JP3388022B2 - Manufacturing method of flow sensor - Google Patents

Manufacturing method of flow sensor

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JP3388022B2 JP10923194A JP10923194A JP3388022B2 JP 3388022 B2 JP3388022 B2 JP 3388022B2 JP 10923194 A JP10923194 A JP 10923194A JP 10923194 A JP10923194 A JP 10923194A JP 3388022 B2 JP3388022 B2 JP 3388022B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ガスの流量測定に用
いるフローセンサの製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a flow sensor used for measuring a gas flow rate.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば特公平3−52028号公報の例
えば第6欄第15行〜第8欄第22行には、電流を流す
ことで発熱する薄膜抵抗素子であって温度により抵抗値
が変化する薄膜抵抗素子を、これを補強するための絶縁
性の下地と共にガス流路にさらした構成の、フローセン
サが開示されている。具体的には、シリコン基板に設け
られた凹部上に、薄膜抵抗素子とその下地としての絶縁
膜(窒化シリコン膜)との積層物がブリッジ状に配置さ
れた構造のフローセンサが、開示されている。ここで、
上記凹部はガス流路の一部となる。このフローセンサで
は、ガスの通過量に応じ薄膜抵抗素子の冷却具合が変化
するので、ガスの通過量に応じ薄膜抵抗素子の温度が変
化する。また、これに伴い薄膜抵抗素子の抵抗値が変化
する。したがって、この抵抗値の変化を検出することに
より、ガスの流量を測定することができる。
2. Description of the Related Art For example, in Japanese Patent Publication No. 3-52028, column 6, line 15 to column 8, line 22 is a thin film resistance element that generates heat by passing an electric current and its resistance value changes with temperature. There is disclosed a flow sensor having a structure in which the thin film resistance element is exposed to a gas flow path together with an insulating base for reinforcing the thin film resistance element. Specifically, there is disclosed a flow sensor having a structure in which a laminate of a thin film resistance element and an insulating film (silicon nitride film) as a base thereof is arranged in a bridge shape on a recess provided in a silicon substrate. There is. here,
The concave portion becomes a part of the gas flow path. In this flow sensor, the degree of cooling of the thin film resistance element changes according to the amount of gas passing therethrough, so the temperature of the thin film resistance element changes depending on the amount of gas passage. In addition, the resistance value of the thin film resistance element changes accordingly. Therefore, the gas flow rate can be measured by detecting the change in the resistance value.

【0003】また、この特公平3−52028号公報の
例えば第24欄の第27〜43行には、薄膜抵抗素子を
形成するための好適な材料例が開示されている。具体的
には、パーマロイ(鉄−ニッケル合金)、酸化亜鉛の単
結晶フィルム、焦電材料などが挙げられている。さらに
は、具体的な材料名の記載はないが好適な抵抗値の温度
係数(TCR:thermal coefficient of resistance )
を持つパーマロイ以外の金属フィルムも、抵抗素子の構
成材料として用い得ると記載されている。
Further, in Japanese Patent Publication No. 3-52028, for example, in column 24, lines 27 to 43, suitable material examples for forming a thin film resistance element are disclosed. Specific examples thereof include permalloy (iron-nickel alloy), a zinc oxide single crystal film, and a pyroelectric material. Furthermore, although no specific material name is described, a suitable temperature coefficient of resistance (TCR)
It is described that a metal film other than permalloy having a can be used as a constituent material of the resistance element.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、フローセン
サに備わる薄膜抵抗素子は、温度変化を検出する都合
上、比較的高温度に熱せられた状態で測定対象のガス雰
囲気中にさらされる。また、測定対象のガスは腐食性や
酸化性を有するものの場合もある。したがって、薄膜抵
抗素子を構成する材料いかんでは、腐食や酸化によって
薄膜抵抗素子の抵抗値が変化したり最悪の場合は薄膜抵
抗素子の断線が生じてしまう。これらを防止する1つの
対策として、薄膜抵抗素子を金(Au)で構成すること
が考えられる。金は化学的に安定な物質であり、また、
温度に対する金の抵抗値の温度係数(TCR)が402
0ppm/℃と大きいので、金で構成した薄膜抵抗素子
ではガスの流量により薄膜抵抗素子の温度が変化したと
きの抵抗値変化が生じ易く、したがって抵抗値の変化の
検出がし易いからである。ただし、金で抵抗素子を構成
する場合は、金が一般に、その薄膜を蒸着法などで下地
上に直接形成しようとした場合下地との密着強度が充分
に得られないものであるため、下地と金の薄膜との間に
接着層を形成することになる。接着層としては、チタン
(Ti)膜と白金(Pt)膜との積層膜あるいは、クロ
ム(Cr)の薄膜が挙げられる。そして主に次の〜
の理由から、接着層としてクロムの薄膜を用いるのが好
ましい。
By the way, the thin film resistance element provided in the flow sensor is exposed to the gas atmosphere to be measured while being heated to a relatively high temperature in order to detect a temperature change. The gas to be measured may be corrosive or oxidative. Therefore, depending on the material forming the thin film resistance element, the resistance value of the thin film resistance element may change due to corrosion or oxidation, or in the worst case, the thin film resistance element may be disconnected. As one measure to prevent these, it is considered that the thin film resistance element is made of gold (Au). Gold is a chemically stable substance, and
The temperature coefficient (TCR) of resistance of gold to temperature is 402
Since it is as large as 0 ppm / ° C., in the thin film resistance element made of gold, the resistance value changes easily when the temperature of the thin film resistance element changes due to the gas flow rate, and therefore the change in the resistance value is easily detected. However, in the case of forming the resistance element with gold, in general, gold cannot be sufficiently adhered to the base when the thin film is directly formed on the base by vapor deposition or the like. An adhesive layer will be formed between the thin gold film. Examples of the adhesive layer include a laminated film of a titanium (Ti) film and a platinum (Pt) film or a thin film of chromium (Cr). And mainly next ~
For this reason, it is preferable to use a thin film of chromium as the adhesive layer.

【0005】:Ti膜とPt膜とを積層する場合では
2種類の蒸着が必要であるがクロムを用いる場合は1種
類の蒸着で済むので成膜工程が簡単である。
When two layers of Ti film and Pt film are laminated, two types of vapor deposition are required, but when chromium is used, one type of vapor deposition is sufficient, so the film forming process is simple.

【0006】:材料費が安価である。The material cost is low.

【0007】:例えば、シリコン基板に設けた凹部上
に薄膜抵抗素子を渡した構成のフローセンサを考えた場
合、薄膜抵抗素子を形成した状態でこの薄膜抵抗素子の
下側のシリコン基板部分を選択的にウエットエッチング
法で除去して当該凹部を形成することとなるが、この際
のエッチャントによりチタンはエッチングされてしま
う。
For example, when considering a flow sensor having a structure in which a thin film resistance element is provided on a concave portion provided in a silicon substrate, a silicon substrate portion below the thin film resistance element is selected in a state where the thin film resistance element is formed. The recess is formed by removing it by a wet etching method, but titanium is etched by the etchant at this time.

【0008】しかしながら、クロムの薄膜を接着層とし
て用いた場合、何らの工夫もしないと、以下に説明する
ような問題点が生じることがこの出願に係る発明者の実
験により明らかになった。
[0008] However, it has been clarified by an experiment conducted by the inventor of the present application that, when a chromium thin film is used as an adhesive layer, the following problems will occur unless some measures are taken.

【0009】すなわち、クロムの薄膜及び金の薄膜の積
層膜を用いること自体でまずTCRは金のみの場合より
500〜1000ppm/℃程度小さくなるのであるが
(後述の実施例の項参照)、特にこの積層膜を真空雰囲
気または不活性ガス雰囲気中で高温でアニールしたもの
のTCRは1000ppm/℃以下になり金のみの場合
より3000ppm以上もTCRが小さくなってしまう
のである。安定な薄膜抵抗素子を得るためには薄膜抵抗
素子形成用の薄膜若しくはこれをパターニングして得た
薄膜抵抗素子に対し不活性雰囲気や真空雰囲気で高温度
でアニールを行なうのが常識であったが、このようなア
ニール処理は、上記のTCRの低下結果からみると、ク
ロムの薄膜及び金の薄膜の積層膜を用いて薄膜抵抗素子
を形成する場合は必ずしも良いとはいえないと考えられ
る。
That is, by using the laminated film of the chromium thin film and the gold thin film, the TCR is first reduced by about 500 to 1000 ppm / ° C. as compared with the case of using only gold (see the section of Examples described later). When this laminated film is annealed at a high temperature in a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere, the TCR becomes 1000 ppm / ° C. or less, and the TCR becomes 3000 ppm or more smaller than that of gold alone. In order to obtain a stable thin film resistance element, it was common sense to anneal a thin film for forming a thin film resistance element or a thin film resistance element obtained by patterning this at high temperature in an inert atmosphere or a vacuum atmosphere. In view of the above TCR lowering result, it is considered that such an annealing treatment is not always good when a thin film resistance element is formed using a laminated film of a chromium thin film and a gold thin film.

【0010】また、従来技術の他の問題として次のよう
なものもあった。フローセンサの実際の構成では薄膜抵
抗素子を外部電源と接続するために薄膜抵抗素子にはリ
ード電極を介しボンディングパッドが接続されることが
多い。その場合は、リード電極およびボンディングパッ
ドはワイヤーボンディングできる材料例えば金の薄膜や
アルミニウムの薄膜で構成される。したがって、薄膜抵
抗素子をパーマロイで構成した場合は、リード電極およ
びボンディングパッドを形成するための専用の薄膜を成
膜する必要があるため、その成膜工程と、これをリード
電極やボンディングパッドの形状となるようにパターニ
ングする工程とが、薄膜抵抗素子の形成工程とは別に必
要となる。このため、フローセンサを製造するための工
程数が多くなるという問題点が生じる。
Further, there are the following problems as other problems of the prior art. In the actual configuration of the flow sensor, a bonding pad is often connected to the thin film resistance element via a lead electrode in order to connect the thin film resistance element to an external power source. In that case, the lead electrode and the bonding pad are made of a wire-bondable material such as a gold thin film or an aluminum thin film. Therefore, if the thin film resistance element is made of permalloy, it is necessary to form a thin film dedicated to forming the lead electrode and the bonding pad. And the step of patterning so as to be formed separately from the step of forming the thin film resistance element. Therefore, there is a problem that the number of steps for manufacturing the flow sensor increases.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】そこで、この発明によれ
ば、下地上に通電により発熱する薄膜抵抗素子であって
温度により抵抗値が変化する薄膜抵抗素子を具えるフロ
ーセンサを製造するに当たり、薄膜抵抗素子の形成は、
(a)下地上にクロムの薄膜及び該クロムの薄膜より厚
い膜厚の金の薄膜を形成する工程と、(b)酸素を含む
雰囲気で、クロムの薄膜から金の薄膜へのクロムの拡散
を促しかつ金の薄膜表面に拡散してきたクロムを酸化さ
せるための熱処理をする工程と、(c)前記熱処理の前
または後に、下地上の薄膜を当該薄膜抵抗素子の形状に
パターニングする工程とを含む工程により行なう。
Therefore, according to the present invention, in manufacturing a flow sensor including a thin film resistance element which is a thin film resistance element which generates heat when energized on a base and whose resistance value changes with temperature, The formation of the thin film resistance element is
(A) a step of forming a chromium thin film and a gold thin film thicker than the chromium thin film on the base, and (b) diffusion of chromium from the chromium thin film to the gold thin film in an atmosphere containing oxygen. A heat treatment for accelerating and oxidizing chromium that has diffused to the surface of the gold thin film; and (c) before or after the heat treatment, patterning the underlying thin film into the shape of the thin film resistance element. Depending on the process.

【0012】なお、この発明の実施に当たり、フローセ
ンサが薄膜抵抗素子に接続されるリード電極及びこのリ
ード電極に接続されるボンディングパッドをさらに具え
るものの場合、下地上の薄膜を当該薄膜抵抗素子、リー
ド電極およびボンディングパッドの一連の形状にパター
ニングする。
In implementing the present invention, in the case where the flow sensor further comprises a lead electrode connected to the thin film resistance element and a bonding pad connected to the lead electrode, the thin film on the base is the thin film resistance element, The lead electrode and the bonding pad are patterned into a series of shapes.

【0013】[0013]

【作用】この発明の構成によれば、クロムの薄膜と金の
薄膜との積層膜(ここで積層膜とは、薄膜抵抗素子の形
状にパターニングされる前の積層膜全体の場合、積層膜
を抵抗素子の形状にパターニングした後のもの場合いず
れでも良い。)に対し、酸素雰囲気での熱処理がなされ
る。この熱処理においてクロム膜中のクロムは金の薄膜
中に拡散するので積層膜はAu−Cr拡散層となると考
えられる。しかし、金の薄膜中を拡散し金の薄膜表面に
達したクロムは、熱処理雰囲気中の酸素の作用を受ける
ので酸化物(酸化クロム)を形成しこの表面にトラップ
されるようになると考えられる。このため、金の薄膜中
でのクロムの量は、クロムの薄膜と金の薄膜との積層膜
を真空雰囲気や不活性ガス雰囲気でアニールする場合に
比べ少なくなるので金の薄膜の金の純度の低下が少なく
なると考えられる。なお、酸素雰囲気のアニールにおい
て拡散層が生じるという点については、例えば文献I
((シン ソリッド フィルムズ(Thin Solid Film
s),37(1976)pp.171−179)の特に
第177頁に記載の事項からも伺える。また、金の薄膜
中を拡散し金の薄膜表面に達したクロムが、酸素の作用
を受けて酸化物(酸化クロム)を形成しこの表面にトラ
ップされるようになるという点は例えば上記文献Iの例
えばFig.1に記載の事項からも伺える。
According to the structure of the present invention, a laminated film of a chromium thin film and a gold thin film (here, the laminated film is the laminated film before being patterned into the shape of the thin film resistance element). After patterning into the shape of the resistance element, whichever is acceptable), heat treatment is performed in an oxygen atmosphere. Since the chromium in the chromium film diffuses into the gold thin film by this heat treatment, it is considered that the laminated film becomes an Au-Cr diffusion layer. However, it is considered that chromium that has diffused in the gold thin film and reached the surface of the gold thin film is affected by oxygen in the heat treatment atmosphere to form an oxide (chromium oxide) and be trapped on this surface. Therefore, the amount of chromium in the gold thin film is smaller than that in the case where the laminated film of the chromium thin film and the gold thin film is annealed in a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere. It is considered that the decrease will be less. Regarding the point that a diffusion layer is formed in annealing in an oxygen atmosphere, see, for example, Document I.
((Thin Solid Films
s), 37 (1976) pp. 171-179), especially from the matters described on page 177. In addition, for example, the chromium diffused in the gold thin film and reaching the surface of the gold thin film is affected by oxygen to form an oxide (chromium oxide) and trapped on this surface, for example, the above-mentioned document I. For example, FIG. It can be seen from the items described in 1.

【0014】この発明の方法で製造された薄膜抵抗素子
(リード電極およびボンデイングパッドをさらに具える
構成の場合は薄膜抵抗素子、リード電極およびボンデイ
ングパッド)は、クロム及び金を含みかつ金を主とする
薄膜のパターンであって、下地側の部分はクロムを主と
する層となっており、表層部はクロムの酸化物を主とす
る層となっており、これら両層の間はこれら両層に比べ
厚さが厚くかつ金を主とする層となっている薄膜のパタ
ーンで構成されると、考えられる。
The thin film resistance element manufactured by the method of the present invention (thin film resistance element, lead electrode and bonding pad in the case of a structure further including a lead electrode and a bonding pad) contains chromium and gold and mainly contains gold. In the pattern of the thin film to be formed, the base side part is a layer mainly containing chromium, and the surface layer part is a layer mainly containing chromium oxide. It is considered that it is composed of a thin film pattern which is thicker than the above and is mainly composed of gold.

【0015】[0015]

【実施例】以下、図面を参照してこの発明のフローセン
サの製造方法の実施例について説明する。しかしなが
ら、説明に用いる各図はこの発明を理解出来る程度に各
構成成分の寸法、形状および配置関係を概略的に示して
ある。また、各図において同様な構成成分については同
一の番号を付して示しその重複する説明を省略すること
もある。また、この実施例では、以下に図1及び図2を
参照して説明する構造のフローセンサ10(以下、「製
造対象のフローセンサ10」ともいう。)をこの発明の
方法により製造する例を説明する。ここで、図1は、製
造対象のフローセンサ10の全体形状を示した平面図、
また図2(A)は図1のI−I線での断面図、図2
(B)は同II−II線での断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method for manufacturing a flow sensor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the drawings used in the description schematically show the dimensions, shapes, and arrangement relationships of the respective constituents so that the present invention can be understood. In addition, in each drawing, the same components are denoted by the same reference numerals, and the duplicate description may be omitted. Further, in this embodiment, an example in which a flow sensor 10 having a structure described below with reference to FIGS. 1 and 2 (hereinafter also referred to as “flow sensor 10 to be manufactured”) is manufactured by the method of the present invention explain. Here, FIG. 1 is a plan view showing the overall shape of the flow sensor 10 to be manufactured,
2A is a cross-sectional view taken along line I-I of FIG.
(B) is a sectional view taken along line II-II.

【0016】先ず、製造対象のフローセンサ10とは、
シリコン基板11(図2にのみ図示)と、ストライプ状
の凹部13と、長方形状の凹部15と、下地としてのシ
リコン窒化膜17と、第1〜第4の4つの薄膜抵抗素子
19a〜19dと、リード電極21と、ボンディングパ
ッド23a〜23dとを具えたものである。なお、図1
は平面図であるが、シリコン窒化膜部分を明確にするた
めにその部分には左上から右下に至るハッチングを付し
てある。同様に、薄膜抵抗素子19a〜19dと、リー
ド電極21と、ボンディングパッド23a〜23dとで
構成される部分には右上から左下に至るハッチングを付
してある。
First, the flow sensor 10 to be manufactured is
A silicon substrate 11 (shown only in FIG. 2), a stripe-shaped recess 13, a rectangular recess 15, a silicon nitride film 17 as a base, and four first to fourth thin film resistance elements 19a to 19d. , A lead electrode 21 and bonding pads 23a to 23d. Note that FIG.
Although it is a plan view, in order to clarify the silicon nitride film portion, the portion is hatched from the upper left to the lower right. Similarly, the portion formed of the thin film resistance elements 19a to 19d, the lead electrode 21, and the bonding pads 23a to 23d is hatched from the upper right to the lower left.

【0017】ここで、ストライプ状の凹部13はシリコ
ン基板10の所定部に設けてある。このストライプ状の
凹部はガス流路の一部となる。また、長方形状の凹部1
5はストライプ状の凹部13の近傍に設けてある。この
長方形状の凹部15は、薄膜抵抗素子19aがストライ
プ状の凹部13上に浮いた状態で設置されているのに合
わせて薄膜抵抗素子19bも基板11から浮いた状態に
なるようにするためのものである。こうすることで、薄
膜抵抗素子19a〜19bで構成されるホイートストー
ンブリッジの精度を高めることができる。またシリコン
窒化膜17はシリコン基板11上全面に設けてある。た
だし、凹部13、15各々の上ではシリコン窒化膜17
は凹部の一部を橋状に渡るように設けてある。また、第
1〜第4の4つの薄膜抵抗素子19a〜19dはシリコ
ン窒化膜17上に配置してある。ただし、ここでは第1
の薄膜抵抗素子19aはストライプ状の凹部13上に橋
わたしされているシリコン窒化膜部分上に設けてあり、
第2の薄膜抵抗素子19bは長方形状の凹部15上に橋
わたしされているシリコン窒化膜部分上に設けてある。
なお、第1の薄膜抵抗素子19aと第2の薄膜抵抗素子
19bとは抵抗値が一致若しくはほぼ一致するようにし
てある。また第3の薄膜抵抗素子19cと第4の薄膜抵
抗素子19dとは抵抗値が一致若しくはほぼ一致するよ
うにしてある。また、これに限られないが、この実施例
では、第1〜第4の薄膜抵抗素子19a〜19dを、図
3に示したように、薄膜(後に説明する)を所定幅Wを
有したミアンダ形状にパターニングしたもので、構成し
ている。また、リード電極21は配線抵抗が問題となら
ないような線幅を有しており、かつ、第1〜第4の薄膜
抵抗素子19a〜19dがホイートストーンブリッジを
構成する各抵抗となるようにこれら薄膜抵抗素子19a
〜19dを接続するよう配置してある。またボンディン
グパッド21a〜21dはホイートストーンブリッジに
おける各辺に当たるリード電極部分と接続されるよう設
けてある。
Here, the stripe-shaped recess 13 is provided in a predetermined portion of the silicon substrate 10. The stripe-shaped recess becomes a part of the gas flow path. Also, the rectangular recess 1
5 is provided in the vicinity of the stripe-shaped recess 13. The rectangular recess 15 is provided so that the thin-film resistance element 19a is also floated from the substrate 11 while the thin-film resistance element 19a is installed above the stripe-shaped recess 13. It is a thing. By doing so, the accuracy of the Wheatstone bridge formed of the thin film resistance elements 19a to 19b can be improved. The silicon nitride film 17 is provided on the entire surface of the silicon substrate 11. However, a silicon nitride film 17 is formed on each of the recesses 13 and 15.
Is provided so that a part of the recess extends across like a bridge. The first to fourth thin film resistance elements 19a to 19d are arranged on the silicon nitride film 17. However, here the first
The thin film resistance element 19a is provided on the silicon nitride film portion bridging over the stripe-shaped concave portion 13,
The second thin film resistance element 19b is provided on the silicon nitride film portion bridging over the rectangular recess 15.
The resistance values of the first thin film resistance element 19a and the second thin film resistance element 19b are matched or substantially matched. The resistance values of the third thin film resistance element 19c and the fourth thin film resistance element 19d are matched or substantially matched. Although not limited to this, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the first to fourth thin film resistance elements 19a to 19d are thin films (which will be described later) having a meandering width W. It is configured by patterning into a shape. In addition, the lead electrode 21 has a line width such that wiring resistance does not matter, and the first to fourth thin film resistance elements 19a to 19d serve as respective resistances forming the Wheatstone bridge. These thin film resistance elements 19a
.About.19d are arranged to be connected. The bonding pads 21a to 21d are provided so as to be connected to the lead electrode portions corresponding to the respective sides of the Wheatstone bridge.

【0018】次に、上述の製造対象のフローセンサ10
をこの発明の方法で製造する例を説明する。ただし、以
下の説明中で述べる温度、時間、膜厚、蒸着速度などの
数値的な条件はこの発明の範囲内の一例にすぎない。ま
たこの説明を図1〜図3及び図4(A)〜(D)を参照
して行なう。ここで、図4(A)〜(D)はこの発明の
製造方法の要部を説明する為の工程図である。
Next, the flow sensor 10 to be manufactured as described above.
An example will be described in which is manufactured by the method of the present invention. However, numerical conditions such as temperature, time, film thickness, and vapor deposition rate described in the following description are merely examples within the scope of the present invention. This description will be made with reference to FIGS. 1 to 3 and 4A to 4D. Here, FIGS. 4 (A) to 4 (D) are process drawings for explaining the main part of the manufacturing method of the present invention.

【0019】先ず、図4(A)に示したように、シリコ
ン基板11の(100)面上に下地としてこの場合シリ
コン窒化膜(SiNX 膜)17を2μmの厚さに形成す
る。SiNX 膜17はここではスパッタ法により形成し
ている。このスパッタは、ターゲットとしてSiターゲ
ットを用い、ガスとしてArを20sccm及びN2
10sccmの流量で供給し、スパッタ時の圧力を0.
6Paとし、かつ、RFパワーを1KWとした条件で行
なった。シリコン基板11の裏面にも上記と同様なスパ
ッタ条件でSiNX 膜17aを3μmの厚さに形成する
(図4(A))。シリコン窒化膜17、17aは、後に
シリコン基板11にストライプ状の凹部13、長方形状
の凹部15を形成する際のエッチングマスクとして使用
されるものである。また、基板表面のシリコン窒化膜1
7の一部は薄膜抵抗素子を凹部13、15上に浮かす際
の補強膜としても機能するものである。なお、シリコン
基板表裏に形成したSiNX 膜17,17aの応力は引
っ張りで5×109 dyn/cm2 を示していた。
First, as shown in FIG. 4A, a silicon nitride film (SiN x film) 17 in this case is formed on the (100) surface of the silicon substrate 11 as a base to a thickness of 2 μm. The SiN x film 17 is formed here by the sputtering method. In this sputtering, a Si target was used as a target, Ar was supplied as gas at a flow rate of 20 sccm, and N 2 was supplied at a flow rate of 10 sccm, and the pressure during sputtering was set to 0.
It was performed under the conditions of 6 Pa and RF power of 1 kW. On the back surface of the silicon substrate 11, the SiN x film 17a is formed to a thickness of 3 μm under the same sputtering conditions as above (FIG. 4A). The silicon nitride films 17 and 17a are used later as etching masks when the stripe-shaped recess 13 and the rectangular recess 15 are formed in the silicon substrate 11. Also, the silicon nitride film 1 on the substrate surface
A part of 7 also functions as a reinforcing film when the thin film resistance element is floated on the recesses 13 and 15. The stress of the SiN x films 17 and 17a formed on the front and back surfaces of the silicon substrate was 5 × 10 9 dyn / cm 2 when tensile.

【0020】次に、電子ビーム蒸着装置を用い、基板温
度を100℃とし、真空度を10-6Torrオーダとし
た条件で、上記SiNX 膜17上にクロム(Cr)の薄
膜31及び金(Au)の薄膜33をこの順に蒸着する
(図4(B))。このときCrの薄膜の厚さ、Auの薄
膜の厚さ及びAuの薄膜の蒸着速度をパラメータとして
種々の実験試料を作製した。各実験試料の作製条件を、
これら実験試料から測定されたTCRの値と共に、後記
の表1および表2に示してある。ただし表2にあっては
この発明に係る熱処理条件も併せて示してある。なお、
各実験試料を作製する際のクロムの薄膜の蒸着速度は、
ほぼ5Å/秒に統一している。
Next, using an electron beam evaporator, a substrate temperature of 100 ° C., under a condition where the degree of vacuum and 10 -6 Torr order, a thin film 31 and the gold chromium (Cr) on the SiN X film 17 ( A thin film 33 of Au) is deposited in this order (FIG. 4 (B)). At this time, various experimental samples were prepared by using the thickness of the Cr thin film, the thickness of the Au thin film, and the deposition rate of the Au thin film as parameters. The manufacturing conditions of each experimental sample are
The TCR values measured from these experimental samples are shown in Tables 1 and 2 below. However, in Table 2, the heat treatment conditions according to the present invention are also shown. In addition,
The deposition rate of the chromium thin film when making each experimental sample is
It is unified to almost 5Å / sec.

【0021】表1に示した結果から明らかなように、A
uの薄膜の蒸着速度が、クロムの薄膜と金の薄膜との積
層膜のas depoの時のTCRに影響していること
が分かる。より詳細にいえば、この実施例の成膜条件に
おいては、Auの薄膜の蒸着速度が6Åまでの範囲で成
膜したクロムの薄膜と金の薄膜との積層膜のas de
poの時のTCRは、3400ppm/℃以上となる。
これに対しAuの薄膜の蒸着速度が10Å以上の範囲で
成膜したクロムの薄膜と金の薄膜との積層膜のas d
epoの時のTCRは、2800ppm/℃以下とな
る。したがって、TCRを例えば3000ppm/℃以
上としたい場合は、Auの薄膜の蒸着速度を最大でも1
0Åより遅くするのがよく、より好ましくは6Å以下と
するのが良いことが分かる。
As is clear from the results shown in Table 1, A
It can be seen that the deposition rate of the u thin film affects the TCR of the laminated film of the chromium thin film and the gold thin film at the time of as depo. More specifically, under the film forming conditions of this example, the as de of the laminated film of the chromium thin film and the gold thin film formed in the range where the deposition rate of the Au thin film was up to 6Å
The TCR at po is 3400 ppm / ° C or higher.
On the other hand, the as d of the laminated film of the chromium thin film and the gold thin film formed in the range where the deposition rate of the Au thin film is 10 Å or more
The TCR at epo is 2800 ppm / ° C or less. Therefore, when the TCR is desired to be 3000 ppm / ° C. or higher, the deposition rate of the Au thin film is 1 at the maximum.
It can be seen that it is better to make it slower than 0Å, and more preferably 6Å or less.

【0022】また、クロムの薄膜と金の薄膜との積層膜
(Cr/Au膜ともいう。)のasdepoの時のシー
ト抵抗を、Au膜の膜厚が2000ÅでCr膜の膜厚が
15Åである試料について測定したところ、130mΩ
/□であった。
Further, the sheet resistance of a laminated film of a chromium thin film and a gold thin film (also referred to as Cr / Au film) at asdepo is as follows: the Au film thickness is 2000Å and the Cr film thickness is 15Å. When measured on a certain sample, 130 mΩ
It was / □.

【0023】次に、表2に示した各実験試料のCr/A
u膜上に有機レジスト層(ここでは東京応化工業(株)
製、OFPR8300-30 の層)を1.3μmの厚さで形成し、
このレジスト層を通常のフォトリソグラフィ技術によ
り、所定形状にパターニングする(図示せず)。ここで
所定形状とは、Cr/Au膜を、図1に示した第1〜第
4の薄膜抵抗素子19a〜19d、リード電極21及び
ボンデイングパッド23a〜23dの一連の形状にパタ
ーニングできるマスク形状である。
Next, Cr / A of each experimental sample shown in Table 2
Organic resist layer on the u film (here, Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.)
Made of OFPR8300-30) with a thickness of 1.3 μm,
This resist layer is patterned into a predetermined shape by an ordinary photolithography technique (not shown). Here, the predetermined shape is a mask shape capable of patterning the Cr / Au film into a series of shapes of the first to fourth thin film resistance elements 19a to 19d, the lead electrode 21 and the bonding pads 23a to 23d shown in FIG. is there.

【0024】次に、この図示しないレジストパターンを
マスクとして、Cr/Au膜をここではArによるイオ
ンミーリングで選択的に除去する。これにより、第1〜
第4の薄膜抵抗素子19a〜19d、リード電極21及
びボンディングパッド23a〜23dを構成する薄膜パ
ターン(ただし、この発明に係る熱処理前のもの)が得
られる(図1参照)。なお、ここでは第1及び第2の薄
膜抵抗素子19a,19dは、図3におけるミアンダ形
状の部分の全長が360μmで幅Wが5μmのものとし
ている。また、リード電極21の線幅は配線抵抗の問題
が生じないような幅ここでは100μm以上の好適な幅
(薄膜抵抗素子部分での線幅5μmの20倍以上の好適
な寸法)としている。
Next, using the resist pattern (not shown) as a mask, the Cr / Au film is selectively removed by ion milling with Ar here. With this,
A thin film pattern (however, before the heat treatment according to the present invention) forming the fourth thin film resistance elements 19a to 19d, the lead electrode 21 and the bonding pads 23a to 23d is obtained (see FIG. 1). Here, the first and second thin film resistance elements 19a and 19d are assumed to have a meander-shaped portion having a total length of 360 μm and a width W of 5 μm in FIG. In addition, the line width of the lead electrode 21 is set to a width that does not cause a problem of wiring resistance, here, a suitable width of 100 μm or more (a suitable size of 20 times or more of the line width 5 μm in the thin film resistance element portion).

【0025】次に、図示しないレジストパターンを硫酸
5部と過酸化水素1部の混合液により除去する。
Next, the resist pattern (not shown) is removed with a mixed solution of 5 parts of sulfuric acid and 1 part of hydrogen peroxide.

【0026】レジストパターンの除去が済んだ各実験試
料を表2に示した各熱処理条件すなわち、:熱処理な
し、:350℃の温度で2時間、:450℃の温度
で2時間、:600℃の温度で2時間という各種熱処
理条件でそれぞれ処理する。なお、この実施例では、こ
の発明でいう酸素を含む雰囲気は、大気雰囲気としてい
る。ただし酸素を含む雰囲気は大気雰囲気に限られな
い。たとえば、大気雰囲気に比べ酸素含有量の多い雰囲
気(ほぼ酸素雰囲気も含む)としても良いと考える。
The heat treatment conditions shown in Table 2 for each of the experimental samples after the removal of the resist pattern were: no heat treatment, 350 ° C. for 2 hours, 450 ° C. for 2 hours, and 600 ° C. Each treatment is performed under various heat treatment conditions of temperature for 2 hours. In this embodiment, the atmosphere containing oxygen according to the present invention is an air atmosphere. However, the atmosphere containing oxygen is not limited to the atmospheric atmosphere. For example, it is considered that an atmosphere having a higher oxygen content than the air atmosphere (including almost an oxygen atmosphere) may be used.

【0027】各実験試料に対する熱処理においては、C
rの薄膜31のクロムはAuの薄膜33中に拡散しAu
−Crによる拡散層35が生じるもののこれにとどまら
ずAuの薄膜33の表面まで拡散するものもある。Au
の薄膜表面まで至ったクロムは熱処理雰囲気中(大気
中)の酸素の作用で酸化され、最終的にAuの薄膜の表
面にCr酸化物37として析出する(Auの薄膜表面に
一部のクロムがトラップされる)。したがって、Auの
薄膜にはCrは微小量しか存在しなくなるので、Au膜
のAu純度の低下は抑制される。このような現象が生じ
ることは、文献I(シン ソリッド フィルムズ(Thin
Solid Films),37(1976)pp.171−17
9)の特に第177頁のディスカスションの項やFi
g.5に記載されている事実からも正当化できると考え
る。
In the heat treatment for each experimental sample, C
The chromium of the thin film 31 of r diffuses into the thin film 33 of Au,
Although a diffusion layer 35 of -Cr is produced, there is not only this but a diffusion layer 35 that diffuses to the surface of the Au thin film 33. Au
The chromium that has reached the surface of the thin film of is oxidized by the action of oxygen in the heat treatment atmosphere (in the air), and finally precipitates as Cr oxide 37 on the surface of the thin film of Au (some chromium is present on the surface of the thin film of Au). Will be trapped). Therefore, since only a small amount of Cr is present in the Au thin film, the decrease in Au purity of the Au film is suppressed. The occurrence of such a phenomenon is caused by Document I (Thin Solid Films (Thin Solid Films
Solid Films), 37 (1976) pp. 171-17
9), especially the section on discussion on page 177 and Fi
g. I think that it can be justified based on the facts described in 5.

【0028】このように熱処理を行なった各実験試料の
TCRをそれぞれ測定したところ表2の右欄に示したよ
うな値となった。この表2の結果から、この発明を実施
する場合、Auの薄膜の膜厚、Crの薄膜の膜厚、Cr
/Au膜の熱処理条件を次のようにするのが好ましいと
考えられる。すなわち、先ず、Crの薄膜の膜厚は下地
とCr/Au膜との密着強度が確保される範囲であれば
薄い方がよい。また、Auの薄膜の膜厚はTCR以外の
特性を損ねない範囲であれば厚い方がよい。もちろん、
Auの薄膜の膜厚があまり厚いと薄膜抵抗素子の抵抗値
が所望値より小さくなるのでその点は考慮する。また、
熱処理温度は少なくとも、フローセンサが使用される温
度より高い範囲で好適な範囲とするのが良い。あまり高
いと無用にTCRを悪化させることになり、一方、低す
ぎては安定な薄膜抵抗素子を得るためのエージング処理
若しくはスクリーニング処理の目的が達成できないので
この点を考慮して好適な範囲とすれば良い。TCRを少
なくとも3000ppm/℃程度とする場合で、上記膜
厚などの条件の好適な範囲をこの実施例の場合で考える
と、Crの薄膜の膜厚は最大でも50Åがよく、より好
ましくは25Å以下がよいといえる。また、この実施例
で試した350〜600℃という熱処理温度及び2時間
という条理時間は、この発明の熱処理条件の好適な範囲
と考える。ただし、上述の膜厚、熱処理温度、熱処理時
間に関する条件は、フローセンサの仕様、特にTCRを
どの程度にするかを考慮して決定されるので、上記条件
に限られるものではない。
When the TCRs of the respective experimental samples thus heat-treated were measured, the values shown in the right column of Table 2 were obtained. From the results shown in Table 2, when the present invention is carried out, the thickness of the Au thin film, the thickness of the Cr thin film, and the Cr
It is considered preferable to set the heat treatment conditions for the / Au film as follows. That is, first, the thickness of the Cr thin film is preferably thin as long as the adhesion strength between the underlayer and the Cr / Au film is secured. Further, it is preferable that the thickness of the Au thin film is thick as long as it does not impair characteristics other than TCR. of course,
If the thickness of the Au thin film is too large, the resistance value of the thin film resistance element becomes smaller than the desired value. Also,
The heat treatment temperature is preferably at least in a suitable range higher than the temperature at which the flow sensor is used. If it is too high, the TCR is unnecessarily deteriorated. On the other hand, if it is too low, the purpose of the aging treatment or the screening treatment for obtaining a stable thin film resistance element cannot be achieved. Good. When the TCR is at least about 3000 ppm / ° C., and considering the preferable range of the conditions such as the above film thickness in the case of this embodiment, the film thickness of the Cr thin film is preferably 50 Å at the maximum, more preferably 25 Å or less. Can be said to be good. Further, the heat treatment temperature of 350 to 600 ° C. and the working time of 2 hours tried in this example are considered to be a suitable range of the heat treatment conditions of the present invention. However, the conditions regarding the film thickness, the heat treatment temperature, and the heat treatment time are not limited to the above conditions because they are determined in consideration of the specifications of the flow sensor, particularly the TCR.

【0029】Cr/Au膜を真空雰囲気や不活性雰囲気
で熱処理した後にはそのTCRが1000ppm/℃以
下になってしまったのに対し、この発明の方法である
と、依然3000ppm/℃という高いTCRを維持出
来るので、この発明の有用性が理解出来る。
After the Cr / Au film was heat-treated in a vacuum atmosphere or an inert atmosphere, its TCR became 1000 ppm / ° C. or less, whereas the method of the present invention still has a high TCR of 3000 ppm / ° C. Therefore, the usefulness of the present invention can be understood.

【0030】次に、この試料上に再び有機レジストの層
(ここではOFPR8300-30 の層)を形成する(図示せ
ず)。そしてこのレジスト層を、シリコン基板11に凹
部13、15(図1参照)を形成する為のエッチングマ
スクの形状に相当する形状にパターニングする。次い
で、この図示しないレジストパターンをマスクとしてS
iNX 膜をエッチングする。ここでは、CF4 とO2
の混合ガス(O2 を5%含有させたもの)でSiNX
をエッチングしている。次に、レジストパターンをO2
アッシングにより除去する。
Next, an organic resist layer (here, a layer of OFPR8300-30) is formed again on this sample (not shown). Then, this resist layer is patterned into a shape corresponding to the shape of an etching mask for forming the recesses 13 and 15 (see FIG. 1) in the silicon substrate 11. Next, using the resist pattern (not shown) as a mask, S
The iN x film is etched. Here, the SiN x film is etched with a mixed gas of CF 4 and O 2 (containing 5% of O 2 ). Next, the resist pattern is changed to O 2
Remove by ashing.

【0031】次に、この試料を500g/l(リット
ル)のKOH水溶液中に所定時間浸漬する。シリコン基
板のSiNX 膜で覆われていない部分はKOHによりエ
ッチングされる。このエッチングにおいて深さ200μ
mで、幅が800μmで、長さ3mmのストライプ状の
凹部13と、所定の大きさ(第2の薄膜抵抗素子19b
を浮かすことが出来る程度の大きさ)の長方形状の凹部
15をそれぞれ形成した。
Next, this sample is immersed in a 500 g / l (liter) KOH aqueous solution for a predetermined time. The portion of the silicon substrate not covered with the SiN x film is etched with KOH. The depth of 200μ in this etching
m, the width is 800 μm, and the stripe-shaped recess 13 is 3 mm in length and a predetermined size (second thin film resistance element 19b).
The rectangular recesses 15 each having a size capable of floating up are formed.

【0032】次に、この試料に、これの所定領域、この
場合は薄膜抵抗素子19a〜19d及びストライプ状の
凹部13子を含む領域を覆う蓋41(図1参照)を、例
えばエポキシ系接着材により接着固定する。ボンディン
グパッド23a〜23dが蓋41より外側となるように
蓋41は構成している。蓋41を固定し終えた試料を図
示しないアルミナ基板上に例えばAgペーストにてダイ
ボンディングする。そして、アルミナ基板上の電気回路
パターン(例えば電源ラインのパターンなど)と、フロ
ーセンサのボンディングパッドとをワイヤボンディング
する。
Next, a lid 41 (see FIG. 1) covering a predetermined region of the sample, in this case, the thin film resistance elements 19a to 19d and the stripe-shaped recess 13 is provided on the sample, for example, an epoxy adhesive. Adhesive fixing by. The lid 41 is configured so that the bonding pads 23a to 23d are located outside the lid 41. The sample with the lid 41 fixed is die-bonded on an alumina substrate (not shown) with Ag paste, for example. Then, the electric circuit pattern (for example, the pattern of the power supply line) on the alumina substrate and the bonding pad of the flow sensor are wire-bonded.

【0033】この発明の方法では、クロム及び金を用い
て薄膜抵抗素子を構成した場合でも、Cr/Au膜のa
s depo時のTCRをほぼ維持する薄膜低抵抗素子
が得られる。また、実施例のように薄膜抵抗素子、ボン
ディグパッド、これらの間のリード電極を共通なCr/
Au膜で構成することもできるので、薄膜抵抗素子、ボ
ンディグパッド、これらの間のリード電極のパターニン
グを1枚のホトマスクでおこなえる。それ以外にはSi
X 膜のパターニング用のレジストパターンを得るため
にホトマスクを使用するのみであるので、都合、2枚の
ホトマスクでフローセンサの製造が行なえる。
According to the method of the present invention, even when the thin film resistance element is formed by using chromium and gold, a of the Cr / Au film is formed.
It is possible to obtain a thin film low resistance element that substantially maintains the TCR at s depo. Further, as in the embodiment, the thin film resistance element, the bonding pad, and the lead electrode between them are made of the common Cr /
Since it can be formed of an Au film, patterning of the thin film resistance element, the bonding pad, and the lead electrode between them can be performed with one photomask. Other than that, Si
Since only the photomask is used to obtain the resist pattern for patterning the N x film, the flow sensor can be conveniently manufactured with two photomasks.

【0034】なお、この実施例のフローセンサであって
図1の第1の薄膜抵抗素子19aでのミアンダ形状の部
分の全長が360μmで幅Wが5μmでAuの膜厚が2
000Åのものは、その抵抗値がほぼ100Ωとなる。
この薄膜抵抗素子19aに6mAの電流を流すとこの薄
膜抵抗素子19aの温度はおおよそ190℃に上昇す
る。また、この薄膜抵抗素子19aにガスが触れるとガ
スの流量に応じこの薄膜抵抗素子の温度は変化するの
で、これに応じ抵抗値が変化する。この薄膜抵抗素子1
9aは他の薄膜抵抗素子19a〜19cとホイートスト
ーンブリッジを構成しているから、ガスの流量による薄
膜抵抗素子19aの温度変化に伴う抵抗値の変化に応じ
高感度に変化するホイートストーンブリッジ中央の電圧
出力VX を測定することにより、ガス流量を高感度に感
知できる。なお、ホイートストーンブリッジ中央の電圧
出力VX とは、図1の例でいえばボンディングパッド2
3aと23dとの間に生じる電圧である。また、ホイー
トストーンブリッジを構成する4つの薄膜抵抗素子19
a〜19dはその製造途中で酸素を含む雰囲気で熱処理
してあるのでセンサとして使用した場合の経時変化は、
ガスが流れていない場合の上記VX の値の変化量でいっ
て5μV/Hour以下と少ないものであった。この値
はガスの流量を測定するうえで問題のない値であるの
で、この発明の方法はこの点でも特性の良いフローセン
サを提供出来る方法であることが分かる。
In the flow sensor of this embodiment, the meander-shaped portion of the first thin film resistance element 19a in FIG. 1 has a total length of 360 μm, a width W of 5 μm, and a Au film thickness of 2 μm.
The resistance value of 000Å is almost 100Ω.
When a current of 6 mA is passed through the thin film resistance element 19a, the temperature of the thin film resistance element 19a rises to about 190 ° C. Further, when gas contacts the thin film resistance element 19a, the temperature of the thin film resistance element changes according to the flow rate of the gas, and the resistance value changes accordingly. This thin film resistance element 1
Since 9a constitutes a Wheatstone bridge with other thin film resistance elements 19a to 19c, the Wheatstone bridge which changes highly sensitively according to the change of the resistance value accompanying the temperature change of the thin film resistance element 19a due to the gas flow rate. The gas flow rate can be sensed with high sensitivity by measuring the central voltage output V X. The voltage output V X at the center of the Wheatstone bridge is the bonding pad 2 in the example of FIG.
It is a voltage generated between 3a and 23d. In addition, four thin film resistance elements 19 forming a Wheatstone bridge
Since a to 19d are heat-treated in an atmosphere containing oxygen during the manufacturing, the change with time when used as a sensor is
The amount of change in the value of V X when no gas was flowing was as small as 5 μV / Hour or less. Since this value has no problem in measuring the gas flow rate, it can be seen that the method of the present invention can provide a flow sensor having excellent characteristics in this respect as well.

【0035】上述においては、この発明のフローセンサ
の製造方法の実施例について説明したが、この発明は上
述の実施例に限られない。たとえば、この発明の製造方
法を適用出来るフローセンサは図1及び図2を用いて説
明した構造のものに限られずCr及びAuを用いて薄膜
抵抗素子を作製しようとするフローセンサ全てに適用出
来ることは明らかである。
Although the embodiment of the method for manufacturing the flow sensor of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the flow sensor to which the manufacturing method of the present invention can be applied is not limited to the one having the structure described with reference to FIGS. 1 and 2, but can be applied to all flow sensors intended to manufacture a thin film resistance element using Cr and Au. Is clear.

【0036】また、上述の実施例ではCrの薄膜及びA
uの薄膜を電子ビーム蒸着法により形成する例を示した
が、これら薄膜の成膜方法はこれに限られない。たとえ
ば、スパッタ法を用いても良い。この場合は、シリコン
窒化膜の形成とCrの薄膜及びAuの薄膜の形成とを連
続的に行なえるので工程の簡略化、成膜装置の削減など
の点で好適である。
In the above-mentioned embodiment, the thin film of Cr and A
An example of forming the thin film of u by the electron beam evaporation method has been shown, but the film forming method of these thin films is not limited to this. For example, a sputtering method may be used. In this case, the formation of the silicon nitride film and the formation of the Cr thin film and the Au thin film can be performed continuously, which is preferable in terms of simplifying the process, reducing the number of film forming devices, and the like.

【0037】また、上述の実施例では、Cr/Au膜を
薄膜抵抗素子、リード電極及びボンデイングパッドの形
状にパターニングした後にこの発明に係る熱処理をする
例を説明しているが、Cr/Au膜に対し先ずこの発明
に係る熱処理をし、その後にこの薄膜を薄膜抵抗素子等
の形状にパターニングしてもこの発明の効果は得られ
る。
Further, in the above-mentioned embodiment, an example in which the heat treatment according to the present invention is performed after the Cr / Au film is patterned into the shapes of the thin film resistance element, the lead electrode and the bonding pad, is explained. On the other hand, the effect of the present invention can be obtained by first performing the heat treatment according to the present invention and then patterning the thin film into the shape of a thin film resistance element or the like.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】[0040]

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明のフローセンサの製造方法によれば、薄膜抵抗素
子を作製するためのCr/Au膜に対し酸素雰囲気で所
定の熱処理を行なうので、クロム(Cr)を用いるにも
かかわらず実用的なTCRを示す薄膜抵抗素子が得られ
る。このため、所望の感度を有するフローセンサであっ
て金を用いることによる種々の特徴を有したフローセン
サ、たとえば、(1).耐腐食性、耐酸化性にすぐれるフロ
ーセンサ、(2).測定可能なガスの種類が多いフローセン
サ、(3).薄膜抵抗素子、リード電極及びボンディングパ
ッドを一括形成できるので製造が簡単なフローセンサが
得られる。
As is apparent from the above description, according to the method of manufacturing a flow sensor of the present invention, the Cr / Au film for manufacturing the thin film resistance element is subjected to the predetermined heat treatment in the oxygen atmosphere. , A thin film resistance element exhibiting a practical TCR can be obtained despite using chromium (Cr). Therefore, a flow sensor having a desired sensitivity and having various characteristics by using gold, for example, (1), a flow sensor having excellent corrosion resistance and oxidation resistance, (2). (3). A thin film resistance element, lead electrode, and bonding pad can be collectively formed, so that a flow sensor that is easy to manufacture can be obtained.

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

【図1】この発明の方法により製造することとしたフロ
ーセンサ(製造対象のフロセンサ)の構造説明に供する
平面図である。
FIG. 1 is a plan view for explaining the structure of a flow sensor (flow sensor to be manufactured) which is manufactured by the method of the present invention.

【図2】(A)及び(B)は、この発明の方法により製
造することとしたフローセンサ(製造対象のフローセン
サ)の構造説明に供する要部断面図である。
2 (A) and 2 (B) are cross-sectional views of a main part used for explaining the structure of a flow sensor (flow sensor to be manufactured) manufactured by the method of the present invention.

【図3】薄膜抵抗素子の形状例を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the shape of a thin film resistance element.

【図4】(A)〜(D)は、実施例の製造方法の説明に
供する工程図である。
FIG. 4A to FIG. 4D are process drawings for explaining the manufacturing method of the example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:フローセンサ 11:シリコン基板 13:ストライプ状の凹部(ガス流路の一部) 15:長方形状の凹部 17:下地(シリコン窒化膜) 19a〜19d:薄膜抵抗素子 21:リード電極 23a〜23d:ボンディングパッド 31:クロムの薄膜 33:金の薄膜 35:Au−Crによる拡散層 37:Cr酸化物 41:蓋 10: Flow sensor 11: Silicon substrate 13: Striped recess (a part of gas flow path) 15: Rectangular recess 17: Base (silicon nitride film) 19a to 19d: thin film resistance element 21: Lead electrode 23a-23d: Bonding pad 31: Chromium thin film 33: Gold thin film 35: Au-Cr diffusion layer 37: Cr oxide 41: Lid

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 豊平 栃木県芳賀郡芳賀町大字下高根沢4630番 地 株式会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平2−121301(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01C 7/02 - 7/22 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toyohira Nakajima 4630 Shimotakanezawa, Haga-cho, Haga-gun, Tochigi Prefecture Inside the Honda R & D Co., Ltd. (56) Reference JP-A-2-121301 (JP, A) (58) ) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01C 7/ 02-7/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下地上に通電により発熱する薄膜抵抗素
子であって温度により抵抗値が変化する薄膜抵抗素子を
具えるフローセンサを製造するに当たり、 薄膜抵抗素子の形成は、 下地上にクロムの薄膜及び該クロムの薄膜より厚い膜厚
の金の薄膜を形成する工程と、 酸素を含む雰囲気で、前記クロムの薄膜から前記金の薄
膜へのクロムの拡散を促しかつ該金の薄膜表面に拡散し
てきたクロムを酸化させるための熱処理をする工程と、 前記熱処理の前または後に、前記下地上の薄膜を当該薄
膜抵抗素子の形状にパターニングする工程とを含む工程
により行なうことを特徴とするフローセンサの製造方
法。
1. When manufacturing a flow sensor comprising a thin film resistance element that heats up on the lower ground by energization and whose resistance value changes with temperature, the thin film resistance element is formed by forming chromium on the lower ground. Forming a thin film of gold and a thin film of gold thicker than the thin film of chromium, and promoting diffusion of chromium from the thin film of chromium to the thin film of gold in an atmosphere containing oxygen and diffusing to the surface of the thin film of gold. Flow sensor, which comprises a step of performing a heat treatment for oxidizing chromium, and a step of patterning the thin film on the underlayer into the shape of the thin film resistance element before or after the heat treatment. Manufacturing method.
【請求項2】 請求項1に記載のフローセンサの製造方
法において、 フローセンサが前記薄膜抵抗素子に接続されるリード電
極及び該リード電極に接続されるボンディングパッドを
さらに具えるものの場合、 前記薄膜のパターニング工程において前記下地上の薄膜
を当該薄膜抵抗素子、リード電極およびボンディングパ
ッドの一連の形状にパターニングすることを特徴とする
フローセンサの製造方法。
2. The method of manufacturing a flow sensor according to claim 1, wherein the flow sensor further includes a lead electrode connected to the thin film resistance element and a bonding pad connected to the lead electrode. In the patterning step, the method of manufacturing a flow sensor, wherein the thin film on the base is patterned into a series of shapes of the thin film resistance element, the lead electrode and the bonding pad.
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