"ヒータ回路を備えたプレーナ型デバイスであって、前記ヒータ回路は、第1の未焼成セラミック基板の表面上に、予め定められたパターンでヒータ前駆体材料を堆積し、前記第1の未焼成セラミック基板を第2の未焼成セラミック基板に、前記ヒータ前駆体材料を前記第2の未焼成セラミック基板に接触させた状態で積層して積層複合体を形成し、前記積層複合体を酸化雰囲気中で、前記積層複合体を緻密化セラミック構造体に緻密化するのに十分な温度で十分な時間の間、焼成することによって形成され、前記ヒータ前駆体材料はパラジウムを含んでおり、前記積層複合体を焼成するプロセスは、前記ヒータのパターンの近傍で最終的な緻密化セラミック構造体の中に空隙が形成されないように、前記積層複合体の前記温度を、400°Cから850°Cまでの温度範囲を通じて十分に低速に上昇させる、プレーナ型デバイス。前記ヒータ前駆体材料は、重量比で65から70までの固体含有率を有している、請求項1のプレーナ型デバイス。前記プレーナ型デバイスは、ジルコニア電解質を更に備えた酸素センサである、請求項1のプレーナ型デバイス。前記ヒータ前駆体材料は、パラジウムの酸化傾向を低減するように改質されたパラジウムを含んでいる、請求項1のプレーナ型デバイス。前記ヒータ前駆体材料は、パラジウムの酸化傾向を低減する予め画定された形状又は予め定められた表面積を有するパラジウム粒子を含んだパラジウム粉末を含んでいる、請求項4のプレーナ型デバイス。前記ヒータ前駆体材料は、パラジウムの酸化傾向を低減する別の金属と合金化されたパラジウムを含んでいる、請求項4のプレーナ型デバイス。前記パラジウムはロジウムと合金化されている、請求項6のプレーナ型デバイス。前記ヒータ回路は、前記ヒータ回路のうちの、前記ヒータ回路に電力が供給されたときに最も高い温度に達する領域において、0.1mmから0.25mmまでの線幅を有している、請求項1のプレーナ型デバイス。したがって、センサの分野では、パラジウムにまつわる酸化及び体積膨張の課題をうまく解決し、センサ加熱回路にパラジウムを使用できるようにしたセンサが必要とされている。本明細書では、パラジウムヒータ回路を備えた同時焼成プレーナ型センサが開示される。そのセンサの製造は、セラミックエレメントの緻密化を可能にする焼結時間及び温度条件、但しセンサを形成するセラミック層に層間剥離を生じさせるほどの酸化及び体積膨張がヒータ回路のパラジウム材料に起こらないようにした焼結時間及び温度条件を使って行われる。更に、そのパラジウムヒータ回路は、焼結プロセス中に構造体に加わる応力が十分に低く、内部欠陥が起こらないような形で構成される。前述の特徴及び他の特徴は、以下の図面及び詳細な説明によって例示される。ここで、図面について説明する。なお、同様の構成要素には同様の番号を付している。説明を始めるにあたり、本明細書では、第1、第2、及びそれに類する用語は、いかなる順序、数量、重要度も意味しておらず、あるエレメントと他のエレメントを区別するのに使用されていること、ならびに本明細書の1の及び1つのという用語は数量の限定を表すものではなく、引用した品目が少なくとも1つ存在することを表していることに留意されたい。数量と一緒に使用される約という修飾語は、記載の数値を含むものであり、文脈によって決まる意味を有する例えば、特定の数量を測定することに関連した誤差の程度を含む。本明細書では、下端部及び上端部という用語は、別段記述しない限り、単に便宜上の表現に過ぎず、いかなる1つの位置又は空間的配向にも限定されないことに留意されたい。更に、本明細書に開示の範囲は全て包含的であり、組み合わせることができる例えば、最大約25重量wt.、但し約5wt.~約20wt.が望ましく、約10wt.~約15wt.がより望ましいという範囲は、上記両端点及び上記範囲に属する全中間値、例えば約5wt.~約25wt.、約5wt.~約15wt.等を含んでいる。最後に、別段規定しない限り、本明細書で使用している技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者に通常理解されているものと同じ意味を有する。接尾辞1又は複数という表記は、本明細書では、それが修飾している用語の単数及び複数の両方を含むものであり、それによって、1又は複数のその用語を含んでいる例えば、金属1又は複数は、1又は複数の金属を含む。図1に、例示的なプレーナ型酸素検知エレメント10を示す。図1に示すように、検知エレメント10は、検知端部10s及び終端端部10tによって構成することができる。検知エレメント10は、検知即ち、第1の、排気ガス、又は外側電極12、参照ガス即ち、第2の又は内側電極14、及び電解質部分16によって構成することができる。検知端部10sに電解質部分16を配設し、それにイオン接触させて電解質部分16の両側に電極12、14を配設し、それによって電気化学電池12/16/14を形成することができる。参照ガス溝18は、参照電極14における、電解質部分16の反対側に配設することができる。参照ガス溝18は、参照電極14及び参照ガス例えば、大気又は他の供給ガスと流体連通した状態で配設することができる。ヒータ20は、検知エレメント10、特に検知エレメントの検知端部10sを所望の動作温度に維持するために、参照ガス溝18における、参照電極14の反対側に配設することができる。ヒータ20は、複数の支持層のうちのいずれかの上に、種々の方法、例えばスクリーン印刷によって配設することができる。保護層L1は、検知電極12に隣接して電解質部分16の反対側に配設することができる。保護層L1は、中実部分24、及び検知電極12に隣接して配設された多孔質部分22によって構成することができる。多孔質部分22は、検知電極12と検知対象のガスとの間の流体連通を可能にする材料とすることができる。例えば、多孔質部分22は、セラミック例えば、スピネル、アルミナ、ジルコニア、及び/又はその類似物、消失fugitive材料例えばカーボンブラック、及び有機バインダを含む前駆体から形成された多孔質セラミック材料によって構成することができる。消失材料は、焼成fired層に細孔を形成する役割を果たすことができる。多孔質部分22は、例えば、前駆体の総重量に対して約70~約80重量wt.の1又は複数の上記セラミック材料、約5~約10wt.の消失材料、及び約15~約20wt.の有機バインダを含む前駆体から形成することができる。これは、厚膜法等を含む種々の方法を使って適用することができる。その後、焼結が行われる。検知電極12を更に保護するためには、必要に応じて多孔質部分22を覆って保護コーティング26を配設すればよく、必要に応じて層L1も覆って配設することができる。保護コーティング26は、少なくとも多孔質部分22の領域において、多孔質部分22と同様に、検知電極12と検知対象のガスとの間の流体連通を可能にしている。保護コーティング26に利用可能な材料は、スピネル、アルミナ例えば、安定化アルミナ、及び諸々のセンサで活用される他の保護コーティングによって構成することができる。所望する場合には、検知電極12における、電解質16とは反対側に、すなわち、参照ガス溝18とヒータ20との間、及びヒータ20の参照ガス溝18とは反対側に、1又は複数の支持層を配設することができる。図にあるように、絶縁層L1は、検知電極12の電解質部分16とは反対側に配設され、支持層L3~L6は、参照電極14とヒータ20との間に配設され、支持層L7は、ヒータ20の参照ガス溝18とは反対側に配設されている。支持層L2は、電解質16がそれを貫通して配設された状態で用いることもできれば、その端部に付設された状態で用いることもでき、電解質がその層全体を構成することもできる。構造的一体性を提供できる例えば、ガスセンサの種々の部分を擦傷及び/又は振動、ならびにその類似作用から保護し、センサに物理的な強度を与える支持層、例えばL2~L7は、種々の構成要素を物理的に分離し且つ電気的に隔離するとともに、それら層の中又は上に形成されることになる種々の構成要素を支持するものである。各支持層は、態様に応じて、それぞれ同じ材料で構成することもできれば、異なる材料で構成することもできる。例として、誘電体材料例えば、アルミナAl2O3、電解質材料例えば、酸化ジルコニウムジルコニア、保護材料等が挙げられる。各支持層は、用いられる層数に応じて、厚さを最大約500ミクロン程度、より詳細には、約50ミクロン~約200ミクロンとすることができる。本明細書では7層L1~L7を備えるものとして例示されているが、層数は、種々の要因に応じて変えることができることを理解されたい。電解質部分16は、固体電解質によって構成することができる。電解質部分16は、種々の態様で、層L2を貫通させて配設することができる。例えば、層L2全体を電解質材料16で形成することができる。或いは、電解質部分16は、電解質部分16がL2の検知端部を形成するような形でL2の検知端部に取り付けること、検知端部10sに隣接する開口部図示省略の中に配設すること、及び層L2を貫通する穴の中に配設することができる。後者の態様は、電解質を過剰に使用することを排除するものである。電解質の形状は任意のものを使用することができるが、種々の挿入物、したがって対応する穴、の大きさ及び幾何形状は、隣接する電極の所望の大きさ及び幾何形状によって変わる。所望のセンサ機能を達成するのに十分な程度に排気ガスが電極1又は複数の所に行き来できるようにするとともに、十分な程度に電解質を通過するイオン移動を構築するように、穴、挿入物、及び電極は、実質的に互換性のある幾何形状にするのがよい。電解質の厚さは、最大約500ミクロン程度、より具体的には約25ミクロン~約500ミクロン、更に具体的には約50ミクロン~約200ミクロンとすることができる。電解質16は、例えば、酸素イオンは電気化学的に移動させるが、排気ガスの通過は禁止し、望ましくはイオン導電率/総導電率比率が概ね1であり、センサが利用されることになる環境に適合する任意の材料とすることができる。利用可能な電解質材料は、センサ電解質として機能できる任意の材料によって構成することができる。例として、酸化ジルコニウムジルコニア、酸化セリウムセリア、酸化カルシウム、酸化イットリウムイットリア、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化イッテルビウムIIIYb2O3、酸化スカンジウムSc2O3等、及び上記諸材料のうちの少なくとも1つを含む組合せが挙げられるが、これらに限定されるものではない。ジルコニアが用いられる場合、例えばカルシウム、バリウム、イットリウム、マグネシウム、アルミニウム、ランタン、セシウム、ガドリニウム等、及び上記諸材料のうちの少なくとも1つを含む組合せを使って安定化することができる。例えば、電解質は、アルミナ安定化ジルコニア及び/又はイットリウム安定化ジルコニアとすることができる。したがって、検知エレメント10の導電性エレメント1又は複数を形成することは、インク、ペースト、スラリ、及び/又はその類似物といった適切な前駆体材料を調製することを含むことができる。例えば、前駆体インクは、金属粉末を、焼成後の基板に対する所望の接着性及び他の性質を達成するのに十分な量の有機ビヒクルvehicleと混合することによって、形成することができる。前駆体材料は、例えば、下に位置する基板該当する場合に対する導電性エレメント1又は複数の接着性を向上し、且つ/又は更なる焼結を抑制するといった有益な性質を享受するために、必要に応じて金属酸化物を含むことができる。利用可能な金属酸化物は、セリア、ランタナ、マグネシア、ジルコニア、イットリア、アルミナ、スカンジア等、ならびに上記諸材料のうちの少なくとも1つを含む混合物によって構成することができる。用いられる金属酸化物の量は、用いられる個々の金属及びセンサの形成に使用される温度によって変わる。金属粉末及び任意選択の金属酸化物は、センサエレメントの所望の部分1又は複数上に前駆体を堆積できるようにすべく、ビヒクル例えば有機ビヒクルと組み合わせることができる。導電性エレメント前駆体材料は、調製された後で、厚膜法1又は複数といった種々の塗布技法1又は複数を使って、センサの所望の領域に塗布することができる。例として、スクリーン印刷、塗装、吹き付け、浸漬、コーティング、及びその類似技法が挙げられる。用いられる個々の導電性エレメント及び個々の技法に応じて、前駆体材料に、任意選択の増粘剤1又は複数、バインダ1又は複数、添加物1又は複数、消失材料1又は複数例えば、炭素、不溶性有機材料等等以降、添加物1又は複数を、厚膜インクの総重量に対し、スクリーン印刷では添加物約40wt.以下、パッドフレクシング塗装では添加物約60wt.以下、吹き付けコーティングでは添加物約75wt.以下、浸漬コーティングでは添加物約90wt.以下の量で用いることができる。利用可能な添加物の例として、1-エトキシプロパン-2-オール、テルペンチン、スキージ媒体、1-メトキシ-2-プロパノールアセテート、ブチルアセテート、ジブチルフタラート、脂肪酸、アクリル樹脂、エチルセルロース、パイン油、イソ酪酸3-ヒドロキシ-2,2,4-トリメチルペンチル、テルピネオール、ブチルカルビトールアセテート、セチルアルコール、セルロースエチルエーテル樹脂等、及び上記諸材料のうちの少なくとも1つを含む組合せが挙げられる。導電性エレメント例えば、リード、ヒータ、接触パッド、温度センサ、ビア、及び他の導電性構成要素の厚さは、個々のエレメントによって変わる。厚さは、最大で層の厚さ程度例えばビアに対しとすることもでき、より詳細には約1ミクロンμm~約50ミクロン、又は更により詳細には約3ミクロン~約35ミクロン、又は更により詳細には約7ミクロン~約25ミクロンとすることができる。更に、エレメント前駆体材料は、製造プロセス中の任意の時点に塗布することができる。即ち、基板が焼成される前グリーンに塗布することもできれば、基板が本焼きされる前ビスクに塗布することもでき、基板が本焼きされた後に塗布することもできる。いずれの場合も、エレメント前駆体材料が塗布された後で、基板は、前駆体材料を焼結するのに十分な程度の温度で例えば、約1450°C以上で約2時間加熱される。必要に応じて、導電性エレメントは、グリーン層アルミナAl2O3、ジルコニアZrO2等と一緒に同時焼成することができる。例えばジルコニア、アルミナといった金属酸化物を含むコーティングでは、約1,400°C以上の温度を用いることができる。上記のセンサ及び異なる数量の電池を備えた他のセンサは、種々の方法を使って形成することができる。この場合、諸構成要素を形成して別々に焼成することもできれば、形成して必要に応じて積層して同時焼成することもできる。例えば、電解質テープを、形成し、部分的に焼成してビスク状態にすることができる。前駆体材料は、前述したように調製し、支持層1又は複数及び/又は電解質テープの適切な部分に堆積して、電気リードをそのインクにつなげることができる。保護層及び支持層1又は複数は、所望に応じて中に温度センサ図示せず及び/又はヒータを配設した状態で、しかるべく配設することができる。次いで、有機体を揮発させるのに十分な程度の温度でその積載体を加熱し、前駆体中の金属を焼結し、それによってセンサを形成することができる。排気センサを形成するには、酸化雰囲気中でジルコニアの焼結を行う必要がある。このようなことを行っても、白金から作られた導電性エレメント例えば、リード、ヒータ、接触パッド、温度センサ、ビア、及び他の導電性構成要素であれば特に何も問題はないが、パラジウムには他の諸々の性質があり、これらが、そのセンサの白金をパラジウムで単純に代用することの妨げとなっている。図2は、TGA熱重量分析から得られたパラジウムインクのサンプルのサーモグラムである。そのTGAは空気中で行われた。図2において、曲線200は、初期重量の百分率としてのサンプルの重量を表しており、軸210上に示されたTGスケールに対してプロットされている。曲線220は、百分率重量変化曲線200の導関数であり、軸230上に示されたDTG/minスケールに対してプロットされている。曲線240は、サンプル中の熱の流れを表しており、軸250上に示されたDSCuVスケールに対してプロットされている。曲線200上の点202は、約320°Cの温度で測定された極小重量を表している。この点202は、インク中の有機バインダが除去されたことで重量が減少したことを表している。点202において、サンプルは、初期重量の19.2を喪失してしまっている。温度が点202によって表される温度を超えて上昇すると、重量は、曲線200が示しているように、点204の極大まで増加する。点204によって表されるこの極大は、約800°Cの温度で起こる。点202から点204までの重量増加分は、元のサンプル重量の7.7であり、インクサンプル中のパラジウムの酸化が原因で起こったものである。温度が点204によって表される温度を超えて更に上昇すると、重量は、曲線200が示しているように、酸化されたパラジウムが非酸化金属パラジウムに還元されることによって減少する。点206は、分析を行った最高温度1000°Cにおける重量変化を表している。点204における極大から点206の最終値にかけてサンプルが喪失した重量は、元のサンプル重量の8.3であり、サンプルの初期重量から点206の最終値にかけてサンプルが喪失した総重量は、総サンプル重量の19.8である。これは主に、初期サンプル中の有機バインダが除去されたことによるものである。この結果から、パラジウムインクのサンプルは約80が固体の内容物であったと、結論付けることができる。図2のTGAプロットから得られる情報は、センサのヒータ回路の実際の検討に結びつけることができる。図2の点204近傍の重量増加によって証明された酸化によって、パラジウムの体積も、約30膨張する。この体積膨張は、結果として、同時焼成プレーナ型センサ構造体の焼結時に応力をもたらすことになり、これが誘因となって、センサに内部欠陥が生じる可能性がある。かかる欠陥の一例はセンサの各層相互間の層間剥離であり、その結果、モノリシックであるべき構造体の中に空隙が生じる。空気に露出したパラジウムに酸化が起こっている温度を図2のTGAプロットが示しているが、これは、排気センサのヒータの動作温度と同等である。例えば空隙又は層間剥離がヒータからセンサの露出端まで延伸する結果として、ヒータと雰囲気との間の気密性の隔離が維持されなくなると、センサの使用中にパラジウムの酸化が起こる可能性がある。かかる酸化は、結果として、ヒータの電気的特性の変化及び/又はヒータの壊滅的破壊を招くおそれがある。パラジウムを組み込んだ同時焼成モノリシックセンサの形成方法を改善することは、いくつかの方法で実現できることが分かった。ヒータを形成するのに使用される前駆体材料に用いるパラジウム粉末は、酸化し易い性質を弱めるように改質することができる。かかる改質の例として、他の元素、例えばロジウムをパラジウムと合金化することを挙げることができる。パラジウム粉末の形態例えば、粒子の形状、粒子の表面積と関連した別の改質も可能である。可能性のあるパラジウム改質の更なる開示は、米国特許出願公開第2007/0108047号で知ることができる。この出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれている。より酸化され難い改質パラジウム組成物を使用すれば、空隙及び層間剥離が少ない同時焼成センサを形成する技能が実現することが分かった。センサ構造体を同時焼成するのに使用する焼成条件を修正することによって、空隙及び層間剥離の発生を低減できることも分かった。より詳細には、少なくともパラジウムの酸化に関連する範囲例えば、約400°C~約850°Cの温度において温度変化の時間割合を減少させると、結果として、同時焼成構造体を改善できることが分かった。理論に縛られるものではないが、パラジウムヒータと隣り合う各セラミック層は、この温度ではまだ緻密化しておらず、酸化しつつあるパラジウムの体積膨張によって誘起される応力に、その応力が加わる速度即ち、酸化速度に関連した体積膨張速度が十分小さく保たれている限り、より良好に適応できるものと考えられる。更に、酸化パラジウムが非酸化パラジウムに還元されることに関連する温度範囲即ち、図2の点204に対応する温度を超える温度における温度の変化速度を制限することで、酸化パラジウムからガス状酸素の遊離が発生する速度が制限されるものと考えられる。酸素発生速度を十分低いレベルに制限すれば、発生した酸素は、センサ構造体に空隙を入れ込むことなく、未緻密化セラミック構造を通って拡散することができる。耐久性の高いパラジウムヒータ付き同時焼成センサを形成する技能を向上できる要因がもう1つ見出されたが、それは、パラジウムヒータ回路を形成するのに使用される前駆体材料の中の固体の百分率である。前述したように、図2に示すTGA分析に使用したパラジウムインクの材料は、約80の固体内容物を有していた。パラジウム前駆体材料の固体含有率を、例えば65~70の範囲にまで減少すれば、同時焼成センサで空隙及び層間剥離の形成が低下することが分ったことは、意外な発見であった。理論に縛られるものではないが、前駆体インク内の固体の百分率が低下するとそのために、揮発性物質の百分率が増大すると、結果として、揮発性構成要素が蒸発した後、乾燥インク内部に追加的に空間が生まれ、かかる追加的空間が、周辺セラミック層にかかる応力を低減しながら、パラジウムが酸化する際の体積膨張にある程度適応できるものと思われる。耐久性の高いパラジウムヒータ付き同時焼成センサを形成する技能は、ヒータ自体の幾何形状によって左右されることが分かった。より具体的には、ヒータ回路の断面積を最小限に抑えれば、焼結プロセス時の応力が十分に低く、内部欠陥が起こらない構造体を実現するのに役立つことが分かった。図1に示す本例の排気センサにおいて、見れば分かるように、焼結後は、ヒータ回路20は層L6、L7相互間に介在しており、それによって、ヒータ回路によって画成される領域を除く領域で、L6、L7相互間に認識できる境界が存在しないモノリシック構造が形成される。ランド領域という用語は、本明細書では、セラミックから成る1つの層の表面上の領域であり、間に導電体層を介さずに、隣接するセラミック層と直接接した状態に置かれる領域を定義するのに使用される。前に開示したように、ヒータ20は、諸々の支持層のうちのいずれかの上に、種々の方法、例えばスクリーン印刷によって配設することができる。例えば、ヒータ20が上に配設される支持層例えばL6又はL7のうちのヒータによって直接的に覆われた領域を除く表面全体は、ランド領域として識別することができる。ヒータ回路の断面積をヒータ回路の経路相互間のランド領域の寸法に対して小さく保てば、結果として、内部欠陥が起こり難い構造体を実現できることが分かった。より具体的には、ヒータホットゾーン、即ちヒータに電力が供給されたときに最も高い温度に達するヒータ回路の領域に、ヒータの厚さを0.01~0.03mmにして、0.1~0.25mmの範囲の幅を有する細線を備えたヒータ構造を画成することが有利であることが分かった。例示的な諸実施形態に沿って本発明について説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の改造を行うことができ、且つこれら実施形態のエレメントの代わりに均等物を用いることができることは、当業者であれば分かるであろう。加えて、材料の特定の状況を本発明の教示に適合させるために、本発明の基本的範囲から逸脱することなく、多くの改変を行うことができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために想到されたベストモードを含むものとして開示された特定の実施形態に限定されるのではなく、添付した特許請求の範囲に属する実施形態を全て含むものであることが意図されている。"