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公開番号2025096859
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023212819
出願日2023-12-18
発明の名称ガスセンサ
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人個人
主分類G01N 27/12 20060101AFI20250623BHJP(測定;試験)
要約【課題】応答性に優れた抵抗変化式のガスセンサを提供する。
【解決手段】絶縁層9と、絶縁層の表面にギャップGを開けて設けられる1対の対向電極11、12と、ギャップと1対の対向電極の表面とに設けられるガス感応膜14と、を備えた抵抗変化式のガスセンサ1において、1対の対向電極とガス感応膜との界面のうち、ギャップに隣接する部位を除く領域の少なくとも一部に、絶縁膜16が介装されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁層と、
前記絶縁層の表面にギャップを開けて設けられる１対の対向電極と、
前記ギャップと前記１対の対向電極の表面とに設けられるガス感応膜と、
を備えた抵抗変化式のガスセンサにおいて、
前記１対の対向電極と前記ガス感応膜との界面のうち、前記ギャップに隣接する部位を除く領域の少なくとも一部に、絶縁膜が介装されていることを特徴とするガスセンサ。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記ギャップが最小となる各対向電極の先端を結んだ線分に沿う方向に見たとき、
前記ギャップの長さＧ１と、前記各対向電極の前記絶縁膜が介装されている部位間の距離Ｇ２とは、
Ｇ１＜Ｇ２の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記絶縁膜は、前記対向電極を構成する金属若しくは合金の酸化物、又は金属若しくは合金の窒化物からなることを特徴とする請求項１又は２記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記対向電極は、前記ギャップに隣接する１以上の細線部と、前記細線部の後端側に接続されるベース部とを有し、
前記絶縁膜は、前記ベース部の表面にのみ、又は前記ベース部の表面と、前記ベース部に接続されるリード部の表面にのみ形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のガスセンサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出雰囲気中に存在するガスの濃度を検出する抵抗変化式のガスセンサに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ガス警報器、アルコールチェッカー、湿度センサ、においセンサとして、絶縁層の表面にギャップを開けて１対の対向電極を設け、対向電極の表面にガス感応膜を設けた抵抗変化式のガスセンサが知られている。
特に、各対向電極のギャップをナノスケール（ｎｍレベル）まで狭めると、高い応答性や回復特性が得られることが報告されている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１のガスセンサは、比較的大きな第１電極と第２電極とを間隔を開けて配置し、この間隔に金属酸化物のナノ粒子を含む溶液を塗布、乾燥した後、熱処理することで、ナノ粒子間にナノスケールギャップを形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－０３２７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のガスセンサの場合、ナノスケールギャップを含む狭い領域に感応膜を形成している。
しかしながら、感応膜を狭い領域に形成することは、感応膜材料の製膜時のフォトマスクのズレや印刷ズレ等があるために実用上難しく、生産性も劣る。
一方、感応膜をナノスケールギャップ以外の第１電極や第２電極の表面まで形成すると、これらギャップから遠い第１電極や第２電極の間も導電パスとなってガスに反応してしまい、ナノスケールギャップ本来の高い応答性が発現し難くなる。
すなわち、本発明は、応答性に優れた抵抗変化式のガスセンサの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明のガスセンサは、絶縁層と、前記絶縁層の表面にギャップを開けて設けられる１対の対向電極と、前記ギャップと前記１対の対向電極の表面とに設けられるガス感応膜と、を備えた抵抗変化式のガスセンサにおいて、前記１対の対向電極と前記ガス感応膜との界面のうち、前記ギャップに隣接する部位を除く領域の少なくとも一部に、絶縁膜が介装されていることを特徴とする。
【０００７】
このガスセンサによれば、１対の対向電極とガス感応膜との界面のうち、ギャップに隣接する部位を除く領域の少なくとも一部に絶縁膜を介装することで、ガス感応膜自体は、ギャップと、１対の対向電極の表面とを含む広範囲の領域に設けることができる。
これにより、ガス感応膜の材料の製膜時のフォトマスクのズレや印刷ズレ等があっても、ガス検知に寄与するギャップ付近に確実にガス感応膜を設けることができる。その結果、ギャップ付近で対向電極間の導電パスが生じ、応答性を向上させることができる。
また、ギャップ付近以外の対向電極の表面にガス感応膜が形成されていても、この部位には絶縁膜が介装されている。このため、ギャップから遠い対向電極間が導電パスとなってガスに反応することを抑制し、応答性の低下を抑制できる。
【０００８】
本発明のガスセンサにおいて、前記ギャップが最小となる各対向電極の先端を結んだ線分に沿う方向に見たとき、前記ギャップの長さＧ１と、前記各対向電極の前記絶縁膜が介装されている部位間の距離Ｇ２とは、Ｇ１＜Ｇ２の関係を満たしてもよい。
このガスセンサによれば、対向電極のうち絶縁膜が介装されている部位の領域が広くなるので、ギャップから遠い対向電極間が導電パスとなってガスに反応することをさらに抑制し、応答性の低下をより一層抑制できる。
【０００９】
本発明のガスセンサにおいて、前記絶縁膜は、前記対向電極を構成する金属若しくは合金の酸化物、又は金属若しくは合金の窒化物からなっていてもよい。
このガスセンサによれば、絶縁膜を別の材料から成膜する必要がなく、生産効率が向上する。
【００１０】
本発明のガスセンサにおいて、前記対向電極は、前記ギャップに隣接する１以上の細線部と、前記細線部の後端側に接続されるベース部とを有し、前記絶縁膜は、前記ベース部の表面にのみ、又は前記ベース部の表面と、前記ベース部に接続されるリード部の表面にのみ形成されていてもよい。
このガスセンサによれば、細線部を微細にしてギャップをナノスケール（ｎｍレベル）まで狭めれば、高い応答性や回復特性が得られる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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