JP6073512B1 - 差圧検出素子、流量計測装置、及び、差圧検出素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
2…主流路
3…オリフィス
4…バイパス路
5…上流開口
6…下流開口
10…差圧検出素子
11…支持基板
111…貫通孔
112…上面
12…カンチレバー部
121…固定端
122…隙間
13…拡散層
131,132…ピエゾ抵抗部
133〜135…リード部
14…第1の絶縁層
141,142…開口
15…第2の絶縁層
151,152…開口
16,17…配線部
20…流量演算部
30…SOIウェハ
31…第1のシリコン層
32…シリコン酸化層
33…第2のシリコン層
41…熱シリコン酸化層
42…堆積シリコン酸化層
51〜56…第1〜第6のレジスト層
Claims (8)
- 開口を有する支持部と、
前記開口に突出するように前記支持部に片持ち支持されたカンチレバー部と、
前記カンチレバー部の固定端に設けられたピエゾ抵抗部を含む拡散層と、
前記拡散層に電気的に接続された一対の配線部と、
前記拡散層を覆う第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層に積層された第2の絶縁層と、を備えており、
前記第1の絶縁層の線膨張係数は、前記カンチレバー部を構成する材料の線膨張係数に対して相対的に小さく、
前記第2の絶縁層の線膨張係数は、前記第1の絶縁層の線膨張係数に対して相対的に大きい差圧検出素子。 - 請求項1に記載の差圧検出素子であって、
前記カンチレバー部は、シリコンから構成されており、
前記第1の絶縁層は、シリコン酸化層であり、
前記第2の絶縁層は、シリコン窒化層である差圧検出素子。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の差圧検出素子であって、
前記拡散層は、一対の前記配線部と前記ピエゾ抵抗部を電気的に直列接続するリード部を含んでおり、
前記リード部における不純物の濃度は、前記ピエゾ抵抗部における不純物の濃度に対して相対的に高い差圧検出素子。 - 主流路を流れる流体の流量を検出する流量計測装置であって、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の差圧検出素子と、
一対の連通口を介して前記主流路に連通していると共に、前記差圧検出素子が設けられたバイパス路と、
前記差圧検出素子の出力に基づいて前記流体の流量を演算する流量演算部と、を備えた流量計測装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の差圧検出素子の製造方法であって、
SOI基板の一方のシリコン層に不純物をドーピングすることで、前記拡散層を形成する第1のステップと、
前記拡散層の上に前記第1の絶縁層を形成する第2のステップと、
前記第1の絶縁層上に前記第2の絶縁層を形成する第3のステップと、を備えており、
前記第2のステップの成膜温度は、1200℃以下であり、
前記第3のステップの成膜温度は、800℃以下である差圧検出素子の製造方法。 - 請求項6に記載の差圧検出素子の製造方法であって、
下記の(2)式を満たす差圧検出素子の製造方法。
α0は前記カンチレバー部を構成する材料の線膨張係数であり、
α1は前記第1の絶縁層の線膨張係数であり、
v1は前記第1の絶縁層のポアソン比であり、
E1は前記第1の絶縁層のヤング率であり、
dT1は前記第1の絶縁層の成膜後の冷却過程における温度差であり、
w1は前記第1の絶縁層の厚さであり、
α2は前記第2の絶縁層の線膨張係数であり、
v2は前記第2の絶縁層のポアソン比であり、
E2は前記第2の絶縁層のヤング率であり、
dT2は前記第2の絶縁層の成膜後の冷却過程における温度差であり、
w2は前記第2の絶縁層の厚さである。 - 請求項6又は7に記載の差圧検出素子の製造方法であって、
前記第1のステップは、前記シリコン層に対して熱酸化処理を行うことで熱シリコン酸化層を形成することを含み、
前記第2のステップは、
CVD法によって前記熱シリコン酸化層上に堆積シリコン酸化層を形成することと、
前記熱シリコン酸化層及び前記堆積シリコン酸化層に対してアニール処理を行うことで、前記第1の絶縁層を形成することと、を含み、
前記第3のステップは、CVD法によって前記シリコン窒化層を形成することを含んでおり、
前記第2のステップの成膜温度は、前記第2のステップでの前記アニール処理の温度であり、
前記第3のステップの成膜温度は、前記第3のステップでの前記CVD法の温度である差圧検出素子の製造方法。
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