JPH11281446A - Flow rate detecting element and flow rate sensor - Google Patents

Flow rate detecting element and flow rate sensor

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JPH11281446A
JPH11281446A JP10085836A JP8583698A JPH11281446A JP H11281446 A JPH11281446 A JP H11281446A JP 10085836 A JP10085836 A JP 10085836A JP 8583698 A JP8583698 A JP 8583698A JP H11281446 A JPH11281446 A JP H11281446A
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film
flow rate
detecting element
heat
rate detecting
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Yuichi Sakai
裕一 坂井
Akira Yamashita
彰 山下
Yukihisa Yoshida
幸久 吉田
Kazuhiko Tsutsumi
和彦 堤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase flow rate measuring accuracy and reliability by reducing the fluctuation of a resistance value caused by humidity in a thermo-sensitive flow rate detecting element or a flow rate sensor. SOLUTION: A thermo-sensitive flow rate detecting element is provided with an insulating supporting film 2 formed on the surface of a flat plate-like substrate 1, and a thermo-sensitive resisting film 11 (heat generation section) formed on the supporting film 2. A silicon oxide film 18 as an insulating film is formed on the thermo-sensitive resisting film 11 or the supporting film 2, and a protective film 3 is formed on the silicon oxide film 18. The incursion of external humidity into the thermo-sensitive resisting film 11 is prevented by the silicon oxide film 18, the fluctuation of a resistance value caused by the humidity of the thermo-sensitive resisting film 11 is thereby reduced, and the measuring accuracy and reliability of the flow rate detecting element or a flow rate sensor using this element are increased.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱体あるいは発
熱体によって加熱された部分から流体への熱伝達現象に
基づいて該流体の流速ないしは流量を計測する流量検出
素子及び該流量検出素子を用いた流量センサに関するも
のであって、例えば内燃機関の吸入空気量の計測等に用
いられるものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow rate detecting element for measuring a flow rate or a flow rate of a fluid based on a heat transfer phenomenon from a heating element or a portion heated by the heating element to the fluid, and to use the flow rate detecting element. The present invention relates to a flow sensor which is used for measuring an intake air amount of an internal combustion engine, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】流体の流速ないしは流量と、該流体中に
配置された発熱体から流体への熱伝達量との間に成立す
るほぼ一義的な関数関係を利用して、該熱伝達量に基づ
いて流体の流速ないしは流量を検出するようにした感熱
式流量検出素子、あるいは該流量検出素子を用いた流量
センサは、従来より内燃機関の吸入空気量の検出等に広
く用いられている。
2. Description of the Related Art The heat transfer amount is determined by utilizing a substantially unique functional relationship established between the flow rate or flow rate of a fluid and the heat transfer amount from a heating element disposed in the fluid to the fluid. 2. Description of the Related Art A heat-sensitive flow rate detecting element that detects a flow rate or a flow rate of a fluid based on the flow rate, or a flow rate sensor using the flow rate detecting element has been widely used for detecting an intake air amount of an internal combustion engine.

【0003】図11及び図12は、それぞれ、例えば特
公平5−7659号公報に開示されている空気の流量を
検出するための従来の感熱式流量検出素子の立面断面図
及び平面図である。図11及び図12において、1はシ
リコン半導体よりなる平板状基材であり、2は窒化シリ
コンよりなる絶縁性の支持膜であり、4は感熱抵抗であ
るパーマロイよりなる発熱抵抗であり、5及び6はそれ
ぞれ感熱抵抗であるパーマロイよりなる測温抵抗であ
り、3は窒化シリコンよりなる絶縁性の保護膜である。
発熱抵抗4及び両測温抵抗5、6の着膜部近傍において
平板状基材1には空気スペース9が設けられ、これによ
りブリッジ13が形成されている。空気スペース9は、
窒化シリコンに損傷を与えないエッチング液を用いて開
口部8からシリコン半導体の一部を除去することにより
形成されている。両測温抵抗5、6は、発熱抵抗4を挟
んで計測流体の流れの方向に平面的に並んでいる。な
お、7は感熱抵抗であるパーマロイよりなる比較抵抗で
ある。
FIGS. 11 and 12 are an elevation sectional view and a plan view, respectively, of a conventional heat-sensitive flow rate detecting element for detecting a flow rate of air disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-7659. . 11 and 12, 1 is a flat substrate made of a silicon semiconductor, 2 is an insulating support film made of silicon nitride, 4 is a heating resistor made of permalloy which is a heat-sensitive resistor, and 5 and Reference numeral 6 denotes a temperature measuring resistor made of permalloy, which is a heat-sensitive resistor, and reference numeral 3 denotes an insulating protective film made of silicon nitride.
An air space 9 is provided in the flat substrate 1 in the vicinity of the film-forming portions of the heating resistor 4 and the temperature measuring resistors 5 and 6, thereby forming a bridge 13. The air space 9
It is formed by removing a part of the silicon semiconductor from the opening 8 using an etchant that does not damage the silicon nitride. The two temperature measuring resistors 5 and 6 are arranged in a plane in the flow direction of the measurement fluid with the heating resistor 4 interposed therebetween. Reference numeral 7 denotes a comparative resistor made of permalloy, which is a heat-sensitive resistor.

【0004】このような従来の流量検出素子では、発熱
抵抗4に通電する加熱電流が、図示していない制御回路
によって、例えば比較抵抗7で検出された平板状基材1
の温度より200°Cだけ高い一定の温度になるように
制御されている。ここで、発熱抵抗4の下方には空気ス
ペース9が存在するので、発熱抵抗4で発生した熱はほ
とんど比較抵抗7には伝達されず、したがって比較抵抗
7の温度は空気の温度とほぼ等しくなっている。
In such a conventional flow rate detecting element, the heating current applied to the heating resistor 4 is detected by a control circuit (not shown), for example, by the flat resistor 1 detected by the comparison resistor 7.
Is controlled to be a constant temperature 200 ° C. higher than the temperature of Here, since the air space 9 exists below the heating resistor 4, the heat generated by the heating resistor 4 is hardly transmitted to the comparison resistor 7, and the temperature of the comparison resistor 7 becomes substantially equal to the temperature of the air. ing.

【0005】発熱抵抗4で発生した熱は、支持膜2や保
護膜3あるいは感熱抵抗膜を介して測温抵抗5、6に伝
達される。図12に示すように、測温抵抗5と測温抵抗
6とは、発熱抵抗4に対して互いに対称な位置に配置さ
れているので、空気の流れがない場合は、測温抵抗5と
測温抵抗6の抵抗値に差は生じない。しかしながら、空
気の流れがある場合は、上流側の測温抵抗は空気によっ
て冷却され、他方下流側の測温抵抗は発熱抵抗4から空
気に伝達された熱の影響により上流側の測温抵抗ほどは
冷却されない。例えば、矢印10で示す方向の空気の流
れが生じた場合は、上流側の測温抵抗5は下流側の測温
抵抗6よりも低温となり、両者の抵抗値の差は、空気の
流速ないしは流量が大きいときほど拡大される。したが
って、測温抵抗5と測温抵抗6の抵抗値の差を検出する
ことにより、空気の流速ないしは流量を測定することが
できる。また、空気の流れの方向が矢印10と逆になっ
た場合は、上流側の測温抵抗6の方が下流側の測温抵抗
5より低温になるので、空気の流れの方向を検出するこ
とも可能である。
The heat generated by the heat generating resistor 4 is transmitted to the temperature measuring resistors 5 and 6 via the support film 2, the protective film 3 or the heat-sensitive resistance film. As shown in FIG. 12, the temperature measuring resistor 5 and the temperature measuring resistor 6 are arranged at positions symmetrical to each other with respect to the heating resistor 4, so that when there is no air flow, the temperature measuring resistor 5 and the temperature measuring resistor 5 are measured. No difference occurs in the resistance value of the temperature resistor 6. However, when there is an air flow, the upstream temperature measuring resistor is cooled by air, while the downstream temperature measuring resistor is more affected by the heat transmitted from the heat generating resistor 4 to the air. Is not cooled. For example, when the air flow in the direction indicated by the arrow 10 occurs, the temperature measuring resistor 5 on the upstream side has a lower temperature than the temperature measuring resistor 6 on the downstream side, and the difference between the two resistance values is the flow rate or flow rate of the air. The larger the is, the larger it is. Therefore, by detecting the difference between the resistance values of the resistance temperature detectors 5 and 6, the flow velocity or the flow rate of the air can be measured. When the direction of the air flow is opposite to the direction of the arrow 10, the temperature of the upstream temperature measuring resistor 6 becomes lower than that of the downstream temperature measuring resistor 5, so that it is necessary to detect the direction of the air flow. Is also possible.

【0006】図11及び図12に示す従来の流量検出素
子はブリッジタイプの感熱式流量検出素子であるが、こ
のほかダイヤフラムタイプの感熱式流量検出素子も従来
より広く用いられている。図13及び図14は、それぞ
れ、従来のダイヤフラムタイプの感熱式流量検出素子の
立面断面図及び平面図である。図13及び図14におい
て、1〜10の各部材は、それぞれ、図11及び図12
に示すブリッジタイプの流量検出素子の同一番号を付し
た部材と実質的に同じものである。そして、12は、平
板状基材1の支持膜2が取り付けられた方の表面とは反
対側の表面から該平板状基材1の一部をエッチング等に
より除去することにより形成された凹部である。したが
って、支持膜2と保護膜3とは、発熱抵抗4及び両測温
抵抗5、6を挟んでダイヤフラム14を形成することに
なる。このような構成によれば、図11及び図12に示
すブリッジタイプの流量検出素子に比べて、高い強度を
得ることができるものの、ダイヤフラム14が全周で支
持されている関係上応答性が劣るといった特徴がある。
なお、空気の流速ないしは流量の検出原理は、ブリッジ
タイプの流量検出素子の場合と同様である。
The conventional flow rate detecting element shown in FIGS. 11 and 12 is a bridge type thermal type flow rate detecting element. In addition, a diaphragm type thermal type flow rate detecting element has been widely used. FIG. 13 and FIG. 14 are an elevational sectional view and a plan view of a conventional diaphragm type thermosensitive flow rate detecting element, respectively. 13 and FIG. 14, the members 1 to 10 correspond to FIG. 11 and FIG.
Are substantially the same as those of the bridge type flow rate detecting element shown in FIG. Reference numeral 12 denotes a recess formed by removing a part of the flat substrate 1 by etching or the like from the surface of the flat substrate 1 opposite to the surface on which the support film 2 is attached. is there. Accordingly, the diaphragm 14 is formed between the supporting film 2 and the protective film 3 with the heating resistor 4 and the temperature measuring resistors 5 and 6 interposed therebetween. According to such a configuration, higher strength can be obtained as compared with the bridge type flow rate detecting element shown in FIGS. 11 and 12, but the response is inferior due to the diaphragm 14 being supported all around. There is such a feature.
The principle of detecting the flow velocity or flow rate of air is the same as that of the bridge type flow rate detection element.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の感熱式流量検出素子を実際に使用するときには、
温測抵抗5、6が温度以外の要因、例えば湿度により変
化することがあり、このような場合には流量検出素子の
検出精度及び信頼性が低下するといった現象が生じる。
従来のブリッジタイプ及びダイヤフラムタイプの流量検
出素子は薄膜形成プロセスを用いて形成されているが、
発熱抵抗及び測温抵抗(以下、これらを「感熱抵抗膜」
と総称する)は、0.5〜2μmの厚さの支持膜と保護膜
とによって囲われているにもかかわらず、例えば図16
に示すように、白金を用いた感熱抵抗膜では、その抵抗
値が外気の湿度の影響を受けて変動(ドリフト)すると
いった問題がある。このように、外気の湿度の影響によ
り感熱抵抗膜の抵抗値が変化すると、流量検出素子の流
量検出精度及び信頼性が低下するといった問題点が生じ
る。
By the way, when such a conventional thermosensitive flow rate detecting element is actually used,
The temperature measuring resistors 5 and 6 may change due to factors other than temperature, for example, humidity. In such a case, a phenomenon occurs in which the detection accuracy and reliability of the flow rate detecting element decrease.
Conventional bridge type and diaphragm type flow rate detecting elements are formed using a thin film forming process.
Heat generation resistance and temperature measurement resistance
16 are surrounded by a support film and a protective film having a thickness of 0.5 to 2 μm.
As shown in (1), there is a problem that the resistance value of the heat-sensitive resistance film using platinum fluctuates (drifts) under the influence of the humidity of the outside air. As described above, when the resistance value of the heat-sensitive resistive film changes due to the influence of the humidity of the outside air, there arises a problem that the flow rate detection accuracy and reliability of the flow rate detection element decrease.

【0008】本発明は上記従来の問題を解決するために
なされたものであって、湿度による感熱抵抗膜の抵抗値
変動を抑制ないしは防止することができ、簡単な製造工
程で製造することができる流量検出素子ないしは流量セ
ンサを得ることを目的ないしは解決すべき課題とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and can suppress or prevent a change in the resistance value of a heat-sensitive resistive film due to humidity, and can be manufactured by a simple manufacturing process. An object or a problem to be solved is to obtain a flow rate detection element or a flow rate sensor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願発明者は、図15に
示すように、従来の感熱式流量検出素子において、感熱
抵抗膜11として白金等の金属膜を用いた場合は、スパ
ッタ法で形成された窒化シリコンからなる保護膜3が、
感熱抵抗膜11の上側ではコラム状のポーラス構造体1
5となっていることを見出した。これは、感熱抵抗膜1
1が存在しない部分の保護膜3、すなわち支持膜2の上
に直接形成されている保護膜3についてはコラム状のポ
ーラス構造体15とはなっていないことから、感熱抵抗
膜11の結晶方位等の影響により感熱抵抗膜11の上方
の保護膜3の構造が変化(変質)したものと考えられ
る。したがって、図16に示す感熱抵抗膜11の湿度に
よる抵抗値変化(抵抗値ドリフト)は、このコラム状の
ポーラス構造体15を通しての湿気(水分)の移動に起
因するものと考えられる。さすれば、外気の湿度変化に
よる感熱抵抗膜11の抵抗値変化を防止するには、感熱
抵抗膜11の表面に、該感熱抵抗膜11の上側の保護膜
3ないしはコラム状のポーラス構造体15を通過して移
動してくる湿気を到達させないようにすればよいという
ことになる。この発明は、本願発明者のかかる知見に基
づいてなされたものである。
As shown in FIG. 15, the inventor of the present application has proposed that when a metal film such as platinum is used as the heat-sensitive resistance film 11 in the conventional heat-sensitive flow rate detecting element, it is formed by a sputtering method. Protection film 3 made of silicon nitride
Above the thermal resistance film 11, a columnar porous structure 1
5 was found. This is the thermal resistance film 1
Since the protective film 3 in the portion where no 1 exists, that is, the protective film 3 directly formed on the support film 2 is not a columnar porous structure 15, the crystal orientation of the heat-sensitive resistive film 11 It is considered that the structure of the protective film 3 above the heat-sensitive resistive film 11 has changed (altered) due to the influence of. Therefore, it is considered that the resistance change (resistance drift) due to the humidity of the heat-sensitive resistance film 11 shown in FIG. 16 is caused by the movement of moisture (moisture) through the columnar porous structure 15. Then, in order to prevent a change in the resistance value of the heat-sensitive resistive film 11 due to a change in the humidity of the outside air, the protective film 3 above the heat-sensitive resistive film 11 or the columnar porous structure 15 is provided on the surface of the heat-sensitive resistive film 11. That is, it is only necessary to prevent the moisture that moves through the air from reaching. The present invention has been made based on such knowledge of the present inventor.

【0010】かくして、この発明の第1の態様に係る流
量検出素子は、(a)平板状の基材と、(b)基材の表
面に配置された絶縁性の支持膜と、(c)支持膜の上に
(計測流体の流れの方向に並んで)配置され該支持膜に
よって支持された、感熱抵抗膜よりなる複数の発熱部
と、(d)発熱部の上に配置され該発熱部を保護する絶
縁性の保護膜とを備えていて、(e)計測流体の流れの
方向にみて上流側と下流側の発熱部の加熱電流の差に相
当する量に基づいて計測流体の流量(ないしは流速)を
計測する感熱式の流量検出素子であって、(f)発熱体
(感熱抵抗膜)と保護膜との間に、水分(湿気)の移動
を妨げる絶縁性の中間膜(絶縁膜)が挟み込まれている
ことを特徴とするものである。
Thus, the flow rate detecting element according to the first aspect of the present invention comprises: (a) a flat base material; (b) an insulating support film disposed on the surface of the base material; A plurality of heat generating portions made of a heat-sensitive resistive film arranged on the support film (arranged in the direction of the flow of the measurement fluid) and supported by the support film; and (d) the heat generating portions arranged on the heat generating portion. (E) the flow rate of the measurement fluid (e) based on the amount corresponding to the difference between the heating currents of the upstream and downstream heating portions when viewed in the flow direction of the measurement fluid. (F) an insulating intermediate film (insulating film) that prevents movement of moisture (moisture) between the heating element (thermosensitive resistance film) and the protective film. ) Is interposed.

【0011】このように構成された流量検出素子におい
ては、発熱部(感熱抵抗膜)と保護膜との間に絶縁性の
中間膜(絶縁膜)が挟み込まれているので、発熱部の表
面に到達する湿気を低減することができる。このため、
発熱部の抵抗値変動を減少させることができ、流量測定
精度及び信頼性を向上させることができる。また、かか
る流量検出素子は簡素な構造であるので、容易に製造す
ることができる。
In the flow rate detecting element thus configured, since an insulating intermediate film (insulating film) is interposed between the heat-generating portion (heat-sensitive resistance film) and the protective film, the surface of the heat-generating portion is formed on the surface of the heat-generating portion. The moisture that reaches can be reduced. For this reason,
Fluctuations in the resistance of the heat generating portion can be reduced, and the accuracy and reliability of the flow measurement can be improved. Further, since such a flow rate detecting element has a simple structure, it can be easily manufactured.

【0012】この発明の第2の態様に係る流量検出素子
は、第1の態様に係る流量検出素子において、中間膜が
アモルファス構造を有することを特徴とするものであ
る。この流量検出素子においては、発熱部(感熱抵抗
膜)と保護膜との間にアモルファス構造を有する中間膜
(絶縁膜)が挟み込まれているので、発熱部の結晶方位
がその上方の保護膜に転写されるのが防止される。この
ため、発熱部の上方の保護膜はコラム状のポーラス構造
体とはならず、該保護膜を通しての湿気の進入をより確
実に防止することができる。よって、発熱部の抵抗値変
動をさらに減少させることができ、流量測定精度及び信
頼性を一層向上させることができる。
A flow rate detecting element according to a second aspect of the present invention is the flow rate detecting element according to the first aspect, wherein the intermediate film has an amorphous structure. In this flow rate detecting element, since an intermediate film (insulating film) having an amorphous structure is interposed between the heat-generating portion (thermosensitive resistance film) and the protective film, the crystal orientation of the heat-generating portion is set in the protective film above it. Transfer is prevented. For this reason, the protective film above the heat generating portion does not become a column-shaped porous structure, and it is possible to more reliably prevent moisture from entering through the protective film. Therefore, the variation in the resistance value of the heat generating portion can be further reduced, and the accuracy and reliability of the flow rate measurement can be further improved.

【0013】この発明の第3の態様に係る流量検出素子
は、第1の態様に係る流量検出素子において、中間膜が
非吸湿性である(吸湿性を有しない)ことを特徴とする
ものである。この流量検出素子においては、発熱部(感
熱抵抗膜)と保護膜との間に非吸湿性の中間膜(絶縁
膜)が挟み込まれているので、保護膜を通しての湿気の
進入をさらに確実に防止することができ、発熱部の抵抗
値変動をより減少させることができ、流量測定精度及び
信頼性をさらに向上させることができる。
A flow rate detecting element according to a third aspect of the present invention is the flow rate detecting element according to the first aspect, characterized in that the intermediate film is non-hygroscopic (has no hygroscopicity). is there. In this flow rate detecting element, since a non-hygroscopic intermediate film (insulating film) is interposed between the heat-generating portion (heat-sensitive resistance film) and the protective film, the ingress of moisture through the protective film is more reliably prevented. The variation of the resistance value of the heat generating portion can be further reduced, and the accuracy and reliability of the flow measurement can be further improved.

【0014】この発明の第4の態様に係る流量検出素子
は、第1〜第3の態様のいずれか1つに係る流量検出素
子において、中間膜が発熱体の上側にのみ存在すること
を特徴とするものである。この流量検出素子において
は、発熱部(感熱抵抗膜)の上側でのみ、保護膜との間
に中間膜(絶縁膜)を挟み込むだけであるので、材料費
が低減される。なお、この場合も、保護膜を通しての湿
気の進入を防止することができ、発熱部の抵抗値変動を
減少させることができ、流量測定精度及び信頼性を向上
させることができるのはもちろんである。また、この場
合は、中間膜は絶縁体である必要はなく、材料選択の幅
が広がり、プロセスの簡略化ひいてはコスト低減を図る
ことができる。
A flow rate detecting element according to a fourth aspect of the present invention is the flow rate detecting element according to any one of the first to third aspects, wherein the intermediate film is present only above the heating element. It is assumed that. In this flow rate detecting element, only the intermediate film (insulating film) is interposed between the protective film and the heat generating portion (thermosensitive resistance film), so that the material cost is reduced. In this case as well, it is possible to prevent moisture from penetrating through the protective film, reduce the resistance value fluctuation of the heat generating portion, and improve the flow rate measurement accuracy and reliability. . Also, in this case, the intermediate film does not need to be an insulator, and the range of material selection can be widened, and the process can be simplified, and the cost can be reduced.

【0015】この発明の第5の態様に係る流量検出素子
は、第1の態様に係る流量検出素子において、発熱体
(感熱抵抗膜)と保護膜との間に中間膜は挟み込まれ
ず、保護膜の上に水分の移動を妨げる上層膜が形成され
ていることを特徴とするものである。この流量検出素子
においては、保護膜の上に形成された上層膜により、保
護膜への湿気の拡散を低減することができ、発熱部の抵
抗値変動を減少させることができ、流量測定精度及び信
頼性を向上させることができる。なお、この流量検出素
子も簡素な構造であるので、容易に製造することができ
る。
The flow rate detecting element according to a fifth aspect of the present invention is the flow rate detecting element according to the first aspect, wherein the intermediate film is not interposed between the heating element (thermosensitive resistance film) and the protective film, and Is characterized in that an upper layer film for preventing movement of moisture is formed thereon. In this flow rate detection element, the diffusion of moisture to the protection film can be reduced by the upper layer film formed on the protection film, the resistance value fluctuation of the heat generating portion can be reduced, and the flow rate measurement accuracy and Reliability can be improved. Since the flow rate detecting element has a simple structure, it can be easily manufactured.

【0016】この発明の第6の態様に係る流量検出素子
は、第5の態様に係る流量検出素子において、上層膜が
高吸湿性である(高い吸湿性を有する)ことを特徴とす
るものである。この流量検出素子においては、保護膜の
上に高吸湿性の上層膜が形成されているので、保護膜へ
の湿気の拡散を低減することができ、発熱部(感熱抵抗
膜)の抵抗値変動をさらに減少させることができ、流量
測定精度及び信頼性を一層向上させることができる。
A flow rate detecting element according to a sixth aspect of the present invention is the flow rate detecting element according to the fifth aspect, characterized in that the upper layer film is highly hygroscopic (has high hygroscopicity). is there. In this flow rate detecting element, since the highly hygroscopic upper layer film is formed on the protective film, the diffusion of moisture into the protective film can be reduced, and the resistance value fluctuation of the heat generating portion (thermosensitive resistance film) can be reduced. Can be further reduced, and the flow measurement accuracy and reliability can be further improved.

【0017】この発明の第7の態様に係る流量検出素子
は、第5の態様に係る流量検出素子において、上層膜が
非吸湿性である(吸湿性をもたない)ことを特徴とする
ものである。この流量検出素子においては、保護膜の上
に非吸湿性の上層膜が形成されているので、保護膜への
湿気の伝達を低減することができ、発熱部(感熱抵抗
膜)の抵抗値変動をさらに減少させることができ、流量
測定精度及び信頼性を一層向上させることができる。
A flow rate detecting element according to a seventh aspect of the present invention is the flow rate detecting element according to the fifth aspect, wherein the upper layer film is non-hygroscopic (has no hygroscopicity). It is. In this flow rate detecting element, since the non-hygroscopic upper layer film is formed on the protective film, the transmission of moisture to the protective film can be reduced, and the resistance value fluctuation of the heat generating portion (thermosensitive resistance film) can be reduced. Can be further reduced, and the flow measurement accuracy and reliability can be further improved.

【0018】この発明の第8の態様に係る流量検出素子
は、第5の態様に係る流量検出素子において、上層膜が
高撥水性である(高い撥水性を有する)ことを特徴とす
るものである。この流量検出素子においては、保護膜の
上に高撥水性の上層膜が形成されているので、保護膜へ
の湿気の伝達を防止することができ、発熱部(感熱抵抗
膜)の抵抗値変動をさらに減少させることができ、流量
測定精度及び信頼性を向上させることができる。
The flow rate detecting element according to an eighth aspect of the present invention is the flow rate detecting element according to the fifth aspect, wherein the upper layer film has high water repellency (has high water repellency). is there. In this flow rate detection element, since the high water-repellent upper layer film is formed on the protective film, it is possible to prevent the transmission of moisture to the protective film, and to change the resistance value of the heat generating portion (thermosensitive resistance film). Can be further reduced, and flow measurement accuracy and reliability can be improved.

【0019】この発明の第9の態様に係る流量検出素子
は、第1〜第8の態様のいずれか1つに係る流量検出素
子において、発熱部(感熱抵抗膜)に対応する領域で基
材が部分的に除去されてダイヤフラム構造をなすことを
特徴とするものである。この流量検出素子はダイヤフラ
ム構造とされているので、発熱部から流体への熱伝達が
促進され、流量測定精度及び信頼性がさらに高められ
る。
A flow rate detecting element according to a ninth aspect of the present invention is the flow rate detecting element according to any one of the first to eighth aspects, wherein the base material is formed in a region corresponding to the heat generating portion (thermosensitive resistive film). Are partially removed to form a diaphragm structure. Since the flow rate detecting element has a diaphragm structure, heat transfer from the heat generating portion to the fluid is promoted, and flow rate measurement accuracy and reliability are further enhanced.

【0020】この発明の第10の態様に係る流量センサ
は、第1〜第9の態様のいずれか1つに係る流量検出素
子を用いて計測流体の流量を検出するようになっている
ことを特徴とするものである。すなわち、第1〜第9の
態様のいずれか1つにかかる流量検出素子を用いて流量
センサとしたものである。この流量センサによれば、湿
度のいかんにかかわらず、流体の流量ないしは流速を正
確に検出することができる。
According to a tenth aspect of the present invention, a flow rate sensor detects a flow rate of a measurement fluid using the flow rate detecting element according to any one of the first to ninth aspects. It is a feature. That is, a flow rate sensor is formed using the flow rate detection element according to any one of the first to ninth aspects. According to this flow sensor, the flow rate or flow rate of the fluid can be accurately detected regardless of the humidity.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、この発明
の実施の形態1に係る流量検出素子の立面断面図であ
る。図1において、1は例えば厚さ約400μmのシリ
コンウエハからなる平板状基材であり、この平板状基材
1の上に、厚さ約1μmの窒化シリコン膜からなる支持
膜2がスパッタ法等により形成されている。さらに、支
持膜2の上に、例えば厚さ0.2μmの白金等よりなる
感熱抵抗膜11(発熱抵抗、測温抵抗等の発熱部)が蒸
着法やスパッタ法等により着膜されている。この感熱抵
抗膜11は、写真製版法、ウエットエッチング法あるい
はドライエッチング法等を用いてパターニングを行うこ
とにより形成された電流路である。そして、感熱抵抗膜
11ないしは支持膜2の上に、第3の絶縁膜(中間膜)
として厚さ約0.2μmの酸化シリコン膜18がスパッ
タ法により形成されている。さらに、酸化シリコン膜1
8の上に、厚さ約0.8μmの窒化シリコン膜からなる
保護膜3がスパッタ法等により形成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is an elevational sectional view of a flow rate detecting element according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a flat substrate made of, for example, a silicon wafer having a thickness of about 400 μm, and a support film 2 made of a silicon nitride film having a thickness of about 1 μm is formed on the flat substrate 1 by a sputtering method or the like. Is formed. Further, on the support film 2, a heat-sensitive resistance film 11 (a heat-generating portion such as a heat-generating resistor or a temperature-measuring resistor) made of, for example, platinum having a thickness of 0.2 μm is deposited by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like. The heat-sensitive resistive film 11 is a current path formed by performing patterning using a photolithography method, a wet etching method, a dry etching method, or the like. Then, a third insulating film (intermediate film) is formed on the heat-sensitive resistive film 11 or the support film 2.
A silicon oxide film 18 having a thickness of about 0.2 μm is formed by a sputtering method. Further, the silicon oxide film 1
8, a protective film 3 made of a silicon nitride film having a thickness of about 0.8 μm is formed by a sputtering method or the like.

【0022】さらに、平板状基材1の支持膜2が形成さ
れている方の表面とは反対側の表面(裏面)に形成され
た裏面保護膜16に、写真製版法等によりエッチングホ
ール17が形成された後、例えばアルカリエッチング等
を施すことによって平板状基材1の一部が除去されて凹
部12が形成され、これによりダイヤフラム14が形成
されている。
Further, an etching hole 17 is formed on the back surface protective film 16 formed on the surface (back surface) of the flat substrate 1 opposite to the surface on which the support film 2 is formed by photolithography or the like. After the formation, a portion of the flat substrate 1 is removed by performing, for example, alkali etching or the like to form the concave portion 12, thereby forming the diaphragm 14.

【0023】図1に示すような、感熱抵抗膜11とその
上側の保護膜3との間に第3の絶縁膜である酸化シリコ
ン膜18が挟み込まれた膜構造とすることにより、感熱
抵抗膜11の湿度に対する抵抗値ドリフトが、酸化シリ
コン膜18を設けないものに比較して、約50%低減さ
れる。この実施の形態1では、第3の絶縁膜としてスパ
ッタ酸化シリコン膜を用いているが、材料として酸化シ
リコン以外に、窒化シリコン等を用いても同様の効果が
得られる。成膜方法もスパッタ法に限られるものではな
く、これ以外に蒸着法等を用いることができる。また、
この実施の形態1を含め、以下に述べる全ての実施の形
態ではダイヤフラムタイプの流量検出素子を一例として
あげているが、ブリッジタイプの流量検出素子の場合も
同様の効果が得られることは言うまでもない。
As shown in FIG. 1, a silicon oxide film 18 serving as a third insulating film is interposed between the heat-sensitive resistive film 11 and the protective film 3 thereabove. 11 is reduced by about 50% as compared with the case where the silicon oxide film 18 is not provided. In the first embodiment, a sputtered silicon oxide film is used as the third insulating film. However, similar effects can be obtained by using silicon nitride or the like as a material other than silicon oxide. The method for forming the film is not limited to the sputtering method, but may be an evaporation method or the like. Also,
In all the embodiments described below, including the first embodiment, a diaphragm type flow detecting element is described as an example, but it goes without saying that the same effect can be obtained in the case of a bridge type flow detecting element. .

【0024】実施の形態2.図2は、この発明の実施の
形態2にかかる流量検出素子の立面断面図である。図2
において、1は、例えば厚さ約400μmのシリコンウ
エハからなる平板状基材であり、この平板状基材1の上
に厚さ約1μmの窒化シリコン膜からなる支持膜2がス
パッタ法等により形成されている。さらに、支持膜2の
上に、例えば厚さ0.2μmの白金等よりなる感熱抵抗
膜11(発熱抵抗、測温抵抗等の発熱部)が蒸着法やス
パッタ法等により着膜されている。この感熱抵抗膜11
は、写真製版法、ウエットエッチング法あるいはドライ
エッチング法等を用いてパターニングを行うことにより
形成された電流路である。さらに、感熱抵抗膜11ない
しは支持膜2の上に、第3の絶縁膜(中間膜)として厚
さ約0.2μmの酸化シリコン膜19がCVD法により
形成されている。このCVD法によって成膜された酸化
シリコン膜19はアモルファス構造を有している。さら
に、酸化シリコン膜19の上に、厚さ約0.8μmの窒
化シリコン膜からなる保護膜3がスパッタ法等により形
成されている。
Embodiment 2 FIG. FIG. 2 is an elevational sectional view of a flow rate detecting element according to a second embodiment of the present invention. FIG.
Numeral 1 is a flat substrate made of, for example, a silicon wafer having a thickness of about 400 μm, and a support film 2 made of a silicon nitride film having a thickness of about 1 μm is formed on the flat substrate 1 by a sputtering method or the like. Have been. Further, on the support film 2, a heat-sensitive resistor film 11 (heat-generating portion such as a heat-generating resistor or a temperature-measuring resistor) made of, for example, 0.2 μm-thick platinum is deposited by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like. This heat-sensitive resistive film 11
Is a current path formed by performing patterning using a photoengraving method, a wet etching method, a dry etching method, or the like. Further, a silicon oxide film 19 having a thickness of about 0.2 μm is formed as a third insulating film (intermediate film) on the heat-sensitive resistance film 11 or the support film 2 by a CVD method. The silicon oxide film 19 formed by this CVD method has an amorphous structure. Further, a protective film 3 made of a silicon nitride film having a thickness of about 0.8 μm is formed on the silicon oxide film 19 by a sputtering method or the like.

【0025】さらに、平板状基材1の支持膜2が形成さ
れている方の表面とは反対側の表面(裏面)に形成され
た裏面保護膜16に写真製版法等によりエッチングホー
ル17が形成された後、例えばアルカリエッチング等を
施すことによって、平板状基材1の一部が除去されて凹
部12が形成され、これによりダイヤフラム14が形成
されている。
Further, an etching hole 17 is formed by photolithography or the like on the back surface protective film 16 formed on the surface (back surface) of the flat substrate 1 opposite to the surface on which the support film 2 is formed. After that, a portion of the flat substrate 1 is removed by performing, for example, alkali etching or the like to form the concave portion 12, thereby forming the diaphragm 14.

【0026】図2に示すような、感熱抵抗膜11とその
上側の保護膜3との間にアモルファス構造を有する第3
の絶縁膜である酸化シリコン膜19が挟み込まれた膜構
造とすることにより、酸化シリコン膜19によって感熱
抵抗膜11の結晶方位がその上側の保護膜3に転写され
るのが防止される。これにより、保護膜3がコラム状の
ポーラス構造体となりにくくなり、感熱抵抗膜11への
湿気の伝達が防止され、感熱抵抗膜11の湿度に対する
抵抗値ドリフトが、酸化シリコン膜19を設けないもの
に比較して、約80%低減される。なお、この実施の形
態2では、第3の絶縁膜としてCVD酸化シリコン膜を
用いているが、アモルファス構造を持った他の材料でも
同様の効果が期待できる。また、成膜方法はCVD法に
限られるものではなく、アモルファス構造を持たせるこ
とができる蒸着法等のその他の成膜方法を用いることも
可能である。
As shown in FIG. 2, a third layer having an amorphous structure between the heat-sensitive resistive film 11 and the protective film 3 thereabove.
The silicon oxide film 19 prevents the crystal orientation of the thermal resistance film 11 from being transferred to the upper protective film 3 by the silicon oxide film 19. This makes it difficult for the protective film 3 to become a columnar porous structure, prevents moisture from being transmitted to the heat-sensitive resistance film 11, and reduces the resistance drift of the heat-sensitive resistance film 11 with respect to humidity without providing the silicon oxide film 19. Is reduced by about 80%. In the second embodiment, a CVD silicon oxide film is used as the third insulating film. However, a similar effect can be expected with another material having an amorphous structure. Further, the film formation method is not limited to the CVD method, and other film formation methods such as an evaporation method capable of giving an amorphous structure can be used.

【0027】実施の形態3.図3は、この発明の実施の
形態3にかかる流量検出素子の立面断面図である。図3
において、1は、例えば厚さ約400μmのシリコンウ
エハからなる平板状基材であり、この平板状基材1の上
に厚さ約1μmの窒化シリコンからなる支持膜2がスパ
ッタ法等により形成されている。さらに、支持膜2の上
に、例えば厚さ0.2μmの白金等よりなる感熱抵抗膜
11が蒸着法やスパッタ法等により着膜されている。こ
の感熱抵抗膜11は、写真製版法、ウエットエッチング
法あるいはドライエッチング法等を用いてパターニング
を行うことにより形成された電流路である。さらに、感
熱抵抗膜11ないしは支持膜2の上に、第3の絶縁膜
(中間膜)として、厚さ約0.15μmのSOG(Spin O
n Glass)膜20がスピンコート法により形成されてい
る。このSOG膜20は、SiとOを主成分としており
(例えば、東京応化製SOG、Type−2:Si−Film用)、
塗布形成後600〜800°C以上でアニールを施すこ
とにより、吸湿性がほとんどなくなる。さらに、SOG
膜20の上に、厚さ約0.8μmの窒化シリコン膜から
なる保護膜3がスパッタ法等により形成されている。
Embodiment 3 FIG. 3 is an elevational sectional view of a flow rate detecting element according to a third embodiment of the present invention. FIG.
Numeral 1 is a flat substrate made of, for example, a silicon wafer having a thickness of about 400 μm, and a support film 2 made of silicon nitride having a thickness of about 1 μm is formed on the flat substrate 1 by a sputtering method or the like. ing. Further, on the support film 2, a heat-sensitive resistive film 11 made of platinum or the like having a thickness of, for example, 0.2 μm is deposited by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like. The heat-sensitive resistive film 11 is a current path formed by performing patterning using a photolithography method, a wet etching method, a dry etching method, or the like. Further, on the heat-sensitive resistive film 11 or the support film 2, as a third insulating film (intermediate film), an SOG (Spin O
n Glass) film 20 is formed by spin coating. This SOG film 20 contains Si and O as main components.
(For example, SOG manufactured by Tokyo Ohka, Type-2: for Si-Film),
By performing annealing at 600 to 800 ° C. or more after coating formation, the hygroscopicity is almost eliminated. Furthermore, SOG
On the film 20, a protective film 3 made of a silicon nitride film having a thickness of about 0.8 μm is formed by a sputtering method or the like.

【0028】さらに、平板状基材1の支持膜2が形成さ
れている方の表面とは反対側の表面(裏面)に形成され
た裏面保護膜16に写真製版方等によりエッチングホー
ル17が形成された後、例えばアルカリエッチング等を
施すことによって平板状基材1の一部が除去されて凹部
12が形成され、これによりダイヤフラム14が形成さ
れている。
Further, an etching hole 17 is formed on the back surface protective film 16 formed on the surface (back surface) of the flat substrate 1 opposite to the surface on which the support film 2 is formed by photolithography or the like. After that, a portion of the flat substrate 1 is removed by performing, for example, alkali etching or the like to form the concave portion 12, thereby forming the diaphragm 14.

【0029】図3に示すように、感熱抵抗膜11とその
上側の保護膜3との間に、吸湿性を持たない第3の絶縁
膜としてSOG膜20が挟み込まれた膜構造とされてい
るので、感熱抵抗膜11上のSOG膜20によって外部
からの湿気の通過が防止される。これにより、感熱抵抗
膜11の湿度に対する抵抗値ドリフトが、SOG膜20
を設けないものに比較して、約70%低減される。ま
た、この構成によれば、たとえSOG膜20上に保護膜
3が存在しない場合でも湿度の影響を受けにくくなるの
で、SOG塗布のみでプロセスを終了させても何ら問題
は生じない。この場合、プロセスが簡略化され、コスト
低減が図られる。この実施の形態3では、第3の絶縁膜
としてSOG塗布膜を用いているが、湿気を透過させな
い他の材料でも同様の効果が期待できる。また、成膜方
法はスピンコートに限られるものではなく、これ以外に
蒸着法等のその他の成膜方法も用いることが可能であ
る。
As shown in FIG. 3, a SOG film 20 as a third insulating film having no hygroscopic property is sandwiched between the heat-sensitive resistance film 11 and the protective film 3 thereabove. Therefore, the passage of moisture from the outside is prevented by the SOG film 20 on the heat-sensitive resistance film 11. As a result, the resistance drift of the heat-sensitive resistive film 11 with respect to humidity is reduced by the SOG film 20
Is reduced by about 70% as compared with the case where no is provided. Further, according to this configuration, even if the protective film 3 does not exist on the SOG film 20, it is hardly affected by humidity, so that there is no problem even if the process is terminated only by SOG coating. In this case, the process is simplified and the cost is reduced. In the third embodiment, the SOG coating film is used as the third insulating film. However, the same effect can be expected with another material that does not transmit moisture. Further, the film formation method is not limited to spin coating, and other film formation methods such as a vapor deposition method can be used.

【0030】実施の形態4.図4は、この発明の実施の
形態4にかかる流量検出素子の立面断面図である。図4
において、1は、例えば厚さ約400μmのシリコンウ
エハからなる平板状基材であり、この平板状基材1の上
に厚さ約1μmの窒化シリコンからなる支持膜2がスパ
ッタ法等により形成されている。さらに、支持膜2の上
に例えば厚さ0.2μmの白金等よりなる感熱抵抗膜1
1が蒸着法やスパッタ法等により着膜されている。さら
に、感熱抵抗膜11の上に第3の膜(中間膜)として、
厚さ約0.2μmのアモルファスシリコン膜21がプラ
ズマCVD法により形成されている。ここにおいて、ア
モルファスシリコン膜21と感熱抵抗膜11とは同時に
写真製版法、ウエットエッチング法あるいはドライエッ
チング法によりパターニングされ、これにより電流路が
形成されている。さらに、アモルファスシリコン膜21
ないしは支持膜2の上に、厚さ約0.8μmの窒化シリ
コン膜からなる保護膜3がスパッタ法等により形成され
ている。
Embodiment 4 FIG. 4 is an elevational sectional view of a flow rate detecting element according to a fourth embodiment of the present invention. FIG.
Numeral 1 is a flat substrate made of, for example, a silicon wafer having a thickness of about 400 μm, and a support film 2 made of silicon nitride having a thickness of about 1 μm is formed on the flat substrate 1 by a sputtering method or the like. ing. Further, a heat-sensitive resistive film 1 made of platinum or the like having a thickness of, for example, 0.2 μm is formed on the support film 2.
1 is deposited by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like. Further, as a third film (intermediate film) on the heat-sensitive resistance film 11,
An amorphous silicon film 21 having a thickness of about 0.2 μm is formed by a plasma CVD method. Here, the amorphous silicon film 21 and the heat-sensitive resistive film 11 are simultaneously patterned by photolithography, wet etching or dry etching, thereby forming a current path. Further, the amorphous silicon film 21
Alternatively, a protective film 3 made of a silicon nitride film having a thickness of about 0.8 μm is formed on the support film 2 by a sputtering method or the like.

【0031】さらに、平板状基材1の支持膜2が形成さ
れている方の表面とは反対側の表面(裏面)に形成され
た裏面保護膜16に写真製版法等によりエッチングホー
ル17が形成された後、例えばアルカリエッチング等を
施すことによって、平板状基材1の一部が除去されて凹
部12が形成され、これによりダイヤフラム14が形成
されている。
Further, an etching hole 17 is formed on the back surface protective film 16 formed on the surface (back surface) of the flat substrate 1 opposite to the surface on which the support film 2 is formed by photolithography or the like. After that, a portion of the flat substrate 1 is removed by performing, for example, alkali etching or the like to form the concave portion 12, thereby forming the diaphragm 14.

【0032】図4に示すような、感熱抵抗膜11上にの
みアモルファス構造を持ったアモルファスシリコン膜2
1が形成された膜構造とすることにより、感熱抵抗膜1
1上の保護膜3がコラム状のポーラス構造体になりにく
くなる。これにより、感熱抵抗膜11への湿気の伝達が
妨げられ、感熱抵抗膜11の湿度に対する抵抗値ドリフ
トが、アモルファスシリコン膜21を設けないものに比
較して、約80%低減される。また、この構造によれ
ば、第3の膜として絶縁膜を使う必要はなく、使用膜種
の選択の幅が広がるため、プロセス面及びコスト面でも
有利である。
As shown in FIG. 4, an amorphous silicon film 2 having an amorphous structure only on the heat-sensitive resistance film 11
1 is formed so that the heat-sensitive resistive film 1
It is difficult for the protective film 3 on 1 to become a column-shaped porous structure. This prevents the transmission of moisture to the heat-sensitive resistive film 11 and reduces the resistance drift of the heat-sensitive resistive film 11 with respect to humidity by about 80% as compared with the case where the amorphous silicon film 21 is not provided. Further, according to this structure, it is not necessary to use an insulating film as the third film, and the range of choice of the type of film to be used is widened, which is advantageous in terms of process and cost.

【0033】実施の形態5.図5は、この発明の実施の
形態5にかかる流量検出素子の立面断面図である。図5
において、1は、例えば厚さ約400μmのシリコンウ
エハからなる平板状基材であり、この平板状基材1の上
に、厚さ約1μmの窒化シリコン膜からなる支持膜2が
スパッタ法等により形成されている。さらに、支持膜2
の上に、例えば厚さ0.2μmの白金等よりなる感熱抵
抗膜11が蒸着法やスパッタ法等により着膜されてい
る。この感熱抵抗膜11は、写真製版法、ウエットエッ
チング法あるいはドライエッチング法等を用いてパター
ニングされ、これにより電流路が形成されている。そし
て、感熱抵抗膜11ないしは支持膜2の上に厚さ約0.
5μmの窒化シリコンからなる保護膜3がスパッタ法等
により形成されている。
Embodiment 5 FIG. FIG. 5 is an elevational sectional view of a flow rate detecting element according to a fifth embodiment of the present invention. FIG.
1 is a flat substrate made of, for example, a silicon wafer having a thickness of about 400 μm, and a support film 2 made of a silicon nitride film having a thickness of about 1 μm is formed on the flat substrate 1 by a sputtering method or the like. Is formed. Further, the support membrane 2
A heat-sensitive resistance film 11 made of platinum or the like having a thickness of, for example, 0.2 μm is formed thereon by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like. The heat-sensitive resistive film 11 is patterned by using a photolithography method, a wet etching method, a dry etching method, or the like, thereby forming a current path. Then, on the heat-sensitive resistive film 11 or the support film 2, a thickness of about 0.
A protective film 3 made of 5 μm silicon nitride is formed by a sputtering method or the like.

【0034】さらに、保護膜3の上に第3の膜(上層
膜)として、厚さ約0.5μmの窒化シリコン膜22が
スパッタ法等により形成されている。このスパッタ法に
よる窒化シリコン膜22は連続成膜で形成されたもので
はなく、一旦大気暴露した後で成膜されたものである。
さらに、平板状基材1の支持膜2が形成されている方の
表面とは反対側の表面(裏面)に形成された裏面保護膜
16に写真製版法等によりエッチングホール17が形成
された後、例えばアルカリエッチング等を施すことによ
って、平板状基材1の一部が除去されて凹部12が形成
され、これによりダイヤフラム14が形成されている。
Further, a silicon nitride film 22 having a thickness of about 0.5 μm is formed on the protective film 3 as a third film (upper layer film) by a sputtering method or the like. The silicon nitride film 22 formed by the sputtering method is not formed by continuous film formation, but is formed by once exposing to the atmosphere.
Further, after an etching hole 17 is formed on the back surface protective film 16 formed on the surface (back surface) of the flat substrate 1 opposite to the surface on which the support film 2 is formed by photoengraving or the like. For example, by performing alkali etching or the like, a part of the flat base material 1 is removed to form the concave portion 12, thereby forming the diaphragm 14.

【0035】図5に示すような膜構造とすることによ
り、保護膜3のコラム状のポーラス構造体15が、第3
の膜(上層膜)である窒化シリコン膜22との界面で不
連続面を形成する。これにより、感熱抵抗膜11への湿
気の進入が妨げられ、感熱抵抗膜11の湿度に対する抵
抗値ドリフトが、窒化シリコン膜22を設けないものに
比較して、約50%低減される。
By forming the film structure as shown in FIG. 5, the columnar porous structure 15 of the protective film 3 becomes the third porous structure.
A discontinuous surface is formed at the interface with the silicon nitride film 22, which is the film (upper layer film). This prevents moisture from entering the heat-sensitive resistive film 11 and reduces the resistance drift of the heat-sensitive resistive film 11 with respect to humidity by about 50% as compared with the case where the silicon nitride film 22 is not provided.

【0036】実施の形態6.図6は、この発明の実施の
形態6にかかる流量検出素子の立面断面図である。図6
において、1は、例えば厚さ約400μmのシリコンウ
エハからなる平板状基材であり、この平板状基材1の上
に厚さ約1μmの窒化シリコン膜からなる支持膜2がス
パッタ法等により形成されている。さらに、支持膜2の
上に、例えば厚さ0.2μmの白金等よりなる感熱抵抗
膜11が蒸着法やスパッタ法等により着膜されている。
この感熱抵抗膜11は、写真製版法、ウエットエッチン
グ法あるいはドライエッチング法等を用いてパターニン
グされ、これにより電流路が形成されている。そして、
感熱抵抗膜11ないしは支持膜2の上に厚さ約0.5μ
mの窒化シリコン膜からなる保護膜3がスパッタ法等に
より形成されている。
Embodiment 6 FIG. FIG. 6 is an elevational sectional view of a flow rate detecting element according to a sixth embodiment of the present invention. FIG.
Numeral 1 is a flat substrate made of, for example, a silicon wafer having a thickness of about 400 μm, and a support film 2 made of a silicon nitride film having a thickness of about 1 μm is formed on the flat substrate 1 by a sputtering method or the like. Have been. Further, on the support film 2, a heat-sensitive resistive film 11 made of platinum or the like having a thickness of, for example, 0.2 μm is deposited by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like.
The heat-sensitive resistive film 11 is patterned by using a photolithography method, a wet etching method, a dry etching method, or the like, thereby forming a current path. And
About 0.5 μm thick on the heat-sensitive resistive film 11 or the support film 2
The protective film 3 made of a silicon nitride film having a thickness of m is formed by a sputtering method or the like.

【0037】さらに、保護膜3の上に第3の膜(上層
膜)として厚さ約0.2μmのリン(P)ドープSOG
(Spin On Glass)膜23が形成されている。このSOG
膜23はSiとOとPとを主成分としており(例えば、東
京応化製SOG、Type−2:Pドープ、P−Si−Film
用)、塗布形成後450°C以上でアニールを施すこと
により固化する。このSOG膜23は、リン(P)を含
有しているので高い吸湿性を有している。さらに、平板
状基材1の支持膜2が形成されている方の表面とは反対
側の表面(裏面)に形成された裏面保護膜16に写真製
版法等によりエッチングホール17が形成された後、例
えばアルカリエッチング等を施すことにより平板状基材
1の一部が除去されて凹部12が形成され、これにより
ダイヤフラム14が形成されている。
Further, a phosphorus (P) -doped SOG having a thickness of about 0.2 μm is formed on the protective film 3 as a third film (upper layer film).
(Spin On Glass) film 23 is formed. This SOG
The film 23 has Si, O and P as main components (for example, SOG, Type-2: P-doped, P-Si-Film manufactured by Tokyo Ohka).
), And is solidified by annealing at 450 ° C. or higher after coating. Since the SOG film 23 contains phosphorus (P), it has high hygroscopicity. Further, after an etching hole 17 is formed on the back surface protective film 16 formed on the surface (back surface) of the flat substrate 1 opposite to the surface on which the support film 2 is formed by photoengraving or the like. For example, a portion of the flat substrate 1 is removed by performing, for example, alkali etching or the like to form the concave portion 12, thereby forming the diaphragm 14.

【0038】図6に示すような膜構造とすることによ
り、第3の膜であるPドープSOG膜23は高い吸湿性
を持つ。このSOG膜23は、外部の湿気を吸収する作
用があり、これにより支持膜3のコラム状のポーラス構
造体15を通しての感熱抵抗膜11への湿気の進入が妨
げられ、感熱抵抗膜11の湿度に対する抵抗値ドリフト
が、SOG膜23を設けないものに比較して、約40%
低減される。
With the film structure shown in FIG. 6, the P-doped SOG film 23 as the third film has high hygroscopicity. The SOG film 23 has an action of absorbing external moisture, thereby preventing moisture from entering the heat-sensitive resistive film 11 through the columnar porous structure 15 of the support film 3, and the humidity of the heat-sensitive resistive film 11. Is about 40% lower than that in the case where the SOG film 23 is not provided.
Reduced.

【0039】実施の形態7.図7は、この発明の実施の
形態7にかかる流量検出素子の立面断面図である。図7
において、1は、例えば厚さ約400μmのシリコンウ
エハからなる平板状基材であり、この平板状基材1の上
に、厚さ約1μmの窒化シリコンからなる支持膜2がス
パッタ法等により形成されている。さらに、支持膜2の
上に、例えば厚さ0.2μmの白金等よりなる感熱抵抗
膜11が蒸着法やスパッタ法等により着膜されている。
この感熱抵抗膜11は、写真製版法、ウエットエッチン
グ法あるいはドライエッチング法等を用いてパターニン
グされ、これにより電流路が形成されている。そして、
感熱抵抗膜11ないしは支持膜2の上に厚さ約0.8μ
mの窒化シリコンからなる保護膜3がスパッタ法等によ
り形成されている。
Embodiment 7 FIG. 7 is an elevational sectional view of a flow rate detecting element according to a seventh embodiment of the present invention. FIG.
In the figure, reference numeral 1 denotes a flat substrate made of, for example, a silicon wafer having a thickness of about 400 μm, and a support film 2 made of silicon nitride having a thickness of about 1 μm is formed on the flat substrate 1 by a sputtering method or the like. Have been. Further, on the support film 2, a heat-sensitive resistive film 11 made of platinum or the like having a thickness of, for example, 0.2 μm is deposited by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like.
The heat-sensitive resistive film 11 is patterned by using a photolithography method, a wet etching method, a dry etching method, or the like, thereby forming a current path. And
About 0.8 μm thick on the heat-sensitive resistive film 11 or the support film 2
The protective film 3 made of m silicon nitride is formed by a sputtering method or the like.

【0040】さらに、保護膜3の上に第3の膜(上層
膜)として厚さ約0.2μmのSOG(Spin On Glass)膜
24が形成されている。このSOG膜24はSiとOと
を主成分としており(例えば、東京応化製SOG、Type
−2:Si−Film用)、塗布形成後600〜800°C以上
でアニールを施すことにより、吸湿性がほとんどなくな
る。さらに、平板状基材1の支持膜2が形成されている
方の表面とは反対側の表面(裏面)に形成された裏面保
護膜16に写真製版等の方法によりエッチングホール1
7が形成された後、例えばアルカリエッチング等を施す
ことによって、平板状基材1の一部が除去されて凹部1
2が形成され、これによりダイヤフラム14が形成され
ている。
Further, on the protective film 3, an SOG (Spin On Glass) film 24 having a thickness of about 0.2 μm is formed as a third film (upper layer film). The SOG film 24 contains Si and O as main components (for example, SOG, Type
-2: for Si-Film), annealing at 600 to 800 ° C. or higher after coating formation almost eliminates hygroscopicity. Further, the back surface protective film 16 formed on the surface (rear surface) of the flat substrate 1 opposite to the surface on which the support film 2 is formed is etched into the etching hole 1 by a method such as photolithography.
After the formation of the recesses 7, a portion of the flat substrate 1 is removed by performing, for example, alkali etching or the like, thereby forming the recesses 1.
2 are formed, whereby the diaphragm 14 is formed.

【0041】図7に示すような膜構造とすることによ
り、第3の膜であるSOG膜24は吸湿性を有しなくな
る。このSOG膜24は、保護膜3中へ湿気が通過する
のを妨げる作用があり、これによりコラム状のポーラス
構造体15を通しての感熱抵抗膜11への湿気の進入が
妨げられ、感熱抵抗膜11の湿度に対する抵抗値ドリフ
トが、SOG膜24を設けないものに比較して約70%
低減される。
By adopting the film structure shown in FIG. 7, the SOG film 24 as the third film does not have a hygroscopic property. The SOG film 24 has an effect of preventing moisture from passing through the protective film 3, thereby preventing moisture from entering the heat-sensitive resistance film 11 through the columnar porous structure 15, and Is about 70% lower than that without the SOG film 24.
Reduced.

【0042】実施の形態8.図8は、この発明の実施の
形態8にかかる流量検出素子の立面断面図である。図8
において、1は、例えば厚さ約400μmのシリコンウ
エハからなる平板状基材であり、この平板状基材1の上
に、厚さ約1μmの窒化シリコン膜からなる支持膜2が
スパッタ法等により形成されている。さらに、支持膜2
の上に、例えば厚さ0.2μmの白金等よりなる感熱抵
抗膜11が蒸着法やスパッタ法等により着膜されてい
る。この感熱抵抗膜11は、写真製版法、ウエットエッ
チング法あるいはドライエッチング法等を用いてパター
ニングされ、これにより電流路が形成されている。ま
た、感熱抵抗膜11ないしは支持膜2の上に厚さ約0.
9μmの窒化シリコン膜からなる保護膜3がスパッタ法
等により形成されている。
Embodiment 8 FIG. FIG. 8 is an elevational sectional view of a flow rate detection element according to Embodiment 8 of the present invention. FIG.
1 is a flat substrate made of, for example, a silicon wafer having a thickness of about 400 μm, and a support film 2 made of a silicon nitride film having a thickness of about 1 μm is formed on the flat substrate 1 by a sputtering method or the like. Is formed. Further, the support membrane 2
A heat-sensitive resistance film 11 made of platinum or the like having a thickness of, for example, 0.2 μm is formed thereon by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like. The heat-sensitive resistive film 11 is patterned by using a photolithography method, a wet etching method, a dry etching method, or the like, thereby forming a current path. Further, the heat-sensitive resistive film 11 or the support film 2 has a thickness of about 0.
A protective film 3 made of a 9 μm silicon nitride film is formed by a sputtering method or the like.

【0043】さらに、保護膜3の上に第3の膜(上層
膜)として厚さ約0.1μmのCとFとを主成分とする
フッ素化カーボン膜25がスパッタ法により形成されて
いる。このフッ素化カーボン膜25は高い撥水性を有し
ている。また、平板状基材1の支持膜2が形成されてい
る方の表面とは反対側の表面(裏面)に形成された裏面
保護膜16に写真製版等の方法でエッチングホール17
が形成された後、例えばアルカリエッチング等を施すこ
とによって、平板状基材1の一部が除去されて凹部12
が形成され、これによりダイヤフラム14が形成されて
いる。
Further, a fluorinated carbon film 25 having a thickness of about 0.1 μm and containing C and F as main components is formed as a third film (upper layer film) on the protective film 3 by a sputtering method. This fluorinated carbon film 25 has high water repellency. An etching hole 17 is formed on the back surface protective film 16 formed on the surface (back surface) of the flat substrate 1 opposite to the surface on which the support film 2 is formed by photolithography or the like.
Is formed, a portion of the flat substrate 1 is removed by performing, for example, alkali etching or the like, so that the concave portions 12 are formed.
Is formed, whereby the diaphragm 14 is formed.

【0044】図8に示すような膜構造とすることによ
り、第3の膜であるフッ素化カーボン膜25は高い撥水
性を持つ。このフッ素化カーボン膜25は、保護膜3中
へ湿気が通過するのを妨げる作用があり、これにより感
熱抵抗膜11への湿気の進入が妨げられ、感熱抵抗膜1
1の湿度に対する抵抗値ドリフトが、フッ素化カーボン
膜25を設けないものに比較して、約70%低減され
る。この撥水性の第3の膜はフッ素化カーボン膜に限ら
れるものではなく、同様な撥水性を持つものであればど
のようなものでもよい。また、保護膜3の表面をフッ素
化等により撥水性に改質することによっても同様の効果
が得られる。
With the film structure shown in FIG. 8, the fluorinated carbon film 25 as the third film has high water repellency. The fluorinated carbon film 25 has an effect of preventing moisture from passing into the protective film 3, thereby preventing moisture from entering the heat-sensitive resistance film 11.
1 is reduced by about 70% as compared with the case where the fluorinated carbon film 25 is not provided. This water-repellent third film is not limited to the fluorinated carbon film, but may be any film having the same water-repellency. The same effect can be obtained by modifying the surface of the protective film 3 to be water-repellent by fluorination or the like.

【0045】実施の形態9.図9及び図10は、それぞ
れ、前記の各実施の形態にかかる流量検出素子を用いた
流量センサの1つの実施の形態を示す正面図及び側面断
面図である。図9及び図10において、31は流量検出
素子であり、32は検出管路であり、33は流体の通路
である主通路であり、34は格子状の整流器であり、3
5は制御回路を収められたケースであり、36は該流量
センサに電源を供給したり出力を取り出すためのコネク
タである。このように、実施の形態1〜8にかかる流量
検出素子を組み込むことにより、各実施の形態にかかる
流量検出素子と同様の効果を奏する流量センサが得られ
る。
Embodiment 9 FIG. FIGS. 9 and 10 are a front view and a side cross-sectional view, respectively, showing one embodiment of a flow sensor using the flow detection element according to each of the above embodiments. 9 and 10, reference numeral 31 denotes a flow detecting element, reference numeral 32 denotes a detection pipeline, reference numeral 33 denotes a main passage which is a fluid passage, reference numeral 34 denotes a grid-shaped rectifier,
Reference numeral 5 denotes a case in which a control circuit is housed, and reference numeral 36 denotes a connector for supplying power to the flow rate sensor and extracting output. As described above, by incorporating the flow rate detection elements according to the first to eighth embodiments, a flow rate sensor having the same effects as those of the flow rate detection elements according to the respective embodiments can be obtained.

【0046】[0046]

【発明の効果】この発明によれば、以下に示すような顕
著な効果を奏する。すなわち、この発明の第1の態様に
かかる流量検出素子によれば、発熱部(感熱抵抗膜)と
その上側の保護膜との間に第3の絶縁膜である中間膜が
挟み込まれているので、発熱部の表面に到達する湿気を
低減することができ、発熱部の抵抗値変動を減少させる
ことができ、流量測定精度及び信頼性を向上させること
ができる。また、この流量検出素子は簡素な構造である
ので、簡単な製造工程で製造することができる。
According to the present invention, the following remarkable effects can be obtained. That is, according to the flow rate detecting element according to the first aspect of the present invention, the intermediate film as the third insulating film is interposed between the heat generating portion (thermosensitive resistance film) and the protective film on the heat generating portion. In addition, it is possible to reduce moisture reaching the surface of the heat generating part, reduce fluctuations in resistance value of the heat generating part, and improve flow measurement accuracy and reliability. Further, since the flow rate detecting element has a simple structure, it can be manufactured by a simple manufacturing process.

【0047】この発明の第2の態様にかかる流量検出素
子によれば、発熱部(感熱抵抗膜)とその上側の保護膜
との間にアモルファス構造を有する第3の絶縁膜である
中間膜が挟み込まれているので、発熱部の結晶方位がそ
の上側の保護膜に転写されるのが防止される。このた
め、保護膜はコラム状のポーラス構造体にならず、保護
膜を通しての湿気の進入を防ぐことができ、発熱部の抵
抗値変動をさらに減少させることができ、流量測定精度
及び信頼性を一層向上させることができる。
According to the flow rate detecting element according to the second aspect of the present invention, the intermediate film, which is the third insulating film having an amorphous structure, is provided between the heat-generating portion (heat-sensitive resistance film) and the protective film on the heat-generating portion. Since it is sandwiched, the crystal orientation of the heat generating portion is prevented from being transferred to the upper protective film. For this reason, the protective film does not become a column-shaped porous structure, it is possible to prevent moisture from entering through the protective film, it is possible to further reduce the fluctuation of the resistance value of the heat generating portion, and to improve the flow measurement accuracy and reliability. It can be further improved.

【0048】この発明の第3の態様にかかる流量検出素
子によれば、発熱部(感熱抵抗膜)とその上側の保護膜
との間に吸湿性を有しない第3の絶縁膜である中間膜が
挟み込まれているので、保護膜を通しての発熱部への湿
気の進入を防ぐことができ、発熱部の抵抗値変動をより
減少させることができ、流量測定精度及び信頼性をさら
に向上させることができる。
According to the flow rate detecting element of the third aspect of the present invention, the intermediate film which is the third insulating film having no hygroscopic property between the heat-generating portion (heat-sensitive resistive film) and the protective film thereabove. , The moisture can be prevented from entering the heat-generating portion through the protective film, the resistance value fluctuation of the heat-generating portion can be further reduced, and the flow measurement accuracy and reliability can be further improved. it can.

【0049】この発明の第4の態様にかかる流量検出素
子によれば、発熱部(感熱抵抗膜)上においてのみ、保
護膜との間に第3の膜である中間膜が挟み込まれている
ので、材料費を低減しつつ、保護膜を通しての発熱部へ
の湿気の進入を有効に防止することができ、発熱部の抵
抗値変動をより減少させることができ、流量測定精度及
び信頼性を向上させることができる。この場合、第3の
膜である中間膜は絶縁体である必要性はなく、したがっ
て材料選択の幅が広がり、このためプロセスの簡略化及
びコスト低減にも効果がある。
According to the flow rate detecting element according to the fourth aspect of the present invention, the intermediate film as the third film is interposed between the protective film and the heat generating portion (thermosensitive film) only. In addition, it is possible to effectively prevent moisture from entering the heat-generating part through the protective film while reducing material costs, further reduce fluctuations in the resistance of the heat-generating part, and improve flow rate measurement accuracy and reliability. Can be done. In this case, the intermediate film, which is the third film, does not need to be an insulator, so that a wider range of materials can be selected, and thus the process can be simplified and the cost can be reduced.

【0050】この発明の第5の態様にかかる流量検出素
子によれば、保護膜上に第3の膜である上層膜が形成さ
れているので、保護膜への湿気の拡散を少なくすること
ができ、発熱部(感熱抵抗膜)の抵抗値変動を減少させ
ることができ、流量測定精度及び信頼性を向上させるこ
とができる。
According to the flow rate detecting element of the fifth aspect of the present invention, since the upper film as the third film is formed on the protective film, it is possible to reduce the diffusion of moisture into the protective film. As a result, it is possible to reduce the variation in the resistance value of the heat generating portion (heat-sensitive resistive film), and to improve the flow measurement accuracy and reliability.

【0051】この発明の第6の態様にかかる流量検出素
子によれば、保護膜上に高い吸湿性を有する第3の膜で
ある上層膜が形成されているので、保護膜への湿気の拡
散を少なくすることができ、発熱部(感熱抵抗膜)の抵
抗値変動を減少させることができ、流量測定精度及び信
頼性を向上させることができる。
According to the flow rate detecting element of the sixth aspect of the present invention, since the upper film, which is the third film having high hygroscopicity, is formed on the protective film, the diffusion of moisture into the protective film is performed. Can be reduced, the fluctuation of the resistance value of the heat generating portion (heat-sensitive resistive film) can be reduced, and the accuracy and reliability of the flow measurement can be improved.

【0052】この発明の第7の態様にかかる流量検出素
子によれば、保護膜上に吸湿性を有しない第3の膜であ
る上層膜が形成されているので、保護膜への湿気の伝達
をなくすることができ、発熱部(感熱抵抗膜)の抵抗値
変動を一層減少させることができ、流量測定精度及び信
頼性をさらに向上させることができる。
In the flow rate detecting element according to the seventh aspect of the present invention, since the upper layer, which is the third layer having no hygroscopicity, is formed on the protective layer, the transmission of moisture to the protective layer is performed. , The fluctuation of the resistance value of the heat generating portion (thermosensitive resistance film) can be further reduced, and the accuracy and reliability of the flow measurement can be further improved.

【0053】この発明の第8の態様にかかる流量検出素
子によれば、保護膜上に高い撥水性を有する第3の膜で
ある上層膜が形成されているので、保護膜への湿気の伝
達をなくすことができ、発熱部(感熱抵抗膜)の抵抗値
変動をさらに減少させることができ、流量測定精度及び
信頼性を向上させることができる。
According to the flow rate detecting element according to the eighth aspect of the present invention, since the upper film, which is the third film having high water repellency, is formed on the protective film, the transfer of moisture to the protective film is achieved. Can be eliminated, the fluctuation in the resistance value of the heat generating portion (thermosensitive resistance film) can be further reduced, and the accuracy and reliability of the flow measurement can be improved.

【0054】この発明の第9の態様にかかる流量検出素
子によれば、ダイヤフラム構造とされているので、発熱
部から流体への熱伝達が促進され、流量測定精度及び信
頼性がさらに高められる。
According to the flow rate detecting element according to the ninth aspect of the present invention, since it has a diaphragm structure, heat transfer from the heat generating portion to the fluid is promoted, and the flow rate measurement accuracy and reliability are further enhanced.

【0055】この発明の第10の態様にかかる流量セン
サによれば、上記の流量検出素子を用いているので、こ
れらの流量検出素子と同様の効果を奏する流量センサが
得られる。すなわち、この流量センサによれば、湿度の
いかんにかかわらず、流体の流量ないしは流速を正確に
検出することができる。
According to the flow rate sensor according to the tenth aspect of the present invention, since the above flow rate detecting elements are used, a flow rate sensor having the same effect as these flow rate detecting elements can be obtained. That is, according to this flow sensor, the flow rate or flow rate of the fluid can be accurately detected regardless of the humidity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1にかかる流量検出素
子の立面断面図である。
FIG. 1 is an elevational sectional view of a flow rate detecting element according to a first embodiment of the present invention;

【図2】 この発明の実施の形態2にかかる流量検出素
子の立面断面図である。
FIG. 2 is an elevational sectional view of a flow rate detecting element according to a second embodiment of the present invention;

【図3】 この発明の実施の形態3にかかる流量検出素
子の立面断面図である。
FIG. 3 is an elevational sectional view of a flow rate detecting element according to a third embodiment of the present invention;

【図4】 この発明の実施の形態4にかかる流量検出素
子の立面断面図である。
FIG. 4 is an elevational sectional view of a flow rate detecting element according to a fourth embodiment of the present invention;

【図5】 この発明の実施の形態5にかかる流量検出素
子の立面断面図である。
FIG. 5 is an elevational sectional view of a flow rate detecting element according to a fifth embodiment of the present invention;

【図6】 この発明の実施の形態6にかかる流量検出素
子の立面断面図である。
FIG. 6 is an elevational sectional view of a flow rate detecting element according to a sixth embodiment of the present invention;

【図7】 この発明の実施の形態7にかかる流量検出素
子の立面断面図である。
FIG. 7 is an elevational sectional view of a flow rate detecting element according to a seventh embodiment of the present invention;

【図8】 この発明の実施の形態8にかかる流量検出素
子の立面断面図である。
FIG. 8 is an elevational sectional view of a flow rate detecting element according to an eighth embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態9にかかる流量センサ
の正面図である。
FIG. 9 is a front view of a flow rate sensor according to a ninth embodiment of the present invention.

【図10】 図9に示す流量センサの側面断面図であ
る。
10 is a side sectional view of the flow sensor shown in FIG. 9;

【図11】 従来のブリッジタイプの感熱式流量検出素
子の立面断面図である。
FIG. 11 is an elevational sectional view of a conventional bridge-type thermosensitive flow rate detecting element.

【図12】 図11に示す従来の流量検出素子の平面図
である。
FIG. 12 is a plan view of the conventional flow rate detecting element shown in FIG.

【図13】 従来のダイヤフラムタイプの感熱式流量検
出素子の立面断面図である。
FIG. 13 is an elevational sectional view of a conventional diaphragm-type thermosensitive flow rate detecting element.

【図14】 図13に示す従来の流量検出素子の平面図
である。
FIG. 14 is a plan view of the conventional flow rate detecting element shown in FIG.

【図15】 従来の流量検出素子の立面断面図である。FIG. 15 is an elevational sectional view of a conventional flow rate detecting element.

【図16】 従来の流量検出素子の外気の湿度と抵抗値
ドリフトとの関係を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the humidity of outside air and the drift in resistance of a conventional flow rate detecting element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 平板状基材、2 支持膜、3 保護膜、4 発熱抵
抗、5 測温抵抗、6 測温抵抗、7 比較抵抗、8
開口部、9 空気スペース、10 矢印、11 感熱抵
抗膜、12 凹部、13 ブリッジ、14 ダイヤフラ
ム、15 コラム状のポーラス構造体、16 裏面保護
膜、17 エッチングホール、18スパッタ酸化シリコ
ン膜、19 CVD酸化シリコン膜、20 ノンドープ
SOG膜、21 アモルファスシリコン膜、22 スパ
ッタ窒化シリコン膜、23リンドープSOG膜、24
ノンドープSOG膜、25 フッ素化カーボン膜、31
流量検出素子、32 検出管路、33 主通路、34
整流器、35 ケース、36 コネクタ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plate-shaped base material, 2 Support film, 3 Protective films, 4 Heat generation resistance, 5 RTD, 6 RTD, 7 Comparative Resistance, 8
Opening, 9 air space, 10 arrow, 11 thermal resistance film, 12 recess, 13 bridge, 14 diaphragm, 15 columnar porous structure, 16 back protective film, 17 etching hole, 18 sputtered silicon oxide film, 19 CVD oxidation Silicon film, 20 non-doped SOG film, 21 amorphous silicon film, 22 sputtered silicon nitride film, 23 phosphorus-doped SOG film, 24
Non-doped SOG film, 25 fluorinated carbon film, 31
Flow detection element, 32 detection pipeline, 33 main passage, 34
Rectifier, 35 cases, 36 connectors.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堤 和彦 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on front page (72) Inventor Kazuhiko Tsutsumi 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Corporation

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平板状の基材と、 上記基材の表面に配置された絶縁性の支持膜と、 上記支持膜の上に配置され該支持膜によって支持され
た、感熱抵抗膜よりなる複数の発熱部と、 上記発熱部の上に配置され上記発熱部を保護する絶縁性
の保護膜とを備えていて、 計測流体の流れの方向にみて上流側と下流側の発熱部の
加熱電流の差に相当する量に基づいて、上記計測流体の
流量を計測する感熱式の流量検出素子であって、 上記発熱体と上記保護膜との間に、水分の移動を妨げる
絶縁性の中間膜が挟み込まれていることを特徴とする流
量検出素子。
1. A substrate comprising: a flat substrate; an insulating support film disposed on a surface of the substrate; and a heat-sensitive resistive film disposed on the support film and supported by the support film. And a protective insulating film disposed on the heating section to protect the heating section, wherein the heating current of the upstream and downstream heating sections in the flow direction of the measurement fluid is measured. A heat-sensitive flow rate detection element that measures the flow rate of the measurement fluid based on the amount corresponding to the difference, wherein an insulating intermediate film that prevents movement of moisture is provided between the heating element and the protective film. A flow rate detecting element characterized by being sandwiched.
【請求項2】 上記中間膜がアモルファス構造を有する
ことを特徴とする、請求項1に記載の流量検出素子。
2. The flow detecting element according to claim 1, wherein the intermediate film has an amorphous structure.
【請求項3】 上記中間膜が非吸湿性であることを特徴
とする、請求項1に記載の流量検出素子。
3. The flow detecting element according to claim 1, wherein the intermediate film is non-hygroscopic.
【請求項4】 上記中間膜が上記発熱体の上側にのみ存
在することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1つ
に記載の流量検出素子。
4. The flow detecting element according to claim 1, wherein the intermediate film is provided only above the heating element.
【請求項5】 平板状の基材と、 上記基材の表面に配置された絶縁性の支持膜と、 上記支持膜の上に配置され該支持膜によって支持され
た、感熱抵抗膜よりなる複数の発熱部と、 上記発熱部の上に配置され、上記発熱部を保護する絶縁
性の保護膜とを備えていて、 計測流体の流れの方向にみて上流側と下流側の発熱部の
加熱電流の差に相当する量に基づいて、上記計測流体の
流量を計測する感熱式の流量検出素子であって、 上記保護膜の上に水分の移動を妨げる上層膜が形成され
ていることを特徴とする流量検出素子。
5. A plurality of substrates each comprising a flat substrate, an insulating support film disposed on the surface of the substrate, and a heat-sensitive resistive film disposed on the support film and supported by the support film. And an insulating protective film disposed on the heating section to protect the heating section. The heating current of the heating section on the upstream and downstream sides in the flow direction of the measurement fluid. A heat-sensitive flow rate detecting element that measures the flow rate of the measurement fluid based on an amount corresponding to the difference between the two, wherein an upper layer film that prevents movement of moisture is formed on the protective film. Flow detection element.
【請求項6】 上記上層膜が高吸湿性であることを特徴
とする、請求項5に記載の流量検出素子。
6. The flow rate detecting element according to claim 5, wherein the upper layer film has high hygroscopicity.
【請求項7】 上記上層膜が非吸湿性であることを特徴
とする、請求項5に記載の流量検出素子。
7. The flow rate detecting element according to claim 5, wherein the upper layer film is non-hygroscopic.
【請求項8】 上記上層膜が高撥水性であることを特徴
とする、請求項5に記載の流量検出素子。
8. The flow rate detecting element according to claim 5, wherein the upper layer film has high water repellency.
【請求項9】 上記発熱部に対応する領域で上記基材が
部分的に除去されてダイヤフラム構造をなすことを特徴
とする、請求項1〜8のいずれか1つに記載の流量検出
素子。
9. The flow rate detecting element according to claim 1, wherein the base material is partially removed in a region corresponding to the heat generating portion to form a diaphragm structure.
【請求項10】 請求項1〜9のいずれか1つに記載の
流量検出素子を用いて計測流体の流量を検出するように
なっていることを特徴とする流量センサ。
10. A flow rate sensor, wherein the flow rate of a measurement fluid is detected using the flow rate detection element according to claim 1. Description:
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