×１０−６／℃以下である。
ガラス（フロートガラス）の線膨張係数は、０℃以上３００℃以下の環境下で、８．５×１０−６／℃以下〜９．０×１０−６／℃以下である。
石英の線膨張係数は、０℃以上３００℃以下の環境下で、０．５９×１０−６／℃以下である。なお、石英の線膨張係数は、３００℃の近辺にピークが有る。
【００２４】
（検出基材）
検出基材２０は、導電性であり、ガスセンサ１の可動電極として機能する。
また、検出基材２０は、支持基材１０の一方の面（図１では、上側の面）に積層されており、メンブレン２２と、固定部材２４と、連結部２６とが一体となって形成されている。
第一実施形態では、一例として、検出基材２０を形成する材料に、ｎ型シリコンを用いた場合について説明する。
また、検出基材２０を形成する材料は、支持基材１０の線膨張係数と、検出基材２０の線膨張係数との差が、１．２×１０−５／℃以下となる材料を用いる。
第一実施形態では、検出基材２０を形成する材料と、支持基材１０を形成する材料とを、同一の材料とした場合について説明する。
【００２５】
（メンブレン）
メンブレン２２は、導電性であり、板状に形成されている。
第一実施形態では、一例として、メンブレン２２を、円板状に形成した場合について説明する。なお、メンブレン２２は、例えば、多角形状や、曲線で囲まれた形状に形成してもよい。
また、メンブレン２２はｎ型半導体層である。
メンブレン２２の一方の面（図１では、上側の面）には、受容体３０（レセプター）が塗布されている。なお、以降の説明では、メンブレン２２の一方の面を、「メンブレン２２の表面」と記載する場合がある。
【００２６】
受容体３０は、受容体形成領域の上に形成されている。
受容体形成領域は、メンブレン２２の表面の中心を含む領域であり、予め設定する。なお、受容体３０を塗布する面積は、広いほうが好ましいため、受容体形成領域は、広いほうが好ましい。
受容体３０（レセプター）は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）等の樹脂が溶解された溶液（以降の説明では、「ＰＥＩ溶液」と記載する場合がある）を塗布、乾燥させて形成されており、測定対象物（ガス）の分子が吸着することで歪みが発生する。受容体を溶解する溶液としては、受容体を溶解すれば特に限定されず、一般的な有機溶媒や水を用いることが可能である。
受容体３０に測定対象物の分子が吸着して、受容体３０に歪みが発生すると、メンブレン２２に表面応力が印加され、メンブレン２２が撓む。したがって、メンブレン２２は、受容体３０にガスの分子が吸着すると、印加された表面応力によって撓む。
【００２７】
（固定部材）
固定部材２４は、導電性であり、メンブレン２２の中心よりも外側に配置されている。また、固定部材２４は、四辺形（正方形）の枠状に形成されており、メンブレン２２の厚さ方向から見て、隙間を空けてメンブレン２２を包囲している。すなわち、固定部材２４は、メンブレン２２の厚さ方向から見てメンブレン２２と離間している。
メンブレン２２の厚さ方向から見た視点とは、ガスセンサ１を上方から見た視点（図１では、矢印ＩＩの方向から見た視点）である。
メンブレン２２の厚さ方向から見て、固定部材２４の中心は、メンブレン２２の中心と重なっている。
【００２８】
また、固定部材２４は、絶縁部６を間に挟んで、支持基材１０のうち、パッケージ基板２と対向する面と反対側の面（図１では、上側の面）の側に配置されている。
第一実施形態では、一例として、固定部材２４及び支持基材１０の形状を、メンブレン２２の厚さ方向から見て、支持基材１０の外周面と固定部材２４の外周面とが、面一である形状に形成した場合について説明する。
すなわち、固定部材２４と支持基材１０は、メンブレン２２の厚さ方向から見て、同じ形状の四辺形である。これは、例えば、固定部材２４と支持基材１０とを接続した後に、固定部材２４及び支持基材１０に対してダイシング加工を行うことで実現する。すなわち、メンブレン２２の厚さ方向から見て、固定部材２４の中心は、支持基材１０の中心と重なっている。
【００２９】
したがって、支持基材１０は、メンブレン２２の厚さ方向から見て、メンブレン２２及び固定部材２４と重なっている。
さらに、接続部４は、メンブレン２２の厚さ方向から見て、メンブレン２２の少なくとも一部と重なる位置に配置されている。
また、メンブレン２２の厚さ方向から見て、接続部４の面積は、メンブレン２２の面積よりも小さい。
また、パッケージ基板２は、支持基材１０のメンブレン２２と対向する面と反対側の面（図１では、下側の面）に接続されている。
【００３０】
（連結部）
連結部２６は、導電性であり、メンブレン２２の厚さ方向から見て、帯状に形成されている。
また、連結部２６は、メンブレン２２の厚さ方向から見て、メンブレン２２の中心を通過する仮想的な直線ＶＬ１及びＶＬ２と重なる位置に配置されており、メンブレン２２と固定部材２４とを連結している。
第一実施形態では、一例として、メンブレン２２と固定部材２４とが、二対である四つの連結部２６ａ〜２６ｄで連結されている場合について説明する。
四つの連結部２６ａ〜２６ｄは、直線ＶＬ１と重なる位置に配置されている一対の連結部２６ａ及び連結部２６ｂと、直線ＶＬ１と直交する直線ＶＬ２と重なる位置に配置されている一対の連結部２６ｃ及び連結部２６ｄを含む。
【００３１】
すなわち、一対の連結部２６ａ及び連結部２６ｂと、一対の連結部２６ｃ及び連結部２６ｄは、メンブレン２２の厚さ方向から見て、メンブレン２２を挟む少なくとも二箇所の位置に配置されており、メンブレン２２と固定部材２４とを連結する。
第一実施形態では、一例として、連結部２６ａ及び連結部２６ｂの幅が、連結部２６ｃ及び連結部２６ｄの幅よりも狭い場合について説明する。
メンブレン２２及び四つの連結部２６ａ〜２６ｄと、支持基材１０との間には、空隙部４０が設けられている。
【００３２】
したがって、支持基材１０は、固定部材２４に接続されてメンブレン２２及び連結部２６との間に空隙（空隙部４０）を設けて配置されている。これに加え、支持基材１０は、メンブレン２２の厚さ方向から見て、メンブレン２２及び連結部２６と重なる。
なお、ガスセンサ１を溶液中で使用する場合には、空隙部４０が溶液で満たされてもよい。
空隙部４０は、検出基材２０の加工途中においてメンブレン２２が支持基材１０の側へ撓む際に、メンブレン２２が支持基材１０に張り付くことを防ぐ空間として機能する。
また、空隙部４０は、メンブレン２２及び連結部２６と支持基材１０との間で、静電容量を形成するための空間として機能する。
四つの連結部２６ａ〜２６ｄには、それぞれ、可撓性抵抗２８ａ〜２８ｄが備えられている。
【００３３】
（可撓性抵抗）
各可撓性抵抗２８は、連結部２６に起きた撓みに応じて抵抗値が変化する。
第一実施形態では、一例として、可撓性抵抗２８を、ピエゾ抵抗で形成した場合について説明する。
ピエゾ抵抗は、例えば、連結部２６へのイオンの注入によって形成されており、メンブレン２２が撓むことで連結部２６に起きた撓みに応じて変化する抵抗値を有している。
また、可撓性抵抗２８は、ｐ型半導体層である。
四つの可撓性抵抗２８ａ〜２８ｄは、例えば、図５中に示すように、互いに隣接する可撓性抵抗２８（連結部２６ａと連結部２６ｃ及び連結部２６ｄ、連結部２６ｂと連結部２６ｃ及び連結部２６ｄ）が接続されている。これにより、四つの可撓性抵抗２８ａ〜２８ｄは、図５に示すフルホイートストンブリッジを形成している。
【００３４】
（絶縁部）
絶縁部６は、支持基材１０と検出基材２０とを、電気的に絶縁している。
また、絶縁部６は、支持基材１０と固定部材２４との間に設けられたシリコン酸化膜で形成されている。
絶縁部６の一部は、メンブレン２２の厚さ方向から見て、第二端子５０ｂを包囲している。また、絶縁部６のうち、メンブレン２２の厚さ方向から見て第二端子５０ｂを包囲している部分以外は、支持基材１０と固定部材２４との間に配置されている。
【００３５】
（第一端子）
第一端子５０ａは、Ａｌ等の金属材料を用いて形成されており、メンブレン２２と電気的に接続されている。
（第二端子）
第二端子５０ｂは、貫通電極５４を介して、Ａｌ等の金属材料を用いて形成されており、支持基材１０と電気的に接続されている。
【００３６】
（第三端子）
第三端子５０ｃは、Ａｌ等の金属材料を用いて形成されており、可撓性抵抗の抵抗値を検知するための端子である。第一実施形態では、図５に示すように、第三端子５０ｃが、可撓性抵抗２８ａと可撓性抵抗２８ｄに、電気的に接続されている構成について説明する。
（第四端子）
第四端子５０ｄは、Ａｌ等の金属材料を用いて形成されており、第三端子とは異なる、可撓性抵抗の抵抗値を検知するための端子である。第一実施形態では、図５に示すように、第四端子５０ｄが、可撓性抵抗２８ｂと可撓性抵抗２８ｃに、電気的に接続されている構成について説明する。
【００３７】
（第五端子）
第五端子５０ｅは、Ａｌ等の金属材料を用いて形成されており、可撓性抵抗の抵抗値を検知するための電圧印加に用いる端子である。第一実施形態では、図５に示すように、第五端子５０ｅが、可撓性抵抗２８ｂと可撓性抵抗２８ｄに、電気的に接続されている構成について説明する。
（第六端子）
第六端子５０ｆは、Ａｌ等の金属材料を用いて形成されており、第五端子とは異なる、可撓性抵抗の抵抗値を検出するための電位印加に用いる端子である。第一実施形態では、図５に示すように、第六端子５０ｆが、可撓性抵抗２８ａと可撓性抵抗２８ｃに、電気的に接続されている構成について説明する。
【００３８】
（貫通電極）
貫通電極５４は、不純物を含有する電極材料を用いて形成されており、検出基材２０のうち、支持基材１０と対向する面と反対の面である表面（検出基材２０の表面）から、支持基材１０まで到達する電極である。
【００３９】
（不良検出部）
以下、不良検出部１００の詳細な構成について説明する。
不良検出部１００は、メンブレン２２及び連結部２６と支持基材１０との間に電圧を印加して、メンブレン２２を変形させることで、ガスセンサ１の不良を検出する。
また、不良検出部１００は、図６に示すように、マルチプレクサ１０１と、第一電源１０２と、第二電源１０３と、抵抗検知部１０４と、補正値記憶部１０５と、感度補正部１０６と、アナログデジタル変換部１０７と、インターフェース部１０８を備える。マルチプレクサ１０１、第一電源１０２、第二電源１０３、抵抗検知部１０４、補正値記憶部１０５、感度補正部１０６、アナログデジタル変換部１０７、インターフェース部１０８は、ＩＣ又は基板に搭載されている。
【００４０】
マルチプレクサ１０１は、入力を受けた切り替え信号に応じて、第一端子５０ａ及び第二端子５０ｂのうち少なくとも一方と第一電源１０２とを接続する。
第一電源１０２は、マルチプレクサ１０１と接続されている。また、第一電源１０２は、マルチプレクサ１０１と共に、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に電圧を印加可能である電圧印加部を形成している。
電圧印加部（第一電源１０２、マルチプレクサ１０１）により第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に電圧を印加すると、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に印加された電圧に応じて、メンブレン２２が変形する。
【００４１】
また、電圧印加部により第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に電圧を印加すると、印加した電圧に応じた第一の電位を、メンブレン２２に印加することが可能である。同様に、電圧印加部により第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に電圧を印加すると、印加した電圧に応じた第二の電位を、支持基材１０に印加することが可能である。
なお、第一の電位と第二の電位とは、同じ値であっても、異なる値であってもよい。
第二電源１０３は、第五端子５０ｅ及び第六端子５０ｆと接続されており、第五端子５０ｅ第六端子５０ｆとの間に電圧を印加可能である。
【００４２】
抵抗検知部１０４は、第三端子５０ｃ及び第四端子５０ｄと接続されており、可撓性抵抗２８の抵抗値を検知する。抵抗検知部１０４が検知した抵抗値は、補正値記憶部１０５及び感度補正部１０６へ出力する。
補正値記憶部１０５は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリを用いて形成されており、感度補正値と、基準時抵抗値と、検査時抵抗値と、を記憶する。
基準時抵抗値は、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第一の電圧が印加された状態における、可撓性抵抗２８の抵抗値である。
【００４３】
検査時抵抗値は、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第一の電圧とは異なる第二の電圧が印加された状態における、可撓性抵抗２８の抵抗値である。
感度補正値は、基準時抵抗値と検査時抵抗値から算出される感度の補正値である。
感度補正部１０６は、補正値記憶部１０５が記憶している感度補正値に応じて、抵抗検知部１０４が検知した抵抗値を補正する。感度補正部１０６された値は、アナログ信号としてアナログデジタル変換部１０７へ出力する。
アナログデジタル変換部１０７は、感度補正部１０６から入力を受けた感度補正結果をデジタル変換し、インターフェース部１０８を介して、パーソナルコンピュータ等へ出力する。
【００４４】
インターフェース部１０８は、パーソナルコンピュータ等から入力を受けた切り替え信号を、マルチプレクサ１０１へ出力する。
以上により、ガスセンサ１と、電圧印加部（第一電源１０２、マルチプレクサ１０１）と、抵抗検知部１０４は、検査システムを形成する。
また、第一実施形態の検査システムは、ガスセンサ１と、電圧印加部と、抵抗検知部１０４に加え、補正値記憶部１０５と、感度補正部１０６と、をさらに備える。
【００４５】
（成分検知部）
成分検知部２００は、図７に示すように、パターン記憶部２０１と、成分判定部２０２を備える。
パターン記憶部２０１は、予め、流体の測定対象物（ガス）の分子が受容体３０に付着したときに、流体が含有している成分に対して受容体３０が応答する応答パターンを記憶している。
成分判定部２０２は、抵抗検知部１０４及びパターン記憶部２０１と接続されている。
【００４６】
また、成分判定部２０２は、抵抗検知部１０４が検知した抵抗値のパターンが、パターン記憶部２０１が記憶している応答パターンに合致しているか否かを判定することで、測定対象物の成分を判定する。成分判定部２０２が判定した測定対象物の成分は、図外のコンピュータ等へ出力する。
したがって、成分検知部２００は、抵抗検知部１０４で検知した抵抗値と、パターン記憶部２０１が記憶している応答パターンと、に応じて、受容体３０に付着した流体が含有する成分を検知する。
以上により、ガスセンサ１と、抵抗検知部１０４と、成分検知部２００は、受容体３０に付着した流体が含有する成分を検知する含有成分検知装置を形成する。
【００４７】
（ガスセンサの検査方法）
図１から図７を参照しつつ、図８から図１５を用いて、ガスセンサ１の検査方法を説明する。
ガスセンサ１の検査は、例えば、ガスセンサ１の工場検査時（製造時や出荷時等）や、ユーザの使用時に行う。
まず、図１から図７を参照しつつ、図８から図１２を用いて、工場検査時のうち、製造時等に行うガスセンサ１の検査方法（以降の説明では、「第一検査方法」と記載する場合がある）の一例について説明する。なお、第一検査方法は、例えば、メンブレン２２を形成する工程や、シート状に形成した支持基材１０と検出基材２０との複数の積層体を切断する工程（ダイシング）や、受容体３０を塗布する工程等で生じた不良を検出するために行う。
【００４８】
図８及び図９に示すように、第一検査方法では、ステップＳ１０において、マルチプレクサ１０１により、第一端子５０ａ及び第二端子５０ｂと第一電源１０２とを接続する。これにより、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせる。
次に、図８及び図１０に示すように、ステップＳ１１において、第二電源１０３から第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第一の電圧を印加した状態で、抵抗検知部１０４により、オフセット電圧を測定する。これに加え、抵抗検知部１０４により、オフセット電圧に応じた抵抗値である基準抵抗値を測定する。
【００４９】
ここで、「オフセット電圧」とは、メンブレン２２が変形していない（平板状）状態において、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に発生する電圧であり、通常は０［Ｖ］である。
次に、図８及び図１１に示すように、ステップＳ１２において、マルチプレクサ１０１により、第一端子５０ａと第一電源１０２とを接続し、第二端子５０ｂを接地させる。これにより、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に、第一の電圧とは異なる第二の電圧を印加する。
【００５０】
その後、図８及び図１２に示すように、ステップＳ１３において、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第二の電圧を印加した状態で、抵抗検知部１０４により電圧を測定する。これに加え、抵抗検知部１０４により、第二の電圧に応じた可撓性抵抗２８の抵抗値である検査時抵抗値を測定する。
そして、図８に示すように、ステップＳ１４において、ステップＳ１１で測定したオフセット電圧と、ステップＳ１３で測定した電圧との変化に応じて、メンブレン２２の動作が不良であるか否かを判定する。その後、第一検査方法を終了する。
【００５１】
なお、メンブレン２２の動作が不良であると判定したガスセンサ１に対しては、例えば、構造を修正する等の処理を行う。
以上により、ガスセンサ１の検査方法（第一検査方法）は、ガスセンサ１に対し、メンブレン２２の動作を検査する検査方法であり、第二電圧印加工程と、検査時抵抗検知工程と、判定工程と、を備える。
第二電圧印加工程（ステップＳ１２）は、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に予め設定した第二の電圧を印加する工程である。
【００５２】
検査時抵抗検知工程（ステップＳ１３）は、検査時抵抗値を検知する工程である。検査時抵抗値は、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第二の電圧を印加した状態における、可撓性抵抗２８の抵抗値である。
判定工程（ステップＳ１４）は、検査時抵抗検知工程で検知した検査時抵抗値と、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に予め設定した第一の電圧を印加した状態の抵抗値である基準抵抗値と、に基づいて、メンブレン２２の動作を判定する工程である。
判定工程では、例えば、検査時抵抗値と基準抵抗値との差分が、予め設定した差分閾値を超えている場合に、メンブレン２２の動作が異常であると判定する。差分閾値は、例えば、２．０×１０−２［Ω］に設定する。なお、差分閾値は、例えば、クーロン力で１０μＶの出力が得られた時（Ｓｉｍ予測値）の抵抗変化を計算することで設定する。
【００５３】
さらに、ガスセンサ１の検査方法（第一検査方法）は、第一電圧印加工程と、測定工程と、を備える。
第一電圧印加工程（ステップＳ１１）は、第二電圧印加工程の前工程であり、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に、第二の電圧とは異なる第一の電圧を印加する工程である。
測定工程（ステップＳ１１）は、第一電圧印加工程で第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第一の電圧を印加した状態で、基準抵抗値を測定する工程である。
【００５４】
次に、図１から図１２を参照しつつ、図１３及び図１４を用いて、工場検査時のうち、出荷時等に行うガスセンサ１の検査方法（以降の説明では、「第二検査方法」と記載する場合がある）の一例について説明する。なお、第二検査方法は、例えば、ガスセンサ１を含有成分検知装置や検査システムに取り付けた状態等で生じた不良を検出するために行う。
図１３及び図９に示すように、第二検査方法では、ステップＳ２０において、マルチプレクサ１０１により、第一端子５０ａ及び第二端子５０ｂと第一電源１０２とを接続する。これにより、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせる。
【００５５】
次に、図１３及び図１０に示すように、ステップＳ２１において、第二電源１０３から第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第一の電圧を印加した状態で、抵抗検知部１０４により、オフセット電圧を測定する。これに加え、抵抗検知部１０４により、オフセット電圧に応じた抵抗値である基準抵抗値を測定する。
その後、図１３及び図１１に示すように、ステップＳ２２において、マルチプレクサ１０１により、第一端子５０ａと第一電源１０２とを接続し、第二端子５０ｂを接地させる。これにより、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に、第一の電圧とは異なる第二の電圧を印加する。
【００５６】
次に、図１３及び図１２に示すように、ステップＳ２３において、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第二の電圧を印加した状態で、抵抗検知部１０４により電圧を測定する。これに加え、抵抗検知部１０４により、第二の電圧に応じた可撓性抵抗２８の抵抗値である検査時抵抗値を測定する。
そして、図１３に示すように、ステップＳ２４において、ステップＳ２１で測定したオフセット電圧と、ステップＳ２３で測定した電圧との変化に応じて、メンブレン２２の動作が不良であるか否かを判定する。
【００５７】
ステップＳ２４において、メンブレン２２の動作が不良であると判定すると、第二検査方法を終了する。なお、メンブレン２２の動作が不良であると判定したガスセンサ１に対しては、例えば、構造を修正する等の処理を行う。
一方、ステップＳ２４において、メンブレン２２の動作が不良ではないと判定すると、図１３に示すように、ステップＳ２５において、ステップＳ２１で測定したオフセット電圧と、ステップＳ２３で測定した電圧との変化に応じた感度の補正値である感度補正値を算出する。
【００５８】
次に、図１３に示すように、ステップＳ２６において、ステップＳ２５で算出した感度補正値を、補正値記憶部１０５に記憶する。
そして、図１３及び図１４に示すように、ステップＳ２７において、ステップ２６で補正値記憶部１０５に記憶した感度補正値を、感度補正部１０６で用いる感度補正値として設定する。その後、第二検査方法を終了する。
以上により、ガスセンサ１の検査方法（第二検査方法）は、第一検査方法に加え、さらに、補正値算出工程と、補正値記憶工程と、感度補正部調整工程と、を備える。
【００５９】
補正値算出工程（ステップＳ２５）は、判定工程（ステップＳ２４）でメンブレンの動作が基準値よりも良好であると判定した場合に、基準抵抗検知工程（ステップＳ２１）で検知した基準抵抗値と検査時抵抗検知工程（ステップＳ２３）で検知した検査時抵抗値に応じた感度の補正値である感度補正値を算出する工程である。
補正値記憶工程（ステップＳ２６）は、補正値算出工程で算出した感度補正値を記憶する工程である。
感度補正部調整工程（ステップＳ２７）は、補正値記憶工程で記憶した感度補正値を用いて、感度補正部１０６を調整する工程である。
【００６０】
次に、図１から図１４を参照しつつ、図１５を用いて、ユーザの使用時に行うガスセンサ１の検査方法（以降の説明では、「第三検査方法」と記載する場合がある）の一例について説明する。なお、第三検査方法は、例えば、ガスセンサ１の使用時に、落下や振動等による構造破壊によって発生する動作不良を検出するために行う。
図１５及び図９に示すように、第三検査方法では、ステップＳ３０において、マルチプレクサ１０１により、第一端子５０ａ及び第二端子５０ｂと第一電源１０２とを接続する。これにより、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせる。
【００６１】
次に、図１５及び図１０に示すように、ステップＳ３１において、第二電源１０３から第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第一の電圧を印加した状態で、抵抗検知部１０４により、オフセット電圧を測定する。これに加え、抵抗検知部１０４により、オフセット電圧に応じた抵抗値である基準抵抗値を測定する。
その後、図１５及び図１１に示すように、ステップＳ３２において、マルチプレクサ１０１により、第一端子５０ａと第一電源１０２とを接続し、第二端子５０ｂを接地させる。これにより、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に、第一の電圧とは異なる第二の電圧を印加する。
【００６２】
次に、図１５及び図１２に示すように、ステップＳ３３において、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第二の電圧を印加した状態で、抵抗検知部１０４により電圧を測定する。これに加え、抵抗検知部１０４により、第二の電圧に応じた可撓性抵抗２８の抵抗値である検査時抵抗値を測定する。
そして、図１５に示すように、ステップＳ３４において、ステップＳ３１で測定したオフセット電圧と、ステップＳ３３で測定した電圧との変化に応じて、メンブレン２２の動作が不良であるか否かを判定する。
【００６３】
ステップＳ３４において、メンブレン２２の動作が不良ではないと判定すると、第三検査方法を終了する。
一方、ステップＳ３４において、メンブレン２２の動作が不良であると判定すると、図１５に示すように、ステップＳ３５において、メンブレン２２の動作の不良度合いを判定する。なお、ステップＳ３５では、例えば、検査時抵抗値と基準抵抗値との差分が、予め設定した良否閾値を超えている場合に、不良度合いが高いと判定する。良否閾値は、例えば、１．０×１０−３［Ω］に設定する。また、工場出荷時の検査で取得した検査時抵抗値と基準抵抗値との差分を補正値記憶部１０５に記憶しておき、ユーザの使用時の検査時抵抗値と基準抵抗値との差分と比較を行うことで判定することも可能である。
【００６４】
第一実施形態では、一例として、良否閾値を、絶対的な閾値である抵抗変化（出力変化）量として、工場検査時の半分の値としたが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、良否閾値を、相対的な閾値としてもよい。この場合、相対的な閾値は、例えば、工場出荷時からの感度低下量（例えば、５０％低下）で規定してもよい。
ステップＳ３５において、不良度合いが高いと判定すると、第三検査方法を終了する。なお、動作の不良度合いが高いと判定したメンブレン２２を備えるガスセンサ１に対しては、例えば、メーカーにおいて構造を修正する等の処理を行う。
【００６５】
一方、ステップＳ３５において、不良度合いが低いと判定すると、図１５に示すように、ステップＳ３６において、ステップＳ３３で検知した検査時抵抗値に応じた感度の補正値である感度補正値を算出する。なお、動作の不良度合いが低いと判定したメンブレン２２は、例えば、ガスセンサ１に要求される最低限の性能を発揮することが可能な状態のメンブレン２２である。
次に、図１５に示すように、ステップＳ３７において、ステップＳ３６で算出した感度補正値を、補正値記憶部１０５に記憶する。
【００６６】
そして、図１５に示すように、ステップＳ３８において、ステップＳ３７で記憶した感度補正値を、感度補正部１０６で用いる感度補正値として設定する。その後、第三検査方法を終了する。
以上により、ガスセンサ１の検査方法（第三検査方法）は、第二検査方法に加え、さらに、不良度合い判定工程を備える。
不良度合い判定工程（ステップＳ３５）は、検査時抵抗値と基準抵抗値と、に基づいて、メンブレン２２の動作の不良度合いを判定する工程である。
【００６７】
ガスセンサ１の製造時等においては、メンブレン２２に応力が残留している場合や、受容体３０を乾燥させた時に発生するメンブレン２２の延伸により、メンブレン２２が凸形状になっている（変形している）場合がある。
上述したように、オフセット電圧を０［Ｖ］とすることで、差動アンプの入力レンジを小さくすることが可能となる。
このため、第二検査方法によって、ガスセンサ１の出荷前に、オフセット電圧が０［Ｖ］となるメンブレン２２と支持基材１０との間の電圧を補正値記憶部１０５に記憶させる。これにより、出荷後の測定モードである第三検査方法では、記憶させた電圧を印加することが可能となる。
【００６８】
（ガスセンサの製造方法）
図１から図１５を参照しつつ、図１６から図２６を用いて、ガスセンサ１の製造方法を説明する。なお、図１６から図２６の断面図は、図２のＸ−Ｘ線断面図に対応する。
ガスセンサ１の製造方法は、積層体形成工程と、貫通電極形成工程と、第一イオン注入工程と、第二イオン注入工程と、第三イオン注入工程と、低抵抗領域形成工程と、除去工程と、配線層形成工程と、受容体形成工程を備える。
【００６９】
（積層体形成工程）
積層体形成工程では、まず、図１６（ａ）に示す、支持基材１０の材料となる第一シリコン基板６０の一方の面に、リソグラフィー及びエッチング技術を用いて、図１６（ｂ）に示すように、凹部６２（トレンチ）を形成する。凹部６２の深さは、例えば、４［μｍ］に設定する。なお、第一シリコン基板６０は、導電性のｎ型シリコン基板である。
次に、図１６（ｃ）に示すように、第一シリコン基板６０の一方の面に第一のシリコン酸化膜６８ａを成膜することで、絶縁部６を形成する。
【００７０】
さらに、第一シリコン基板６０のうち絶縁部６を形成した部分を覆うように、検出基材２０の材料となる第二シリコン基板６４を、接着等、各種の接合技術を用いて貼り合わせることで、図１６（ｄ）に示すように、積層体６６（Ｃａｖｉｔｙウェーハ）を形成する。なお、第二シリコン基板６４は、導電性のｎ型シリコン基板である。したがって、第一シリコン基板６０と第二シリコン基板６４は、同じ導電型を有する半導体基板である。
上記のように、積層体形成工程を行うことで、積層体６６の所定の位置には、上下左右を絶縁部６と第二シリコン基板６４によって囲まれた空隙部４０が形成される。
以上により、積層体形成工程では、支持基材１０の一方の面に凹部６２を形成し、支持基材１０の一方の面に絶縁部６を形成し、さらに、支持基材１０のうち絶縁部６を形成した部分を覆うように検出基材２０を貼り合わせる。これにより、支持基材１０と検出基材２０との間に空隙部４０が設けられた積層体６６を形成する。
【００７１】
（貫通電極形成工程）
貫通電極形成工程では、まず、図１７（ａ）に示すように、第二シリコン基板６４の第一シリコン基板６０と対向する面と反対側の面である表面に、第二のシリコン酸化膜６８ｂを成膜する。第二のシリコン酸化膜６８ｂの厚さは、例えば、４００［ｎｍ］に設定する。
次に、図１７（ｂ）に示すように、リソグラフィー及びエッチング技術を用いて、第二のシリコン酸化膜６８ｂに、二箇所の第一のトレンチ５６ａを形成する。なお、第一のトレンチ５６ａの幅（図１７（ｂ）では、左右方向の長さ）は、例えば、０．５［ｍｍ］に設定する。
【００７２】
さらに、図１７（ｃ）に示すように、第二のシリコン酸化膜６８ｂをマスクとして、エッチング技術を用いて、第二シリコン基板６４に、二箇所の第一のトレンチ５６ａとそれぞれ重なる二箇所の第二のトレンチ５６ｂを形成する。
次に、図１８（ａ）に示すように、積層体６６を熱酸化（例えば、３００［ｎｍ］）することで、二箇所の第一のトレンチ５６ａ及び第二のトレンチ５６ｂを、第三のシリコン酸化膜６８ｃで封止する。
これにより、貫通電極５４を形成した後に、第二シリコン基板６４と第一シリコン基板６０とが短絡することを防ぐ。次に、図１８（ｂ）及び図１８（ｃ）に示すように、リソグラフィー及びエッチング技術を用いて、第二のシリコン酸化膜６８ｂ及び第二シリコン基板６４のうち、二箇所の第一のトレンチ５６ａ及び第二のトレンチ５６ｂの間の部分を除去する。これにより、貫通電極５４を形成するための貫通孔５８を形成する。
【００７３】
さらに、図１９（ａ）に示すように、第一シリコン基板６０に形成されていた第一のシリコン酸化膜６８ａをエッチングして除去する。このとき、第二のシリコン酸化膜６８ｂの厚さは、５０［ｎｍ］程度となる。
次に、図１９（ｂ）に示すように、不純物を含有する電極材料として、ｎ型ポリシリコン９６を成膜する。このとき、貫通孔５８の内部に、ｎ型ポリシリコン９６を充填する。
さらに、図１９（ｃ）に示すように、エッチング（又は、化学機械研磨）により、不要なｎ型ポリシリコン９６を除去する。これにより、貫通孔５８の内部に、ｎ型ポリシリコンで形成された貫通電極５４が設けられる。
【００７４】
以上により、貫通電極形成工程では、検出基材２０及び絶縁部６の一部を除去して、検出基材２０の支持基材１０と対向する面と反対の面である表面から支持基材１０まで貫通する貫通孔５８を形成する。さらに、貫通電極形成工程では、不純物を含有する電極材料で貫通孔５８を埋設することで、検出基材２０の表面から支持基材１０まで到達する貫通電極５４を形成する。
【００７５】
（第一イオン注入工程）
第一イオン注入工程では、図２０に示すように、第二のシリコン酸化膜６８ｂを除去する。その後、フォトレジストのパターン（図示せず）を用いて、検出基材２０の表面のうち、検出基材２０の中心を含む予め設定した領域よりも外側の選択した一部の領域（第一イオン注入領域７０ａ）に第一のイオンを注入する。第一のイオンとしては、熱処理により、第一イオン注入領域７０ａがＰ＋＋型半導体層となるイオンを用いる。
したがって、第一イオン注入工程では、検出基材２０の表面のうち、検出基材２０の中心を含む予め設定した領域よりも外側の選択した一部の領域（第一イオン注入領域７０ａ）に、第一のイオンを注入する。
【００７６】
（第二イオン注入工程）
第二イオン注入工程では、図２０に示すように、検出基材２０の第一のイオンを注入した領域（第一イオン注入領域７０ａ）よりも外側の選択した領域（第二イオン注入領域７０ｂ）に、第二のイオンを注入する。第二のイオンとしては、熱処理により、第二イオン注入領域７０ｂがＮ＋＋型半導体層となるイオンを用いる。
（第三イオン注入工程）
第三イオン注入工程では、図２０に示すように、検出基材２０の表面のうち、第一イオン注入領域７０ａの内部に予め設定した領域（第三イオン注入領域７０ｃ）に第三のイオンを注入する。第三のイオンとしては、熱処理により、第三イオン注入領域７０ｃがＰ＋型半導体層となるイオンを用いる。
【００７７】
（低抵抗領域形成工程）
低抵抗領域形成工程では、積層体６６に熱処理（アニール処理）を施す。これにより、第一イオン注入工程、第二イオン注入工程及び第三イオン注入工程で注入したイオンの活性化と、ｎ型ポリシリコンで形成された貫通電極５４から支持基材１０への不純物（キャリア）の固相拡散を行う。
積層体６６に熱処理を施すと、図２１に示すように、検出基材２０の表面に、第一の低抵抗領域７２ａ（ｐ＋＋型半導体層）と、第二の低抵抗領域７２ｂ（ｎ＋＋型半導体層）と、第三の低抵抗領域７２ｃ（ｐ＋型半導体層）が形成される。これに加え、支持基材１０の一部に、第四の低抵抗領域７２ｄ（ｎ＋＋型半導体層）が形成される。
【００７８】
第一の低抵抗領域７２ａは、第二シリコン基板６４の表面のうち予め設定した領域である。具体的に、第一の低抵抗領域７２ａは、後に連結部２６を形成する領域である。
第二の低抵抗領域７２ｂは、第二シリコン基板６４の表面のうち予め設定した領域である。具体的に、第二の低抵抗領域７２ｂは、後に第一端子５０ａを形成する領域である。
第三の低抵抗領域７２ｃは、第二の低抵抗領域７２ｂの内部に設定した領域である。具体的に、第三の低抵抗領域７２ｃは、後に可撓性抵抗２８を形成する領域である。
第四の低抵抗領域７２ｄは、第一シリコン基板６０の第二シリコン基板６４と対抗する面のうち予め設定した領域である。具体的に、第四の低抵抗領域７２ｄは、後に第二端子５０ｂを形成する領域である。
【００７９】
以上により、低抵抗領域形成工程では、イオンを注入した積層体６６を熱処理することで、検出基材２０に第一の低抵抗領域７２ａ、第二の低抵抗領域７２ｂ及び第三の低抵抗領域７２ｃを形成する。さらに、貫通電極５４を形成した積層体６６を熱処理することで、貫通電極５４から支持基材１０に不純物を固相拡散させて、支持基材１０の検出基材２０と対抗する面のうち予め設定した領域に第四の低抵抗領域７２ｄを形成する。
【００８０】
（配線層形成工程）
配線層形成工程では、図２２に示すように、第二シリコン基板６４の上側の面に対し、シリコン窒化膜７４と第四のシリコン酸化膜６８ｄとを順に積層する。そして、図２３に示すように、第四のシリコン酸化膜６８ｄ及びシリコン窒化膜７４へ、第一の低抵抗領域７２ａ、第二の低抵抗領域７２ｂ、第三の低抵抗領域７２ｃ及び第四の低抵抗領域７２ｄまで到達するホール７６を形成する。ホール７６の形成は、通常のリソグラフィー及び酸化膜エッチングにより行う。
【００８１】
次に、図２３に示すように、第二のシリコン酸化膜６８ｂの上へ、Ｔｉ及びＴｉＮで形成した積層膜７８をスパッタリングによって形成し、熱処理を施す。積層膜７８は、Ａｌ等の金属膜がＳｉへ異常拡散することを防止する役割を持つ、いわゆるバリアメタルであり、熱処理を施すことによって、ホール７６の底部に存在するＳｉとＴｉの界面がシリサイド化して、低抵抗な接続を形成することが可能となる。
さらに、図２４に示すように、積層膜７８の上へ、スパッタリングによって、Ａｌ等の金属膜８０を積層する。その後、図２５に示すように、金属膜８０の上へ、第五のシリコン酸化膜６８ｅを積層する。
【００８２】
次に、フォトリソグラフィー及びエッチング技術を用いて、積層膜７８と、金属膜８０及び第五のシリコン酸化膜６８ｅをパターニングすることにより、図２６に示すような配線層８２を形成する。
その後、検出基材の中心を含む予め設定した領域（後にメンブレンとなる領域）であるメンブレン設定領域以外を覆うようなフォトレジストのパターン（図示せず）を形成する。さらに、エッチング技術によって、メンブレン設定領域に形成されている第三のシリコン酸化膜６８ｃ及び第二のシリコン酸化膜６８ｂを除去する。そして、メンブレン設定領域以外を覆うようなフォトレジストのパターン（図示せず）を形成して、図２６に示すように、メンブレン設定領域のシリコン窒化膜７４を除去する。
【００８３】
以上により、配線層形成工程では、メンブレン２２と電気的に接続された第一端子５０ａと、支持基材１０と電気的に接続された第二端子５０ｂを含む配線層８２を形成する。これに加え、連結部２６ｂと電気的に接続された第三端子５０ｃと、連結部２６ａと電気的に接続された第四端子５０ｄを含む配線層８２を形成する。
【００８４】
（除去工程）
除去工程では、メンブレン設定領域の一部をエッチングにて切り取ることで、二対である四つの連結部２６ａ〜２６ｄをパターニングする。
したがって、除去工程では、メンブレン設定領域の周囲であって、第一の低抵抗領域７２ａを除く領域を除去することで、メンブレン２２、固定部材２４、連結部２６、可撓性抵抗２８を形成する。
（受容体形成工程）
受容体形成工程では、メンブレン２２の中心を含む予め設定した領域に、ＰＥＩ溶液等を塗布し、乾燥させる。これにより、吸着した物質に応じた変形を生じる受容体３０を形成する。
【００８５】
（動作・作用）
図１から図２６を参照しつつ、図２７を用いて、第一実施形態の動作と作用を説明する。
ガスセンサ１を、例えば、嗅覚センサとして用いる際には、匂い成分を含んだガスの雰囲気中に受容体３０を配置し、ガスが含む匂い成分を、測定対象物として受容体３０に吸着させる。
受容体３０にガス（測定対象物）の分子が吸着して、受容体３０に歪みが発生すると、メンブレン２２に表面応力が印加され、図２７に示すように、メンブレン２２が撓む。
固定部材２４は井桁状に形成されてメンブレン２２を包囲しており、連結部２６は、メンブレン２２と固定部材２４を両端部で連結している。このため、連結部２６のうち、メンブレン２２に連結している端部は自由端となっており、固定部材２４に連結している端部は固定端となっている。
【００８６】
したがって、メンブレン２２が撓むと、連結部２６に、受容体３０に発生した歪みに応じた撓みが発生することで、可撓性抵抗２８の抵抗値が変化する。そして、変化した抵抗値に応じた電流のパターンが、パターン記憶部２０１が記憶している応答パターンに合致しているか否かを判定することで、測定対象物の成分を判定して、測定対象物を検知する。
ここで、ガスセンサ１が不良である場合や、メンブレン２２の動作が不良である場合には、変化した可撓性抵抗２８の抵抗値に応じた電流のパターンと、応答パターンとが合致せず、測定対象物の成分を判定することが困難となる。
【００８７】
これに対し、第一実施形態のガスセンサ１であれば、メンブレン２２に第一の電位を印加可能な第一端子５０ａと、支持基材１０に第二の電位を印加可能な第二端子５０ｂを備える。これにより、受容体３０にガス等の流体を吸着させることなく、第一端子５０ａと第二端子５０ｂに電位を印加することで発生するクーロン力により、メンブレン２２を変形させる。そして、メンブレン２２を変形させた際に発生する抵抗値の変化（ピエゾ抵抗の変化）を測定することで、測定対象物を含む流体の受容体への付着や、機械的な応力の印加を必要とせずに、不良を検出することが可能となる。
なお、上述した第一実施形態は、本発明の一例であり、本発明は、上述した第一実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００８８】
（第一実施形態の効果）
第一実施形態のガスセンサ１であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
（１）印加された表面応力によって撓む導電性のメンブレン２２と、メンブレン２２を包囲する導電性の固定部材２４と、メンブレン２２と固定部材２４とを連結する導電性の連結部２６を備える。さらに、連結部２６に起きた撓みに応じて抵抗値が変化する可撓性抵抗２８と、固定部材２４に接続されてメンブレン２２及び連結部２６との間に空隙（空隙部４０）を設けて配置され、且つメンブレン２２及び連結部２６と重なる導電性の支持基材１０を備える。
これに加え、メンブレン２２の表面の中心を含む領域の上に形成され、且つ吸着した物質に応じた変形を生じる受容体３０を備える。さらに、メンブレン２２に第一の電位を印加可能な第一端子５０ａと、支持基材１０に第二の電位を印加可能な第二端子５０ｂと、固定部材２４と支持基材１０とを電気的に絶縁する絶縁部６を備える。
【００８９】
このため、受容体３０にガス等の流体を吸着させることなく、第一端子５０ａと第二端子５０ｂに電位を印加することで発生するクーロン力により、メンブレン２２を変形させることが可能となる。これにより、メンブレン２２を変形させた際に発生する抵抗値の変化を測定することで、測定対象物を含む流体の受容体への付着や、機械的な応力の印加を必要とせずに、不良を検出することが可能となる。
その結果、測定対象物を含む流体の受容体３０への付着や、機械的な応力の印加を必要とせずに、不良を検出することが可能なガスセンサ１を提供することが可能となる。
【００９０】
（２）メンブレン２２が、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に印加された電圧に応じて変形する。
その結果、測定対象物を含む流体の受容体３０への付着や、機械的な応力の印加を必要とせずに、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に電圧を印加することで、不良を検出することが可能なガスセンサ１を提供することが可能となる。
【００９１】
（３）第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に電圧が印加された状態における可撓性抵抗２８の抵抗値である検査時抵抗値を検知する抵抗検知部１０４をさらに備える。
その結果、ガスセンサ１の不良を検出するために用いる検査時抵抗値を、測定対象物を含む流体の受容体３０への付着や、機械的な応力の印加を必要とせずに検出することが可能となる。
【００９２】
（４）第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に電圧を印加可能である電圧印加部（第一電源１０２、マルチプレクサ１０１）をさらに備える。
その結果、ガスセンサ１の不良を検出するために用いる検査時抵抗値を、測定対象物を含む流体の受容体３０への付着や、機械的な応力の印加を必要とせずに検出することが可能となる。
【００９３】
（５）感度補正値と検査時抵抗値とを記憶する補正値記憶部１０５と、補正値記憶部１０５が記憶している感度補正値に応じて、補正値記憶部１０５が記憶している検査時抵抗値を補正する感度補正部１０６をさらに備える。
その結果、ガスセンサ１の不良が検出された後に、感度補正部１０６を調整することで、感度補正部１０６を調整した後に行う測定対象物を検知する精度を、向上させることが可能となる。
【００９４】
（６）メンブレン２２、固定部材２４、連結部２６及び支持基材１０のうち少なくとも一つが、絶縁性基材に導体が積層されて形成された積層基材又は半導体基材により形成されている。
その結果、絶縁部６に加え、メンブレン２２、固定部材２４、連結部２６及び支持基材１０のうち少なくとも一つにより、支持基材１０と検出基材２０とを電気的に絶縁することが可能となる。
【００９５】
（７）メンブレン２２の支持基材１０と対向する面と反対側の面である表面の中心を含む領域の上に形成され、且つ吸着した物質に応じた変形を生じる受容体３０をさらに備える。
その結果、受容体３０に吸着した測定対象物を検知することが可能なガスセンサ１を形成することが可能となる。
【００９６】
（８）絶縁部６が、固定部材２４と支持基材１０との間に設けられたシリコン酸化膜を用いて形成されている。
その結果、入手及び加工が容易な材料を用いて、絶縁部６を形成することが可能となる。
また、第一実施形態の含有成分検知装置（ガスセンサ１、抵抗検知部１０４、成分検知部２００）であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
【００９７】
（９）ガスセンサ１と、検査時抵抗値を検知する抵抗検知部１０４と、受容体３０に流体が付着したときに流体が含有している成分に対して受容体が応答する応答パターンを記憶しているパターン記憶部２０１を備える。これに加え、検査時抵抗値と応答パターンに応じて、受容体３０に付着した流体が含有する成分を検知する成分検知部２００を備える。
その結果、検知した抵抗値と、予め記憶している応答パターンに応じて、受容体３０に付着した流体が含有する成分を検知することが可能となる。
また、第一実施形態の検査システム（ガスセンサ１、電圧印加部、抵抗検知部）であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
【００９８】
（１０）ガスセンサ１と、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に電圧を印加可能である電圧印加部と、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に電圧が印加された状態における可撓性抵抗２８の抵抗値である検査時抵抗値を検知する抵抗検知部１０４を備える。
その結果、ガスセンサ１の不良を検出するために用いる検査時抵抗値を、測定対象物を含む流体の受容体３０への付着や、機械的な応力の印加を必要とせずに検出することが可能となる。
【００９９】
（１１）感度補正値と検査時抵抗値を記憶する補正値記憶部１０５と、補正値記憶部１０５が記憶している感度補正値に応じて、補正値記憶部１０５が記憶している検査時抵抗値を補正する感度補正部１０６を備える。
その結果、ガスセンサ１の不良が検出された後に、感度補正部１０６を調整することで、感度補正部１０６を調整した後に行うガスセンサ１の不良を検出する精度を、向上させることが可能となる。
また、第一実施形態のガスセンサ１の検査方法であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
【０１００】
（１２）第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第二の電圧を印加する第二電圧印加工程と、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第二の電圧を印加した状態における可撓性抵抗２８の抵抗値である検査時抵抗値を検知する検査時抵抗検知工程を備える。これに加え、検査時抵抗検知工程で検知した検査時抵抗値と、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第二の電圧とは異なる第一の電圧を印加した状態の抵抗値である基準抵抗値と、に基づいてメンブレン２２の動作を判定する判定工程を備える。
その結果、測定対象物を含む流体の受容体３０への付着や、機械的な応力の印加を必要とせずに、メンブレン２２の動作の不良を検出することが可能となる。
【０１０１】
（１３）第二電圧印加工程の前工程として、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第一の電圧を印加する第一電圧印加工程と、第一電圧印加工程で第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第一の電圧を印加した状態で基準抵抗値を測定する測定工程と、をさらに備える。
その結果、ガスセンサ１の不良を検出するために用いる基準抵抗値を、測定対象物を含む流体の受容体３０への付着や、機械的な応力の印加を必要とせずに検出することが可能となる。
【０１０２】
（１４）判定工程でメンブレン２２の動作が基準値よりも良好であると判定した場合に、検査時抵抗検知工程で検知した検査時抵抗値に応じた感度の補正値である感度補正値を算出する補正値算出工程を備える。これに加え、補正値算出工程で算出した感度補正値を記憶する補正値記憶工程と、補正値記憶工程で記憶した感度補正値を用いて検査時抵抗値を補正する検査時抵抗値補正工程を備える。
その結果、ガスセンサ１の不良が検出された後に、感度補正部１０６を調整することで、感度補正部１０６を調整した後に行うガスセンサ１の不良を検出する精度を、向上させることが可能となる。
また、第一実施形態のガスセンサの製造方法であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
【０１０３】
（１５）積層体形成工程と、貫通電極形成工程と、第一イオン注入工程と、第二イオン注入工程と、第三イオン注入工程と、低抵抗領域形成工程と、除去工程と、配線層形成工程を備える。積層体形成工程は、支持基材１０の一方の面に凹部６２を形成し、一方の面に絶縁部６を形成する工程である。さらに、積層体形成工程は、支持基材１０のうち絶縁部６を形成した部分を覆うように検出基材２０を貼り合わせることで、支持基材１０と検出基材２０との間に空隙部４０が設けられた積層体６６を形成する工程である。貫通電極形成工程は、検出基材２０及び絶縁部６の一部を除去して、検出基材２０の支持基材１０と対向する面と反対の面である表面から支持基材１０まで貫通する貫通孔５８を形成する工程である。さらに、貫通電極形成工程は、不純物を含有する電極材料で貫通孔５８を埋設することで表面から支持基材１０まで到達する貫通電極５４を形成する工程である。第一イオン注入工程は、検出基材２０の表面のうち検出基材２０の中心を含む予め設定した領域よりも外側の選択した一部の領域に、第一のイオンを注入する工程である。第二イオン注入工程は、検出基材２０の第一のイオンを注入した領域よりも外側の選択した領域に、第二のイオンを注入する工程である。第三イオン注入工程は、検出基材２０の表面のうち予め設定した領域に、第三のイオンを注入する工程である。低抵抗領域形成工程は、積層体６６を熱処理することで、第一のイオンを注入した領域に第一の低抵抗領域７２ａを形成し、第二のイオンを注入した領域に第二の低抵抗領域７２ｂを形成し、第三のイオンを注入した領域に第三の低抵抗領域７２ｃを形成する工程である。さらに、貫通電極５４から支持基材１０に不純物を固相拡散させて、支持基材１０の検出基材２０と対抗する面のうち予め設定した領域に、第四の低抵抗領域７２ｄを形成する工程である。除去工程は、検出基材２０の中心を含む予め設定した領域の周囲であって第一の低抵抗領域７２ａを除く領域を除去することで、メンブレン２２、固定部材２４、少なくとも一対の連結部２６を形成する工程である。配線層形成工程は、メンブレン２２と電気的に接続された第一端子５０ａと、支持基材１０と電気的に接続された第二端子５０ｂを含む配線層８２を形成する工程である。
【０１０４】
このため、受容体３０にガス等の流体を吸着させることなく、第一端子５０ａと第二端子５０ｂに電位を印加することで、測定対象物を含む流体の受容体への付着や、機械的な応力の印加を必要とせずに、不良を検出することが可能となる。
その結果、測定対象物を含む流体の受容体への付着や、機械的な応力の印加を必要とせずに、不良を検出することが可能なガスセンサ１の製造方法を提供することが可能となる。
【０１０５】
（第一実施形態の変形例）
（１）第一実施形態では、固定部材２６と支持基材１０とを電気的に絶縁する絶縁部６を、固定部材２６と支持基材１０との間に設けられたシリコン酸化膜を用いて形成したが、これに限定するものではない。すなわち、検出基材２０と支持基材１０とを互いに極性が異なる構成とし、固定部材２６と支持基材１０とを電気的に絶縁する絶縁部を、検出基材２０と支持基材１０との間に形成される空乏層を用いて形成してもよい。
この場合、支持基材１０を形成する材料としてｎ型シリコンを用いるとともに、検出基材２０を形成する材料としてｐ型シリコンを用い、さらに、支持基材１０と検出基材２０によって形成される空乏層を用いて、絶縁部を形成する。また、検出基材２０を形成する材料としてｐ型シリコンを用いるため、第二の低抵抗領域７２ｂは、ｐ＋＋型半導体層となる。
この構成であれば、支持基材１０及び検出基材２０を形成する材料の選択肢が増加するため、ガスセンサ１の適用対象を拡大することが可能となる。
【０１０６】
（２）第一実施形態では、可撓性抵抗２８をピエゾ抵抗で形成したピエゾ抵抗表面センサによりガスセンサ１を構成したが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、図２８に示すように、空隙部４０を、メンブレン２２及び連結部２６と支持基材１０との間で、静電容量を形成するための空間として機能させる構成の、静電容量型センサによりガスセンサ１を構成してもよい。この場合、例えば、図２８に示すように、第一端子５０ａと第二端子５０ｂに流れる電流を検出する電流検出部３００を、第一端子５０ａと第二端子５０ｂに接続した構成とする。電流検出部３００は、検出用抵抗３０１と、検査用電源３０２と、電流検出回路３０３を備える。この構成では、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に、直流電圧と微小振幅する交流電圧を印加した際の電流を検出することで、静電容量の変化を検知し、不良を検出することが可能となる。
【０１０７】
また、例えば、図２９に示すように、空隙部４０に内部電極４００を形成し、第一端子５０ａと内部電極４００に流れる電流を検出する電流検出部３００を、第一端子５０ａと内部電極４００に接続した構成としてもよい。この場合、検出用抵抗３０１を第一端子５０ａと第二端子５０ｂに接続し、検査用電源３０２と電流検出回路３０３を第一端子５０ａと内部電極４００に接続する。この構成では、第一端子５０ａと内部電極４００との間に直流電圧を印加した際の、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの静電容量の変化を検知することで、不良を検出することが可能となる。
【０１０８】
（３）第一実施形態では、第二端子５０ｂの構成を、貫通電極５４を介して支持基材１０と電気的に接続されている構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、図３０に示すように、第二端子５０ｂの構成を、支持基材１０のうち、検出基材２０と対向する面と反対側の面に形成することで、支持基材１０と電気的に接続されている構成としてもよい。また、図示は省略するが、第二端子５０ｂの構成を、支持基材１０の側面に形成することで、支持基材１０と電気的に接続されている構成としてもよい。
【０１０９】
（４）第一実施形態では、支持基材１０の材料となる第一シリコン基板６０の一方の面に凹部６２を形成することで、メンブレン２２と支持基材１０との間に空隙部４０を形成したが、これに限定するものではない。すなわち、検出基材２０の材料となる第二シリコン基板６４の支持基材１０と対向する面に凹部を形成することで、メンブレン２２と支持基材１０との間に空隙部４０を形成してもよい。
【０１１０】
（５）第一実施形態では、接続部４の面積を、メンブレン２２の厚さ方向から見て、メンブレン２２の面積よりも小さい値としたが、これに限定するものではなく、接続部４の面積を、メンブレン２２の面積以上としてもよい。
【０１１１】
（６）第一実施形態では、接続部４の形状を円形としたが、これに限定するものではなく、接続部４の形状を、例えば、方形としてもよい。また、接続部４を、複数形成してもよい。
【０１１２】
（７）第一実施形態では、検出基材２０を形成する材料と、支持基材１０を形成する材料とを、同一の材料としたが、これに限定するものではなく、検出基材２０を形成する材料と、支持基材１０を形成する材料とを、異なる材料としてもよい。
この場合、検出基材２０の線膨張係数と支持基材１０の線膨張係数との差を、１．２×１０−５／℃以下とすることで、パッケージ基板２の変形に応じた、検出基材２０の変形量と支持基材１０の変形量との差を減少させることが可能となる。これにより、メンブレン２２の撓みを抑制することが可能となる。
【０１１３】
（８）第一実施形態では、支持基材１０の線膨張係数を、５．０×１０−６／℃以下としたが、これに限定するものではなく、支持基材１０の線膨張係数を、１．０×１０−５／℃以下としてもよい。
この場合であっても、支持基材１０の剛性を向上させることが可能となり、温度変化等に起因するパッケージ基板２の変形に対する、検出基材２０の変形量を減少させることが可能となる。
【０１１４】
（９）第一実施形態では、保持部材２４の構成を、四辺形（正方形）の枠状に形成されて、隙間を空けてメンブレン２２を包囲している構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、保持部材２４の構成を、例えば、菱形等の正方形以外の四辺形に形成した構成としてもよい。また、保持部材２４の構成を、例えば、四辺形の一辺を除いた形状等、空隙部を有する不連続な形状に形成した構成としてもよい。すなわち、保持部材２４の構成は、メンブレン２２を外側から支持して固定することが可能な構成であればよい。
【０１１５】
（１０）第一実施形態では、ガスセンサ１の検査方法が、第二電圧印加工程と、検査時抵抗検知工程と、判定工程と、第一電圧印加工程と、測定工程を備える構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、基準抵抗値が既知であれば、ガスセンサ１の検査方法が、第一電圧印加工程と測定工程を備えていない構成としてもよい。この場合、判定工程では、第一の電圧は０［Ｖ］に設定し、第二の電圧は、ガスセンサ１の構成に応じた値に設定する。
【０１１６】
（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【０１１７】
（構成）
第二実施形態の構成は、上述した第一実施形態と同様であるため、説明を省略する。
（ガスセンサの製造方法）
図１から図３０を参照しつつ、図３１から図４０を用いて、ガスセンサ１の製造方法を説明する。なお、図３１から図４０の断面図は、図２のＸ−Ｘ線断面図に対応する。
ガスセンサ１の製造方法は、積層体形成工程と、貫通電極形成工程と、第一イオン注入工程と、第二イオン注入工程と、第三イオン注入工程と、低抵抗領域形成工程と、ホール形成工程と、空隙部形成工程と、ホール封止工程と、除去工程と、配線層形成工程を備える。
【０１１８】
（積層体形成工程）
積層体形成工程では、まず、図３１に示すように、支持基材１０の材料となる第一シリコン基板６０へ、シリコン酸化膜を用いて形成した絶縁性の犠牲層９２を積層する。さらに、犠牲層９２へ、検出基材２０の材料となる第二シリコン基板６４を積層する。なお、犠牲層９２としては、シリコン酸化膜の他に、シリコン窒化膜やアルミニウム、チタン、銅、タングステン等の金属膜を用いてもよい。
以上により、積層体形成工程では、支持基材１０に絶縁性の犠牲層９２を積層し、さらに、絶縁性の犠牲層９２に検出基材２０を積層して積層体６６を形成する。
【０１１９】
（貫通電極形成工程）
貫通電極形成工程では、まず、図３２（ａ）に示すように、第二シリコン基板６４の第一シリコン基板６０と対向する面と反対側の面である表面に、第一のシリコン酸化膜６８ａを成膜する。
次に、図３２（ｂ）に示すように、リソグラフィー及びエッチング技術を用いて、第一のシリコン酸化膜６８ａに、二箇所の第一のトレンチ５６ａを形成する。なお、第一のトレンチ５６ａの幅（図３２（ｂ）では、左右方向の長さ）は、例えば、０．５［ｍｍ］に設定する。
さらに、図３２（ｃ）に示すように、第一のシリコン酸化膜６８ａをマスクとして、エッチング技術を用いて、第二シリコン基板６４に、二箇所の第一のトレンチ５６ａとそれぞれ重なる二箇所の第二のトレンチ５６ｂを形成する。
【０１２０】
次に、図３３（ａ）に示すように、積層体６６を熱酸化（例えば、３００［ｎｍ］）することで、二箇所の第一のトレンチ５６ａ及び第二のトレンチ５６ｂを、第二のシリコン酸化膜６８ｂで封止する。
これにより、貫通電極５４を形成した後に、第二シリコン基板６４と第一シリコン基板６０とが短絡することを防ぐ。次に、図３３（ｂ）及び図３３（ｃ）に示すように、リソグラフィー及びエッチング技術を用いて、第一のシリコン酸化膜６８ａ及び第二シリコン基板６４のうち、二箇所の第一のトレンチ５６ａ及び第二のトレンチ５６ｂの間の部分を除去する。これにより、貫通電極５４を形成するための貫通孔５８を形成する。
【０１２１】
さらに、図３４（ａ）に示すように、第一シリコン基板６０に形成されていた犠牲層９２のうち貫通孔５８と連続する部分と、第二シリコン基板６４に形成されていた第一のシリコン酸化膜６８ａの一部をエッチングして除去する。このとき、第一のシリコン酸化膜６８ａの厚さは、５０［ｎｍ］程度となる。
次に、図３４（ｂ）に示すように、不純物を含有する電極材料として、ｎ型ポリシリコン９６を成膜する。このとき、貫通孔５８の内部に、ｎ型ポリシリコン９６を充填する。
さらに、図３４（ｃ）に示すように、エッチング（又は、化学機械研磨）により、不要なｎ型ポリシリコン９６を除去する。これにより、貫通孔５８の内部に、ｎ型ポリシリコンで形成された貫通電極５４が設けられる。
【０１２２】
以上により、貫通電極形成工程では、検出基材２０及び絶縁部６の一部を除去して、検出基材２０の支持基材１０と対向する面と反対の面である表面から支持基材１０まで貫通する貫通孔５８を形成する。さらに、貫通電極形成工程では、不純物を含有する電極材料で貫通孔５８を埋設することで、検出基材２０の表面から支持基材１０まで到達する貫通電極５４を形成する。
【０１２３】
（第一イオン注入工程）
第一イオン注入工程では、まず、第一のシリコン酸化膜６８ａを除去した後、第二シリコン基板６４の表面に、第三のシリコン酸化膜６８ｃを成膜する。そして、図３５に示すように、フォトレジストのパターン（図示せず）を用いて、検出基材２０の表面のうち、検出基材２０の中心を含む予め設定した領域よりも外側の選択した一部の領域（第一イオン注入領域７０ａ）に第一のイオンを注入する。第一のイオンとしては、熱処理により、第一イオン注入領域７０ａがＰ＋＋型半導体層となるイオンを用いる。
したがって、第一イオン注入工程では、検出基材２０の表面のうち、検出基材２０の中心を含む予め設定した領域よりも外側の選択した一部の領域（第一イオン注入領域７０ａ）に、第一のイオンを注入する。
【０１２４】
（第二イオン注入工程）
第二イオン注入工程では、図３５に示すように、検出基材２０の第一のイオンを注入した領域（第一イオン注入領域７０ａ）よりも外側の選択した領域（第二イオン注入領域７０ｂ）に、第二のイオンを注入する。第二のイオンとしては、熱処理により、第二イオン注入領域７０ｂがＮ＋＋型半導体層となるイオンを用いる。
（第三イオン注入工程）
第三イオン注入工程では、図３５に示すように、検出基材２０の表面のうち、第一イオン注入領域７０ａの内部に予め設定した領域（第三イオン注入領域７０ｃ）に第三のイオンを注入する。第三のイオンとしては、熱処理により、第三イオン注入領域７０ｃがＰ＋型半導体層となるイオンを用いる。
【０１２５】
（低抵抗領域形成工程）
低抵抗領域形成工程では、積層体６６に熱処理（アニール処理）を施す。これにより、第一イオン注入工程、第二イオン注入工程及び第三イオン注入工程で注入したイオンの活性化と、ｎ型ポリシリコンで形成された貫通電極５４から支持基材１０への不純物（キャリア）の固相拡散を行う。その後、第二のシリコン酸化膜６８ｂを除去する。
積層体６６に熱処理を施すと、図３６に示すように、検出基材２０の表面に、第一の低抵抗領域７２ａ（ｐ＋＋型半導体層）と、第二の低抵抗領域７２ｂ（ｎ＋＋型半導体層）と、第三の低抵抗領域７２ｃ（ｐ＋型半導体層）が形成される。これに加え、支持基材１０の一部に、第四の低抵抗領域７２ｄ（ｎ＋＋型半導体層）が形成される。
【０１２６】
第一の低抵抗領域７２ａは、第二シリコン基板６４の表面のうち予め設定した領域である。具体的に、第一の低抵抗領域７２ａは、後に連結部２６を形成する領域である。
第二の低抵抗領域７２ｂは、第二シリコン基板６４の表面のうち予め設定した領域である。具体的に、第二の低抵抗領域７２ｂは、後に第一端子５０ａを形成する領域である。
第三の低抵抗領域７２ｃは、第二の低抵抗領域７２ｂの内部に設定した領域である。具体的に、第三の低抵抗領域７２ｃは、後に可撓性抵抗２８を形成する領域である。
第四の低抵抗領域７２ｄは、第一シリコン基板６０の第二シリコン基板６４と対抗する面のうち予め設定した領域である。具体的に、第四の低抵抗領域７２ｄは、後に第二端子５０ｂを形成する領域である。
【０１２７】
以上により、低抵抗領域形成工程では、イオンを注入した積層体６６を熱処理することで、検出基材２０に第一の低抵抗領域７２ａ、第二の低抵抗領域７２ｂ及び第三の低抵抗領域７２ｃを形成する。さらに、貫通電極５４を形成した積層体６６を熱処理することで、貫通電極５４から支持基材１０に不純物を固相拡散させて、支持基材１０の検出基材２０と対抗する面のうち予め設定した領域に第四の低抵抗領域７２ｄを形成する。
【０１２８】
（ホール形成工程）
ホール形成工程では、まず、図３７に示すように、第三のシリコン酸化膜６８ｃを除去した後の、第二シリコン基板６４の表面に、第四のシリコン酸化膜６８ｄを成膜する。その後、一般的なフォトリソグラフィーの技術により、第二シリコン基板６４の上側の面に、ホールのパターン（図示せず）を形成する。
次に、ホールのパターンをマスクとしてドライエッチングを施し、図３７に示すように、第四のシリコン酸化膜６８ｄ及び第二シリコン基板６４へ、ホール７６を形成する。ホール７６の直径は、例えば、０．２８［μｍ］に設定して、犠牲層９２に到達する深さに設定する。
以上により、ホール形成工程では、検出基材２０のうち、検出基材２０の中心を含む予め設定した領域に、犠牲層９２まで貫通するホール７６を形成する。
【０１２９】
（空隙部形成工程）
空隙部形成工程では、まず、図３８に示すように、第二シリコン基板６４の上側の面に形成した第四のシリコン酸化膜６８ｄを除去する。第四のシリコン酸化膜６８ｄを除去した後は、ＨＦＶａｐｏｒを、ホール７６を通して第一シリコン基板６０の側に浸透させることで、犠牲層９２のみを選択的にエッチングし、図３９に示すように、第一シリコン基板６０と第二シリコン基板６４との間に、空隙部４０を形成する。
ここで、ＨＦのＷｅｔエッチングを使わない理由は、空隙部４０を形成した後の乾燥時に、純水等の表面張力で空隙部４０が潰れる不具合（スティクションとも呼称される）の発生を回避するためである。
【０１３０】
また、空隙部形成工程では、第一シリコン基板６０と第二シリコン基板６４との間に、空隙部４０を形成することで、第一シリコン基板６０と第二シリコン基板６４との間のうち犠牲層９２を残留させた位置に、絶縁部６を形成する。
絶縁部６は、第一シリコン基板６０と第二シリコン基板６４とを電気的に絶縁する。
以上により、空隙部形成工程では、ホール７６を介したエッチングにより、検出基材２０の中心を含む予め設定した領域と支持基材１０との間に配置された犠牲層９２を除去して、支持基材１０と検出基材２０との間に空隙部４０を設ける。これに加え、空隙部形成工程では、検出基材２０と支持基材１０との間のうち犠牲層９２を残留させた位置に設けられ、且つ検出基材２０と支持基材１０とを電気的に絶縁する絶縁部６を形成する。
【０１３１】
（ホール封止工程）
ホール封止工程では、図３９に示すように、酸化膜９４によってホール７６を封止する。
ホール７６を封止する方法としては、例えば、熱酸化処理とＣＶＤ等を組み合わせることが有効であるが、ホール７６の直径が小さい場合には、ＣＶＤのみを用いることも可能である。
以上により、ホール封止工程では、検出基材２０の支持基材１０と対向する面と反対側の面に、酸化膜９４を形成してホール７６を封止する。
【０１３２】
（配線層形成工程）
配線層形成工程は、上述した第一実施形態と同様の手順で行うため、その説明を省略する。
以上により、配線層形成工程では、図４０に示すように、メンブレン２２と電気的に接続された第一端子５０ａと、支持基材１０と電気的に接続された第二端子５０ｂとを含む配線層８２を形成する。
（除去工程）
除去工程は、上述した第一実施形態と同様の手順で行うため、その説明を省略する。
（受容体形成工程）
受容体形成工程は、上述した第一実施形態と同様の手順で行うため、その説明を省略する。
【０１３３】
（動作・作用）
第二実施形態の動作と作用は、上述した第一実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
なお、上述した第二実施形態は、本発明の一例であり、本発明は、上述した第二実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【０１３４】
（第二実施形態の効果）
第二実施形態のガスセンサの製造方法であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
（１）積層体形成工程と、貫通電極形成工程と、第一イオン注入工程と、第二イオン注入工程と、第三イオン注入工程と、低抵抗領域形成工程と、ホール形成工程と、空隙部形成工程と、ホール封止工程と、除去工程と、配線層形成工程を備える。積層体形成工程は、支持基材１０に絶縁性の犠牲層９２を積層し、さらに、犠牲層９２に検出基材２０を積層して積層体６６を形成する工程である。貫通電極形成工程は、検出基材２０の一部を除去して、検出基材２０の支持基材１０と対向する面と反対の面である表面から支持基材１０まで貫通する貫通孔５８を形成する工程である。さらに、貫通電極形成工程は、不純物を含有する電極材料で貫通孔５８を埋設することで表面から支持基材１０まで到達する貫通電極５４を形成する工程である。第一イオン注入工程は、検出基材２０の表面のうち検出基材２０の中心を含む予め設定した領域よりも外側の選択した一部の領域に、第一のイオンを注入する工程である。第二イオン注入工程は、検出基材２０の第一のイオンを注入した領域よりも外側の選択した領域に、第二のイオンを注入する工程である。第三イオン注入工程は、検出基材２０の表面のうち予め設定した領域に、第三のイオンを注入する工程である。低抵抗領域形成工程は、積層体６６を熱処理することで、第一のイオンを注入した領域に第一の低抵抗領域７２ａを形成し、第二のイオンを注入した領域に第二の低抵抗領域７２ｂを形成し、第三のイオンを注入した領域に第三の低抵抗領域７２ｃを形成する工程である。さらに、貫通電極５４から支持基材１０に不純物を固相拡散させて、支持基材１０の検出基材２０と対抗する面のうち予め設定した領域に、第四の低抵抗領域７２ｄを形成する工程である。ホール形成工程は、検出基材２０のうち検出基材２０の中心を含む予め設定した領域に、犠牲層９２まで貫通するホール７６を形成する工程である。空隙部形成工程は、ホールを介したエッチングにより、検出基材２０の中心を含む予め設定した領域と支持基材１０との間に配置された犠牲層９２を除去して支持基材１０と検出基材２０との間に空隙部４０を設ける工程である。これに加え、空隙部形成工程は、検出基材２０と支持基材１０との間のうち犠牲層９２を残留させた位置に設けられ、且つ検出基材２０と支持基材１０とを電気的に絶縁する絶縁部６を形成する工程である。ホール封止工程は、検出基材２０の支持基材１０と対向する面と反対側の面に酸化膜を形成してホール７６を封止する工程である。除去工程は、検出基材２０の中心を含む予め設定した領域の周囲であって第一の低抵抗領域７２ａを除く領域を除去することで、メンブレン２２、固定部材２４、少なくとも一対の連結部２６を形成する工程である。配線層形成工程は、メンブレン２２と電気的に接続された第一端子５０ａと、支持基材１０と電気的に接続された第二端子５０ｂを含む配線層８２を形成する工程である。
【０１３５】
このため、受容体３０にガス等の流体を吸着させることなく、第一端子５０ａと第二端子５０ｂに電位を印加することで、測定対象物を含む流体の受容体への付着や、機械的な応力の印加を必要とせずに、不良を検出することが可能となる。
その結果、測定対象物を含む流体の受容体への付着や、機械的な応力の印加を必要とせずに、不良を検出することが可能なガスセンサ１の製造方法を提供することが可能となる。
【０１３６】
（第三実施形態）
以下、本発明の第三実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【０１３７】
（構成）
図１から図４０を参照しつつ、図４１から図４３を用いて、第三実施形態の構成を説明する。
第三実施形態のガスセンサ１は、不良検出部１００の構成を除き、第一実施形態と同様の構成である。なお、以降の説明では、上述した第一実施形態及び第二実施形態と同様の構成について、図示及び記載を省略する場合がある。
不良検出部１００は、図４１に示すように、電圧印加部５００と、抵抗検知部１０４と、共振周波数検出部５０１と、受容体物性判別部５０２を備える。
【０１３８】
電圧印加部５００は、第一電源１０２とマルチプレクサ１０１によって形成されており、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に電圧を印加可能である。
また、電圧印加部５００は、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に電圧を印加することで、第一端子５０ａ及び第二端子５０ｂに周期的な電気信号を入力し、周期的な静電引力を発生させ、メンブレン２２と、連結部２６と、受容体３０とを共振させる。
周期的な静電引力を発生させる周期的な電気信号としては、例えば、図４２（ａ）〜（ｃ）に示す信号を用いることが可能である。
【０１３９】
抵抗検知部１０４は、第三端子５０ｃ及び第四端子５０ｄと接続されており、可撓性抵抗２８の抵抗値を検知する。また、抵抗検知部１０４は、検知した抵抗値を、共振周波数検出部５０１へ出力する。
【０１４０】
共振周波数検出部５０１は、抵抗検知部１０４が検知した可撓性抵抗２８の抵抗値から、メンブレン２２と連結部２６と受容体３０との共振周波数を検出する。なお、共振周波数は、受容体３０を形成する前と後で変化する。また、共振周波数検出部５０１は、検出した共振周波数を、受容体物性判別部５０２へ出力する。さらに、共振周波数検出部５０１は、検出した共振周波数を、参照信号として電圧印加部５００へ出力する。
【０１４１】
受容体物性判別部５０２は、予め記憶している共振周波数の基準値と、共振周波数検出部５０１が検出した共振周波数に基づき、受容体３０の物性を判別する。これにより、受容体物性判別部５０２は、基準に対して、受容体３０の物性が合格か否かの判断を行う。これに加え、受容体物性判別部５０２は、受容体３０の物性が基準に対して合格である場合、受容体３０の物性に対するランクの振り分け（例えば、「良好」、「良」、「可」の３ランク等）を行う。
受容体物性判別部５０２が判別する受容体３０の物性は、受容体３０の質量と、受容体３０の硬度である。
【０１４２】
受容体物性判別部５０２が受容体３０の物性を判別する際には、受容体３０を形成する前に共振周波数検出部５０１が検出した共振周波数と、受容体３０を形成した後に共振周波数検出部５０１が検出した共振周波数との変化が、共振周波数の基準値に応じた変化であるか否かを判別することで、受容体３０の形成状態（質量・厚さ）を検査する。
具体的に、バネマス系の条件式において、質量の変化は、形成した受容体３０の質量に関係し、ばね定数の変化は、形成した受容体３０の厚さ（硬度）に関係する。
【０１４３】
また、受容体３０の厚さに対する依存性を、理論により検討すると、受容体３０の厚さを「ｔｒ」、受容体３０のヤング率を「Ｅｒ」、メンブレン２２の厚さを「ｔａ」、メンブレン２２のヤング率を「Ｅａ」、メンブレン２２の拡散膨張係数を「β」、濃度の変化を「Δｃ」、受容体３０の直径を「φ」と定義すると、以下の理論式（１）が成立する。
【数１】
2020184721.tif 000003
【０１４４】
但し、理論式（１）においては、以下の理論式（２）が成立している。
【数２】
2020184721.tif 000004
【０１４５】
さらに、受容体３０の厚さに対する依存性を、有限要素解析により検討すると、受容体３０の厚さ比と、理論式（１）及び理論式（２）から算出される比には、図４３に示す関係が成立している。なお、図４３に示す関係は、一例として、受容体３０の厚さが基準値（平均値）で１［μｍ］であり、メンブレン２２の厚さがみ３［μｍ］である場合の関係である。
したがって、理論においても、有限要素解析においても、受容体３０の質量・厚さと、受容体３０のガスに対する感度との相関が確認されている。
【０１４６】
（ガスセンサの検査方法）
図１から図４３を参照して、第三実施形態におけるガスセンサ１の検査方法を説明する。
第三実施形態におけるガスセンサ１の検査は、例えば、ガスセンサ１の工場検査時（製造時や出荷時等）に行う。
【０１４７】
また、第三実施形態におけるガスセンサ１の検査は、ガスセンサ１に対し、受容体３０の物性を検査する検査方法であり、第二電圧印加工程と、検査時抵抗検知工程と、共振周波数算出工程と、受容体物性判別工程と、を備える。
第二電圧印加工程は、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に、予め設定した第二の電圧を印加する工程である。
検査時抵抗検知工程は、検査時抵抗値を検知する工程である。検査時抵抗値は、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第二の電圧を印加した状態における、可撓性抵抗２８の抵抗値である。
【０１４８】
共振周波数算出工程は、検査時抵抗検知工程で検知した検査時抵抗値から、受容体３０の共振周波数を算出する工程である。
受容体物性判別工程は、共振周波数の基準値と、共振周波数算出工程で算出された共振周波数との比較によって、受容体３０の物性を判別する工程である。
【０１４９】
（第三実施形態の効果）
第三実施形態のガスセンサ１であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
（１）可撓性抵抗２８の抵抗値から、メンブレン２２と連結部２６と受容体３０との共振周波数を検出する共振周波数検出部５０１と、共振周波数の基準値と、検出された共振周波数に基づき、受容体３０の物性を判別する受容体物性判別部５０２を備える。
その結果、受容体３０の物性を判別することで、受容体３０によるガス感度の不良を、ガス応答テストを行うこと無く、電気的に判別することが可能となる。これは、受容体３０の物性は、受容体３０によるガス感度に相関があるため、受容体３０の物性におけるバラつきが、受容体３０によるガス感度のバラつきに対応することに起因する。
したがって、第三実施形態では、受容体３０の物性として、受容体３０の形状（厚さ・メンブレン２２との接触面積・体積を含む）を判別することが可能となる。さらに、第三実施形態では、受容体３０の物性として、膜質（空隙）や、感応膜種を判別することが可能となる。
【０１５０】
（２）電圧印加部５００が、第一端子５０ａ及び第二端子５０ｂに周期的な電気信号を入力することで、周期的な静電引力を発生させて、メンブレン２２と、連結部２６と、受容体３０とを共振させる。
その結果、電圧印加部５００が、第一端子５０ａ及び第二端子５０ｂに周期的ではない電気信号を入力する構成と比較して、受容体３０の物性を判別する精度を向上させることが可能となる。
【０１５１】
また、第三実施形態のガスセンサ１の検査方法であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
（３）第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第二の電圧を印加する第二電圧印加工程と、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第二の電圧を印加した状態における可撓性抵抗２８の抵抗値である検査時抵抗値を検知する検査時抵抗検知工程を備える。これに加え、検査時抵抗検知工程で検知した検査時抵抗値から受容体３０の共振周波数を算出する共振周波数算出工程と、共振周波数の基準値と、共振周波数算出工程で算出された共振周波数との比較によって受容体３０の物性を判別する受容体物性判別工程を備える。
その結果、受容体３０の物性を判別することで、受容体３０によるガス感度の不良を、ガス応答テストを行うこと無く、電気的に判別することが可能となる。
【０１５２】
（第三実施形態の変形例）
（１）第三実施形態では、電圧印加部５００の構成を、第一端子５０ａ及び第二端子５０ｂに周期的な電気信号を入力する構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、電圧印加部５００の構成を、第一端子５０ａ及び第二端子５０ｂに周期的ではない電気信号を入力する構成としてもよい。
【０１５３】
（第四実施形態）
以下、本発明の第四実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【０１５４】
（構成）
図１から図４３を参照しつつ、図４４を用いて、第四実施形態の構成を説明する。
第四実施形態のガスセンサ１は、不良検出部１００の構成を除き、第一実施形態と同様の構成である。なお、以降の説明では、上述した第一実施形態及び第二実施形態と同様の構成について、図示及び記載を省略する場合がある。
【０１５５】
不良検出部１００は、図４４に示すように、マルチプレクサ１０１と、切替器６００と、塗布位置判別部６０１と、不良判別部６０２を備える。
【０１５６】
マルチプレクサ１０１は、入力を受けた切り替え信号に応じて、第一端子５０ａと、第一電圧供給源Ｖｓｕｂ又は第二電圧供給源Ｖａｃｔとを接続する。なお、第一電圧供給源Ｖｓｕｂは、例えば、ＧＮＤ端子により形成する。また、第二電圧供給源Ｖａｃｔは、例えば、第一電源１０２により形成する。さらに、第二電圧供給源Ｖａｃｔは、図４４に示すように、常時、第二端子５０ｂと接続されている。
したがって、マルチプレクサ１０１により、第一端子５０ａと第一電圧供給源Ｖｓｕｂとを接続すると、支持基材１０とメンブレン２２との間に電位差が発生することとなる。一方、マルチプレクサ１０１により、第一端子５０ａと第二電圧供給源Ｖａｃｔとを接続すると、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせることとなる。
【０１５７】
切替器６００は、入力を受けた切り替え信号に応じて、ブリッジ回路にブリッジ電圧を印加する端子（第五端子５０ｅ、第六端子５０ｆ）とブリッジ電圧印加部との接続と、ブリッジ回路の出力端子（第三端子５０ｃ、第四端子５０ｄ）と塗布位置判別部６０１の接続と、を切り替え可能である。
ここで、ブリッジ回路は、四つの可撓性抵抗２８ａ〜２８ｄにより構成されている。これは、四つの可撓性抵抗２８ａ〜２８ｄは、互いに隣接する可撓性抵抗２８（連結部２６ａと連結部２６ｃ及び連結部２６ｄ、連結部２６ｂと連結部２６ｃ及び連結部２６ｄ）が接続されて形成されているためである。
また、ブリッジ電圧印加部は、第二電源１０３により構成されている。さらに、ブリッジ電圧は、第二電源１０３により四つの可撓性抵抗２８ａ〜２８ｄに印加する電圧である。
【０１５８】
塗布位置判別部６０１は、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第一の電圧が印加された状態におけるブリッジ回路の出力値と、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第一の電圧とは異なる第二の電圧が印加された状態におけるブリッジ回路の出力値と、から受容体３０の塗布位置を判別する。なお、塗布位置判別部６０１が受容体３０の塗布位置を判別する処理については、後述する。
第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第一の電圧が印加された状態とは、例えば、第一端子５０ａ及び第二端子５０ｂと第二電圧供給源Ｖａｃｔとを接続させて、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせた状態である。
第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第二の電圧が印加された状態とは、例えば、第一端子５０ａと第一電圧供給源Ｖｓｕｂとを接続させると共に、第二端子５０ｂと第二電圧供給源Ｖａｃｔとを接続させて、支持基材１０とメンブレン２２との間に電位差を発生させた状態である。
【０１５９】
不良判別部６０２は、塗布位置判別部６０１が判別した受容体３０の塗布位置が、不良であるか否かを判別する。
不良判別部６０２が、受容体３０の塗布位置が不良であるか否かを判別する際には、例えば、塗布位置判別部６０１が判別した受容体３０の塗布位置と、基準塗布位置（メンブレン２２の中心等）との偏差が閾値を超えている場合に、受容体３０の塗布位置が不良であると判別する。これに加え、不良判別部６０２は、受容体３０の塗布位置が不良では無い場合、受容体３０の塗布位置に対するランクの振り分け（例えば、「良好」、「良」、「可」の３ランク等）を行う。
【０１６０】
（塗布位置判別部６０１が受容体３０の塗布位置を判別する処理）
図４４を参照しつつ、図４５から図５３を用いて、塗布位置判別部６０１が受容体３０の塗布位置を判別する処理について、基準塗布位置に対する受容体３０の塗布位置に応じて説明する。なお、図４５から図５２では、説明のために、ガスセンサの構成を模式的に示しており、特に、上述した説明と異なり、メンブレン２２と受容体３０を、四辺形で示している。
【０１６１】
（基準塗布位置に対して、受容体３０の塗布位置が重なっている場合）
基準塗布位置に対して、受容体３０の塗布位置が重なっている場合、すなわち、受容体３０の塗布位置がメンブレン２２の中央である場合について説明する。
まず、切替器６００により、第三端子５０ｃとブリッジ電圧印加部とを接続し、第四端子５０ｄを接地させ、第五端子５０ｅと第六端子５０ｆに塗布位置判別部６０１を接続する。
【０１６２】
図４５に示すように、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせた場合の、第五端子５０ｅから出力される電圧の値を「Ｖ＋」とし、第六端子５０ｆから出力される電圧の値を「Ｖ−」とする。
受容体３０がメンブレン２２の中心に形成されている場合、支持基材１０とメンブレン２２との間に電位差を発生させると、メンブレン２２が中心を変化量が最大の部位として撓む。これにより、図４６に示すように、第五端子５０ｅから出力される電圧の値は「Ｖ＋＋ΔＶ＋」の式で算出される。また、第六端子５０ｆから出力される電圧の値は「Ｖ−＋ΔＶ」の式で算出される。なお、「ΔＶ＋」は、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせた場合と、電位差を発生させた場合の、第五端子５０ｅから出力される電圧の値の差分である。また、「ΔＶ−」は、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせた場合と、電位差を発生させた場合の、第五端子５０ｅから出力される電圧の値の差分である。なお、受容体３０がメンブレン２２の中心に形成されている場合、「｜ΔＶ＋｜＝｜ΔＶ−｜」の関係が成立する。
したがって、受容体３０がメンブレン２２の中心に形成されている場合では、電圧の変化量の対称性から、支持基材１０とメンブレン２２との間に電位差を発生させたときの、電位の変化量（電位の変化量の絶対値）が、第五端子５０ｅから出力される電圧と第六端子５０ｆから出力される電圧において、一致する。
【０１６３】
（基準塗布位置に対して、受容体３０の塗布位置が右寄りである場合）
基準塗布位置に対して、受容体３０の塗布位置が右寄り（メンブレン２２の中心よりも、可撓性抵抗２８ｃに近い位置に寄っている）である場合、すなわち、受容体３０がメンブレン２２の中心よりも可撓性抵抗２８ｃに近い側に形成されている場合について説明する。
まず、切替器６００により、第三端子５０ｃとブリッジ電圧印加部とを接続し、第四端子５０ｄを接地させ、第五端子５０ｅと第六端子５０ｆに塗布位置判別部６０１を接続する。
【０１６４】
図４７に示すように、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせた場合の、第五端子５０ｅから出力される電圧の値を「Ｖ＋」とし、第六端子５０ｆから出力される電圧の値を「Ｖ−」とする。
受容体３０の塗布位置が右寄りである場合、支持基材１０とメンブレン２２との間に電位差を発生させると、メンブレン２２が中心よりも可撓性抵抗２８ｄに近い位置を変化量が最大の部位として撓む。これにより、図４８に示すような、受容体３０の塗布位置が右寄りである場合、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせた場合と、電位差を発生させた場合の、第五端子５０ｅ及び第６端子５０ｆから出力される電圧の差分においては、「｜ΔＶ＋｜＞｜ΔＶ−｜」の関係が成立する。
【０１６５】
したがって、受容体３０の塗布位置が右寄りである場合では、電圧の変化量が非対称となり、支持基材１０とメンブレン２２との間に電位差を発生させたときの、電位の変化量の絶対値が、第五端子５０ｅから出力される電圧と第六端子５０ｆから出力される電圧において、不一致となる。
なお、基準塗布位置に対して、受容体３０の塗布位置が左寄り（メンブレン２２の中心よりも、可撓性抵抗２８ｄに近い位置に寄っている）である場合、すなわち、受容体３０がメンブレン２２の中心よりも可撓性抵抗２８ｄに近い側に形成されている場合については、説明を省略する。
【０１６６】
（基準塗布位置に対して、受容体３０の塗布位置が下寄りである場合）
基準塗布位置に対して、受容体３０の塗布位置が下寄り（メンブレン２２の中心よりも、可撓性抵抗２８ｂに近い位置に寄っている）である場合、すなわち、受容体３０がメンブレン２２の中心よりも可撓性抵抗２８ｂに近い側に形成されている場合について説明する。
まず、切替器６００により、第三端子５０ｃとブリッジ電圧印加部とを接続し、第四端子５０ｄを接地させ、第五端子５０ｅと第六端子５０ｆに塗布位置判別部６０１を接続する。
【０１６７】
図４９に示すように、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせた場合の、第五端子５０ｅから出力される電圧の値を「Ｖ＋」とし、第六端子５０ｆから出力される電圧の値を「Ｖ−」とする。
受容体３０の塗布位置が下寄りである場合、支持基材１０とメンブレン２２との間に電位差を発生させると、メンブレン２２が中心よりも可撓性抵抗２８ａに近い位置を変化量が最大の部位として撓む。これにより、図５０に示すような、受容体３０の塗布位置が下寄りである場合、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせた場合と、電位差を発生させた場合の、第五端子５０ｅ及び第６端子５０ｆから出力される電圧の値の差分においては、「｜ΔＶ＋｜＞｜ΔＶ−｜」の関係が成立する。
【０１６８】
したがって、受容体３０の塗布位置が下寄りである場合では、電圧の変化量が非対称となり、支持基材１０とメンブレン２２との間に電位差を発生させたときの、電位の変化量の絶対値が、第五端子５０ｅから出力される電圧と第六端子５０ｆから出力される電圧において、不一致となる。
なお、基準塗布位置に対して、受容体３０の塗布位置が上寄り（メンブレン２２の中心よりも、可撓性抵抗２８ａに近い位置に寄っている）である場合、すなわち、受容体３０がメンブレン２２の中心よりも可撓性抵抗２８ａに近い側に形成されている場合については、説明を省略する。
【０１６９】
（受容体３０の塗布位置が寄っている方向を判別する処理）
上述したように、受容体３０の塗布位置が右寄りである場合と、受容体３０の塗布位置が下寄りである場合とでは、共に、電圧の変化量が非対称となる。このため、第五端子５０ｅから出力される電圧と第六端子５０ｆから出力される電圧における電位の変化量の絶対値を参照するのみでは、受容体３０の塗布位置が、基準塗布位置からどの方向へ寄っているのかを判別することが不可能である。
したがって、第四実施形態では、切替器６００によって、ブリッジ回路にブリッジ電圧を印加する端子とブリッジ電圧印加部との接続と、ブリッジ回路の出力端子と塗布位置判別部６０１の接続とを切り替えることで、受容体３０の塗布位置が、基準塗布位置よりもどの方向へ寄っているのかを判別する処理を行う。
【０１７０】
受容体３０の塗布位置が、基準塗布位置よりもどの方向へ寄っているのかを判別する処理では、切替器６００によって接続状態を変化させる前と後で、それぞれ、支持基材１０とメンブレン２２との間に電位差を発生させる。
受容体３０の塗布位置が右寄りである場合、図４８に示す状態から、図５１に示すように、切替器６００によって、第三端子５０ｃと第四端子５０ｄに塗布位置判別部６０１を接続し、第五端子５０ｅを接地させ、第六端子５０ｆとブリッジ電圧印加部とを接続する。
そして、図５１に示す状態で、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせた際の、第三端子５０ｃから出力される電圧は「Ｖ＋」となり、第四端子５０ｄから出力される電圧は「Ｖ−」となる。次に、支持基材１０とメンブレン２２との間に電位差を発生させると、第三端子５０ｃから出力される電圧は「Ｖ＋＋ΔＶ＋」となり、第四端子５０ｄから出力される電圧は「Ｖ−＋ΔＶ−」となる。このとき、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせた場合と、電位差を発生させた場合の、第五端子５０ｅ及び第６端子５０ｆから出力される電圧の値の差分においては、「｜ΔＶ＋｜＞｜ΔＶ−｜」の関係が成立する。
【０１７１】
また、受容体３０の塗布位置が下寄りである場合、図５０に示す状態から、図５２に示すように、切替器６００によって、第三端子５０ｃと第四端子５０ｄに塗布位置判別部６０１を接続し、第五端子５０ｅを接地させ、第六端子５０ｆとブリッジ電圧印加部とを接続する。
そして、図５２に示す状態で、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせた際の、第三端子５０ｃから出力される電圧は「Ｖ＋」となり、第四端子５０ｄから出力される電圧は「Ｖ−」となる。次に、支持基材１０とメンブレン２２との間に電位差を発生させると、第三端子５０ｃから出力される電圧は「Ｖ＋＋ΔＶ＋」となり、第四端子５０ｄから出力される電圧は「Ｖ−＋ΔＶ−」となる。このとき、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせた場合と、電位差を発生させた場合の、第五端子５０ｅ及び第６端子５０ｆから出力される電圧の値の差分においては、「｜ΔＶ＋｜＜｜ΔＶ−｜」の関係が成立する。
【０１７２】
したがって、受容体３０の塗布位置と、四つの可撓性抵抗２８ａ〜２８ｄにおける抵抗値の変化と、第三端子５０ｃ及び第四端子５０ｄから出力される電圧と第五端子５０ｅ及び第六端子５０ｆから出力される電圧との変化には、図５３に示す関係が成立している。なお、図５３では、受容体３０の塗布位置を「塗布位置」、可撓性抵抗２８ａにおける抵抗値の変化を「可撓性抵抗２８ａ」、可撓性抵抗２８ｂにおける抵抗値の変化を「可撓性抵抗２８ｂ」と示す。また、図５３では、可撓性抵抗２８ｃにおける抵抗値の変化を「可撓性抵抗２８ｃ」、可撓性抵抗２８ｄにおける抵抗値の変化を「可撓性抵抗２８ｄ」と示す。さらに、図５３では、第三端子５０ｃ及び第四端子５０ｄから出力される電圧と、第五端子５０ｅ及び第六端子５０ｆから出力される電圧との変化を、「電圧変化」と示す。
また、四つの可撓性抵抗２８ａ〜２８ｄにおける抵抗値の変化とは、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせた状態から、支持基材１０とメンブレン２２との間に電位差を発生させたときに、可撓性抵抗２８ａ〜２８ｄで発生する抵抗値の変化である。さらに、図５３では、受容体３０がメンブレン２２の中心に形成されている場合の抵抗値変化「ΔＲ」と比較して、抵抗値の変化が少ない状態を、「ΔＲ−」と示す。また、受容体３０がメンブレン２２の中心に形成されている場合の抵抗値変化「ΔＲ」と比較して、抵抗値の変化が大きい状態を、「ΔＲ＋」と示す。同様に、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせた状態から電位差を発生させたときに抵抗値が増加する状態を、「＋ΔＲ」と示す。また、支持基材１０とメンブレン２２との間をショートさせた状態から電位差を発生させたときに抵抗値が減少する状態を、「−ΔＲ」と示す。
【０１７３】
図５３に示すように、受容体３０がメンブレン２２の中心に形成されている場合（中央）では、可撓性抵抗２８ａ及び可撓性抵抗２８ｂにおける抵抗値の変化は減少（図５３で示す「−ΔＲ」）であり、可撓性抵抗２８ｃ及び可撓性抵抗２８ｄにおける抵抗値の変化は増加（図５３で示す「＋ΔＲ」）である。さらに、第三端子５０ｃ及び第四端子５０ｄから出力される電圧と、第五端子５０ｅ及び第六端子５０ｆから出力される電圧との変化は等しい。
基準塗布位置に対して、受容体３０の塗布位置が右寄りである場合では、可撓性抵抗２８ａ及び可撓性抵抗２８ｂにおける抵抗値の変化は減少であり、可撓性抵抗２８ｃにおける抵抗値の変化は少ない増加（図５３で示す「＋ΔＲ−」）である。さらに、可撓性抵抗２８ｄにおける抵抗値の変化は大きな増加（図５３で示す「＋ΔＲ＋」）であり、第三端子５０ｃ及び第四端子５０ｄから出力される電圧と、第五端子５０ｅ及び第六端子５０ｆから出力される電圧との変化は異なる。
【０１７４】
基準塗布位置に対して、受容体３０の塗布位置が左寄りである場合では、可撓性抵抗２８ａ及び可撓性抵抗２８ｂにおける抵抗値の変化は減少であり、可撓性抵抗２８ｃにおける抵抗値の変化は大きな増加である。さらに、可撓性抵抗２８ｄにおける抵抗値の変化は少ない増加であり、第三端子５０ｃ及び第四端子５０ｄから出力される電圧と、第五端子５０ｅ及び第六端子５０ｆから出力される電圧との変化は異なる。
基準塗布位置に対して、受容体３０の塗布位置が下寄りである場合では、可撓性抵抗２８ａにおける抵抗値の変化は少ない減少（図５３で示す「−ΔＲ−」）であり、可撓性抵抗２８ｂにおける抵抗値の変化は大きな減少（図５３で示す「−ΔＲ＋」）である。さらに、可撓性抵抗２８ｃ及び可撓性抵抗２８ｄにおける抵抗値の変化は増加であり、第三端子５０ｃ及び第四端子５０ｄから出力される電圧と、第五端子５０ｅ及び第六端子５０ｆから出力される電圧との変化は異なる。
【０１７５】
基準塗布位置に対して、受容体３０の塗布位置が上寄りである場合では、可撓性抵抗２８ａにおける抵抗値の変化は大きな減少であり、可撓性抵抗２８ｂにおける抵抗値の変化は少ない減少である。さらに、可撓性抵抗２８ｃ及び可撓性抵抗２８ｄにおける抵抗値の変化は増加であり、第三端子５０ｃ及び第四端子５０ｄから出力される電圧と、第五端子５０ｅ及び第六端子５０ｆから出力される電圧との変化は異なる。
以上により、切替器６００によって接続状態を変化させる前と後で、それぞれ、支持基材１０とメンブレン２２との間に電位差を発生させることで、四つの可撓性抵抗２８ａ〜２８ｄにおける抵抗値の変化を見分けることが可能となる。これにより、接続状態を変化させない従来の構成と比較して、四つの可撓性抵抗２８ａ〜２８ｄにおける抵抗値の変化の大小関係を見分けることが可能となり、受容体３０の塗布位置が寄っている方向を判別することが可能となる。
【０１７６】
（ガスセンサの検査方法）
図１から図５３を参照して、第四実施形態におけるガスセンサ１の検査方法を説明する。
第四実施形態におけるガスセンサ１の検査は、例えば、ガスセンサ１の工場検査時（製造時や出荷時等）に行う。
また、第四実施形態におけるガスセンサ１の検査は、ガスセンサ１に対し、受容体３０の塗布位置を検査する検査方法であり、ブリッジ電圧印加工程と、接続切り替え工程と、塗布位置判別工程と、を備える。
【０１７７】
ブリッジ電圧印加工程は、可撓性抵抗２８により構成されたブリッジ回路に、ブリッジ電圧を印加する工程である。
接続切り替え工程は、塗布位置判別工程よりも前に行う工程である。
また、接続切り替え工程は、ブリッジ回路にブリッジ電圧を印加する端子とブリッジ電圧印加部との接続と、ブリッジ回路の出力端子と塗布位置判別部６０１の接続と、を切り替える工程である。
【０１７８】
塗布位置判別工程は、受容体３０の塗布位置を判別する工程である。
具体的に、塗布位置判別工程では、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第一の電圧が印加された状態におけるブリッジ回路の出力値と、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第二の電圧が印加された状態におけるブリッジ回路の出力値とから、受容体３０の塗布位置を判別する。
【０１７９】
（第四実施形態の効果）
第四実施形態のガスセンサ１であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
（１）可撓性抵抗２８により構成されたブリッジ回路と、ブリッジ回路にブリッジ電圧を印加するブリッジ電圧印加部を備える。また、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第一の電圧が印加された状態におけるブリッジ回路の出力値と、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第一の電圧とは異なる第二の電圧が印加された状態におけるブリッジ回路の出力値と、から、受容体３０の塗布位置を判別する塗布位置判別部６０１を備える。これに加え、ブリッジ回路のブリッジ電圧を印加する端子とブリッジ電圧印加部との接続と、ブリッジ回路の出力端子と塗布位置判別部６０１の接続と、を切り替え可能な切替器６００を備える。
その結果、受容体３０の塗布位置を判別することで、受容体３０によるガス感度の不良を、ガス応答テストを行うこと無く、電気的に判別することが可能となる。これは、受容体３０の塗布位置は、受容体３０によるガス感度に相関があるため、受容体３０の塗布位置におけるバラつきが、受容体３０によるガス感度のバラつきに対応することに起因する。例えば、受容体３０の塗布位置がメンブレン２２の中央である場合のガス感度を通常のガス感度と定義すると、受容体３０の塗布位置が中央からずれている場合、受容体３０に近い可撓性抵抗２８が極端に撓むため、ガス感度が大きくなる。このため、受容体３０の塗布位置が中央からずれている場合、ずれている量に応じて、受容体３０によるガス感度が、通常のガス感度よりも大きくなる。
また、第四実施形態では、受容体３０の物性として、受容体３０の塗布位置（極端な位置ずれを含む）判別することが可能となる。
【０１８０】
また、第四実施形態のガスセンサ１の検査方法であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
（２）ブリッジ回路にブリッジ電圧を印加するブリッジ電圧印加工程と、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第一の電圧が印加された状態におけるブリッジ回路の出力値と、第一端子５０ａと第二端子５０ｂとの間に第一の電圧とは異なる第二の電圧が印加された状態におけるブリッジ回路の出力値と、から受容体３０の塗布位置を判別する塗布位置判別工程と、を備える。
その結果、受容体３０の塗布位置を判別することで、受容体３０によるガス感度の不良を、ガス応答テストを行うこと無く、電気的に判別することが可能となる。
【０１８１】
（３）塗布位置判別工程よりも前に行う工程として、ブリッジ回路のブリッジ電圧を印加する端子とブリッジ電圧印加部との接続と、ブリッジ回路の出力端子と塗布位置判別部６０１の接続と、を切り替える接続切り替え工程をさらに備える。
その結果、接続状態を変化させない従来の構成と比較して、四つの可撓性抵抗２８ａ〜２８ｄにおける抵抗値の変化の大小関係を見分けることが可能となり、受容体３０の塗布位置が寄っている方向を判別することが可能となる。
【符号の説明】
【０１８２】
１…ガスセンサ、２…パッケージ基板、４…接続部、６…絶縁部、１０…支持基材、２０…検出基材、２２…メンブレン、２４…固定部材、２４ａ…貫通部、２４ｂ…固定部材２４の内側、２４ｃ…固定部材２４の外側、２６…連結部、２８…可撓性抵抗、３０…受容体、４０…空隙部、５０ａ…第一端子、５０ｂ…第二端子、５０ｃ…第三端子、５０ｄ…第四端子、５０ｅ…第五端子、５０ｆ…第六端子、５４…貫通電極、５６ａ…第一のトレンチ、５６ｂ…第二のトレンチ、５８…貫通孔、６０…第一シリコン基板、６２…凹部、６４…第二シリコン基板、６６…積層体、６８…シリコン酸化膜、７０…イオン注入領域（第一イオン注入領域７０ａ、第二イオン注入領域７０ｂ、第三イオン注入領域７０ｃ）、７２…低抵抗領域（第一の低抵抗領域７２ａ、第二の低抵抗領域７２ｂ、第三の低抵抗領域７２ｃ、第四の低抵抗領域７２ｄ）、７４…シリコン窒化膜、７６…ホール、７８…積層膜、８０…金属膜、８２…配線層、８４…メンブレン設定領域、８８…フォトレジスト、９０…接続層、９２…犠牲層、９４…酸化膜、９６…ｎ型ポリシリコン、１００…不良検出部、１０１…マルチプレクサ、１０２…第一電源、１０３…第二電源、１０４…抵抗検知部、１０５…補正値記憶部、１０６…感度補正部、１０７…アナログデジタル変換部、１０８…インターフェース部、２００…成分検知部、２０１…パターン記憶部、２０２…成分判定部、３００…電流検出部、３０１…検出用抵抗、３０２…検査用電源、３０３…電流検出回路、４００…内部電極、５００…電圧印加部、５０１…共振周波数検出部、５０２…受容体物性判別部、６００…切替器、６０１…塗布位置判別部、６０２…不良判別部、ＶＬ１…メンブレンの中心を通過する仮想的な直線、ＶＬ２…直線ＶＬ１と直交する直線
【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１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１６ｃ】
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【図１６ｄ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１７ｃ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１８ｃ】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図１９ｃ】
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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３２ａ】
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【図３２ｂ】
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【図３２ｃ】
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【図３３ａ】
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【図３３ｂ】
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【図３３ｃ】
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【図３４ａ】
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【図３４ｂ】
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【図３４ｃ】
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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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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【国際調査報告】
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