JP5100733B2 - ガスセンサ素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
2 シリコン単結晶基板
3,103,203 支持体
3A 表面
3B,103B,203B 裏面
5,105,205 開口部
5A,105A,205A 縁部
7,107,207 空洞部
9 ベース絶縁層
11 下部絶縁層
11A 表面
13 上部絶縁層
13A 表面
15 固定部
17,117,217 非固定部
19,119 ヒータ配線パターン
21,121,221 中央部
C 中心点
23,123,223 連結部
25 電気ヒータ部
27,127 電極配線パターン
29,129 検出用電極部
31,131 感応膜
33,133,233 基部
33A,133A,233A 縁部
SC 仮想円
35,135,235 延伸部
1351,2351 第1の延伸部分
1351A,2351A 一端
1351B,2351B 他端
1352,2352 第2の延伸部分
51,52,53,54 四隅
55,56,57,58 4つの辺
SD1,SD2 仮想対角線
Claims (9)
- 厚み方向に対向する表面及び裏面を備え、且つ少なくとも前記表面に開口する開口部を有する空洞部を備えたシリコン単結晶基板からなる支持体と、
窒化シリコン及び酸化シリコンからなる下部絶縁層と窒化酸化シリコンからなる上部絶縁層とが積層されて構成され且つ前記支持体の前記表面上に裏面が固定される固定部及び前記固定部と一体に設けられて前記支持体の前記開口部上に位置する非固定部を有するベース絶縁層と、
前記下部絶縁層と前記上部絶縁層との間に形成されて、前記非固定部の中央部内に電気ヒータ部を有するヒータ配線パターンと、
前記上部絶縁層の表面上に形成され前記非固定部に検出用電極部を有する電極配線パターンと、
前記検出用電極部を覆うように前記非固定部の前記中央部上に塗布形成された感応膜とを備え、
前記ベース絶縁層の前記非固定部が、前記中央部及び前記中央部と前記固定部とを連結する4本の連結部を備えたガスセンサ素子であって、
前記連結部は前記開口部の縁部に沿って延びる基部と該基部から前記中央部に向かって延びて前記中央部に連結された延伸部とからなり、
前記開口部の輪郭形状は方形状を呈しており、
4本の前記連結部の基部が、前記開口部の四隅に位置し、前記基部は前記開口部の前記縁部を構成する4つの辺のうち対応する前記隅を形成する2つの前記辺に跨るように形成されており、
前記4本の連結部の前記基部の前記中央部と対向する縁部が前記中央部の中心点を中心とする仮想円に沿うように前記非固定部が形成されているガスセンサ素子。 - 厚み方向に対向する表面及び裏面を備え、且つ少なくとも前記表面に開口する開口部を有する空洞部を備えた支持体と、
複数の絶縁層が積層されて構成され且つ前記支持体の前記表面上に裏面が固定される固定部及び前記固定部と一体に設けられて前記支持体の前記開口部上に位置する非固定部を有するベース絶縁層と、
前記ベース絶縁層の内部に形成されて、前記非固定部の中央部内に電気ヒータ部を有するヒータ配線パターンと、
前記ベース絶縁層の表面上に形成され前記非固定部に検出用電極部を有する電極配線パターンと、
前記検出用電極部を覆うように前記非固定部の前記中央部上に形成された感応膜とを備え、
前記ベース絶縁層の前記非固定部が、前記中央部及び前記中央部と前記固定部とを連結する複数本の連結部を備えたガスセンサ素子であって、
前記連結部は前記開口部の縁部に沿って延びる基部と該基部から前記中央部に向かって延びて前記中央部に連結された延伸部とからなり、
前記基部の最大幅寸法は前記延伸部の最大幅寸法よりも大きくなっており、
前記4本の連結部の前記基部の前記中央部と対向する縁部が前記中央部の中心点を中心とする仮想円に沿うように前記非固定部が形成されていることを特徴とするガスセンサ素子。 - 前記開口部の輪郭形状は方形状を呈しており、
4本の前記連結部の基部が、前記開口部の四隅に位置していることを特徴とする請求項2に記載のガスセンサ素子。 - 前記基部は、前記開口部の前記縁部を構成する4つの辺のうち対応する前記隅を形成する2つの前記辺に跨るように形成されている請求項3に記載のガスセンサ素子。
- 前記中央部は円板形状を有しており、
前記4本の連結部の前記延伸部は、前記四隅に対して仮想した2本の仮想対角線に沿って延びている請求項1,3または4に記載のガスセンサ素子。 - 前記中央部は円板形状を有しており、
前記連結部の前記延伸部は、方形状の前記開口部の縁部の一辺に沿って延び且つ一端が前記基部と連続する第1の延伸部分と該第1の延伸部分の他端と連続し前記第1の延伸部分と直交し前記中央部に向かって延びる第2の延伸部分とからなる請求項1,3または4に記載のガスセンサ素子。 - 前記円板形状の前記中央部の直径寸法は前記仮想円の直径寸法の0.1〜0.7倍である請求項5または6に記載のガスセンサ素子。
- 前記空洞部は、前記開口部から前記支持体の前記裏面に向かうに従って横断面積が小さくなる切頭四角錐または四角錐形状を有している請求項1乃至6のいずれか1項に記載のガスセンサ素子。
- 厚み方向に対向する表面及び裏面を備え、且つ少なくとも前記表面に開口する開口部を有する空洞部を備えたシリコン単結晶基板からなる支持体と、窒化シリコン及び酸化シリコンからなる下部絶縁層と窒化酸化シリコンからなる上部絶縁層とが積層されて構成され且つ前記支持体の前記表面上に裏面が固定される固定部及び前記固定部と一体に設けられて前記支持体の前記開口部上に位置する非固定部を有するベース絶縁層と、前記ベース絶縁層の内部に形成されて、前記非固定部の中央部内に電気ヒータ部を有するヒータ配線パターンと、前記上部絶縁層の表面上に形成され前記非固定部に検出用電極部を有する電極配線パターンと、前記検出用電極部を覆うように前記非固定部の前記中央部上に塗布形成された感応膜とを備え、前記ベース絶縁層の前記非固定部が前記中央部及び前記中央部と前記固定部とを連結する4本の連結部を備えたガスセンサ素子の製造方法であって、
前記支持体の材料として、厚み方向に対向する表面及び裏面を備えるシリコン単結晶基板を用意し、
前記シリコン単結晶基板の前記表面上に前記下部絶縁層を形成し、前記下部絶縁層の前記非固定部の中央部を構成する部分の表面上に前記電気ヒータ部が形成されるように前記下部絶縁層の表面上に前記ヒータ配線パターンを形成し、前記ヒータ配線パターンを覆うように前記下部絶縁層の表面上に前記上部絶縁層を形成して、前記シリコン単結晶基板の前記表面上に前記ベース絶縁層を形成し、
前記ベース絶縁層を構成する前記上部絶縁層の前記非固定部を構成する部分の表面上に前記検出用電極部が形成されるように、前記ベース絶縁層の表面上に前記電極配線パターンを形成し、
前記ベース絶縁層の表面に前記固定部と前記非固定部の形状が残る形状にエッチングレジスト膜を形成した後、反応性イオンエッチングにより前記シリコン単結晶基板の前記表面が露出するまで前記ベース絶縁層をエッチングして、前記連結部が前記開口部の縁部に沿って延びる基部と該基部から前記中央部に向かって延びて前記中央部に連結する延伸部とからなるように前記連結部を形成し、
異方性エッチングにより前記シリコン単結晶基板の前記露出した表面側からエッチングを施して、輪郭形状が方形状になる前記開口部を有し、かつ前記開口部から前記支持体の裏面に向かうに従って横断面積が小さくなる切頭四角錐または四角錐形状を有する空洞部を形成し、かつ前記4本の連結部の前記基部の前記中央部と対向する縁部が前記中央部の中心点を中心とする仮想円に沿うように前記非固定部を形成し、
少なくとも中央部の前記エッチングレジスト膜を除去して前記検出用電極部を露出させて、前記検出用電極部を覆うように前記中央部の表面に前記感応膜を形成するガスセンサ素子の製造方法。
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