JP2002286675A - マイクロヒータ及びその製造方法とガスセンサ - Google Patents
マイクロヒータ及びその製造方法とガスセンサInfo
- Publication number
- JP2002286675A JP2002286675A JP2001083589A JP2001083589A JP2002286675A JP 2002286675 A JP2002286675 A JP 2002286675A JP 2001083589 A JP2001083589 A JP 2001083589A JP 2001083589 A JP2001083589 A JP 2001083589A JP 2002286675 A JP2002286675 A JP 2002286675A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- cavity
- micro
- diaphragm
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 空気伝導により放出される熱の影響を防ぐこ
とができるマイクロヒータ及びその製造方法とガスセン
サを提供すること。 【解決手段】 マイクロヒータ１は、下部に空洞７が形
成された支持基板２と、支持基板２により支持され、熱
絶縁体３，４で形成されたダイアフラム５と、ダイアフ
ラム５上に形成されたヒータ６と、支持基板２の下面に
接合された密閉用部材１６とからなり、空洞７内は空洞
７外より減圧されている。
とができるマイクロヒータ及びその製造方法とガスセン
サを提供すること。 【解決手段】 マイクロヒータ１は、下部に空洞７が形
成された支持基板２と、支持基板２により支持され、熱
絶縁体３，４で形成されたダイアフラム５と、ダイアフ
ラム５上に形成されたヒータ６と、支持基板２の下面に
接合された密閉用部材１６とからなり、空洞７内は空洞
７外より減圧されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロヒータ及
びその製造方法と、該マイクロヒータを使用するガスセ
ンサに関する。
びその製造方法と、該マイクロヒータを使用するガスセ
ンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロヒータは、特開平９−２
６４８６２号公報等に開示されている。図５は、従来の
マイクロヒータの構造例を示す。マイクロヒータ１は、
シリコン基板２を異方性エッチングすることによって形
成された空洞７上に形成された、シリコン酸化物層２及
びシリコン窒化物層３からなるダイアフラム４と、ダイ
アフラム４上に形成されたヒータ６とを備えている。ヒ
ータ６の両端には、電極８が形成されている。
６４８６２号公報等に開示されている。図５は、従来の
マイクロヒータの構造例を示す。マイクロヒータ１は、
シリコン基板２を異方性エッチングすることによって形
成された空洞７上に形成された、シリコン酸化物層２及
びシリコン窒化物層３からなるダイアフラム４と、ダイ
アフラム４上に形成されたヒータ６とを備えている。ヒ
ータ６の両端には、電極８が形成されている。
【０００３】図６は、図５のマイクロヒータ１を用いた
ガスセンサの構造例を示す。ガスセンサ１０は、ヒータ
６上に形成されたガス感応部１１を追加具備したマイク
ロヒータ１のシリコン基板２の下面を、台座１３に接合
すると共に、リード線１２の一方の端部を電極８にボン
ディング法で接合しかつリード線１２の他方の端部を台
座１３を貫通して固定されたリード端子１４に接合して
いる。
ガスセンサの構造例を示す。ガスセンサ１０は、ヒータ
６上に形成されたガス感応部１１を追加具備したマイク
ロヒータ１のシリコン基板２の下面を、台座１３に接合
すると共に、リード線１２の一方の端部を電極８にボン
ディング法で接合しかつリード線１２の他方の端部を台
座１３を貫通して固定されたリード端子１４に接合して
いる。
【０００４】上述のマイクロヒータ１またはマイクロヒ
ータ１を使用したガスセンサ１０を使用する際、ダイア
フラム５上に形成したヒータ６を高温で駆動する場合、
その消費電力を決定する因子は、１）ダイアフラム構造
体（すなわち、ダイアフラム５の薄膜）を伝導し、シリ
コン基板２に流れる熱と、２）空気を介して放出する熱
と、３）輻射による熱である。
ータ１を使用したガスセンサ１０を使用する際、ダイア
フラム５上に形成したヒータ６を高温で駆動する場合、
その消費電力を決定する因子は、１）ダイアフラム構造
体（すなわち、ダイアフラム５の薄膜）を伝導し、シリ
コン基板２に流れる熱と、２）空気を介して放出する熱
と、３）輻射による熱である。
【０００５】従来の構造は、因子１）に着目したもので
あり、シリコン基板２の下部に空洞７を設けてダイアフ
ラム５構造を形成することで、シリコン基板２への熱伝
導を防いでいる。
あり、シリコン基板２の下部に空洞７を設けてダイアフ
ラム５構造を形成することで、シリコン基板２への熱伝
導を防いでいる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の構造
は、シリコン基板２に流れる熱量を最小化するのには有
効であるが、上述のその他の因子に対しては、抑制する
手段となっていない。すなわち、空洞７内には空気が存
在し、ヒータ６からの熱は、ダイアフラム５と空洞７内
の空気を介して放出され、消費電力に影響を及ぼすこと
となる。
は、シリコン基板２に流れる熱量を最小化するのには有
効であるが、上述のその他の因子に対しては、抑制する
手段となっていない。すなわち、空洞７内には空気が存
在し、ヒータ６からの熱は、ダイアフラム５と空洞７内
の空気を介して放出され、消費電力に影響を及ぼすこと
となる。
【０００７】そこで、本発明は、上記のような問題点に
着目し、空気伝導により放出される熱の影響を防ぐこと
ができるマイクロヒータ及びその製造方法とガスセンサ
を提供することを課題とする。
着目し、空気伝導により放出される熱の影響を防ぐこと
ができるマイクロヒータ及びその製造方法とガスセンサ
を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた請求項１記載の発明は、下部に空洞が形成さ
れた支持基板と、上記支持基板により支持され、熱絶縁
体で形成されたダイアフラムと、前記ダイアフラム上に
形成されたヒータと、前記支持基板の下面に接合された
密閉用部材とからなり、上記空洞内は、上記空洞外より
減圧されていることを特徴とするマイクロヒータに存す
る。
になされた請求項１記載の発明は、下部に空洞が形成さ
れた支持基板と、上記支持基板により支持され、熱絶縁
体で形成されたダイアフラムと、前記ダイアフラム上に
形成されたヒータと、前記支持基板の下面に接合された
密閉用部材とからなり、上記空洞内は、上記空洞外より
減圧されていることを特徴とするマイクロヒータに存す
る。
【０００９】請求項１記載の発明によれば、マイクロヒ
ータは、下部に空洞が形成された支持基板と、支持基板
により支持され、熱絶縁体で形成されたダイアフラム
と、ダイアフラム上に形成されたヒータと、支持基板の
下面に接合された密閉用部材とからなり、空洞内は、空
洞外より減圧されている。
ータは、下部に空洞が形成された支持基板と、支持基板
により支持され、熱絶縁体で形成されたダイアフラム
と、ダイアフラム上に形成されたヒータと、支持基板の
下面に接合された密閉用部材とからなり、空洞内は、空
洞外より減圧されている。
【００１０】上記課題を解決するためになされた請求項
２記載の発明は、前記空洞内はほぼ真空状態に維持され
ていることを特徴とする請求項１記載のマイクロヒータ
に存する。
２記載の発明は、前記空洞内はほぼ真空状態に維持され
ていることを特徴とする請求項１記載のマイクロヒータ
に存する。
【００１１】請求項２記載の発明によれば、空洞内はほ
ぼ真空状態に維持されている。
ぼ真空状態に維持されている。
【００１２】上記課題を解決するためになされた請求項
３記載の発明は、前記空洞内は真空度１ｔｏｒｒ以下に
維持されていることを特徴とする請求項２記載のマイク
ロヒータに存する。
３記載の発明は、前記空洞内は真空度１ｔｏｒｒ以下に
維持されていることを特徴とする請求項２記載のマイク
ロヒータに存する。
【００１３】請求項３記載の発明によれば、空洞内は真
空度１ｔｏｒｒ以下に維持されている。
空度１ｔｏｒｒ以下に維持されている。
【００１４】上記課題を解決するためになされた請求項
４記載の発明は、前記密閉用部材はガラス基板からなる
ことを特徴とする請求項１記載のマイクロヒータに存す
る。
４記載の発明は、前記密閉用部材はガラス基板からなる
ことを特徴とする請求項１記載のマイクロヒータに存す
る。
【００１５】請求項４記載の発明によれば、密閉用部材
はガラス基板からなる。
はガラス基板からなる。
【００１６】上記課題を解決するためになされた請求項
５記載の発明は、シリコン基板上にシリコン酸化物層を
形成するステップと、上記シリコン酸化物層上にシリコ
ン窒化物層を形成するステップと、上記シリコン窒化物
層上にヒータを形成するステップと、上記シリコン基板
の下面の所定領域を上記シリコン酸化物層までエッチン
グして空洞を形成すると共に、上記シリコン酸化物層及
び上記シリコン窒化物層からなる熱絶縁体でダイアフラ
ムを形成するステップと、上記空洞がほぼ真空状態で密
閉されるように、上記シリコン基板の下面を密閉用部材
に接合するステップと、からなるマイクロヒータの製造
方法に存する。
５記載の発明は、シリコン基板上にシリコン酸化物層を
形成するステップと、上記シリコン酸化物層上にシリコ
ン窒化物層を形成するステップと、上記シリコン窒化物
層上にヒータを形成するステップと、上記シリコン基板
の下面の所定領域を上記シリコン酸化物層までエッチン
グして空洞を形成すると共に、上記シリコン酸化物層及
び上記シリコン窒化物層からなる熱絶縁体でダイアフラ
ムを形成するステップと、上記空洞がほぼ真空状態で密
閉されるように、上記シリコン基板の下面を密閉用部材
に接合するステップと、からなるマイクロヒータの製造
方法に存する。
【００１７】請求項５記載の発明によれば、マイクロヒ
ータの製造方法は、シリコン基板上にシリコン酸化物層
を形成するステップと、シリコン酸化物層上にシリコン
窒化物層を形成するステップと、シリコン窒化物層上に
ヒータを形成するステップと、シリコン基板の下面の所
定領域をシリコン酸化物層までエッチングして空洞を形
成すると共に、シリコン酸化物層及びシリコン窒化物層
からなる熱絶縁体でダイアフラムを形成するステップ
と、空洞がほぼ真空状態で密閉されるように、シリコン
基板の下面を密閉用部材に接合するステップとからな
る。
ータの製造方法は、シリコン基板上にシリコン酸化物層
を形成するステップと、シリコン酸化物層上にシリコン
窒化物層を形成するステップと、シリコン窒化物層上に
ヒータを形成するステップと、シリコン基板の下面の所
定領域をシリコン酸化物層までエッチングして空洞を形
成すると共に、シリコン酸化物層及びシリコン窒化物層
からなる熱絶縁体でダイアフラムを形成するステップ
と、空洞がほぼ真空状態で密閉されるように、シリコン
基板の下面を密閉用部材に接合するステップとからな
る。
【００１８】上記課題を解決するためになされた請求項
６記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の
マイクロヒータを用いたことを特徴とするガスセンサに
存する。
６記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の
マイクロヒータを用いたことを特徴とするガスセンサに
存する。
【００１９】請求項６記載の発明によれば、ガスセンサ
は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロヒー
タを用いている。
は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロヒー
タを用いている。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００２１】図１は、本発明によるマイクロヒータの実
施の形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は平
面図のＸ−Ｘ線断面図を示す。要約すれば、図１のマイ
クロヒータ１は、図５に示すマイクロヒータと同一構成
を有し、さらに追加的に、支持基板としてのシリコン基
板２の下部に密閉用部材としてのガラス基板１６を接合
し、シリコン基板２とガラス基板１６の間の空洞７内を
空洞７外より減圧した構造（好適には、ほぼ真空状態
（たとえば、真空度１ｔｏｒｒ以下）に維持した構造）
を特徴とする。
施の形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は平
面図のＸ−Ｘ線断面図を示す。要約すれば、図１のマイ
クロヒータ１は、図５に示すマイクロヒータと同一構成
を有し、さらに追加的に、支持基板としてのシリコン基
板２の下部に密閉用部材としてのガラス基板１６を接合
し、シリコン基板２とガラス基板１６の間の空洞７内を
空洞７外より減圧した構造（好適には、ほぼ真空状態
（たとえば、真空度１ｔｏｒｒ以下）に維持した構造）
を特徴とする。
【００２２】以下、詳述すると、マイクロヒータ１は、
シリコン基板２を異方性エッチングすることによって形
成された空洞７上に形成された、シリコン酸化物（すな
わち、ＳｉＯ2 ）層２及びシリコン窒化物（すなわち、
Ｓｉ3 Ｎ4 ）層３からなる熱絶縁体で形成されたダイア
フラム４と、ダイアフラム４上に形成されたヒータ６と
を備えている。ヒータ６は、中央部に細い薄膜抵抗を多
数回折り曲げることにより形成され、その両端には、電
極８が形成されている。シリコン基板２の下部には密閉
用部材としてのガラス基板１６が接合され、シリコン基
板２の下部に形成された空洞７は、ガラス基板１６によ
って密閉され、空洞７内は、空洞７外の大気圧より減圧
した状態（好適には、ほぼ真空状態（たとえば、真空度
１ｔｏｒｒ以下））に維持されている。
シリコン基板２を異方性エッチングすることによって形
成された空洞７上に形成された、シリコン酸化物（すな
わち、ＳｉＯ2 ）層２及びシリコン窒化物（すなわち、
Ｓｉ3 Ｎ4 ）層３からなる熱絶縁体で形成されたダイア
フラム４と、ダイアフラム４上に形成されたヒータ６と
を備えている。ヒータ６は、中央部に細い薄膜抵抗を多
数回折り曲げることにより形成され、その両端には、電
極８が形成されている。シリコン基板２の下部には密閉
用部材としてのガラス基板１６が接合され、シリコン基
板２の下部に形成された空洞７は、ガラス基板１６によ
って密閉され、空洞７内は、空洞７外の大気圧より減圧
した状態（好適には、ほぼ真空状態（たとえば、真空度
１ｔｏｒｒ以下））に維持されている。
【００２３】次に、図２は、図１のマイクロヒータを製
造する方法を説明する工程（ステップ）順に示した断面
図である。これらの断面図は、図１（ａ）におけるマイ
クロヒータ１のＸ−Ｘ線断面を示す。まず、図２（ａ）
に示すように、シリコン基板２の利用面にシリコン酸化
物（ＳｉＯ2 ）層３を形成し、次に図２（ｂ）に示すよ
うに、その上にシリコン窒化物（Ｓｉ3 Ｎ4 ）層４を形
成する。
造する方法を説明する工程（ステップ）順に示した断面
図である。これらの断面図は、図１（ａ）におけるマイ
クロヒータ１のＸ−Ｘ線断面を示す。まず、図２（ａ）
に示すように、シリコン基板２の利用面にシリコン酸化
物（ＳｉＯ2 ）層３を形成し、次に図２（ｂ）に示すよ
うに、その上にシリコン窒化物（Ｓｉ3 Ｎ4 ）層４を形
成する。
【００２４】次に、図２（ｃ）に示すように、リフトオ
フ法を用いてヒータ６を形成する。より詳細には、リフ
トオフ法を用いるヒータ６の形成は、次のように行う。
まず、シリコン窒化物層４の表面にホトレジストを塗布
し、ヒータ６のパターンを有するマスクで露光し、現像
してホトレジストのパターンを形成する。
フ法を用いてヒータ６を形成する。より詳細には、リフ
トオフ法を用いるヒータ６の形成は、次のように行う。
まず、シリコン窒化物層４の表面にホトレジストを塗布
し、ヒータ６のパターンを有するマスクで露光し、現像
してホトレジストのパターンを形成する。
【００２５】図中、上方からＴｉとＰｔを順次被着して
Ｔｉ−Ｐｔ二層構造（またはＰｔ単層構造）の薄膜抵抗
を形成し、ホトレジストを溶解してホトレジストの上の
Ｔｉ−Ｐｔ層（またはＰｔ単層膜）をホトレジストと共
に除去し、ホトレジストのなかった部分のみにヒータ６
を残す。
Ｔｉ−Ｐｔ二層構造（またはＰｔ単層構造）の薄膜抵抗
を形成し、ホトレジストを溶解してホトレジストの上の
Ｔｉ−Ｐｔ層（またはＰｔ単層膜）をホトレジストと共
に除去し、ホトレジストのなかった部分のみにヒータ６
を残す。
【００２６】これにより、中央部に薄膜抵抗を多数回折
り曲げて形成したヒータ６と、このヒータ６の両端から
引き出される電極８が、シリコン窒化物層４の上に形成
されることとなる。
り曲げて形成したヒータ６と、このヒータ６の両端から
引き出される電極８が、シリコン窒化物層４の上に形成
されることとなる。
【００２７】次に、図２（ｄ）に示すように、シリコン
基板２の下面にマスクを設け、シリコン基板２をシリコ
ン酸化物層３の下面まで異方性エッチングして空洞７を
形成することにより、シリコン酸化物層３及びシリコン
窒化物層４からなる熱絶縁体でダイアフラム５を形成す
る。これにより、ヒータ６は、形成されたダイアフラム
５上に位置することになる。
基板２の下面にマスクを設け、シリコン基板２をシリコ
ン酸化物層３の下面まで異方性エッチングして空洞７を
形成することにより、シリコン酸化物層３及びシリコン
窒化物層４からなる熱絶縁体でダイアフラム５を形成す
る。これにより、ヒータ６は、形成されたダイアフラム
５上に位置することになる。
【００２８】次に、図２（ｅ）に示すように、シリコン
基板２の下面に、シリコン基板２の空洞７が密閉される
ように、シリコン基板の下面外形寸法と一致した寸法を
有する、密閉用部材としてのガラス基板１６を接合する
ことにより、マイクロヒータ１が完成する。この接合工
程は、たとえば、減圧室内で、室内の気圧が室外の気圧
より減圧された状態（好適には、ほぼ真空（たとえば、
真空度１ｔｏｒｒ以下）に保たれた状態）の下で、ロボ
ット作業で実行される。それにより、空洞７内は、空洞
７外より減圧された状態（好適には、ほぼ真空状態（た
とえば、真空度１ｔｏｒｒ以下））に維持される。
基板２の下面に、シリコン基板２の空洞７が密閉される
ように、シリコン基板の下面外形寸法と一致した寸法を
有する、密閉用部材としてのガラス基板１６を接合する
ことにより、マイクロヒータ１が完成する。この接合工
程は、たとえば、減圧室内で、室内の気圧が室外の気圧
より減圧された状態（好適には、ほぼ真空（たとえば、
真空度１ｔｏｒｒ以下）に保たれた状態）の下で、ロボ
ット作業で実行される。それにより、空洞７内は、空洞
７外より減圧された状態（好適には、ほぼ真空状態（た
とえば、真空度１ｔｏｒｒ以下））に維持される。
【００２９】次に、図３は、図１のマイクロヒータ１を
用いた本発明のガスセンサの構造を示す略図である。ガ
スセンサ１０は、ヒータ６上に形成されたガス感応部１
１を追加具備したマイクロヒータ１のガラス基板２の下
面を、台座１３に接合すると共に、リード線１２の一方
の端部を電極８にボンディング法で接合しかつリード線
１２の他方の端部を台座１３を貫通して固定されたリー
ド端子１４に接合している。
用いた本発明のガスセンサの構造を示す略図である。ガ
スセンサ１０は、ヒータ６上に形成されたガス感応部１
１を追加具備したマイクロヒータ１のガラス基板２の下
面を、台座１３に接合すると共に、リード線１２の一方
の端部を電極８にボンディング法で接合しかつリード線
１２の他方の端部を台座１３を貫通して固定されたリー
ド端子１４に接合している。
【００３０】ガスセンサ１０をＣＯガスセンサとして作
成する場合は、ガス感応部１１は、たとえば、Ｒｈ粉末
５％とアルミナ粉末９５％とアルミナ系バインダと水と
を混合してペーストを作り、このペーストをヒータ６上
に形成した保護層（図示しない）に塗布し、約７００℃
で焼成して作る。
成する場合は、ガス感応部１１は、たとえば、Ｒｈ粉末
５％とアルミナ粉末９５％とアルミナ系バインダと水と
を混合してペーストを作り、このペーストをヒータ６上
に形成した保護層（図示しない）に塗布し、約７００℃
で焼成して作る。
【００３１】以上のように、マイクロヒータ１またはガ
スセンサ１０の空洞７内は、空洞７外より減圧された状
態に維持されているので、ヒータ６からダイアフラム
５、空洞７内の空気を介する熱の放出が減少し、ヒータ
６を加熱するための消費電力が軽減される。空洞７内を
好適にほぼ真空状態（たとえば、真空度１ｔｏｒｒ以
下）にした場合には、ダイアフラム５、空洞７を介する
熱の放出がほとんど防がれる。
スセンサ１０の空洞７内は、空洞７外より減圧された状
態に維持されているので、ヒータ６からダイアフラム
５、空洞７内の空気を介する熱の放出が減少し、ヒータ
６を加熱するための消費電力が軽減される。空洞７内を
好適にほぼ真空状態（たとえば、真空度１ｔｏｒｒ以
下）にした場合には、ダイアフラム５、空洞７を介する
熱の放出がほとんど防がれる。
【００３２】図４は、本発明によるマイクロヒータの消
費電力対ヒータ温度の特性グラフを示す。図４におい
て、本発明にしたがって空洞７内を空洞７外より減圧し
た構造を有するマイクロヒータ１（図１）の特性曲線Ａ
（真空度２５ｔｏｒｒ）および特性曲線Ｂ（真空度１ｔ
ｏｒｒ以下）は、図１のマイクロヒータ１と同一のヒー
タ形状、同一のダイアフラム形状でガラス基板１６がな
く空洞７内に空気が存在する状態（真空度７６０ｔｏｒ
ｒ）の構造を有する従来のマイクロヒータ（図５）の特
性曲線Ｃと比べて、同じヒータ温度を得るのに少ない消
費電力になっていることがわかる。特に、特性曲線Ｂと
特性曲線Ｃを比較した場合、特性曲線Ｂ羽、特性曲線Ｃ
よりも約３３％の低消費電力化になっていることがわか
る。
費電力対ヒータ温度の特性グラフを示す。図４におい
て、本発明にしたがって空洞７内を空洞７外より減圧し
た構造を有するマイクロヒータ１（図１）の特性曲線Ａ
（真空度２５ｔｏｒｒ）および特性曲線Ｂ（真空度１ｔ
ｏｒｒ以下）は、図１のマイクロヒータ１と同一のヒー
タ形状、同一のダイアフラム形状でガラス基板１６がな
く空洞７内に空気が存在する状態（真空度７６０ｔｏｒ
ｒ）の構造を有する従来のマイクロヒータ（図５）の特
性曲線Ｃと比べて、同じヒータ温度を得るのに少ない消
費電力になっていることがわかる。特に、特性曲線Ｂと
特性曲線Ｃを比較した場合、特性曲線Ｂ羽、特性曲線Ｃ
よりも約３３％の低消費電力化になっていることがわか
る。
【００３３】以上の通り、本発明の実施の形態について
説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用
が可能である。
説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用
が可能である。
【００３４】たとえば、上述の実施の形態では、密閉用
部材としてガラス基板を使用しているが、これに代え
て、シリコン基板またはパッケージ等を密閉用部材とし
て用いても良い。
部材としてガラス基板を使用しているが、これに代え
て、シリコン基板またはパッケージ等を密閉用部材とし
て用いても良い。
【００３５】また、本発明の構造は、シリコンマイクロ
マシニングを利用したデバイスのうち、ヒータを有する
ガスセンサに有効である。たとえば、接触燃焼式ガスセ
ンサ、半導体式ガスセンサ、熱線式ガスセンサ、固体電
解質センサ等に滴用可能である。また、見かけ上、熱容
量が減少するので、温度センサに適応した場合も有効で
ある。
マシニングを利用したデバイスのうち、ヒータを有する
ガスセンサに有効である。たとえば、接触燃焼式ガスセ
ンサ、半導体式ガスセンサ、熱線式ガスセンサ、固体電
解質センサ等に滴用可能である。また、見かけ上、熱容
量が減少するので、温度センサに適応した場合も有効で
ある。
【００３６】
【発明の効果】請求項１記載の発明に係るマイクロヒー
タによれば、ヒータからダイアフラム、空洞を介する熱
の放出が減少し、ヒータを加熱するための消費電力が軽
減される。
タによれば、ヒータからダイアフラム、空洞を介する熱
の放出が減少し、ヒータを加熱するための消費電力が軽
減される。
【００３７】請求項２記載の発明に係るマイクロヒータ
によれば、ヒータからダイアフラム、空洞を介する熱の
放出がほとんど防がれ、ヒータを加熱するための消費電
力が軽減される。
によれば、ヒータからダイアフラム、空洞を介する熱の
放出がほとんど防がれ、ヒータを加熱するための消費電
力が軽減される。
【００３８】請求項３記載の発明に係るマイクロヒータ
によれば、空洞内を真空度１ｔｏｒｒ以下の状態にして
いるので、ヒータからダイアフラム、空洞を介する熱の
放出がほとんど防がれ、ヒータを加熱するための消費電
力が軽減される。
によれば、空洞内を真空度１ｔｏｒｒ以下の状態にして
いるので、ヒータからダイアフラム、空洞を介する熱の
放出がほとんど防がれ、ヒータを加熱するための消費電
力が軽減される。
【００３９】請求項４記載の発明に係るマイクロヒータ
によれば、密閉用部材としてガラス基板を使用して、空
洞内をほぼ真空状態に維持することができる。
によれば、密閉用部材としてガラス基板を使用して、空
洞内をほぼ真空状態に維持することができる。
【００４０】請求項５記載の発明に係るマイクロヒータ
の製造方法によれば、ヒータからダイアフラム、空洞を
介する熱の放出が減少し、ヒータを加熱するための消費
電力が軽減されるマイクロヒータが得られる。
の製造方法によれば、ヒータからダイアフラム、空洞を
介する熱の放出が減少し、ヒータを加熱するための消費
電力が軽減されるマイクロヒータが得られる。
【００４１】請求項６記載の発明に係るガスセンサによ
れば、ヒータからダイアフラム、空洞を介する熱の放出
が減少し、ヒータを加熱するための消費電力が軽減され
る。
れば、ヒータからダイアフラム、空洞を介する熱の放出
が減少し、ヒータを加熱するための消費電力が軽減され
る。
【図１】本発明によるマイクロヒータの実施の形態を示
す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は平面図のＸ−Ｘ
線断面図を示す。
す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は平面図のＸ−Ｘ
線断面図を示す。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、図１のマイクロヒータを製
造する方法を説明する工程（ステップ）順に示した断面
図である。
造する方法を説明する工程（ステップ）順に示した断面
図である。
【図３】図１のマイクロヒータ１を用いた本発明のガス
センサの構造を示す略図である。
センサの構造を示す略図である。
【図４】本発明によるマイクロヒータの消費電力対ヒー
タ温度の特性グラフを示す。
タ温度の特性グラフを示す。
【図５】従来のマイクロヒータの構造例を示し、（ａ）
は平面図、（ｂ）は平面図のＸ−Ｘ線断面図である。
は平面図、（ｂ）は平面図のＸ−Ｘ線断面図である。
【図６】図５のマイクロヒータを用いた従来のガスセン
サの構造例を示す略図である。
サの構造例を示す略図である。
１ マイクロヒータ ２ シリコン基板（支持基板） ３ シリコン酸化物層（熱絶縁体の一部） ４ シリコン窒化物層（熱絶縁体の一部） ５ ダイアフラム ６ ヒータ ７ 空洞 ８ 電極 １０ ガスセンサ １１ ガス感応部 １２ リード線 １３ 台座 １４ リード端子 １６ ガラス基板（密閉用部材）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊田 和弘 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 (72)発明者 石原 裕己 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 Ｆターム(参考） 2G004 BB04 BF04 BJ03 BJ10 BL08 BM04 BM07 2G046 AA11 BA01 BB02 BE03 BF01 DB04 DB05 EA07 EA11 2G060 AA01 AB08 AE19 AF07 AG10 BA03 BB02 BB09 HB05 HB06 JA01
Claims (6)
- 【請求項１】 下部に空洞が形成された支持基板と、 上記支持基板により支持され、熱絶縁体で形成されたダ
イアフラムと、 上記ダイアフラム上に形成されたヒータと、 上記支持基板の下面に接合された密閉用部材とからな
り、 上記空洞内は、上記空洞外より減圧されていることを特
徴とするマイクロヒータ。 - 【請求項２】 前記空洞内はほぼ真空状態に維持されて
いることを特徴とする請求項１記載のマイクロヒータ。 - 【請求項３】 前記空洞内は真空度１ｔｏｒｒ以下に維
持されていることを特徴とする請求項２記載のマイクロ
ヒータ。 - 【請求項４】 前記密閉用部材はガラス基板からなるこ
とを特徴とする請求項１記載のマイクロヒータ。 - 【請求項５】 シリコン基板上にシリコン酸化物層を形
成するステップと、 上記シリコン酸化物層上にシリコン窒化物層を形成する
ステップと、 上記シリコン窒化物層上にヒータを形成するステップ
と、 上記シリコン基板の下面の所定領域を上記シリコン酸化
物層までエッチングして空洞を形成すると共に、上記シ
リコン酸化物層及び上記シリコン窒化物層からなる熱絶
縁体でダイアフラムを形成するステップと、 上記空洞がほぼ真空状態で密閉されるように、上記シリ
コン基板の下面を密閉用部材に接合するステップと、か
らなるマイクロヒータの製造方法。 - 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１項に記載のマ
イクロヒータを用いたことを特徴とするガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001083589A JP2002286675A (ja) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | マイクロヒータ及びその製造方法とガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001083589A JP2002286675A (ja) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | マイクロヒータ及びその製造方法とガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002286675A true JP2002286675A (ja) | 2002-10-03 |
Family
ID=18939383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001083589A Abandoned JP2002286675A (ja) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | マイクロヒータ及びその製造方法とガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002286675A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100508189B1 (ko) * | 2002-10-25 | 2005-08-17 | 전자부품연구원 | 마이크로 가스센서 및 그의 제조방법 |
| KR100777192B1 (ko) | 2006-06-02 | 2007-11-16 | 호서대학교 산학협력단 | 가스센서용 마이크로 히터 제조방법 및 그에 의해 제조된마이크로히터 |
| JP2011106921A (ja) * | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Kyocera Corp | ガスセンサ用基板、ガスセンサ用パッケージ、およびガスセンサ |
| US7963147B2 (en) | 2006-12-07 | 2011-06-21 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Micro gas sensor and method for manufacturing the same |
-
2001
- 2001-03-22 JP JP2001083589A patent/JP2002286675A/ja not_active Abandoned
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100508189B1 (ko) * | 2002-10-25 | 2005-08-17 | 전자부품연구원 | 마이크로 가스센서 및 그의 제조방법 |
| KR100777192B1 (ko) | 2006-06-02 | 2007-11-16 | 호서대학교 산학협력단 | 가스센서용 마이크로 히터 제조방법 및 그에 의해 제조된마이크로히터 |
| US7963147B2 (en) | 2006-12-07 | 2011-06-21 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Micro gas sensor and method for manufacturing the same |
| JP2011106921A (ja) * | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Kyocera Corp | ガスセンサ用基板、ガスセンサ用パッケージ、およびガスセンサ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5976186B2 (ja) | １２００℃膜抵抗体 | |
| TWI452287B (zh) | 氣體感測元件及其製造方法 | |
| WO2023124534A1 (zh) | 加热不燃烧气溶胶形成装置及其加热件 | |
| KR20060055525A (ko) | 가스 센서와 그 제조 방법 | |
| JP4590764B2 (ja) | ガスセンサ及びその製造方法 | |
| JP2001189378A (ja) | ウエハー吸着加熱装置 | |
| KR100332742B1 (ko) | 가스센서의제조방법 | |
| JPS6136616B2 (ja) | ||
| JP2000150204A (ja) | Ｎｔｃサーミスタ及びチップ型ｎｔｃサーミスタ | |
| JP2002286675A (ja) | マイクロヒータ及びその製造方法とガスセンサ | |
| JP2004037180A (ja) | 集積化センサ装置 | |
| TWI259535B (en) | Molding heater for heating semiconductor wafer and fabrication method thereof | |
| TWI247327B (en) | Leading-in wire for fluorescent lamp and its manufacturing method, cold cathode fluorescent lamp | |
| JPH06163953A (ja) | 光起電力素子及びその製造方法 | |
| JP3724443B2 (ja) | 薄膜ガスセンサ | |
| JP5562086B2 (ja) | 加熱用部材およびこれを用いた加熱装置 | |
| JPH05249061A (ja) | ガスセンサおよびその製造方法 | |
| JP2701565B2 (ja) | 薄膜サーミスタおよびその製造方法 | |
| CN115057406B (zh) | 一种基于蛇形多孔硅隔热层的mems真空计及制备方法 | |
| JP2000275210A (ja) | 燃焼ガス成分センサおよびその製造方法 | |
| JP4575581B2 (ja) | ガスセンサ | |
| JP2804288B2 (ja) | 高温動作素子 | |
| JPH1041464A (ja) | 可変容量コンデンサおよびその製造方法 | |
| JPH0781958A (ja) | 光ファイバ加工用小型電気炉およびその製造方法 | |
| JP2514591B2 (ja) | 限界電流式酸素センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040511 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050824 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050913 |
|
| A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20051024 |