专利名称：气体传感器和具备该气体传感器的内燃机及运输设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及气体传感器，特别地涉及具备氧化物半导体层的电阻型气体传感器。另外，本发明涉及具备这样的气体传感器的内燃机及运输设备。
背景技术：
从环境问题和能源问题的观点出发，正在要求使内燃机的燃料效率提高、使内燃机的排放气体中所含有的受限制物质(NOx等)的排放量降低。因此，为了可始终在最佳条件下进行燃料的燃烧，需要根据燃烧状态适宜地控制燃料与空气的比率。空气与燃料的比率被称为空燃比(A/F)，在使用三元催化剂的场合，最佳的空燃比是理论空燃比。所谓理论空燃比，是指空气与燃料没有过量或不足地燃烧的空燃比。
在燃料以理论空燃比燃烧的场合，排出气中含有一定的氧。在空燃比小于理论空燃比的场合，即燃料的浓度高的场合，排出气中的氧量比理论空燃比的场合的氧量减少。另一方面，在空燃比大于理论空燃比(燃料的浓度低)的场合，排出气中的氧量增加。因此，通过计测排出气中的氧量或氧浓度，能够推测空燃比以怎样的程度偏离了理论空燃比，从而调节空燃比，进行控制以使得在最佳的条件下燃料进行燃烧。
作为用于计测排出气中的氧浓度的氧传感器，已知专利文献1所公开的那样的使用了固体电解质的氧传感器、以及专利文献2所公开的那样的电阻型的氧传感器。
使用了固体电解质的氧传感器，通过将基准极和测定极之间的氧分压之差作为电动势进行检测，来测定氧浓度。为此，该方式的氧传感器，需要使测定极和基准极分别暴露在排出气和空气中。因此，氧传感器本身的结构变得复杂，同时用于在排气管中安装氧传感器的结构也复杂化。而且，由于结构变得复杂，因此也产生难以将氧传感器小型化的问题。
与此相对，电阻型氧传感器，是检测被设置成与排出气接触的氧化物半导体层的电阻率的变化。当排出气中的氧分压变化时，氧化物半导体层中的氧空穴浓度发生波动，因此氧化物半导体层的电阻率发生变化。因此，通过检测该电阻率的变化，能够测定氧浓度。电阻型氧传感器不需要基准极，因此可使氧传感器本身的结构简单化。而且，用于在排气管中安装氧传感器的结构也可以简单化。
作为在电阻型氧传感器中使用的氧化物半导体，从耐久性和稳定性的观点考虑，氧化铈有望受到重视。如专利文献3所公开的那样，通过将氧化物半导体层中含有的氧化铈微粒子的平均粒径规定为200nm以下，能够改善使用了氧化铈的电阻型氧传感器的应答性。
而且，如专利文献4所公开的那样，当在含有氧化铈的氧化物中添加锆时，氧化物半导体层的电子传导率升高，氧传感器的输出功率对氧分压的依存性增大，因此能够使检测精度提高。
专利文献1特开平8-114571号公报专利文献2特开平5-18921号公报专利文献3特开2003-149189号公报专利文献4特开2004-93547号公报发明内容然而，近年来对环境问题的关心进一步提高，正追求以更高的精度检测氧浓度。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提高具备由含铈的氧化物形成的氧化物半导体层的电阻型气体传感器的检测精度。本发明的气体传感器，是具备由含铈的氧化物形成的氧化物半导体层、和检测上述氧化物半导体层的电阻率的检测电极的电阻型的气体传感器，上述氧化物半导体层包含含有氧化铝的含氧化铝层，上述检测电极被设置成与上述含氧化铝层接触，由此可以达成上述目的。
在其中的一种优选的实施形态中，上述含氧化铝层含有4.5wt％～12wt％的氧化铝。
在其中的一种优选的实施形态中，只有上述氧化物半导体层的一部分是上述含氧化铝层。
在其中的一种优选的实施形态中，上述氧化物半导体层的全部是上述含氧化铝层。
在其中的一种优选的实施形态中，上述氧化物半导体层具有含氧化物半导体粒子的多孔质结构，上述氧化物半导体粒子的平均粒径为200nm以下。
在其中的一种优选的实施形态中，上述含氧化铝层具有含有氧化物半导体粒子和氧化铝粒子的多孔质结构，上述氧化铝粒子的平均粒径大于上述氧化物半导体粒子的平均粒径。
在其中的一种优选的实施形态中，形成上述氧化物半导体层的上述氧化物进一步含有锆。
或者，本发明的气体传感器，是具备由含铈的氧化物形成的氧化物半导体层、和检测上述氧化物半导体层的电阻率的检测电极的电阻型的气体传感器，上述氧化物半导体层含有氧化铝，上述氧化物半导体层中含有的氧化铝，具有在上述检测电极侧浓度相对变高的浓度分布，由此可以达成上述目的。
在其中的一种优选的实施形态中，本发明的气体传感器是氧传感器。
本发明的内燃机，具备具有上述构成的气体传感器。
本发明的运输设备，具备具有上述构成的内燃机。
发明效果本发明的气体传感器，是具备由含铈的氧化物形成的氧化物半导体层的电阻型气体传感器。本发明的气体传感器中，氧化物半导体层包括含氧化铝的含氧化铝层，检测电极被设置成与该含氧化铝层接触。由此，在氧分压低的气氛下(即燃料浓厚侧)的氧化物半导体层的电阻率变低，因此传感器的输出对氧分压的依存性增大。因此检测精度提高。
图1是示意性地表示本发明的优选实施形态的气体传感器10的分解立体图。
图2是示意性地表示本发明的优选实施形态的气体传感器10的剖面图。
图3是表示使氧化铝的添加量变化时的拉母塔(λ)与传感器输出(氧化物半导体层的电阻率)的关系的曲线图，纵坐标为对数坐标。
图4是表示氧化物半导体层的在浓厚侧的电阻率与氧化铝添加量的关系的曲线图。
图5是示意性地表示本发明的优选的实施形态的气体传感器10的剖面图。
图6是关于只有氧化物半导体层的一部分为含氧化铝层的场合、和氧化物半导体层的全部为含氧化铝层的场合，表示拉母塔(λ)与传感器输出(氧化物半导体层的电阻率)的关系的曲线图，纵坐标为对数坐标。
图7是关于在氧化物半导体层中添加了5wt％的二氧化硅·氧化钡(SiO2·BaO)的场合、添加了5wt％的二氧化硅·氧化铝(SiO2·Al2O3)的场合、和什么都没有添加的场合，表示氧化物半导体层的电阻率的曲线图。
图8是关于在氧化物半导体层中添加了5wt％的二氧化硅·氧化钙(SiO2·CaO)的场合、和什么都没有添加的场合，表示氧化物半导体层的电阻率的曲线图。
图9(a)和(b)是示意性地表示用于将气体传感器10固定在排气管中的构成的立体图，(a)表示拆下保护罩的状态、(b)表示带有保护罩的状态。
图10是示意性地表示用于将气体传感器10固定在排气管中的构成的剖面图。
图11是示意性地表示具备气体传感器10的双轮摩托车的例子的图。
图12是示意性地表示双轮摩托车上的发动机的控制系统的图。
图13是表示气体传感器10的控制流程的一例的流程框图。
符号说明10气体传感器11氧化物半导体层11a含氧化铝层11b不含氧化铝的层12检测电极13基板14加热器20第1罩壳21第2罩壳23填充材料25保护罩100发动机300双轮摩托车具体实施方式
以下，参照
本发明的实施形态。但是，本发明并不限于以下的实施形态。
首先，参照图1和图2，说明本实施形态的气体传感器10的结构。图1和图2分别是示意性地表示气体传感器10的分解立体图和剖面图。气体传感器10，如图1和图2所示那样，是具备由含铈的氧化物形成的氧化物半导体层11、和检测氧化物半导体层11的电阻率的检测电极12的电阻型的氧传感器。
氧化物半导体层11和检测电极12被基板13支撑着。基板13由氧化铝和氧化镁等绝缘体形成。基板13具有相互相对的主面13a和背面13b，在主面13a上设置有氧化物半导体层11和检测电极12。
氧化物半导体层11具有多孔质结构，根据气氛的氧分压释放或吸收氧。由此，氧化物半导体层11中的氧空穴浓度发生变化，氧化物半导体层11的电阻率发生变化，因此通过用检测电极12计测该电阻率的变化，能够检测氧浓度。
作为形成氧化物半导体层11的氧化物，可以使用例如氧化铈、氧化铈与氧化锆的复合体。如专利文献4所述那样，通过使用除了铈以外还含有锆的氧化物，检测精度提高。氧化物半导体层11作为典型主要含有氧化铈(即50mol％以上)检测电极12，由具有导电性的材料形成，例如可由铂、铂-铑合金、金等金属材料形成。检测电极12，为了能够高效率地计测氧化物半导体层11的电阻率的变化，优选形成为梳齿状。
在基板13的背面13b侧，设置有用于使氧化物半导体层11升温的加热器14。本实施形态中的加热器14，是利用电阻损耗进行加热的电阻加热型的发热元件。对从加热器14外延出来的电极14a外加电压时，在以规定形状形成的发热体中有电流通过，发热体发热，由此进行加热。热量通过基板13传达到氧化物半导体层11中。发热体大多由金属材料形成。通过利用该加热器14使氧化物半导体层11升温以迅速使其活化，能够使内燃机起动时的检测精度提高。
本实施形态的气体传感器10的氧化物半导体层11，如图2所示那样，是添加有氧化铝的含氧化铝层11a、和未添加氧化铝的不含氧化铝的层11b层叠而构成的。即，氧化物半导体层11包含含氧化铝的含氧化铝层11a。而且，检测电极12，被设置成与该含氧化铝层11a接触。换言之，沿着气体传感器10的厚度方向(垂直于基板13的主面13a的方向)，从检测电极12侧依次层叠着含氧化铝层11a、不含氧化铝的层11b，含氧化铝层11a在氧化物半导体层11中位于检测电极12侧。
这样，当氧化物半导体层11包含含氧化铝的含氧化铝层11a时，气体传感器10的检测精度提高。以下，说明其理由。
本申请的发明者，为了使电阻型气体传感器的检测精度提高，反复进行种种的研讨，其结果发现，当在含铈的氧化物中添加氧化铝时，氧化物半导体层的电阻率变低这一令人惊讶的现象。众所周知，就氧化铝而言，具有很高的电绝缘性，以往不曾出于降低材料的电阻的目的而使用氧化铝。不用说，关于气体传感器用的氧化物半导体，出于降低电阻率的目的而添加氧化铝的例子还没有报道。
图3表示实际试制本实施形态的气体传感器10，使氧化铝的添加量(含氧化铝层11a中的氧化铝的重量分率)变化而测定氧化物半导体层11的电阻率(即传感器输出)的结果。图3是横坐标为拉母塔(λ)、纵坐标以对数坐标取为传感器输出的曲线图。拉母塔(λ)是表示实际的空燃比比理论的空燃比偏离怎样的程度的值，以λ＝(所供给的空气量)/(理论上需要的空气量)这一关系式表示。在λ＝1的场合(曲线的中央)，空燃比与理论的空燃比一致。与此相对，在λ＜1的场合(曲线的左侧)，所供给的空气量不足，混合气体浓厚(即浓厚侧)。另外，在λ＞1的场合，(曲线的右侧)，所供给的空气量过剩，混合气体稀薄(即稀薄侧)。
从图3知道，通过添加氧化铝，浓厚侧的电阻率大大降低。因此，传感器的输出对氧分压的依存性增大，所以检测精度提高。此外，关于通过添加氧化铝，氧化物半导体层11的电阻率降低的机理尚不清楚，但是在浓厚侧电阻率降低这一事实已经经过实验证实。
图4表示浓厚侧的氧化物半导体层11的电阻率与氧化铝添加量的关系。而且，在图4中，将氧化铝的添加量为0wt％时的电阻率记为100％，采用相对值表示出电阻率。
如图4所示那样，伴随氧化铝添加量从0wt％到约5wt％地增加氧化铝的量，电阻率大大降低，当氧化铝添加量超过约5wt％时，伴随氧化铝的添加量增加，电阻率只是略有增加。从图4也知道，通过将含氧化铝层11a的氧化铝含量确定为4.5wt％～12wt％，能够使氧化物半导体层11的电阻率充分地降低到20％以下。
本实施形态的气体传感器10，例如能够像以下那样制造。
首先，准备基板13。基板13具备绝缘性的表面，具有在以下工序中进行的热处理温度、和传感器10的使用温度下实质上不产生变形等的程度的耐热性为好。在图3和图4中示出了数据的试制例的气体传感器中，使用了厚度为0.635mm、宽度为5mm、长度为15mm的氧化铝基板。
其次，在基板13的主面13a上形成检测电极12。检测电极12由具有导电性、具有与基板13相同的程度的耐热性的材料形成。作为检测电极12的形成方法，可以使用例如丝网印刷法。在试制例中，通过采用丝网印刷法在主面3a上涂布铂膏后进行烧成，按厚度为8μm、宽度为100μm、梳齿状的电极间的距离为100μm的方式形成检测电极12。
接着，形成氧化物半导体层11以覆盖检测电极12，。具体地，首先准备含有氧化物半导体的粒子的2种浆液。在一方的浆液中添加了氧化铝的粒子，在另一方的浆液中不添加氧化铝的粒子。
其次，将添加有氧化铝粒子的浆液涂布于基板13的主面13a上，以覆盖检测电极12，然后通过烧成，形成具有多孔质结构的含氧化铝层11a。
接着，将没有添加氧化铝的粒子的浆液涂布于含氧化铝层11a上，然后通过烧成，形成具有多孔质结构的不含氧化铝的层11b。这样就形成了氧化物半导体层11。
作为试制例，使用含有以铈为主成分并添加了20mol％的锆的复合氧化物(由Ce0.8Zr0.2O2-δ这一化学式表示)的粒子(平均粒径为10nm～50nm)的浆液，按烧成后的厚度为5μm的方式形成不含氧化铝的层11b。并且，使用在上述的不含氧化铝的层11b用的浆液中进一步添加了5mol％的氧化铝(平均粒径为200nm～800nm)的浆液，按烧成后的厚度为5μm的方式形成了含氧化铝层11a。
如上述那样在基板13的主面13a上形成检测电极12和氧化物半导体层11，与此相独立地另行在基板13的背面13b上形成加热器14。作为加热器14的材料，可以使用铂和钨等金属材料。另外，也可以使用非金属材料，例如可以使用氧化铼等良导体氧化物。作为形成加热器14的方法，可优选地使用丝网印刷法。
这样，能够制造气体传感器10。再者，在本实施形态中，如图2所示那样，表示出只有氧化物半导体层11的一部分为含氧化铝层11a的构成，但如图5所示那样，氧化物半导体层11的全部是含氧化铝层11a也可以。
从氧化物半导体层11的低电阻化的观点考虑，优选氧化铝偏在于检测电极12侧。即，优选只有氧化物半导体层11的一部分为含氧化铝层11a。图6关于只有氧化物半导体层11的一部分为含氧化铝层11a(即氧化铝偏在于检测电极12侧)的场合、和氧化物半导体层11的全部是含氧化铝层11a(即氧化铝遍布存在于氧化物半导体层11的整体中)的场合，表示出氧化物半导体层11的电阻率(纵坐标为对数坐标)。
由图6可知，只有氧化物半导体层11的一部分(只有检测电极12侧的部分)为含氧化铝含有层11a时电阻率低。可以推测，这是因为氧化铝粒子存在于氧化物半导体层11的整体中时，容易阻碍排出气中的氧进入氧空穴中的缘故。如图2所示那样，通过使只有氧化物半导体层11的一部分为含氧化铝层11a、使与排出气接触的另外部分为不含氧化铝的层11b，氧能很好地进入氧空穴中，氧化物半导体层11的进一步低电阻化成为可能。
另一方面，如图5所示那样，当氧化物半导体层11的全部为含氧化铝层11a时，在形成氧化物半导体层11时，不需要准备2种浆液、或分别进行两次的涂布工序和烧成工序，因此可使气体传感器10的制作简单化、低成本化。
以上的说明中，例示了氧化物半导体层11内的氧化铝的浓度沿着传感器10的厚度方向以两个阶段变化的情况(图2所示的构成)、和为大致一定的情况(图5所示的构成)，氧化物半导体层11内的氧化铝的浓度沿着气体传感器的厚度方向以3个阶段以上进行变化也可以，线性地(连续地)变化也可以。但是，从氧化物半导体层11的低电阻化的观点考虑，在氧化物半导体层11的、与排出气接触的一侧，氧化铝的浓度相对地低为好(即使是氧化物半导体层11的整体中含有氧化铝的场合也如此)，即，氧化物半导体层11中所含有的氧化铝，优选具有在检测电极12侧浓度相对地变高的浓度分布。换言之，氧化物半导体层11中的氧化铝浓度，优选为在检测电极12侧的浓度比在气体传感器10的表面侧的浓度高。
如已经叙述的那样，氧化物半导体层11具有含氧化物半导体粒子的多孔质结构。当使含铈的氧化物半导体粒子的平均粒径减小，具体地讲减小到200nm以下时，粒子内的氧空穴的移动距离减小、氧化物半导体的表面积增加等等，由此输出相对于氧的浓度变化的应答时间被缩短，因此气体传感器10的应答性提高。另外，由于当使氧化物半导体粒子的平均粒径减小时氧化物半导体粒子相互之间的接合部的数量增加，因此也可以得到多孔质结构的强度提高的效果。
此外，优选氧化铝粒子的平均粒径大于氧化物半导体粒子的平均粒径。当使氧化铝粒子的平均粒径大于氧化物半导体粒子的平均粒径时，相对地较小的氧化物半导体粒子可以包围相对地较大的氧化铝粒子而被配置，因此可以防止氧化物半导体粒子的配置过于致密。因此，多孔质结构的空穴率提高。
到此说明了在氧化物半导体层11中添加氧化铝的情况。图7表示代替氧化铝而添加了5wt％的二氧化硅·氧化钡(SiO2·BaO)的场合的电阻率(相对值)。从图7知道，在添加了二氧化硅·氧化钡的场合，与什么都没有添加的场合相比较，电阻率不怎么降低。从中知道，要使氧化物半导体层11的电阻率降低，氧化铝特别合适。
另外，在图7中还表示了代替氧化铝添加了5wt％的二氧化硅·氧化铝(SiO2·Al2O3)的场合的电阻率。从图7知道，在添加了二氧化硅·氧化铝(SiO2·Al2O3)的场合，与什么都没有添加的场合相比较，电阻率大大降低。因此，在氧化物半导体层11中可以不单独添加氧化铝，可以添加二氧化硅·氧化铝之类的复合物。即，氧化物半导体层11的一部分或全部含有氧化铝成分即可。而且，在图7所示的例中，添加的二氧化硅·氧化铝全体中的氧化铝的比例为1/4，添加量若换算成氧化铝，则为1.25wt％。
另外，为了参考，图8表示出代替氧化铝而添加了5wt％的二氧化硅氧化钙(SiO2·CaO)的场合的电阻率(相对值)。从图8知道，在添加了二氧化硅·氧化钙的场合，与什么都没有添加的场合相比较，电阻率提高100倍以上。从中也知道，为了使氧化物半导体层11的电阻率降低，优选使用氧化铝。
其次，参照图9(a)、(b)和图10，说明用于将气体传感器10实际安装在内燃机的排气管中的构成。
气体传感器10，如图9(a)和图10所示那样，其基端部被保持在罩壳20中，第1罩壳20是例如由陶瓷形成的陶瓷导向管。气体传感器10进而隔着第1罩壳20被第2罩壳21保持。第2罩壳21是例如由不锈钢形成的金属外壳。在第2罩壳21的表面形成有螺纹，第2罩壳21利用与该螺纹螺合的螺母22固定在排气管中。
在实际使用时，如图9(b)所示那样，为了覆盖气体传感器10而设置保护罩25。由气体传感器10得到的检测结果，通过检量线24被输出到控制装置。第1罩壳20内，由填充材料(例如滑石粉末)23进行了气密封堵。
接着，对具备本实施形态的气体传感器10、以内燃机作为驱动源的车辆进行说明。图11示意性地表示具备气体传感器10的双轮摩托车300。
如图1所示那样，双轮摩托车300具有本体车架301和发动机100(内燃机)。在本体车架301的前端设有叉管(head pipe)302，在叉管302中设有可左右方向转动的前叉303。另外，前轮304可旋转地支撑在前叉303的下端。在叉管302的上端，安装有车把305。
安装了座位导轨306，使其从本体车架301的后端上部向后方延伸。在本体车架301的上部，设置有燃料箱307，在座位导轨306上，设置有主座位308a和副座位308b。另外，在本体车架301的后端安装有向后方延伸的后臂叉309，后轮310可旋转地支撑在后臂叉309的后端。
在本体车架301的中央部保持有发动机100。在发动机100的前部，安装有散热器311。排气管312与发动机100的排气口连接。以下进行详细说明，在排气管312上，按照接近发动机100的次序依次设置有气体传感器10、三元系催化剂104、和消音器106。气体传感器10的端头部暴露于排气管312的排放气体通过的通路内，气体传感器10检测排出气中的氧。在气体传感器10中，安装有图1所示那样的加热器14，在发动机100起动时利用加热器14将氧化物半导体层11升温(例如用5秒钟升温到700℃)，由此氧化物半导体层11的检测精度提高。
在发动机100上，连接有变速器315，变速器315的输出轴316被安装在驱动链轮317上。驱动链轮317通过链条318与后轮310的后轮链轮319连接。
图12表示发动机100的控制系统的主要构成。在发动机100的汽缸101上，设置有吸气阀110、排气阀106和火花塞108。另外，设置有计测冷却发动机的冷却水的水温的水温传感器116。吸气阀110，与带有空气吸入口的吸气管122连接着。在吸气管122上，设置有空气流量计112、节流阀的节流传感器114、和燃料喷射装置111。
空气流量计112、节流传感器114、燃料喷射装置111、水温传感器116、火花塞108和气体传感器10，与作为控制部的计算机118连接着。显示双轮摩托车300的速度的车速信号120也被输入到计算机118中。
驾驶员利用图中未示出的起动机使发动机起动时，计算机118根据从空气流量计112、节流传感器114、水温传感器116得到的检测信号和车速信号120，计算最佳的燃料量，根据计算结果，向燃料喷射装置111输出控制信号。从燃料喷射装置111喷射出的燃料与由吸气管122供给的空气混合，通过以适宜的定时开闭的吸气阀110向汽缸101中喷出。在汽缸101内喷出的燃料燃烧，变成排出气，通过排气阀106被导入排气管312中。
气体传感器10检测排出气中的氧，并将检测信号向计算机118输出。计算机118根据来自气体传感器10的信号，判断空燃比与理想空燃比相比偏差怎样的程度。然后，针对根据从流量计112和节流传感器114得到的信号而确定的空气量，控制从燃料喷射装置111喷出的燃料量，以使得达到理想空燃比。这样，利用包括气体传感器10、和与气体传感器10连接的计算机118(控制部)的空燃比控制装置，可以适宜地控制内燃机的空燃比。
图13表示气体传感器10的加热器14的控制流程。发动机100起动、主开关成为接通状态(步骤S1)时，开始对加热器14通电(步骤S2)。接着，检测加热器14的温度(步骤S3)，判断加热器14的温度是否比设定温度低(步骤S4)。加热器14的温度检测，可以通过利用加热器14的电阻值随着温度而变化，检测流入加热器14的电流来进行。在加热器14的温度低于设定温度的场合，继续进行对加热器14的通电(步骤S2)。另一方面，在加热器14的温度为设定温度以上的场合，将对加热器14的通电停止一定时间(步骤S5)，再开始对加热器14的通电(步骤S2)，然后进行加热器14的温度的检测(步骤S3)。通过这样的控制流程，加热器14的温度可以保持一定。
具备本实施形态的气体传感器10的双轮摩托车300，能够在发动机起动后迅速地以优异的检测精度检测排出气中的氧浓度及其变化。因此，即使在起动时，也能够以适宜的空燃比混合燃料和空气，从而以最佳的条件使燃料燃烧，能够降低排出气中的以NOx为首的受限制物质的浓度。另外，也能谋求燃料效率的提高。
在此，例示了双轮摩托车，但是本发明也可以很合适地用于四轮汽车等其它的运输设备中。另外，内燃机不限于汽油发动机，也可以是柴油发动机。
产业上的可利用性根据本发明，能够使具备由含铈的氧化物形成的氧化物半导体层的电阻型气体传感器的检测精度提高。本发明的气体传感器，具有优异的检测精度，因此可以非常适合地用于乘用车、公共汽车、货车、摩托车、拖拉机、飞机、汽艇、工程车辆等各种运输设备用的内燃机上。
权利要求
1.一种气体传感器，是具备由含铈的氧化物形成的氧化物半导体层、和检测所述的氧化物半导体层的电阻率的检测电极的电阻型的气体传感器，所述的氧化物半导体层包含含氧化铝的含氧化铝层，所述的检测电极被设置成与所述的含氧化铝层接触。
2.根据权利要求1所述的气体传感器，所述的含氧化铝层含有4.5重量％～12重量％的氧化铝。
3.根据权利要求1所述的气体传感器，所述氧化物半导体层的一部分是所述的含氧化铝层。
4.根据权利要求1所述的气体传感器，所述的氧化物半导体层的全部是所述含氧化铝层。
5.根据权利要求1所述的气体传感器，所述的氧化物半导体层具有含有氧化物半导体粒子的多孔质结构，所述的氧化物半导体粒子的平均粒径为200nm以下。
6.根据权利要求1所述的气体传感器，所述的含氧化铝层具有含有氧化物半导体粒子和氧化铝粒子的多孔质结构，所述的氧化铝粒子的平均粒径大于所述的氧化物半导体粒子的平均粒径。
7.根据权利要求1所述的气体传感器，形成所述氧化物半导体层的所述氧化物进一步含有锆。
8.一种气体传感器，是具备由含铈的氧化物形成的氧化物半导体层、和检测所述的氧化物半导体层的电阻率的检测电极的电阻型的气体传感器，所述的氧化物半导体层含有氧化铝，所述的氧化物半导体层中所含有的氧化铝，具有在所述检测电极侧浓度相对地变高的浓度分布。
9.根据权利要求1所述的气体传感器，其是氧传感器。
10.一种内燃机，其具备权利要求9所述的气体传感器。
11.一种运输设备，其具备权利要求10所述的内燃机。
全文摘要
本发明的目的是提高具备由含铈的氧化物形成的氧化物半导体层的电阻型气体传感器的检测精度。本发明的气体传感器(10)，是具备由含铈的氧化物形成的氧化物半导体层(11)、和检测氧化物半导体层(11)的电阻率的检测电极(12)的电阻型的气体传感器。氧化物半导体层(11)包含含有氧化铝的含氧化铝层(11a)，检测电极(12)被设置成与含氧化铝层(11a)接触。
文档编号G01N27/12GK101071116SQ20071010747
公开日2007年11月14日 申请日期2007年5月14日 优先权日2006年5月12日
发明者大堀德子 申请人:雅马哈发动机株式会社