JP2001091486A - Thermal type sensor - Google Patents

Thermal type sensor

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JP2001091486A
JP2001091486A JP26521799A JP26521799A JP2001091486A JP 2001091486 A JP2001091486 A JP 2001091486A JP 26521799 A JP26521799 A JP 26521799A JP 26521799 A JP26521799 A JP 26521799A JP 2001091486 A JP2001091486 A JP 2001091486A
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heater
film
sensor
diaphragm
silicon
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Takahiko Sasahara
隆彦 笹原
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Yazaki Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal type sensor preventing a heater from peeled off and a diaphragm from breaking and reducing the aging variation even used under a high temperature or heated intermittently. SOLUTION: This thermal type sensor having a thin film heater on a diaphragm formed of a silicon oxide film and/or a silicon nitride film is provided with a hafnium oxide layer between the diaphragm formed of the silicon oxide film and/or the silicon nitride film, and the thin type heater.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱型センサ技術に
関する。
[0001] The present invention relates to thermal sensor technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリコンウエハを基板とし、さまざまな
センサが作製されている。これらは、薄膜製作技術や半
導体微細加工技術を応用して作製されるため比較的低コ
ストであり、小型化が可能で、同時に大量生産に向いて
いる。
2. Description of the Related Art Various sensors have been manufactured using a silicon wafer as a substrate. Since these are manufactured by applying a thin film manufacturing technology or a semiconductor fine processing technology, they are relatively low in cost, can be miniaturized, and are suitable for mass production at the same time.

【0003】このようなシリコンウエハを用いるセンサ
のうち、フローセンサ、温度センサ、湿度センサ、接触
燃焼式可燃性ガスセンサ、半導体式ガスセンサ、熱線式
半導体式ガスセンサ、固体電解質型ガスセンサなどでは
検出の機構上、検出部を加熱する必要がある。このよう
な加熱が必要なセンサ(本発明においてこのようなセン
サを「熱的センサ」と云う)では検出部付近に、薄膜ヒ
ータ(マイクロヒータ)が設けられている。この薄膜ヒ
ータは通常、耐久性(耐酸化性)、性能安定性など求め
られる性能から白金で作製される。
[0003] Among such sensors using a silicon wafer, a flow sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, a contact combustion type combustible gas sensor, a semiconductor type gas sensor, a hot wire type semiconductor gas sensor, a solid electrolyte type gas sensor, and the like have a detection mechanism. , It is necessary to heat the detection unit. In a sensor requiring such heating (in the present invention, such a sensor is referred to as a "thermal sensor"), a thin film heater (micro heater) is provided near the detection unit. This thin film heater is usually made of platinum from the required performance such as durability (oxidation resistance) and performance stability.

【0004】また、上記検出部は、通常、シリコン酸化
膜及び/あるいはシリコン窒化膜から形成され、かつ、
ヒータ加熱される部分の熱容量を小さくし、同時に他の
部分への熱伝導を少なくするために、厚さが薄くなった
部分(「ダイアフラム」と云う)に形成される。
[0004] The detection section is usually formed of a silicon oxide film and / or a silicon nitride film, and
In order to reduce the heat capacity of the portion to be heated by the heater and at the same time to reduce the heat conduction to other portions, it is formed in a portion having a reduced thickness (referred to as a "diaphragm").

【0005】図6(a)にこのような白金からなる薄膜
ヒータを有する熱型センサの一例(可燃ガスセンサ)に
ついてそのモデル断面図を示す。符号1はシリコン基板
であり、ダイアフラム8上にシリコン酸化膜2、シリコ
ン窒化膜3、さらにシリコン酸化膜2’が形成され、さ
らに検出部として白金ヒータ5及びガス感応膜6が形成
されている。
FIG. 6A shows a model cross-sectional view of an example of a thermal sensor (combustible gas sensor) having such a thin film heater made of platinum. Reference numeral 1 denotes a silicon substrate, on which a silicon oxide film 2, a silicon nitride film 3, and a silicon oxide film 2 'are formed on a diaphragm 8, and a platinum heater 5 and a gas-sensitive film 6 are formed as detecting portions.

【0006】また、図6(b)には他の熱型センサの例
(可燃性ガスセンサ)のモデル断面図を示す。このもの
は図6(a)のセンサからシリコン酸化膜2’を省いた
ものである。なお、これらセンサの上面図はともに図6
(c)にモデル的に示したようになる。
FIG. 6B is a model sectional view of another example of a thermal sensor (combustible gas sensor). This is obtained by omitting the silicon oxide film 2 'from the sensor of FIG. The top views of these sensors are shown in FIG.
(C) shows a model.

【0007】このようなシリコン酸化膜及び/あるいは
シリコン窒化膜から形成されたダイアフラム上に薄膜ヒ
ータを有する熱型センサでは、ヒータの動作温度が高い
場合に薄膜ヒータの剥離が生じる、あるいは、ヒータの
間歇駆動時にダイアフラムの破壊(割れ、ひび等の発
生)が生じる等の問題がある。またこのような破壊に至
らない場合でも、ヒータの動作に起因すると考えられる
センサ特性の経時変化(ヒータの電気抵抗の変化、ある
いは、センサ出力の変動)があった。なお、図7(a)
に、間歇駆動テストにより剥離したヒータ及びその付近
の状態を示す走査型電子顕微鏡写真を、図7(b)にそ
のヒータのトレース図を示す。
In such a thermal sensor having a thin-film heater on a diaphragm formed of such a silicon oxide film and / or a silicon nitride film, the thin-film heater peels off when the operating temperature of the heater is high, or the heater is removed. There is a problem that the diaphragm is broken (generation of cracks, cracks, etc.) at the time of intermittent driving. Even in the case where such destruction does not occur, there is a temporal change in sensor characteristics (a change in electric resistance of the heater or a change in sensor output) which is considered to be caused by the operation of the heater. FIG. 7 (a)
FIG. 7B is a scanning electron microscope photograph showing the heater peeled off in the intermittent drive test and the state in the vicinity thereof, and FIG. 7B is a trace diagram of the heater.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来の問題点を改善する、すなわち、高温での使用や間歇
加熱を行ってもヒータの剥離やダイアフラムの破壊がな
く、経時変化の少ない安定した熱型センサを提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, that is, there is no peeling of the heater and no destruction of the diaphragm even with use at high temperature or intermittent heating, and there is little change with time. An object is to provide a stable thermal sensor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記薄膜ヒ
ータの剥離、ダイアフラムの破壊、あるいは、センサ特
性の経時変化について検討を行ったところ、これらが、
白金からなる薄膜ヒータとシリコン酸化膜及び/あるい
はシリコン窒化膜から形成されたダイアフラムとの密着
性が悪いことが原因で生じていることを見いだし、本発
明に至った。
The present inventors have studied the peeling of the thin film heater, the destruction of the diaphragm, or the change over time of the sensor characteristics.
The present inventors have found out that this is caused by poor adhesion between a thin film heater made of platinum and a diaphragm formed of a silicon oxide film and / or a silicon nitride film, and reached the present invention.

【0010】すなわち、本発明の熱型センサは上記課題
を解決するため、請求項1に記載の通り、シリコン酸化
膜及び/あるいはシリコン窒化膜から形成されたダイア
フラム上に薄膜ヒータを有する熱型センサにおいて、シ
リコン酸化膜及び/あるいはシリコン窒化膜から形成さ
れる上記ダイアフラムと薄型ヒータとの間に酸化ハフニ
ウム層を有する熱型センサである。
That is, in order to solve the above-mentioned problems, a thermal sensor according to the present invention has a thin-film heater on a diaphragm formed of a silicon oxide film and / or a silicon nitride film. , A thermal sensor having a hafnium oxide layer between the above-mentioned diaphragm formed of a silicon oxide film and / or a silicon nitride film and a thin heater.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の熱型センサにおいて、シ
リコン酸化膜及び/あるいはシリコン窒化膜から形成さ
れたダイアフラム(以下、これらを「下地膜」とも云
う)と薄膜ヒータとの間に形成される層は、酸化ハフニ
ウムからなることが必要である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a thermal sensor according to the present invention, a thin film heater is formed between a diaphragm formed of a silicon oxide film and / or a silicon nitride film (hereinafter also referred to as a "base film") and a thin film heater. Layer must be made of hafnium oxide.

【0012】すなわち酸化ハフニウムからなる層の熱膨
張率は、白金からなる薄膜ヒータの熱膨張率と、下地膜
との熱膨張率の中間的な値であり、ヒータによる加熱温
度が高い場合、あるいはヒートサイクルなどで生じる薄
膜ヒータと下地層のと間で生じる熱応力を緩和し、その
結果、ヒータの剥離やダイアフラムの破壊が生じない、
経時変化の少ない安定した熱型センサを得ることができ
る。
That is, the coefficient of thermal expansion of the layer made of hafnium oxide is an intermediate value between the coefficient of thermal expansion of the thin-film heater made of platinum and the coefficient of thermal expansion with the underlying film. Relaxes the thermal stress generated between the thin film heater and the underlying layer caused by a heat cycle, etc., so that the heater does not peel off or the diaphragm is destroyed.
A stable thermal sensor with little change over time can be obtained.

【0013】ここで、酸化ハフニウム層はスッパッタリ
ング、電子ビーム蒸着などの真空利用技術を応用するこ
とで形成することができる。本発明において、酸化ハフ
ニウム層の厚さは、目的の熱型センサの使用条件(温度
等)、求められる耐久性などで種々選択されるが、通常
100〜500Åであれば充分である。ただし必要に応
じ、数千Å程度の厚さにしてもよく、このとき酸化ハフ
ニウム層にはクラックや割れを生じることがない。
Here, the hafnium oxide layer can be formed by applying a vacuum application technique such as sputtering or electron beam evaporation. In the present invention, the thickness of the hafnium oxide layer is variously selected depending on the intended use condition (temperature, etc.) of the thermal sensor, required durability, and the like, but usually 100 to 500 ° is sufficient. However, if necessary, the thickness may be about several thousand mm. At this time, cracks and cracks do not occur in the hafnium oxide layer.

【0014】なお、酸化ハフニウムの導電率は10-14
(Ω-1・cm-1)と極めて小さく、ヒータからの電流リ
ークがほとんどないため、正確な測定が可能となり、ま
た、耐薬品性(耐水、耐強酸、耐強アルカリ)に優れる
ため、センサの製造工程において他の膜やシリコン基板
のウェットエッチングプロセスにおいても高い耐性が得
られるため、製造コストを上昇させたり、あるいは、製
造条件の制限などの悪影響を及ぼさないなどの利点があ
る。
The conductivity of hafnium oxide is 10 -14.
-1 · cm -1 ), which is extremely small, and there is almost no current leakage from the heater, enabling accurate measurement. In addition, the sensor has excellent chemical resistance (water resistance, strong acid resistance, strong alkali resistance). Since high resistance can be obtained even in the wet etching process of another film or silicon substrate in the manufacturing process, there is an advantage that the manufacturing cost is increased, or there is no adverse effect such as limitation of manufacturing conditions.

【0015】なお、ダイアフラムと薄膜ヒータとの間の
層が、五酸化タンタル、酸化チタン、酸化アルミニウム
(アルミナ)、あるいは酸化ジルコニウムである場合、
通常の工程では製造が困難であったり、製造できても歩
留まりが極めて低く、あるいは、充分な耐久性が得られ
ず、寿命が短くなるなどの欠点が生じる。
When the layer between the diaphragm and the thin film heater is tantalum pentoxide, titanium oxide, aluminum oxide (alumina), or zirconium oxide,
In a normal process, production is difficult, or even if it can be produced, the yield is extremely low, or sufficient durability cannot be obtained, resulting in a drawback such as a shortened life.

【0016】[0016]

【実施例】以下に本発明の熱型センサの一例について具
体的に図面を用いて説明する。図1(a)は本発明に係
る熱型センサである可燃性ガスセンサの上面図であり図
1(b)はそのAAにおけるモデル断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example of a thermal sensor according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a top view of a flammable gas sensor that is a thermal sensor according to the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the model along AA.

【0017】このセンサはシリコンウェハを基板(図中
シリコン1)とし、シリコン酸化膜2及びシリコン窒化
膜3から形成されたダイアフラム8上に薄膜の白金ヒー
タ5を有する熱型センサであり、白金ヒータ5はガス感
応膜6に覆われていて、この両者で検出部を構成してい
る。
This sensor is a thermal sensor having a silicon wafer as a substrate (silicon 1 in the figure) and a thin platinum heater 5 on a diaphragm 8 formed of a silicon oxide film 2 and a silicon nitride film 3. Numeral 5 is covered with a gas-sensitive film 6, and these two constitute a detection unit.

【0018】なお、白金ヒータ5への電力は白金バッド
7からワイヤボンディングされた金リード線により供給
される。このセンサにおいて、シリコン酸化膜2及びシ
リコン窒化膜3から形成されたダイアフラム8と白金ヒ
ータ5と間に酸化ハフニウム層4を有する。
The electric power to the platinum heater 5 is supplied from the platinum pad 7 by a gold lead wire bonded to the platinum pad. In this sensor, a hafnium oxide layer 4 is provided between a platinum heater 5 and a diaphragm 8 formed of a silicon oxide film 2 and a silicon nitride film 3.

【0019】このセンサは例えば次のようにして形成す
ることができる。まず、シリコンウエハを熱酸化し、そ
の表面に酸化ケイ素層(厚さ:100〜10000Å
(通常)、本例では6000Å)を形成する(図2
(a))。
This sensor can be formed, for example, as follows. First, a silicon wafer is thermally oxidized, and a silicon oxide layer (thickness: 100 to 10000 °) is formed on its surface.
(Normal), 6000 ° in this example) (FIG. 2)
(A)).

【0020】次いで、減圧CVDによりシリコン窒化膜
2(厚さ:100〜5000Å(通常)、本例では25
00Å)を形成し(図2(a))、検出部裏側のダイア
フラム形成部のシリコン酸化膜2及びシリコン窒化膜3
とを、フォトリソグラフィ工程とウェットエッチング法
とを組み合わせ、あるいはドライエッチング法により、
所定のパターンにエッチングする(図2(c))。
Next, the silicon nitride film 2 (thickness: 100 to 5000 ° (normal), 25
00Å) (FIG. 2A), and the silicon oxide film 2 and the silicon nitride film 3 in the diaphragm forming portion on the back side of the detecting portion.
By combining the photolithography process and the wet etching method, or by the dry etching method,
Etching into a predetermined pattern (FIG. 2C).

【0021】さらに検出部形成側のシリコン窒化膜3上
に酸化ハフニウム層(厚さ:100〜500Å(通
常)、本例では500Å)と、この酸化ハフニウム層の
上に、薄膜の白金ヒータ(厚さ:100〜10000Å
(通常)、本例では5000Å)をスパッタリング、電
子ビーム蒸着などの真空応用技術により成膜する(図2
(d)および(e))。なお、白金からなる薄膜ヒータ
5は図1(a)に示したように、通常九十九折り(ジグ
ザグ)状などになるように形成する。
Further, a hafnium oxide layer (thickness: 100 to 500 ° (normal), 500 ° in this example) is formed on the silicon nitride film 3 on the detecting portion formation side, and a thin platinum heater (thickness) is formed on the hafnium oxide layer. Sa: 100 ~ 10000Å
(Normally, 5000 ° in this example) is formed by a vacuum application technique such as sputtering or electron beam evaporation (FIG. 2).
(D) and (e)). In addition, as shown in FIG. 1A, the thin film heater 5 made of platinum is usually formed in a zigzag shape or the like.

【0022】次いで、図2(f)にモデル的に示すよう
にガス感応膜6(パラジウム担持アルミナ層または酸化
錫(IV)層(Pd/Al23またはSnO2)等で厚
さは通常1〜15μm、本例では厚さが5μmのPd/
Al23層)を形成して薄膜ヒータ5を覆い、最後に裏
面からシリコン1をTMAH(テトラメチルアンモニウ
ムハイドロオキサイド)などでエッチングしてダイアフ
ラム8を形成する(図2(g))。
Next, as shown modelly in FIG. 2 (f), the gas-sensitive film 6 (a palladium-supported alumina layer or a tin (IV) oxide layer (Pd / Al 2 O 3 or SnO 2 )) and the like are usually of a thickness. 1 to 15 μm, and in this example, Pd /
An Al 2 O 3 layer is formed to cover the thin-film heater 5, and finally, the silicon 1 is etched from the back surface with TMAH (tetramethylammonium hydroxide) or the like to form a diaphragm 8 (FIG. 2G).

【0023】次いでこのようにして作製した可燃性ガス
センサの特性を調べた。シリコン酸化膜及びシリコン窒
化膜から形成されたダイアフラム上に白金からなる薄膜
ヒータを有する熱型センサであって、ダイアフラムと薄
膜ヒータとの間に500Åの酸化ハフニウム層を有する
センサ(「酸化ハフニウム上」:本発明に係る実施
例)、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜から形成され
たダイアフラム上に白金からなる薄膜ヒータを有する熱
型センサであって、ダイアフラムと薄膜ヒータとの間に
酸化ハフニウム層がなく、シリコン窒化膜に直接薄膜ヒ
ータが配されている以外は全く同様にして得たセンサ
(「シリコン窒化膜上」:従来技術による比較例)、及
び、シリコン酸化膜から形成されたダイアフラム上に白
金からなる薄膜ヒータを有する熱型センサであって、ダ
イアフラムと薄膜ヒータとの間に酸化ハフニウム層及び
シリコン窒化膜がなく、シリコン酸化膜に直接薄膜ヒー
タが配されている以外には全く同様にして得たセンサ
(「シリコン酸化膜上」:従来技術による比較例)の3
種のセンサを準備し、以下の検討を行った。
Next, the characteristics of the combustible gas sensor thus manufactured were examined. A thermal sensor having a thin film heater made of platinum on a diaphragm formed of a silicon oxide film and a silicon nitride film, wherein a sensor having a 500 ° hafnium oxide layer between the diaphragm and the thin film heater (“hafnium oxide on”) The present invention relates to a thermal sensor having a thin film heater made of platinum on a diaphragm formed of a silicon oxide film and a silicon nitride film, wherein there is no hafnium oxide layer between the diaphragm and the thin film heater. A sensor obtained in exactly the same manner except that a thin film heater is directly disposed on a silicon nitride film (“on silicon nitride film”: a comparative example according to the prior art), and platinum on a diaphragm formed from a silicon oxide film. A thermal sensor having a thin-film heater consisting of hafnium oxide between a diaphragm and a thin-film heater. And no silicon nitride film, a silicon oxide film directly thin-film sensor heater is obtained in the same manner is in addition being arranged ( "on the silicon oxide film": Comparative Example according to the prior art) 3
We prepared the following types of sensors and studied the following.

【0024】図3にはこれら3種のセンサを同条件で、
比較的高温に加熱したときのヒータの電気抵抗の経時変
化の結果を示す。実線で示されている本発明に係るセン
サによる結果では、実験開始から500時間後でもヒー
タの電気抵抗に変化が見られないのに対し、従来技術に
係る2種のセンサでは電気抵抗が上昇していることが判
る。なお、ヒータの電気抵抗の上昇は、ヒータの溶断に
よるセンサの破壊を引き起こす。
FIG. 3 shows these three types of sensors under the same conditions.
The result of a change with time of the electric resistance of the heater when heated to a relatively high temperature is shown. In the results of the sensor according to the present invention shown by the solid line, the electric resistance of the heater did not change even after 500 hours from the start of the experiment, whereas the electric resistance of the two types of sensors according to the prior art increased. You can see that Note that an increase in the electric resistance of the heater causes destruction of the sensor due to fusing of the heater.

【0025】また、断続的に加熱を繰り返すパルス駆動
をおこなったときの、これら3種のセンサのヒータの電
気抵抗の経時変化の調査結果を図4に示す。実線で示さ
れている本発明に係るセンサでは実験開始から500時
間後でもヒータの電気抵抗に変化が見られないのに対
し、従来技術に係る2種のセンサではこれとは異なりそ
れらの電気抵抗が急上昇していることが判る。
FIG. 4 shows the results of an investigation of the change over time in the electrical resistance of the heaters of these three types of sensors when pulsed driving in which heating is intermittently repeated is performed. The sensor according to the present invention shown by a solid line shows no change in the electric resistance of the heater even after 500 hours from the start of the experiment, whereas the electric resistance of the two sensors according to the prior art is different from this. It can be seen that has soared.

【0026】これら実験結果から本発明に係る熱センサ
は、比較的高温での使用でも劣化が少なく、また、間歇
駆動時の破壊も少ないことが判る。なお、上記センサ作
製時に、本発明に係る熱型センサの製造歩留まりは99
%であり、酸化ハフニウム層を有しない他の2種のセン
サの製造歩留まりとほぼ同等であった。一方、酸化ハフ
ニウム層と同じ目的で、酸化アルミニウム層を設ける検
討を行ったが、その際の製造歩留まり(良品率)は40
〜50%程度であった。これは、酸化ハフニウムの膜応
力は極めて小さいため、薄膜ダイアフラムの残留応力を
小さく保つができ、その結果、薄膜ダイアフラムでの破
壊が少なく、その結果、製造歩留まりが良好となったも
のと考えられる。
From these experimental results, it can be seen that the thermal sensor according to the present invention is less deteriorated even when used at a relatively high temperature, and is less damaged during intermittent driving. The production yield of the thermal sensor according to the present invention at the time of manufacturing the sensor was 99%.
%, Which is almost equal to the production yield of the other two types of sensors having no hafnium oxide layer. On the other hand, a study was conducted to provide an aluminum oxide layer for the same purpose as the hafnium oxide layer, but the manufacturing yield (non-defective product rate) at that time was 40%.
It was about 50%. This is considered to be because the film stress of hafnium oxide is extremely small, so that the residual stress of the thin film diaphragm can be kept small, and as a result, the breakage of the thin film diaphragm is small, and as a result, the production yield is improved.

【0027】ここで上記センサの作製時に用いたものと
同じシリコンウエハの片面にシリコン窒化膜(記号
「●」(SIN))、シリコン酸化膜(記号「○」(S
IO2))あるいは酸化ハフニウム膜(記号「△」(H
fO2))をそれぞれ同じ大きさ、厚さとなるように成
膜し、これら膜応力を反り測定装置により測定したとき
の結果を図5に示す。図5に示された結果より上記推測
が裏付けられる。
Here, a silicon nitride film (symbol “●” (SIN)) and a silicon oxide film (symbol “O” (S
IO2)) or hafnium oxide film (symbol “△” (H
fO2)) were formed to have the same size and thickness, respectively, and the results obtained when the film stresses were measured by a warpage measuring device are shown in FIG. The result shown in FIG. 5 supports the above assumption.

【0028】本発明のさらなる副次効果としてヒータの
消費電力が上記他の2種のセンサの消費電力より25%
程度低減可能であったことが挙げられる。これは酸化ハ
フニウムの熱伝導率が極めて小さいため、ダイアフラム
等への他の部分への熱拡散が減少したものと考えられ
る。なお、このことから、同時に接触燃焼式センサなど
への応用において、センサ感度が上昇するなどの副次効
果も得られる。
As a further secondary effect of the present invention, the power consumption of the heater is 25% less than the power consumption of the other two sensors.
It was possible to reduce the degree. This is presumably because the thermal conductivity of hafnium oxide is extremely small, so that heat diffusion to other parts such as the diaphragm has decreased. From this, a secondary effect such as an increase in sensor sensitivity can also be obtained in application to a catalytic combustion sensor or the like.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明の熱型センサは、高温での使用や
間歇加熱を行ってもヒータの剥離やダイアフラムの破壊
がなく、製造歩留まりが高く、消費電力が低い、経時変
化の少ない安定した優れた熱型センサである。
The thermal sensor of the present invention has a stable production with a high production yield, low power consumption, and little aging even when used at a high temperature or subjected to intermittent heating without peeling of the heater or destruction of the diaphragm. It is an excellent thermal sensor.

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

【図1】(a)本発明の熱型センサの一例のモデル上面
図を示す図である。 (b)(a)の熱型センサのモデル断面図を示す図であ
る。
FIG. 1A is a diagram illustrating a model top view of an example of a thermal sensor according to the present invention. (B) It is a figure showing the model sectional view of the thermal sensor of (a).

【図2】(a)〜(g) 図1(a)の熱型センサの製
造方法を示す図である。
2 (a) to 2 (g) are views showing a method for manufacturing the thermal sensor of FIG. 1 (a).

【図3】本発明の熱型センサを比較的高温で駆動したと
きのヒータの電気抵抗の変化を調べた結果を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a result of examining a change in electric resistance of a heater when the thermal sensor of the present invention is driven at a relatively high temperature.

【図4】本発明の熱型センサを間歇駆動したときのヒー
タの電気抵抗の変化を調べた結果を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a result of examining a change in electric resistance of a heater when the thermal sensor of the present invention is intermittently driven.

【図5】シリコン窒化膜、シリコン酸化膜及び酸化ハフ
ニウム膜の膜応力を測定した結果を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the results of measuring the film stress of a silicon nitride film, a silicon oxide film, and a hafnium oxide film.

【図6】従来の熱型センサの例を示すモデル図である。 (a)熱型センサの一例の断面図を示す図である。 (b)他の例の断面図を示す図である。 (c)(a)または(b)の熱型センサの上面図であ
る。
FIG. 6 is a model diagram showing an example of a conventional thermal sensor. (A) It is a figure showing the sectional view of an example of a thermal sensor. (B) It is a figure showing the sectional view of other examples. (C) It is a top view of the thermal sensor of (a) or (b).

【図7】従来の熱型センサにおいて、ヒータが剥離した
状態を示す図である。 (a)走査型電子顕微鏡写真である。 (b)(a)の写真のヒータ部分をトレースした図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which a heater is peeled off in a conventional thermal sensor. (A) It is a scanning electron microscope photograph. (B) It is the figure which traced the heater part of the photograph of (a).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン 2 シリコン酸化膜 3 シリコン窒化膜 4 酸化ハフニウム層 5 白金ヒータ 6 ガス感応膜 7 白金バッド 8 ダイアフラム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon 2 Silicon oxide film 3 Silicon nitride film 4 Hafnium oxide layer 5 Platinum heater 6 Gas sensitive film 7 Platinum bad 8 Diaphragm

フロントページの続き Fターム(参考) 2G004 BE12 BE22 BF02 BJ02 BK04 BL08 BL17 BL18 BM07 2G046 AA01 AA02 BA01 BB04 BC04 BE02 BF04 DA05 DB05 DC11 DD01 DD03 EA07 EA11 EB06 FB01 FB02 FB06 FE14 FE38 2G060 AA02 AB01 AB15 AE19 AF02 AF04 AF07 AG06 AG10 BA01 BA03 BA05 BB02 HA01 HA03 HB06 HE01 HE03 Continued on front page F term (reference) 2G004 BE12 BE22 BF02 BJ02 BK04 BL08 BL17 BL18 BM07 2G046 AA01 AA02 BA01 BB04 BC04 BE02 BF04 DA05 DB05 DC11 DD01 DD03 EA07 EA11 EB06 FB01 FB02 FB06 FE14 FE38 2G060 AFA18 BA01 BA03 BA05 BB02 HA01 HA03 HB06 HE01 HE03

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン酸化膜及び/あるいはシリコン
窒化膜から形成されたダイアフラム上に薄膜ヒータを有
する熱型センサにおいて、シリコン酸化膜及び/あるい
はシリコン窒化膜から形成される上記ダイアフラムと薄
型ヒータとの間に酸化ハフニウム層を有することを特徴
とする熱型センサ。
1. A thermal sensor having a thin film heater on a diaphragm formed of a silicon oxide film and / or a silicon nitride film, wherein the thin film heater and the thin film heater formed of the silicon oxide film and / or the silicon nitride film are connected to each other. A thermal sensor having a hafnium oxide layer between them.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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