JPH07167815A - センサ装置及びその製造方法 - Google Patents

センサ装置及びその製造方法

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JPH07167815A
JPH07167815A JP6254489A JP25448994A JPH07167815A JP H07167815 A JPH07167815 A JP H07167815A JP 6254489 A JP6254489 A JP 6254489A JP 25448994 A JP25448994 A JP 25448994A JP H07167815 A JPH07167815 A JP H07167815A
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film
sensor device
channel
substrate
substance
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JP6254489A
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Eckhardt Dr Hoenig
ヘーニツヒ エクハルト
Volker Lehmann
レーマン フオルカー
Ulf Dr Buerker
ビユルカー ウルフ
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
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    • G01N27/16—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature caused by burning or catalytic oxidation of surrounding material to be tested, e.g. of gas

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Abstract

(57)【要約】 【目的】単位面積当たりの感度が従来のセンサ装置に比
べて増大するセンサ装置を提供する。 【構成】センサ装置はドープしたシリコンから成り１つ
の主面２２にチャネル２３を有する基板２１と、そのチ
ャネル２３を満たすことなく主面２２を覆い物質を検出
するための選択装置と、その物質の作用に依存する物理
量を測定するための測定装置とを含む。選択装置として
特に接触反応膜２４が使用され、測定装置として温度セ
ンサ２５が使用される。センサ装置は多孔性対向電極を
備えたコンデンサとして形成することもできる。チャネ
ルは特に電気化学的エッチングによって形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセンサ装置及びその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】接触反応はガス又は液体を選択検出する
のに適する。発熱を伴う接触反応では被検出物質は温度
変化によって例えば温度依存性抵抗を用いて測定するこ
とができる。他の接触反応では被検出物質はセンサ素子
を用いて検出される反応生成物に分解される。
【０００３】ガスセンサとして、半導体基体上に酸化膜
が設けられかつその上に電極が配置され、その電極が表
面で接触反応が行われる金属から形成されるようなＭＯ
Ｓ状半導体構造を使用することは公知である（例えばド
イツ連邦共和国特許出願公開第３５１９４８５号公報及
びヨーロッパ特許出願第８８１１８９８５・６号明細書
参照）。この半導体構造はＭＯＳトランジスタとして又
はコンデンサとして形成することができる。接触反応に
おいては、電極を通って酸化膜内へ拡散するか及び／又
は酸化物・半導体表面の境界面へ拡散する反応生成物が
形成される。これによってＭＯＳトランジスタの場合に
はカットオフ電圧がシフトし、コンデンサの場合には容
量が変化する。カットオフ電圧又は容量は測定量として
記録される。
【０００４】水素を検出するために例えば触媒としてパ
ラジウム、ロジウム、白金又はニッケルを使用すること
は知られている。酸素を検出するために例えば銀が適す
る。ＣＯを検出するために、金属・酸化物の境界膜まで
達する多数の孔を有するパラジウム電極が適する。ベー
タ・カロチンは同様に触媒として適する。
【０００５】“ペリスター（Ｐｅｌｌｉｓｔｏｒ）”な
る名称にて、熱量測定の原理に基づいて動作するガスセ
ンサが公知である。この場合、ガスセンサは２本の抵抗
線から構成され、これらの抵抗線上にはそれぞれ１つの
多孔性セラミックペレットが焼結される。両セラミック
ペレットの一方には触媒が設けられ、この触媒の表面で
被検出物質が発熱反応する。温度変化によって触媒で覆
われたセラミックペレットを有する抵抗線では他方の抵
抗線に比べて抵抗変化が生ずる。この抵抗変化がブリッ
ジ回路によって測定される。
【０００６】触媒と関係する熱量測定効果は文献により
公知である。水素は白金触媒内で発熱を伴って燃焼す
る。ＮＯは白金又は白金−ロジウム製触媒で２００〜２
５０℃の温度にてＮＨ3 から形成される。ＮＯ2 はＡｌ
2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 ゲル製触媒で１００℃の温度にてＮＯ
から形成される。この反応は酸素雰囲気内で行われる。
ＳＯ2 は酸素を持つ高温度にて白金、Ｆｅ2 Ｏ3 又はＶ
2 Ｏ5 製触媒の表面でＳＯ3 へ変換される。ＣＯは１５
０℃以上にてパラジウム製触媒によってＣＯ2 へ酸化さ
れる。メタノールは２００〜４００℃の温度にて銀触媒
で酸素と反応してＨＣＨＯへ変換される。
【０００７】特にモレキュラーシーブと称されるゼオラ
イトも同様に選択的に作用する。このゼオライトは所定
のサイズ以下の分子を透過させる特性を持っており、一
方大きな分子は透過するのを阻止される。予め定められ
た最大サイズの分子を選択するために、ゼオライト膜を
センサ装置上に選択装置として設けることは公知であ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】被検出物質によって惹
き起こされる効果はしばしば比較的小さく、それゆえ測
定可能な信号は選択装置の或る一定の面積からしか得ら
れない。公知のセンサ装置は平坦状であるので、センサ
装置の構成寸法は多くの適用例にとって好ましくない大
きさになってしまう。
【０００９】そこで、本発明の課題は、単位面積当たり
の感度が公知のセンサ装置に比べて増大するようなセン
サ装置を提供することにある。さらに、本発明の課題は
このようなセンサ装置の製造方法を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明によるセンサ装置は、ドープしたシリ
コンから成り第１主面にチャネルを有する基板と、チャ
ネルを満たすことなく第１主面を覆い物質を検出するた
めの選択装置と、その物質の作用に依存する物理量を測
定するための測定装置とを備えるものである。
【００１１】さらに、本発明によるセンサ装置の製造方
法は、ｎドープしたシリコンから成る基板が使用され、
チャネルが第１主面にフッ化物含有酸性電解質内での電
気化学的エッチングによって形成され、その場合第１主
面が電解質に接触させられ、その電解質と基板との間に
電圧が印加され、それにより基板が陽極として接続さ
れ、それによりエッチング除去に影響する電流密度が調
整され、選択装置は膜としてチャネルの表面全体に堆積
されるものである。
【００１２】
【作用効果】本発明によるセンサ装置はドープしたシリ
コンから成り第１主面にチャネルを有する基板を含んで
いる。その第１主面はチャネルを満たすことなく物質を
検出するために選択装置によって覆われる。このように
して選択装置の有効面積はセンサ装置の幾何学面積に比
べて何倍にも拡大される。有効面積の拡大によってセン
サ装置の幾何学単位面積当たりの感度が高められる。
【００１３】特にチャネルは基板の第１主面に電気化学
的エッチングによって形成される。このために、ｎドー
プしたシリコンから成り第１主面がフッ化物含有酸性電
解質に接触する基板が使用される。この電解質と基板と
の間には電圧が印加され、それにより基板は陽極として
接続される。電圧はエッチング除去に影響する電流密度
が調整されるように調整される。
【００１４】基板は電気化学的エッチングの際に陽極と
して接続されるので、ｎドープしたシリコン内の少数電
荷キャリヤは電解質に接触する第１主面へ移動する。こ
の第１主面には空間電荷領域が形成される。第１主面内
の窪み領域の電界はその窪みの外の電界より大きいの
で、少数電荷キャリヤは特にこの個所へ移動する。これ
によって表面のパターン化が行われる。初めは小さな非
平坦性がエッチングによって深くされればされる程、多
くの少数電荷キャリヤが大きな電界のためにその深くさ
れたところに移動し、そしてこの個所でのエッチング侵
食が強くなる。このようにしてチャネルが基板の深部内
へ成長する。
【００１５】このようにして、２０μｍ〜５０ｎｍの孔
直径及び５００μｍまでの孔深さを有するチャネルが良
好に作成される。これによって表面は２５〜２５００倍
に拡大される。
【００１６】本発明の１つの実施態様によれば、選択装
置は表面で被検出物質が発熱反応する接触反応膜を含
む。測定装置としてこの場合基板の温度変化に感応する
温度センサが設けられる。チャネルによって大きく拡大
された接触反応膜の表面は測定可能な範囲の基板の温度
変化を生ぜしめる。特に温度センサは温度依存性抵抗と
して第１主面とは反対側に位置する第２主面上に配置さ
れる。接触反応膜は特にパラジウム、ロジウム、白金又
は銀を含む。
【００１７】本発明の他の実施態様によれば、センサ装
置はコンデンサとして形成される。このために、第１主
面上にはチャネルを満たさない誘電体膜が配置される。
この誘電体膜の表面上にはチャネルを満たさない導電膜
が配置される。この導電膜は誘電体膜内への被検出物質
の選択的拡散を可能にする。この場合、誘電体膜及び導
電膜は選択装置を形成する。全てのコンデンサは測定装
置としての機能を果たす。
【００１８】この実施態様において導電膜は例えば被検
出物質だけを透過させる。これは例えば導電膜がドープ
したアモルファス又は多結晶シリコンから構成され、被
検出物質が水素である場合である。
【００１９】導電膜はこの導電膜を通って誘電体膜内へ
拡散する破片に被検出物質を表面で分解する接触反応膜
を含むことができる。この接触反応膜としては例えばパ
ラジウムが適する。
【００２０】導電膜の上又はその内部に、誘電体膜内へ
拡散する反応生成物を形成しながら被検出物質と反応す
る反応性化学物質又は放射性物質製膜を設けることは同
様に可能である。
【００２１】センサ装置がコンデンサとして形成される
場合、測定信号としてコンデンサの容量変化が記録され
る。この容量変化を振動回路において周波数変化として
検出することは有利である。基板上に、この基板と誘電
体膜と導電膜とから形成されたコンデンサと共に振動回
路を形成する薄膜コイルを設け、その振動回路の周波数
変化をセンサ信号として測定することは本発明の枠内で
ある。センサ信号は特に誘導結合によって無接触にて測
定される。
【００２２】本発明によるセンサ装置のチャネルは貫通
形又は片側開口形に形成することができる。被検出物質
は貫通形チャネルの場合には流通中にチャネルを通って
導かれる。これによってセンサ装置の大きな感応時間が
得られる。
【００２３】片側開口形チャネル内には物質は拡散浸入
によって到達する。センサ装置にも拘わらず選択性が問
題となる用途においては、被検出物質を透過させる保護
膜によってチャネルを閉鎖することは有利である。この
ようにしてセンサ装置は選択的に擾乱異物及び不純物か
ら隔離される。
【００２４】被検出物質と特殊な反応を生じ導電膜を通
って誘電体膜内へ拡散浸入する反応生成物を放出する反
応性化学物質又は放射性物質によってチャネルを覆うか
又は満たすことによって、センサ装置は化学線量計とし
て使用することができる。この場合選択メカニズムとし
ては補助的にチャネル内の反応温度上昇を利用すること
ができる。
【００２５】本発明によるセンサ装置はガス状物質の検
出にもまた液状物質の検出にも適する。特に本発明によ
るセンサ装置はプラズマ内の中性粒子を検出するのに適
する。というのは、チャネル構造がプラズマを避け得る
ように作用するからである。このような使用のために特
に貫通形チャネル及びプラズマとは反対側に位置するコ
ンデンサ接触を有するセンサ装置が使用される。
【００２６】同一基板上に電子読出回路の初段を実現す
ることは本発明の枠内である。
【００２７】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
【００２８】例えば５Ωｃｍの導電率を有するｎドープ
した単結晶シリコンから成る基板１１は第１主面１２に
チャネル１３を有している（図１参照）。チャネル１３
は例えば２μｍの直径を有するほぼ丸い円形の断面を有
している。チャネル１３の深さは例えば５０μｍであ
る。隣接するチャネル１３は２μｍの幅を有する条帯に
よって分離されている。
【００２９】チャネル１３は基板１１内に電気化学的エ
ッチングによって形成される。このために基板１１の第
１主面１２はフッ化物含有酸性電解質に接触させられ
る。電解質は１〜５０％、特に３％のフッ化水素酸濃度
を有する。基板１１の第１主面１２上に水素泡が発生す
るのを抑制するために、電解質には酸化剤、例えば過酸
化水素を添加することができる。
【００３０】基板１１は陽極として接続される。基板１
１と電解質との間には０〜２０ボルト、特に３ボルトの
電圧が印加される。基板１１は背面側から光を照射さ
れ、それにより例えば１０ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度に調
整される。第１主面１２の非平坦性により電気化学的エ
ッチングを行うと第１主面１２に対して垂直に延びるチ
ャネル１３が形成される。約７０分のエッチング時間が
経過すると、チャネル１３の深さは例えば５０μｍに達
する。
【００３１】第１主面１２上にチャネル１３を分散させ
ることは、電気化学的エッチングを行う前に第１主面に
表面トポロジーを施すことによってコントロールするこ
とができる。このためにチャネル１３の所望の配置に応
じて窪みが例えばホトレジストマスク及び続いて行われ
るアルカリエッチングによって作られる。この窪みは電
気化学的エッチングを行う際にこの電気化学的エッチン
グがチャネル１３を形成するために始まる芽として使わ
れる。
【００３２】第１主面１２上にはこの第１主面１２を完
全に覆う誘電体膜１４が配置されている。この誘電体膜
１４はチャネル１３の断面積の半分より薄く、それゆえ
チャネル１３は誘電体膜１４によって満たされることが
ない。誘電体膜１４は例えばＳｉＯ2 から構成されてい
る。誘電体膜１４の僅かな欠陥密度が問題となるような
用途ではこの誘電体膜は特にＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｓ
ｉＯ2 （ＯＮＯ）の膜の組合わせとして形成される。
【００３３】誘電体膜１４は導電膜１５によって被覆さ
れている。この導電膜１５は少なくともその表面が、被
検出物質を選択的に透過させるか、又は導電膜内へ選択
的に拡散することのできる反応生成物を形成しながら被
検出物質と反応するか、又は被検出物質と選択的に反応
するような物質から構成されている。水素を検出するた
めには、導電膜１５は例えばドープしたアモルファスシ
リコン、ドープした多結晶シリコン又はパラジウムから
形成される。導電膜１５はチャネル１３がこの導電膜１
５によって満たされないような厚みで設けられる。これ
によって、物質の検出が行われる導電膜１５の有効表面
はセンサ装置の底面積より大きくなることが保証され
る。
【００３４】基板１１、誘電体膜１４及び導電膜１５は
コンデンサを形成する。物質を検出する際、その物質又
はその物質を表す反応生成物が導電膜１５を通って誘電
体膜１４内へ拡散する。これによって、誘電体膜１４の
誘電定数が変化し、これによりコンデンサの容量が変化
する。容量変化を測定するために、導電膜１５には第１
電極１６が設けられ、基板１１には第２電極１７が設け
られる。第１電極１６及び第２電極１７は例えばアルミ
ニウムから形成される。第１電極１６は例えば第１主面
１２上に配置される。センサ装置の有効面積を不必要に
小さくしないようにするために、第１電極１６は出来る
限り小さく設計される。第２電極１７は第１主面１２と
は反対側に位置する例えば第２主面１８上に配置され
る。
【００３５】図２に示された本発明の他の実施例によれ
ば、ｎドープした単結晶シリコンから成る基板２１の第
１主面２２にチャネル２３が設けられる。このチャネル
２３は図１に基づいて形成された実施例と同様にして作
られる。チャネル２３は例えば２μｍの直径と例えば５
０μｍの深さを有している。
【００３６】第１主面２２には接触反応膜２４が設けら
れている。この接触反応膜２４はチャネル２２の断面積
の半分より小さい厚み、例えば１μｍ以下の厚みを有す
る。反応のために大きな膜厚が必要である場合、チャネ
ルの直径がそれに応じて変えられなければならない。接
触反応膜２４は表面で被検出物質が発熱反応する物質か
ら形成されている。発熱反応によって基板の温度が変化
する。
【００３７】この温度変化を測定するために、例えば第
１主面２２とは反対側に位置する第２主面２６の内又は
上に温度センサ２５が配置されている。この温度センサ
２５としては例えば温度依存性抵抗が適する。この温度
依存性抵抗は特に薄膜技術で又はｐｎ接合として形成さ
れる。
【００３８】接触反応膜２４は水素を検出したい場合に
は例えば白金から形成される。ＮＯの生成によってＮＨ
3 を検出するためには接触反応膜としては白金又は白金
−ロジウムが適する。ＮＯ2 の形成によってＮＯを検出
するためにはＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 ゲルから成る接触反
応膜が適する。ＳＯ2 はＳＯ3 への酸化によって白金、
ＳＥ2 Ｏ3 又はＶ2 Ｏ5 から成る接触反応膜により検出
することができる。ＣＯはＣＯ2 への酸化によってパラ
ジウム製接触反応膜によって検出することができる。接
触反応膜２４が銀から構成される場合、この接触反応膜
２４はＨＣＨＯへの酸化によりメタノールを検出するの
に適する。
【００３９】これらの接触反応の多くは高温度で行われ
るので、接触反応膜２４を加熱することは有効である。
これは接触反応膜２４が導電物質から構成される場合に
は例えば抵抗加熱によって行われる。
【００４０】図３に示された本発明の他の実施例によれ
ば、ｎドープした単結晶シリコンから成る基板３１には
チャネル３３が設けられる。このチャネル３３は基板３
１全体を横断している。
【００４１】チャネル３３は例えば電気化学的エッチン
グによって形成される。この電気化学的エッチングは図
１の実施例に基づいて説明したのと同じようにして実施
される。このために第１主面３２はフッ化物含有酸性電
解質に接触させられる。電気化学的エッチングはチャネ
ルが第１主面３２とは反対側に位置する第２主面３８に
到達するまで続けられる。これには約６００分掛かる。
【００４２】基板３１の表面全体には誘電体膜３４が設
けられている。この誘電体膜３４は例えば熱酸化膜又は
膜列ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＳｉＯ2 から構成されてい
る。誘電体膜３４は例えば２０ｎｍの厚みに作成され
る。
【００４３】誘電体膜３４上には導電膜３５が設けられ
ている。この導電膜３５は少なくともその表面に、被検
出物質が選択的に透過するか、又は導電膜を通って選択
的に拡散浸入して反応生成物を形成しながら被検出物質
と反応するか、又は被検出物質と選択的に反応するよう
な物質を含んでいる。導電膜は例えばドープしたアモル
ファスシリコン、ドープした多結晶シリコン又はパラジ
ウムから構成される。導電膜３５は反応性化学物質又は
放射性物質によって覆うことができる。
【００４４】基板３１、誘電体膜３４及び導電膜３５は
コンデンサを形成する。このコンデンサの容量を測定す
るために、導電膜３５には第１電極３６が設けられ、基
板３１には第２電極３７が設けられる。第１電極３６及
び第２電極３７は特に第２主面３８上に配置されてい
る。このために第２電極３７の領域ではこの第２電極３
７を形成する前に、第２電極３７と基板３１との間の接
触を可能にするために、導電膜３５及び誘電体膜３４が
エッチバックされる。第１電極３６及び第２電極３７は
例えばアルミニウムから形成される。
【００４５】本発明によるセンサ装置のこの実施例は流
通中の被検出物質の測定を可能にする。この実施例は特
にプラズマ分析時にプラスマ中の中性粒子を検出するの
に適する。その場合、プラズマを避け得るチャネル構造
が利用される。センサ装置は、第１主面３２がプラズマ
へ向けられ、それにより第１電極３６及び第２電極３７
がプラズマとは反対側の面上に存在するように配置され
る。
【００４６】図４に示された本発明の他の実施例によれ
ば、例えば５Ωｃｍの導電率を有するｎドープした単結
晶シリコンから成る基板４１には第１主面４２にチャネ
ル構造４３が設けられる。このチャネル構造４３は図１
に示された実施例と同様にフッ化物含有酸性電解質内で
の電気化学的エッチングによって形成される。チャネル
４３は例えば２μｍの直径を有するほぼ丸い断面を有し
ている。チャネル４３はセンサ装置の領域の面に分散さ
れている。隣接するチャネル４３は例えば２μｍの幅を
有する条帯によって分離されている。チャネル４３の深
さは例えば５０μｍである。
【００４７】チャネル４３の領域では表面は誘電体膜４
４によって覆われている。誘電体膜４４は例えばＳｉＯ
2 又はＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＳｉＯ2 の３層膜から構
成され、例えば２０ｎｍの厚みを有している。
【００４８】誘電体膜の表面には導電膜４５が配置され
ている。この導電膜４５は、被検出物質又は被検出物質
の反応生成物が誘電体膜４４内へ選択的に拡散浸入する
のを許容する物質から構成されている。導電膜４５は例
えばドープしたアモルファスシリコン又はドープした多
結晶シリコン又はパラジウムから構成される。導電膜４
５はその表面が接触反応物質、反応性化学物質又は放射
性物質によって覆われる。
【００４９】チャネル４３を有するセンサ装置の側部で
は基板４１の表面に薄膜コイル４６が設けられている。
この薄膜コイル４６は基板４１から絶縁膜によって、例
えばチャネル４３が設けられていない第１主面４２の部
分上に形成された誘電体膜４４の延長部分によって絶縁
されている。薄膜コイル４６は導電膜４５並びに基板４
１と電気的に接続されている。基板４１、誘電体膜４４
及び導電膜４５はコンデンサを形成する。このコンデン
サ及び薄膜コイル４６は振動回路を形成する。被検出物
質又はこの被検出物質を表す反応生成物が誘電体膜４４
内へ拡散浸入することによってコンデンサの容量が変化
する。この容量変化は振動回路装置の周波数変化となっ
て現れる。本発明のこの実施例では振動回路装置の周波
数変化はあらゆる接触を回避して誘導結合によって測定
することができる。これは作動信頼性及び堅牢性にとっ
て有利である。
【００５０】基板４１内にはチャネル４３の他に続出電
子回路の初段を同様に集積することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によりコンデンサとして形成されたセン
サ装置を示す概略図。
【図２】熱量計の原理に基づいて作動するセンサ装置を
示す概略図。
【図３】コンデンサとして形成されかつ貫通形チャネル
を有するセンサ装置を示す概略図。
【図４】コンデンサとして形成されかつ基板内に読出電
子回路が集積されているセンサ装置を示す概略図。
【符号の説明】
１１、２１、３１、４１ 基板 １２、２２、３２、４２ 第１主面 １３、２３、３３、４３ チャネル １４、３４、４４ 誘電体膜 １５、３５、４５ 導電膜 １６、３６ 第１電極 １７、３７ 第２電極 １８、２６、３８ 第２主面 ２４ 接触反応膜 ２５ 温度センサ ４６ 薄膜コイル
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０１Ｎ 27/22 Ａ 9115−2Ｊ Ｈ０１Ｌ 21/306 49/00 (72)発明者 ウルフ ビユルカー ドイツ連邦共和国 81929 ミユンヘン ヘルマン‐グマイナー‐ヴエーク 10／２

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ドープしたシリコンから成り第１主面
    （１２、２２、３２、４２）にチャネル（１３、２３、
    ３３、４３）を有する基板（１１、２１、３１、４１）
    と、前記チャネル（１３、２３、３３、４３）を満たす
    ことなく前記第１主面（１２、２２、３２、４２）を覆
    い物質を検出するための選択装置と、前記物質の作用に
    依存する物理量を測定するための測定装置（１４、１
    ５；２５；３４、３５；４４、４５）とを備えることを
    特徴とするセンサ装置。
  2. 【請求項２】 選択装置は表面で被検出物質が発熱反応
    する接触反応膜（２４）を含み、測定装置は基板（２
    １）の温度変化に感応する温度センサ（２５）を含むこ
    とを特徴とする請求項１記載のセンサ装置。
  3. 【請求項３】 温度センサ（２５）は第１主面（２２）
    とは反対側に位置する第２主面（２６）上に配置された
    少なくとも１つの温度依存性抵抗を含むことを特徴とす
    る請求項２記載のセンサ装置。
  4. 【請求項４】 接触反応膜（２４）はパラジウム、ロジ
    ウム、白金又は銀を含むことを特徴とする請求項２又は
    ３記載のセンサ装置。
  5. 【請求項５】 第１主面（１２、３２、４２）上にチャ
    ネル（１３、３３、４３）を満たさない誘電体膜（１
    ４、３４、４４）が配置され、その誘電体膜（１４、３
    ４、４４）の表面上に前記チャネル（１３、３３、４
    ３）を満たさずしかも前記誘電体膜（１４、３４、４
    ４）内への被検出物質の選択的拡散を可能にする導電膜
    （１５、３５、４５）が配置され、基板（１１、３１、
    ４１）及び導電膜（１５、３５、４５）には電極（１
    ６、１７；３６、３７；４６、４７）が設けられ、それ
    により装置の電気容量が測定可能であることを特徴とす
    る請求項１記載のセンサ装置。
  6. 【請求項６】 導電膜（１５、３５、４５）はドープし
    たポリシリコン、ドープしたアモルファスシリコン又は
    パラジウムの少なくとも１つの物質を含むことを特徴と
    する請求項５記載のセンサ装置。
  7. 【請求項７】 導電膜（１５、３５、４５）の上側には
    被検出物質だけを透過させる膜が配置されることを特徴
    とする請求項５又は６記載のセンサ装置。
  8. 【請求項８】 導電膜（１５、３５、４５）によって包
    囲されるか又は導電膜（１５、３５、４５）の上側に配
    置された接触反応膜が設けられ、この接触反応膜の表面
    では被検出物質が前記導電膜（１５、３５、４５）を通
    って誘電体膜（１４、３４、４４）内へ拡散する破片に
    分解されることを特徴とする請求項５又は６記載のセン
    サ装置。
  9. 【請求項９】 導電膜（１５、３５、４５）によって包
    囲されるか又は導電膜（１５、３５、４５）の上側に配
    置された反応性化学物質又は放射性物質製膜が設けら
    れ、この膜の表面では被検出物質が誘電体膜（１４、３
    ４、４４）内へ拡散する反応生成物を形成しながら反応
    することを特徴とする請求項５又は６記載のセンサ装
    置。
  10. 【請求項１０】 基板（４１）上に、この基板（４１）
    と誘電体膜（４４）と導電膜（４５）とから形成された
    コンデンサと共に振動回路を形成する薄膜コイル（４
    ６）が設けられ、前記振動回路の周波数変化をセンサ信
    号として測定することを特徴とする請求項５乃至９の１
    つに記載のセンサ装置。
  11. 【請求項１１】 センサ信号は誘導結合によって無接触
    にて測定されることを特徴とする請求項１０記載のセン
    サ装置。
  12. 【請求項１２】 チャネル（３３）は第１主面（３２）
    から第２主面（３８）へ貫通して延びることを特徴とす
    る請求項１乃至１１の１つに記載のセンサ装置。
  13. 【請求項１３】 チャネル（３３）は被検出物質を透過
    させる保護膜によって閉鎖されることを特徴とする請求
    項１乃至１２の１つに記載のセンサ装置。
  14. 【請求項１４】 ｎドープしたシリコンから成る基板
    （１１、２１、３１、４１）が使用され、チャネル（１
    ３、２３、３３、４３）が第１主面（１２、２２、３
    ２、４２）にフッ化物含有酸性電解質内での電気化学的
    エッチングによって形成され、その場合第１主面（１
    ２、２２、３２、４２）は前記電解質に接触させられ、
    その電解質と前記基板（１１、２１、３１、４１）との
    間に電圧が印加され、それにより前記基板（１１、２
    １、３１、４１）が陽極として接続され、それによりエ
    ッチング除去に影響する電流密度が調整され、選択装置
    は膜としてチャネルの表面全体に堆積されることを特徴
    とする請求項１乃至１３の１つに記載のセンサ装置の製
    造方法。
  15. 【請求項１５】 基板（１１、２１、３１、４１）は
    〈１００〉ウエハであることを特徴とする請求項１４記
    載の方法。
  16. 【請求項１６】 第１主面（１２、２２、３２、４２）
    とは反対側に位置する第２主面（１８、２６、３８）を
    光照射することによって、エッチング除去に影響する電
    流密度が調整されることを特徴とする請求項１４又は１
    ５記載の方法。
  17. 【請求項１７】 電解質は１〜５０％のフッ化水素酸を
    含むことを特徴とする請求項１３乃至１６の１つに記載
    の方法。
  18. 【請求項１８】 電解質は酸化剤を含むことを特徴とす
    る請求項１７記載の方法。
  19. 【請求項１９】 基板の第１主面（１２、２２、３２、
    ４２）は、チャネル（１３、２３、３３、４３）を形成
    する前に、そのチャネル（１３、２３、３３、４３）の
    配置を決定する表面トポロジーが施されることを特徴と
    する請求項１３乃至１８の１つに記載の方法。
  20. 【請求項２０】 選択装置として誘電体膜（１４、３
    ４、４４）及び導電膜（１５、３５、４５）が形成さ
    れ、前記誘電体膜（１４、３４、４４）は熱酸化、陽極
    酸化、ＴｉＯ2 の気相成長又はＳｉＯ2 及びＳｉ3 Ｎ4
    （ＯＮＯ）の組合わせ堆積によって形成され、前記導電
    膜は気相成長によって形成されることを特徴とする請求
    項１３乃至１９の１つに記載の方法。
JP6254489A 1993-09-28 1994-09-22 センサ装置及びその製造方法 Withdrawn JPH07167815A (ja)

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