JP2001012985A

JP2001012985A - 熱式空気流量センサ及び内燃機関制御装置

Info

Publication number: JP2001012985A
Application number: JP11181065A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Yamada; 雅通山田; Shinya Igarashi; 信弥五十嵐; Izumi Watanabe; 渡辺　　泉; Keiichi Nakada; 圭一中田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】信頼性が高く、計測精度の向上した熱式空気流
量センサを提供する。【解決手段】半導体基板２ａ上に電気絶縁膜８ａを介し
て発熱抵抗体４及び複数の測温抵抗体５ａ，５ｂ，６を
ドープ処理された単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜２ｂ
で構成し、パターン形成された前記抵抗体の長手方向と
単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜２ｂのピエゾ抵抗係数
が極小となる結晶方位とをほぼ一致させ、製造工程等で
生ずる応力影響を少なく信頼性が高く高精度の熱式空気
流量センサ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱式空気流量セン
サに係り、特に内燃機関の吸入空気量を測定するのに好
適な熱式空気流量センサ及び内燃機関制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より自動車などの内燃機関の電子制
御燃料噴射装置に設けられ吸入空気量を測定する空気流
量センサとして、熱式のものが質量空気量を直接検知で
きることから主流となってきている。

【０００３】この中で特に、半導体マイクロマシニング
技術により製造された空気流量センサが、コストが低減
でき且つ低電力で駆動することが出来ることから注目さ
れてきた。このような従来の半導体基板を用いた熱式空
気流量センサとしては、例えば、特開平8−54269号公報
に開示されている。

【０００４】上記特開平8−54269号公報に記載の技術で
は、発熱抵抗体として材料コストの利点から多結晶ケイ
素（ポリシリコン）が使用されているが、吸入空気量の
測定に際して、空気温度の温度依存に関して考慮されて
おらず流量計測精度が十分でないこと、また、多結晶ケ
イ素が加熱されると時間と共に抵抗値に経時変化が生じ
流量計測精度が十分確保できないという問題があった。

【０００５】多結晶ケイ素に比較して抵抗値の経時変化
が少ないのが単結晶ケイ素である。単結晶ケイ素を発熱
抵抗体に利用した従来例としては、特開平10−221144号
公報に記載の技術がある。しかし、この従来技術におい
ても空気温度の温度依存に関して考慮されておらず流量
計測精度が十分でないこと、また、発熱抵抗体が単結晶
ケイ素基板に形成された掘りの上に架橋され発熱抵抗体
の回りに空間が存在し、自動車等の過酷な使用環境の内
燃機関に使用するとき塵埃等が発熱抵抗体の開口した空
間領域に付着し吸入空気量の計測精度が劣化する等の信
頼性に問題がある。また、発熱抵抗体を構成する単結晶
ケイ素薄膜に関して、その結晶方位に関して検討されて
おらず、流量計測精度および信頼性に問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術には次のよう
な課題がある。上記特開平8−54269号公報において、半
導体基板上に電気絶縁膜を介して発熱抵抗体として多結
晶ケイ素(ポリシリコン)が使用されているが、空気温度
を検出する為の空気温度測温抵抗体が形成されていない
為に空気温度が変化した場合に被測定空気の流量に対応
した出力が誤差を持つという問題がある。また、多結晶
ケイ素が加熱されると時間と共に抵抗値に経時変化が生
じ流量計測精度が十分確保できないという問題があっ
た。

【０００７】一方、単結晶ケイ素を発熱抵抗体に利用し
た特開平10−221144号公報に記載の従来技術では、以下
の様な問題がある。

【０００８】図１７（ａ)，(ｂ）に、特開平10−221144
号公報の図２の（Ａ)，(Ｃ）に記載の空気流量センサの
平面図および断面図を示す。図１７の２ｂが半導体基
板、２ｃが単結晶ケイ素薄膜からなる発熱抵抗体で、７
が半導体基板に形成された空洞（掘り）、８ｃが電気絶
縁膜、２８が引出電極である。

【０００９】この様に構成された従来の空気流量センサ
では、単結晶ケイ素を発熱抵抗体に利用したことにより
多結晶ケイ素に比較して単晶粒界が存在しないことによ
り抵抗値の経時変化が低減されるが、上記特開平8−542
69号公報に記載した従来例と同じく空気温度を検出する
為の空気温度測温抵抗体が形成されていない為に空気温
度が変化した場合に被測定空気の流量に対応した出力が
誤差を持つという問題がある。

【００１０】更に、従来の空気流量センサでは、発熱抵
抗体２ｃが単結晶ケイ素基板２ｂに形成された空洞（掘
り）７の上に架橋され発熱抵抗体の回りに空間が存在し
ている。このように構成された熱式空気流量センサを、
自動車等の過酷な使用環境の内燃機関に使用すると、吸
入空気に含まれる塵埃等が発熱抵抗体２ｃの開口した空
間領域及び空洞７の表面に付着し、空気流の流れを乱す
とともに塵埃の付着による熱伝導効果により発熱抵抗体
２ｃから単結晶ケイ素基板２ｂへの熱の逃げが増大し吸
入空気量の計測精度が劣化する等の信頼性に問題があ
る。

【００１１】更には、上記従来例では、単結晶ケイ素を
発熱抵抗体２ｃに適用しているが、発熱抵抗体２ｃの上
下層に形成された電気絶縁膜８ｃの残留応力の影響で発
熱抵抗体２ｃを構成する単結晶ケイ素に応力が加わった
場合に抵抗値が変化するピエゾ効果が存在するが、この
発熱抵抗体２ｃを構成する単結晶ケイ素の結晶方位に関
しては十分に考慮されておらず流量計測精度を十分確保
することができない。本発明の目的は、信頼性が高く、
計測精度の向上した熱式空気流量センサ及び内燃機関制
御装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、半導体基
板上の全面に電気絶縁膜を介して発熱抵抗体及び複数の
測温抵抗体を形成して空気流量を計測する熱式空気流量
センサにおいて、前記発熱抵抗体及び測温抵抗体をドー
プ処理された単結晶半導体薄膜で構成し、且つパターン
形成された前記抵抗体の長手方向と単結晶半導体薄膜の
ピエゾ抵抗係数が極小となる結晶方位とをほぼ一致させ
ることにより達成され、電気絶縁膜の残留応力の影響を
少なくでき抵抗値の経時変化が改善され、また抵抗体の
回りが空気流に対して開口していないので塵埃等の付着
が低減され安定した流量計測精度が実現できる。

【００１３】上記のドープ処理された単結晶半導体薄膜
をドープ処理された単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜と
することにより、同じく電気絶縁膜の残留応力の影響を
少なくでき、単晶粒界が存在しないことから抵抗値の経
時変化が改善される。

【００１４】上記のドープ処理された単結晶半導体薄膜
をドープ処理された単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）半導体
薄膜とすることにより、同じく電気絶縁膜の残留応力の
影響を少なくでき、結晶粒界が存在しないことから抵抗
値の経時変化が改善される。上記のドープ処理された単
結晶半導体薄膜をドープ処理された単結晶ガリウム砒素
（ＧａＡｓ）半導体薄膜とすることにより、同じく電気
絶縁膜の残留応力の影響を少なくでき、結晶粒界が存在
しないことから抵抗値の経時変化が改善される。

【００１５】前記発熱抵抗体と少なくとも一つの前記測
温抵抗体（空気温度計測用）の不純物濃度を他の測温抵
抗体の不純物濃度より大きくしたことにより、測温抵抗
体（他の温度計測用）では抵抗温度係数が大きく出来、
発熱抵抗体では抵抗値を低減でき各々最適の特性の選択
が可能となる。

【００１６】前記発熱抵抗体と少なくとも一つの前記測
温抵抗体（空気温度計測用）のドープ処理された単結晶
半導体薄膜の不純物濃度を等しくしたことにより、発熱
抵抗体と空気温度の測温抵抗体の抵抗温度係数が同じに
なり、吸気温度補償の為のブリッジ回路を構成した場合
に高精度の流量計測精度が実現できる。

【００１７】前記発熱抵抗体と少なくとも一つの前記測
温抵抗体（空気温度計測用）のドープ処理された単結晶
ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜の不純物濃度が３×１０¹⁹(c
m^-3)以上とすることにより、より高精度の流量計測精度
が実現できる。

【００１８】前記抵抗体の内少なくとも発熱抵抗体は、
空洞を有する半導体基板上の電気絶縁膜上に形成するこ
とにより、熱絶縁がより得られ、高精度の流量計測精度
が実現できる。

【００１９】前記ドープ処理された単結晶ケイ素(Ｓｉ)
半導体薄膜が、燐(Ｐ)等の不純物がドープされたｎ型半
導体からなり、且つ薄膜面が（００１）面で更に＜１１
０＞結晶方位がパターン形成された前記抵抗体の長手方
向とすることにより、電気絶縁膜の残留応力の影響を少
なくでき安定した流量計測精度が実現できる。

【００２０】前記ドープ処理された単結晶ケイ素(Ｓｉ)
半導体薄膜が、燐(Ｐ)等の不純物がドープされたｎ型半
導体からなり、且つ薄膜面が（２１１）面で更に＜１１
１＞結晶方位がパターン形成された前記抵抗体の長手方
向とすることにより、電気絶縁膜の残留応力の影響を少
なくでき安定した流量計測精度が実現できる。

【００２１】前記ドープ処理された単結晶ケイ素(Ｓｉ)
半導体薄膜が、燐(Ｐ)等の不純物がドープされたｎ型半
導体からなり、且つ薄膜面が（０１１）面に更に＜２１
１＞から＜１１１＞間の結晶方位がパターン形成された
前記抵抗体の長手方向とすることにより、電気絶縁膜の
残留応力の影響を少なくでき安定した流量計測精度が実
現できる。

【００２２】前記ドープ処理された単結晶ケイ素（Ｓ
ｉ）半導体薄膜が、ボロン（Ｂ）等の不純物がドープ処
理されたｐ型半導体からなり、且つ薄膜面が（００１）
面で更に＜１００＞或いは＜０１０＞結晶方位がパター
ン形成された前記抵抗体の長手方向とすることにより、
電気絶縁膜の残留応力の影響を少なくでき安定した流量
計測精度が実現できる。

【００２３】前記ドープ処理された単結晶ケイ素（Ｓ
ｉ）半導体薄膜が、ボロン（Ｂ）等の不純物がドープさ
れたｐ型半導体からなり、且つ薄膜面が（０１１）面で
更に＜１００＞結晶方位がパターン形成された前記抵抗
体の長手方向とすることにより、電気絶縁膜の残留応力
の影響を少なくでき安定した流量計測精度が実現でき
る。

【００２４】前記ドープ処理された単結晶ケイ素（Ｓ
ｉ）半導体薄膜が、ボロン（Ｂ）等の不純物がドープさ
れたｐ型半導体からなり、且つ薄膜面が（２１１）面で
更に＜１２０＞或いは＜１０２＞の結晶方位がパターン
形成された前記抵抗体の長手方向とすることにより、電
気絶縁膜の残留応力の影響を少なくでき安定した流量計
測精度が実現できる。

【００２５】前記熱式空気流量センサを用いて内燃機関
の吸入空気量を計測し、燃料噴射量を制御することによ
り、信頼性が高く安定した高精度の内燃機関制御装置が
実現できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照して説明する。

【００２７】図１は、本発明の実施例の熱式空気流量セ
ンサ素子１を示す平面図、図２は、図１の測定素子１の
Ａ−Ａ′断面図である。

【００２８】図１，図２において、素子１は、空洞７を
有する単結晶ケイ素（Ｓｉ）等の半導体基板２ａ，電気
絶縁膜８ａ，空洞７上の電気絶縁膜からなるダイヤフラ
ム３に形成された発熱抵抗体４，上流側測温抵抗体５ａ
と下流側測温抵抗体５ｂ，基板２ａの上流部に形成され
た発熱抵抗体４とブリッジ回路(図示せず)を構成し空気
温度を計測する為の空気温度測温抵抗体６，素子１の信
号を駆動制御回路と接続するための端子電極１０（１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０
ｇ，１０ｈ）、各抵抗体と端子電極１０を接続するため
の配線接続部９（９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９
ｆ，９ｇ，９ｈ）、各抵抗体を保護するための電気絶縁
膜８ｂよりなる。

【００２９】ここで、各抵抗体４，５ａ，５ｂ，６は燐
（Ｐ）等の不純物ドープ処理されたｎ型−単結晶ケイ素
（Ｓｉ）半導体薄膜層２ｂよりなり、発熱抵抗体４及び
空気温度測温抵抗体６は測温抵抗体５ａ，５ｂに対して
燐（Ｐ）等の不純物濃度が大きくなるように形成されて
いる。また、上記単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜層２
ｂの結晶方位は、膜面が（００１）面で抵抗体４，５
ａ，５ｂ，６のパターンの長手方向が＜１１０＞となる
ように選定されている。

【００３０】本発明の実施例である熱式空気流量センサ
は、以下の様な動作を行う。

【００３１】空洞７および電気絶縁膜８ａにより熱絶縁
され、電気絶縁膜８ａ上に形成された発熱抵抗体４に
は、発熱抵抗体４の温度が空気流１１の温度を示す空気
温度測温抵抗体６の温度より一定温度高くなるように、
加熱電流が流されている。

【００３２】空気流１１の流量および流れ方向は、発熱
抵抗体４の上下流に形成された上流側測温度抵抗体５ａ
と下流側測温抵抗体５ｂの温度（抵抗値）を比較するこ
とにより検知される。つまり、上流側測温抵抗体５ａと
下流側測温抵抗体５ｂは、空気流が零のときはほぼ同じ
温度を示し温度差が生じない。一方、図１の空気流１１
の方向（順流）ではおもに上流側に配置された上流側測
温抵抗体５ａの方が下流側に配置された下流側測温抵抗
体５ｂより空気流１１による冷却効果が大きいことか
ら、上流側測温抵抗体５ａと下流側測温抵抗体５ｂの温
度差から流量が計測される。一方、空気流１１が図１の
方向と反対（逆流）のときには、今度は下流側測温抵抗
体５ｂの温度の方が上流側測温抵抗体５ａの温度より低
くなり、上流側測温抵抗体５ａと下流側測温抵抗体５ｂ
の温度差の符号が逆転することから、温度差から空気流
量がまた温度差の符号から空気流１１の方向が検知でき
る。

【００３３】図３は、図１の素子１の実装した熱式空気
流量センサの実施例を示す断面図である。例えば、自動
車等の内燃機関の吸気通路に実装した熱式空気流量セン
サの実施例を示す断面図である。熱式空気流量センサ
は、図のように、素子１と支持体３２と外部回路３３と
を含み構成される。そして吸気通路３０の内部にある副
通路３１に素子１が配置される。外部回路３３は支持体
３２を介して測定素子１の端子電極１０に電気的に接続
されている。ここで、通常では吸入空気は１１で示され
た方向に流れており、ある内燃機関の条件によって１１
とは逆の方向（逆流）に吸入空気が流れる。

【００３４】図４は、図３の素子１および支持体３２の
拡大図である。図４に見るように、素子１は支持体３２
上に固定され、更に、アルミナ等の電気絶縁基板上に端
子電極３４および信号処理回路が形成された外部回路３
３が、同じく支持体３２上に固定される。この素子１と
外部回路３３は、端子電極１０および３４間を金線３５
等でワイヤボンディングにより電気的に接続された後、
前記の金線３５，電極端子１０，３４や外部回路３３を
保護するために上側から支持体（図示せず）により保護
される。また、計測された吸入空気量の出力が内燃機関
制御装置に出力され、空気流量に見合った適切な燃料を
算出し内燃機関の燃料噴霧量を制御する。

【００３５】次に、図８を参照し、本発明の実施例の回
路動作について説明する。図８は、図１の素子１の抵抗
体４，５ａ，５ｂ，６と駆動制御回路を示したものであ
る。図中、１８は電源、１９は発熱抵抗体４に加熱電流
を流すためのトランジスタ、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，
２２ｄは抵抗、２０はＡ／Ｄ変換器等を含む入力回路と
Ｄ／Ａ変換器等を含む出力回路と演算処理等を行うＣＰ
Ｕからなる制御回路、２１はメモリ回路である。

【００３６】ここで、発熱抵抗体４，空気温度測温抵抗
体６，抵抗２２ａ，２２ｂよりなるブリッジ回路の端子
Ｊ，Ｋの電圧が制御回路２０に入力され、加熱抵抗体４
の温度（Ｔｈ）が空気温度に対応する空気温度測温抵抗
体６の温度（Ｔａ）よりある一定値（例えばΔＴｈ＝Ｔ
ｈ−Ｔａ＝１５０℃）高くなるよう各抵抗値２２ａ，２
２ｂが設定され制御回路２２により制御される。発熱抵
抗体４の温度が設定値より低い場合には、制御回路２０
の出力によりトランジスタ１９がオンし発熱抵抗体４に
加熱電流が流れ、設定温度より高くなるとトランジスタ
１９がオフするように制御し設定値が一定になるよう制
御される。

【００３７】上流側測温抵抗体５ａと下流側測温抵抗体
５ｂの温度差は、上流側測温抵抗体５ａ，下流側温測抵
抗体５ｂ，抵抗２２ｃ，２２ｄのブリッジ回路の端子
Ｌ，Ｍの電位差より検出する。空気流量がゼロの時に
は、ブリッジ回路の端子Ｌ，Ｍの電位が一致するように
各抵抗２２ｃ，２２ｄの抵抗値を調整しておき、また、
空気流量とブリッジ回路の端子Ｌ，Ｍの電位差との関係
を予めメモリ２１に記憶しておけば、端子Ｌ，Ｍの電位
差および大小関係から空気流量および流れの方向を計測
し出力することが出来る。

【００３８】ブリッジ回路を構成する前記発熱抵抗体４
及び空気温度測温抵抗体６は、燐（Ｐ）ドープ処理され
た単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜で構成し、且つ同じ
不純物濃度としたことにより抵抗温度係数（α）が等し
くなる。従って、加熱抵抗体４の温度（Ｔｈ）を設定す
る際（例えばΔＴｈ＝１５０℃）の各抵抗値２２ａ，２
２ｂの設定が単純な比の関係になることから簡便にな
る。

【００３９】上記のように空気温度測温抵抗体６と発熱
抵抗体４とブリッジ回路を構成したことにより、従来例
の熱式空気流量センサでは発熱抵抗体のみで構成されて
いたのに対して空気温度の変化を考慮した空気流の流量
検出及び方向検知が可能となる。

【００４０】次に、図５，図６及び図７を用いて、燐
（Ｐ）ドープ処理された単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄
膜について説明する。

【００４１】本実施例では、発熱抵抗体４，上流側測温
抵抗体５ａ，下流側測温抵抗体５ｂ、および空気温度測
温抵抗体６を燐（Ｐ）ドープ処理された単結晶ケイ素
(Ｓｉ)半導体薄膜２ｂで構成している。この様にドープ
処理された単結晶ケイ素(Ｓｉ)半導体薄膜を用いたこと
により、白金等の貴金属に比較して材料コストが低減で
きる。また、多結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜に較べ結
晶粒界が存在しないことから、多結晶ケイ素（Ｓｉ）半
導体薄膜に見られる結晶粒界でのドープ処理された燐
（Ｐ）等の不純物の凝集と拡散等による抵抗値の経時変
化がなくなり信頼性の高い抵抗体が実現出来る。更に、
結晶方位および不純物濃度を制御することにより各抵抗
体に最適のピエゾ抵抗係数（π）、抵抗率（ρ）および
抵抗温度係数（α）が選択できるという利点がある。

【００４２】図５に燐（Ｐ）ドープ処理されたｎ型−単
結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜の（００１）面のピエゾ
抵抗係数（π）の結晶方位依存を示した。ピエゾ抵抗係
数（π）と抵抗変化（ΔＲ／Ｒ）の関係は（１）式の様
に記述できる。

【００４３】（ΔＲ／Ｒ）＝（π１）×Δσ１＋（πｔ）×Δσｔ …（１）ここで、（π１）は抵抗体（Ｒ）に流れる電流と平行方
向に加わる応力変化（Δσ１）に対するピエゾ抵抗係数
で、（πｔ）は抵抗体（Ｒ）に流れる電流と垂直方向に
加わる応力変化（Δσｔ）に対するピエゾ抵抗係数であ
る。各ピエゾ抵抗係数（π１)，(πｔ）は結晶方位によ
り異なり、特に＜１１０＞の結晶方位ではピエゾ抵抗係
数（π１)，(πｔ）ともに極小値（Ｂ点，Ｃ点）を示し
ている。

【００４４】熱式空気流量センサとしては、抵抗体の抵
抗変化(ΔＲ／Ｒ)は前記したように温度変化以外に対し
ては不感であることが望ましい。このピエゾ抵抗係数
(π１)，（πｔ）ともに極小値を示す＜１１０＞の結晶
方位の方向を図１に示した抵抗体４，５ａ，５ｂおよび
６の長さ方向と一致させることにより、抵抗体の上下に
薄膜構造体８ａ，８ｂを形成する工程およびエッチング
等の製造工程にて発生する応力変化（Δσ１)，(Δσ
ｔ）に対する抵抗変化（ΔＲ／Ｒ）を低減することが出
来る。ピエゾ抵抗係数（π１)，(πｔ）ともに極小値を
示す結晶方位を抵抗体の長さ方向に選択することによ
り、より信頼性の高い流量計測が可能となる。次に、抵
抗率（ρ）および抵抗温度係数（α）に関して説明す
る。

【００４５】本実施例の発熱抵抗体４及び空気温度測温
抵抗体６としては、前記したようにブリッジ回路を構成
することから抵抗温度係数を一致させる必要があり、且
つ発熱抵抗体としては駆動電圧を低減するために高抵抗
はあまり好ましくない。一方、上流側測温抵抗体５ａ，
下流側測温抵抗体５ｂとしては、感度を上げるために抵
抗温度係数（α）が大きいことが望まれる。この為、本
実施例では、発熱抵抗体４及び空気温度測温抵抗体６の
不純物濃度を上流側測温抵抗体５ａ，下流側測温抵抗体
５ｂの不純物濃度より大きく最適化を図っている。

【００４６】図６は、単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜
の抵抗率（ρ）と不純物濃度の関係を示したものであ
る。また、図７は、単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜の
抵抗温度係数（α）と抵抗率（ρ）の関係を示したもの
である。図６，図７を見て分かるように、不純物濃度が
高くなるに従い単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜の抵抗
率（ρ）および抵抗温度係数（α）ともに小さくなる。

【００４７】単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体膜は一般的に
サーミスタ的な抵抗−温度特性を示すが、温度範囲が比
較的狭く且つ不純物ドープ処理された場合には金属的な
抵抗−温度特性（２）式を示す。

【００４８】Ｒ＝Ｒ₀（１＋α（Ｔ−Ｔ₀)) …（２）ここで、Ｒは温度（Ｔ）における半導体膜の抵抗値、Ｒ
₀は温度（Ｔ₀）における半導体膜の抵抗値、αは抵抗温
度係数である。抵抗温度係数（α）が大きいほうが温度
に対しての抵抗値の変化が大きくとれることから、測温
抵抗体５ａ，５ｂとしては抵抗温度係数（α）が大きい
ほうが検出感度が上がり空気流量の測定精度が向上する
ことから望まれる。測温抵抗体５ａ，５ｂとしては、図
７で示される領域１７の抵抗温度係数（α）が１０００
（×１０^-6／℃）以上で、図６で見れば不純物濃度が３
×１０¹⁹（cm^-3）以下の１４の領域が選択される。

【００４９】一方、発熱抵抗体４としては、前記の測温
抵抗体５ａ，５ｂと同じ不純物濃度領域１４では抵抗率
（ρ）が大きくなり過ぎる。所望の温度（例えば２００
℃）に発熱抵抗体４を加熱しようとすると、発熱抵抗体
４の抵抗値が大きくなり高い駆動電圧が必要となり十分
に加熱出来ないという問題が生ずる。発熱抵抗体４の抵
抗値を下げるためには、単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体膜
の膜厚を厚くする対応が考えられるが、膜厚を厚くする
と所望のパターンに精度良くエッチングすることが難し
くなり材料コストの面からも好ましくない。エッチング
が精度良く実現出来る単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体膜の
膜厚は約１ミクロンが限界であり、この厚さで１０ボル
ト以下の駆動電圧で駆動出来る発熱抵抗体４の抵抗値は
１ｋΩ以下であり、図４の領域１３で示した不純物濃度
が３×１０¹⁹（cm^-3）以上で抵抗率（ρ）が３０（×１
０^-4Ω−cm）以下の領域が選択される。

【００５０】この様に、発熱抵抗体４の不純物濃度を３
×１０¹⁹（cm^-3）以上とし、且つ、前記測温抵抗体５
ａ，５ｂの不純物濃度より大きく構成したことにより、
発熱抵抗体４の抵抗率（ρ）を比較的小さく出来ること
から発熱抵抗体の抵抗値の設計自由度が向上するととも
に、測温抵抗体５ａ，５ｂの抵抗温度係数（α）を比較
的大きく保つことが出来、測温感度の向上が図られる。

【００５１】また、空気温度測温抵抗体６は前記したよ
うに発熱抵抗体４とブリッジ回路を構成することから、
抵抗温度係数（α）を一致させる必要から発熱抵抗体４
と同じ不純物濃度（領域１３）が選択される。

【００５２】本実施例の発熱抵抗体４の抵抗値として
は、電源電圧および発熱量の関係から５０〜１０００
Ω、測温抵抗体５ａ，５ｂおよび空気温度測温抵抗体６
の抵抗値としては１〜５ｋΩを選択した。

【００５３】次に、本実施例の熱式空気流量センサ素子
１の製造工程の具体例について、図９，図１０および図
１１を参照して説明する。

【００５４】本実施例では、単結晶ケイ素（Ｓｉ）等の
半導体基板２ａ，電気絶縁膜８ａおよび燐（Ｐ）ドープ
処理された単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜２ｂとして
はＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を用いた。この
ＳＯＩ基板の作製方法としては幾つかの方法がある。図
９に、結合ＳＯＩ基板を、図１０にＳＩＭＯＸ（Separa
tion by Implanted Oxygen）基板の作製方法を示す。

【００５５】図９の結合ＳＯＩ基板では、燐（Ｐ）ドー
プ処理された単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜２ｂとし
て、予め所定の結晶方位で３×１０¹⁹（cm^-3）以下の濃
度で燐（Ｐ）ドープ処理された単結晶ケイ素（Ｓｉ）基
板２３を用いる。また、半導体基板２ａとしては、任意
の結晶方位と不純物濃度で構わないが、図９（ａ）では
ボロン（Ｂ）をドープ処理したｐ型の（０１１）面の単
結晶ケイ素（Ｓｉ）基板２４を用いた。

【００５６】まず、（ｂ）の工程にて、単結晶ケイ素
（Ｓｉ）基板２３を熱酸化して所定の厚さ約０.４μｍ
の二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）の薄膜層２５を形成する。
この二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）の薄膜層２５は、最終的
には電気絶縁膜８ａとなる。次に、工程（ｃ）にて、基
板２３と基板２４を所定の結晶方位関係を維持して貼り
合わせ１１００℃で２時間酸化雰囲気にて結合アニール
を行い結合強度を確実にする。更に、工程（ｄ）にて、
基板２３側から研削および研磨をすることにより薄肉加
工し所定の厚さ約１μｍの燐（Ｐ）ドープ処理された単
結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜２ｂ、約０.４μｍの二
酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）の電気絶縁膜８ａおよび半導体
基板２ａからなる結合ＳＯＩ基板が得られる。

【００５７】一方、図１０のＳＩＭＯＸ基板では、燐
（Ｐ）ドープ処理された単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄
膜２ｂとして、予め所定の結晶方位で３×１０¹⁹（c
m^-3）以下の濃度で燐（Ｐ）ドープ処理された単結晶ケ
イ素（Ｓｉ）基板２３を用いる。工程（ａ）では、２９
で示す様に約２００ｋｅＶに加速された酸素イオンを高
濃度に基板２３面上からイオン注入する。酸素イオンの
加速電圧と濃度により、埋込まれた二酸化ケイ素（Ｓｉ
Ｏ₂）の電気絶縁膜８ａの深さおよび厚さを制御するこ
とが出来る。工程（ｂ）では、結晶性を回復させるため
に１３００℃以上の温度でアニールすることにより、所
定の厚さ約１μｍの燐（Ｐ）ドープ処理された単結晶ケ
イ素（Ｓｉ）半導体薄膜２ｂ、約０.４μｍの二酸化ケ
イ素（ＳｉＯ₂）の電気絶縁膜８ａおよび半導体基板２
ａからなるＳＩＭＯＸ基板が得られる。但し、このＳＩ
ＭＯＸ基板では上記の作製方法から分かるように、半導
体薄膜２ｂと半導体基板２ａは同じ結晶方位と不純物濃
度の単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体となる。この作製方法
では、一枚の単結晶ケイ素（Ｓｉ）基板２３から前記ド
ープ処理された単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜２ｂと
前記半導体基板２ａが得られることから、製造工程等で
生ずる応力影響が少なくできるとともに製造コストの低
減が実現できる。

【００５８】次に、図１１にて、作製されたＳＯＩ基板
以降の製造工程について説明する。図１１（ａ）が、上
記のＳＯＩ基板であり、所定の厚さ約１μｍで３×１０
¹⁹（cm^-3）以下の濃度で燐（Ｐ）ドープ処理された単結
晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜２ｂ、約０.４μｍの二酸
化ケイ素（ＳｉＯ₂）の電気絶縁膜８ａおよび半導体基
板２ａからなる。

【００５９】工程（ｂ）では、不純物拡散のマスク材と
して二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）層２６ａ，２６ｂを約
０.３μｍ程度の厚さにＣＶＤ等の方法で形成する。工
程（ｃ）では、発熱抵抗体４，空気温度測温抵抗体６お
よび配線部の不純物濃度を３×１０¹⁹（cm^-3）以上とす
るために、測温抵抗体５ａ，５ｂが形成される領域以外
のマスク材２６ａをエッチングにて除去する。マスク材
２６ａが除去された領域２７ａ，２７ｂの単結晶ケイ素
（Ｓｉ）半導体薄膜２ｂに対して熱拡散あるいはイオン
打ち込み等の方法により更にＰ（燐）等の不純物ドープ
処理がなされ不純物濃度を３×１０¹⁹（cm^-3）以上の高
濃度にドープ処理する。

【００６０】工程（ｄ）では、公知のホトリソグラフィ
技術によりレジストを所定の形状に形成した後反応性イ
オンエッチング等の方法により、単結晶ケイ素（Ｓｉ）
半導体薄膜２ｂをパターニングし、不純物濃度を３×１
０¹⁹（cm^-3）以上の高濃度にドープ処理した発熱抵抗体
４，空気温度測温抵抗体６と不純物濃度が３×１０
¹⁹（cm^-3）以下の測温抵抗体５ａ，５ｂが形成される。
その後、図示していないが端子電極１０及び各抵抗体と
端子電極１１を接続するための配線接続部９が、アルミ
ニウム，金等で形成される。

【００６１】工程（ｅ）では、保護膜８ｂとして、二酸
化ケイ素（ＳｉＯ₂）を約０.５ミクロン厚にＣＶＤ法等
により形成する。ここで、保護膜８ｂとしては、前記の
二酸化ケイ素以外の構成材でも可能である。例えば、機
械強度が高く熱膨張係数が単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体
基板２ａより若干大きい窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）を用い
ても、或いは熱膨張係数が単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体
基板２ａの１／１０である二酸化ケイ素と熱膨張係数が
単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体基板２ａより若干大きい窒
化ケイ素の多層構成とし熱膨張係数のマッチングを図っ
た構成とすることにより、温度変化による単結晶ケイ素
（Ｓｉ）半導体基板２ａと保護膜８ｂ間の熱応力が低減
でき強度向上が図られる。

【００６２】工程（ｆ）では、単結晶ケイ素（Ｓｉ）半
導体基板２ａに空洞７を形成する為に、基板裏面のエッ
チングのマスク材２６ｂを所定の形状にパターニングし
単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体基板２ａのエッチング部を
露出させる。マスク材としては二酸化ケイ素あるいはよ
りエッチング選択比の高い窒化ケイ素等が用いられる。

【００６３】最終工程（ｇ）では、最後に、単結晶ケイ
素（Ｓｉ）半導体基板２ａの裏面を水酸化カリウム（Ｋ
ＯＨ）等のエッチング液を用いて異方性エッチングする
ことにより空洞７を形成して、本実施例の熱式空気流量
センサ素子１が完成する。

【００６４】上記の様に、半導体基板２ａ上に電気絶縁
膜８ａを介して発熱抵抗体４及び複数の測温抵抗体５
ａ，５ｂ，６をドープ処理された単結晶ケイ素（Ｓｉ）
半導体薄膜２ｂで構成したことにより、空洞７が電気絶
縁膜８ａにより覆われ開口部が存在しない。従って、従
来例にて問題のあった抵抗体の回りの開口した領域に塵
埃等が付着して計測誤差が発生する問題を解決できる。

【００６５】また、発熱抵抗体４及び複数の測定抵抗体
５ａ，５ｂ，６をドープ処理された単結晶ケイ素（Ｓ
ｉ）半導体薄膜２ｂで構成したことにより、結晶粒界が
存在しないことから抵抗値の経時変化が改善され、更
に、パターン形成された前記抵抗体の長手方向と単結晶
ケイ素(Ｓｉ)半導体薄膜ピエゾ抵抗係数が極小となる結
晶方位とをほぼ一致させたことにより、製造工程等で生
ずる電気絶縁膜８ａ，８ｂの残留応力の影響を少なくで
き安定した流量計測精度が実現できる。

【００６６】更に、発熱抵抗体４と空気温度測温抵抗体
６の不純物濃度を他の測温抵抗体５ａ，５ｂの不純物濃
度より大きくしたことにより、測温抵抗体５ａ，５ｂで
は抵抗温度係数が大きく出来、発熱抵抗体４の抵抗値を
低減でき各々最適の特性の選択が可能となる。且つ、発
熱抵抗体４と空気温度測温抵抗体６の不純物濃度を等し
くしたことにより、両者の抵抗温度係数が同じになり、
吸気温度補償の為のブリッジ回路を構成した場合に高精
度の流量計測精度が実現できる。

【００６７】図５に示した前記単結晶ケイ素（Ｓｉ）半
導体薄膜２ｂとしては、燐（Ｐ）ドープ処理されたｎ型
−単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜の（００１）面を用
いていたが、これに限定されるものでない。

【００６８】次に、本発明の前記単結晶ケイ素（Ｓｉ）
半導体薄膜２ｂとしての他の実施例に関して、図１２，
図１３，図１４，図１５および図１６を用いて説明す
る。

【００６９】図１２は、前記ドープ処理された単結晶ケ
イ素（Ｓｉ）半導体薄膜２ｂが、燐（Ｐ）等の不純物が
ドープされたｎ型半導体の薄膜面が（２１１）面におけ
るピエゾ抵抗係数（π１)，(πｔ）の結晶方位依存を示
したものである。図から分かるように、＜１１１＞結晶
方位がパターン形成された前記抵抗体の長手方向とする
ことにより、ピエゾ抵抗係数（π１)，(πｔ）がＤ点に
てほぼゼロとなり製造工程等で生ずる応力影響を少なく
でき安定した流量計測精度が実現できる。

【００７０】図１３は、前記ドープ処理された単結晶ケ
イ素（Ｓｉ）半導体薄膜２ｂが、燐（Ｐ）等の不純物が
ドープされたｎ型半導体の薄膜面が（０１１）面におけ
るピエゾ抵抗係数（π１)，(πｔ）の結晶方位依存を示
したものである。図から分かるように、＜２１１＞から
＜１１１＞間の結晶方位がパターン形成された前記抵抗
体の長手方向とすることにより、ピエゾ抵抗係数（π
１)，(πｔ）がＥ点にてほぼゼロとなり製造工程等で生
ずる応力影響を少なくでき安定した流量計測精度が実現
できる。

【００７１】図１４は、前記ドープ処理された単結晶ケ
イ素（Ｓｉ）半導体薄膜２ｂが、ボロン（Ｂ）等の不純
物がドープされたｐ型半導体の薄膜面が（００１）面に
おけるピエゾ抵抗係数（π１)，(πｔ）の結晶方位依存
を示したものである。図から分かるように、＜１００＞
或いは＜０１０＞結晶方位がパターン形成された前記抵
抗体の長手方向とすることにより、ピエゾ抵抗係数（π
１)，(πｔ）がＦ点にてほぼゼロとなり製造工程等で生
ずる応力影響を少なくでき安定した流量計測精度が実現
できる。

【００７２】図１５は、前記ドープ処理された単結晶ケ
イ素（Ｓｉ）半導体薄膜２ｂが、ボロン（Ｂ）等の不純
物がドープされたｐ型半導体の薄膜面が（０１１）面に
おけるピエゾ抵抗係数（π１)，(πｔ）の結晶方位依存
を示したものである。図から分かるように、＜１００＞
結晶方位がパターン形成された前記抵抗体の長手方向と
することにより、ピエゾ抵抗係数（π１)，(πｔ）がＧ
点にてほぼゼロとなり製造工程等で生ずる応力影響を少
なくでき安定した流量計測精度が実現できる。図１６
は、前記ドープ処理された単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体
薄膜２ｂが、ボロン（Ｂ）等の不純物ドープされたｐ型
半導体の薄膜面が（２１１）面におけるピエゾ抵抗係数
（π１)，(πｔ）の結晶方位依存を示したものである。
図から分かるように、＜１２０＞或いは＜１０２＞結晶
方位がパターン形成された前記抵抗体の長手方向とする
ことにより、ピエゾ抵抗係数（π１)，(πｔ）がＨ，Ｉ
点にて極小となり製造工程等で生ずる応力影響を少なく
でき安定した流量計測精度が実現できる。

【００７３】上記実施例の半導体基板２ａおよび単結晶
半導体膜２ｂとしては、ケイ素(Si)についてのみ記載し
たが、同じ半導体である炭化ケイ素（ＳｉＣ）或いはガ
リウム砒素（ＧａＡｓ）を用いた場合においても上記の
実施例と同様の効果が得られることは明らかである。

【００７４】また、上記実施例の不純物はＰ（燐）とし
たが、同じくｎ形の不純物としてはＮ（窒素），Ｓｂ
（アンチモン），Ａｓ（ヒ素）が、一方ｐ形の不純物と
してはＡｌ（アルミニウム），Ｂ（ボロン）等を用いて
も良い。

【００７５】本実施例では、発熱抵抗体４の上下流に配
した測温抵抗体５ａ，５ｂの温度差から流量および流れ
の方向を計測する温度差検知方式を採用しているが、発
熱抵抗体４の加熱電流から流量を計測する直熱方式にお
いても、また他の用途の複数の測温抵抗体を配した構成
においても、本発明に適用出来ることは自明である。本
実施例によれば、半導体基板２ａ上に電気絶縁膜８ａを
介して発熱抵抗体４及び複数の測温抵抗体５ａ，５ｂ，
６をドープ処理された単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜
２ｂで構成したことにより、発熱抵抗体４と半導体基板
２ａ間の熱絶縁および電気絶縁が確実に確保され、且
つ、結晶粒界が存在しないことから抵抗値の経時変化が
改善される。また、パターン形成された前記抵抗体の長
手方向と単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜２ｂのピエゾ
抵抗係数が極小となる結晶方位とをほぼ一致させたこと
により、製造工程等で生ずる応力影響を少なくでき安定
した流量計測精度が実現できる。更には、発熱抵抗体４
と空気温度測温抵抗体６の不純物濃度の他の測温抵抗体
の不純物濃度より大きく３×１０¹⁹（cm^-3）以下とし且
つ同じにしたことにより、測温抵抗体５ａ，５ｂでは抵
抗温度係数が大きく出来、発熱抵抗体４では抵抗値を低
減でき各々最適の特性の選択が可能となり、より高精度
の熱式空気流量センサが提供できる。

【００７６】

【発明の効果】本発明によれば、信頼性が高く、計測精
度の良い熱式空気流量計が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の熱式空気流量センサ素子１の
平面を示す図である。

【図２】図１の素子のＡ−Ａ′断面を示す図である。

【図３】熱式空気流量センサ素子１の実装構造を示す図
である。

【図４】図３の拡大図である。

【図５】ｎ型単結晶ケイ素（００１）面のピエゾ抵抗係
数の結晶方位依存を示す図である。

【図６】多結晶ケイ素半導体薄膜の抵抗率（ρ）と不純
物濃度の関係を示す図である。

【図７】多結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜の抵抗温度係
数（α）と抵抗率（ρ）の関係を示す図である。

【図８】抵抗体４，５ａ，５ｂ，６の電気回路を示す図
である。

【図９】ＳＯＩ基板の製造工程を説明する図である。

【図１０】ＳＩＭＯＸ基板の製造工程を説明する図であ
る。

【図１１】素子１の製造工程を説明する図である。

【図１２】ｎ型単結晶ケイ素（２１１）面のピエゾ抵抗
係数の結晶方位依存を示す図である。

【図１３】ｎ型単結晶ケイ素（０１１）面のピエゾ抵抗
係数の結晶方位依存を示す図である。

【図１４】ｐ型単結晶ケイ素（００１）面のピエゾ抵抗
係数の結晶方位依存を示す図である。

【図１５】ｐ型単結晶ケイ素（０１１）面のピエゾ抵抗
係数の結晶方位依存を示す図である。

【図１６】ｐ型単結晶ケイ素（２１１）面のピエゾ抵抗
係数の結晶方位依存を示す図である。

【図１７】従来例の熱式空気流量センサ素子１の平面お
よび断面を示す図である。

【符号の説明】

１…素子、２ａ，２３，２４…半導体基板、２ｂ，２７
ａ，２７ｂ…ドープ処理された単結晶ケイ素（Ｓｉ）半
導体薄膜、３…ダイヤフラム、４…発熱抵抗体、５ａ…
上流側測温抵抗体、５ｂ…下流側測温抵抗体、６…空気
温度測温抵抗体、７…空洞、８ａ，２５…電気絶縁層、
８ｂ…保護膜、９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ，
９ｇ，９ｈ…配線接続部、１０，１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，10ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，３４…端
子電極、１１…空気流、１８…電源、１９…トランジス
タ、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…抵抗、２０…制
御回路、２１…メモリ、２９…酸素イオン、２６ａ，２
６ｂ…マスク材、３０…主通路、３１…副通路、３２…
支持体、３３…外部回路、３５…金線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者五十嵐信弥茨城県ひたちなか市高場2477番地株式会社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者渡辺泉茨城県ひたちなか市高場2477番地株式会社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者中田圭一茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内Ｆターム(参考） 2F035 AA02 EA03 EA04 EA08 3G084 DA04 FA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に電気絶縁膜を介して発熱抵
抗体及び測温抵抗体を形成して空気流量を計測する熱式
空気流量センサにおいて、前記発熱抵抗体及び測温抵抗
体をドープ処理された単結晶半導体薄膜で構成し、前記
抵抗体の長手方向と前記抵抗体を構成する単結晶半導体
薄膜のピエゾ抵抗係数が極小となる結晶方位とをほぼ一
致させたことを特徴とする熱式空気流量センサ。
【請求項２】半導体基板上に電気絶縁膜を介して発熱抵
抗体及び測温抵抗体を形成して空気流量を計測する熱式
空気流量センサにおいて、前記発熱抵抗体及び測温抵抗
体をドープ処理された単結晶半導体薄膜で構成し、前記
半導体薄膜のピエゾ抵抗係数が極大となる２つの結晶方
位の間に前記抵抗体の長手方向を形成したことを特徴と
する熱式空気流量センサ。
【請求項３】請求項１または２において、前記単結晶半
導体薄膜が単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜であること
を特徴とする熱式空気流量センサ。
【請求項４】請求項１または２において、前記単結晶半
導体薄膜が単結晶炭化ケイ素(SiC）半導体薄膜であるこ
とを特徴とする熱式空気流量センサ。
【請求項５】請求項１または２において、前記単結晶半
導体薄膜が単結晶ガリウム砒素（ＧａＡｓ）半導体薄膜
であることを特徴とする熱式空気流量センサ。
【請求項６】請求項１ないし請求項５の何れかにおい
て、前記発熱抵抗体と少なくとも一つの前記測温抵抗体
の不純物濃度を他の測温抵抗体の不純物濃度より大きく
したことを特徴とする熱式空気流量センサ。
【請求項７】請求項１ないし請求項６の何れかにおい
て、前記発熱抵抗体と少なくとも一つの前記測温抵抗体
のドープ処理された単結晶半導体薄膜の不純物濃度が等
しいことを特徴とする熱式空気流量センサ。
【請求項８】請求項１，２，３，６又は７において、前
記抵抗体をドープ処理された単結晶ケイ素（Ｓｉ）半導
体薄膜とし、且つ前記発熱抵抗体と少なくとも一つの前
記測温抵抗体のドープ処理された単結晶ケイ素（Ｓｉ）
半導体薄膜の不純物濃度が３×１０¹⁹（／cm³）以上で
あることを特徴とする熱式空気流量センサ。
【請求項９】請求項１ないし請求項８の何れかにおい
て、前記抵抗体の内少なくとも発熱抵抗体は、空洞を有
する半導体基板上の電気絶縁膜上に形成されたことを特
徴とする熱式空気流量センサ。
【請求項１０】請求項１，２，３，６，７，８又は９に
おいて、前記抵抗体をドープ処理された単結晶ケイ素
（Ｓｉ）半導体薄膜とし、且つ前記ドープ処理された単
結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜が、燐（Ｐ）等の不純物
がドープされたｎ型半導体からなり、且つ薄膜面が（０
０１）面で更に＜１１０＞結晶方位がパターン形成され
た前記抵抗体の長手方向であることを特徴とする熱式空
気流量センサ。
【請求項１１】請求項１，２，３，６，７，８又は９に
おいて、前記抵抗体をドープ処理された単結晶ケイ素
（Ｓｉ）半導体薄膜とし、且つ前記ドープ処理された単
結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜が、燐（Ｐ）等の不純物
がドープされたｎ型半導体からなり、且つ薄膜面が（２
１１）面で更に＜１１１＞結晶方位が前記抵抗体の長手
方向であることを特徴とする熱式空気流量センサ。
【請求項１２】請求項１，２，３，６，７，８又は９に
おいて、前記抵抗体をドープ処理された単結晶ケイ素
（Ｓｉ）半導体薄膜とし、且つ前記ドープ処理された単
結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜が、燐（Ｐ）等の不純物
がドープされたｎ型半導体からなり、且つ薄膜面が（０
１１）面で更に＜２１１＞から＜１１１＞間の結晶方位
パターン形成された前記抵抗体の長手方向であることを
特徴とする熱式空気流量センサ。
【請求項１３】請求項１，２，３，６，７，８又は９に
おいて、前記抵抗体をドープ処理された単結晶ケイ素
（Ｓｉ）半導体薄膜とし、且つ前記ドープ処理された単
結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜が、ボロン（Ｂ）の不純
物がドープされたｐ型半導体からなり、且つ薄膜面が
（００１）面で更に＜１００＞或いは＜０１０＞結晶方
位がパターン形成された前記抵抗体の長手方向であるこ
とを特徴とする熱式空気流量センサ。
【請求項１４】請求項１，２，３，６，７，８又は９に
おいて、前記抵抗体をドープ処理された単結晶ケイ素
（Ｓｉ）半導体薄膜とし、且つ前記ドープ処理された単
結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜が、ボロン（Ｂ）等の不
純物がドープされたｐ型半導体からなり、且つ薄膜面が
（０１１）面で更に＜１００＞結晶方位がパターン形成
された前記抵抗体の長手方向であることを特徴とする熱
式空気流量センサ。
【請求項１５】請求項１，２，３，６，７，８又は９に
おいて、前記抵抗体をドープ処理された単結晶ケイ素
（Ｓｉ）半導体薄膜とし、且つ前記ドープ処理された単
結晶ケイ素（Ｓｉ）半導体薄膜が、ボロン（Ｂ）等の不
純物がドープされたｐ型半導体からなり、且つ薄膜面が
（２１１）面が更に＜１２０＞或いは＜１０２＞結晶方
位がパターン形成された前記抵抗体の長手方向であるこ
とを特徴とする熱式空気流量センサ。
【請求項１６】請求項１から請求項１５のいずれか記載
の前記熱式空気流量センサを用いて内燃機関の吸入空気
量を計測し、燃料噴射量を制御する内燃機関制御装置。