DE10231953A1 - Dünnschichtsensor, Verfahren zur Herstellung eines Dünnschichtsensors und Flusssensor - Google Patents

Dünnschichtsensor, Verfahren zur Herstellung eines Dünnschichtsensors und Flusssensor

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Abstract

Ein Flusssensor beinhaltet ein Substrat 1, in dem ein Hohlraum 1a ausgebildet ist. Eine Dünnschichtstruktur 10 wird über dem Hohlraum 1a angeordnet. Die Dünnschichtstruktur 10 beinhaltet eine strukturierte Vielschichtlage 3a, 3b. Eine Scheinschichtlage 11, 12 ist oder eine Anzahl von Scheinschichtlagen 11, 12 sind in enger Nähe zu der strukturierten Vielschichtlage 3a, 3b zum Schutz der Vielschichtlage 3a, 3b von der Wirkung eines Reduktionsgases ausgebildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Dünnschichtsensor mit einer Dünnschicht, die ein Paar isolierender Schichten beinhaltet, welche eine metallische Widerstandsschicht sandwichartig umgeben, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Dünnschichtsensors, einen Flusssensor mit der Dünnschicht und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Flusssensors.
  • Flusssensoren, Infrarotlichtsensoren und Gassensoren sind Beispiele für Dünnschichtsensoren mit einer Widerstandsschicht (metallische Widerstandsschicht) aus einem Metall wie etwa Platin auf einer Mikrobrücke oder einer Membran, die auf temperaturabhängigen Veränderungen des Widerstands der metallischen Widerstandsschicht zur Abtastung beruhen.
  • Im Allgemeinen beinhalten derartige Sensoren eine untere isolierende Schicht, eine metallische Widerstandsschicht und eine obere isolierende Schicht, die in Schichten auf einem Substrat zur Ausbildung einer Dünnschicht abgeschieden sind. Üblicherweise wird eine aus einem Metalloxid bestehende Haftschicht zwischen der unteren isolierenden Schicht und der metallischen Widerstandsschicht zur Verbesserung der Haftung zwischen der metallischen Widerstandsschicht und der isolierenden Schicht (SiO2 oder SiN) und zur Vermeidung eines Abschälens der metallischen Widerstandsschicht angeordnet.
  • Um aus den temperaturabhängigen Veränderungen bei dem Widerstand der metallischen Widerstandsschicht einen Vorteil zu ziehen, wird die metallische Widerstandsschicht zusammen mit der Haftschicht darunter in Schlangenlinien strukturiert. Eine zum Abtasten verwendete Leiterbahn wird aus einer aus der metallischen Widerstandsschicht und der Haftschicht bestehenden strukturierten Multischichtlage ausgebildet.
  • Die vorliegenden Erfinder entdeckten, dass der thermische Widerstandskoeffizient (TCR) der Schlangenlinien als Folge einer Wärmebehandlung sinkt, welche stattfindet, nachdem die untere isolierende Schicht und die Schlangenlinien (die aus Metalloxid ausgebildete Haftschicht und die metallische Widerstandsschicht) auf dem Substrat für einen bekannten Dünnschichtsensor ausgebildet werden.
  • Nachstehend wird ein Beispiel für einen Flusssensor bezüglich des Problems eines sinkenden TCR bei den Schlangenlinien betrachtet. Die Fig. 11 und 12 zeigen einen bekannten Dünnschichtflusssensor. Fig. 12 zeigt Strukturen der Aktivteile 3, 4 und 5 bei dem Flusssensor.
  • Eine Dünnschicht (Membran) 10 ist auf einem Substrat 1 ausgebildet, das einen Hohlraum 1a aufweist, und bedeckt den Hohlraum 1a. Ein Heizelement 5 und ein Temperatursensor 4, welche zwei der Aktivteile sind, sind auf der Dünnschicht 10 über dem Hohlraum 1a ausgebildet. Ein Flussthermometer 3, das ebenfalls ein aktiver Teil ist, ist auf der Dünnschicht 10 auf dem Substrat 1 aber nicht über dem Hohlraum 1a ausgebildet.
  • Die Aktivteile 3, 4, 5 sind in gestreiften Strukturen ausgebildet. Das Flussthermometer 3, der Temperatursensor 4 und das Heizelement 5 sind in dieser Reihenfolge entlang dem durch den Pfeil in Fig. 11 angezeigten Pfad angeordnet, der zudem in die Flussrichtung der Flüssigkeit zeigt.
  • Bei diesem Flusssensor wird das Heizelement 5 derart aktiviert, dass die Temperatur des Heizelements 5 um einen vorgeschriebenen Pegel oberhalb der Flüssigkeitstemperatur liegt, die durch das Flussthermometer 3 erfasst wird. Wenn die Flussrichtung gemäß dem Pfeil aus Fig. 11 ist, verliert der Temperatursensor 4 Wärme und die Temperatur des Temperatursensors 4 fällt. Wenn die Flussrichtung zu dem Pfeil entgegengesetzt ist, empfängt der Temperatursensor 4 Wärme und seine Temperatur steigt. Es ist daher möglich, die Flussrichtung und den Durchfluss aus der Temperaturdifferenz zwischen dem Temperatursensor 4 und dem Flussthermometer 3 zu erfassen. Die Temperatur wird aus den Veränderungen beim Widerstand der metallischen Leitungen gemessen (erfasst), die das Flussthermometer 3 und den Temperatursensor 4 beinhalten.
  • Die Fig. 13A bis 13D und die Fig. 14A bis 14C zeigen ein allgemein verwendetes Herstellungsverfahren für einen derartigen Flusssensor. Die Fig. 13A bis 13D und die Fig. 14A bis 14C zeigen die Schritte zur Herstellung des Flusssensors gemäß Fig. 14C. Fig. 14C zeigt einen vereinfachten Querschnitt entlang der Linie 14-14 aus Fig. 11.
  • Zunächst wird gemäß Fig. 13A eine Siliziumnitridschicht 21 durch ein Niederdruck-CVD-Verfahren auf einer Oberfläche eines Siliziumsubstrats 1 abgeschieden. Sodann wird eine Siliziumoxidschicht 22 durch ein Plasma-CVD- Verfahren auf dieser Schicht zur Ausbildung einer unteren isolierenden Schicht 2 abgeschieden, die aus den zwei Schichten 21 und 22 besteht (Ausbildungsschritt der unteren isolierenden Schicht). Sodann werden die Schichteigenschaften der unteren isolierenden Schicht 2(Stabilität bezüglich Verspannung und Festigkeit) durch einen Ausheilvorgang in einem Ofen mit einer Stickstoffatmosphäre verbessert (Ausheilschritt der unteren isolierenden Schicht).
  • Dann wird gemäß Fig. 13B eine aus einer Titanschicht 3a, einer Haftschicht, einer Platinschicht 3b und einer metallischen Widerstandsschicht bestehende und in dieser Reihenfolge gestapelte Multischichtlage 3c auf der unteren isolierenden Schicht 2 durch eine Gasphasenabscheidung oder einen Sputtervorgang abgeschieden. Daraufhin wird die Multischichtlage 3c in einem Ofen mit einer Stickstoffatmosphäre zur Verbesserung der Schichteigenschaften und des TCR ausgeheilt. Mit dem Ausheilschritt verwandelt sich die Titanschicht 3a in ein Metalloxid, welches die Haftschicht ausmacht (bei diesem Beispiel Titanoxid). Sodann wird eine Lackschicht 4a mit den Aktivteilen 3, 4, 5 entsprechenden Strukturen auf der Vielschichtlage 3c ausgebildet.
  • Gemäß Fig. 13C wird nunmehr unter Verwendung der Lackschicht 4a als Maske die Vielschichtlage 3c beispielsweise durch einen Ionenmahlvorgang zur Ausbildung der Aktivteile 3, 4, 5 geätzt. Die soweit beschriebenen Schritte beinhalten einen Schritt zur Abscheidung der Vielschichtlage 3c, einen Schritt zum Ausheilen und Strukturieren, einen Schritt zur Ausbildung der aus einem Metalloxid bestehenden Haftschicht auf der unteren isolierenden Schicht 2 (Haftschichtausbildungsschritt), einen Schritt zur Ausbildung einer aus einem Metall bestehenden Widerstandsschicht 3b, auf der Haftschicht (Widerstandsschichtausbildungsschritt) sowie einen Schritt zur Ausbildung der Aktivteile 3, 4, 5 (Aktivteilausbildungsschritt).
  • Sodann wird eine Siliziumoxidschicht 61 durch ein Verfahren wie etwa Plasma-CVD zur Bedeckung der Aktivteile 3, 4, 5 auf der unteren isolierenden Schicht 2 abgeschieden. Nach einem Ausheilschritt, der in einem Ofen mit einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt wird, wird eine Siliziumnitridschicht 62 durch ein Verfahren wie etwa Niederdruck-CVD zur Ausbildung einer oberen isolierenden Schicht 6 abgeschieden, die aus den beiden Schichten 61 und 62 besteht (Ausbildungsschritt der oberen isolierenden Schicht).
  • Sodann werden gemäß Fig. 13D Öffnungen 7a in der oberen isolierenden Schicht 6 zur Ausbildung von Kontaktflächen 7 (in Fig. 11 gezeigt) für die Aktivteile 3, 4, 5 ausgebildet. Gemäß Fig. 14A werden die beispielsweise aus Gold (AU) ausgebildeten Kontaktflächen 7 durch Verfahren eaie etwa Gasphasenabscheidung, Sputtern, Fotolithografie und Ätzen ausgebildet.
  • Gemäß Fig. 14B wird eine Siliziumoxidschicht 8 durch beispielsweise ein Verfahren wie etwa Plasma-CVD auf der anderen Oberfläche des Siliziumsubstrats 1 ausgebildet. Diese Schicht 8 wird sodann zur Ausbildung einer Öffnung 8a geätzt, welche dem vorstehend angeführten Hohlraum 1a entspricht. Danach wird gemäß Fig. 14C die Siliziumoxidschicht 8 als Maske zum anisotropen Ätzen auf dem Siliziumsubstrat 1 verwendet, so dass der Hohlraum 1a ausgebildet und die Siliziumnitridschicht 21 auf der anderen Seite des Siliziumsubstrats 1 freigelegt wird (Hohlraumausbildungsschritt).
  • Unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Schritte ist eine Herstellung des in Fig. 11 gezeigten Flusssensors möglich. Gemäß Fig. 14C beinhaltet die Struktur des Flusssensors die über dem Hohlraum 1a auf dem Substrat 1 ausgebildete Dünnschichtstruktur 10, welche den Hohlraum 1a beinhaltet, wobei diese Dünnschichtstruktur 10 die untere isolierende Schicht 2, die aus einem Metalloxid bestehende Haftschicht 3a, die metallische Widerstandsschicht 3b und die obere isolierende Schicht 6 beinhaltet, welche aufeinander auf dem Substrat 1 gestapelt sind. Die Aktivteile 3, 4, 5 werden ausgebildet, indem die aus der Haftschicht 3a und der Widerstandsschicht 3b bestehende Multischichtlage 3a in vorbestimmte Muster strukturiert wird.
  • Das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren erfordert einige Hochtemperaturverarbeitungsschritte, nachdem die Aktivteile 3, 4, 5 ausgebildet sind, inklusive dem Hochtemperaturabscheidungsschritt für die obere isolierende Schicht 2 und dem Ausheilschritt zur Verbesserung der Stabilität sowie der TCR-Eigenschaften der Aktivteile 3, 4, 5 wie auch zur Verbesserung der isolierenden Schichten 2 und 6 bezüglich der Festigkeit und der Verspannungsstabilität.
  • Bei diesem Herstellungsvorgang verschlechtern sich die TCR-Eigenschaften der Aktivteile 3, 4, 5 mit der für das Niederdruck-CVD-Verfahren zur Abscheidung der Siliziumnitridschicht 62 für die obere isolierende Schicht 6 verwendeten Hochtemperatur (annähernd 800°C) oder während dem Ausheilschritt für die PE-SiN-Schicht 62, welche der Abscheidung der Siliziumnitridschicht 62 durch einen Niedertemperatur-Plasma-CVD-Vorgang folgt.
  • Die Ursache dieser Degradation wird bei dem in Fig. 15 dargestellten Mechanismus vermutet. Reduktionsgaswirkstoffe wie etwa Wasserstoff (in Fig. 15 durch den Buchstaben H symbolisiert) werden durch ein Quellgas während der Abscheidung der Siliziumnitridschicht 62 oder durch das Ausheilen der Nitridschicht 62 erzeugt. Die Aktivteile 3, 4, 5 sind dieser Reduktionsgasatmosphäre bei einer hohen Temperatur ausgesetzt.
  • Als Folge dieser Aussetzung wird die metallische Oxidschicht, welche die Haftschicht bei den Aktivteilen 3, 4, 5 (beispielsweise TiO2) ausmacht, auf ein Metall zurückreduziert. Die reduzierten Metallatome diffundieren in die metallische Widerstandsschicht (Platinschicht). Als Folge sinkt der TCR für die Aktivteile 3, 4, 5. Daher ist es nötig, eine Reduktion des Metalloxids in der Haftschicht zu vermeiden.
  • Genauer ist die während des Niederdruck-CVD-Vorgangs für die Siliziumnitridschicht 62 stattfindende Reaktion SiH2Cl2 + NH3 → Si3N4 + H2 + HCl. Wasserstoff wird erzeugt und eine große Menge von Wasserstoff wird in die Siliziumoxidschichten 22 und 61 eingebaut. Wenn die bei einer niederen Temperatur ausgebildete PE-SiN-Schicht andererseits bei einer hohen Temperätur ausgeheilt wird, erzeugt die PE-SiN-Schicht Wasserstoff, wenn die Siliziumoxidschichten 22 und 61 eingebaut werden.
  • Gemäß diesem theoretischen Mechanismus wäre es unmöglich, eine Verringerung bei dem TCR für die Aktivteile 3, 4, 5 vollständig zu vermeiden. Aufgrund der Strukturierung der Aktivteile 3, 4, 5 wird der Reduktionsgaswirkstoff in die Siliziumoxidschichten 22 und 61 bei den die Aktivteile 3, 4, 5 umgebenden Bereichen A (in Fig. 15 gezeigt) eingebaut, wo die Aktivteile 3, 4, 5 nicht vorhanden sind, durch die Oxidschichten diffundieren und bei den Aktivteilen 3, 4, 5 ankommen.
  • Die metallische Oxidschicht, welche die Haftschicht ausmacht, wird in einem noch größeren Ausmaße aufgrund des zusätzlichen Reduktionsgaswirkstoffes aus den Bereichen A reduziert. Folglich verringern sich die TCR- Werte für die Aktivteile 3, 4, 5 signifikant.
  • Bei einer Vorrichtung wie einem Flusssensor, bei dem die Aktivteile 3, 4, 5 in mehrere verschiedene Formen strukturiert sind, werden sich die Größen der in die verschiedenen Aktivteile umgebenden Bereiche A (Oberflächenbereich) voneinander unterscheiden.
  • Aufgrund der unterschiedlichen von den Aktivteilen 3, 4, 5 gespielten Rollen variieren außerdem die Schlangenlinienbreiten. Bei einem Flusssensor werden beispielsweise die für das Heizelement 5, den Temperatursensor 4 und das Flussthermometer 3 erforderlichen Widerstandswerte durch die Ansteuerungsschaltungen bestimmt. Der Widerstandswert für das Heizelement 5 beträgt etwa einige hundert Ohm, während die Widerstandswerte für den Temperatursensor 4 und das Flussthermometer 3 bei einigen Kilo-Ohm liegen.
  • Weil die Größen der Umgebungsbereiche A und die Linienbreiten der Aktivteile variieren, werden unterschiedliche Mengen des Reduktionsgaswirkstoffs in die verschiedenen Aktivteile eingebaut. Aus diesem Grund ist außerdem das Ausmaß, um das der TCR sinkt, unter den verschiedenen Aktivteilen inkonsistent. Dieses Problem kann den Entwurf der Ansteuerungsschaltungen komplizieren und sollte vermieden werden.
  • Daher sind Dünnschichtsensoren im Allgemeinen inklusive dem vorstehend beschriebenen Flusssensor anfällig für das Problem eines verminderten TCRs bei den Aktivteilen, wenn diese Dünnschichtsensoren durch eine Multischichtlage ausgebildete Aktivteile aufweisen, die eine untere Elektrodenisolationsschicht auf einem Substrat, eine aus einem Metalloxid bestehende Haftschicht, eine metallische Widerstandsschicht und eine obere isolierende Schicht beinhalten, die aufeinander abgeschieden und strukturiert sind, weil ein Reduktionsgaswirkstoff während der Abscheidung der oberen isolierenden Schicht nach dem Ausbilden der Aktivteile und während des Ausheilens erzeugt wird.
  • Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, sich des vorstehend beschriebenen Problems anzunehmen und die Verringerung bei den TCR-Werten bei den Aktivteilen bei einem Dünnschichtsensor zu minimieren.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch einen Dünnschichtsensor mit: einer unteren isolierenden Schicht; einer Haftschicht, die ein Metalloxidmaterial beinhaltet; einer Widerstandsschicht, die ein Metall beinhaltet, wobei die Haftschicht und die Widerstandsschicht eine Vielschichtlage ausbilden; einer oberen isolierenden Schicht, wobei die untere isolierende Schicht, die Haftschicht und die Widerstandsschicht auf einem Substrat gestapelt sind, wobei zumindest ein Teil der oberen isolierenden Schicht Siliziumnitrid ist; einem Aktivteil, der durch Strukturierung der Vielschichtlage in eine vorbestimmte Gestalt ausgebildet ist; und einer Scheinschichtlage; die aus demselben Material wie der Aktivteil ausgebildet ist, wobei die Schichtlage in enger Nähe zu dem Aktivteil angeordnet ist. Die Scheinschicht schützt die Aktivteile vor den Wirkungen des Reduktionsgases.
  • Gemäß einer Abwandlung ist die erfindungsgemäße Lösung ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnschichtsensors mit den Schritten: Ausbilden einer unteren isolierenden Schicht; Ausbilden einer Haftschicht auf der unteren isolierenden Schicht, wobei die Haftschicht ein Metalloxidmaterial aufweist; Ausbilden einer Widerstandsschicht auf der Haftschicht, wobei die Widerstandsschicht ein Metall aufweist, und wobei die Widerstandsschicht und die Haftschicht eine Vielschichtlage ausbilden; Ausbilden eines Aktivteils durch Strukturieren der Vielschichtlage in eine vorbestimmte Gestalt; Ausbilden einer Scheinschichtlage gleichzeitig mit dem Ausbilden des Aktivteils; Ausbilden einer oberen isolierenden Schicht zum Bedecken des Aktivteils durch Ausbilden einer Siliziumnitridschicht durch ein Plasma-CVD-Verfahren; und Ausheilen der Siliziumnitridschicht. Die Scheinlagenschicht schützt die Aktivteile vor den Wirkungen des Reduktionsgases.
  • Gemäß einer weiteren Abwandlung ist die erfindungsgemäße Lösung ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnschichtsensors mit den Schritten: Ausbilden einer unteren isolierenden Schicht; Ausbilden einer Haftschicht auf der unteren isolierenden Schicht, wobei die Haftschicht ein Metalloxidmaterial aufweist; Ausbilden einer Widerstandsschicht auf der Haftschicht, wobei die Widerstandsschicht ein Metall aufweist, und wobei die Widerstandsschicht und die Haftschicht eine Vielschichtlage ausbilden; Ausbilden eines Aktivteils durch Strukturieren der Vielschichtlage in eine vorbestimmte Gestalt; Ausbilden einer oberen isolierenden Schicht zum Bedecken des Aktivteils durch Ausbilden einer Siliziumnitridschicht durch ein Plasma-CVD-Verfahren; Ausbilden von Durchverbindungen, um die Siliziumnitridschicht zu durchqueren; und Ausheilen der Siliziumnitridschicht. Der Reduktionsgaswirkstoff wird durch die bei diesem Verfahren ausgebildeten Durchverbindungen mit Leichtigkeit freigegeben.
  • Fig. 1 zeigt eine Draufsicht der Schlüsselelemente eines ersten Beispiels des Flusssensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • Fig. 2 zeigt eine grafische Darstellung der Wirkungen des ersten Beispiels gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beim Unterdrücken von Verringerungen bei den TCR-Werten;
  • Fig. 3 zeigt eine Draufsicht von Schlüsselelementen bei einem zweiten Beispiel für den Flusssensor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • Fig. 4 zeigt eine Draufsicht von Schlüsselelementen bei einem dritten Beispiel des Flusssensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • Fig. 5 zeigt eine Draufsicht von Schlüsselelementen bei einem vierten Beispiel des Flusssensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Schnittansicht des ersten Beispiels des Flusssensors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • Fig. 7 zeigt eine vereinfachte Schnittansicht eines zweiten Beispiels des Flusssensors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • Fig. 8 zeigt eine vereinfachte Schnittansicht eines dritten Beispiels des Flusssensors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • Fig. 9 zeigt eine vereinfachte Schnittansicht eines ersten Beispiels des Flusssensors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • Fig. 10 zeigt eine vereinfachte Schnittansicht eines zweiten Beispiels des Flusssensors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
  • Fig. 11 zeigt eine Perspektivansicht eines bekannten Flusssensors;
  • Fig. 12 zeigt eine Draufsicht von Schlangenmustern der Aktivteile bei dem Flusssensor gemäß Fig. 11;
  • Fig. 13A bis 13D zeigen Schnittansichten der Herstellungsschritte für den Flusssensor gemäß Fig. 11;
  • Fig. 14A bis 14C zeigen Schnittansichten der Schritte, welche dem in Fig. 13D gezeigten Herstellungsschritt folgen; und
  • Fig. 15 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung einer Theorie, wie die TCR-Werte bei den Aktivteilen sinken.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 1 besteht ein Substrat 1 aus einem Halbleitersubstrat (bei dem vorliegenden Beispiel ein Siliziumsubstrat), wie etwa ein einkristallines Siliziumsubstrat, und beinhaltet einen Hohlraum 1a oder eine Aushöhlung, die sich durch das Substrat erstreckt (vgl. Fig. 6). Eine Dünnschichtstruktur 10 wird auf dem Substrat 1 zur Bedeckung des Hohlraums 1a ausgebildet.
  • Gemäß Fig. 14C beinhaltet die Dünnschichtstruktur 10 eine untere isolierende Schicht 2 (bei dem vorliegenden Beispiel Siliziumnitridschicht 21 und Siliziumoxidschicht 22), eine aus einem Metalloxid (bei dem vorliegenden Beispiel Titanoxid) bestehende Haftschicht 3a, eine aus einem Metall (bei dem vorliegenden Beispiel Platin) bestehende Widerstandsschicht 3b sowie eine obere isolierende Schicht 6 (bei dem vorliegenden Beispiel Siliziumoxidschicht 61 und Siliziumnitridschicht 62), die auf einer Seite des Substrats 1 aufeinandergestapelt sind. Eine Vielschichtlage 3c, die eine Haftschicht 3a und eine Widerstandsschicht 3d beinhaltet, wird in rechteckige Streifen (parallel zueinander verlaufende Linien) zur Ausbildung von Aktivteilen 3, 4, 5 strukturiert.
  • Bei dem ersten Beispiel gemäß Fig. 1 werden aus demselben Material wie die Aktivteile 3, 4, 5 (bei dem vorlieaienden Beispiel Platin und Titanoxid) ausgebildete Scheinschichtlagen 11 auf der oberen isolierenden Schicht 2 ausgebildet, um jedes der Aktivteile 3, 4 und 5 in derselben Ebene wie die Aktivteile 3, 4, 5 (mit anderen Worten, auf der Oberfläche der Siliziumoxidschicht 22) vollständig zu umgeben.
  • Die Scheinschichtlagen 11 können gleichzeitig wie die Aktivteile 3, 4; 5 (vgl. Fig. 13B) durch Abscheidung der Vielschichtlage 3c ausgebildet werden, welche durch die aufeinanderfolgende Abscheidung der Titanschicht 3a, der Haftschicht, der Platinschicht 3b und der metallischen Widerstandsschicht und durch Ausheilen und Ätzen der Vielschichtlage 3c gemäß Fig. 13C ausgebildet wird. Die Maskenstrukturen für die Resistlackschicht 4a sollten mit anderen Worten die Aktivteile 3, 4, 5 und die Scheinschichtlagen 11 gemäß Fig. 1 wiedergeben.
  • Anders gesagt, der Flusssensor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann mit einem Ausbildungsschritt für die untere isolierende Schicht zur Ausbildung der unteren isolierenden Schicht 2 auf der Oberfläche des Substrats 1, einem Ausheilschritt für die untere isolierende Schicht, einem Schritt zur Ausbildung der Haftschicht, einem Schritt zur Ausbildung der Widerstandsschicht, einem Schritt zur Ausbildung der Aktivteile 3, 4, 5 und der Scheinschichtlagen 11 und Schritte zur Ausbildung der oberen isolierenden Schicht und des Hohlraums 1a hergestellt werden.
  • Eine Siliziumnitridschicht 62, welche eine obere Lage bei einer oberen isolierenden Schicht 6 ist, kann durch ein Hochtemperatur-, ein Niederdruck-CVD-Verfahren (LP-SiN- Schicht) oder durch einen Niedertemperatur-Plasma-CVD- Schritt gefolgt von einem Hochtemperaturausheilvorgang (PE-SiN-Schicht) ausgebildet werden. Mit jedem der Verfahren wird der Reduktionsgaswirkstoff wie etwa Wasserstoff gemäß Vorstehendem erzeugt werden.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Scheinschichtlagen 11 ausgebildet, die aus denselben Materialien wie die Aktivteile 3, 4, 5 ausgebildet sind, um die Aktivteile 3, 4, 5 auf derselben Ebene wie die Aktivteile 3, 4, 5 auf der unteren isolierenden Schicht 2 gemäß Fig. 1 vollständig zu umgeben, um sich des durch die Reduktionsgaswirkstoffe verursachten Problems der verringerten TCR-Werte bei den Aktivteilen anzunehmen.
  • Weil die Scheinschichtlagen 11 in Bereichen vorliegen, welche die Aktivteile 3, 4, 5 im Wesentlichen umgeben, und wo die Aktivteile 3, 4, 5 nicht vorhanden sind, wird der während des Niederdruck-CVD-Vorgangs für die Siliziumnitridschicht 62 oder die obere isolierende Schicht 6 oder während dem der Plasma-CVD-Behandlung nachfolgenden Ausheilschritt erzeugte Wasserstoffreduktionsgaswirkstoff durch die Scheinschichtlagen 11 aufgenommen.
  • Der bei den Scheinschichtlagen 11 konzentrierende Reduktionsgaswirkstoff wie etwa Wasserstoff wird mit anderen Worten durch Reduzieren des Metalloxidmaterials (Titanoxid in den Platin-/Titan-Schichten) aufgenommen, welche die Scheinschichtlagen 11 ausmachen.
  • Weil eine kleinere Menge eines Reduktionsgaswirkstoffs, der die TCR-Werte bei den Aktivteilen 3, 4, 5 verringern würde, die Aktivteile 3, 4, 5 erreicht, wird die Abnahme bei den TCR-Werten in den Aktivteilen 3, 4, 5 minimiert.
  • Fig. 2 zeigt das Ausmaß, um das die TCR-Werte reduziert werden, bei dem in Fig. 1 gezeigten ersten Beispiel gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und bei dem in Fig. 12 gezeigten bekannten Beispiel. Im Vergleich zu dem bekannten Beispiel sind die TCR-Werte gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verbessert. Ferner ist die TCR-Nichthomogenität unter den verschiedenen Teilen der Aktivteile 3, 4, 5 minimiert. Die Wirkungen der Scheinschichtlagen 11 sind offensichtlich.
  • Bei dem bekannten Beispiel ist das Ausmaß der TCR- Wertabnahme unter den Aktivteilen 3, 4, 5 für das Heizelement 5 am kleinsten, gefolgt von dem Temperatursensor 4 und schließlich von dem Flussthermometer 3, weil das Heizelement 5 die größte Linienbreite unter den Aktivteilen aufweist. Während die Linienbreiten für den Temperatursensor 4 und den Flusssensor 3 annähernd dieselben sind, wird das Flussthermometer 3 von einem größeren Bereich ohne das Vorhandensein von Aktivteilen (Bereiche A) umgeben, welche eine größere Menge eines Reduktionsgaswirkstoffs einbauen können.
  • Die Scheinschichtlagen 11 sind zudem auf der unteren isolierenden Schicht 2 auf derselben Ebene wie die Aktivteile 3, 4, 5 mit denselben Materialien wie die Aktivteile 3, 4, 5 ausgebildet. Wie vorstehend beschrieben ist, können die Scheinschichtlagen 11 gleichzeitig mit den Aktivteilen 3, 4, 5 lediglich durch eine Modifikation der Maskenstrukturen ausgebildet werden. Folglich kann der Herstellungsvorgang vereinfacht werden, ohne einen Zusatzschritt zur besonderen Ausbildung der Scheinschichtlagen 11 hinzuzufügen.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es nicht erforderlich, dass die Scheinschichtlagen 11 die Aktivteile 3, 4, 5 vollständig umgeben. Es ist möglich, dass die Scheinschichtlagen 11 lediglich Teile der Aktivteile 3, 4, 5 auf der unteren isolierenden Schicht 2 auf derselben Ebene wie die Aktivteile 3, 4, 5 umgeben. Selbst dann helfen die Scheinschichtlagen 11 die Abnahme bei den TCR-Werten bei den Aktivteilen 3, 4, 5 wie bei dem in Fig. 1 gezeigten ersten Beispiel zu unterdrücken.
  • Es können beispielsweise Entwurfsmuster für die Scheinschichtlagen 11 gemäß Fig. 3 (zweites Beispiel gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel), gemäß Fig. 4 (drittes Beispiel gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) und gemäß Fig. 5 (viertes Beispiel gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) verwendet werden.
  • Bei dem in Fig. 3 gezeigten zweiten Beispiel entsprechen die Scheinschichtlagen 11 lediglich den oder liegen lediglich benachbart zu den Teilen des Heizelementes 5, deren Linienbreite relativ breit ist, und deren TCR-Wert in einem kleineren Ausmaß sinkt. Andererseits umgeben die Scheinschichtlagen 11 im Wesentlichen den Temperatursensor 4 und das Flussthermometer 3. Folglich nehmen die Scheinschichtlagen 11 (bei dem vorliegenden Beispiel) im Vergleich zu dem in Fig. 1 gezeigten ersten Beispiel auf der über dem Hohlraum 1a ausgebildeten Dünnschichtstruktur 10 viel kleinere Flächen in Anspruch.
  • Obwohl die Vorrichtung gemäß dem zweiten Beispiel eine geringere Befähigung zum Unterdrücken von Abnahmen bei den TCR-Werten im Vergleich zu der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung gemäß dem ersten Beispiel aufweist, reduziert die Vorrichtung gemäß dem zweiten Beispiel die Bereiche, durch die als Folge der Ausbildung der Schichtlagen die Dicke der Dünnschichtstruktur 10 ansteigt, erlaubt der Dünnschichtstruktur 10 eine raschere Abgabe von Wärme und begrenzt die Leistungsaufnahme durch das Heizelement 5. Bei dem vorstehend beschriebenen ersten Beispiel ist eine durch eine geringere Wärmeabgabe erhöhte Heizelementleistungsaufnahme unvermeidlich, weil die Dicke der gesamten Dünnschichtstruktur 10 ansteigt.
  • Obwohl die Aktivteile 3, 4, 5 bei dem in den Fig. 4 und 5 gezeigten vierten und fünften Beispiel nahezu vollständig von den Scheinschichtlagen 11 umgeben sind, helfen auch diese Beispiele Anstiege bei der Heizelementleistungsaufnahme zu minimieren, wie das in Fig. 3 gezeigte zweite Beispiel, weil die Scheinschichtlagen 11 lediglich Teile der Oberfläche der Dünnschichtstruktur 10 in Anspruch nehmen.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Schnittansicht eines ersten Beispiels eines Flusssensors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 7 zeigt eine vereinfachte Schnittansicht eines zweiten Beispiels, und Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Schnittansicht eines dritten Beispiels gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die in den Fig. 6 bis 8 gezeigten Schnittansichten entsprechen der vorstehend beschriebenen Fig. 14C. Die Unterschiede zwischen diesen Beispielen und dem ersten Ausführungsbeispiel werden nachstehend beschrieben.
  • Während jede Scheinschichtlage 11 bei dem ersten Ausführungsbeispiel (Scheinschicht der ersten Art) auf derselben Ebene wie die Aktivteile 3, 4, 5 angeordnet sind, wird eine Scheinschichtlage 12 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel (Scheinschichtlage der zweiten Art), die ein Material beinhaltet, das Metalloxid enthält, unter oder über und nahe den Aktivteilen 3, 4, 5 ausgebildet und von den Aktivteilen 3, 4, 5 elektrisch isoliert.
  • Die zweite Art von Scheinschichtlage 12 kann aus irgendeinem Metalloxidmaterial ausgebildet sein, welche den Reduktionsgaswirkstoff aufnehmen wird. Bei den verschiedenen Beispielen gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zweite Art von Scheinschichtlage 12 aus derselben Vielschichtlage mit den Platin-/Titanoxidschichten ausgebildet, welche die Aktivteile 3, 4, 5 üblicherweise ausbilden.
  • Bei dem ersten Beispiel gemäß Fig. 6 ist die zweite Art von Scheinschichtlage 12 unter der unteren isolierenden Schicht 2 quer durch nahezu die gesamte Oberfläche des Substrats 1 vergraben. Nachdem die Siliziumnitridschicht 21 abgeschieden wird, wird im Einzelnen die Siliziumoxidschicht 22 in zwei Schritten abgeschieden, wobei die Titanschicht und die Platinschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Abscheideschritt abgeschieden wird. Wenn die untere isolierende Schicht 2 ausgeheilt wird, oxidiert die Wärme die Titanschicht und erzeugt die zweite Art von Scheinschichtlage 12 in einer gestapelten Schichtstruktur mit Platin und Titanoxid.
  • Bei dem in Fig. 7 gezeigten zweiten Beispiel ist die zweite Art von Schicht 12 unter der oberen isolierenden Schicht 6 quer durch nahezu das gesamte Substrat 1 vergraben. Nachdem die Siliziumoxidschicht 61 abgeschieden wird, werden im Einzelnen die Titanschicht und die Platinschicht nacheinander abgeschieden, gefolgt von einer Abscheidung der Siliziumnitridschicht 62. Während dieser Schritte wird die Titanschicht durch Wärme von der Abscheidung der LP-SiN-Schicht 62 und dem der Abscheidung der PE-SiN-Schicht 62 folgenden Ausheilvorgang oxidiert. Folglich wird die aus einer gestapelten Schicht mit Platin und Titanoxid bestehende zweite Art von Scheinschichtlage 12 ausgebildet.
  • Während die zweite Art von Scheinschichtlage 12 bei dem ersten und dem zweiten Beispiel quer durch die gesamte Dünnschichtstruktur 10 über dem Hohlraum 1a ausgebildet wird, werden bei dem in Fig. 8 gezeigten dritten Beispiel Scheinschichtlagen der zweiten Art, die unter der unteren isolierenden Schicht 2 vergraben sind, bei Bereichen nahe den Aktivteilen 4 und 5 auf der Dünnschichtstruktur 10 über dem Hohlraum 1a ausgebildet.
  • Die Scheinschichtlagen 12 der zweiten Art bei dem dritten Beispiel können auch unter der oberen isolierenden Schicht 6 vergraben sein.
  • Ferner wird bei den verschiedenen Beispielen des vorliegenden Ausführungsbeispiels der.
  • Reduktionsgaswirkstoff wie etwa Wasserstoff während der Abscheidung der LP-SiN-Schicht 62 und dem Ausheilen der PE-SiN-Schicht 62 erzeugt, aber der Reduktionsgaswirkstoff wird durch die Schichten 12 der zweiten Art aufgenommen, während er durch die obere isolierende Schicht 6 oder die untere isolierende Schicht 2 hindurchdiffundiert.
  • Mit anderen Worten, der Reduktionsgaswirkstoff wie etwa Wasserstoff, der sich bei den Scheinschichtlagen 12 konzentriert, wird unter Reduktion des die Scheinschichtlagen 12 ausmachenden Metalloxids (bei den vorliegenden Beispielen das Titanoxid in der Platin- /Titanoxidschicht) aufgenommen.
  • Daher erreicht eine kleinere Menge des die TCR-Werte bei den Aktivteilen 3, 4, 5 reduzierenden Reduktionsgaswirkstoffs die Aktivteile 3, 4, 5. Daher beschränkt die Vorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Abnahme bei den TCR-Werten in den Aktivteilen, wie sie bei dem bekannten Beispiel gemäß Fig. 2 beobachtet wird.
  • Ferner werden bei dem in Fig. 8 gezeigten dritten Beispiel Schichten 12 der zweiten Art lediglich bei einigen Bereichen der Dünnschichtstruktur 10 nahe den Aktivteilen 4 und 5 ausgebildet, wo die Dünnschichtstruktur 10 den Hohlraum 1a bedeckt. Weil die Dicke der Dünnschichtstruktur 10 über einen kleineren Bereich steigt, wenn die Schichten 12 in einer gestapelten Anordnung ausgebildet werden, ist die Dünnschichtstruktur 10 in der Lage, Wärme rascher abzugeben. Folglich minimiert das dritte Beispiel im Vergleich zu dem ersten und zweiten Beispiel in größerem Ausmaße die Heizelementleistungsaufnahme.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Fig. 9 zeigt einen vereinfachten Querschnitt eines ersten Beispiels eines Flusssensors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 10 zeigt eine vereinfachte Schnittansicht eines zweiten Beispiels. Die Fig. 9 und 10 entsprechen der Schnittansicht gemäß Fig. 14C. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist hauptsächlich auf ein Herstellungsverfahren bezogen.
  • Das Verfahren zur Herstellung des Flusssensors gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhaltet einen Schritt zur Ausbildung einer unteren isolierenden Schicht, einen Schritt zur Ausbildung einer Haftschicht, einen Schritt zur Ausbildung einer Widerstandsschicht, einen Schritt zur Ausbildung von Aktivteilen, einen Schritt zur Ausbildung einer oberen isolierenden Schicht und einen Schritt zur Ausbildung eines Hohlraums, wie das Herstellungsverfahren gemäß den Fig. 13A bis 13D und den Fig. 14A bis 14C.
  • Der Schritt zur Ausbildung der oberen isolierenden Schicht bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem des Verfahrens gemäß den Fig. 13A bis 13D und den Fig. 14A bis 14C. Nachdem eine Siliziumoxidschicht 61 als Teil einer oberen isolierenden Schicht 6 abgeschieden wird, witd eine Siliziumnitridschicht 62 (PE-SiN-Schicht) durch ein Plasma-CVD-Verfahren abgeschieden. Dann werden gemäß den Fig. 9 und 10 Durchverbindungen 62 in der PE-SiN- Schicht 62 um die Aktivteile 3, 4, 5 (oder über den Aktivteilen 3, 4, 5) geöffnet. Dann wird die PE-SiN- Schicht 62 ausgeheilt.
  • Die Durchverbindungen 62a können durch ein Verfahren wie etwa ein Trockenätzvorgang ausgebildet sein. Die Durchverbindungen 62a können nicht nur durch die PE-SiN- Schicht 62 sondern auch durch die Siliziumoxidschicht 61 darunter eindringen.
  • Bei dem in Fig. 9 gezeigten ersten Beispiel werden die Durchverbindungen 62a durch die PE-SiN-Schicht 62 auf der Dünnschichtstruktur 10 über dem Hohlraum 1a geöffnet, während bei dem in Fig. 10 gezeigten zweiten Beispiel die Durchverbindungen 62a nicht in der PE-SiN-Schicht 62 über dem Hohlraum 1a geöffnet werden, sondern anstatt dessen in der PE-SiN-Schicht 62a außerhalb des den Hohlraum 1a bedeckenden Bereiches.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, erzeugt die PE-SiN- Schicht 62 einen Reduktionsgaswirkstoff wie etwa Wasserstoff, wenn die PE-SiN-Schicht 62 bei.hoher Temperatur ausgeheilt wird, welche die obere isolierende Schicht ausbildet. Bei dem Verfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die PE-SiN-Schicht 62 ausgeheilt, nachdem die Durchverbindungen 62a durch die PE-SiN-Schicht 62 geöffnet werden.
  • Folglich wird der Reduktionsgaswirkstoff, der von der PE- SiN-Schicht 62 zu den Aktivteilen 3, 4, 5 hindiffundieren würde, anstatt dessen mit Leichtigkeit durch die Durchverbindungen 62a freigegeben. Aus diesem Grund hilft das vorliegende Herstellungsverfahren zur Reduktion der bei den Aktivteilen 3, 4, 5 ankommenden Menge des Reduktionsgaswirkstoffs und minimiert die Verringerung der TCR-Werte bei den Aktivteilen.
  • Bei dem zweiten Beispiel für das Herstellungsverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Durchverbindungen 62 bei Bereichen ausgebildet, welche den Hohlraum 1a nicht bedecken. Weil die Durchverbindungen 62a nicht in den Bereichen der Dünnschichtstruktur 10 vorhanden sind, welche den Hohlraum 1a bedecken, wird die Festigkeit der Dünnschichtstruktur 10 verbessert.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sollten die Durchverbindungen 62a kreisförmige oder elliptische Öffnungen aufweisen. Wenn die Öffnungen für die Durchverbindungen 62a Winkel aufweisen, neigen Verspannungen dazu, sich bei diesen Winkeln zu konzentrieren, was die Festigkeit der Dünnschichtstruktur reduziert. Kreisförmige oder elliptische Öffnungen weisen demgegenüber keine derartigen Winkel auf, und helfen die Festigkeit und Zuverlässigkeit der Dünnschichtstruktur 10 zu verbessern.
  • Zudem können die in der PE-SiN-Schicht 62 geöffneten Durchverbindungen 62a gemäß dem vorliegenden.
  • Ausführungsbeispiel außerdem als Löcher zum anisotropen Ätzen zur Öffnung des Hohlraums 1a in dem Substrat 1 verwendet werden.
  • Weitere Ausführungsbeispiele
  • Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist auf andere Arten von Dünnschichtsensoren neben einem Flusssensor wie etwa einem Infrarotsensor, einem Gassensor oder einem Feuchtigkeitssensor anwendbar. Es ist außerdem möglich, dass das Substrat keinen Hohlraum beinhaltet.
  • Somit kann erfindungsgemäß ein Flusssensor ein Substrat 1 beinhalten, in dem ein Hohlraum 1a ausgebildet ist. Eine Dünnschichtstruktur 1a wird über dem Hohlraum 1a angeordnet. Die Dünnschichtstruktur 10 beinhaltet eine strukturierte Vielschichtlage 3a, 3b. Eine Scheinschichtlage 11, 12 ist oder eine Anzahl von Scheinschichtlagen 11, 12 sind in enger Nähe zu der strukturierten Vielschichtlage 3a, 3b zum Schutz der Vielschichtlage 3a, 3b von der Wirkung eines Reduktionsgases ausgebildet.

Claims (15)

1. Dünnschichtsensor mit:
einer unteren isolierenden Schicht (2);
einer Haftschicht (3a), die ein Metalloxidmaterial beinhaltet;
einer Widerstandsschicht (3b), die ein Metall beinhaltet, wobei die Haftschicht und die Widerstandsschicht eine Vielschichtlage ausbilden;
einer oberen isolierenden Schicht (6), wobei die untere isolierende Schicht (2), die Haftschicht (3a) und die Widerstandsschicht (3b) auf einem Substrat (1) gestapelt sind, wobei zumindest ein Teil der oberen isolierenden Schicht (6) Siliziumnitrid ist;
einem Aktivteil (3, 4, 5), der durch Strukturierung der Vielschichtlage in eine vorbestimmte Gestalt ausgebildet ist; und
einer Scheinschichtlage (11, 12), die aus demselben Material wie der Aktivteil ausgebildet ist, wobei die Schichtlage in enger Nähe zu dem Aktivteil angeordnet ist.
2. Dünnschichtsensor nach Anspruch 1, wobei die Scheinschichtlage (11, 12) benachbart zu dem Aktivteil (3, 4, 5) und in derselben Ebene wie das Aktivteil (3, 4, 5) liegt.
3. Dünnschichtsensor nach Anspruch 1, wobei die Scheinschichtlage (11) das Aktivteil (3, 4, 5) im wesentlichen umgibt.
4. Dünnschichtsensor nach Anspruch 1, wobei die Scheinschichtlage (11) das Aktivteil (3, 4, 5) vollständig umgibt.
5. Dünnschichtsensor nach Anspruch 1, wobei die Scheinschichtlage (12) über oder unter dem Aktivteil angeordnet ist.
6. Dünnschichtsensor nach Anspruch 5, wobei die Scheinschichtlage (12) in der unteren isolierenden Schicht (2) eingebettet ist.
7. Dünnschichtsensor nach Anspruch 5, wobei die Scheinschichtlage (12) in die obere isolierende Schicht (6) eingebettet ist.
8. Dünnschichtsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Haftschicht (3a) Titanoxid beinhaltet, und die Widerstandsschicht (3b) Platin aufweist.
9. Dünnschichtsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die obere isolierende Schicht (6) eine durch ein Niederdruck-CVD-Verfahren abgeschiedene Siliziumnitridschicht (62) aufweist.
10. Dünnschichtsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Dünnschichtsensor in einem Flusssensor beinhaltet ist, und der Flusssensor ein Substrat (1) beinhaltet, in dem ein Hohlraum (1a) ausgebildet ist, und der Dünnschichtsensor über dem Hohlraum (1a) angeordnet ist.
11. Verfahren zur Herstellung eines Dünnschichtsensors mit den Schritten:
Ausbilden einer unteren isolierenden Schicht (2);
Ausbilden einer Haftschicht (3a) auf der unteren isolierenden Schicht, wobei die Haftschicht ein Metalloxidmaterial aufweist;
Ausbilden einer Widerstandsschicht (3b) auf der Haftschicht, wobei die Widerstandsschicht ein Metall aufweist, und wobei die Widerstandsschicht (3b) und die Haftschicht (3a) eine Vielschichtlage ausbilden;
Ausbilden eines Aktivteils (3, 4, 5) durch Strukturieren der Vielschichtlage in eine vorbestimmte Gestalt;
Ausbilden einer Scheinschichtlage (11, 12) gleichzeitig mit dem Ausbilden des Aktivteils (3, 4, 5);
Ausbilden einer oberen isolierenden Schicht (6) zum Bedecken des Aktivteils durch Ausbilden einer Siliziumnitridschicht (62) durch ein Plasma-CVD-Verfahren; und Ausheilen der Siliziumnitridschicht.
12. Verfahren zur Herstellung eines Dünnschichtsensors mit den Schritten:
Ausbilden einer unteren isolierenden Schicht (2);
Ausbilden einer Haftschicht (3a) auf der unteren isolierenden Schicht, wobei die Haftschicht ein Metalloxidmaterial aufweist;
Ausbilden einer Widerstandsschicht (3b) auf der Haftschicht, wobei die Widerstandsschicht ein Metall aufweist, und wobei die Widerstandsschicht (3b) und die Haftschicht (3a) eine Vielschichtlage ausbilden;
Ausbilden eines Aktivteils (3, 4, 5) durch Strukturieren der Vielschichtlage in eine vorbestimmte Gestalt;
Ausbilden einer oberen isolierenden Schicht (6) zum Bedecken des Aktivteils durch Ausbilden einer Siliziumnitridschicht (62) durch ein Plasma-CVD-Verfahren;
Ausbilden von Durchverbindungen (62a), um die Siliziumnitridschicht zu durchqueren; und
Ausheilen der Siliziumnitridschicht.
13. Verfahren zur Herstellung des Dünnschichtsensors nach Anspruch 12, wobei die Haftschicht (3a) unter Verwendung eines Titan beinhaltenden Materials ausgebildet wird, und wobei die Widerstandsschicht (3b) unter Verwendung von Platin ausgebildet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Durchverbindungen (62a) kreisförmig oder elliptisch ausgebildet sind.
15. Verfahren nach Anspruch 12, mit dem Schritt Ausbilden eines Hohlraums (1a) in dem Substrat (1) derart, dass der Hohlraum (1a) die untere isolierende Schicht (6) durch das Substrat (1) freilegt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112013003801B4 (de) 2012-08-01 2021-11-11 Hitachi Astemo, Ltd. Thermischer Luftdurchflussmengensensor

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2832798B1 (fr) * 2001-11-27 2004-01-30 Captec Comparateur de flux thermiques
DE102004022178B4 (de) * 2004-05-05 2008-03-20 Atmel Germany Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Leiterbahn auf einem Substrat und Bauelement mit einer derart hergestellten Leiterbahn
JP4515143B2 (ja) * 2004-05-10 2010-07-28 三菱電機株式会社 感熱式流量検出素子の製造方法
FI118829B (fi) * 2005-07-08 2008-03-31 Valtion Teknillinen Mikromekaaninen sensori, sensoriryhmä ja menetelmä sekä pitkittäisten akustisten aaltojen uusi käyttö
CN100348953C (zh) * 2005-12-19 2007-11-14 浙江大学 一种测热式微型流量传感器
WO2007091686A1 (ja) * 2006-02-09 2007-08-16 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. 積層体、薄膜センサ、薄膜センサモジュールおよび薄膜センサの製造方法
WO2007114143A1 (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. 薄膜センサの製造方法、薄膜センサおよび薄膜センサモジュール
JP2007294929A (ja) * 2006-03-28 2007-11-08 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 薄膜センサの製造方法、薄膜センサおよび薄膜センサモジュール
US7755466B2 (en) * 2006-04-26 2010-07-13 Honeywell International Inc. Flip-chip flow sensor
JP2008170382A (ja) * 2007-01-15 2008-07-24 Hitachi Ltd 熱式流体流量センサ及びその製造方法
JP5161210B2 (ja) * 2007-12-14 2013-03-13 日本特殊陶業株式会社 ガスセンサ
US8739604B2 (en) * 2007-12-20 2014-06-03 Amphenol Thermometrics, Inc. Gas sensor and method of making
US20090159447A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-25 General Electric Company Gas sensor and method of making
DE102008006831A1 (de) * 2008-01-30 2009-08-13 Eads Deutschland Gmbh Heißfilmsensor
CN101950644B (zh) * 2010-09-09 2011-11-16 西北工业大学 一种柔性热敏薄膜电阻阵列的制作方法
US9612146B2 (en) 2014-02-07 2017-04-04 Honeywell International, Inc. Airflow sensor with dust reduction
CN105590925B (zh) * 2014-10-22 2019-03-01 日月光半导体制造股份有限公司 半导体封装结构及其制造方法
US10107662B2 (en) 2015-01-30 2018-10-23 Honeywell International Inc. Sensor assembly
JP6807420B2 (ja) * 2019-02-21 2021-01-06 株式会社Kokusai Electric 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
CN109970022A (zh) * 2019-04-01 2019-07-05 深圳邺诚科技有限公司 一种mems催化燃烧传感器及其加工方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4651564A (en) * 1982-09-30 1987-03-24 Honeywell Inc. Semiconductor device
JPS61188901A (ja) * 1985-02-16 1986-08-22 株式会社日本自動車部品総合研究所 流量センサ用膜式抵抗
US4884443A (en) * 1987-12-23 1989-12-05 Siemens-Bendix Automotive Electronics L. P. Control and detection circuitry for mass airflow sensors
US4888988A (en) * 1987-12-23 1989-12-26 Siemens-Bendix Automotive Electronics L.P. Silicon based mass airflow sensor and its fabrication method
US4952904A (en) * 1988-12-23 1990-08-28 Honeywell Inc. Adhesion layer for platinum based sensors
US5237867A (en) * 1990-06-29 1993-08-24 Siemens Automotive L.P. Thin-film air flow sensor using temperature-biasing resistive element
US5209119A (en) * 1990-12-12 1993-05-11 Regents Of The University Of Minnesota Microdevice for sensing a force
JP3494747B2 (ja) * 1995-03-31 2004-02-09 石塚電子株式会社 薄膜温度センサ及びその製造方法
JP3333712B2 (ja) * 1997-06-19 2002-10-15 三菱電機株式会社 流量検出素子およびそれを用いた流量センサ
JP3867393B2 (ja) * 1998-03-20 2007-01-10 株式会社デンソー マイクロヒータおよびその製造方法ならびにエアフローセンサ
US5965813A (en) * 1998-07-23 1999-10-12 Industry Technology Research Institute Integrated flow sensor
JP3513041B2 (ja) * 1999-01-25 2004-03-31 三菱電機株式会社 流量センサ
JP3455473B2 (ja) * 1999-07-14 2003-10-14 三菱電機株式会社 感熱式流量センサ
JP4258084B2 (ja) * 1999-12-22 2009-04-30 株式会社デンソー フローセンサおよびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112013003801B4 (de) 2012-08-01 2021-11-11 Hitachi Astemo, Ltd. Thermischer Luftdurchflussmengensensor

Also Published As

Publication number Publication date
DE10231953B4 (de) 2014-11-20
JP5138134B2 (ja) 2013-02-06
JP2003028691A (ja) 2003-01-29
US20030010111A1 (en) 2003-01-16
US6698283B2 (en) 2004-03-02

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