JP2016128770A - 熱式流体流量センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ダイヤフラム部9上において層間絶縁膜に形成した凹部5の側壁に、階段状の段差を設ける。これにより、凹部5を構成する凹部5a、5bのそれぞれの深さを低減し、凹部5の側壁および底面を覆う応力調整用の絶縁膜28の被覆性を向上させる。
【選択図】図3
Description
本発明の一実施の形態である熱式流体流量センサを、図面を参照して説明する。本実施の形態の熱式流体流量センサは、発熱抵抗体を用いて流体の流量を検出する熱式流体流量センサである。
以下に、図1〜図4を用いて、本実施の形態の熱式流体流量センサの構造について説明する。図1は、本実施の形態の熱式流体流量センサを示す平面図である。図2は、図1のA−A線における断面図である。図3は、本実施の形態の熱式流体流量センサにおけるセンサチップの断面図である。つまり、図3は図2に示す熱式流体流量センサの要部断面図である。図4は、自動車などの内燃機関の吸気通路に取り付けられた本実施の形態の熱式流体流量センサを含む熱式空気流量計の概略図である。
本実施の形態の熱式流体流量センサの効果について、図30に示す比較例を用いて説明する。図30は、比較例である熱式流体流量センサのセンサチップを示す断面図である。
次に、本実施の形態における熱式流体流量センサの製造方法を、図5〜図14を用いて工程順に説明する。図5〜14は、本実施の形態の熱式流体流量センサの製造工程中の断面図である。図5〜図12では、図3と同様に、空気流量計測部1Aおよび回路部1Bを有する半導体基板を示す。
本実施の形態の熱式流体流量センサの製造方法は、図3および図30を用いて上述した効果と同様の効果を奏する。
本実施の形態に係る熱式流体流量センサは、前記実施の形態1のものと比較して、空気流量計測部において積層絶縁膜の上面に凹部を形成する際に、Al配線と同層の金属膜をストッパとして用いている点で異なる。
本実施の形態の熱式流体流量センサは、実施の形態2のものと比較して、空気流量計測部の積層絶縁膜の凹部の側壁に傾斜を設け、当該側壁に沿って形成する応力調整用の絶縁膜を均一な膜厚で形成する点で異なる。
本実施の形態の熱式流体流量センサは、空気流量計測部1Aの凹部の底辺の角部に丸みを持たせている点で前記実施の形態1と異なる。
1A 空気流量計測部
1B 回路部
3 半導体基板
5、5a〜5d、6a、30、45 凹部
6 電極パッド
9 ダイヤフラム部
14 素子分離領域
18 ヒータ(発熱抵抗体)
20、23 層間絶縁膜
21、51 コンタクトプラグ
22、24 配線
25、28、29、43 絶縁膜
26 保護膜
50 MOSトランジスタ
52、53 センサチップ
Claims (15)
- 半導体基板と、
前記半導体基板に設けられたダイヤフラム部に形成された発熱抵抗体および測定素子と、
前記発熱抵抗体および前記測定素子のそれぞれの上に形成された第1絶縁膜と、
前記発熱抵抗体および前記測定素子のそれぞれの直上において、前記第1絶縁膜の上面に形成された第1凹部と、
前記第1凹部の側壁および底面を覆う第2絶縁膜と、
を有し、
前記第1凹部は、側壁に階段状の段差を有する、熱式流体流量センサ。 - 請求項1に記載の熱式流体流量センサにおいて、
前記第1絶縁膜は、酸化シリコン膜を含み、圧縮側の応力を有し、
前記第2絶縁膜は、窒化シリコン膜を含み、前記第1絶縁膜に比べて引っ張り応力側の応力を有する、熱式流体流量センサ。 - 請求項1に記載の熱式流体流量センサにおいて、
前記第1凹部は、第2凹部と、前記第2凹部の直上に形成された、前記第2凹部よりも開口幅が大きい第3凹部とを有する、熱式流体流量センサ。 - 請求項1に記載の熱式流体流量センサにおいて、
前記段差の高さは、前記第2絶縁膜の膜厚より小さい、熱式流体流量センサ。 - 請求項1に記載の熱式流体流量センサにおいて、
前記半導体基板は、前記半導体基板の主面に沿う方向において隣り合う第1領域および第2領域を有し、
前記ダイヤフラム部は前記第1領域に形成され、
前記第2領域に、前記発熱抵抗体および前記測定素子を制御する回路が形成されている、熱式流体流量センサ。 - 請求項5に記載の熱式流体流量センサにおいて、
前記第1絶縁膜の段差は、前記発熱抵抗体、前記測定素子または前記回路と電気的に接続された配線層と同層の導電膜により構成されている、熱式流体流量センサ。 - 請求項1に記載の熱式流体流量センサにおいて、
前記第1凹部の直上において、前記第2絶縁膜の上面には、第4凹部が形成され、
当該第4凹部内の側壁には、階段状の段差が形成されている、熱式流体流量センサ。 - 請求項7に記載の熱式流体流量センサにおいて、
前記半導体基板の主面に沿う方向において、前記第4凹部の底面の幅は、前記第4凹部の底面の端部から、前記第2絶縁膜の終端部までの幅よりも大きい、熱式流体流量センサ。 - 半導体基板と、
前記半導体基板に設けられたダイヤフラム部に形成された発熱抵抗体および測定素子と、
前記発熱抵抗体および前記測定素子のそれぞれの上に形成された第1絶縁膜と、
前記発熱抵抗体および前記測定素子のそれぞれの直上において、前記第1絶縁膜の上面に形成された第1凹部と、
前記第1凹部の側壁および底面を覆う第2絶縁膜と、
前記第1凹部の直上において前記第2絶縁膜の上面に形成された第4凹部と、
を有し、
前記第4凹部の側壁は、傾斜を有する、熱式流体流量センサ。 - 請求項9に記載の熱式流体流量センサにおいて、
前記第1凹部の側壁には、階段状の段差が形成されている、熱式流体流量センサ。 - 請求項9に記載の熱式流体流量センサにおいて、
傾斜を有する前記第4凹部の側壁には、段差が形成されている、熱式流体流量センサ。 - 請求項9に記載の熱式流体流量センサにおいて、
前記第1凹部と前記第2絶縁膜との間に介在する第3絶縁膜と、
前記第1凹部の直上において前記第3絶縁膜の上面に形成された第5凹部と、
をさらに有し、
前記第5凹部の側壁は、傾斜を有する、熱式流体流量センサ。 - 半導体基板と、
前記半導体基板に設けられたダイヤフラム部に形成された発熱抵抗体および測定素子と、
前記発熱抵抗体および前記測定素子のそれぞれの上に形成された第1絶縁膜と、
前記発熱抵抗体および前記測定素子のそれぞれの直上において、前記第1絶縁膜の上面に形成された第1凹部と、
前記第1凹部の側壁および底面を覆う第2絶縁膜と、
を有し、
前記第1凹部の内側において露出する前記第1絶縁膜の表面は、前記第1凹部の側壁と底面との間において丸みを有する、熱式流体流量センサ。 - 請求項13に記載の熱式流体流量センサにおいて、
前記第1凹部の前記側壁は段差を有する、熱式流体流量センサ。 - 請求項13に記載の熱式流体流量センサにおいて、
前記半導体基板は、前記半導体基板の主面に沿う方向において隣り合う第1領域および第2領域を有し、
前記第1領域に、前記ダイヤフラム部が形成され、
前記第2領域に、前記発熱抵抗体および前記測定素子を制御する回路が形成され、
前記回路と電気的に接続された配線層が設けられ、
前記第1絶縁膜の上面に第6凹部が形成され、
前記第6凹部において露出する前記配線層の上面に形成され、前記回路と前記熱式流体流量センサの外部とを接続する電極を有し、
前記第6凹部の側壁および底面の間の角部より、前記第1凹部の前記側壁と前記底面との間の曲面の曲率半径が大きい、熱式流体流量センサ。
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