JP3355127B2 - 熱式空気流量センサ - Google Patents
熱式空気流量センサInfo
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/6845—Micromachined devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱式空気流量セン
サに係り、特に、内燃機関の吸入空気流量を測定するの
に好適な熱式空気流量センサに関する。
サに係り、特に、内燃機関の吸入空気流量を測定するの
に好適な熱式空気流量センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、自動車などの内燃機関の吸入
空気通路に設けられ、吸入空気量を測定する空気流量セ
ンサとしては、熱式のものが、質量流量を直接検知でき
ることから主流となってきている。近年、このような熱
式空気流量センサにおいて、シリコン（Ｓｉ）等の半導
体基板上に、半導体微細加工技術を用いて製造された熱
式空気流量センサが、比較的容易に、しかも大量生産方
式で生産できることから経済性があり、また、小型で低
電力で駆動できることから注目されてきている。半導体
基板上に形成される発熱抵抗体，測温抵抗体の材料とし
ては、例えば、一般的には、白金（Ｐｔ），金（Ａ
ｕ），銅（Ｃｕ），アルミニウム（Ａｌ），クロム（Ｃ
ｒ），ニッケル（Ｎｉ），タングステン（Ｗ）といった
金属材料が用いられている。
空気通路に設けられ、吸入空気量を測定する空気流量セ
ンサとしては、熱式のものが、質量流量を直接検知でき
ることから主流となってきている。近年、このような熱
式空気流量センサにおいて、シリコン（Ｓｉ）等の半導
体基板上に、半導体微細加工技術を用いて製造された熱
式空気流量センサが、比較的容易に、しかも大量生産方
式で生産できることから経済性があり、また、小型で低
電力で駆動できることから注目されてきている。半導体
基板上に形成される発熱抵抗体，測温抵抗体の材料とし
ては、例えば、一般的には、白金（Ｐｔ），金（Ａ
ｕ），銅（Ｃｕ），アルミニウム（Ａｌ），クロム（Ｃ
ｒ），ニッケル（Ｎｉ），タングステン（Ｗ）といった
金属材料が用いられている。
【０００３】また、例えば、特開平８−５４２６９号公
報に記載されているように、半導体基板上に形成される
発熱抵抗体，測温抵抗体の材料として、多結晶シリコン
（Ｐｏ１ｙ−Ｓｉ）を用いるものも知られている。抵抗
体材料として、多結晶シリコンを用いることにより、既
存の半導体製造プロセスをそのまま利用できること、不
純物濃度を制御することにより、比抵抗値を制御するこ
とができること、保護膜となる二酸化シリコン（Ｓｉ０
2）、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）との密着性が良好であ
るということ等の利点が上げられる。
報に記載されているように、半導体基板上に形成される
発熱抵抗体，測温抵抗体の材料として、多結晶シリコン
（Ｐｏ１ｙ−Ｓｉ）を用いるものも知られている。抵抗
体材料として、多結晶シリコンを用いることにより、既
存の半導体製造プロセスをそのまま利用できること、不
純物濃度を制御することにより、比抵抗値を制御するこ
とができること、保護膜となる二酸化シリコン（Ｓｉ０
2）、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）との密着性が良好であ
るということ等の利点が上げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多結晶
シリコン自体の比抵抗は大きいため、そのままでは、空
気流量測定用の発熱抵抗体としては用いることができな
い。そこで、特開平８−５４２６９号公報に記載されて
いるように、多結晶シリコン中に不純物をドーピングし
て、比抵抗を小さくすることが行われる。
シリコン自体の比抵抗は大きいため、そのままでは、空
気流量測定用の発熱抵抗体としては用いることができな
い。そこで、特開平８−５４２６９号公報に記載されて
いるように、多結晶シリコン中に不純物をドーピングし
て、比抵抗を小さくすることが行われる。
【０００５】しかしながら、多結晶シリコン中に不純物
をドーピングすると、比抵抗が小さくなるとともに、抵
抗温度係数も小さくなる。熱式空気流量センサは、吸入
空気によって奪われる熱量を用いて空気流量を測定する
ものであるため、検出感度を高めるには、抵抗温度係数
が大きい必要がある。例えば、従来から用いられている
白金線を用いる熱式空気流量センサにおいては、白金線
の抵抗温度係数は、３７００ｐｐｍ／Ｋである。それに
対して、比抵抗を小さくするために、不純物濃度が飽和
する領域まで不純物元素をドーピングした際の多結晶シ
リコンの抵抗温度係数は、１２００ｐｐｍ／Ｋ以下まで
低下することが判明した。このように抵抗温度係数が低
下すると、熱式空気流量センサとしての検出感度が低下
するため、実用的でないという問題があった。
をドーピングすると、比抵抗が小さくなるとともに、抵
抗温度係数も小さくなる。熱式空気流量センサは、吸入
空気によって奪われる熱量を用いて空気流量を測定する
ものであるため、検出感度を高めるには、抵抗温度係数
が大きい必要がある。例えば、従来から用いられている
白金線を用いる熱式空気流量センサにおいては、白金線
の抵抗温度係数は、３７００ｐｐｍ／Ｋである。それに
対して、比抵抗を小さくするために、不純物濃度が飽和
する領域まで不純物元素をドーピングした際の多結晶シ
リコンの抵抗温度係数は、１２００ｐｐｍ／Ｋ以下まで
低下することが判明した。このように抵抗温度係数が低
下すると、熱式空気流量センサとしての検出感度が低下
するため、実用的でないという問題があった。
【０００６】本発明の目的は、発熱抵抗体として多結晶
シリコンを用いるとともに、検出感度の向上した熱式空
気流量センサを提供することにある。
シリコンを用いるとともに、検出感度の向上した熱式空
気流量センサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、基板上に形成された発熱抵抗体を
有する熱式空気流量センサにおいて、上記発熱抵抗体
は、多結晶シリコンとシリサイド化合物を混合した半導
体薄膜によって形成するようにしたものである。かかる
構成により、抵抗温度係数を低下させることなく、比抵
抗を小さくして、検出感度を向上し得るものとなる。
るために、本発明は、基板上に形成された発熱抵抗体を
有する熱式空気流量センサにおいて、上記発熱抵抗体
は、多結晶シリコンとシリサイド化合物を混合した半導
体薄膜によって形成するようにしたものである。かかる
構成により、抵抗温度係数を低下させることなく、比抵
抗を小さくして、検出感度を向上し得るものとなる。
【０００８】（２）上記（１）において、好ましくは、
上記シリサイド化合物を形成する金属は、モリブデン
（Ｍｏ），タンタル（Ｔａ），タングステン（Ｗ），チ
タン（Ｔｉ）の少なくとも何れか１つを含むようにした
ものである。
上記シリサイド化合物を形成する金属は、モリブデン
（Ｍｏ），タンタル（Ｔａ），タングステン（Ｗ），チ
タン（Ｔｉ）の少なくとも何れか１つを含むようにした
ものである。
【０００９】（３）上記（１）において、好ましくは、
上記半導体薄膜は、不純物元素をドーピングするように
したものである。かかる構成により、比抵抗をさらに小
さくして、検出感度が向上し得るものとなる。
上記半導体薄膜は、不純物元素をドーピングするように
したものである。かかる構成により、比抵抗をさらに小
さくして、検出感度が向上し得るものとなる。
【００１０】（４）上記（３）において、好ましくは、
上記半導体薄膜は、抵抗温度係数が１２００ｐｐｍ／Ｋ
以上で、比抵抗がシート抵抗で１〜１０Ω／□となるよ
うに、不純物をドーピングするようにしたものである。
かかる構成により、比抵抗を小さくしながらも、抵抗温
度係数を大きくして、検出感度を向上し得るものとな
る。
上記半導体薄膜は、抵抗温度係数が１２００ｐｐｍ／Ｋ
以上で、比抵抗がシート抵抗で１〜１０Ω／□となるよ
うに、不純物をドーピングするようにしたものである。
かかる構成により、比抵抗を小さくしながらも、抵抗温
度係数を大きくして、検出感度を向上し得るものとな
る。
【００１１】（５）上記（１）において、好ましくは、
上記発熱抵抗体に接続されるとともに、上記発熱抵抗体
と同じ材料により形成された引出線に対して、リード線
を直接ワイヤーボンディングするようにしたものであ
る。かかる構成により、製造工程数を低減し得るものと
なる。
上記発熱抵抗体に接続されるとともに、上記発熱抵抗体
と同じ材料により形成された引出線に対して、リード線
を直接ワイヤーボンディングするようにしたものであ
る。かかる構成により、製造工程数を低減し得るものと
なる。
【００１２】
【発明の実施形態】以下、図１〜図５を用いて、本発明
の一実施形態による熱式空気流量センサについて説明す
る。最初に、図１及び図２を用いて、本発明の一実施形
態による熱式空気流量センサの構造について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による熱式空気流量センサ
の平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
の一実施形態による熱式空気流量センサについて説明す
る。最初に、図１及び図２を用いて、本発明の一実施形
態による熱式空気流量センサの構造について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による熱式空気流量センサ
の平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１３】本実施形態による熱式空気流量センサ１０
０は、シリコン基板１１０の上に形成された上流側発熱
抵抗体１２０Ａと、下流側発熱抵抗体１２０Ｂと、測温
抵抗体１２０Ｃと、空気温度測温抵抗体１２０Ｄとを備
えている。上流側発熱抵抗体１２０Ａは、吸入空気流Ａ
ｉｒの方向（順流）に対して、上流側に配置されてお
り、下流側発熱抵抗体１２０Ｂは、上流側発熱抵抗体１
２０Ａの下流側に配置されている。測温抵抗体１２０Ｃ
は、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂの温度を検知するも
のである。空気温度測温抵抗体１２０Ｄは、吸入空気の
温度を測定するものである。シリコン基板１１０の大き
さは、例えば、図示の例では、短辺が２ｍｍであり、長
辺が６ｍｍ程度の小型なものである。
０は、シリコン基板１１０の上に形成された上流側発熱
抵抗体１２０Ａと、下流側発熱抵抗体１２０Ｂと、測温
抵抗体１２０Ｃと、空気温度測温抵抗体１２０Ｄとを備
えている。上流側発熱抵抗体１２０Ａは、吸入空気流Ａ
ｉｒの方向（順流）に対して、上流側に配置されてお
り、下流側発熱抵抗体１２０Ｂは、上流側発熱抵抗体１
２０Ａの下流側に配置されている。測温抵抗体１２０Ｃ
は、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂの温度を検知するも
のである。空気温度測温抵抗体１２０Ｄは、吸入空気の
温度を測定するものである。シリコン基板１１０の大き
さは、例えば、図示の例では、短辺が２ｍｍであり、長
辺が６ｍｍ程度の小型なものである。
【００１４】上流側発熱抵抗体１２０Ａと、下流側発熱
抵抗体１２０Ｂと、測温抵抗体１２０Ｃとは、図２を用
いて後述するように、シリコン基板１１０に形成された
空洞部１１２の上に形成されている。
抵抗体１２０Ｂと、測温抵抗体１２０Ｃとは、図２を用
いて後述するように、シリコン基板１１０に形成された
空洞部１１２の上に形成されている。
【００１５】シリコン基板１１０の端部には、端子電極
１３０Ａ，１３０ＡＢ，１３０Ｂ，１３０Ｃ１，１３０
Ｃ２，１３０Ｄ１，１３０Ｄ２が形成されている。上流
側発熱抵抗体１２０Ａの一端は、引出線１４０Ａによっ
て端子電極１３０Ａに接続され、上流側発熱抵抗体１２
０Ａと下流側発熱抵抗体１２０Ｂの接続点は、引出線１
４０ＡＢによって端子電極１３０ＡＢに接続され、下流
側発熱抵抗体１２０Ｂの一端は、引出線１４０Ｂによっ
て端子電極１３０Ｂに接続されている。測温抵抗体１２
０Ｃの両端は、それぞれ、引出線１４０Ｃ１，１４０Ｃ
２によって端子電極１３０Ｃ１，１３０Ｃ２に接続され
ている。また、空気温度測温抵抗体１２０Ｄの両端は、
それぞれ、引出線１４０Ｄ１，１４０Ｄ２によって端子
電極１３０Ｄ１，１３０Ｄ２に接続されている。
１３０Ａ，１３０ＡＢ，１３０Ｂ，１３０Ｃ１，１３０
Ｃ２，１３０Ｄ１，１３０Ｄ２が形成されている。上流
側発熱抵抗体１２０Ａの一端は、引出線１４０Ａによっ
て端子電極１３０Ａに接続され、上流側発熱抵抗体１２
０Ａと下流側発熱抵抗体１２０Ｂの接続点は、引出線１
４０ＡＢによって端子電極１３０ＡＢに接続され、下流
側発熱抵抗体１２０Ｂの一端は、引出線１４０Ｂによっ
て端子電極１３０Ｂに接続されている。測温抵抗体１２
０Ｃの両端は、それぞれ、引出線１４０Ｃ１，１４０Ｃ
２によって端子電極１３０Ｃ１，１３０Ｃ２に接続され
ている。また、空気温度測温抵抗体１２０Ｄの両端は、
それぞれ、引出線１４０Ｄ１，１４０Ｄ２によって端子
電極１３０Ｄ１，１３０Ｄ２に接続されている。
【００１６】ここで、上流側発熱抵抗体１２０Ａと、下
流側発熱抵抗体１２０Ｂと、測温抵抗体１２０Ｃと、空
気温度測温抵抗体１２０Ｄとは、多結晶シリコン（Ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ）と、シリコン（Ｓｉ）とタングステン
（Ｗ）とのシリサイド化合物（ＷＳｉＯ2）とを混合し
た半導体薄膜に、不純物としてリン（Ｐ）をドーピング
したものを用いている。
流側発熱抵抗体１２０Ｂと、測温抵抗体１２０Ｃと、空
気温度測温抵抗体１２０Ｄとは、多結晶シリコン（Ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ）と、シリコン（Ｓｉ）とタングステン
（Ｗ）とのシリサイド化合物（ＷＳｉＯ2）とを混合し
た半導体薄膜に、不純物としてリン（Ｐ）をドーピング
したものを用いている。
【００１７】抵抗体１２０として、多結晶シリコンとシ
リサイド化合物とを混合した半導体薄膜を用いることに
より、多結晶シリコン単体の場合に比べて、比抵抗を小
さくすることができるとともに、抵抗温度係数は、それ
ほど低下させないようにすることができる。また、比抵
抗をさらに小さくするために、多結晶シリコンにシリサ
イド化合物を混合したものに対して、不純物としてリン
をドーピングするようにしている。但し、不純物の濃度
が高くなると、比抵抗が低下するとともに、抵抗温度係
数も低下するため、要求される比抵抗と抵抗温度係数の
値に応じて、不純物濃度を調整している。
リサイド化合物とを混合した半導体薄膜を用いることに
より、多結晶シリコン単体の場合に比べて、比抵抗を小
さくすることができるとともに、抵抗温度係数は、それ
ほど低下させないようにすることができる。また、比抵
抗をさらに小さくするために、多結晶シリコンにシリサ
イド化合物を混合したものに対して、不純物としてリン
をドーピングするようにしている。但し、不純物の濃度
が高くなると、比抵抗が低下するとともに、抵抗温度係
数も低下するため、要求される比抵抗と抵抗温度係数の
値に応じて、不純物濃度を調整している。
【００１８】上流側発熱抵抗体１２０Ａ及び下流側発熱
抵抗体１２０Ｂとしては、膜厚を０．５μｍとし、線幅
を１００μｍとし、長さを１．１ｍｍとしたときに、シ
ート抵抗値は２Ω／□となり、抵抗値はそれぞれ５０Ω
となり、抵抗温度係数は２０００ｐｐｍ／Ｋとすること
ができている。
抵抗体１２０Ｂとしては、膜厚を０．５μｍとし、線幅
を１００μｍとし、長さを１．１ｍｍとしたときに、シ
ート抵抗値は２Ω／□となり、抵抗値はそれぞれ５０Ω
となり、抵抗温度係数は２０００ｐｐｍ／Ｋとすること
ができている。
【００１９】また、測温抵抗体１２０Ｃ及び空気温度測
温抵抗体１２０Ｄとしては、膜厚を０．５μｍとし、線
幅を１０μｍとし、長さを２ｍｍとしたときに、シート
抵抗値は２Ω／□となり、抵抗値は９００Ωとなり、抵
抗温度係数は２０００ｐｐｍ／Ｋとすることができてい
る。
温抵抗体１２０Ｄとしては、膜厚を０．５μｍとし、線
幅を１０μｍとし、長さを２ｍｍとしたときに、シート
抵抗値は２Ω／□となり、抵抗値は９００Ωとなり、抵
抗温度係数は２０００ｐｐｍ／Ｋとすることができてい
る。
【００２０】なお、多結晶シリコンに対するシリサイド
化合物の混合率及び不純物濃度を適宜選択することによ
り、シート抵抗値としては、１〜１０Ω／□とし、さら
に、好適には１〜３Ω／□とすることにより、発熱抵抗
体１２０Ａ，１２０Ｂの抵抗値を５０Ω〜数百Ωとする
ことができる。また、このとき、抵抗温度係数は、１２
００ｐｐｍ／Ｋ以上となるようにする。
化合物の混合率及び不純物濃度を適宜選択することによ
り、シート抵抗値としては、１〜１０Ω／□とし、さら
に、好適には１〜３Ω／□とすることにより、発熱抵抗
体１２０Ａ，１２０Ｂの抵抗値を５０Ω〜数百Ωとする
ことができる。また、このとき、抵抗温度係数は、１２
００ｐｐｍ／Ｋ以上となるようにする。
【００２１】なお、シリサイド化合物としては、シリコ
ン（Ｓｉ）とタングステン（Ｗ）のシリサイド化合物
（ＷＳｉＯ2）の他に、シリコン（Ｓｉ）とモリブデン
（Ｍｏ）のシリサイド化合物（ＭｏＳｉＯ2）や、シリ
コン（Ｓｉ）とタンタル（Ｔａ）のシリサイド化合物
（ＴａＳｉＯ2）や、シリコン（Ｓｉ）とチタン（Ｔ
ｉ）のシリサイド化合物（ＴｉＳｉＯ2）を用いること
ができる。
ン（Ｓｉ）とタングステン（Ｗ）のシリサイド化合物
（ＷＳｉＯ2）の他に、シリコン（Ｓｉ）とモリブデン
（Ｍｏ）のシリサイド化合物（ＭｏＳｉＯ2）や、シリ
コン（Ｓｉ）とタンタル（Ｔａ）のシリサイド化合物
（ＴａＳｉＯ2）や、シリコン（Ｓｉ）とチタン（Ｔ
ｉ）のシリサイド化合物（ＴｉＳｉＯ2）を用いること
ができる。
【００２２】また、多結晶シリコンとシリサイド化合物
とを混合した半導体薄膜にドープする不純物としては、
リン（Ｐ）の他に、ホウ素（Ｂ）や、砒素（Ａｓ）や、
アンチモン（Ｓｂ）を用いることができる。
とを混合した半導体薄膜にドープする不純物としては、
リン（Ｐ）の他に、ホウ素（Ｂ）や、砒素（Ａｓ）や、
アンチモン（Ｓｂ）を用いることができる。
【００２３】引出線１４０Ａ，１４０ＡＢ，１４０Ｂ，
１４０Ｃ１，１４０Ｃ２，１４０Ｄ１，１４０Ｄ２も、
それぞれ、抵抗体１２０と同様にして、多結晶シリコン
とシリサイド化合物とを混合した半導体薄膜に不純物を
ドーピングしたものを用いている。なお、引出線１４０
の線幅は、抵抗体１２０よりも太く（抵抗体１２０の線
幅の１０倍以上）することにより、抵抗値を小さくして
いる。
１４０Ｃ１，１４０Ｃ２，１４０Ｄ１，１４０Ｄ２も、
それぞれ、抵抗体１２０と同様にして、多結晶シリコン
とシリサイド化合物とを混合した半導体薄膜に不純物を
ドーピングしたものを用いている。なお、引出線１４０
の線幅は、抵抗体１２０よりも太く（抵抗体１２０の線
幅の１０倍以上）することにより、抵抗値を小さくして
いる。
【００２４】次に、本実施形態による熱式空気流量セン
サの空気流量検知の原理について説明する。上流側発熱
抵抗体１２０Ａ及び下流側発熱抵抗体１２０Ｂは、端子
電極１３０Ａ，１３０Ｂから加熱電流が供給されてお
り、発熱する。上流側発熱抵抗体１２０Ａ及び下流側発
熱抵抗体１２０Ｂの温度（Ｔｈ）は、これらの抵抗体１
２０に近接して配置されている測温抵抗体１２０Ｃによ
り検出される。一方、吸入空気通路に流入する吸入空気
の温度（Ｔａ）は、空気温度測温抵抗体１２０Ｄにより
検出される。そして、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂの
温度（Ｔｈ）が、吸入空気の温度（Ｔａ）に対して、所
定温度ΔＴｈ（例えば、１５０℃）だけ高くなるよう
に、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂに供給する加熱電流
を制御する。発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂから奪われ
る熱量は吸入空気の量に比例するため、発熱抵抗体１２
０Ａ，１２０Ｂを加熱する加熱電流の値が、空気量に対
応した値となり、吸入空気量を測定することができる。
サの空気流量検知の原理について説明する。上流側発熱
抵抗体１２０Ａ及び下流側発熱抵抗体１２０Ｂは、端子
電極１３０Ａ，１３０Ｂから加熱電流が供給されてお
り、発熱する。上流側発熱抵抗体１２０Ａ及び下流側発
熱抵抗体１２０Ｂの温度（Ｔｈ）は、これらの抵抗体１
２０に近接して配置されている測温抵抗体１２０Ｃによ
り検出される。一方、吸入空気通路に流入する吸入空気
の温度（Ｔａ）は、空気温度測温抵抗体１２０Ｄにより
検出される。そして、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂの
温度（Ｔｈ）が、吸入空気の温度（Ｔａ）に対して、所
定温度ΔＴｈ（例えば、１５０℃）だけ高くなるよう
に、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂに供給する加熱電流
を制御する。発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂから奪われ
る熱量は吸入空気の量に比例するため、発熱抵抗体１２
０Ａ，１２０Ｂを加熱する加熱電流の値が、空気量に対
応した値となり、吸入空気量を測定することができる。
【００２５】次に、本実施形態による熱式空気流量セン
サによる空気流Ａｉｒの方向検知の原理について説明す
る。空気流Ａｉｒの流量が零のときは上流側発熱抵抗体
１２０Ａと下流側発熱抵抗体１２０Ｂの間に温度差は生
じない。それに対して、図示するような空気流Ａｉｒの
方向（順流）の場合には、上流側発熱抵抗体１２０Ａの
方が、下流側発熱抵抗体１２０Ｂより空気流Ａｉｒによ
る冷却効果が大きく、また、上流側発熱抵抗体１２０
Ａ，１２０Ｂは直列接続であり、同じ加熱電流が流れて
いるため、発熱量は一定であることから、上流側発熱抵
抗体１２０Ａの温度が、下流側発熱抵抗体１２０Ｂより
低い値となる。また、空気流Ａｉｒが、図示する方向と
逆（逆流）の場合には、先程の場合とは反対に、下流側
発熱抵抗体１２０Ｂの方が上流側発熱抵抗体１２０Ａよ
り空気流Ａｉｒによる冷却効果が大きく、下流側発熱抵
抗体１２０Ｂの方が上流側発熱抵抗体１２０Ａの温度よ
りも低くなる。
サによる空気流Ａｉｒの方向検知の原理について説明す
る。空気流Ａｉｒの流量が零のときは上流側発熱抵抗体
１２０Ａと下流側発熱抵抗体１２０Ｂの間に温度差は生
じない。それに対して、図示するような空気流Ａｉｒの
方向（順流）の場合には、上流側発熱抵抗体１２０Ａの
方が、下流側発熱抵抗体１２０Ｂより空気流Ａｉｒによ
る冷却効果が大きく、また、上流側発熱抵抗体１２０
Ａ，１２０Ｂは直列接続であり、同じ加熱電流が流れて
いるため、発熱量は一定であることから、上流側発熱抵
抗体１２０Ａの温度が、下流側発熱抵抗体１２０Ｂより
低い値となる。また、空気流Ａｉｒが、図示する方向と
逆（逆流）の場合には、先程の場合とは反対に、下流側
発熱抵抗体１２０Ｂの方が上流側発熱抵抗体１２０Ａよ
り空気流Ａｉｒによる冷却効果が大きく、下流側発熱抵
抗体１２０Ｂの方が上流側発熱抵抗体１２０Ａの温度よ
りも低くなる。
【００２６】従って、上流側発熱抵抗体１２０Ａの両端
電圧（端子電極１３０Ａと端子電極１３０ＡＢ間の電
圧）と、下流側発熱抵抗体１２０Ｂの両端電圧（端子電
極１３０Ｂと端子電極１３０ＡＢ間の電圧）を比較し
て、両抵抗体の温度（抵抗値）を比較することにより、
空気流の方向を検知することができる。
電圧（端子電極１３０Ａと端子電極１３０ＡＢ間の電
圧）と、下流側発熱抵抗体１２０Ｂの両端電圧（端子電
極１３０Ｂと端子電極１３０ＡＢ間の電圧）を比較し
て、両抵抗体の温度（抵抗値）を比較することにより、
空気流の方向を検知することができる。
【００２７】次に、図２を用いて、本実施形態による熱
式空気流量センサ１００の断面構造について説明する。
図２は、図１のＡ−Ａ断面を示している。
式空気流量センサ１００の断面構造について説明する。
図２は、図１のＡ−Ａ断面を示している。
【００２８】シリコン基板１１０の上には、二酸化シリ
コン（ＳｉＯ2）層１５０Ａ及び窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ
4）層１５０Ｂが積層された電気絶縁膜１５０が形成さ
れる。二酸化シリコン層１５０Ａは、シリコン基板１１
０に比べて熱膨張係数が約１／１０と小さいため、シリ
コン基板１１０より熱膨張係数の若干大きく、しかも、
機械的強度が高い窒化シリコン層１５０Ｂを用いること
により、シリコン基板１１０と電気絶縁膜１５０の間の
熱応力を低減して、強度を向上している。
コン（ＳｉＯ2）層１５０Ａ及び窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ
4）層１５０Ｂが積層された電気絶縁膜１５０が形成さ
れる。二酸化シリコン層１５０Ａは、シリコン基板１１
０に比べて熱膨張係数が約１／１０と小さいため、シリ
コン基板１１０より熱膨張係数の若干大きく、しかも、
機械的強度が高い窒化シリコン層１５０Ｂを用いること
により、シリコン基板１１０と電気絶縁膜１５０の間の
熱応力を低減して、強度を向上している。
【００２９】窒化シリコン層１５０Ｂの上に、上述した
多結晶シリコンとシリサイド化合物とを混合した半導体
薄膜に不純物をドーピングした抵抗体１２０Ａ，１２０
Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄが形成される。
多結晶シリコンとシリサイド化合物とを混合した半導体
薄膜に不純物をドーピングした抵抗体１２０Ａ，１２０
Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄが形成される。
【００３０】抵抗体１２０の上に、二酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ2）層１６０Ａ及び窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）層１
６０Ｂが積層された保護膜１６０が形成される。保護膜
１６０は、吸入空気中に含まれる油や水等の異物から抵
抗体１２０を保護するために形成される。
ｉＯ2）層１６０Ａ及び窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）層１
６０Ｂが積層された保護膜１６０が形成される。保護膜
１６０は、吸入空気中に含まれる油や水等の異物から抵
抗体１２０を保護するために形成される。
【００３１】また、シリコン基板１１０の中央部であっ
て、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂ及び測温抵抗体１２
０Ｃの下の領域には、空洞部１１２が形成される。空洞
部１１２は、シリコン基板１１０を異方性エッチングす
ることにより、電気絶縁膜１５０との境界面まで形成さ
れる。空洞部１１２を形成することにより、発熱抵抗体
１２０Ａ，１２０Ｂ及び測温抵抗体１２０Ｃは、電気絶
縁膜１５０と保護膜１６０とによって支持される構造と
なり、空洞部１１２により熱絶縁された構造となるた
め、空洞部１１２の所にシリコン基板が存在する場合に
比べて、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂ及び測温抵抗体
１２０Ｃからなる空気流量を測定するセンサ部分の熱容
量を小さくして、熱式空気流量センサの応答性を向上す
ることができる。
て、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂ及び測温抵抗体１２
０Ｃの下の領域には、空洞部１１２が形成される。空洞
部１１２は、シリコン基板１１０を異方性エッチングす
ることにより、電気絶縁膜１５０との境界面まで形成さ
れる。空洞部１１２を形成することにより、発熱抵抗体
１２０Ａ，１２０Ｂ及び測温抵抗体１２０Ｃは、電気絶
縁膜１５０と保護膜１６０とによって支持される構造と
なり、空洞部１１２により熱絶縁された構造となるた
め、空洞部１１２の所にシリコン基板が存在する場合に
比べて、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂ及び測温抵抗体
１２０Ｃからなる空気流量を測定するセンサ部分の熱容
量を小さくして、熱式空気流量センサの応答性を向上す
ることができる。
【００３２】次に、同じく図２を用いて、本実施形態に
よる熱式空気流量センサの製造プロセスについて説明す
る。シリコン基板１１０上に、電気絶縁膜１５０とし
て、二酸化シリコン１５０Ａを約Ｏ．５μｍの厚さで、
熱酸化あるいはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）
等の方法で形成後、窒化シリコン１５０Ｂを、約０．２
μｍの厚さでＣＶＤ等の方法で形成する。
よる熱式空気流量センサの製造プロセスについて説明す
る。シリコン基板１１０上に、電気絶縁膜１５０とし
て、二酸化シリコン１５０Ａを約Ｏ．５μｍの厚さで、
熱酸化あるいはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）
等の方法で形成後、窒化シリコン１５０Ｂを、約０．２
μｍの厚さでＣＶＤ等の方法で形成する。
【００３３】次に、抵抗体１２０を形成するために、多
結晶シリコンとシリサイド化合物を混合した半導体薄膜
を約０．５μｍの厚さで、ＣＶＤ等の方法で形成し、さ
らに、不純物元素としてリンを熱拡散またはイオン注入
によりドーピングする。その後、公知のホトリソグラフ
ィ技術によりレジストを所定の形状に形成し、反応性イ
オンエッチング等の方法により、半導体薄膜をパターン
ニングすることにより、各抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂ，
１２０Ｃ，１２０Ｄを形成する。
結晶シリコンとシリサイド化合物を混合した半導体薄膜
を約０．５μｍの厚さで、ＣＶＤ等の方法で形成し、さ
らに、不純物元素としてリンを熱拡散またはイオン注入
によりドーピングする。その後、公知のホトリソグラフ
ィ技術によりレジストを所定の形状に形成し、反応性イ
オンエッチング等の方法により、半導体薄膜をパターン
ニングすることにより、各抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂ，
１２０Ｃ，１２０Ｄを形成する。
【００３４】次に、端子電極１３０をアルミニウムで形
成した後に、端子電極１３０以外の部分に、保護膜１６
０として、二酸化シリコン１６０Ａを約０．５μｍの厚
さで熟酸化あるいはＣＶＤ等の方法で形成後、窒化シリ
コン１６０Ｂを、約０．２μｍの厚さでＣＶＤ等の方法
で形成する。
成した後に、端子電極１３０以外の部分に、保護膜１６
０として、二酸化シリコン１６０Ａを約０．５μｍの厚
さで熟酸化あるいはＣＶＤ等の方法で形成後、窒化シリ
コン１６０Ｂを、約０．２μｍの厚さでＣＶＤ等の方法
で形成する。
【００３５】最後に、シリコン基板１１０の裏面より、
二酸化シリコンをマスク材として、異方性エッチングに
より空洞部１１２を形成し、ダイシングすることにより
熱式空気流量センサ１００が得られる。
二酸化シリコンをマスク材として、異方性エッチングに
より空洞部１１２を形成し、ダイシングすることにより
熱式空気流量センサ１００が得られる。
【００３６】ここで、本実施形態による熱式空気流量セ
ンサは、電源電圧及び発熱量の関係から発熱抵抗体の抵
抗値は５０〜数百Ωが望ましい。本実施形態における各
抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄの材料
である多結晶シリコンと金属シリサイド化合物を混合し
た半導体薄膜は、比抵抗が十分に小さく、シート抵抗値
で１〜３Ω／□程度であり、従って、不純物のドーピン
グ量を押えることができるため、抵抗温度係数は多結晶
シリコンの場合の１２００ｐｐｍ／Ｋ以上の十分な値を
得ることができる。よって、目的を達成する所望の大き
な抵抗温度係数と小さな比抵抗を得ることが可能であ
る。
ンサは、電源電圧及び発熱量の関係から発熱抵抗体の抵
抗値は５０〜数百Ωが望ましい。本実施形態における各
抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄの材料
である多結晶シリコンと金属シリサイド化合物を混合し
た半導体薄膜は、比抵抗が十分に小さく、シート抵抗値
で１〜３Ω／□程度であり、従って、不純物のドーピン
グ量を押えることができるため、抵抗温度係数は多結晶
シリコンの場合の１２００ｐｐｍ／Ｋ以上の十分な値を
得ることができる。よって、目的を達成する所望の大き
な抵抗温度係数と小さな比抵抗を得ることが可能であ
る。
【００３７】次に、図３〜図５を用いて、本実施形態に
よる熱式空気流量センサを備えた空気流量計の構成につ
いて説明する。図３は、本発明の一実施形態による熱式
空気流量センサを備えた空気流量計の部分平面図であ
り、図４は、図３のＢ−Ｂ断面図であり、図５は、本発
明の一実施形態による熱式空気流量センサを備えた空気
流量計の吸気通路への取付状態の説明図である。
よる熱式空気流量センサを備えた空気流量計の構成につ
いて説明する。図３は、本発明の一実施形態による熱式
空気流量センサを備えた空気流量計の部分平面図であ
り、図４は、図３のＢ−Ｂ断面図であり、図５は、本発
明の一実施形態による熱式空気流量センサを備えた空気
流量計の吸気通路への取付状態の説明図である。
【００３８】図３に示すように、支持体２００の上に、
熱式空気流量センサ１００及び信号処理回路２１０が固
定される。熱式空気流量センサ１００の複数の端子電極
１３０は、それぞれ、金線等のリード線２２０等により
ワイヤボンディングにより、信号処理回路２１０の複数
の端子電極２１２に接続される。信号処理回路２１０
は、アルミナ等の電気絶縁基板の上に形成されている。
熱式空気流量センサ１００及び信号処理回路２１０が固
定される。熱式空気流量センサ１００の複数の端子電極
１３０は、それぞれ、金線等のリード線２２０等により
ワイヤボンディングにより、信号処理回路２１０の複数
の端子電極２１２に接続される。信号処理回路２１０
は、アルミナ等の電気絶縁基板の上に形成されている。
【００３９】図４に示すように、熱式空気流量センサ１
００は、シリコン基板１００が支持体２００に取り付け
られ、空洞部１１２が支持体２００側に面している。抵
抗体１２０は、その表面が空気に晒される構成となって
いる。熱式空気流量センサ１００の複数の端子電極１３
０は、それぞれ、金線等のリード線２２０等によりワイ
ヤボンディングにより、信号処理回路２１０の複数の端
子電極２１２に接続される。端子電極１３０は、アルミ
ニウム（Ａｌ）若しくは金（Ａｕ）により、抵抗体１２
０に接続された引出線１４０の端部の表面に形成されて
いる。
００は、シリコン基板１００が支持体２００に取り付け
られ、空洞部１１２が支持体２００側に面している。抵
抗体１２０は、その表面が空気に晒される構成となって
いる。熱式空気流量センサ１００の複数の端子電極１３
０は、それぞれ、金線等のリード線２２０等によりワイ
ヤボンディングにより、信号処理回路２１０の複数の端
子電極２１２に接続される。端子電極１３０は、アルミ
ニウム（Ａｌ）若しくは金（Ａｕ）により、抵抗体１２
０に接続された引出線１４０の端部の表面に形成されて
いる。
【００４０】次に、図５に示すように、熱式空気流量セ
ンサ１００が固定された支持体２００は、吸入空気通路
３００の内部にある副通路３１０中に熱式空気流量セン
サ１００が配置されるように固定される。
ンサ１００が固定された支持体２００は、吸入空気通路
３００の内部にある副通路３１０中に熱式空気流量セン
サ１００が配置されるように固定される。
【００４１】自動車等の内燃機関の吸入空気通路３００
中に熱式空気流量センサを装着する場合、通常、吸入空
気は空気流Ａｉｒの方向（順流：エアクリーナからエン
ジン方向）に流れているが、内燃機関の運転条件によっ
ては、図示の空気流Ａｉｒとは逆の方向（逆流）に吸入
空気が流れるため、上述した方向検知機能が重要性を持
つことになる。
中に熱式空気流量センサを装着する場合、通常、吸入空
気は空気流Ａｉｒの方向（順流：エアクリーナからエン
ジン方向）に流れているが、内燃機関の運転条件によっ
ては、図示の空気流Ａｉｒとは逆の方向（逆流）に吸入
空気が流れるため、上述した方向検知機能が重要性を持
つことになる。
【００４２】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、発熱抵抗体として多結晶シリコンを用いることによ
り、既存の半導体製造プロセスをそのまま利用すること
ができるとともに、発熱抵抗体として、多結晶シリコン
にシリサイド化合物を混合することにより、比抵抗を小
さくし、さらに、不純物をドーピングすることにより、
比抵抗を小さくして、検出感度を向上することができ
る。
ば、発熱抵抗体として多結晶シリコンを用いることによ
り、既存の半導体製造プロセスをそのまま利用すること
ができるとともに、発熱抵抗体として、多結晶シリコン
にシリサイド化合物を混合することにより、比抵抗を小
さくし、さらに、不純物をドーピングすることにより、
比抵抗を小さくして、検出感度を向上することができ
る。
【００４３】次に、図６を用いて、本発明の第２の実施
形態による熱式空気流量センサの構造について説明す
る。図６は、本発明の第２の実施形態による熱式空気流
量センサの構造を示す断面図である。なお、図４と同一
符号は、同一部分を示している。
形態による熱式空気流量センサの構造について説明す
る。図６は、本発明の第２の実施形態による熱式空気流
量センサの構造を示す断面図である。なお、図４と同一
符号は、同一部分を示している。
【００４４】本実施形態による熱式空気流量センサ１０
０Ａは、図１において説明したように、シリコン基板１
１０の上に形成された上流側発熱抵抗体１２０Ａと、下
流側発熱抵抗体１２０Ｂと、測温抵抗体１２０Ｃと、空
気温度測温抵抗体１２０Ｄとを備えた構成となってい
る。
０Ａは、図１において説明したように、シリコン基板１
１０の上に形成された上流側発熱抵抗体１２０Ａと、下
流側発熱抵抗体１２０Ｂと、測温抵抗体１２０Ｃと、空
気温度測温抵抗体１２０Ｄとを備えた構成となってい
る。
【００４５】また、断面構造は、図２において説明した
ように、シリコン基板１１０の上には、二酸化シリコン
（ＳｉＯ2）層１５０Ａ及び窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）
層１５０Ｂが積層された電気絶縁膜１５０が形成され
る。窒化シリコン層１５０Ｂの上に、上述した多結晶シ
リコンとシリサイド化合物とを混合した半導体薄膜に不
純物をドーピングした抵抗体１２０が形成される。抵抗
体１２０の上に、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）層１６０
Ａ及び窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）層１６０Ｂが積層され
た保護膜１６０が形成される。
ように、シリコン基板１１０の上には、二酸化シリコン
（ＳｉＯ2）層１５０Ａ及び窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）
層１５０Ｂが積層された電気絶縁膜１５０が形成され
る。窒化シリコン層１５０Ｂの上に、上述した多結晶シ
リコンとシリサイド化合物とを混合した半導体薄膜に不
純物をドーピングした抵抗体１２０が形成される。抵抗
体１２０の上に、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）層１６０
Ａ及び窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）層１６０Ｂが積層され
た保護膜１６０が形成される。
【００４６】さらに、図４において説明したように、熱
式空気流量センサ１００Ａは、シリコン基板１００が支
持体２００に取り付けられ、空洞部１１２が支持体２０
０側に面している。抵抗体１２０は、その表面が空気に
晒される構成となっている。
式空気流量センサ１００Ａは、シリコン基板１００が支
持体２００に取り付けられ、空洞部１１２が支持体２０
０側に面している。抵抗体１２０は、その表面が空気に
晒される構成となっている。
【００４７】しかしながら、図４において説明した構造
と異なる点は、熱式空気流量センサ１００Ａの引出線１
４０の端部は、直接、金線等のリード線２２０等により
ワイヤボンディングにより、信号処理回路２１０の複数
の端子電極２１２に接続されるようにしている。
と異なる点は、熱式空気流量センサ１００Ａの引出線１
４０の端部は、直接、金線等のリード線２２０等により
ワイヤボンディングにより、信号処理回路２１０の複数
の端子電極２１２に接続されるようにしている。
【００４８】本実施形態においては、抵抗体１２０及び
引出線１４０の厚さは、０．５μｍとしており、また、
比抵抗も小さくなっている。従って、図４に示した実施
形態において用いているような端子電極１３０を用いな
くとも、直接ワイヤボンディングが可能である。
引出線１４０の厚さは、０．５μｍとしており、また、
比抵抗も小さくなっている。従って、図４に示した実施
形態において用いているような端子電極１３０を用いな
くとも、直接ワイヤボンディングが可能である。
【００４９】例えば、抵抗体として白金の薄膜を用いた
場合には、所定の抵抗値を得るために白金薄膜の膜厚を
０．１μｍ程度と薄くする必要があるため、直接白金の
引出線にワイヤボンディングすると、接続部の剥離等の
問題あり、ワイヤボンディングの信頼性が低下するが、
本実施形態では、抵抗体１２０の膜厚を厚くできるた
め、直接ワイヤボンディングしても信頼性が低下するこ
とがないものである。
場合には、所定の抵抗値を得るために白金薄膜の膜厚を
０．１μｍ程度と薄くする必要があるため、直接白金の
引出線にワイヤボンディングすると、接続部の剥離等の
問題あり、ワイヤボンディングの信頼性が低下するが、
本実施形態では、抵抗体１２０の膜厚を厚くできるた
め、直接ワイヤボンディングしても信頼性が低下するこ
とがないものである。
【００５０】また、抵抗体として、多結晶シリコンに不
純物をドーピングしただけのものを用いると、比抵抗が
大きいため、比抵抗の小さいアルミニウムや金でできた
端子電極を用いる必要があるのに対して、本実施形態で
は、抵抗体１２０，引出線１３０の比抵抗が小さいた
め、端子電極を用いることなく、直接ワイヤボンディン
グが可能となる。
純物をドーピングしただけのものを用いると、比抵抗が
大きいため、比抵抗の小さいアルミニウムや金でできた
端子電極を用いる必要があるのに対して、本実施形態で
は、抵抗体１２０，引出線１３０の比抵抗が小さいた
め、端子電極を用いることなく、直接ワイヤボンディン
グが可能となる。
【００５１】さらに、端子電極材料としてアルミニウム
を用いた場合には、端子電極の腐食の問題も発生する
が、本実施形態のように、端子電極を用いず、引出線に
直接ワイヤボンディングすることにより、腐食の問題も
生じないものである。
を用いた場合には、端子電極の腐食の問題も発生する
が、本実施形態のように、端子電極を用いず、引出線に
直接ワイヤボンディングすることにより、腐食の問題も
生じないものである。
【００５２】従って、本実施形態によれば、端子電極の
製造工程が不要となり、工程数を低減することができ
る。
製造工程が不要となり、工程数を低減することができ
る。
【００５３】次に、図７及び図８を用いて、本発明の第
３の実施形態による熱式空気流量センサの構造について
説明する。図７は、本発明の第３の実施形態による熱式
空気流量センサの平面図であり、図８は、図７のＡ−Ａ
断面図である。なお、図１及び図２と同一符号は、同一
部分を示している。
３の実施形態による熱式空気流量センサの構造について
説明する。図７は、本発明の第３の実施形態による熱式
空気流量センサの平面図であり、図８は、図７のＡ−Ａ
断面図である。なお、図１及び図２と同一符号は、同一
部分を示している。
【００５４】図７に示すように、本実施形態による熱式
空気流量センサ１００Ｂは、シリコン基板１１０の上に
形成された上流側発熱抵抗体１２０Ａと、下流側発熱抵
抗体１２０Ｂと、空気温度測温抵抗体１２０Ｄとを備え
ている。なお、図１に示した実施形態における測温抵抗
体１２０Ｃは備えておらず、上流側発熱抵抗体１２０Ａ
と下流側発熱抵抗体１２０Ｂとが、発熱抵抗体１２０
Ａ，１２０Ｂの温度を検知する測温抵抗体１２０Ｃの機
能を兼ねているものである。
空気流量センサ１００Ｂは、シリコン基板１１０の上に
形成された上流側発熱抵抗体１２０Ａと、下流側発熱抵
抗体１２０Ｂと、空気温度測温抵抗体１２０Ｄとを備え
ている。なお、図１に示した実施形態における測温抵抗
体１２０Ｃは備えておらず、上流側発熱抵抗体１２０Ａ
と下流側発熱抵抗体１２０Ｂとが、発熱抵抗体１２０
Ａ，１２０Ｂの温度を検知する測温抵抗体１２０Ｃの機
能を兼ねているものである。
【００５５】上流側発熱抵抗体１２０Ａは、吸入空気流
Ａｉｒの方向（順流）に対して、上流側に配置されてお
り、下流側発熱抵抗体１２０Ｂは、上流側発熱抵抗体１
２０Ａの下流側に配置されている。空気温度測温抵抗体
１２０Ｄは、吸入空気の温度を測定するものである。シ
リコン基板１１０の大きさは、例えば、図示の例では、
短辺が２ｍｍであり、長辺が６ｍｍ程度の小型なもので
ある。上流側発熱抵抗体１２０Ａと、下流側発熱抵抗体
１２０Ｂとは、図２を用いて後述するように、シリコン
基板１１０に形成された空洞部１１２の上に形成されて
いる。
Ａｉｒの方向（順流）に対して、上流側に配置されてお
り、下流側発熱抵抗体１２０Ｂは、上流側発熱抵抗体１
２０Ａの下流側に配置されている。空気温度測温抵抗体
１２０Ｄは、吸入空気の温度を測定するものである。シ
リコン基板１１０の大きさは、例えば、図示の例では、
短辺が２ｍｍであり、長辺が６ｍｍ程度の小型なもので
ある。上流側発熱抵抗体１２０Ａと、下流側発熱抵抗体
１２０Ｂとは、図２を用いて後述するように、シリコン
基板１１０に形成された空洞部１１２の上に形成されて
いる。
【００５６】シリコン基板１１０の端部には、端子電極
１３０Ａ，１３０ＡＢ，１３０Ｂ，１３０Ｄ１，１３０
Ｄ２が形成されている。上流側発熱抵抗体１２０Ａの一
端は、引出線１４０Ａによって端子電極１３０Ａに接続
され、上流側発熱抵抗体１２０Ａと下流側発熱抵抗体１
２０Ｂの接続点は、引出線１４０ＡＢによって端子電極
１３０ＡＢに接続され、下流側発熱抵抗体１２０Ｂの一
端は、引出線１４０Ｂによって端子電極１３０Ｂに接続
されている。また、空気温度測温抵抗体１２０Ｄの両端
は、それぞれ、引出線１４０Ｄ１，１４０Ｄ２によって
端子電極１３０Ｄ１，１３０Ｄ２に接続されている。
１３０Ａ，１３０ＡＢ，１３０Ｂ，１３０Ｄ１，１３０
Ｄ２が形成されている。上流側発熱抵抗体１２０Ａの一
端は、引出線１４０Ａによって端子電極１３０Ａに接続
され、上流側発熱抵抗体１２０Ａと下流側発熱抵抗体１
２０Ｂの接続点は、引出線１４０ＡＢによって端子電極
１３０ＡＢに接続され、下流側発熱抵抗体１２０Ｂの一
端は、引出線１４０Ｂによって端子電極１３０Ｂに接続
されている。また、空気温度測温抵抗体１２０Ｄの両端
は、それぞれ、引出線１４０Ｄ１，１４０Ｄ２によって
端子電極１３０Ｄ１，１３０Ｄ２に接続されている。
【００５７】ここで、上流側発熱抵抗体１２０Ａと、下
流側発熱抵抗体１２０Ｂと、空気温度測温抵抗体１２０
Ｄとは、多結晶シリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）と、シリコ
ン（Ｓｉ）とタングステン（Ｗ）とのシリサイド化合物
（ＷＳｉＯ2）とを混合した半導体薄膜に、不純物とし
てリン（Ｐ）をドーピングしたものを用いている。
流側発熱抵抗体１２０Ｂと、空気温度測温抵抗体１２０
Ｄとは、多結晶シリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）と、シリコ
ン（Ｓｉ）とタングステン（Ｗ）とのシリサイド化合物
（ＷＳｉＯ2）とを混合した半導体薄膜に、不純物とし
てリン（Ｐ）をドーピングしたものを用いている。
【００５８】上流側発熱抵抗体１２０Ａ及び下流側発熱
抵抗体１２０Ｂとしては、膜厚を０．５μｍとし、線幅
を１００μｍとし、長さを１．１ｍｍとしたときに、シ
ート抵抗値は２Ω／□となり、抵抗値はそれぞれ５０Ω
となり、抵抗温度係数は２０００ｐｐｍ／Ｋとすること
ができている。また、空気温度測温抵抗体１２０Ｄとし
ては、膜厚を０．５μｍとし、線幅を１０μｍとし、長
さを２ｍｍとしたときに、シート抵抗値は２Ω／□とな
り、抵抗値は９００Ωとなり、抵抗温度係数は２０００
ｐｐｍ／Ｋとすることができている。
抵抗体１２０Ｂとしては、膜厚を０．５μｍとし、線幅
を１００μｍとし、長さを１．１ｍｍとしたときに、シ
ート抵抗値は２Ω／□となり、抵抗値はそれぞれ５０Ω
となり、抵抗温度係数は２０００ｐｐｍ／Ｋとすること
ができている。また、空気温度測温抵抗体１２０Ｄとし
ては、膜厚を０．５μｍとし、線幅を１０μｍとし、長
さを２ｍｍとしたときに、シート抵抗値は２Ω／□とな
り、抵抗値は９００Ωとなり、抵抗温度係数は２０００
ｐｐｍ／Ｋとすることができている。
【００５９】なお、多結晶シリコンに対するシリサイド
化合物の混合率及び不純物濃度を適宜選択することによ
り、シート抵抗値としては、１〜１０Ω／□とし、さら
に、好適には１〜３Ω／□とすることにより、発熱抵抗
体１２０Ａ，１２０Ｂの抵抗値を５０Ω〜数百Ωとする
ことができる。また、このとき、抵抗温度係数は、１２
００ｐｐｍ／Ｋ以上となるようにする。
化合物の混合率及び不純物濃度を適宜選択することによ
り、シート抵抗値としては、１〜１０Ω／□とし、さら
に、好適には１〜３Ω／□とすることにより、発熱抵抗
体１２０Ａ，１２０Ｂの抵抗値を５０Ω〜数百Ωとする
ことができる。また、このとき、抵抗温度係数は、１２
００ｐｐｍ／Ｋ以上となるようにする。
【００６０】なお、シリサイド化合物としては、シリコ
ン（Ｓｉ）とタングステン（Ｗ）のシリサイド化合物
（ＷＳｉＯ2）の他に、シリコン（Ｓｉ）とモリブデン
（Ｍｏ）のシリサイド化合物（ＭｏＳｉＯ2）や、シリ
コン（Ｓｉ）とタンタル（Ｔａ）のシリサイド化合物
（ＴａＳｉＯ2）や、シリコン（Ｓｉ）とチタン（Ｔ
ｉ）のシリサイド化合物（ＴｉＳｉＯ2）を用いること
ができる。
ン（Ｓｉ）とタングステン（Ｗ）のシリサイド化合物
（ＷＳｉＯ2）の他に、シリコン（Ｓｉ）とモリブデン
（Ｍｏ）のシリサイド化合物（ＭｏＳｉＯ2）や、シリ
コン（Ｓｉ）とタンタル（Ｔａ）のシリサイド化合物
（ＴａＳｉＯ2）や、シリコン（Ｓｉ）とチタン（Ｔ
ｉ）のシリサイド化合物（ＴｉＳｉＯ2）を用いること
ができる。
【００６１】また、多結晶シリコンとシリサイド化合物
とを混合した半導体薄膜にドープする不純物としては、
リン（Ｐ）の他に、ホウ素（Ｂ）や、砒素（Ａｓ）や、
アンチモン（Ｓｂ）を用いることができる。
とを混合した半導体薄膜にドープする不純物としては、
リン（Ｐ）の他に、ホウ素（Ｂ）や、砒素（Ａｓ）や、
アンチモン（Ｓｂ）を用いることができる。
【００６２】引出線１４０Ａ，１４０ＡＢ，１４０Ｂ，
１４０Ｄ１，１４０Ｄ２も、それぞれ、抵抗体１２０と
同様にして、多結晶シリコンとシリサイド化合物とを混
合した半導体薄膜に不純物をドーピングしたものを用い
ている。なお、引出線１４０の線幅は、抵抗体１２０よ
りも太く（抵抗体１２０の線幅の１０倍以上）すること
により、抵抗値を小さくしている。
１４０Ｄ１，１４０Ｄ２も、それぞれ、抵抗体１２０と
同様にして、多結晶シリコンとシリサイド化合物とを混
合した半導体薄膜に不純物をドーピングしたものを用い
ている。なお、引出線１４０の線幅は、抵抗体１２０よ
りも太く（抵抗体１２０の線幅の１０倍以上）すること
により、抵抗値を小さくしている。
【００６３】次に、本実施形態による熱式空気流量セン
サの空気流量検知の原理について説明する。上流側発熱
抵抗体１２０Ａ及び下流側発熱抵抗体１２０Ｂは、端子
電極１３０Ａ，１３０Ｂから加熱電流が供給されてお
り、発熱する。上流側発熱抵抗体１２０Ａ及び下流側発
熱抵抗体１２０Ｂの温度（Ｔｈ）は、上流側発熱抵抗体
１２０Ａ及び下流側発熱抵抗体１２０Ｂにより検出され
る。一方、吸入空気通路に流入する吸入空気の温度（Ｔ
ａ）は、空気温度測温抵抗体１２０Ｄにより検出され
る。そして、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂの温度（Ｔ
ｈ）が、吸入空気の温度（Ｔａ）に対して、所定温度Δ
Ｔｈ（例えば、１５０℃）だけ高くなるように、発熱抵
抗体１２０Ａ，１２０Ｂに供給する加熱電流を制御す
る。発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂから奪われる熱量は
吸入空気の量に比例するため、発熱抵抗体１２０Ａ，１
２０Ｂを加熱する加熱電流の値が、空気量に対応した値
となり、吸入空気量を測定することができる。
サの空気流量検知の原理について説明する。上流側発熱
抵抗体１２０Ａ及び下流側発熱抵抗体１２０Ｂは、端子
電極１３０Ａ，１３０Ｂから加熱電流が供給されてお
り、発熱する。上流側発熱抵抗体１２０Ａ及び下流側発
熱抵抗体１２０Ｂの温度（Ｔｈ）は、上流側発熱抵抗体
１２０Ａ及び下流側発熱抵抗体１２０Ｂにより検出され
る。一方、吸入空気通路に流入する吸入空気の温度（Ｔ
ａ）は、空気温度測温抵抗体１２０Ｄにより検出され
る。そして、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂの温度（Ｔ
ｈ）が、吸入空気の温度（Ｔａ）に対して、所定温度Δ
Ｔｈ（例えば、１５０℃）だけ高くなるように、発熱抵
抗体１２０Ａ，１２０Ｂに供給する加熱電流を制御す
る。発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂから奪われる熱量は
吸入空気の量に比例するため、発熱抵抗体１２０Ａ，１
２０Ｂを加熱する加熱電流の値が、空気量に対応した値
となり、吸入空気量を測定することができる。
【００６４】本実施形態による熱式空気流量センサによ
る空気流Ａｉｒの方向検知の原理については、図１にお
いて説明したものと同様にして、上流側発熱抵抗体１２
０Ａの両端電圧（端子電極１３０Ａと端子電極１３０Ａ
Ｂ間の電圧）と、下流側発熱抵抗体１２０Ｂの両端電圧
（端子電極１３０Ｂと端子電極１３０ＡＢ間の電圧）を
比較して、両抵抗体の温度（抵抗値）を比較することに
より、空気流の方向を検知することができる。
る空気流Ａｉｒの方向検知の原理については、図１にお
いて説明したものと同様にして、上流側発熱抵抗体１２
０Ａの両端電圧（端子電極１３０Ａと端子電極１３０Ａ
Ｂ間の電圧）と、下流側発熱抵抗体１２０Ｂの両端電圧
（端子電極１３０Ｂと端子電極１３０ＡＢ間の電圧）を
比較して、両抵抗体の温度（抵抗値）を比較することに
より、空気流の方向を検知することができる。
【００６５】次に、図８を用いて、本実施形態による熱
式空気流量センサ１００Ｂの断面構造について説明す
る。図８は、図７のＡ−Ａ断面を示している。
式空気流量センサ１００Ｂの断面構造について説明す
る。図８は、図７のＡ−Ａ断面を示している。
【００６６】シリコン基板１１０の上には、二酸化シリ
コン（ＳｉＯ2）層１５０Ａ及び窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ
4）層１５０Ｂが積層された電気絶縁膜１５０が形成さ
れる。シリコン基板１１０より熱膨張係数の若干大き
く、しかも、機械的強度が高い窒化シリコン層１５０Ｂ
を用いることにより、シリコン基板１１０と電気絶縁膜
１５０の間の熱応力を低減して、強度を向上している。
コン（ＳｉＯ2）層１５０Ａ及び窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ
4）層１５０Ｂが積層された電気絶縁膜１５０が形成さ
れる。シリコン基板１１０より熱膨張係数の若干大き
く、しかも、機械的強度が高い窒化シリコン層１５０Ｂ
を用いることにより、シリコン基板１１０と電気絶縁膜
１５０の間の熱応力を低減して、強度を向上している。
【００６７】窒化シリコン層１５０Ｂの上に、上述した
多結晶シリコンとシリサイド化合物とを混合した半導体
薄膜に不純物をドーピングした抵抗体１２０Ａ，１２０
Ｂ，１２０Ｄが形成される。
多結晶シリコンとシリサイド化合物とを混合した半導体
薄膜に不純物をドーピングした抵抗体１２０Ａ，１２０
Ｂ，１２０Ｄが形成される。
【００６８】抵抗体１２０の上に、二酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ2）層１６０Ａ及び窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）層１
６０Ｂが積層された保護膜１６０が形成される。保護膜
１６０は、吸入空気中に含まれる油や水等の異物から抵
抗体１２０を保護するために形成される。
ｉＯ2）層１６０Ａ及び窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）層１
６０Ｂが積層された保護膜１６０が形成される。保護膜
１６０は、吸入空気中に含まれる油や水等の異物から抵
抗体１２０を保護するために形成される。
【００６９】また、シリコン基板１１０の中央部であっ
て、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂの下の領域には、空
洞部１１２が形成される。空洞部１１２は、シリコン基
板１１０を異方性エッチングすることにより、電気絶縁
膜１５０との境界面まで形成される。空洞部１１２を形
成することにより、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂは、
電気絶縁膜１５０と保護膜１６０とによって支持される
構造となり、空洞部１１２により熱絶縁された構造とな
るため、空洞部１１２の所にシリコン基板が存在する場
合に比べて、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂからなる空
気流量を測定するセンサ部分の熱容量を小さくして、熱
式空気流量センサの応答性を向上することができる。
て、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂの下の領域には、空
洞部１１２が形成される。空洞部１１２は、シリコン基
板１１０を異方性エッチングすることにより、電気絶縁
膜１５０との境界面まで形成される。空洞部１１２を形
成することにより、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂは、
電気絶縁膜１５０と保護膜１６０とによって支持される
構造となり、空洞部１１２により熱絶縁された構造とな
るため、空洞部１１２の所にシリコン基板が存在する場
合に比べて、発熱抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂからなる空
気流量を測定するセンサ部分の熱容量を小さくして、熱
式空気流量センサの応答性を向上することができる。
【００７０】本実施形態による熱式空気流量センサの製
造プロセスについては、図２において説明したものと同
様であり、電気絶縁膜１５０の上に、多結晶シリコンと
シリサイド化合物を混合した半導体薄膜を約０．５μｍ
の厚さで、ＣＶＤ等の方法で形成し、さらに、不純物元
素としてリンを熱拡散またはイオン注入によりドーピン
グする。その後、公知のホトリソグラフィ技術によりレ
ジストを所定の形状に形成し、反応性イオンエッチング
等の方法により、半導体薄膜をパターンニングすること
により、各抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｄを形成
する。その他の工程は、図２において説明したものと同
様である。
造プロセスについては、図２において説明したものと同
様であり、電気絶縁膜１５０の上に、多結晶シリコンと
シリサイド化合物を混合した半導体薄膜を約０．５μｍ
の厚さで、ＣＶＤ等の方法で形成し、さらに、不純物元
素としてリンを熱拡散またはイオン注入によりドーピン
グする。その後、公知のホトリソグラフィ技術によりレ
ジストを所定の形状に形成し、反応性イオンエッチング
等の方法により、半導体薄膜をパターンニングすること
により、各抵抗体１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｄを形成
する。その他の工程は、図２において説明したものと同
様である。
【００７１】以上説明したように、本実施形態によって
も、発熱抵抗体として多結晶シリコンを用いることによ
り、既存の半導体製造プロセスをそのまま利用すること
ができるとともに、発熱抵抗体として、多結晶シリコン
にシリサイド化合物を混合することにより、比抵抗を小
さくし、さらに、不純物をドーピングすることにより、
比抵抗を小さくして、検出感度を向上することができ
る。
も、発熱抵抗体として多結晶シリコンを用いることによ
り、既存の半導体製造プロセスをそのまま利用すること
ができるとともに、発熱抵抗体として、多結晶シリコン
にシリサイド化合物を混合することにより、比抵抗を小
さくし、さらに、不純物をドーピングすることにより、
比抵抗を小さくして、検出感度を向上することができ
る。
【００７２】次に、図９を用いて、本発明の第４の実施
形態による熱式空気流量センサの構造について説明す
る。図９は、本発明の第４の実施形態による熱式空気流
量センサの平面図である。
形態による熱式空気流量センサの構造について説明す
る。図９は、本発明の第４の実施形態による熱式空気流
量センサの平面図である。
【００７３】本実施形態による熱式空気流量センサ１０
０Ｃにおいては、発熱抵抗体が形成される基板として、
アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）基板１７０を用いている。従来か
らアルミナ基板の上に白金（Ｐｔ）等を発熱抵抗体とし
て形成するものが知られている。しかしながら、白金や
金等は熱伝導率が高いため、発熱抵抗体に接続される引
出線及び引出線にワーヤボンディングにより接続される
リード線からの熱ひけの問題があり、精度が低下するも
のである。
０Ｃにおいては、発熱抵抗体が形成される基板として、
アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）基板１７０を用いている。従来か
らアルミナ基板の上に白金（Ｐｔ）等を発熱抵抗体とし
て形成するものが知られている。しかしながら、白金や
金等は熱伝導率が高いため、発熱抵抗体に接続される引
出線及び引出線にワーヤボンディングにより接続される
リード線からの熱ひけの問題があり、精度が低下するも
のである。
【００７４】それに対して、本実施形態においては、ア
ルミナ基板１７０の上に、発熱抵抗体１２０Ｅを形成し
ている。発熱抵抗体１２０Ｅの両端は、それぞれ、引出
線１４０Ｅ１，１４０Ｅ２を介して、端子電極１３０Ｅ
１，１３０Ｅ２に接続されている。端子電極１３０Ｅ
１，１３０Ｅ２は、金線等のリード線２２０等によりワ
イヤボンディングにより、図示しない信号処理回路の複
数の端子電極に接続される。アルミナ基板１７０の大き
さは、例えば、図示の例では、短辺が１０ｍｍであり、
長辺が２０ｍｍ程度の大型なものである。
ルミナ基板１７０の上に、発熱抵抗体１２０Ｅを形成し
ている。発熱抵抗体１２０Ｅの両端は、それぞれ、引出
線１４０Ｅ１，１４０Ｅ２を介して、端子電極１３０Ｅ
１，１３０Ｅ２に接続されている。端子電極１３０Ｅ
１，１３０Ｅ２は、金線等のリード線２２０等によりワ
イヤボンディングにより、図示しない信号処理回路の複
数の端子電極に接続される。アルミナ基板１７０の大き
さは、例えば、図示の例では、短辺が１０ｍｍであり、
長辺が２０ｍｍ程度の大型なものである。
【００７５】発熱抵抗体１２０Ｅとしては、多結晶シリ
コン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）と、シリコン（Ｓｉ）とタング
ステン（Ｗ）とのシリサイド化合物（ＷＳｉＯ2）とを
混合した半導体薄膜に、不純物としてリン（Ｐ）をドー
ピングしたものを用いている。発熱抵抗体１２０Ｅとし
て、多結晶シリコンとシリサイド化合物とを混合した半
導体薄膜を用いることにより、多結晶シリコン単体の場
合に比べて、比抵抗を小さくすることができるととも
に、抵抗温度係数は、それほど低下させないようにする
ことができる。また、比抵抗をさらに小さくするため
に、多結晶シリコンにシリサイド化合物を混合したもの
に対して、不純物としてリンをドーピングするようにし
ている。但し、不純物の濃度が高くなると、比抵抗が低
下するとともに、抵抗温度係数も低下するため、要求さ
れる比抵抗と抵抗温度係数の値に応じて、不純物濃度を
調整している。
コン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）と、シリコン（Ｓｉ）とタング
ステン（Ｗ）とのシリサイド化合物（ＷＳｉＯ2）とを
混合した半導体薄膜に、不純物としてリン（Ｐ）をドー
ピングしたものを用いている。発熱抵抗体１２０Ｅとし
て、多結晶シリコンとシリサイド化合物とを混合した半
導体薄膜を用いることにより、多結晶シリコン単体の場
合に比べて、比抵抗を小さくすることができるととも
に、抵抗温度係数は、それほど低下させないようにする
ことができる。また、比抵抗をさらに小さくするため
に、多結晶シリコンにシリサイド化合物を混合したもの
に対して、不純物としてリンをドーピングするようにし
ている。但し、不純物の濃度が高くなると、比抵抗が低
下するとともに、抵抗温度係数も低下するため、要求さ
れる比抵抗と抵抗温度係数の値に応じて、不純物濃度を
調整している。
【００７６】なお、多結晶シリコンに対するシリサイド
化合物の混合率及び不純物濃度を適宜選択することによ
り、シート抵抗値としては、１〜１０Ω／□とし、さら
に、好適には１〜３Ω／□とすることにより、発熱抵抗
体１２０Ｅの抵抗値を５０Ω〜数百Ωとすることができ
る。また、このとき、抵抗温度係数は、１２００ｐｐｍ
／Ｋ以上となるようにする。
化合物の混合率及び不純物濃度を適宜選択することによ
り、シート抵抗値としては、１〜１０Ω／□とし、さら
に、好適には１〜３Ω／□とすることにより、発熱抵抗
体１２０Ｅの抵抗値を５０Ω〜数百Ωとすることができ
る。また、このとき、抵抗温度係数は、１２００ｐｐｍ
／Ｋ以上となるようにする。
【００７７】なお、シリサイド化合物としては、シリコ
ン（Ｓｉ）とタングステン（Ｗ）のシリサイド化合物
（ＷＳｉＯ2）の他に、シリコン（Ｓｉ）とモリブデン
（Ｍｏ）のシリサイド化合物（ＭｏＳｉＯ2）や、シリ
コン（Ｓｉ）とタンタル（Ｔａ）のシリサイド化合物
（ＴａＳｉＯ2）や、シリコン（Ｓｉ）とチタン（Ｔ
ｉ）のシリサイド化合物（ＴｉＳｉＯ2）を用いること
ができる。
ン（Ｓｉ）とタングステン（Ｗ）のシリサイド化合物
（ＷＳｉＯ2）の他に、シリコン（Ｓｉ）とモリブデン
（Ｍｏ）のシリサイド化合物（ＭｏＳｉＯ2）や、シリ
コン（Ｓｉ）とタンタル（Ｔａ）のシリサイド化合物
（ＴａＳｉＯ2）や、シリコン（Ｓｉ）とチタン（Ｔ
ｉ）のシリサイド化合物（ＴｉＳｉＯ2）を用いること
ができる。
【００７８】また、多結晶シリコンとシリサイド化合物
とを混合した半導体薄膜にドープする不純物としては、
リン（Ｐ）の他に、ホウ素（Ｂ）や、砒素（Ａｓ）や、
アンチモン（Ｓｂ）を用いることができる。
とを混合した半導体薄膜にドープする不純物としては、
リン（Ｐ）の他に、ホウ素（Ｂ）や、砒素（Ａｓ）や、
アンチモン（Ｓｂ）を用いることができる。
【００７９】引出線１４０Ｅ１，１４０Ｅ２も、それぞ
れ、抵抗体１２０と同様にして、多結晶シリコンとシリ
サイド化合物とを混合した半導体薄膜に不純物をドーピ
ングしたものを用いている。なお、引出線１４０の線幅
は、抵抗体１２０よりも太く（抵抗体１２０の線幅の１
０倍以上）することにより、抵抗値を小さくしている。
れ、抵抗体１２０と同様にして、多結晶シリコンとシリ
サイド化合物とを混合した半導体薄膜に不純物をドーピ
ングしたものを用いている。なお、引出線１４０の線幅
は、抵抗体１２０よりも太く（抵抗体１２０の線幅の１
０倍以上）することにより、抵抗値を小さくしている。
【００８０】以上の説明は、発熱抵抗体についてである
が、測温抵抗体についても、発熱抵抗体１２０Ｅと同様
にして、多結晶シリコンとシリサイド化合物とを混合し
た半導体薄膜に不純物をドープして形成することができ
る。
が、測温抵抗体についても、発熱抵抗体１２０Ｅと同様
にして、多結晶シリコンとシリサイド化合物とを混合し
た半導体薄膜に不純物をドープして形成することができ
る。
【００８１】以上のようにして、発熱抵抗体を、多結晶
シリコンとシリサイド化合物とを混合した半導体薄膜に
不純物をドープして形成することにより、白金や金に比
べて熱伝導率を小さくすることができるため、発熱抵抗
体に接続される引出線及び引出線にワーヤボンディング
により接続されるリード線からの熱ひけを低減して、精
度が向上するものである。
シリコンとシリサイド化合物とを混合した半導体薄膜に
不純物をドープして形成することにより、白金や金に比
べて熱伝導率を小さくすることができるため、発熱抵抗
体に接続される引出線及び引出線にワーヤボンディング
により接続されるリード線からの熱ひけを低減して、精
度が向上するものである。
【００８２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発熱抵抗体として多結晶シリコンを用いることができる
とともに、検出感度が向上するものである。
発熱抵抗体として多結晶シリコンを用いることができる
とともに、検出感度が向上するものである。
【図１】本発明の一実施形態による熱式空気流量センサ
の平面図である。
の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による熱式空気流量センサ
を備えた空気流量計の部分平面図である。
を備えた空気流量計の部分平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による熱式空気流量センサ
を備えた空気流量計の吸気通路への取付状態の説明図で
ある。
を備えた空気流量計の吸気通路への取付状態の説明図で
ある。
【図６】本発明の第２の実施形態による熱式空気流量セ
ンサの構造を示す断面図である。
ンサの構造を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態による熱式空気流量セ
ンサの平面図である。
ンサの平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態による熱式空気流量セ
ンサの平面図である。
ンサの平面図である。
１００，１００Ａ，１００Ｂ…熱式空気流量センサ １１０…シリコン基板 １１２…空洞部 １２０Ａ…上流側発熱抵抗体 １２０Ｂ…下流側発熱抵抗体 １２０Ｃ…空気温度測温抵抗体 １２０Ｄ…測温抵抗体 １２０Ｅ…発熱抵抗体 １３０…端子電極 １４０…引出線 １５０…電気絶縁膜 １５０Ａ，１６０Ａ…二酸化シリコン層 １５０Ｂ，１６０Ｂ…窒化シリコン層 １６０…保護膜 １７０…アルミナ基板 ２００…支持体 ２１０…制御回路 ２２０…リード線 ３００…吸入空気通路 ３１０…副通路
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 1/68 G01P 5/12
Claims (5)
- 【請求項１】基板上に形成された発熱抵抗体を有する熱
式空気流量センサにおいて、 上記発熱抵抗体は、多結晶シリコンとシリサイド化合物
を混合した半導体薄膜によって形成されたことを特徴と
する熱式空気流量センサ。 - 【請求項２】請求項１記載の熱式空気流量センサにおい
て、 上記シリサイド化合物を形成する金属は、モリブデン
（Ｍｏ），タンタル（Ｔａ），タングステン（Ｗ），チ
タン（Ｔｉ）の少なくとも何れか１つを含むことを特徴
とする熱式空気流量センサ。 - 【請求項３】請求項１記載の熱式空気流量センサにおい
て、 上記半導体薄膜は、不純物元素がドーピングされている
ことを特徴とする熱式空気流量センサ。 - 【請求項４】請求項３記載の熱式空気流量センサにおい
て、 上記半導体薄膜は、抵抗温度係数が１２００ｐｐｍ／Ｋ
以上で、比抵抗がシート抵抗で１〜１０Ω／□となるよ
うに、不純物がドーピングされていることを特徴とする
熱式空気流量センサ。 - 【請求項５】請求項１記載の熱式空気流量センサにおい
て、 上記発熱抵抗体に接続されるとともに、上記発熱抵抗体
と同じ材料により形成された引出線に対して、リード線
を直接ワイヤーボンディングすることを特徴とする熱式
空気流量センサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04022698A JP3355127B2 (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | 熱式空気流量センサ |
| US09/253,945 US6357294B1 (en) | 1998-02-23 | 1999-02-22 | Thermal air flow sensor |
| EP99102771A EP0937966A3 (en) | 1998-02-23 | 1999-02-23 | Thermal air flow sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04022698A JP3355127B2 (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | 熱式空気流量センサ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11237266A JPH11237266A (ja) | 1999-08-31 |
| JP3355127B2 true JP3355127B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=12574845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04022698A Expired - Lifetime JP3355127B2 (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | 熱式空気流量センサ |
Country Status (3)
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|---|---|
| US (1) | US6357294B1 (ja) |
| EP (1) | EP0937966A3 (ja) |
| JP (1) | JP3355127B2 (ja) |
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| KR101672039B1 (ko) * | 2015-04-30 | 2016-11-02 | 주식회사 현대케피코 | 오염 방지를 위한 공기유량센서 |
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1999
- 1999-02-22 US US09/253,945 patent/US6357294B1/en not_active Expired - Fee Related
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