JP2001165733A - Flow sensor and method of manufacturing the same - Google Patents

Flow sensor and method of manufacturing the same

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JP2001165733A
JP2001165733A JP34798199A JP34798199A JP2001165733A JP 2001165733 A JP2001165733 A JP 2001165733A JP 34798199 A JP34798199 A JP 34798199A JP 34798199 A JP34798199 A JP 34798199A JP 2001165733 A JP2001165733 A JP 2001165733A
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substrate
flow sensor
fluid
fluid temperature
temperature detector
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Nobuyuki Kato
信之 加藤
Yukihiro Takeuchi
竹内  幸裕
Hiroyuki Wado
弘幸 和戸
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Original Assignee
Denso Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately measure the flow rate of a fluid by detecting the temperature change of the fluid with good response. SOLUTION: In a flow sensor wherein a flow rate detector 30 and a heater 40 are provided on the diaphragm 10 having a membrane structure formed on the cavity part 1a of a semiconductive substrate 1 and a fluid temperature detector 20 is provided on the semiconductive substrate 1, grooves 21 are formed on both sides of the wiring pattern of the fluid temperature detector 20. By this constitution, the response of the fluid temperature detector 20 becomes good and the temperature of a fluid can be detected with good response and, therefore, the flow rate of the fluid can be accurately detected as the flow sensor.

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、流体の流量を検出
するフローセンサおよびその製造方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a flow sensor for detecting a flow rate of a fluid and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】流体の流量を検出するフローセンサとし
て、半導体基板の空洞部上に薄膜構造のダイアフラムを
形成し、そのダイアフラムにマイクロヒータ(以下、単
にヒータという)および流量検出体を設けるとともに、
半導体基板上のダイアフラム以外の領域に流体温度検出
体を設け、流体温度検出体で検出した温度より所定の温
度ΔT高くなるようにヒータの温度を制御し、このとき
の流量検出体の抵抗値に基づいて流体の流量を検出する
ようにしたものが種々提案されている。なお、ヒータ、
流量検出体および流体温度検出体は、Pt(白金)など
の抵抗体膜で形成されている。
2. Description of the Related Art As a flow sensor for detecting a flow rate of a fluid, a diaphragm having a thin film structure is formed on a cavity of a semiconductor substrate, and a micro heater (hereinafter simply referred to as a heater) and a flow rate detector are provided in the diaphragm.
A fluid temperature detector is provided in an area other than the diaphragm on the semiconductor substrate, and the temperature of the heater is controlled so as to be higher than the temperature detected by the fluid temperature detector by a predetermined temperature ΔT. Various proposals have been made for detecting the flow rate of a fluid based on this. The heater,
The flow rate detector and the fluid temperature detector are formed of a resistor film such as Pt (platinum).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の構造で
は、流体の温度を測定する流体温度検出体は、ヒータの
の影響を受けないように熱的に断熱させつつも、流体の
温度を応答よく測定する必要がある。
In the conventional structure described above, the fluid temperature detector for measuring the temperature of the fluid responds to the temperature of the fluid while thermally insulating it so as not to be affected by the heater. Need to measure well.

【0004】しかしながら、流体温度検出体は、半導体
基板上のダイアフラム以外の領域に形成されているた
め、流体温度が変化したとき、基板の熱容量が影響し
て、応答良く流体温度を測定することができず、ヒータ
との温度差ΔTがずれて、流量を正確に測定することが
できないという問題がある。
However, since the fluid temperature detector is formed in a region other than the diaphragm on the semiconductor substrate, when the fluid temperature changes, the heat capacity of the substrate influences and the fluid temperature can be measured with good response. Therefore, there is a problem that the flow rate cannot be measured accurately because the temperature difference ΔT from the heater is shifted.

【0005】この場合、流体温度検出体もダイヤフラム
の薄膜構造体に設けることが考えられるが、ヒータと熱
的に絶縁させるためにはヒータと離して配置しなければ
ならないため、薄膜構造体の面積が大きくなり、またそ
のために薄膜構造体の強度が著しく落ちるといった問題
が生じる。
In this case, it is conceivable that the fluid temperature detector is also provided on the thin film structure of the diaphragm. However, in order to thermally insulate the heater from the heater, the fluid temperature detector must be arranged separately from the heater. And the strength of the thin film structure is significantly reduced.

【0006】本発明は上記問題に鑑みたもので、流体温
度の変化を応答性よく検出して、流体の流量を正確に測
定できるようにすることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to accurately measure a fluid flow rate by detecting a change in fluid temperature with good responsiveness.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明では、流体温度検出体(2
0)の配線パターンの両側に溝(21)を形成したこと
を特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a fluid temperature detector (2) is provided.
The groove (21) is formed on both sides of the wiring pattern (0).

【0008】このことにより、熱容量が小さくなるた
め、流体の温度を応答性よく検出することができ、フロ
ーセンサとして流量を正確に測定することが可能とな
る。
As a result, since the heat capacity is reduced, the temperature of the fluid can be detected with good responsiveness, and the flow rate can be accurately measured as a flow sensor.

【0009】この場合、請求項2に記載の発明のよう
に、溝(21)を基板(1)の内部に達する深さので形
成するのが好ましい。
In this case, it is preferable that the groove (21) is formed to have a depth reaching the inside of the substrate (1).

【0010】また、請求項3に記載の発明のように、基
板(1)内に溝(21)に連通する空洞部(22)を形
成するようにすれば、より熱容量が小さくなり応答性を
良好にすることができる。
Further, when the hollow portion (22) communicating with the groove (21) is formed in the substrate (1), the heat capacity is further reduced and the responsiveness is improved. Can be good.

【0011】請求項4に記載の発明では、基板(1)に
形成された第1の空洞部(1a)の上に発熱体(40)
を配設し、基板(1)に形成された第2の空洞部(2
2)の上に流体温度検出体(20)を配設したことを特
徴としている。
According to the fourth aspect of the present invention, the heating element (40) is provided on the first cavity (1a) formed in the substrate (1).
And a second cavity (2) formed in the substrate (1).
2) A fluid temperature detector (20) is provided on top.

【0012】このように流体温度検出体(20)を第2
の空洞部(22)の上に配設することによっても、熱容
量が小さくなり、流体の温度を応答性よく検出すること
ができる。
As described above, the fluid temperature detector (20) is connected to the second
The heat capacity is also reduced by arranging on the hollow portion (22), and the temperature of the fluid can be detected with good responsiveness.

【0013】この場合、請求項5に記載の発明のよう
に、第2の空洞部(22)を基板(1)の内部に形成す
るのが好ましい。
In this case, it is preferable that the second cavity (22) is formed inside the substrate (1).

【0014】請求項6ないし13に記載の発明によれ
ば、上記したようなフローセンサを適切に製造すること
ができる。
According to the present invention, the flow sensor as described above can be appropriately manufactured.

【0015】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
The reference numerals in parentheses of the above-mentioned means indicate the correspondence with the concrete means described in the embodiments described later.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】(第1実施形態)図1に、本発明
の第1実施形態にかかるフローセンサの斜視図、図2
に、図1中のA−A断面図を示す。
(First Embodiment) FIG. 1 is a perspective view of a flow sensor according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
1 shows a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

【0017】このフローセンサは、単結晶シリコン等で
形成された半導体基板1の上に、下層絶縁膜となるシリ
コン窒化膜11およびシリコン酸化膜12が形成され、
その上に、温度計をなす流体温度検出体20および流量
検出体(測温体)30が形成されるとともにヒータ(発
熱体)40が形成され、さらにその上に、上層絶縁膜と
なるシリコン酸化膜13およびシリコン窒化膜14が形
成された構造となっている。
In this flow sensor, a silicon nitride film 11 and a silicon oxide film 12 serving as a lower insulating film are formed on a semiconductor substrate 1 formed of single crystal silicon or the like.
A fluid temperature detector 20 and a flow rate detector (temperature measuring element) 30 forming a thermometer are formed thereon, and a heater (heating element) 40 is formed thereon. Further, a silicon oxide film serving as an upper insulating film is formed thereon. It has a structure in which a film 13 and a silicon nitride film 14 are formed.

【0018】半導体基板1には、図2に示すように、空
洞部1aが形成されており、この空洞部1a上に薄膜構
造体をなすダイヤフラム10が形成され、ダイヤフラム
10に流量検出体30とヒータ40とが配置されてい
る。
As shown in FIG. 2, a cavity 1a is formed in the semiconductor substrate 1, and a diaphragm 10 forming a thin film structure is formed on the cavity 1a. A heater 40 is provided.

【0019】流体温度検出体20、流量検出体30およ
びヒータ40は、流体の流れの方向(図1中の白抜き矢
印で示す)に対し、上流側からその順で配置されてお
り、いずれもPtなどの配線材料からなる抵抗体膜でパ
ターン形成されている。
The fluid temperature detector 20, the flow detector 30 and the heater 40 are arranged in that order from the upstream side in the direction of the flow of the fluid (indicated by the white arrow in FIG. 1). The pattern is formed by a resistor film made of a wiring material such as Pt.

【0020】流体温度検出体20は、流体の温度を検出
するもので、ヒータ40の熱がその温度検出に影響を及
ぼさないようにヒータ40から十分離隔した位置に配設
されている。ヒータ40は、流体温度検出体20で検出
された温度より一定温度高い基準温度になるように、図
示しない制御回路によって制御される。
The fluid temperature detector 20 detects the temperature of the fluid, and is disposed at a position sufficiently separated from the heater 40 so that the heat of the heater 40 does not affect the temperature detection. The heater 40 is controlled by a control circuit (not shown) so that the reference temperature is higher than the temperature detected by the fluid temperature detector 20 by a certain temperature.

【0021】このように構成されたフローセンサにおい
て、流体が流れると、その流体温度が流体温度検出体2
0により計測され、その計測された温度よりも一定温度
高い基準温度になるようにヒータ40が通電制御され
る。そして、流体の流れの大きさによってヒータ40の
熱分布が変化し、その熱分布の変化により流量検出体3
0の抵抗値が変化することで、流量が検出される。
In the flow sensor constructed as described above, when a fluid flows, the temperature of the fluid is changed to the fluid temperature detector 2.
The heater 40 is energized so that the reference temperature is measured at 0 and the reference temperature is higher by a certain temperature than the measured temperature. Then, the heat distribution of the heater 40 changes according to the magnitude of the flow of the fluid, and the change in the heat distribution causes the flow rate detector 3 to change.
The flow rate is detected by changing the resistance value of 0.

【0022】ここで、この実施形態においては、図2に
示すように、流体温度検出体20の配線パターンの両側
に溝21が形成されている。この溝21は、半導体基板
1の内部に達する深さ(例えば半導体基板1の表面から
50μm程度の深さ)のものである。このように流体温
度検出体20の配線パターンの両側に溝21を設けたフ
ィン構造とすることで、熱応答性が良くなり、流体温度
の変化を応答よく測定することができるため、流体の熱
伝導変化を考慮した正確な流量測定を行うことができ
る。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, grooves 21 are formed on both sides of the wiring pattern of the fluid temperature detector 20. The groove 21 has a depth reaching the inside of the semiconductor substrate 1 (for example, a depth of about 50 μm from the surface of the semiconductor substrate 1). Since the fin structure in which the grooves 21 are provided on both sides of the wiring pattern of the fluid temperature detector 20 improves the thermal responsiveness and can measure the change in the fluid temperature with good response, Accurate flow measurement considering the change in conduction can be performed.

【0023】次に、上記したフローセンサの製造方法に
ついて、図3、図4に示す工程図(図1中のA−A断面
に対応する図)を参照して順に説明する。 [図3(a)の工程]半導体基板として単結晶のシリコ
ン基板1を用い、その一面(表面)側にシリコン窒化膜
11をLPCVD法などで形成し、その上にシリコン酸
化膜12をCVD法などで形成する。
Next, a method of manufacturing the above-described flow sensor will be sequentially described with reference to the process diagrams shown in FIGS. 3 and 4 (the diagrams corresponding to the AA cross section in FIG. 1). [Step of FIG. 3 (a)] A single crystal silicon substrate 1 is used as a semiconductor substrate, and a silicon nitride film 11 is formed on one surface (front surface) thereof by LPCVD or the like, and a silicon oxide film 12 is formed thereon by CVD. It forms with.

【0024】このようにシリコン窒化膜11上にシリコ
ン酸化膜12を積層することによって、シリコン酸化膜
11の上に形成される配線材料との密着性を良好にし、
また薄膜構造体を形成した場合に、外側に耐水性のある
シリコン窒化膜12を配置しているため、薄膜構造体の
耐湿性を向上させることができる。 [図3(b)の工程]抵抗体材料としてPt膜を200
℃で真空蒸着機によりシリコン窒化膜12の上に堆積さ
せ、Pt膜をエッチング等により流体温度検出体20、
流量検出体30およびヒータ40の配線形状にパターニ
ングする。
By laminating the silicon oxide film 12 on the silicon nitride film 11 as described above, the adhesion with the wiring material formed on the silicon oxide film 11 is improved,
Further, when the thin film structure is formed, the moisture resistance of the thin film structure can be improved because the water-resistant silicon nitride film 12 is disposed outside. [Step of FIG. 3B] A Pt film is formed as a resistor material by 200
The Pt film is deposited on the silicon nitride film 12 by a vacuum evaporation machine at
The wiring pattern of the flow rate detector 30 and the heater 40 is patterned.

【0025】ここで、抵抗体材料としては、ポリシリコ
ン、NiCr、TaN、SiC、Wなどでもよい。この
場合、多層膜とするよりは単一膜の方が望ましい。ま
た、シリコン酸化膜12とPt膜との間に接着層として
Ti層あるいはCr層を密着力を高める目的で挿入して
もよく、また接着層を抵抗体材料と上部の膜との間にも
挿入してもよい。 [図3(c)の工程]流体温度検出体20、流量検出体
30およびヒータ40間の絶縁のために、シリコン酸化
膜13を堆積させる。 [図3(d)の工程]表面保護膜であるシリコン窒化膜
14を形成する。その後、図示してないが、流体温度検
出体20、流量検出体30およびヒータ40の電極パッ
ド形成のためにシリコン窒化膜14に開口を形成する。 [図4(a)の工程]流体温度検出体20の配線間をシ
リコン基板1まで異方性エッチングにより溝21を形成
し、フィン構造とする。 [図4(b)の工程]シリコン基板1の裏面にマスク材
(例えばシリコン酸化膜もしくはシリコン窒化膜)15
を形成し、エッチングして開口部16を形成する。 [図4(c)の工程]シリコン基板1の裏面側をシリコ
ン窒化膜11が露出するまで異方性エッチングして空洞
部1aを形成する。このときの終点検出は、例えばエッ
チング液にTMAH(水酸化4メチルアンモニウム)を
用いることにより、シリコンに対してシリコン窒化膜1
1のエッチング速度が非常に小さいため容易に止めるこ
とができる。
Here, the resistor material may be polysilicon, NiCr, TaN, SiC, W or the like. In this case, a single film is more preferable than a multilayer film. Further, a Ti layer or a Cr layer may be inserted as an adhesive layer between the silicon oxide film 12 and the Pt film for the purpose of increasing the adhesion, and the adhesive layer may also be inserted between the resistor material and the upper film. May be inserted. [Step of FIG. 3C] A silicon oxide film 13 is deposited for insulation between the fluid temperature detector 20, the flow detector 30, and the heater 40. [Step of FIG. 3D] A silicon nitride film 14 which is a surface protection film is formed. Thereafter, although not shown, openings are formed in the silicon nitride film 14 for forming electrode pads of the fluid temperature detector 20, the flow detector 30, and the heater 40. [Step of FIG. 4 (a)] A groove 21 is formed by anisotropic etching up to the silicon substrate 1 between the wirings of the fluid temperature detector 20 to form a fin structure. [Step of FIG. 4B] A mask material (for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film) 15 is formed on the back surface of the silicon substrate 1.
Is formed, and the opening 16 is formed by etching. [Step of FIG. 4 (c)] The back side of the silicon substrate 1 is anisotropically etched until the silicon nitride film 11 is exposed to form a cavity 1a. At this time, the end point is detected by, for example, using TMAH (tetramethylammonium hydroxide) as an etching solution, so that the silicon nitride film 1
1 can be easily stopped because the etching rate is very low.

【0026】このようにして、図1、図2に示すフロー
センサを製造することができる。 (第2実施形態)上記した第1実施形態では、流体温度
検出体20の配線パターンの両側に溝21を形成する構
造のものを示したが、図5〜図7に示すように、流体温
度検出体20の下部に溝21に連通する空洞部22を形
成するようにすれば、より熱容量が小さくなり応答性を
良好にすることができる。
Thus, the flow sensor shown in FIGS. 1 and 2 can be manufactured. (Second Embodiment) In the above-described first embodiment, the structure in which the grooves 21 are formed on both sides of the wiring pattern of the fluid temperature detector 20 has been described. However, as shown in FIGS. If the hollow portion 22 communicating with the groove 21 is formed below the detection body 20, the heat capacity can be further reduced and the responsiveness can be improved.

【0027】図5に示す実施形態では、シリコン基板1
の内部に溝21に連通する空洞部21が形成された構造
になっている。この実施形態における空洞部22は、図
4(a)の異方性ドライエッチング後に、表面から等方
性のエッチング(例えばSF6を用いたプラズマエッチ
ング)を行い、流体温度検出体20の下のシリコン基板
1を取り除くことによって形成される。この場合、シリ
コン窒化膜14、シリコン酸化膜13がそのままマスク
材となるため、マスクの追加をすることなく、フォトな
どの工程を省いてエッチングすることができる。また、
この構造では、チップ全体の強度を維持したまま、形成
できると言うメリットがある。
In the embodiment shown in FIG. 5, the silicon substrate 1
Has a structure in which a cavity 21 communicating with the groove 21 is formed. After the anisotropic dry etching shown in FIG. 4A, isotropic etching (for example, plasma etching using SF6) is performed from the surface of the cavity 22 in this embodiment, and the silicon under the fluid temperature detector 20 is formed. It is formed by removing the substrate 1. In this case, since the silicon nitride film 14 and the silicon oxide film 13 serve as a mask material as they are, etching can be performed without adding a mask and by omitting steps such as photolithography. Also,
This structure has an advantage that it can be formed while maintaining the strength of the entire chip.

【0028】図6に示す実施形態では、シリコン基板1
に溝21に連通しかつシリコン基板1の裏面に開口した
空洞部22が形成された構造になっている。この実施形
態における空洞部22は、図4(c)の工程で、第1実
施形態では、裏面のみエッチングしていたのに対し、両
面エッチングすることによって形成される。
In the embodiment shown in FIG. 6, the silicon substrate 1
A cavity 22 communicating with the groove 21 and opening on the back surface of the silicon substrate 1 is formed. The cavity 22 in this embodiment is formed by etching both surfaces in the process of FIG. 4C, whereas only the back surface is etched in the first embodiment.

【0029】ここで、エッチング液としてTMAHまた
はKOHなどを用いることにより、シリコンの(11
1)面と他の面とのエッチング速度の違いを利用して、
エッチング形状を正確に制御できることができる。この
ため、空洞部1aと空洞部22の壁の傾きが同じで平行
となるエッチング形状となり、裏面からのエッチングに
より同様の空洞部を形成する場合に比べ、流体温度検出
体20とヒータ40の距離を熱的影響無いところまで近
づけることができ、チップサイズを小さくすることがで
きる。
Here, by using TMAH or KOH as an etching solution, silicon (11
1) By utilizing the difference in etching rate between the surface and the other surface,
The etching shape can be accurately controlled. For this reason, the walls of the cavity 1a and the cavity 22 have the same inclination and are parallel to each other, so that the distance between the fluid temperature detector 20 and the heater 40 is smaller than when the same cavity is formed by etching from the back surface. Can be brought close to the point where there is no thermal effect, and the chip size can be reduced.

【0030】図7に示す実施形態では、図6に示す実施
形態におけるチップ強度の低下を防ぐため、空洞部22
を裏面まで貫通させず、途中で止めた構造となってい
る。この実施形態における空洞部22は、裏面のみのエ
ッチングと両面のエッチングを組み合わせることにより
形成することができる。詳しくは、始めに裏面のみエッ
チングを行い、所定量エッチングした後、両面エッチン
グすることで、図7に示す空洞部22を形成することが
できる。この場合、両面エッチングしてから裏面エッチ
ングをしてもよいが、制御性の良さと、後から裏面エッ
チングする際の流体温度検出体20の破壊の可能性を考
慮すると、先に裏面エッチングを行う方が望ましい。こ
の図7に示す実施形態の場合、図6に示す実施形態の場
合より工程が複雑になるが、図5に示す実施形態のもの
よりも、制御よく空洞部22を形成することができる。
In the embodiment shown in FIG. 7, in order to prevent a decrease in chip strength in the embodiment shown in FIG.
Is not penetrated to the back surface, but is stopped halfway. The cavity 22 in this embodiment can be formed by combining etching of only the back surface and etching of both surfaces. Specifically, first, only the back surface is etched, a predetermined amount is etched, and then both surfaces are etched, so that the cavity 22 shown in FIG. 7 can be formed. In this case, the back surface may be etched after both surfaces are etched. However, in consideration of good controllability and the possibility of destruction of the fluid temperature detector 20 when the back surface is etched later, the back surface is etched first. Is more desirable. In the embodiment shown in FIG. 7, the process is more complicated than in the embodiment shown in FIG. 6, but the cavity 22 can be formed with better control than that in the embodiment shown in FIG.

【0031】なお、上記した空洞部22は、流体温度検
出体20の配線パターンの両側に形成された溝21に連
通しているのが望ましいが、そのような溝21に連通せ
ずに他の溝に連通させて空洞部22を形成するようにし
ても、流体の温度を応答性よく検出することができる。
It is desirable that the above-mentioned hollow portion 22 communicates with grooves 21 formed on both sides of the wiring pattern of the fluid temperature detector 20. Even when the cavity 22 is formed by communicating with the groove, the temperature of the fluid can be detected with good responsiveness.

【0032】また、上記した種々の実施形態では、流量
検出体30およびヒータ40の薄膜構造体として、ダイ
アフラム型構造のものを示したが、ブリッジ型構造のも
のであってもよい。また、流量検出体30は、ヒータ4
0の一方側のみでなく両側に設けられていてもよい。こ
の場合、両側に設けられた流量検出体30の検出温度差
によって流量が測定される。
Further, in the various embodiments described above, the thin film structure of the flow rate detector 30 and the heater 40 has a diaphragm type structure, but may have a bridge type structure. In addition, the flow rate detector 30 includes the heater 4
0 may be provided not only on one side but also on both sides. In this case, the flow rate is measured based on the detected temperature difference between the flow rate detectors 30 provided on both sides.

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

【図1】本発明の第1実施形態にかかるフローセンサの
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a flow sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1中のA−A断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG.

【図3】本発明の第1実施形態にかかるフローセンサの
製造方法を示す工程図である。
FIG. 3 is a process chart showing a method of manufacturing the flow sensor according to the first embodiment of the present invention.

【図4】図3に示す工程を示す工程図である。FIG. 4 is a process chart showing a process shown in FIG. 3;

【図5】本発明の第2実施形態にかかるフローセンサの
第1の例を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a first example of a flow sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施形態にかかるフローセンサの
第2の例を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a second example of the flow sensor according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2実施形態にかかるフローセンサの
第3の例を示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a third example of the flow sensor according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリコン基板、1a…空洞部、10…ダイアフラ
ム、11…シリコン窒化膜、12…シリコン酸化膜、1
3…シリコン酸化膜、14…シリコン窒化膜、20…流
体温度検出体、21…溝、22…空洞部、30…流量検
出体、40…ヒータ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon substrate, 1a ... Hollow part, 10 ... Diaphragm, 11 ... Silicon nitride film, 12 ... Silicon oxide film, 1
3 ... silicon oxide film, 14 ... silicon nitride film, 20 ... fluid temperature detector, 21 ... groove, 22 ... cavity, 30 ... flow rate detector, 40 ... heater.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和戸 弘幸 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 2F035 EA08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroyuki Wado 1-1-1 Showa-cho, Kariya-shi, Aichi F-term in DENSO Corporation (reference) 2F035 EA08

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板(1)の一面側に、配線パターンで
形成された流体温度検出体(20)および発熱体(4
0)が配設され、前記流体温度検出体(20)によって
検出された温度に基づいて前記発熱体(40)の温度が
基準温度に設定されるようになっており、流体の流れに
よる前記発熱体(40)の熱分布の変化に基づいて前記
流体の流量を検出するようにしたフローセンサにおい
て、 前記流体温度検出体(20)の配線パターンの両側に溝
(21)が形成されていることを特徴とするフローセン
サ。
A fluid temperature detector (20) and a heating element (4) formed by a wiring pattern are provided on one side of a substrate (1).
0) is provided, and the temperature of the heating element (40) is set to a reference temperature based on the temperature detected by the fluid temperature detection element (20). A flow sensor for detecting a flow rate of the fluid based on a change in heat distribution of a body (40), wherein grooves (21) are formed on both sides of a wiring pattern of the fluid temperature detecting body (20). A flow sensor.
【請求項2】 前記溝(21)は、前記基板(1)の内
部に達する深さのものであることを特徴とする請求項1
に記載のフローセンサ。
2. The device according to claim 1, wherein the groove has a depth reaching the inside of the substrate.
3. The flow sensor according to claim 1.
【請求項3】 前記基板(1)内に前記溝(21)に連
通する空洞部(22)が形成されていることを特徴とす
る請求項1に記載のフローセンサ。
3. The flow sensor according to claim 1, wherein a cavity (22) communicating with the groove (21) is formed in the substrate (1).
【請求項4】 基板(1)の一面側に、流体温度検出体
(20)および発熱体(40)が配設され、前記流体温
度検出体(20)によって検出された温度に基づいて前
記発熱体(40)の温度が基準温度に設定されるように
なっており、流体の流れによる前記発熱体(40)の熱
分布の変化に基づいて前記流体の流量を検出するように
したフローセンサにおいて、 前記発熱体(40)は、前記基板(1)に形成された第
1の空洞部(1a)の上に配設され、 前記流体温度検出体(20)は、前記基板(1)に形成
された第2の空洞部(22)の上に配設されていること
を特徴とするフローセンサ。
4. A fluid temperature detector (20) and a heating element (40) are provided on one surface side of the substrate (1), and the heat generation is performed based on the temperature detected by the fluid temperature detector (20). In the flow sensor, the temperature of the body (40) is set to a reference temperature, and the flow rate of the fluid is detected based on a change in heat distribution of the heating element (40) due to the flow of the fluid. The heating element (40) is disposed on a first cavity (1a) formed in the substrate (1), and the fluid temperature detector (20) is formed in the substrate (1). A flow sensor, wherein the flow sensor is disposed on the second cavity (22).
【請求項5】 前記第2の空洞部(22)は、前記基板
(1)の内部に形成されていることを特徴とする請求項
3記載のフローセンサ。
5. The flow sensor according to claim 3, wherein the second cavity (22) is formed inside the substrate (1).
【請求項6】 請求項1ないし3のいずれか1つに記載
のフローセンサを製造する方法であって、 前記基板(1)の一面側に、流体温度検出体(20)お
よび発熱体(40)を配線パターンで形成する工程と、 前記流体温度検出体(20)の配線パターンの両側に溝
(21)を形成する工程とを有することを特徴とするフ
ローセンサの製造方法。
6. The method for manufacturing a flow sensor according to claim 1, wherein a fluid temperature detector (20) and a heating element (40) are provided on one side of the substrate (1). ) Using a wiring pattern; and forming grooves (21) on both sides of the wiring pattern of the fluid temperature detector (20).
【請求項7】 前記流体温度検出体(20)の配線パタ
ーンをマスクとして前記エッチングを行うことを特徴と
する請求項6に記載のフローセンサの製造方法。
7. The method according to claim 6, wherein the etching is performed using a wiring pattern of the fluid temperature detector as a mask.
【請求項8】 前記エッチングは異方性エッチングであ
ることを特徴とする請求項6または7に記載のフローセ
ンサの製造方法。
8. The method according to claim 6, wherein the etching is anisotropic etching.
【請求項9】 前記溝(21)を形成した後、前記基板
(1)の一面側から等方性エッチングを行って、前記溝
(21)に連通する空洞部(22)を形成する工程を有
することを特徴とする請求項8に記載のフローセンサの
製造方法。
9. A step of forming a cavity (22) communicating with the groove (21) by performing isotropic etching from one surface side of the substrate (1) after forming the groove (21). The method for manufacturing a flow sensor according to claim 8, comprising:
【請求項10】 請求項4に記載のフローセンサを製造
する方法であって、 前記基板(1)の一面側に、流体温度検出体(20)お
よび発熱体(40)を形成する工程と、 前記基板(1)における前記発熱体(40)の下に第1
の空洞部(1a)を形成するとともに前記流体温度検出
体(20)の下に第2の空洞部(22)を形成する工程
とを有することを特徴とするフローセンサの製造方法。
10. A method of manufacturing a flow sensor according to claim 4, wherein a fluid temperature detector (20) and a heating element (40) are formed on one surface of the substrate (1). A first part of the substrate (1) below the heating element (40)
Forming a second hollow portion (22) under the fluid temperature detector (20) while forming the hollow portion (1a).
【請求項11】 前記基板(1)に溝(21)を形成し
た後に、等方性エッチングを行って前記第2の空洞部
(22)を形成することを特徴とする請求項10に記載
のフローセンサの製造方法。
11. The method according to claim 10, wherein after forming the groove in the substrate, isotropic etching is performed to form the second cavity. Manufacturing method of flow sensor.
【請求項12】 前記基板(1)に溝(21)を形成し
た後に、異方性エッチングを行って前記第2の空洞部
(22)を形成することを特徴とする請求項10に記載
のフローセンサの製造方法。
12. The method according to claim 10, wherein after forming the groove in the substrate, anisotropic etching is performed to form the second hollow portion. Manufacturing method of flow sensor.
【請求項13】 請求項4に記載のフローセンサを製造
する方法であって、 前記基板(1)の一面側に、流体温度検出体(20)お
よび発熱体(40)を形成する工程と、 前記基板(1)の他面側から前記発熱体(40)が形成
された領域に第1の空洞部(1a)を形成すると同時に
前記基板(1)の他面側から前記流体温度検出が形成さ
れた領域に第2の空洞部(22)を形成する工程とを有
することを特徴とするフローセンサの製造方法。
13. A method for manufacturing a flow sensor according to claim 4, wherein a fluid temperature detector (20) and a heating element (40) are formed on one surface of the substrate (1); A first cavity (1a) is formed in a region where the heating element (40) is formed from the other surface side of the substrate (1), and at the same time, the fluid temperature detection is formed from the other surface side of the substrate (1). Forming a second hollow portion (22) in the defined region.
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