JPH07104322B2 - 気体状および蒸気状物体用の速時応答マイクロセンサ - Google Patents

気体状および蒸気状物体用の速時応答マイクロセンサ

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JPH07104322B2
JPH07104322B2 JP63173845A JP17384588A JPH07104322B2 JP H07104322 B2 JPH07104322 B2 JP H07104322B2 JP 63173845 A JP63173845 A JP 63173845A JP 17384588 A JP17384588 A JP 17384588A JP H07104322 B2 JPH07104322 B2 JP H07104322B2
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sensor
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gas
sensing electrode
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ジェイ・マドウ マルク
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/404—Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors
    • G01N27/4045—Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors for gases other than oxygen

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は気体状および蒸気状物体用のマイクロセンサに
関する。
［従来の技術］ 一般に、酸素のような気体はいわゆる平面クラーク型セ
ンサによって定量される。そのセンサにおいては、従来
の半導体素子製造技術を用いることにより、検知電極お
よび参照電極が基板（substrate）上に置かれており、
かつヒドロゲル層が電解質として使用されている。気体
透過性の膜がヒドロゲル層および電極を覆っていてもよ
い。このような構造において定量される酸素は、膜を通
過し、ヒドロゲルに溶解し、ヒドロゲルを通過し最後に
検知電極に接触する。
［発明が解決しようとする課題］ 結果として、このような電極の応答時間は要求されるほ
ど速くはない。実際、この型の微小寸法で作られたセン
サの最も速い検知でさえ、少なくとも５秒の応答時間が
かかり、しばしば10秒かそれ以上の応答時間がかかる。
さらに、このようなセンサは通常、酸素の定量を行なう
ことにのみ使用され、種々の気体状物体の濃度の定量を
行なうことには、通常、使用されていない。
種々の異なる気体状物体のうちのいくつかが選択的に検
知され得る、より速い応答の気体センサあるいはこのよ
うなセンサのアレイを得ることが強く望まれていた。
本発明は、上述の問題点のうちの１つまたはそれ以上を
克服しようとするものである。
［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、互いに離
れて向かい合う第１および第２の表面を有し、かつ第１
の表面から第２の表面に通じる通路を有する基板と、通
路を横切って位置する気体透過性検知電極と、第１の表
面および電極と接触する電解質と、および電解質と接触
し、かつ電解質を介する以外は検知電極と電気的に絶縁
している追加電極とを具えたことを特徴とする。
また本発明は、開口部を持つ表面を有する基板と前面お
よび背面側を有し、開口部を横切るように配置され、前
面側は通常は表面と同じ方向を向いている気体および蒸
気透過性検知電極と、背面側に通じる気体流路と、前面
側と接触する電解質と、および電解質と接触し、かつ電
解質を介する以外は検知電極と電気的に絶縁されている
追加電極とを具えたことを特徴とする。
［作 用］ 本発明に従って、気体状および蒸気状物体用のセンサが
説明される。センサは１つの開口部を持つ表面がある基
板を具えている。前面側および背面側を有し、気体およ
び蒸気が透過する検知電極は、開口部を横切るように配
置され、前面側は通常は表面と同じ方向を向いている。
気体の流路は検知電極の背面側に通じて設定されてい
る。電解質は検知電極の前面側と接触している。追加電
極は電解質と接触し、かつ電解質を介した以外は検知電
極とは絶縁している。
本発明の他の実施例に従って、気体および蒸気センサは
表面を持ち気体および蒸気が透過する基板を具えている
ことが述べられる。
気体および水が透過性のままである領域を残したまま、
表面の選択された部分の気体および蒸気が不透過となる
ようにするための手段が与えられている。前面側および
背面側を有し、気体および蒸気が透過する検知電極は、
上述の領域を横切るように配置され、前面側は通常は表
面と同じ方向を向いている。追加電極は電解質と接触
し、かつ電解質を介した以外は検知電極とは絶縁されて
いる。
本発明のさらに他の実施例において、気体センサは第１
および第２の表面を有し、かつ第１の表面から第２の表
面に通じる通路を有する基板を具えている。第１の表面
側および第２の表面側を有する気体透過性の検知電極は
その通路を横切って位置している。電解質は電極の第１
の表面側と接触している。追加電極は電解質と接触し、
かつ電解質を介した以外は検知電極とは絶縁している。
ここで述べられた気体センサは、高感度であるばかりで
はなく非常に速い、約１−２秒またはそれ以下の応答時
間を持つという利点がある。その気体センサは、電解質
の構造の選択によってと同様に、気体透過性検知電極中
の孔の大きさを選択することによって種々の気体状物体
に対して応答することができる。電解質中に気体を溶解
させる必要がないのでセンサの寿命はより長くなる。カ
プセル状にすることがより容易である。選択的な透過を
介して通路に追加の選択力を与えることもできる。分析
すべき気体が電解質に到達するまで、完全に気体相で気
体透過性電極中の孔を通して通過するので、速時応答が
達成される。その個所において、電極，分析すべき気体
および電解質は互いに接触し、分析すべき気体が検出さ
れる。電解質による拡散はゼロとなる。
［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
第１図は本発明の一実施例の気体センサ10を示す。気体
センサ10は第１の表面14および第２の表面16を有する基
板12を含む。本実施例において示される表面14,16は、
通常互いに離れて向かい合っている。第１の表面14から
第２の表面16へと基板12を通して広がる通路18が設けら
れている。
第１および第２の表面側21,23を有する気体透過性検知
電極20は通路18を横切って位置している。第１図に示さ
れた実施例において、気体透過性検知電極20は基板12の
第１の表面14上に位置している。しかしながら、気体透
過性検知電極20は例えば第１の表面14に向かって通路18
の内に存在することができ、そのような例が第４図およ
び第５図に示されている。もし基板12が導体、あるいは
例えばシリコン，ガリウムひ素またはシリコンカーバイ
ドのような半導体であれば、第２図および第５図に示さ
れる対向電極24および、第２図に示されるように参照電
極25が存在するときはそれから、また同様に、検知電極
20から基板12を分離させ絶縁するために誘電体層22があ
ってもよい。
第１図−第４図の実施例において、電解質26は第１の表
面14と接触しており、あるいは特に誘電体層22（基板12
が導体あるいは半導体であれば存在する）と接し、同様
に電極20の第１の表面側21とも接している。第５図の実
施例において、電解質26は通路18の前面部分27の内にあ
り、前面部分27は第１の表面14と隣り合っている。この
実施例においては誘電体層22に必要とされる絶縁性を与
えるために通路18の前面部分27の内部に広がっている。
種々の異なった型の電解質26のいずれもが使用され得
る。例えば電解質26は例えば水溶液のような溶液であっ
てもよい。あるいはまた、電解質26はヒドロゲルであっ
てもよい。しかしながら、より好ましくは、特にボルト
アンメトリックな測定のために、水にさらされた時にイ
オンを伝導する固体ポリマーイオン交換体の一種類であ
るNafion（DuPontの商標）のような固体ポリマー電解質
を含む固体電解質である。おそらく最もよく知られてい
る例は固定された負のサイト（硫酸，カルボキシル酸あ
るいはリン酸）を有するポリスチレンあるいは固定され
た正のサイト（第４アンモニアあるいは第４フォスフォ
ニウム）を有するポリスチレンから作られた膜である。
これらの材料のイオンについては、選定はもっぱら電荷
に基づいて行なっており、同じ電荷を持つイオンに対し
ては、識別はほとんどできない。ボルトアンメトリック
な検知に、これらの材料を使用することは新規である。
Nafion（過フッ化イオノマー）のほかの固体ポリマー電
解質の他の例は硫酸化スチレン−ジビニルベンゼン樹脂
およびジビニルナフタレートスルフォン酸ポリマーであ
る。
このようなポリマーはその中にイオン（親水性）群を伴
う疎水性を持つ点で、化学的および物理的に特徴があ
る。それらは水和に際してイオンを伝導する。それら
は、両方の型のステージイオンが樹脂を貫通するドナン
破壊に到るまでに共通イオンを除外する。中性分子はこ
のような膜を通して容易に拡散することができ、特別に
大きい有機分子はより疎水性である樹脂の中に溶解する
ことができる。
樹脂はまた参照溶液として使用される（例えばフランス
特許公報No.2,158,905を参照）。これらのイオン交換樹
脂は電位差計CO2センサとして使用されてきた（例えば
米国特許第3,730,868号を参照）。
センサ組織に組込まれるのに有用なゲルは無制限であ
り、メチルセルロース，ポリビニルアルコール，寒天，
カルボキシセルロース，ゼラチン，アガロース，脱イオ
ン化ゼラチン，ポリアクリルアミド，ポリビニルピロリ
ドン，ヒドロキシエチルメチルアクリレートおよびポリ
アクリル酸を含む。それらは濃い（より粘性の）溶液を
構成する点で特徴づけられる。それらは本来親水性であ
り、かつ合成ポリマー膜を形成する材料を含む。電解質
は例えばリン酸ウラニル化水素，プロトン化β″−アル
ミナ，リン酸ジルコニウム塩あるいはアンチモン酸のよ
うな無機酸化物固体プロトン導体の群から選ぶことがで
きる。例えばLaF3のようにO2-イオンを伝導できる他の
型の固体電解質もまた使用することができる。
通常、電解質26と検知電極20とをカプセルに含むための
手段28が準備されている。実施例において、示されてい
るカプセル化の材料はどれも単に通常のポリマーであ
る。カプセル化の材料28は、固体ポリマー電解質の水分
含有量が比較的一定のままであるようにし、それによっ
て気体センサ10が時間と共に比較的一定のままあるよう
にするために、水に対して不透過性であることが一般に
好ましい。有用なカプセル化の材料は例えば、テフロン
膜，シリコンゴム膜，シリコンポリカーボネートゴム
膜，マイラー，ナイロン6,ポリビニルアルコール，ポリ
塩化ビニル，メチルセルロース，酢酸セルロース，高密
度ポリエチレン，ポリスチレン，天然ゴム，フッ化シリ
コン樹脂，ジメチルシリコンゴム，任意な適当なフォト
レジストポリマーおよびジメチルシリコンであってよ
い。膜の作製をより容易に成し遂げるために、使用され
る膜が溶液流延可能であることが一般に好適である。カ
プセル化は、例えば溶液流延，異なる基板への分離流延
と物理的転移，決った個所における熱収縮，インクジェ
ットプリンタを使用する溶液流延，スピンコーティング
あるいはディップコーティングによって行なうことがで
きる。もし、カプセル化の材料が例えばポリスチレン，
スチレン−ブチジエンあるいはテフロン（DuPontの商
標）からなる均一ラテックス微小球の性質をもっている
ならば、このような微小球は、ディッピング，溶媒を噴
霧することなどによるインクジェットと同様の技術を用
いて所定の位置にもっていくことができる。もしカプセ
ル化の材料が活性炭または類似の材料の性質をもつもの
であるか、または活性炭または類似の材料を含んでいる
ならば、そのカプセル化材料はインクジェット型のプリ
ンティング，溶液流延などによって所定の位置にもって
いくことができる。もしカプセル化の材料が例えば他の
固体物質を含むならば、炭素粒子と同様に、所定の位置
にもっていくことができる。
種々の型の検知電極20が使用され得る。これらは例えば
白金，白金黒，銀，金，イリジウム，パラジウム，パラ
ジウム／銀，二酸化イリジウム，白金黒／パラジウム，
酸化白金およびこれらの混合物からなる電極20、電子的
に導体であるポリマーおよび一般に電気化学的測定に常
用される電極のいずれを含む。検知電極20は通常、特殊
な気体状物体に応じて選択される。種々の従来の技術が
対向電極24および参照電極25として使用され得る。
気体透過性金属電極20は不活性の、通常は重合された、
例えばポリスチレン粒子（通常は球形）の上に金属を付
着させることによって作ることができる。高分子粒子は
気体透過性金属電極20を残して除去される。小さな不活
性粒子は圧縮された空気によって除去され得る。あるい
は気体透過性電極20はラネーニッケルが作製される方法
によって作製されることができる。
多孔性部材30は通路18内に検知電極20に隣接し、かつ一
般的には接触して位置する。例えば多孔性部材30は多孔
性シリコンであってよい。多孔性部材30の適切な形成に
よって、他の気体が存在するときにある気体に対して多
孔性部材30が選択的に作用するように孔の大きさを制御
することができる。多孔性部材30は、例えば電流密度が
20mA/cm2と100mA/cm2との間において、かつ赤外フィル
タヨウ化石英ランプからの照射のもとでフッ化水素酸水
溶液中においてシリコンを陽極処理することにより作製
される。陽極処理は、シリコンが非常に細かい孔の密集
したネットワークを有し透過性となるようにする。孔は
電流の方向に選択的に配向し、それによって多孔性部材
30が所望の気体および蒸気の流れの方向に気体および蒸
気を選択的に透過させるようになる。孔径およびシリコ
ンの多孔性は各種のパラメータ、特に陽極処理電流，フ
ッ化水素の濃度および照度を変えることにより制御され
得る。孔は直径を10nmから１μｍまで変化させて作製さ
れ得る。
多孔性シリコンの孔に疎水性コーティングを施すことが
望まれるかもしれない。これはシラン化する（silaniza
tion）かあるいは溶解された疎水性の被覆を含む溶液中
に浸し、そして溶媒を蒸発させることによってなされ得
る。
他の有用な多孔性材料30は、例えばアルミナ，一般の無
機酸化物，炭素，ポリマー，圧縮された不活性粒子およ
びその他同様のものを含む。
実施例において示された対向電極24として示されている
追加電極は、電解質26と接触し、電解質26を介した以外
は検知電極20とは電気的に絶縁されている。実施例にお
いて示される誘電体層22は追加電極24を作用すなわち検
知電極20から分離するのに役立つ。誘電体層22は基板12
を介しての短絡を妨げる。あるいはまた、追加電極24は
参照電極としてもよい。あるいは第２図に示すように別
の参照電極25が気体センサ10に追加されてもよい。
基板12は多くの材料のうちのいずれかによって作製され
得る。例えばそれはプラスチック，ガラス，種々のポリ
マー，金属酸化物，半導体からあるいは金属からさえ作
製され得る。しかしながら、後者の事例において、誘電
体層22が存在するとが必要である。好ましくは基板12は
例えばシリコン，シリコンカーバイド，あるいはガリウ
ムひ素のような半導体で作製されるのがよい。そうする
と基板センサ10の種々の部分を形成するために集積回路
製造の技術を使うことができる。さらに、そうすると気
体センサ10が例えば一辺150ミクロンかつおそらく20ミ
クロンの厚さほどに小さくすることができる。
気体センサ10に数段階の選択性を与えることができるこ
とに注意しなさい。第１に、もし存在するならば、多孔
性部材30における孔の大きさによって与えられる選択性
がある。第２に、検知電極20の材料による選択性があ
る。第３に、検知電極20における孔の大きさによって与
えられる選択性がある。さらに、電解質26の組成の選択
により与えられる選択性がある。また、追加電極24の材
料の選択によって与えられる選択性がある。
本発明の気体センサ10は半導体製造の技術を用いて非常
に小さくすることができるので、単チップ上に数多くの
気体センサ10を構成して、気体センサ10のアレイを提供
することは、極めて可能なことである。このことは、数
種のセンサをそれぞれの気体に対しておよび／または数
種の異なったセンサを異なった気体に対してすべて単一
の基板12上作ることを可能にする。このようにして、高
い速度、選択性および確実性が保証される。
第３図および第５図は本発明の実施例であり、多孔性シ
リコンが、通常は水である水性液のための貯溜部32を含
む。例えば基板12の内部に空洞をエッチング形成し、そ
してその空洞を多孔性部材30、本実施例においては一般
にシリコンのような多孔性材料で充填して基板12の中に
多孔性部分34を形成することによって、電解質26と貯溜
部32との間に液体の接触を与えるようにしてもよい。こ
のようにして、電解質26ある所定の程度までを常に水和
した状態に保つことができる。これによって気体センサ
10の寿命が増加する。このような例においては、カプセ
ル化層36を用いることにより、貯溜部32をカプセル化す
ることが一般に必要であり、カプセル化層36は適宜の都
合のよい材料、例えばプラスチック材料とすることがで
きる。実際、カプセル化の材料36は、電解質26および検
知電極20をカプセル化するために使うカプセル化手段28
と一般に同じものとすることができる。このように、カ
プセル化処理全体が単一の操作によって実行され得る。
第４図は本発明の実施例を示し、気体透過性検知電極20
は通路18の前面部分27内にあり、かつ第１の表面14上に
ある通路18の外部にある電解質26と共に第１の表面14に
おいて終端とする。本実施例において、追加電極24は対
向電極と似ており、検知電極20に近接する誘電体層22の
上に位置している。これが、気体センサ10の応答時間の
速度増加を成し遂げる。
必要であればフィルタの材料38（第１図および第５図参
照）が通路18内の、基板12の第２の表面16と多孔性部材
30との間に置かれてもよい。通常、フィルタ38は気体の
分離を促進し、それによって気体センサ10の選択性を促
進するように選択される。例えば、フィルタ材料38はあ
る気体成分と選択的に反応し、かつそれらが多孔性部材
30に到達することを妨げるように選択される。このよう
にし、多孔性部材30を正常に通過し、かつ気体混合物の
選択された成分を分析することを妨げるかもしれない気
体は除外される。フィルタ材料38は、例えば過マンガン
酸カリウムで被覆されたアルミナ粒子のような酸化剤、
金属例えば白金で被覆されたアルミナ粒子，疎水性粒
子，活性炭，気体透過性膜，例えば酵素のような生体触
媒,EDTAのような錯化剤，あるいは１つまたはそれ以上
の気体成分を除外することにより、ある気体成分の選択
性を与える通常の所望の材料のようなものであってよ
い。
第５図は本発明の実施例を示し、検知電極20は、第１の
表面14および第２の表面16の間に介在する通路を横切っ
ている。さらに、通路18の前面部分27は電解質26および
対向電極24をその中に包括することができるような大き
さに著しく拡大されている。第５図に示した実施例の構
造は、通常第１の表面および第２の表面両方からの内部
へのエッチングを含むものである。エッチングのかわり
に、レーザー穴あけが使用できる。例えば、多孔性部材
および／またはフィルタ材料38の完全性を保護すること
を、もし望むなら、気体多孔性層40が第２の表面16また
はその近傍において通路18を閉じればよい。このこと
は、溶解された気体状物体用のセンサを使用するための
追加された選択性および／または能力を提供することが
できる。このような例において、気体多孔性層40は液体
（通常は水）不透過性であろう。これは、例えば血液気
体の生体内での測定用センサを提供するのに役に立つ。
第３図と同様に第５図の実施例は貯溜部32を含む。それ
はまた、第４図の実施例のように短い検知−対向電極の
間隙を使用している。
図示された実施例において第１の表面14および第２の表
面16は対向して面しているが、本発明がそのように限定
されたものではないことが認められるべきである。例え
ば、第１の表面14および第２の表面16は平行ではなく、
おそらく垂直でさえある。このような例において、通路
18は全体としてまっすぐである必要はない。
第６図は本発明の実施例を示し、気体センサ110は気体
および蒸気を透過する基板112を含む。本実施例におい
て、通路18は省かれ得る。なぜなら、検出される気体お
よび蒸気は基板112の内部に流れ、それによって気体透
過性検知電極120に到達することができる。
第６図の実施例において、基板112の第１の表面114は手
段70、図示の実施例における表面被覆72を含み、それは
気体および蒸気が透過性である領域74を残して、表面11
4の選択された部分を気体および蒸気を不透過性にす
る。
被覆72における領域あるいは開口部74は、それを横切る
気体および蒸気透過性検知電極120を有する。検知電極1
20は、前面側76および基板112の表面114のように通常前
面側76と背面側78を持っている。上述したように、基板
112それ自体は気体透過性検知電極120の背面側78に通じ
る気体流路を具えている。
電解質126は前面側114と接触しており、より明確には被
覆72および検知電極120の前面側76と接している。追加
電極、例えば対向電極124、およびもし存在するとき
は、参照電極（第６図には図示せず）もまた電解質126
と接触していてよい。追加電極124は電解質126を介した
以外は検知電極120とは電子的に絶縁している。
基板12は次に述べられるように被覆72との組み合わせに
よって、開口部74を有する表面114を持つ基板112である
と考えられる。すなわち、被覆72は基板112の一部分と
して考慮され得る。
表面114の選択された部分が気体および蒸気不透過性と
して、一方気体および水が透過性のままである領域74を
残しておくためのひとつの特別な手段70について記述さ
れてきた。その方法は、被覆することが望まれない第１
の表面114の部分を妨げながら付着することのできる被
覆72を使用する方法である。他の手段70が使用されても
よい。例えば、樹脂材料が他のポリマーのような材料が
基板112の表面114の上および真下にある上層の中に、特
に気体と蒸気が不透過性であることが必要な選択された
部分上に、吸収されてもよい。あるいは、選択された部
分において気体および蒸気が不透過性であるために、例
えばプラスチックのような材料と共に選択された部分を
加熱し溶かし得る。
多数の材料が多孔性の基板112として使用され得る。例
えば、それは多孔性アルミナあるいは実質的にどのよう
な多孔性の無機酸化物でも作製することができる。ま
た、多孔性プラチック材料が使用されてもよい。多孔性
の導体あるいは半導体もまた使用されることができる
が、本発明の他の実施例に関して論じたように、適当な
絶縁性をもつ層を具えることが非常に必要であろう。
基板の追加部分が、センサ110が作動可能のままで気体
および蒸気を不透過にできることに注意すべきである。
気体および蒸気透過性検知電極120の背面側78へ基板112
を通って通じる気体流路があることが必要とすることの
すべてである。
本発明は、多数の気体および／または蒸気の混合物の成
分について分析するのに有用な気体センサ10を提供す
る。例えば空気中の酸素量が決定され、二酸化炭素，二
酸化窒素，硫化水素，シラン化水素，亜酸化窒素，硝
酸，オゾン，炭化水素などの量も同様に決定される。
本発明を実施例に基づいて説明してきたが、さらに変更
することもできず、また、この出願は、一般に、この発
明の考え方に従って様々の変形例、使用法またはその適
用方法を、さらには、この発明が関連する分野において
知られており、また行われている事柄であってこの発明
の特徴事項から外れた事柄や、この発明に開示される新
規な事柄に適用できる事柄であって、この発明の請求の
範囲内にある事柄を含むものである。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、センサは開口
部を有する表面を持つ基板，気体および蒸気透過性検知
電極，電解質と接触し電解質を介する以外は検知電極と
は電気的に絶縁されている追加電極を具えるようにした
ので、非常に速い応答時間と長い寿命を持ち、多数の異
なった気体状の物体のいくつかを選択することができる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
本発明は、同じ番号が完全に同じ部分を示している。 図面を参照することにより、より理解されるであろう。
図中、第１図は本発明の一実施例の気体センサの側断面
図、 第２図は第１図の実施例の平面図、 第３図は本発明の他の実施例による第１図と同様の側断
面図、 第４図は本発明の他の実施例の拡大図、 第５図は本発明のさらに他の実施例による第１図と同様
の側断面図、 第６図は本発明のさらにまた他の実施例による第１図と
同様の側断面図である。 10,110……気体センサ、 12,112……基板、 14,114……第１の表面、 16……第２の表面、 18……通路、 20,120……気体透過性検知電極、 21……第１の表面側、 22……誘電体層、 23……第２の表面側、 24,124……対向電極、 25……参照電極、 26,126……電解質、 27……前面部分、 28……カプセル化手段、 30……多孔性部材、 32……貯溜部、 72……被覆、 74……開口部、 76……前面側、 78……背面側。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 ３４１ Ｕ (56)参考文献 特開 昭48−23397（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−225347（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−115293（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−146145（ＪＰ，Ａ)

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】互いに離れて向い合う第１および第２の表
    面を有し、かつ気体がそれを通って第１の表面から第２
    の表面へ流れることのできる通路を有する気体および蒸
    気不透過性基板と、 前記通路を横切って位置し、かつ通路を実質的に塞いで
    いる気体透過性検知電極と、 前記第１の表面および前記電極と接触する電解質と、お
    よび 前記電解質と接触し電解質を介して前記検知電極と電気
    的に接続し、かつ前記電解質を介する以外は前記検知電
    極と電子的に絶縁している追加電極と を具えたことを特徴とする気体状および蒸気状物体用セ
    ンサ。
  2. 【請求項２】前記センサが前記検知電極に隣接した前記
    通路中にさらに多孔性部材を含むことを特徴とする請求
    項１に記載のセンサ。
  3. 【請求項３】前記多孔性部材が多孔性シリコンからなる
    ことを特徴とする請求項２に記載のセンサ。
  4. 【請求項４】前記多孔性シリコンが該多孔性シリコンの
    孔の中に疎水性被覆を含むことを特徴とする請求項３に
    記載のセンサ。
  5. 【請求項５】前記電解質と連絡する水性液体含有貯留部
    をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のセン
    サ。
  6. 【請求項６】前記電解質および前記検知電極をカプセル
    化するための手段をさらに含むことを特徴とする請求項
    １に記載のセンサ。
  7. 【請求項７】前記基板が半導体材料からなり、かつ前記
    基板と前記検知電極、前記追加電極および前記電解質と
    の間に誘電体層をさらに含むことを特徴とする請求項１
    に記載のセンサ。
  8. 【請求項８】前記追加電極が対向電極であることを特徴
    とする請求項１に記載のセンサ。
  9. 【請求項９】前記対向電極が前記検知電極に近接して位
    置することを特徴とする請求項８に記載のセンサ。
  10. 【請求項１０】前記電解質と接触し、かつ前記電解質を
    介する以外は前記検知および対向電極と電気的に絶縁さ
    れている参照電極をさらに含むことを特徴とする請求項
    ８に記載のセンサ。
  11. 【請求項１１】前記電解質が固体ポリマー電解質からな
    ることを特徴とする請求項10に記載のセンサ。
  12. 【請求項１２】前記固体ポリマー電解質と連絡する水性
    液体含有貯留部をさらに含むことを特徴とする請求項11
    に記載のセンサ。
  13. 【請求項１３】前記電解質がヒドロゲルからなることを
    特徴とする請求項10に記載のセンサ。
  14. 【請求項１４】前記ヒドロゲルと連絡する水性液体含有
    貯留部をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の
    センサ。
  15. 【請求項１５】開口部を持つ表面を有する気体および蒸
    気不透過性基板と、 前記および背面側を有し、前記開口部を横切って配置さ
    れ、前記前面側は通常は前記表面と同じ方向を向いてお
    り、かつ前記通路を実質的に塞いでいる気体および蒸気
    透過性検知電極と、 前記背面側に通じる気体流路と、 前記前面側と接触する電解質と、および 前記電解質と接触し電解質を介して前記検知電極と電気
    的に接続し、かつ前記電解質を介する以外は前記検知電
    極と電子的に絶縁している追加電極と を具えたことを特徴とする気体状および蒸気状物体用セ
    ンサ。
  16. 【請求項１６】前記電解質と連絡する水性液体含有貯留
    部をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載のセン
    サ。
  17. 【請求項１７】前記電解質および前記検知電極をカプセ
    ル化するための手段をさらに含むことを特徴とする請求
    項15に記載のセンサ。
  18. 【請求項１８】前記電解質が固体ポリマー電解質からな
    ることを特徴とする請求項15に記載のセンサ。
  19. 【請求項１９】前記固体ポリマー電解質と連絡する水性
    液体含有貯留部をさらに含むことを特徴とする請求項18
    に記載のセンサ。
  20. 【請求項２０】前記電解質がヒドロゲルからなることを
    特徴とする請求項15に記載のセンサ。
  21. 【請求項２１】表面を持つ気体および蒸気透過性基板
    と、 気体および蒸気が透過性のままである領域を残したまま
    で前記表面の選択された部分を気体および蒸気が不透過
    であるようにする手段と、 前面および背面側を有し、前記領域を横切るように配置
    され、前記前面側は通常は前記表面と同じ方向を向いて
    おり、かつ前記領域を実質的に塞いでいる気体および蒸
    気透過性検知電極と、 前記前面側と接触する電解質と、および 前記電解質と接触し電解質を介して前記検知電極と電気
    的に接続し、かつ前記電解質を介する以外は前記検知電
    極と電子的に絶縁している追加電極と を具えたことを特徴とする気体状および蒸気状物体用セ
    ンサ。
  22. 【請求項２２】前記電解質と連絡する水性液体含有貯留
    部をさらに含むことを特徴とする請求項21に記載のセン
    サ。
  23. 【請求項２３】前記電解質および前記検知電極をカプセ
    ル化するための手段をさらに含むことを特徴とする請求
    項21に記載のセンサ。
  24. 【請求項２４】前記電解質が固体ポリマー電解質からな
    ることを特徴とする請求項21に記載のセンサ。
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