JP2005181016A - Heat type sensor - Google Patents
Heat type sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005181016A JP2005181016A JP2003420004A JP2003420004A JP2005181016A JP 2005181016 A JP2005181016 A JP 2005181016A JP 2003420004 A JP2003420004 A JP 2003420004A JP 2003420004 A JP2003420004 A JP 2003420004A JP 2005181016 A JP2005181016 A JP 2005181016A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wiring
- wiring part
- substrate
- heater
- wiring portion
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、基板と、当該基板に形成された薄肉部としてのメンブレンと、当該メンブレン上に形成されたヒータ部を含み、同一材料をパターニングしてなる配線部とを備える熱式センサに関するものである。 The present invention relates to a thermal sensor including a substrate, a membrane as a thin portion formed on the substrate, and a wiring portion that includes a heater portion formed on the membrane and is formed by patterning the same material. is there.
従来、基板と、当該基板に形成された薄肉部としてのメンブレンと、当該メンブレン上に形成されたヒータ部を含み、同一材料をパターニングしてなる配線部とを備える熱式センサとして、例えば熱式流量センサがある。 Conventionally, as a thermal sensor including a substrate, a membrane as a thin portion formed on the substrate, and a wiring portion including a heater portion formed on the membrane and patterning the same material, for example, a thermal sensor There is a flow sensor.
このセンサは、ヒータ部の生じる熱が、ヒータ部近傍を通過する流体によって奪われることを利用して、流体の流量を検出する構成となっている。このような熱式流量センサの一例として、本出願人は先に特許文献1を開示している。 This sensor is configured to detect the flow rate of the fluid using the fact that the heat generated by the heater portion is taken away by the fluid passing near the heater portion. As an example of such a thermal flow sensor, the present applicant has previously disclosed Patent Document 1.
特許文献1に示される熱式流量センサは、基板上に絶縁膜を介して抵抗膜(ヒータ、温度計を含む配線部)が積層されてなるものであり、配線部の少なくとも一部がエッチングによりパターニングされて、複数本の抵抗体が並列に接続された配線形状となっている。 The thermal flow sensor shown in Patent Document 1 is formed by laminating a resistance film (a wiring part including a heater and a thermometer) on a substrate via an insulating film, and at least a part of the wiring part is etched. The wiring pattern is formed by patterning and connecting a plurality of resistors in parallel.
すなわち、従来線幅の太い部分であった配線部を、複数本の抵抗体が並列に接続された配線形状とすることにより、線幅の細い部分の配線部の線幅に揃えている。このように、各配線部の線幅を略同一とすることで、各配線部間でのエッチングばらつきを同程度とし、各配線部の抵抗比が異なるチップ間でばらつくのを極力抑制している。
しかしながら、エッチングによる配線部の加工ばらつきは配線部の線幅だけでなく、各配線部に接する配線部非形成領域の幅にも依存する。例えば、各配線部の線幅が略同一(すなわち所定の線幅)となるようにパターン設計しても、各配線部に接する配線部非形成領域の幅(例えば配線部間の抜き幅)が略同一となるようにパターン設計をしなければ、配線部非形成領域の幅によって露光時におけるレジストへの光の回り込み具合が異なるため、エッチングにより形成された配線部の線幅がばらつくこととなる。すなわち、隣接する配線部非形成領域の幅によって、配線部の線幅がばらつくこととなる。この場合、センサは所望のセンサ機能(例えばセンサ感度)を発揮できない恐れがある。また、補正回路により出力補正を行う構成の場合、補正回路が複雑化する恐れがある。 However, the variation in processing of the wiring part due to etching depends not only on the line width of the wiring part but also on the width of the wiring part non-formation region in contact with each wiring part. For example, even if the patterns are designed so that the line widths of the respective wiring portions are substantially the same (that is, a predetermined line width), the width of the wiring portion non-formation region in contact with each wiring portion (for example, the width between the wiring portions) is Unless the patterns are designed so as to be substantially the same, the degree of light sneaking into the resist during exposure differs depending on the width of the wiring portion non-forming region, and therefore the line width of the wiring portion formed by etching will vary. . That is, the line width of the wiring portion varies depending on the width of the adjacent wiring portion non-forming region. In this case, the sensor may not be able to exhibit a desired sensor function (for example, sensor sensitivity). Further, in the case of a configuration in which output correction is performed by a correction circuit, the correction circuit may be complicated.
特許文献1に記載された熱式流量センサでは、流体を精度良く検出するために、ヒータが基板のメンブレン(薄肉部)に形成され、ヒータの周囲に広い配線部非形成領域が形成されている。このように、ヒータは他の配線部(例えば温度計)の熱的影響を受けないように構成されている。従って、配線部のパターニングにより、配線部非形成領域の幅を全て略等しくし、エッチングによる配線部の加工ばらつきを低減しようとすると、配線部非形成領域の幅の広い部分に合わせる必要があるので、センサの体格を小型化することが困難となる。 In the thermal flow sensor described in Patent Document 1, a heater is formed on a membrane (thin portion) of a substrate in order to detect a fluid with high accuracy, and a wide wiring portion non-formation region is formed around the heater. . In this way, the heater is configured so as not to be thermally affected by other wiring parts (for example, a thermometer). Therefore, if all the widths of the wiring part non-formation regions are made substantially equal by patterning the wiring parts and the processing variation of the wiring parts due to etching is to be reduced, it is necessary to match the wide part of the wiring part non-formation regions. It becomes difficult to reduce the size of the sensor.
本発明は上記問題点に鑑み、エッチングによる配線部の加工ばらつきが低減された熱式センサを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a thermal sensor in which processing variations of a wiring portion due to etching are reduced.
上記目的を達成する為に、請求項1に記載の熱式センサは、基板と、当該基板に形成された薄肉部としてのメンブレンと、当該メンブレン上に形成されたヒータ部を含み、同一材料をパターニングしてなる配線部とを備える。そして、メンブレンを含む基板上において、配線部の形成領域を除く配線部非形成領域の幅が全て略等しくなるように、配線部非形成領域の少なくとも一部に配線部と電気的に接続されないダミー配線部が設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the thermal sensor according to claim 1 includes a substrate, a membrane as a thin portion formed on the substrate, and a heater portion formed on the membrane, and includes the same material. And a wiring portion formed by patterning. On the substrate including the membrane, a dummy that is not electrically connected to the wiring part at least in a part of the wiring part non-formation region so that all the widths of the wiring part non-formation region excluding the wiring part formation region are substantially equal. A wiring portion is provided.
このように、配線部非形成領域に配線部と電気的に接続されないダミー配線部を設けることで、配線部のパターン上、全ての配線部非形成領域の幅を略等しく設定できない場合であっても、配線部非形成領域の幅を全て略等しく設定することが可能となる。従って、露光時におけるレジストへの光の回り込み具合が一定となるため、エッチングによる配線部の加工ばらつき(線幅の加工誤差)が低減される。すなわち、センサは、所望のセンサ機能を発揮できる。また、補正回路により出力補正を行う構成の場合でも、補正回路が簡素化される。 In this way, by providing a dummy wiring portion that is not electrically connected to the wiring portion in the wiring portion non-forming region, the width of all the wiring portion non-forming regions cannot be set substantially equal on the wiring portion pattern. In addition, it is possible to set all the widths of the wiring portion non-forming regions to be substantially equal. Accordingly, since the degree of light sneaking into the resist during exposure is constant, the processing variation of the wiring portion (line width processing error) due to etching is reduced. That is, the sensor can exhibit a desired sensor function. Even in the case of a configuration in which output correction is performed by the correction circuit, the correction circuit is simplified.
また、配線部非形成領域の中で、幅の最も狭い部分に他の配線部形成領域の幅を合わせることができる。従って、センサの体格を小型化することができる。 In addition, the width of the other wiring portion forming region can be matched to the narrowest portion of the wiring portion non-forming region. Therefore, the size of the sensor can be reduced.
請求項2に記載のように、ダミー配線部は、配線部と同一材料からなることが好ましい。 As described in claim 2, the dummy wiring portion is preferably made of the same material as the wiring portion.
ダミー配線部は配線部と電気的に接続されないので、配線部と異なる材料からなる構成であっても良い。しかしながら、同一材料とすることで、製造コストを低減(製造工程を簡素化)することができる。 Since the dummy wiring part is not electrically connected to the wiring part, the dummy wiring part may be made of a material different from that of the wiring part. However, by using the same material, the manufacturing cost can be reduced (the manufacturing process can be simplified).
尚、ダミー配線部は、請求項3に記載のように、配線部間に設けられていても良く、特に請求項4に記載のように、メンブレン上に形成されていることが好ましい。
The dummy wiring portion may be provided between the wiring portions as described in
例えば、メンブレン上に形成されたヒータ部は、センサ感度を向上させるために、通常他の配線部との接続部を除いては、他の配線部と離間されて形成されている。すなわち、ヒータ部と他の配線部との配線部間には、他の配線部間の幅よりも幅の広い配線部非形成領域が存在する。この配線部非形成領域に、ヒータ部を除く他の配線部を形成することは、感度低下となるため、実用上困難である。また、他の配線部非形成領域の幅をこの(ヒータ部隣接の)配線部非形成領域の幅に合わせると、センサの体格を小型化するのが困難となる。 For example, in order to improve the sensor sensitivity, the heater part formed on the membrane is usually formed apart from the other wiring part except for the connection part with the other wiring part. That is, there is a wiring part non-formation region that is wider than the width between the other wiring parts between the wiring parts between the heater part and the other wiring parts. Forming other wiring parts excluding the heater part in this wiring part non-formation region is difficult in practical use because sensitivity is lowered. Further, when the width of the other wiring part non-forming region is matched with the width of the wiring part non-forming region (adjacent to the heater part), it is difficult to reduce the size of the sensor.
しかしながら、配線部と電気的に接続されないダミー配線部であれば、センサ感度を低下させることなく、全ての配線部非形成領域の幅を略等しくすることができる。 However, if the dummy wiring portion is not electrically connected to the wiring portion, the widths of all the wiring portion non-forming regions can be made substantially equal without reducing the sensor sensitivity.
尚、ダミー配線部の形成位置は、ヒータ部に隣接する配線部非形成領域に限定されるものではなく、ヒータ部に隣接しない配線部間であっても良い。これにより、全ての配線部のエッチングによる加工ばらつきが低減されるので、センサは所望のセンサ機能を発揮することができる。 The formation position of the dummy wiring portion is not limited to the wiring portion non-forming region adjacent to the heater portion, and may be between the wiring portions not adjacent to the heater portion. As a result, processing variations due to etching of all the wiring portions are reduced, so that the sensor can exhibit a desired sensor function.
また、配線部のパターン上、配線部の外周部位と基板の外周端部との間に幅の広い配線部非形成領域が存在することとなる場合、請求項5に記載のように、配線部の外周部位よりも基板の外周端部側に、ダミー配線部が設けられれば良い。 Further, when there is a wide wiring part non-formation region between the outer peripheral part of the wiring part and the outer peripheral end of the substrate on the wiring part pattern, the wiring part as described in claim 5 It suffices if the dummy wiring portion is provided closer to the outer peripheral end portion of the substrate than the outer peripheral portion.
この場合、配線部の外周部位よりも基板の外周端部側における配線部非形成領域の幅も、他の配線部非形成領域(すなわち配線部間)の幅と略等しくすることができるので、エッチングによる配線部の外周部位における加工ばらつきも低減することができる。 In this case, the width of the wiring part non-formation region on the outer peripheral end side of the substrate with respect to the outer peripheral part of the wiring part can be made substantially equal to the width of the other wiring part non-formation region (that is, between the wiring parts). Variation in processing at the outer peripheral portion of the wiring portion due to etching can also be reduced.
また、上述した熱式センサとしては、例えば請求項6に記載のように、測定対象としての流体の通路内に配置され、ヒータ部から流体へ伝わる熱量に基づいて流体の流量を検出するものであっても良い。 Further, as the above-described thermal sensor, for example, as described in claim 6, the thermal sensor is disposed in a fluid passage as a measurement target, and detects the flow rate of the fluid based on the amount of heat transmitted from the heater portion to the fluid. There may be.
請求項1〜5いずれかに記載の熱式センサは、熱式流量センサとして好適である。しかしながら、それ以外にも、ガスセンサ等に適用が可能である。 The thermal sensor according to any one of claims 1 to 5 is suitable as a thermal flow sensor. However, other than that, it is applicable to a gas sensor or the like.
尚、請求項7に記載のように、ヒータ部が一対からなり、一方が流体に対して上流側に配置され、他方が流体に対して下方側に配置された構成の熱式流量センサにおいても、本発明を適用することができる。 In addition, as described in claim 7, in the thermal type flow sensor having a configuration in which the heater unit is a pair, one is arranged on the upstream side with respect to the fluid, and the other is arranged on the lower side with respect to the fluid. The present invention can be applied.
このような構成の熱式流量センサにおいては、流体の流量だけでなく、流体により上流側ヒータ部から奪われた熱量と下流側ヒータ部から奪われた熱量との差から流体の流通方向を検出するため、両ヒータ部は近接配置され、配線幅が狭く、抵抗値のペア性が良い(例えば同一の抵抗値)ことが望まれる。 In the thermal flow sensor with such a configuration, not only the flow rate of the fluid but also the flow direction of the fluid is detected from the difference between the amount of heat taken away from the upstream heater by the fluid and the amount of heat taken away from the downstream heater. For this reason, it is desirable that both heater portions are arranged close to each other, the wiring width is narrow, and resistance value pairing is good (for example, the same resistance value).
この場合、配線部のパターン上、少なくともヒータ部とその他の配線部との間に、他の配線部間よりも幅の広い配線部非形成領域が存在することとなる。従って、この配線部非形成領域にダミー配線部を設けることで、エッチングによる配線部の加工ばらつきを低減でき、両ヒータ部のペア性(抵抗値)も向上される。 In this case, on the pattern of the wiring part, a wiring part non-formation region having a width wider than that between the other wiring parts exists at least between the heater part and the other wiring part. Therefore, by providing a dummy wiring part in this wiring part non-formation region, processing variations of the wiring part due to etching can be reduced, and the pair property (resistance value) of both heater parts is improved.
請求項8に記載のように、基板は半導体基板であり、絶縁膜を介して配線部が基板上に設けられていることが好ましい。 Preferably, the substrate is a semiconductor substrate, and the wiring portion is preferably provided on the substrate via an insulating film.
半導体基板を用いることで、一般的な半導体製造技術により容易にメンブレンを有する基板とすることができる。すなわち、熱式センサを低コストで製造することができる。 By using a semiconductor substrate, a substrate having a membrane can be easily formed by a general semiconductor manufacturing technique. That is, the thermal sensor can be manufactured at low cost.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。尚、本実施の形態においては、熱式センサとして、熱式流量センサを例にとり、以下に説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本実施形態における熱式流量センサの概略構成を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断面における断面図である。図1(a)においては、便宜上、配線部及びダミー配線部を透過させて図示し、ダミー配線部にハッチングを施している。また、図1(a)において、白抜き矢印が流体の流通方向を示し、図1(a),(b)において、2点鎖線よりも矢印側が、熱式流量センサのうち、流体が流通する吸気管(図示せず)内に配置される部位とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a thermal flow sensor is taken as an example of the thermal sensor and will be described below.
(First embodiment)
1A and 1B are diagrams showing a schematic configuration of a thermal flow sensor in the present embodiment, where FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG. In FIG. 1A, for convenience, the wiring portion and the dummy wiring portion are shown in a transparent manner, and the dummy wiring portion is hatched. Further, in FIG. 1 (a), the white arrow indicates the flow direction of the fluid, and in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the fluid flows in the thermal flow sensor on the arrow side from the two-dot chain line. It is set as the site | part arrange | positioned in an intake pipe (not shown).
図1(a),(b)に示すように、本実施形態に示す熱式流量センサ100は、基板10と、基板10に形成された薄肉部としてのメンブレン20と、メンブレン20を含む基板10上に同一材料をパターニングして形成された配線部30と、基板10上において、配線部30が形成されない配線部非形成領域の少なくとも一部に形成されたダミー配線部40とを備えている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
基板10は、単結晶シリコンからなる半導体基板であり、薄肉部であるメンブレン20形成位置に対応して、開口部11を有している。本実施形態において、開口部11は、基板10の下面側において、図1(a)に一点鎖線にて示されるような矩形領域をもって開口されており、この開口面積が基板10の上面側へ行くほど縮小され、基板10の上面では、図1(a)に破線にて示されるような矩形領域となっている。
The
従って、メンブレン20は、開口部11の上面を架橋するように形成されており、熱式流量センサ100の他の部位と比べて膜厚が薄く形成されているので、熱容量が低く抑えられ、他の部位との熱的な絶縁が確保されている。尚、図1(a)にて破線で示される矩形領域は、メンブレン20の形成領域と同等である。
Accordingly, the
基板10の下面には、開口部11形成時のマスクとなる窒化シリコン膜12が形成されている。また、基板10の上面には、絶縁膜13(例えば窒化シリコン膜)が形成されており、当該絶縁膜13上には、酸化シリコン膜14が形成されている。
A
そして、酸化シリコン膜14上には、同一の多結晶シリコン膜をパターニングしてなる、配線部30とダミー配線部40が形成されている。
On the
配線部30は、メンブレン20の形成部位に設けられた一対のヒータ部31と、温度を検出する一対の感温部32と、これらと後述するパッド部とを接続するリード部33とにより構成される。
The
配線部30としては種々の形態が可能であるが、本実施形態において、ヒータ部31は、電流の供給によって発熱する発熱体としての機能に加えて、ヒータ部31の抵抗温度係数の変化に基づいて、自身の温度をも感知する。そして、上流側ヒータ部31aと下流側ヒータ部31bとの生じる熱のうち、流通する流体(例えば空気)によって奪われる熱に基づき流量を感知する。また、上流側ヒータ部31aと下流側ヒータ部31bとのそれぞれに生じる熱のうち、流体によって奪われる熱量の差に基づき、流体の流通方向を感知する。
Although various forms are possible as the
また、上流側ヒータ部31a及び上流側感温体32aの温度差と、下流側ヒータ部31b及び下流側感温体32bの温度差とに基づき、ヒータ部31に供給される電流量が制御される。
Further, the amount of current supplied to the heater unit 31 is controlled based on the temperature difference between the
ダミー配線部40は、配線部30と電気的に絶縁状態にあり、本実施形態においては、配線部30同様、多結晶シリコン膜をパターニングしてなるものである。そして、図1(a)に示すように、ヒータ部31とリード部33との間の配線部非形成領域に形成されている。その詳細については後述する。
The
配線部30及びダミー配線部40上には、例えば窒化シリコン膜からなる保護膜15が形成されており、当該保護膜15にはコンタクトホール15aが形成されている。そして、コンタクトホール15aにはリード部33の端部に接するパッド部16が形成されており、配線部30は、パッド部16に接続されたボンディングワイヤ17を介して出力補正用の回路基板(図示せず)等に電気的に接続されている。
A
尚、熱式流量センサ100のうち、パッド部16とボンディングワイヤ17との接続部を含み、吸気管内に配置されない領域には、図1(b)に示すように、ゲル等の保護材18が形成されている。そして、熱式流量センサ100は、例えばモールドケース(図示せず)に固定されて、吸気管に取り付けられている。尚、保護材18の代わりに、直接モールドケースにより保護される構成であっても良い。
In the
次に、本実施形態の特徴点について、図1(a)及び図2を用いて説明する。尚、図2は、図1(a)におけるダミー配線部40とその周囲部を拡大した平面図である。図2においては、便宜上、ダミー配線部40にハッチングを施している。
Next, feature points of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is an enlarged plan view of the
熱式流量センサ100が所望のセンサ機能を発揮するためには、所望の抵抗となるように各配線部30を加工する必要がある。同一材料をエッチングして各配線部30を形成する場合、各配線部30の抵抗は線幅の加工ばらつきの影響を強く受けるが、この加工ばらつきは配線部30に接する配線部非形成領域の幅の影響を受ける。
In order for the
具体的には、配線部非形成領域の幅によって露光時におけるレジストへの光の回り込み具合が異なるため、各配線部30に接する配線部非形成領域の幅が略同一となるようにパターン設計をしなければ、エッチングにより形成された配線部30の加工ばらつきが大きくなる。例えば、同一の線幅を有する一対のヒータ部31(31a,31b)を形成しようとしても、それぞれのヒータ部31に隣接する配線部非形成領域の幅が異なれば、エッチングにより形成されたヒータ部31の線幅が互いに異なることとなる。すなわち、熱式流量センサ100は所望のセンサ機能を発揮できない(例えばセンサ感度が低下する)恐れがある。また、補正回路により出力補正を行う構成の場合、補正回路が複雑化する恐れがある。
Specifically, since the degree of light sneaking into the resist during exposure differs depending on the width of the wiring part non-formation region, the pattern design is made so that the width of the wiring part non-formation region in contact with each
熱式流量センサ100は、流体を精度良く検出するために、通常、基板10のメンブレン20にヒータ部31が形成され、ヒータ部31の周囲に広い配線部非形成領域が存在するよう、配線部30が設計される。
In order to detect the fluid with high accuracy, the
また、流体の流量だけでなく、流体により上流側ヒータ部31aから奪われた熱量と下流側ヒータ部31bから奪われた熱量との差から、流体の流通方向を検出する場合、図1(a)に示すように、上流側ヒータ部31a及び下流側ヒータ部31bは近接配置され、配線幅が狭く、抵抗値のペア性が良い(例えば同一の抵抗値)ことが望まれる。
Further, when detecting the flow direction of the fluid not only from the flow rate of the fluid but also from the difference between the amount of heat taken away from the
従って、配線部30の設計上、配線部非形成領域の幅を全て略等しくし、エッチングによる配線部の加工ばらつきを低減しようとすることは困難である。仮に、配線部非形成領域の幅の広い部分に合わせて配線部30を設計したとしても、熱式流量センサ100の体格を小型化することが困難となる。従って、通常、熱式流量センサ100においては、各配線部30に接する配線部非形成領域の幅が不均一であるので、エッチングによる各配線部30の加工ばらつきが大きい。
Therefore, in designing the
しかしながら、本実施形態における熱式流量センサ100においては、図1(a)及び図2に示すように、配線部30の設計上、配線部非形成領域の幅が広くなる上流側ヒータ部31aとリード部33との間、及び、下流側ヒータ部31bとリード部33との間にダミー配線部40が形成されている。そして、当該ダミー配線部40を形成したことにより、全ての配線部非形成領域の幅が略同一となっている。尚、図2における矢印は、全ての配線部非形成領域(ヒータ部31間、ヒータ部31とリード部33との間、感温体32間、感温体32とリード部33との間、リード部33間、リード部33の外周部位と基板10の外周端部間)の幅が略等しいことを示している。
However, in the thermal
このように、ダミー配線部40を設けることで、全ての配線部非形成領域の幅を略等しくし、エッチングによる配線部30の加工ばらつきを低減することができる。従って、熱式流量センサ100は所望のセンサ機能を発揮できる。また、補正回路により感度補正を行う構成の場合でも、補正回路が簡素化される。
Thus, by providing the
特に、本実施形態においては、センサ感度に対して重要なヒータ部31(上流側ヒータ部31a及び下流側ヒータ部31b)の加工ばらつきが低減されるので、両ヒータ部31a,31bの抵抗値のペア性も向上され、流体の流通方向を高精度に検出することができる。
In particular, in the present embodiment, since the processing variation of the heater unit 31 (
また、ダミー配線部40を設けることにより、配線部非形成領域中で、最も幅の狭い部分に他の配線部形成領域の幅を合わせることができるので、熱式流量センサ100の体格を小型化することができる。
Further, by providing the
次に、上述した熱式流量センサ100の製造方法の一例を、図1(a)に示す平面図と、図3(a)〜(c)及び図4(a),(b)に示す工程別断面図を用いて説明する。尚、図3(a)〜(c)及び図4(a),(b)は、図1(a)のA−A断面を示している。
Next, an example of the manufacturing method of the
先ず、図3(a)に示すように、単結晶シリコンからなる基板10の上面側に、CVD法により窒化シリコン膜からなる絶縁膜13を形成する。この絶縁膜13が後述する基板10のエッチングの際に、エッチングストッパとなる。尚、絶縁膜13は、メンブレン20を構成する要素であるため、膜応力を制御して形成することが重要である。このため、必要に応じて例えば窒化シリコン膜と酸化シリコン膜からなる複合膜として形成しても良い。
First, as shown in FIG. 3A, an insulating
そして、絶縁膜13を覆うように酸化シリコン膜14をCVD法により形成する。この酸化シリコン膜14は、その直上に形成される多結晶シリコン膜からなる配線部30の密着性を高め、配線部30をエッチングにより形成する際のエッチングストッパとなる。
Then, a
次に、酸化シリコン膜14上に、多結晶シリコン膜をCVD法により形成し、リン等の不純物を導入して所定の抵抗値が得られるように調整する。続いて、多結晶シリコン膜をフォトリソグラフィー処理によりパターニングし、図1(a)及び図3(b)に示すように、ヒータ部31,感温部32,及びリード部33を含む配線部30と、ダミー配線部40を形成する。
Next, a polycrystalline silicon film is formed on the
ここで、配線部30の非形成領域である配線部非形成領域の幅が全て略等しくなるように、配線部30をパターニングする。しかしながら、設計上(例えばセンサ感度の関係等により)どうしても幅を略等しくできない部位がある場合には、当該部位に配線部30と電気的に接続されないダミー配線部40が形成されるように多結晶シリコン膜をパターニングする。
Here, the
本実施形態においては、配線部30の設計上、ヒータ部31とリード部33との間の配線部非形成領域を除いた配線部非形成領域の幅が全て略等しくなるように、配線部30が形成される。そして、ヒータ部31とリード部33との間の配線部非形成領域は、他の配線部非形成領域よりも広いため、ダミー配線部40が形成される。これにより、ヒータ部31とリード部33との間の配線部非形成領域が縮小され、ヒータ部31とダミー配線部40との間、及び、リード部33とダミー配線部40との間の両配線部非形成領域の幅が、それ以外の各配線部非形成領域の幅と略等しくなる。従って、露光時のレジストへの光の回り込み具合が等しくなり、ドライエッチング時の各配線部30の加工ばらつきが低減される。
In the present embodiment, the
尚、配線部30及びダミー配線部40を構成する材料は多結晶シリコン膜に限定されるものではない。それ以外にも、単結晶シリコン膜でも良いし、低抵抗金属材料(Pt、Al等)であっても良い。また、ダミー配線部40は配線部30と電気的に接続されないので、配線部30を構成する材料と異なる材料から構成されても良い。尚、図示されないが、熱酸化により、配線部30及びダミー配線部40の表面に酸化シリコン膜を形成しても良い。
The material constituting the
配線部30及びダミー配線部40の形成後、図3(c)に示すように、保護膜15を形成する。保護膜15は、熱式流量センサ100の使用環境に適した材料を選択して形成されれば良い。本実施形態における熱式流量センサ100は、例えば車載内燃機関の吸気管に配置されるので、耐環境性(特に耐ダスト性)を確保するために、保護膜15として例えばCVD法により窒化シリコン膜を形成する。尚、保護膜15としては、それ以外の構成であっても良く、酸化シリコン膜であっても良いし、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜の複合膜であっても良い。
After the formation of the
保護膜15形成後、保護膜15をフォトリソグラフィー処理し、リード部33の端部に対応する位置にコンタクトホール15aを形成する。そして、当該コンタクトホール15aを含む所定領域に例えばAlを成膜し、パターニングして外部接続端子としてのパッド部16を形成する。
After the
パッド部16の形成後、基板10の下面全面に、例えばプラズマCVD法によりエッチングマスク用の窒化シリコン膜12を形成する。そして、フォトリソグラフィー処理により、メンブレン20を形成する領域に開口部を形成し、基板10を例えばKOH液等を用いてエッチングする。このエッチングでは、基板上面に設けられた絶縁膜13が露出するまで基板10のエッチングがなされ、図4(a)に示すように、基板10に薄肉部としてのメンブレン20が形成される。
After the formation of the
その後、ダイシングにより個々のチップに分割し、図4(b)に示すように、パッド部16にボンディングワイヤ17でボンディング処理することにより、配線部30が外部(例えば出力補正用の回路基板)と電気的に接続される。そして、パッド部16とボンディングワイヤ17との接続部を腐食等から保護するために、当該接続部を含む所定領域(吸気管外に配置される部分)を覆うようにゲル等からなる保護材18を形成する。以上の工程を経て、本実施形態における熱式流量センサ100が形成される。
Thereafter, the chip is divided into individual chips by dicing, and as shown in FIG. 4B, bonding processing is performed on the
尚、上記製造工程において、酸化シリコン膜等、吸湿性を有する膜を形成する際には、吸湿による膜応力の変動を防ぐため、膜形成後に必要に応じて加熱処理しても良い。 In the manufacturing process, when a hygroscopic film such as a silicon oxide film is formed, heat treatment may be performed as necessary after the film is formed in order to prevent fluctuations in film stress due to moisture absorption.
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施する事ができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
本実施形態において、熱式センサを、熱式流量センサ100に適用する例を示した。しかしながら、それ以外にも、ガスセンサや圧力センサ等、種々のセンサに適用することができる。
In this embodiment, the example which applies a thermal sensor to the
また、本実施形態において、基板10はシリコンからなる半導体基板であり、絶縁膜13(及び酸化シリコン膜14)を介して、基板10上に配線部30及びダミー配線部40が形成される例を示した。このように半導体基板を用いると、一般的な半導体製造技術により、基板10に容易にメンブレンを形成することができる。すなわち、熱式流量センサ100を低コストで製造することができる。しかしながら、基板10はガラス基板等により構成されても良い。
In the present embodiment, the
また、本実施形態において、ダミー配線部40が、ヒータ部31とリード部33との間の配線部非形成領域に形成されている例を示した。しかしながら、ダミー配線部40は、メンブレン20を含む基板10上において、配線部30の形成領域を除く配線部非形成領域であれば形成することができる。特に、設計上、配線部30のパターニングでは、配線部非形成領域の幅を略等しくすることができない領域に形成されるものである。従って、その形成位置、形状、及び個数は限定されるものではない。
Further, in the present embodiment, an example in which the
例えば、配線部30の設計上、配線部30(リード部33)の外周部位と基板10の端部との間に幅の広い配線部非形成領域が存在することとなる場合、図5に示すように、当該領域にダミー配線部40を設けることにより、全ての配線部非形成領域の幅を略等しくすることができる。尚、図5は、本実施形態の変形例を示す拡大平面図であり、便宜上、ダミー配線部40にハッチングを施している。図5においては、ヒータ部31とリード部33との間の配線部非形成領域にもダミー配線部40が形成されている。
For example, when the
それ以外にも、例えば感温体32間にダミー配線部40を設けることにより、上流側感温体32aと下流側感温体32bの抵抗値のペア性を向上させることもできる。
In addition to this, for example, by providing the
また、図6に示すように、ヒータ部31(31a,31b)とリード部33との間の配線部非形成領域に形成されるダミー配線部40が、それぞれ複数から構成されても良い。また、上流側ヒータ部31aと下流側ヒータ部31bとの間の配線部非形成領域に、ダミー配線部40が形成されても良い。例えば、センサ感度を向上させるために、上流側ヒータ部31aと下流側ヒータ部31bとの間に所定の距離をとりたい場合であっても、両ヒータ部31a,31b間の配線部非形成領域にダミー配線部40を形成することで、それぞれのヒータ部31a,31bの加工ばらつきを低減でき、抵抗値のペア性を確保することができる。尚、図6は、本実施形態の変形例を示す拡大平面図であり、便宜上、ダミー配線部40にハッチングを施している。
Moreover, as shown in FIG. 6, the
10・・・基板
11・・・開口部
20・・・メンブレン
30・・・配線部
31・・・ヒータ部
31a・・・上流側ヒータ部
31b・・・下流側ヒータ部
32・・・感温体
33・・・リード部
40・・・ダミー配線部
100・・・熱式流量センサ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
当該基板に形成された薄肉部としてのメンブレンと、
当該メンブレン上に形成されたヒータ部を含み、同一材料をパターニングしてなる配線部とを備える熱式センサであって、
前記メンブレンを含む前記基板上において、前記配線部の形成領域を除く配線部非形成領域の幅が全て略等しくなるように、前記配線部非形成領域の少なくとも一部に前記配線部と電気的に接続されないダミー配線部が設けられていることを特徴とする熱式センサ。 A substrate,
A membrane as a thin part formed on the substrate;
A thermal sensor including a heater part formed on the membrane and having a wiring part formed by patterning the same material,
On the substrate including the membrane, at least a part of the wiring part non-forming region is electrically connected to the wiring part so that all the widths of the wiring part non-forming region excluding the wiring part forming region are substantially equal. A thermal sensor characterized in that a dummy wiring portion that is not connected is provided.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003420004A JP2005181016A (en) | 2003-12-17 | 2003-12-17 | Heat type sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003420004A JP2005181016A (en) | 2003-12-17 | 2003-12-17 | Heat type sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005181016A true JP2005181016A (en) | 2005-07-07 |
Family
ID=34781713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003420004A Pending JP2005181016A (en) | 2003-12-17 | 2003-12-17 | Heat type sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005181016A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009047654A (en) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Denso Corp | Air flow measuring device |
JP2012098232A (en) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Figaro Eng Inc | Gas sensor |
-
2003
- 2003-12-17 JP JP2003420004A patent/JP2005181016A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009047654A (en) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Denso Corp | Air flow measuring device |
JP2012098232A (en) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Figaro Eng Inc | Gas sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2204346B1 (en) | Thermal fluid flow sensor and method of manufacturing the same | |
EP1643219B1 (en) | Thermal type fluid flow sensor | |
JP2008170382A (en) | Thermal fluid flow sensor, and manufacturing method therefor | |
JP4474771B2 (en) | Flow measuring device | |
JP2008215892A (en) | Pressure sensor | |
US11635401B2 (en) | Sensor device, method for manufacturing a sensor device and sensor assembly | |
JP2005181016A (en) | Heat type sensor | |
US6705160B2 (en) | Flow sensor | |
JP5753807B2 (en) | Thermal fluid flow sensor and manufacturing method thereof | |
JP5492834B2 (en) | Thermal flow meter | |
WO2020158155A1 (en) | Detection device | |
US7059186B2 (en) | Integrated flow sensor for measuring a fluid flow | |
JP6215773B2 (en) | Flow sensor and manufacturing method thereof | |
JP4258084B2 (en) | Flow sensor and manufacturing method thereof | |
JP6951225B2 (en) | Humidity sensor | |
JP3638786B2 (en) | Flow rate detecting element and flow rate sensor | |
JP4254476B2 (en) | Semiconductor sensor | |
JPH10221142A (en) | Semiconductor flow sensor | |
JP2000146656A (en) | Flow sensor and manufacture thereof | |
KR100559129B1 (en) | Thermal air flow sensor | |
JPWO2003102974A1 (en) | Platinum thin film and thermal sensor | |
JP2001153705A (en) | Thermal type sensor, flow sensor and method of manufacturing the flow sensor | |
JP2022139287A (en) | thermal sensor chip | |
JP2001153704A (en) | Flow sensor | |
JP2005031078A (en) | Sensor element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060214 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080822 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080902 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081028 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081031 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090915 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100209 |