JPH06160322A - 半導体式ガスセンサ - Google Patents
半導体式ガスセンサInfo
- Publication number
- JPH06160322A JPH06160322A JP13195092A JP13195092A JPH06160322A JP H06160322 A JPH06160322 A JP H06160322A JP 13195092 A JP13195092 A JP 13195092A JP 13195092 A JP13195092 A JP 13195092A JP H06160322 A JPH06160322 A JP H06160322A
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- JP
- Japan
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- gas
- gas sensor
- semiconductor
- semiconductor gas
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体式ガスセンサの感ガス部の構造を改善
することにより低消費電力化及び測定精度の向上が成さ
れた半導体式ガスセンサを提供することを目的とする。 【構成】 発熱体を有した絶縁基板上に金属酸化物半導
体を形成した半導体式ガスセンサ感ガス部に於いて貫通
穴を有することを特徴とする半導体式ガスセンサ。 【効果】 低消費電力化及び極限環境下に於ける測定精
度の向上が成された半導体式ガスセンサとなる。
することにより低消費電力化及び測定精度の向上が成さ
れた半導体式ガスセンサを提供することを目的とする。 【構成】 発熱体を有した絶縁基板上に金属酸化物半導
体を形成した半導体式ガスセンサ感ガス部に於いて貫通
穴を有することを特徴とする半導体式ガスセンサ。 【効果】 低消費電力化及び極限環境下に於ける測定精
度の向上が成された半導体式ガスセンサとなる。
Description
本発明は、各種ガス濃度を検知する半導体式ガスセンサ
の構造に関する。
の構造に関する。
【０００１】
【０００２】
【従来の技術】従来から感ガス体として金属酸化物半導
体を用いたガスセンサの例が数多く提案されている。原
理は、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム等ｎ型半導
体を用いた場合は、酸化性ガスとの接触によりその抵抗
値は増加し、還元性ガスとの接触では、その抵抗値は減
少することを利用している。逆にＰ型半導体を用いた場
合は、酸化性ガスとの接触によりその抵抗値は減少し、
還元性ガスとの接触ではその抵抗値は増加することを利
用している。現状として、ガスセンサの選択性向上と多
機能化のための集積化、バラツキの低減等を目的とした
半導体薄膜式ガスセンサが提供されている。従来の半導
体薄膜式ガスセンサのガス感受部概略構造を図１，図２
に示す。従来のガスセンサは、絶縁基板の一方に電極を
付設するとともに、他方にヒータを付設し、前記一方の
電極を覆うように、酸化物半導体薄膜層を形成して構成
されている（図１）。また絶縁基板の同一表面上に電極
とヒータをそれぞれ形成したものもある（図２）。 半
導体薄膜ガスセンサは、加熱・保温を考慮して放熱を小
さくする必要があり、細径の細い貴金属線を用いる固定
方法が一般である。その固定方法として、半導体分野で
確立済みのワイヤーボンディング等の組立技術を有効活
用したものがある。ガスセンサでは、一般にガス感受部
を昇温して用いる。ガス感受部昇温の為の電力は、ガス
感受部の熱容量と逆比例関係にある為、可能な限り感ガ
ス部の熱容量を低減化する必要がある。従来のガスセン
サでは感ガス部を薄片化することにより熱容量の低減を
行っていた。しかしながら薄片化には機械加工上の制約
がある為、熱容量の低減化にも限界があった。また、気
体流路が極端に細い場合や気体流速が極端に速い場合等
の特別な環境下でガスセンサが用いられた場合、感ガス
部の物理的寸法が測定対象に影響を及ぼし、真のガス濃
度の測定が出来なくなるケースが生じた。
体を用いたガスセンサの例が数多く提案されている。原
理は、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム等ｎ型半導
体を用いた場合は、酸化性ガスとの接触によりその抵抗
値は増加し、還元性ガスとの接触では、その抵抗値は減
少することを利用している。逆にＰ型半導体を用いた場
合は、酸化性ガスとの接触によりその抵抗値は減少し、
還元性ガスとの接触ではその抵抗値は増加することを利
用している。現状として、ガスセンサの選択性向上と多
機能化のための集積化、バラツキの低減等を目的とした
半導体薄膜式ガスセンサが提供されている。従来の半導
体薄膜式ガスセンサのガス感受部概略構造を図１，図２
に示す。従来のガスセンサは、絶縁基板の一方に電極を
付設するとともに、他方にヒータを付設し、前記一方の
電極を覆うように、酸化物半導体薄膜層を形成して構成
されている（図１）。また絶縁基板の同一表面上に電極
とヒータをそれぞれ形成したものもある（図２）。 半
導体薄膜ガスセンサは、加熱・保温を考慮して放熱を小
さくする必要があり、細径の細い貴金属線を用いる固定
方法が一般である。その固定方法として、半導体分野で
確立済みのワイヤーボンディング等の組立技術を有効活
用したものがある。ガスセンサでは、一般にガス感受部
を昇温して用いる。ガス感受部昇温の為の電力は、ガス
感受部の熱容量と逆比例関係にある為、可能な限り感ガ
ス部の熱容量を低減化する必要がある。従来のガスセン
サでは感ガス部を薄片化することにより熱容量の低減を
行っていた。しかしながら薄片化には機械加工上の制約
がある為、熱容量の低減化にも限界があった。また、気
体流路が極端に細い場合や気体流速が極端に速い場合等
の特別な環境下でガスセンサが用いられた場合、感ガス
部の物理的寸法が測定対象に影響を及ぼし、真のガス濃
度の測定が出来なくなるケースが生じた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明では、従
来のガスセンサの課題である低消費電力の制限の問題及
び特殊環境下に於いて感ガス部が測定対象に影響を与え
測定不可能となる問題を解決する手段を提供する。
来のガスセンサの課題である低消費電力の制限の問題及
び特殊環境下に於いて感ガス部が測定対象に影響を与え
測定不可能となる問題を解決する手段を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】以上の課題を達成するた
めに、本発明は、ガスセンサの感ガス部に貫通穴を開け
ることにより熱容量の低減及び感ガス部の測定対象への
影響の低減を可能とすることを特徴とするガスセンサを
要旨とするものである。
めに、本発明は、ガスセンサの感ガス部に貫通穴を開け
ることにより熱容量の低減及び感ガス部の測定対象への
影響の低減を可能とすることを特徴とするガスセンサを
要旨とするものである。
【０００５】
【作用】本発明のガスセンサは、感ガス部に１ヶ以上の
貫通孔が開けられている。これによる効果、作用は、次
の如くである。 （１）感ガス部の熱容量の低減により、ガスセンサの消
費電力が低減される。感ガス部の熱容量は、次の計算式
にて表される。
貫通孔が開けられている。これによる効果、作用は、次
の如くである。 （１）感ガス部の熱容量の低減により、ガスセンサの消
費電力が低減される。感ガス部の熱容量は、次の計算式
にて表される。
【数１】
【数２】 数式１、数式２よりＶHの増加、即ち貫通穴の合計体積
の増加に伴い、貫通穴を開けた後の熱容量ＣT’は減少
することとなる。よって、貫通穴を開けることにより感
ガス部の熱容量の低減、即ちガスセンサの消費電力の低
減が成される。また消費電力の低減度合いと貫通穴の合
計貫通体積とは直線関係にある。 （２）感ガス部が通気性となることにより測定対象のガ
スに対する影響が低減され、精度高い測定が可能とな
る。従来、最も小型のガスセンサの感ガス部の寸法は
０.５mm×０.５mm程度である。したがって、測定対象ガ
スの体積が大で、ガスの化学的安定性が大の場合、現行
のセンサでも実用上許容される測定精度にて測定が可能
である。しかし、例えば気体流路が数mm以下と極端に細
い場合、また気体流速が極端に速い場合等の極限環境下
では従来の感ガス部寸法では、測定に影響を及ぼす。こ
れに対し、本発明のガスセンサの感ガス部の場合、複数
個の貫通孔が設けられていることより、前述の如く特殊
環境下に於いても測定対象に影響を及ぼすことなく精度
高い測定が可能である。
の増加に伴い、貫通穴を開けた後の熱容量ＣT’は減少
することとなる。よって、貫通穴を開けることにより感
ガス部の熱容量の低減、即ちガスセンサの消費電力の低
減が成される。また消費電力の低減度合いと貫通穴の合
計貫通体積とは直線関係にある。 （２）感ガス部が通気性となることにより測定対象のガ
スに対する影響が低減され、精度高い測定が可能とな
る。従来、最も小型のガスセンサの感ガス部の寸法は
０.５mm×０.５mm程度である。したがって、測定対象ガ
スの体積が大で、ガスの化学的安定性が大の場合、現行
のセンサでも実用上許容される測定精度にて測定が可能
である。しかし、例えば気体流路が数mm以下と極端に細
い場合、また気体流速が極端に速い場合等の極限環境下
では従来の感ガス部寸法では、測定に影響を及ぼす。こ
れに対し、本発明のガスセンサの感ガス部の場合、複数
個の貫通孔が設けられていることより、前述の如く特殊
環境下に於いても測定対象に影響を及ぼすことなく精度
高い測定が可能である。
【０００６】
【実施例】以下本発明による半導体式ガスセンサの実施
例を図面を用いて詳細に説明する。図３は、本発明によ
る半導体式ガスセンサの一実施例を示す感ガス部の構造
図である。尚、感ガス膜、ヒータの構造については、図
１，図２で示し、また本発明の本質的思想の説明とは関
連しないので図３では、感ガス膜及びヒータは示してい
ない。実施例では、感ガス部基板２に複数個の貫通穴７
が設けられている。貫通穴の個数及び配置には特別な制
限はなく測定対象に応じ適切な個数、配置とすることが
可能である。また測定対象に応じ、貫通穴と非貫通穴と
を適当な割合にて配置することや貫通穴に適度な傾斜を
与えることも可能である。
例を図面を用いて詳細に説明する。図３は、本発明によ
る半導体式ガスセンサの一実施例を示す感ガス部の構造
図である。尚、感ガス膜、ヒータの構造については、図
１，図２で示し、また本発明の本質的思想の説明とは関
連しないので図３では、感ガス膜及びヒータは示してい
ない。実施例では、感ガス部基板２に複数個の貫通穴７
が設けられている。貫通穴の個数及び配置には特別な制
限はなく測定対象に応じ適切な個数、配置とすることが
可能である。また測定対象に応じ、貫通穴と非貫通穴と
を適当な割合にて配置することや貫通穴に適度な傾斜を
与えることも可能である。
【０００７】
【発明の効果】以上の作用、実施例から明白のように、
本発明の半導体式ガスセンサは、感ガス部に複数個の適
当な貫通穴を有する為、感ガス部の熱容量の低減による
ガスセンサの消費電力の低減と測定対象への外乱の低減
による特殊環境下に於けるガス濃度の測定精度の向上が
成される。
本発明の半導体式ガスセンサは、感ガス部に複数個の適
当な貫通穴を有する為、感ガス部の熱容量の低減による
ガスセンサの消費電力の低減と測定対象への外乱の低減
による特殊環境下に於けるガス濃度の測定精度の向上が
成される。
【０００８】
【図１】従来の半導体式ガスセンサのガス感受部断面図
の一例である。
の一例である。
【図２】従来の半導体式ガスセンサのガス感受部断面図
の別の例である。
の別の例である。
【図３】本発明の半導体式ガスセンサの実施例に於ける
感ガス部の模式図である。
感ガス部の模式図である。
１ 薄膜ヒータ ２ 絶縁基板 ３ 信号取出電極１ ４ 信号取出電極１’ ５ 感ガス膜 ６ 絶縁層 ７ 貫通穴
Claims (1)
- 【請求項１】 発熱体を有した絶縁基板上に金属酸化物
半導体を膜状に形成した半導体式ガスセンサにおいて、
絶縁基板及び感ガス部に貫通穴を設けることを特徴とす
る半導体式ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13195092A JPH06160322A (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 半導体式ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13195092A JPH06160322A (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 半導体式ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160322A true JPH06160322A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=15070002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13195092A Pending JPH06160322A (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 半導体式ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06160322A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1887347A1 (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Gas sensor using carbon natotubes |
-
1992
- 1992-04-23 JP JP13195092A patent/JPH06160322A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1887347A1 (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Gas sensor using carbon natotubes |
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