JP2000111377A - 流量センサ並びに流量センサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱伝達現象に基づいて流体の流量を計測する
流量センサ並びに流量センサの製造方法に関し、ダイヤ
フラムから基材への熱絶縁を図り、感度低下や応答性の
低下を起こさない流量センサ並びに製造方法を提供す
る。 【解決手段】 流量センサは、少なくとも感熱抵抗部及
び該感熱抵抗部を支持する支持膜からなるダイヤフラム
構造部、並びに該ダイヤフラム構造部の下面側を感熱抵
抗部領域の周囲において支持する支持基材を有してなる
流量センサであって、ダイヤフラム構造部が、支持基材
に接する部分よりも内側の領域であって、感熱抵抗部領
域を取り囲む領域の少なくとも一部において、その領域
の他の部分よりも厚さが薄くなっている薄肉部を有する
ことを特徴とする。ダイヤフラム構造部の上面側には保
護層を有することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱体又は発熱体
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センサ、
並びに流量センサに用いられる流量センサの製造方法に
関するものである。本発明の流量センサは、種々の流
体、例えば気体及び液体の流量、好ましくは気体、特に
空気、その他の混合気体などの流量を測定するために用
いることができる。本発明の流量センサは、例えば内燃
機関の吸入空気量の計測等に用いることができる。

【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ほぼ一
義的な関数関係が成立することを利用して、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
た熱式流量センサ、あるいは該流量センサを用いた流量
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。

【０００３】図１６は、例えば特公平５−７６５９号公
報に開示されている従来の感熱式流量センサの平面図で
あり、図１７は図１６のXVII−XVII線についての断面図
である。図１６及び図１７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、窒化シリコン（窒化ケイ
素）よりなる絶縁性の支持膜２が平板状基材１の上面側
に積層され、支持膜２の上に発熱抵抗４及び測温抵抗５
・６からなる感熱抵抗部が設けられている。発熱抵抗４
及び測温抵抗５・６は、感熱抵抗であるパーマロイによ
り形成されている。支持膜２の上面側には、感熱抵抗部
を覆って、窒化シリコンよりなる絶縁性の保護膜３が積
層されている。発熱抵抗４及び測温抵抗５・６の着膜部
の周囲において平板状基材１が除去されて空気スペース
９が設けられ、これによりブリッジ１３が形成されてい
る。尚、図１７において、発熱抵抗４及び測温抵抗５・
６を明示してはいないが、これらは支持膜２と保護膜３
との間において、それぞれ符号４、５及び６で示す領域
に存在している。空気スペース９は、支持膜２及び保護
膜３の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。測温抵抗５・６は、流量を測定
すべき流体がこのセンサに沿って流れる場合に、一方が
感熱抵抗部の上流側に、他方が下流側に位置するように
並んで配されている。尚、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。

【０００４】このような従来の流量センサでは、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℃だけ高い一定の温度になるように制御
されている。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１６に示すように、測温抵抗５と測温抵抗
６とは、発熱抵抗４を中心にして互いに対称な位置に配
置されているので、流体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、流体の流れがある場合は、上流側の測温抵抗は流体
によって冷却され、他方下流側の測温抵抗は発熱抵抗４
から流体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で示す方向の流
体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、
流体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、流体の流速ないしは流量を測定する
ことができる。また、流体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、流体の流れの方向を検出
することも可能である。

【０００５】図１６及び図１７に示す従来の流量センサ
はブリッジタイプの感熱式流量センサであるが、このほ
かダイヤフラムタイプの感熱式流量センサも従来より広
く用いられている。図１８は、従来のダイヤフラムタイ
プの感熱式流量センサの平面図を示しており、図１９は
図１８のXIX−XIX線についての断面図を示している。図
１８及び図１９において、１〜１０の各構成要素は、そ
れぞれ、図１６及び図１７に示すブリッジタイプの流量
センサにおいて同一符号を付した構成要素と実質的に同
じものである。図１９において、１２で示す空間は、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構造部１４を形成する
ことになる。このダイヤフラムタイプの流量センサはダ
イヤフラム構造部１４が平面方向について連続している
ので、ダイヤフラム構造部に開口部を有するブリッジタ
イプの流量センサに比べて、高い強度を得ることができ
るものの、ダイヤフラム構造部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、流
体の流速ないしは流量の検出原理は、前記のブリッジタ
イプの流量センサの場合と同様である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のダイ
ヤフラム構造を持つ流量センサにおいては、ダイヤフラ
ム構造部が周囲４辺で基材と接触していることにより、
発熱抵抗により生じた熱はダイヤフラムを通して基材の
方へ伝導して逃げやすく、従って、計測する温度低下の
値が純粋に流体の流れによる熱伝導現象に基づかない値
となり、流量特性上の感度低下や、応答性の低下がおき
るといった問題点があった。

【０００７】本発明は、上記のような従来の問題を解決
するためになされたものであって、ダイヤフラムから基
材への熱絶縁を図り、感度低下や応答性の低下の程度を
できるだけ小さく留めることができる流量センサを提供
すること、更にはかかる流量センサを簡単な製造工程で
製造することができる製造方法を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明の第１の態様に係る流量センサは、
少なくとも感熱抵抗部及び該感熱抵抗部を支持する支持
膜からなるダイヤフラム構造部、並びに該ダイヤフラム
構造部の下面側を感熱抵抗部領域の周囲において支持す
る支持基材を有してなる流量センサであって、ダイヤフ
ラム構造部が、支持基材に接する部分よりも内側の領域
であって、感熱抵抗部領域を取り囲む領域の少なくとも
一部において、その領域の他の部分よりも厚さが薄くな
っている薄肉部を有することを特徴とするものである。

【０００９】この流量センサにおいては、ダイヤフラム
上の感熱抵抗部の周囲にダイヤフラムの他の部分に比べ
て膜厚が薄い薄肉部を設けることにより、感熱抵抗部で
発熱した熱量が、ダイヤフラムを通して基材に流れる量
を少なくし、熱絶縁を大きくとるようにできる。このた
め、流量センサの感度向上及び応答性の向上を図ること
ができる。また、ブリッジタイプの構造を持つ流量セン
サに比し、強度、特に機械的強度を大きくすることがで
きる。

【００１０】本発明の第２の態様に係る流量センサは、
第１の態様に係る流量センサにおいて、ダイヤフラム構
造部が感熱抵抗部の上面側を被覆する保護膜を有するこ
とを特徴とするものである。この流量センサにおいて
は、感熱抵抗部の上面側に保護膜が存在するため、感熱
抵抗部が流体と直接接触することによって損傷を受ける
ことを防止することができる。

【００１１】本発明の第３の態様に係る流量センサは、
第１又は２の態様に係る流量センサにおいて、ダイヤフ
ラム構造部の主たる材料が、窒化ケイ素及び二酸化ケイ
素から選ばれることを特徴とする。支持膜及び／又は保
護膜の材料として、従ってダイヤフラム構造部の主たる
材料として二酸化ケイ素を用いると、薄肉部も熱伝導率
の小さい二酸化ケイ素で形成することになり、この流量
センサにおいてダイヤフラム構造部を通って感熱抵抗部
側から基材側への熱絶縁の効果を大きくすることができ
る。このため、流量センサの感度向上と応答性向上が図
れる。

【００１２】本発明の第４の態様に係る流量センサは、
第１〜３のいずれかの態様に係る流量センサにおいて、
薄肉部は、ダイヤフラム構造部の上面を凹ませることに
よって形成されていることを特徴とするものである。こ
のため、ダイヤフラムの熱絶縁による感度向上と応答性
向上が図れ、更に、流量センサを製造するプロセスが簡
素なものとなる。

【００１３】本発明の第５の態様に係る流量センサは、
第１〜３のいずれかの態様に係る流量センサにおいて、
薄肉部がダイヤフラム構造部の下面側に設けられ、ダイ
ヤフラム構造部の上面側は実質的に平坦であることを特
徴とするものである。この流量センサにおいては、熱絶
縁を図れるとともに、上面側を略平坦にしているため、
汚損防止並びに表面乱流の発生防止を図ることができ
る。このため、流量センサの感度向上、信頼性向上が図
れるとともに、耐久性、信頼性向上を図ることができ
る。

【００１４】本発明の第６の態様に係る流量センサは、
第１〜５のいずれかの態様に係る流量センサにおいて、
薄肉部は、実質的に角部を有しない断面形状を持ってい
ることを特徴とするものである。この流量センサにおい
ては、ダイヤフラム上の薄肉部の凹部が実質的に角を持
っていない断面形状になっているため、該薄肉凹部の急
峻な勾配をなくすことができ、汚損防止並びに表面乱流
の発生防止を図ることができる。このため、流量センサ
の感度向上、信頼性向上が図れるとともに、耐久性、信
頼性向上を図ることができる。

【００１５】本発明の第７の態様に係る流量センサは、
第１〜６のいずれかの態様に係る流量センサにおいて、
薄肉部が、流体の流れに対し感熱抵抗部の上流側以外の
場所に設けられていることを特徴とするものである。こ
の流量センサにおいては、感熱抵抗部の上流側に薄肉部
による段差が生じないため、汚損防止並びに表面乱流の
発生防止を図ることができる。このため、流量センサの
感度向上、信頼性向上が図れるとともに、耐久性、信頼
性向上を図ることができる。

【００１６】本発明の第８の態様に係る流量センサは、
第１〜７のいずれかの態様に係る流量センサにおいて、
薄肉部は、感熱抵抗部領域の周囲において複数箇所に存
在する小面積の部分として設けられていることを特徴と
するものである。この流量センサにおいては、小面積の
薄肉部が複数個設けられていることにより、ダイヤフラ
ムの変形や歪み等をすくなくすることができる。このた
め、流量センサの感度向上、信頼性向上が図れるととも
に、プロセスの歩留まり向上を図ることができる。

【００１７】本発明の第９の態様に係る流量センサは、
第８の態様に係る流量センサにおいて、複数箇所に存在
する薄肉部が、感熱抵抗部領域の周囲に千鳥状に配置さ
れていることを特徴とするものである。この流量センサ
においては、ダイヤフラム上の薄肉部が千鳥状に配置さ
れているため、ダイヤフラムの強度を落とすことなく熱
絶縁が図れる。このため、流量センサの感度向上、信頼
性向上が図れるとともに、プロセスの歩留まり向上を図
ることができる。

【００１８】この発明の第１０の態様に係る流量センサ
は、第１〜９のいずれかの態様に係る流量センサにおい
て、薄肉部の平面形状が、実質的に角部を有しない形状
であることを特徴とするものである。この流量センサに
おいては、ダイヤフラム上の薄肉部の平面形状が鈍型あ
るいは実質的に角部を有しない形状であるため、ダイヤ
フラム上に薄肉部に応力集中が起こりにくく、ダイヤフ
ラムの強度を落とすことなく熱絶縁が図れる。このた
め、流量センサの感度向上、信頼性向上が図れるととも
に、プロセスの歩留まり向上を図ることができる。

【００１９】本発明の第１１の態様に係る流量センサ
は、第１〜１０のいずれかの態様に係る流量センサにお
いて、ダイヤフラム構造部の上面側が汚損防止材料によ
って被覆されていることを特徴とするものである。この
流量センサにおいては、汚損防止材料がコーティングさ
れていることにより、熱絶縁を図れるとともに、汚損防
止を図ることができる。このため、流量センサの感度向
上、信頼性向上が図れるとともに、耐久性、信頼性向上
を図ることができる。

【００２０】本発明の第１２の態様に係る流量センサ
は、第１１の態様に係る流量センサにおいて、汚損防止
材料が、フッ素系材料又は有機系シリコーン材料である
ことを特徴とするものである。この流量センサにおいて
は、フッ素系あるいは有機シリコーン系の汚損防止材料
がコーティングされていることにより、熱絶縁を図れる
とともに、汚損防止を図ることができる。このため、流
量センサの感度向上、信頼性向上が図れるとともに、耐
久性、信頼性向上を図ることができる。

【００２１】本発明の第１３の態様に係る流量センサの
製造方法は、第１〜４及び６〜１２のいずれかの態様に
係るダイヤフラム型流量センサを製造する方法におい
て、平板状基材の上面側に支持膜を積層し、該支持膜の
上面側に感熱抵抗部を設け、感熱抵抗部を含む支持膜の
上面側に保護膜を積層することによって平板状基材上に
ダイヤフラム構造部を形成する工程、エッチングにより
ダイヤフラム構造部の上面側に薄肉部を形成する工程、
並びに少なくとも感熱抵抗部領域及びその周囲の薄肉部
に面する部分の平板状基材を下面側からエッチングによ
り除去して、支持基材を残す工程を含んでなることを特
徴とするものである。この流量センサの製造方法におい
ては、ダイヤフラム構造部の上面側に薄肉部を設けて熱
絶縁を図った流量センサを極めて容易に製造することが
できる。

【００２２】本発明の第１４の態様に係る流量センサの
製造方法は、第１３の態様にかかる流量センサの製造方
法において、ダイヤフラム構造部の上面側に流動性を有
する材料を塗布形成する工程を更に有することを特徴と
する。この流量センサの製造方法においては、ダイヤフ
ラム上に薄肉部を設けて熱絶縁を図った流量センサを極
めて容易に製造することができるとともに、センサ素子
表面の急峻な段差を小さくすることができ、汚損防止を
図ったセンサを容易に製造することができる。

【００２３】本発明の第１５の態様に係る流量センサの
製造方法は、第１４の態様にかかる流量センサの製造方
法であって、流動性を有する材料が酸化シリコンを主と
する材料であることを特徴とする。この流量センサの製
造方法においては、ダイヤフラム上に薄肉部を設けて熱
絶縁を図った流量センサを極めて容易に製造することが
できるとともに、センサ素子表面の急峻な段差を小さく
することができ、汚損防止を図ったセンサを容易に製造
することができる。

【００２４】本発明の第１６の態様に係る流量センサの
製造方法は、第５の態様に係るダイヤフラム型流量セン
サを製造する方法において、平板状基材の上面側に凸部
を設ける工程、平板状基材の上面側に支持膜を積層し、
該支持膜の上面側に感熱抵抗部を設け、感熱抵抗部を含
む支持膜の上面側に保護膜を積層することによって平板
状基材上にダイヤフラム構造部を形成する工程、凸部の
上面側において保護膜の突出している部分をエッチング
によって除去する工程、並びに凸部の下方部分を含む平
板状基材の中央部を下面側からエッチングにより除去し
て、支持基材を残す工程を含んでなる方法であることを
特徴とするものである。この流量センサの製造方法にお
いては、ダイヤフラム上に薄肉部を設けて熱絶縁を図っ
た流量センサを極めて容易に製造することができる。並
びに表面が平坦になるため、汚損耐性、ダイヤフラム強
度の高い流量センサを製造することができる。

【００２５】本発明の第１７の態様に係る流量センサの
製造方法は、第１６の態様にかかる流量センサの製造方
法において、ダイヤフラム構造部の上面側に流動性を有
する材料を塗布形成する工程を更に有することを特徴と
したものである。この流量センサの製造方法において
は、ダイヤフラム上に薄肉部を設けて熱絶縁を図った流
量センサを極めて容易に製造することができるととも
に、センサ素子表面の微細な段差を略平坦にすることが
でき、汚損防止、乱流発生防止を図ったセンサを容易に
製造することができる。

【００２６】本発明の第１８の態様に係る流量センサの
製造方法は、第１７の態様にかかる流量センサの製造方
法において、流動性を有する材料が酸化シリコンを主と
する材料であることを特徴とするものである。この流量
センサの製造方法においては、ダイヤフラム上に薄肉部
を設けて熱絶縁を図った流量センサを極めて容易に製造
することができるとともに、センサ素子表面の微細な段
差も略平坦にすることができ、汚損防止を図ったセンサ
を容易に製造することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１(ａ)は、本発
明の第１の態様に係る流量センサの平面図を示してお
り、図１(ｂ)は図１(ａ)のI−I線における立面断面図を
示している。図１において、１は例えば厚さ約４００μ
ｍのシリコンウェハからなる平板状基材であり、この平
板状基材１の上面側に、厚さ約１μｍの窒化シリコン膜
からなる絶縁性の支持膜２が積層されている。尚、本明
細書において上面側と称する場合、図１(ｂ)に示すよう
な立面断面図において平板状基材１及び／又は支持膜２
の上側に位置する表面を意味する。支持膜２は、例えば
スパッタ法等により形成することができる。更に、支持
膜２の上面側に、例えば厚さ０．２μｍの白金等よりな
る感熱抵抗膜が着膜されて感熱抵抗部１１を形成してい
る。感熱抵抗部１１は、基本的には、少なくとも１つの
抵抗を含んで形成される。１つの抵抗を用いる場合に
は、その抵抗が発熱抵抗及び測温抵抗の役割を果たすよ
うにする。例えば、この抵抗に所定の電流を通じてお
き、流体が接触すると熱伝達現象に基づいて抵抗の温度
及び電流値が変化し、その温度及び電流値の変化に基づ
いて流体の流量を計算し測定することができる。尤も、
感熱抵抗部１１に用いる抵抗の数を２以上とし、少なく
とも１つの発熱抵抗及び少なくとも１つの測温抵抗を設
けるようにすれば、測定精度をより向上させることがで
きる。更に、感熱抵抗部１１には、比較抵抗を配するこ
ともできる。感熱抵抗膜を着膜させるには、蒸着法やス
パッタ法等を用いることができる。感熱抵抗部１１は写
真製版法、ウェ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が行われ、これにより電
流路が形成されている。本発明の第１の態様は、流体の
流量を測定するという目的を達成するための基本的構成
として、以上説明したように感熱抵抗部１１を上面側に
有する支持膜２からなるダイヤフラム構造部を用いるも
のである。

【００２８】尤も、実用的には、感熱抵抗部１１が露出
していると、流体が感熱抵抗部１１と直接接触すること
によって、感熱抵抗部１１が物理的及び／又は化学的損
傷を受けやすくなるため、感熱抵抗部１１を保護するた
めの被覆を用いることが好ましい。従って、より実用的
な形態である本発明の第２の態様について説明する。図
２(ａ)には本発明の第２の態様の平面図を、図２(ｂ)に
は図２(ａ)のI−I線における立面断面図を示している。
図２に示す形態においては、図１について上述した操作
と同様の操作にて形成された感熱抵抗部１１及び支持膜
２の上面側に、厚さ約１μｍの窒化シリコン膜からなる
絶縁性の保護膜３がスパッタ法等により形成されてい
る。平板状基材１の下面側には、例えば窒化ケイ素又は
二酸化ケイ素などからなる裏面保護膜１６が積層されて
いる。裏面保護膜１６に写真製版法等を用いてエッチン
グホールが、ダイヤフラムを形成する領域に対応するよ
うに形成された後、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、感熱抵抗部１１を支持膜２及び
保護膜３が挟んだ構造のダイヤフラム構造部１４が形成
される。そのあと、ダイヤフラム構造部が、基材に接す
る部分よりも内側の領域であって、感熱抵抗部１１を取
り囲む少なくとも一部の領域において、ダイヤフラムの
上面側及び下面側からダイヤフラム構造部の一部をウェ
ットエッチング法又はドライエッチング法等によって除
去して、ダイヤフラム構造部の他の部分よりも膜厚の薄
い薄肉部１５が形成される。

【００２９】図１(ａ)及び２（ａ）に示す態様では、ダ
イヤフラム構造部上において感熱抵抗部１１が設けられ
ている領域は、破線で囲まれているほぼ四角形の領域で
あり、この領域を本明細書においては感熱抵抗部領域と
も称する。薄肉部１５はこの感熱抵抗部領域を取り囲む
ように、従って、感熱抵抗部領域を規定する四角形の４
辺に沿うように細長い平面形状に形成されている。本発
明の流量センサの基本的概念は、ダイヤフラム型の流量
センサは、感熱抵抗部１１において発生した熱と、感熱
抵抗部１１において検出される温度低下に寄与する熱の
量とをできるだけ整合させることによって、流量センサ
としての感度及び応答性の向上を図るものであるため、
感熱抵抗部１１において発生する熱がダイヤフラムを通
じて感熱抵抗部領域の周囲へ流れ出すと温度低下に寄与
する熱の量が感熱抵抗部１１において発生した熱の量に
正確に基づかなくなるため、ダイヤフラム構造部を通じ
て感熱抵抗部領域の周囲へ流れ出す熱の量を可能な限り
小さくしようとすることである。従って、本発明におい
ては、そのような熱の流れを遮るように薄肉部１５を設
ける。従って、以上のような考え方を反映する構成であ
れば、薄肉部１５の配置の形態は必ずしも図１(ａ)及び
２（ａ）に示す形態とする必要はなく、以下の各実施の
形態において説明するような種々の形態を採用すること
ができる。尚、本明細書の各実施の形態において示す薄
肉部１５もそれぞれ例示であって、これ以外の形態を本
発明に採用することもできる。但し、薄肉部１５は、ダ
イヤフラム構造部の基材に接する部分よりも内側の領域
であって、感熱抵抗部領域を取り囲む少なくとも一部の
領域において、他の部分よりも厚さが薄くなる部分とし
て形成するため、ダイヤフラムとしての強度、特に機械
的強度の低下を全く伴わないようにすることは困難であ
る。従って、薄肉部１５はダイヤフラムにおいて感熱抵
抗部領域の周囲の少なくとも一部の領域に形成し、ダイ
ヤフラムにおける薄肉部以外の領域であって基材１に接
触する部分と感熱抵抗部１１に接触する部分とを連絡さ
せる領域は、ダイヤフラムに実用的に必要とされる強度
を確保することができるような形態（形状及び面積）に
形成して、強度の低下を最小限度に留めることを図って
いる。

【００３０】本発明の流量センサにおいては、ダイヤフ
ラム構造部１４において、感熱抵抗部１１の周囲に、肉
厚がダイヤフラム構造部の他の部分よりも薄い薄肉部１
５が設けられていることによって、ダイヤフラム構造部
上の伝熱抵抗を薄肉部１５の領域において大きくしてい
る。従って、感熱抵抗部１１において発生した熱がダイ
ヤフラム構造部を通じて周囲へ流れ込んだり、更には基
材１へ逃げたりする程度を小さくすることができ、感熱
抵抗部１１において発生させる熱の量と、感熱抵抗部１
１において検出する温度低下に寄与する熱の量とをかな
り高い程度にて整合させることができることとなり、流
量センサの感度及び応答性を向上させることができる。
図１及び２に示す形態では、感熱抵抗部領域の周囲のダ
イヤフラム構造部において、薄肉部１５が形成されてい
ない部分はダイヤフラム構造部に実用上必要とされる強
度を確保することができるような形状及び面積に形成さ
れている。

【００３１】実施の形態２．この実施の形態の基本的構
成は、図２(ａ)及び(ｂ)によって示される実施の形態２
のものとほぼ同様である。但し、ダイヤフラムを主とし
て構成する支持膜２及び保護膜３の材料として、実施の
形態１では窒化シリコン（窒化ケイ素）を用いたとこ
ろ、この実施の形態においては酸化シリコン（二酸化ケ
イ素）を用いることを特徴としている。かかる形態によ
れば、ダイヤフラム構造部１４の下面側の平板状基材１
を除去して凹部１２を形成し、ダイヤフラム構造部１４
の支持膜が露出した状態では、実施の形態２の流量セン
サは実施の形態１の流量センサとほぼ同様のものとなっ
ている。

【００３２】この流量センサにおいては、ダイヤフラム
構造部１４上に設けられている薄肉部１５により、ダイ
ヤフラムの面に平行な方向への熱抵抗が大きくなる。更
に、ダイヤフラムを主として構成する支持膜２及び保護
膜３は酸化シリコンで形成されており、酸化シリコンの
熱伝導率は他の材料、例えば窒化シリコンよりも小さ
い。そのため、感熱抵抗部１１において発生した熱のう
ち、ダイヤフラム構造部１４の面に平行な方向へ伝わっ
て基材１の方に流れ込む熱の量を実施の形態２の場合よ
りも小さくすることができ、流量センサの感度及び応答
性を向上することができる。また、感熱抵抗部領域の周
囲のダイヤフラム構造部において、薄肉部１５が形成さ
れていない部分はダイヤフラム構造部に必要とされる強
度を確保することができるような形状及び面積に形成さ
れている。

【００３３】実施の形態３．図３(ａ)は、本発明の実施
の形態３に係る流量センサの平面図を示しており、図３
(ｂ)は図３(ａ)のIII−III線における立面断面図を示し
ている。図３において、１は例えば厚さ約４００μｍの
シリコンウェハからなる平板状基材であり、この平板状
基材１の上面側に、厚さ約１μｍの酸化シリコン膜から
なる絶縁性の支持膜２が積層されている。支持膜２は、
例えばスパッタ法等により形成することができる。更
に、支持膜２の上面側に、例えば厚さ０．２μｍの白金
等よりなる感熱抵抗膜が着膜されて感熱抵抗膜が形成さ
れている。感熱抵抗膜は写真製版法、ウェットエッチン
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
グが行われ、これにより電流路が形成されて感熱抵抗部
１１が設けられる。更に、感熱抵抗部１１ないし支持膜
２の上に、厚さ約１μｍの酸化シリコン膜からなる絶縁
性の保護膜３がスパッタ法等により形成されている。

【００３４】その後、ダイヤフラム構造部１４におい
て、基材に接する部分よりも内側の領域であって、感熱
抵抗部領域を取り囲む領域の少なくとも一部の領域にお
いて、ダイヤフラム構造部の上面側から、保護膜３及び
／又は支持膜２を除去することによって薄肉部１５が形
成されている。ここで、ダイヤフラム構造部１４の厚さ
方向に関しては、薄肉部１５の領域では保護膜３は完全
に除去されており、支持膜２が厚さ方向に関して全体が
残るか又は一部が除去された状態で残っている。尤も、
薄肉部１５の領域において、支持膜２が完全に残り、保
護膜３が部分的に残存する形態をとることもできる。更
に、平板状基材１の下面側に形成された裏面保護膜１６
に、写真製版法等を用いてエッチングホールが形成され
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構造部１４の上面側に薄肉部１５
が形成されている。

【００３５】図３に示すように、この流量センサにおい
ては、ダイヤフラム構造部１４上の薄肉部１５により、
ダイヤフラムの横方向への熱抵抗が大きくなる。そのた
め、感熱抵抗部で発生した熱のうち基材１の方に流れ込
む量を小さくすることができ、流量センサの感度、応答
性が改善される。また、薄肉部１５はダイヤフラム構造
部１４と連続で形成されているため、薄肉部１５を設け
たことによるダイヤフラム構造部１４の強度が低下する
ことはほとんどない。更に、薄肉部の形成は、ダイヤフ
ラム構造部１４の上面側からダイヤフラムの一部を除去
する事により行うことができるため、製造プロセスも簡
素化できる。

【００３６】実施の形態４．図４(ａ)は、本発明の実施
の形態４に係る流量センサの平面図を示しており、図４
(ｂ)は図４(ａ)のIV−IV線における立面断面図を示して
いる。図４において、１は例えば厚さ約４００μｍのシ
リコンウェ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絶
縁性の支持膜２がスパッタ法等により形成されている。
更に、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が蒸着法やスパッタ法等により着膜
されている。感熱抵抗膜は写真製版法、ウェットエッチ
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
ングが行われ、これにより電流路が形成されて感熱抵抗
部が設けられる。更に、感熱抵抗部１１ないし支持膜２
の上に、厚さ約１μｍの窒化シリコン膜からなる絶縁性
の保護膜３がスパッタ法等により形成されている。

【００３７】そのあと、基材１の支持膜２、保護膜３が
配置されている方の表面側から、ダイヤフラム構造部１
４上の感熱抵抗部近傍のダイヤフラムの一部が除去さ
れ、他の部分よりも膜厚の薄い薄肉部１５が形成されて
いる。そのあと、表面側から、ＳＯＧ (Spin-On Glass)
等の流動性の高い材料を塗布形成し、薄肉部１５の急峻
な角の部分を滑らかにする。

【００３８】更に、平板状基材１の下面側に形成された
裏面保護膜１６に、写真製版法等を用いてエッチングホ
ールが形成された後、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構造部１４が形成
されている。

【００３９】図４に示すように、この流量センサにおい
ては、ダイヤフラム構造部１４上の薄肉部１５により、
ダイヤフラムの横方向への熱抵抗が大きくなる。そのた
め、感熱抵抗部で発生した熱のうち基材１の方に流れ込
む量を小さくすることができ、流量センサの感度、応答
性が改善される。また、薄肉部１５はダイヤフラム構造
部１４と連続で形成されているため、薄肉部１５を設け
たことによるダイヤフラム構造部１４の強度が低下する
ことはほとんどない。更に、薄肉部１５には流動性塗布
材料が塗布されているので、薄肉部１５を形成すること
によって保護膜３の上面側表面との境界部分において生
じている又は生じ得る鋭角若しくは直角若しくは鈍角な
角（エッジ）の表面を流動性塗布材料が被覆し、連続す
る滑らかな表面を形成することができる。そのため、気
流中のダスト等によって薄肉部１５が汚損される可能性
を少なくすることができるとともに、急峻な段差による
乱流発生を防止することができる。

【００４０】実施の形態５．図５(ａ)は、本発明の実施
の形態５に係る流量センサの平面図を示しており、図５
(ｂ)は図５(ａ)のＶ−Ｖ線における立面断面図を示して
いる。図５において、１は例えば厚さ約４００μｍのシ
リコンウェ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絶
縁性の支持膜２がスパッタ法等により形成されている。
更に、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が蒸着法やスパッタ法等により着膜
されている。感熱抵抗膜は写真製版法、ウェットエッチ
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
ングが行われ、これにより電流路が形成されて感熱抵抗
部１１が設けられる。更に、感熱抵抗部１１ないし支持
膜２の上に、厚さ約１μｍの窒化シリコン膜からなる絶
縁性の保護膜３がスパッタ法等により形成されている。

【００４１】そのあと、基材１の支持膜２、保護膜３が
配置されている方の表面側から、ダイヤフラム構造部１
４において感熱抵抗部の周囲の保護膜３及び場合により
支持膜２の一部が除去され、その他の部分よりも膜厚の
薄い薄肉部１５が形成されている。但し、この態様にお
いて、感熱抵抗部に対して流体の流れの上流側にあたる
ダイヤフラム構造部表面には薄肉部は形成されていな
い。

【００４２】更に、平板状基材１の下面側に形成された
裏面保護膜１６に、写真製版法等を用いてエッチングホ
ールが形成された後、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構造部１４が形成
されている。

【００４３】この形態の流量センサにおいては、ダイヤ
フラム構造部１４上の薄肉部１５により、ダイヤフラム
の横方向への熱抵抗が大きくなる。そのため、感熱抵抗
部で発生した熱のうち基材１の方に流れ込む量を小さく
することができ、流量センサの感度、応答性が改善され
る。また、薄肉部１５はダイヤフラム構造部１４と連続
で形成されているため、薄肉部１５を設けたことによる
ダイヤフラム構造部１４の強度が低下することはほとん
どない。更に、この薄肉部は感熱抵抗部の流体の流れに
ついての上流側には設けられないため、流体、特に気流
中のダスト付着によって感熱抵抗部を汚損する可能性を
より小さくすることができるとともに、段差による乱流
発生を防止することができる。

【００４４】実施の形態６．図６(ａ)は、本発明の実施
の形態６に係る流量センサの平面図を示しており、図６
(ｂ)は図６(ａ)のVI−VI線における立面断面図を示して
いる。図６において、１は例えば厚さ約４００μｍのシ
リコンウェ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絶
縁性の支持膜２がスパッタ法等により形成されている。
更に、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が蒸着法やスパッタ法等により着膜
されている。感熱抵抗膜は写真製版法、ウェットエッチ
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
ングが行われ、これにより電流路が形成されて感熱抵抗
部１１が設けられる。更に、感熱抵抗部１１ないし支持
膜２の上に、厚さ約１μｍの窒化シリコン膜からなる絶
縁性の保護膜３がスパッタ法等により形成されている。

【００４５】更に、平板状基材１の下面側に形成された
裏面保護膜１６に、写真製版法等を用いてエッチングホ
ールが形成された後、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構造部１４が形成
されている。

【００４６】そのあと、基材１の支持膜２側から、ダイ
ヤフラム構造部１４上の感熱抵抗部近傍のダイヤフラム
の一部が除去され、他の部分よりも膜厚の薄い薄肉部１
５が形成されている。この時保護膜３側は略平坦なまま
である。

【００４７】図６に示すように、この流量センサにおい
ては、ダイヤフラム構造部１４上の薄肉部１５により、
ダイヤフラムの横方向への熱抵抗が大きくなる。そのた
め、感熱抵抗部で発生した熱のうち基材１の方に流れ込
む量を小さくすることができ、流量センサの感度、応答
性が改善される。また、薄肉部１５はダイヤフラム構造
部１４と連続で形成されているため、薄肉部１５を設け
たことによるダイヤフラム構造部１４の強度が低下する
ことはほとんどない。更に、この薄肉部は、ダイヤフラ
ム構造部１４の下面側、従って支持膜２の下面側表面を
凹ませることによって形成しているため、流体に接触す
る保護膜３の上面側の表面は略平坦となっている。その
ため、流体、特に気流中のダスト付着による汚損を少な
くすることができるとともに、段差による乱流発生を防
止することができる。

【００４８】実施の形態７．図７(ａ)は、本発明の実施
の形態７に係る流量センサの平面図を示しており、図７
(ｂ)は図７(ａ)のVII−VII線における立面断面図を示し
ている。図７において、１は例えば厚さ約４００μｍの
シリコンウェ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
絶縁性の支持膜２がスパッタ法等により形成されてい
る。更に、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が蒸着法やスパッタ法等により
着膜されている。感熱抵抗膜は写真製版法、ウェットエ
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
ーニングが行われ、これにより電流路が形成されて感熱
抵抗部１１が設けられる。更に、感熱抵抗部１１ないし
支持膜２の上に、厚さ約１μｍの窒化シリコン膜からな
る絶縁性の保護膜３がスパッタ法等により形成されてい
る。

【００４９】そのあと、基材１の支持膜２、保護膜３が
配置されている方の表面側から、ダイヤフラム構造部１
４上の感熱抵抗部近傍のダイヤフラムの一部が除去さ
れ、他の部分よりも膜厚の薄い小面積の薄肉部１５が感
熱抵抗部近傍に複数個形成されている。

【００５０】更に、平板状基材１の下面側に形成された
裏面保護膜１６に、写真製版法等を用いてエッチングホ
ールが形成された後、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構造部１４が形成
されている。

【００５１】図７に示すように、この流量センサにおい
ては、ダイヤフラム構造部１４上の薄肉部１５により、
ダイヤフラムの横方向への熱抵抗が大きくなる。そのた
め、感熱抵抗部で発生した熱のうち基材１の方に流れ込
む量を小さくすることができ、流量センサの感度、応答
性が改善される。また、薄肉部１５はダイヤフラム構造
部１４と連続で形成されており、薄肉部１５を設けたこ
とによるダイヤフラム構造部１４の強度が低下すること
はほとんどない。更に、薄肉部１５は、感熱抵抗部領域
の周囲において複数箇所に存在する小面積の部分として
設けられているので、ダイヤフラム構造部１４の強度、
特に機械的強度をほとんど低下させることなく薄肉部１
５を形成することができ、流量センサを製造する際のダ
イヤフラム構造部１４における撓みや変形等の発生を低
下させ、製造プロセス上での歩留まりも向上し、更に、
流量センサを使用する際の機械的強度も必要な程度に確
保することができる。

【００５２】実施の形態８．図８(ａ)は、本発明の実施
の形態８に係る流量センサの平面図を示しており、図８
(ｂ)は図８(ａ)のVIII−VIII線における立面断面図を示
している。図８において、１は例えば厚さ約４００μｍ
のシリコンウェ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
る絶縁性の支持膜２がスパッタ法等により形成されてい
る。更に、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が蒸着法やスパッタ法等により
着膜されている。感熱抵抗膜は写真製版法、ウェットエ
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
ーニングが行われ、これにより電流路が形成されて感熱
抵抗部１１が設けられる。更に、感熱抵抗部１１ないし
支持膜２の上に、厚さ約１μｍの窒化シリコン膜からな
る絶縁性の保護膜３がスパッタ法等により形成されてい
る。

【００５３】そのあと、基材１の支持膜２、保護膜３が
配置されている方の表面側から、ダイヤフラム構造部１
４上の感熱抵抗部近傍のダイヤフラムの一部が除去さ
れ、他の部分よりも膜厚の薄い小面積の薄肉部１５が感
熱抵抗部近傍に複数個形成されかつ千鳥状に配置されて
いる。

【００５４】更に、平板状基材１の下面側に形成された
裏面保護膜１６に、写真製版法等を用いてエッチングホ
ールが形成された後、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構造部１４が形成
されている。

【００５５】図８に示すように、この流量センサにおい
ては、ダイヤフラム構造部１４上の薄肉部１５により、
ダイヤフラムの横方向への熱抵抗が大きくなる。そのた
め、感熱抵抗部で発生した熱のうち基材１の方に流れ込
む量を小さくすることができ、流量センサの感度、応答
性が改善される。また、複数箇所に存在するように形成
する薄肉部は、感熱抵抗部領域の周囲に千鳥状に配置さ
れていることにより、ダイヤフラムの機械的強度をほと
んど低下させることなく薄肉部１５を形成することがで
き、流量センサを製造する際のダイヤフラム構造部１４
における撓みや変形等の発生を低下させ、製造プロセス
上での歩留まりも向上し、更に、流量センサを使用する
際の機械的強度も必要な程度に確保することができる。

【００５６】実施の形態９．図９(ａ)は、本発明の実施
の形態９に係る流量センサの平面図を示しており、図９
(ｂ)は図９(ａ)のIX−IX線における立面断面図を示して
いる。図９において、１は例えば厚さ約４００μｍのシ
リコンウェ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絶
縁性の支持膜２がスパッタ法等により形成されている。
更に、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が蒸着法やスパッタ法等により着膜
されている。感熱抵抗膜は写真製版法、ウェットエッチ
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
ングが行われ、これにより電流路が形成されて感熱抵抗
部１１が設けられる。更に、感熱抵抗部１１ないし支持
膜２の上に、厚さ約１μｍの窒化シリコン膜からなる絶
縁性の保護膜３がスパッタ法等により形成されている。

【００５７】そのあと、基材１の支持膜２、保護膜３が
配置されている方の表面側から、ダイヤフラム構造部１
４上の感熱抵抗部近傍のダイヤフラムの一部が除去さ
れ、他の部分よりも膜厚の薄い薄肉部１５が形成されて
いる。ここで薄肉部１５の平面形状は、角を有さず、直
線と円弧又は曲線によって構成されている。

【００５８】更に、平板状基材１の下面側に形成された
裏面保護膜１６に、写真製版法等を用いてエッチングホ
ールが形成された後、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構造部１４が形成
されている。

【００５９】図９に示すように、この流量センサにおい
ては、ダイヤフラム構造部１４上の薄肉部１５により、
ダイヤフラムの横方向への熱抵抗が大きくなる。そのた
め、感熱抵抗部で発生した熱のうち基材１の方に流れ込
む量を小さくすることができ、流量センサの感度、応答
性が改善される。更に、薄肉部１５の平面形状が略直線
と略円弧又は曲線によって形成されているため、実質的
に角部を持たず、応力の集中が少ない。そのため、ダイ
ヤフラムの１４の変形が起こりにくく、強度もほとんど
低下しない。またプロセス中に破壊することも少なく歩
留まりが向上する。

【００６０】実施の形態１０．図１０(ａ)は、本発明の
実施の形態１０に係る流量センサの平面図を示してお
り、図１０(ｂ)は図１０(ａ)のＸ−Ｘ線における立面断
面図を示している。図１０において、１は例えば厚さ約
４００μｍのシリコンウェ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
コン膜からなる絶縁性の支持膜２がスパッタ法等により
形成されている。更に、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が蒸着法やスパ
ッタ法等により着膜されている。感熱抵抗膜は写真製版
法、ウェ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が行われ、これにより電流路が
形成されて感熱抵抗部１１が設けられる。更に、感熱抵
抗部１１ないし支持膜２の上に、厚さ約１μｍの窒化シ
リコン膜からなる絶縁性の保護膜３がスパッタ法等によ
り形成されている。

【００６１】そのあと、基材１の支持膜２、保護膜３が
配置されている方の表面側から、ダイヤフラム構造部１
４上の感熱抵抗部近傍のダイヤフラムの一部が除去さ
れ、他の部分よりも膜厚の薄い薄肉部１５が形成されて
いる。更にダイヤフラム構造部１４の表面（図１０に示
す形態では上面側）に汚損防止材料が塗布されて、汚損
防止材料層１８を形成している。尚、汚損防止材料層１
８を設ける表面は、薄肉部１５をダイヤフラム構造部１
４の下面側に設ける場合には、ダイヤフラム構造部１４
の下面側の表面とすることもできるし、場合によって
は、ダイヤフラム構造部１４の薄肉部１５を設けていな
い側の表面に形成することもできる。

【００６２】平板状基材１の下面側に形成された裏面保
護膜１６に、写真製版法等を用いてエッチングホールが
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構造部１４が形成されて
いる。

【００６３】図１０に示すように、この流量センサにお
いては、ダイヤフラム構造部１４上の薄肉部１５によ
り、ダイヤフラムの横方向への熱抵抗が大きくなる。そ
のため、感熱抵抗部で発生した熱のうち基材１の方に流
れ込む量を小さくすることができ、流量センサの感度、
応答性が改善される。更に、素子表面に汚損防止材料層
１８が形成されているため、薄肉部１５が設けられたこ
とによって生じたダイヤフラム構造部１４の表面の凹凸
部分が流体によって汚損されることを防止する効果があ
る。従って、センサの信頼性が向上する。

【００６４】実施の形態１１．尚、実施の形態１０の変
形例としての実施の形態１１においては、汚損防止材料
としてフッ素系材料、例えばフルオロカーボン系のポリ
マー材料、又は有機系シリコーン材料を用いることがで
きる。かかる流量センサは、汚損防止材料としてのフッ
素系あるいは有機シリコーン系材料の特性である表面平
滑性並びに撥水性及び撥油性によって、汚損防止性能を
向上させることができ、また、熱絶縁も確保することが
できる。従って、流量センサの感度向上、信頼性向上が
図れるとともに、耐久性、信頼性向上を図ることができ
る。

【００６５】ダイヤフラム構造部１４の表面を、高い撥
水性及び表面平滑性を有する有機系シリコーン材料又は
フッ素系材料、例えばフルオロカーボン系のポリマー材
料によって被覆するため、薄肉部１５を形成することに
より生ずる表面の凹凸への水分やダストの付着を起こり
にくくする汚損防止性能を向上させることができ、ま
た、熱絶縁も確保することができる。従って、長期に渡
ってセンサの信頼性が向上する。

【００６６】実施の形態１２．図１１（ａ）〜（ｅ）
は、それぞれ、この発明の実施の形態１２に係る流量セ
ンサの製造途上における立面断面図であり、該流量セン
サの製造工程を順次示している。図１１（ａ）〜（ｅ）
において、１は例えば厚さ約４００μｍのシリコンウェ
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（図１１ａ）。

【００６７】そして、この流量センサの製造工程におい
ては、図１１（ｂ）に示すように、支持膜２の上面側
に、感熱抵抗材料、例えば白金材料等の膜が蒸着法やス
パッタ法等により着膜される。感熱抵抗材料の膜は、写
真製版法、ウェ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って電流
路を形成し、この部分が感熱抵抗部１１となる。更に、
図１１（ｃ）に示すように、感熱抵抗部１１及び支持膜
２の上面側に、厚さ約１．０μｍ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る。その後
パターニングを行い図１１（ｄ）に示したように、ドラ
イエッチング法等の方法により薄肉部１５を形成する。
更に、図１１（ｅ）に示すように平板状基材１を下面側
からエッチングすることにより、平板状基材１の中央部
（感熱抵抗部を中心としてその周囲を含む範囲）を除去
して、流量センサとしての最終的な形態での基材の形態
となる支持基材を残して支持膜２を露出させ、ダイヤフ
ラム構造部１４を形成する。

【００６８】このような方法によって、本発明の請求項
１〜４及び６〜１２に係る熱絶縁に優れる流量センサを
簡単な工程の組合せによって製造することができる。こ
の流量センサにおいては、ダイヤフラム構造部１４上の
薄肉部１５により、ダイヤフラムの横方向への熱抵抗が
大きくなり、従って熱絶縁を向上させることができる。
そのため、感熱抵抗部で発生した熱のうち基材１の方に
流れ込む量を小さくすることができ、流量センサとして
の感度、応答性が改善される。更に、この実施の形態に
示す製造方法を用いることにより、非常に簡便にダイヤ
フラム上の薄肉部を形成することができる。

【００６９】実施の形態１３．図１２（ａ）〜（ｆ）
は、それぞれ、この発明の実施の形態１３に係る流量セ
ンサの製造途上における立面断面図であり、該流量セン
サの製造工程を順次示している。図１２（ａ）〜（ｆ）
において、１は例えば厚さ約４００μｍのシリコンウェ
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（図１２ａ）。

【００７０】そして、この流量センサの製造工程におい
ては、図１２（ｂ）に示すように、支持膜２の上面側
に、感熱抵抗材料、例えば白金材料等の膜が蒸着法やス
パッタ法等により着膜される。感熱抵抗材料の膜は、写
真製版法、ウェ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って電流
路を形成し、この部分が感熱抵抗部１１となる。更に、
図１２（ｃ）に示すように、感熱抵抗部１１及び支持膜
２の上面側に、厚さ約１．０μｍ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る。その後
パターニングを行い図１２（ｄ）に示したように、ドラ
イエッチング法等の方法により薄肉部１５を形成する。

【００７１】その後流動性塗布材料１７をスピンコータ
ーにて塗布し、アニールを行い固化する。これにより、
薄肉部１５近傍の急峻な段差が緩和される（図１２
ｅ）。更に、図１２（ｆ）に示すように平板状基材１を
下面側からエッチングすることにより、平板状基材１の
中央部を除去して、流量センサとしての最終的な形態で
の基材の形態となる支持基材を残して支持膜２を露出さ
せ、ダイヤフラム構造部１４を形成する。

【００７２】このような方法によって、本発明の請求項
１〜４及び６〜１２に係る熱絶縁に優れる流量センサを
簡単な工程の組合せによって製造することができる。こ
の流量センサにおいては、ダイヤフラム構造部１４上の
薄肉部１５により、ダイヤフラムの横方向への熱抵抗が
大きくなり、従って熱絶縁を向上させることができる。
そのため、感熱抵抗部で発生した熱のうち基材１の方に
流れ込む量を小さくすることができ、流量センサとして
の感度、応答性が改善される。更に、この実施の形態に
示す製造方法を用いることにより、非常に簡便にダイヤ
フラム上の薄肉部を形成することができる。更に、ダイ
ヤフラム構造部の上面側表面に流動性の塗布材料１７が
形成されているため、薄肉部１５の急峻な段差が緩和さ
れ、表面にダスト等が堆積するのを最小限に押さえられ
る。

【００７３】実施の形態１４．図１３（ａ）〜（ｆ）
は、それぞれ、この発明の実施の形態１４に係る流量セ
ンサの製造途上における立面断面図であり、該流量セン
サの製造工程を順次示している。図１３（ａ）〜（ｆ）
において、１は例えば厚さ約４００μｍのシリコンウェ
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（図１３ａ）。

【００７４】そして、この流量センサの製造工程におい
ては、図１３（ｂ）に示すように、支持膜２の上面側
に、感熱抵抗材料、例えば白金材料等の膜が蒸着法やス
パッタ法等により着膜される。感熱抵抗材料の膜は、写
真製版法、ウェ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って電流
路を形成し、この部分が感熱抵抗部１１となる。更に、
図１３（ｃ）に示すように、感熱抵抗部１１及び支持膜
２の上面側に、厚さ約１．０μｍ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る。その後
パターニングを行い図１３（ｄ）に示したように、ドラ
イエッチング法等の方法により薄肉部１５を形成する。

【００７５】その後二酸化ケイ素を主成分とする流動性
塗布材料１７をスピンコーターにて塗布し、アニールを
行い固化する。これにより、薄肉部１５近傍の急峻な段
差が緩和される（図１３ｅ）。この場合に使用すること
ができる流動性材料は、ＳＯＧ等の二酸化ケイ素を主成
分とするようなものである。更に、図１３（ｆ）に示す
ように平板状基材１を下面側からエッチングすることに
より、平板状基材１の中央部を除去して、流量センサと
しての最終的な形態での基材の形態となる支持基材を残
して支持膜２を露出させ、ダイヤフラム構造部１４を形
成する。

【００７６】このような方法によって、本発明の請求項
１〜４及び６〜１２に係る熱絶縁に優れる流量センサを
簡単な工程の組合せによって製造することができる。こ
の流量センサにおいては、ダイヤフラム構造部１４上の
薄肉部１５により、ダイヤフラムの横方向への熱抵抗が
大きくなり、従って熱絶縁を向上させることができる。
そのため、感熱抵抗部で発生した熱のうち基材１の方に
流れ込む量を小さくすることができ、流量センサとして
の感度、応答性が改善される。更に、この実施の形態に
示す製造方法を用いることにより、非常に簡便にダイヤ
フラム上の薄肉部を形成することができる。更に、ダイ
ヤフラム構造部の上面側表面を、二酸化ケイ素を主成分
とする流動性の塗布材料によって被覆するので、薄肉凹
部の急峻な勾配をなくすことができ、汚損防止並びに表
面乱流の発生防止を図ることができる。このため、流量
センサの感度向上、信頼性向上が図れるとともに、耐久
性、信頼性向上を図ることができる。また、二酸化ケイ
素は熱伝導性が低いため、ダイヤフラム構造部１４の平
面横方向への熱絶縁も確保することができる。

【００７７】実施の形態１５．図１４（ａ）〜（ｆ）
は、それぞれ、この発明の実施の形態１５に係る流量セ
ンサの製造途上における立面断面図であり、該流量セン
サの製造工程を順次示している。１は例えば厚さ約４０
０μｍのシリコンウェハからなる平板状基材である。こ
の平板状基材１の上に写真製版を施すことによって、最
終的にダイヤフラム構造部１４上において薄肉部１５と
なる部分に対応させて凸部２０を平板状基材１の上面側
に形成する。この凸部２０は、平板状基材１において凸
部２０を形成しない部分をＲＩＥ等の方法でエッチング
し、約１〜２μｍの深さで除去する結果、凸部２０の部
分をその他の除去した部分よりも約１〜２μｍ程度の高
さで突出するようにして形成している（図１４ａ）。そ
の後、平板状基材１の表面に熱酸化等の方法で約１μｍ
厚のＳｉＯ２膜からなる支持膜２を形成する（図１４
ｂ）。その後、図１４（ｃ）に示すように、支持膜２の
上面側に白金等よりなる感熱抵抗膜を蒸着法やスパッタ
法等により着膜する。感熱抵抗膜を写真製版法、ウェッ
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
パターニングして電流路を形成し、感熱抵抗部１１を形
成する。更に、図１４（ｄ）に示すように、感熱抵抗部
１１及び支持膜２の上面側に、厚さ約１．０μｍの窒化
シリコン膜からなる保護膜３をスパッタ法等により形成
する。この段階では、平板状基材１に設けている凸部２
０の上面側、従ってダイヤフラム構造部１４の完成形態
において薄肉部１５となる部分の上面側は、凸部２０の
高さだけその他の部分よりも突出しているため、パター
ニングを行った後、ドライエッチング法等の方法によっ
て、凸部２０の上面側に存在する保護膜３及び必要な場
合には支持膜２を除去して、ダイヤフラム構造部１４の
上面側がほぼ平坦になるようにする。（図１４
（ｅ））。この場合に、感熱抵抗部１１の上面側も感熱
抵抗部の厚さに相当する高さで盛り上がっているが、こ
の突出高さは０．１〜０．２μｍ程度であるので、無視
することができる。

【００７８】更に、図１５（ｆ）に示すように平板状基
材１を下面側からエッチングすることにより、平板状基
材１の中央部を除去して、流量センサとしての最終的な
形態での基材の形態となる支持基材を残して支持膜２を
露出させ、支持膜２及び保護膜３の間に感熱抵抗部１１
を挟んでなるダイヤフラム構造部１４が得られる。この
エッチング処理の際に、平板状基材１の凸部２０の部分
も除去されるので、ダイヤフラム構造部１４の下面側に
は薄肉部１５が設けられた状態となっている。

【００７９】このような方法によって、本発明の請求項
５又は６に係る熱絶縁に優れる流量センサを簡単な工程
の組合せによって製造することができる。この流量セン
サにおいては、ダイヤフラム構造部１４上の薄肉部１５
により、ダイヤフラムの横方向への熱抵抗が大きくな
り、従って熱絶縁を向上させることができる。そのた
め、感熱抵抗部で発生した熱のうち基材１の方に流れ込
む量を小さくすることができ、流量センサとしての感
度、応答性が改善される。更に、この実施の形態に示す
製造方法を用いることにより、非常に簡便にダイヤフラ
ム上の薄肉部を形成することができる。更に、ダイヤフ
ラム構造部１４の上面側を略平坦にしていることによっ
て、流体の流れにおける乱れの発生を防止し、更に、汚
損防止を達成し、流量センサの信頼性を向上させること
ができる。

【００８０】実施の形態１６．図１５（ａ）〜（ｇ）
は、それぞれ、この発明の実施の形態１６に係る流量セ
ンサの製造途上における立面断面図を示しており、図１
５（ａ）〜（ｅ）の工程において行う操作は、実施の形
態１５において図１４（ａ）〜（ｅ）の各工程について
説明した操作とほぼ同様であるので、ここでは説明を省
略する。

【００８１】図１５（ｅ）に示すように、ダイヤフラム
構造部１４の上面側をほぼ平坦に形成した後、流動性塗
布材料１７をスピンコーターにて塗布し、アニールを行
う。これにより、薄肉部１５近傍で発生する可能性があ
るマスクずれによる段差が解消される。また、ダイヤフ
ラム構造部１４の中に感熱抵抗部を挟着することによっ
て生じ得るダイヤフラム構造部１４上面側の凹凸も低減
することが可能となる（図１５ｆ）。

【００８２】更に、図１５（ｇ）に示すように平板状基
材１を下面側からエッチングして除去することにより、
支持膜２及び保護膜３の間に感熱抵抗部１１を挟んでな
るダイヤフラム構造部１４が得られる。このエッチング
処理の際に、平板状基材１の凸部２０の部分も除去され
るので、ダイヤフラム構造部１４の下面側には薄肉部１
５が設けられた状態となっている。

【００８３】このような方法によって、本発明の請求項
５又は６に係る熱絶縁に優れる流量センサを簡単な工程
の組合せによって製造することができる。この流量セン
サにおいては、ダイヤフラム構造部１４上の薄肉部１５
により、ダイヤフラムの横方向への熱抵抗が大きくな
り、従って熱絶縁を向上させることができる。そのた
め、感熱抵抗部で発生した熱のうち基材１の方に流れ込
む量を小さくすることができ、流量センサとしての感
度、応答性が改善される。更に、この実施の形態に示す
製造方法を用いることにより、非常に簡便にダイヤフラ
ム上の薄肉部を形成することができる。更に、ダイヤフ
ラム構造部１４の上面側を略平坦にしていることによっ
て、流体の流れにおける乱れの発生を防止し、更に、汚
損防止を達成し、流量センサの信頼性を向上させること
ができる。また、ダイヤフラム表面に流動性の塗布材料
が形成されているため、薄肉部１５近傍に形成される可
能性のある段差ならびに抵抗膜形成により生ずる段差が
緩和され、表面にダストが堆積する可能性をより小さく
することができる。

【００８４】実施の形態１７．この実施の形態において
説明する流量センサの製造方法の工程は、図１５（ａ）
〜（ｇ）によって示すことができる。図１５（ｅ）まで
の工程において行う操作は、実施の形態１５において図
１４（ａ）〜（ｅ）の各工程について説明した操作とほ
ぼ同様であるので、ここでは説明を省略する。

【００８５】図１５（ｅ）に示すように、ダイヤフラム
構造部１４の上面側をほぼ平坦に形成した後、二酸化ケ
イ素を主成分とする流動性塗布材料１７をスピンコータ
ーにて塗布し、アニールを行い固化する。この場合に使
用することができる流動性材料は、ＳＯＧ等の二酸化ケ
イ素を主成分とするようなものである。その結果、薄肉
部１５近傍の急峻な段差が緩和され、薄肉部１５近傍で
発生する可能性があるマスクずれによる段差が解消され
る（図１５ｅ）。また、ダイヤフラム構造部１４の中に
感熱抵抗部を挟着することによって生じ得るダイヤフラ
ム構造部１４上面側の凹凸も低減することが可能となる
（図１５ｆ）。

【００８６】更に、図１５（ｇ）に示すように平板状基
材１を下面側からエッチングして除去することにより、
支持膜２及び保護膜３の間に感熱抵抗部１１を挟んでな
るダイヤフラム構造部１４が得られる。このエッチング
処理の際に、平板状基材１の凸部２０の部分も除去され
るので、ダイヤフラム構造部１４の下面側には薄肉部１
５が設けられた状態となっている。

【００８７】このような方法によって、本発明の請求項
５又は６に係る熱絶縁に優れる流量センサを簡単な工程
の組合せによって製造することができる。この流量セン
サにおいては、ダイヤフラム構造部１４上の薄肉部１５
により、ダイヤフラムの横方向への熱抵抗が大きくな
り、従って熱絶縁を向上させることができる。そのた
め、感熱抵抗部で発生した熱のうち基材１の方に流れ込
む量を小さくすることができ、流量センサとしての感
度、応答性が改善される。更に、この実施の形態に示す
製造方法を用いることにより、非常に簡便にダイヤフラ
ム上の薄肉部を形成することができる。更に、ダイヤフ
ラム構造部１４の上面側を略平坦にしていることによっ
て、流体の流れにおける乱れの発生を防止し、更に、汚
損防止を達成し、流量センサの信頼性を向上させること
ができる。また、ダイヤフラム表面に流動性の塗布材料
が形成されているため、薄肉部１５近傍に形成される可
能性のある段差ならびに抵抗膜形成により生ずる段差が
緩和され、表面にダストが堆積する可能性をより小さく
することができる。尚、以上の説明では、支持膜２と保
護膜３とは、両者共その材料が二酸化ケイ素であるか窒
化ケイ素である例を記載しているが、一方が二酸化ケイ
素であり、他方が窒化ケイ素である組合せを採用するこ
ともできる。更に、支持膜及び保護膜を構成する材料と
して、二酸化ケイ素及び窒化ケイ素は最も好ましい材料
の例示であって、その他のケイ素化合物を用いることも
できる。更に、その他の絶縁性を有する薄膜材料を用い
ることもできる。また、図１及び２に示しているよう
に、薄肉部１５をダイヤフラム構造部１４の上面側及び
下面側の両方に設けることもできる。

【００８８】

【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、本発明の請求項１にかか
る流量センサによれば、ダイヤフラム上の感熱抵抗部の
周囲にダイヤフラムの他の部分に比べて膜厚が薄い薄肉
部を設けることにより、感熱抵抗部で発熱した熱量が、
ダイヤフラムを通して基材に流れる量を少なくし、熱絶
縁を大きくとるようにできる。このため、流量センサの
感度向上及び応答性の向上を図ることができる。また、
ブリッジタイプの構造を持つ流量センサに比し、強度、
特に機械的強度を大きくすることができる。

【００８９】本発明の請求項２に係る流量センサによれ
ば、ダイヤフラム上の感熱抵抗部の周囲にダイヤフラム
の他の部分に比べて膜厚が薄い薄肉部を設けることによ
り、感熱抵抗部で発熱した熱量が、ダイヤフラムを通し
て基材に流れる量を少なくし、熱絶縁を大きくとるよう
にできる。このため、流量センサの感度向上及び応答性
の向上を図ることができる。また、ブリッジタイプの構
造を持つ流量センサに比し、強度、特に機械的強度を大
きくすることができることに加えて、感熱抵抗部の上面
側に保護膜が存在するため、感熱抵抗部が流体と直接接
触することによって損傷を受けることを防止することが
できる。

【００９０】本発明の請求項３に係る流量センサによれ
ば、ダイヤフラム構造部１４上に設けられている薄肉部
１５により、ダイヤフラムの面に平行な方向への熱抵抗
が大きくなる。更に、ダイヤフラムを主として構成する
支持膜２及び保護膜３は酸化シリコンで形成されてお
り、酸化シリコンの熱伝導率は他の材料、例えば窒化シ
リコンよりも小さい。そのため、感熱抵抗部１１におい
て発生した熱のうち、ダイヤフラム構造部１４の面に平
行な方向へ伝わって基材１の方に流れ込む熱の量を実施
の形態２の場合よりも小さくすることができ、流量セン
サの感度及び応答性を向上することができる。また、感
熱抵抗部領域の周囲のダイヤフラム構造部において、薄
肉部１５が形成されていない部分はダイヤフラム構造部
に必要とされる強度を確保することができるような形状
及び面積に形成されている。

【００９１】本発明の請求項４に係る流量センサによれ
ば、ダイヤフラム上の薄肉部が、センサ表面側を凹ませ
ることによって形成されている。このため、ダイヤフラ
ムの熱絶縁による感度向上と応答性向上が図れ、更に、
流量センサを製造するプロセスが簡素なものとなる。

【００９２】本発明の請求項５に係る流量センサによれ
ば、ダイヤフラム上の薄肉部が、センサ素子の裏面側に
凹部を有し、センサ素子表面側は略平坦であるため、熱
絶縁を図れるとともに、汚損防止並びに表面乱流の発生
防止を図ることができる。このため、流量センサの感度
向上、信頼性向上が図れるとともに、耐久性、信頼性向
上を図ることができる。

【００９３】本発明の請求項６に係る流量センサによれ
ば、ダイヤフラム上の薄肉部の凹部が実質的に角を持っ
ていない断面形状になっているため、該薄肉凹部の急峻
な勾配をなくすことができ、汚損防止並びに表面乱流の
発生防止を図ることができる。このため、流量センサの
感度向上、信頼性向上が図れるとともに、耐久性、信頼
性向上を図ることができる。

【００９４】本発明の請求項７に係る流量センサによれ
ば、ダイヤフラム上の薄肉部が、感熱抵抗部の上流側以
外のところに設けられている。この流量センサにおいて
は、感熱抵抗部の上流側に薄肉部による段差が生じない
ため、汚損防止並びに表面乱流の発生防止を図ることが
できる。このため、流量センサの感度向上、信頼性向上
が図れるとともに、耐久性、信頼性向上を図ることがで
きる。

【００９５】本発明の請求項８に係る流量センサによれ
ば、ダイヤフラム上の薄肉部が複数個設けられているこ
とにより、ダイヤフラムの変形や歪み等をすくなくする
ことができる。このため、流量センサの感度向上、信頼
性向上が図れるとともに、プロセスの歩留まり向上を図
ることができる。

【００９６】本発明の請求項９に係る流量センサによれ
ば、ダイヤフラム上の複数の薄肉部が千鳥状に配置され
ているため、ダイヤフラムの強度を落とすことなく熱絶
縁が図れる。このため、流量センサの感度向上、信頼性
向上が図れるとともに、プロセスの歩留まり向上を図る
ことができる。

【００９７】この発明の請求項１０に係る流量センサに
よれば、ダイヤフラム上の薄肉部の平面形状が鈍型ある
いは実質的に角部を有しない形状であるため、ダイヤフ
ラム上に薄肉部に応力集中が起こりにくく、ダイヤフラ
ムの強度を落とすことなく熱絶縁が図れる。このため、
流量センサの感度向上、信頼性向上が図れるとともに、
プロセスの歩留まり向上を図ることができる。

【００９８】本発明の請求項１１に係る流量センサによ
れば、汚損防止材料がコーティングされていることによ
り、熱絶縁を図れるとともに、汚損防止を図ることがで
きる。このため、流量センサの感度向上、信頼性向上が
図れるとともに、耐久性、信頼性向上を図ることができ
る。

【００９９】本発明の請求項１２に係る流量センサによ
れば、フッ素系あるいは有機シリコーン系の汚損防止材
料がコーティングされていることにより、熱絶縁を図れ
るとともに、汚損防止を図ることができる。このため、
流量センサの感度向上、信頼性向上が図れるとともに、
耐久性、信頼性向上を図ることができる。

【０１００】本発明の請求項１３に係る流量センサの製
造方法によれば、ダイヤフラム上に薄肉部を設けて熱絶
縁を図った流量センサを極めて容易に製造することがで
き、歩留まり向上とともに、その製造コストが低減され
る。

【０１０１】本発明の請求項１４に係る流量センサの製
造方法によれば、ダイヤフラム上に薄肉部を設けて熱絶
縁を図った流量センサを極めて容易に製造することがで
きるとともに、センサ素子表面の急峻な段差を小さくす
ることができ、汚損防止を図ったセンサを容易に製造す
ることができる。またその製造コストも低減できる。

【０１０２】本発明の請求項１５に係る流量センサの製
造方法によれば、ダイヤフラム上に薄肉部を設けて熱絶
縁を図った流量センサを極めて容易に製造することがで
きるとともに、センサ素子表面の急峻な段差を小さくす
ることができ、汚損防止を図って熱絶縁に優れるセンサ
を容易に製造することができる。またその製造コストも
低減できる。

【０１０３】本発明の請求項１６に係る流量センサの製
造方法によれば、ダイヤフラム上に薄肉部を設けて熱絶
縁を図った流量センサを極めて容易に製造することがで
きる。並びに表面が平坦になるため、汚損耐性、ダイヤ
フラム強度の高い流量センサを高い歩留まりで製造する
ことができる。

【０１０４】本発明の請求項１７に係る流量センサの製
造方法によれば、ダイヤフラム上に薄肉部を設けて熱絶
縁を図った流量センサを極めて容易に製造することがで
きるとともに、センサ素子表面の微細な段差を略平坦に
することができ、汚損防止、乱流発生防止を図ったセン
サを容易に高い歩留まりで製造することができる。

【０１０５】本発明の請求項１８に係る流量センサの製
造方法によれば、ダイヤフラム上に薄肉部を設けて熱絶
縁を図った流量センサを極めて容易に製造することがで
きるとともに、センサ素子表面の微細な段差も略平坦に
することができ、汚損防止を図って熱絶縁に優れるセン
サを容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る感熱式流量セ
ンサの平面図および立面断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態２に係る感熱式流量セ
ンサの平面図および立面断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態３に係る感熱式流量セ
ンサの平面図および立面断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態４に係る感熱式流量セ
ンサの平面図および立面断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態５に係る感熱式流量セ
ンサの平面図および立面断面図である。

【図６】 この発明の実施の形態６に係る感熱式流量セ
ンサの平面図および立面断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態７に係る感熱式流量セ
ンサの平面図および立面断面図である。

【図８】 この発明の実施の形態８に係る感熱式流量セ
ンサの平面図および立面断面図である。

【図９】 この発明の実施の形態９に係る感熱式流量セ
ンサの平面図および立面断面図である。

【図１０】 この発明の実施の形態１０に係る感熱式流
量センサの平面図および立面断面図である。

【図１１】 この発明の実施の形態１２に係る感熱式流
量センサの製造途上における立面断面図である。

【図１２】 この発明の実施の形態１３に係る感熱式流
量センサの製造途上における立面断面図である。

【図１３】 この発明の実施の形態１４に係る感熱式流
量センサの製造途上における立面断面図である。

【図１４】 この発明の実施の形態１５に係る感熱式流
量センサの製造途上における立面断面図である。

【図１５】 この発明の実施の形態１６に係る感熱式流
量センサの製造途上における立面断面図である。

【図１６】 従来のブリッジタイプの感熱式流量センサ
の立面断面図である。

【図１７】 図１６に示す従来の流量センサの保護膜を
取り除いた状態における平面図である。

【図１８】 従来のダイヤフラムタイプの感熱式流量セ
ンサの立面断面図である。

【図１９】 図１８に示す従来の流量センサの保護膜を
取り除いた状態における平面図である。

【符号の説明】

１ 平板状基材、２ 支持膜、３ 保蔑膜、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
抗部、１２ 凹部、１３ ブリッジ、１４ ダイヤフラ
ム構造部、１５ 薄肉部、１６ 裏面保護膜、１７ 流
動性塗布材料、１８ 汚損防止材料層、２０ 凸部。

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 河合 正浩 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 (72)発明者 山川 智也 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 Ｆターム(参考） 2F035 AA02 EA04 EA08

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも感熱抵抗部及び該感熱抵抗部
   を支持する支持膜からなるダイヤフラム構造部、並びに
   該ダイヤフラム構造部の下面側を感熱抵抗部領域の周囲
   において支持する支持基材を有してなる流量センサであ
   って、 ダイヤフラム構造部が、支持基材に接する部分よりも内
   側の領域であって、感熱抵抗部領域を取り囲む領域の少
   なくとも一部において、その領域の他の部分よりも厚さ
   が薄くなっている薄肉部を有することを特徴とする流量
   センサ。
2. 【請求項２】 ダイヤフラム構造部が、感熱抵抗部の上
   面側を被覆する保護膜を有することを特徴とする請求項
   １記載の流量センサ。
3. 【請求項３】 ダイヤフラム構造部の主たる材料が、窒
   化ケイ素及び二酸化ケイ素から選ばれることを特徴とす
   る請求項１又は２記載の流量センサ。
4. 【請求項４】 薄肉部は、ダイヤフラム構造部の上面を
   凹ませることによって形成されていることを特徴とする
   請求項１〜３のいずれかに記載の流量センサ。
5. 【請求項５】 薄肉部がダイヤフラム構造部の下面側に
   設けられ、ダイヤフラム構造部の上面側は実質的に平坦
   であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
   の流量センサ。
6. 【請求項６】 薄肉部は、実質的に角部を有しない断面
   形状を持っていることを特徴とする請求項１〜５のいず
   れかに記載の流量センサ。
7. 【請求項７】 薄肉部が、流体の流れに対し感熱抵抗部
   の上流側以外の場所に設けられていることを特徴とする
   請求項１〜６のいずれかに記載の流量センサ。
8. 【請求項８】 薄肉部は、感熱抵抗部領域の周囲におい
   て複数箇所に存在する小面積の部分として設けられてい
   ることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の流
   量センサ。
9. 【請求項９】 複数箇所に存在する薄肉部が、感熱抵抗
   部領域の周囲に千鳥状に配置されていることを特徴とす
   る請求項８記載の流量センサ。
10. 【請求項１０】 薄肉部の平面形状が、実質的に角部を
    有しない形状であることを特徴とする請求項１〜９のい
    ずれかに記載の流量センサ。
11. 【請求項１１】 ダイヤフラム構造部の上面側が汚損防
    止材料によって被覆されていることを特徴とする請求項
    １〜１０のいずれかに記載の流量センサ。
12. 【請求項１２】 汚損防止材料が、フッ素系材料又は有
    機系シリコーン材料であることを特徴とする請求項１１
    記載の流量センサ。
13. 【請求項１３】 請求項１〜４及び６〜１２のいずれか
    に記載のダイヤフラム型流量センサを製造する方法であ
    って、 平板状基材の上面側に支持膜を積層し、該支持膜の上面
    側に感熱抵抗部を設け、感熱抵抗部を含む支持膜の上面
    側に保護膜を積層することによって平板状基材上にダイ
    ヤフラム構造部を形成する工程、 エッチングによりダイヤフラム構造部の上面側に薄肉部
    を形成する工程、並びに少なくとも感熱抵抗部領域及び
    その周囲の薄肉部に面する部分の平板状基材を下面側か
    らエッチングにより除去して、支持基材を残す工程を含
    んでなる流量センサの製造方法。
14. 【請求項１４】 ダイヤフラム構造部の上面側に、流動
    性を有する材料を塗布形成する工程を更に有することを
    特徴とする請求項１３記載の流量センサの製造方法。
15. 【請求項１５】 流動性を有する材料は、酸化シリコン
    を主とする材料であることを特徴とする請求項１４記載
    の流量センサの製造方法。
16. 【請求項１６】 請求項５記載のダイヤフラム型流量セ
    ンサを製造する方法であって、 平板状基材の上面側に凸部を設ける工程、 平板状基材の上面側に支持膜を積層し、該支持膜の上面
    側に感熱抵抗部を設け、感熱抵抗部を含む支持膜の上面
    側に保護膜を積層することによって平板状基材上にダイ
    ヤフラム構造部を形成する工程、 凸部の上面側において保護膜の突出している部分をエッ
    チングによって除去する工程、並びに凸部の下方部分を
    含む平板状基材の中央部を下面側からエッチングにより
    除去して、支持基材を残す工程を含んでなる流量センサ
    の製造方法。
17. 【請求項１７】 ダイヤフラム構造部の上面側に、流動
    性を有する材料を塗布形成する工程を更に有することを
    特徴とする請求項１６記載の流量センサの製造方法。
18. 【請求項１８】 流動性を有する材料は、酸化シリコン
    を主とする材料であることを特徴とする請求項１７記載
    の流量センサの製造方法。