JPH04332822A - Thermal flow rate sensor - Google Patents

Thermal flow rate sensor

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JPH04332822A
JPH04332822A JP3102740A JP10274091A JPH04332822A JP H04332822 A JPH04332822 A JP H04332822A JP 3102740 A JP3102740 A JP 3102740A JP 10274091 A JP10274091 A JP 10274091A JP H04332822 A JPH04332822 A JP H04332822A
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JP
Japan
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resistor
flow rate
single crystal
crystal silicon
silicon layer
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Yuji Ariyoshi
雄二 有吉
Koji Tanimoto
考司 谷本
Mikio Bessho
別所 三樹生
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To improve response by forming a heat generating resistor and a heater temperature detecting resistor vertically via a thin insulation layer. CONSTITUTION:A first insulation layer 3 is formed on a first single crystal silicon layer 1 and a heater temperature detecting resistor 2 formed thereon. A second insulation layer 6 is formed on a second single crystal silicon layer 4 formed on the layer 3 and on a heater temperature detecting resistor 5 formed thereon. The insulation layer 3 can be thin up to a submicron order, so that the resistors 2, 5 placed on and under it can be close to each other. Therefore time required for heat conduction between the resistors 2, 5 is shortened and response is improved. In addition the resistors 2, 5 are electrically insulated by the insulation layer 3 so that they will not electrically contact with each other.

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、エンジンの吸入空気
量を測定する熱式流量センサに関し、特にその流量検出
用感温抵抗素子の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal flow rate sensor for measuring the intake air amount of an engine, and more particularly to an improvement in a temperature-sensitive resistance element for detecting the flow rate.

【0002】0002

【従来の技術】一般に自動車のエンジンの電子制御式燃
料噴射装置においては、空燃比制御のためエンジンへの
吸入空気量を精度良く計測することが重要である。この
空気流量センサとして従来ベーン式のものが主流であっ
たが、小型で質量流量が得られ、応答性の良い熱式流量
センサが普及しつつある。この熱式流量センサは吸入空
気中に配設した感温抵抗体に電流を給電して発熱させ、
この発熱体から吸入空気中への伝熱現象を利用したもの
で、検出回路として応答性に優れた定温度測定法が一般
的に用いられている。定温度測定法は発熱体の温度が常
に吸気温度より一定温度高くなるようにブリッジ回路と
差動増幅器とを構成し、発熱体から空気中への伝熱量を
計測する方法である。
2. Description of the Related Art Generally, in electronically controlled fuel injection systems for automobile engines, it is important to accurately measure the amount of air intake into the engine in order to control the air-fuel ratio. Conventionally, vane type air flow sensors have been mainstream, but thermal type flow sensors are becoming more popular because they are small, can provide a mass flow rate, and have good responsiveness. This thermal flow sensor generates heat by supplying current to a temperature-sensitive resistor placed in the intake air.
This method utilizes the phenomenon of heat transfer from the heating element to the intake air, and a constant temperature measurement method with excellent responsiveness is generally used as a detection circuit. The constant temperature measurement method is a method in which a bridge circuit and a differential amplifier are configured so that the temperature of the heating element is always a certain temperature higher than the intake air temperature, and the amount of heat transferred from the heating element to the air is measured.

【0003】従来の熱式流量センサの流量検出用素子の
横断平面図を図16に示す。図示した流量検出用素子1
0は例えば特開平2−44211号公報に示されたもの
で、図において、1は絶縁基板、2は発熱用抵抗の温度
を検出する発熱体温度検出用抵抗、5は前記絶縁基板1
上に堆積された白金等の金属薄膜を蛇行形状に加工して
形成された温度依存性を持つ発熱用抵抗、11は保持部
材、12はリードである。以上のように構成された流量
検出用素子は小型で、一枚基板から多くの素子を製作で
きるので量産性に優れている。
FIG. 16 shows a cross-sectional plan view of a flow rate detection element of a conventional thermal flow rate sensor. Illustrated flow rate detection element 1
0 is shown in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-44211, and in the figure, 1 is an insulating substrate, 2 is a heating element temperature detection resistor for detecting the temperature of the heating resistor, and 5 is the insulating substrate 1.
A heat-generating resistor having temperature dependence is formed by processing a metal thin film such as platinum deposited thereon into a meandering shape, 11 is a holding member, and 12 is a lead. The flow rate detection element configured as described above is small and has excellent mass productivity because many elements can be manufactured from a single substrate.

【0004】以上のような構造の流量検出用素子10を
、図17に示すように、前記絶縁基板上に発熱用抵抗5
と同様な構造を有する流体温度検出用抵抗14が形成さ
れた流体温度検出用素子15とともに流路管16内に配
設する。流量検出用素子10、流体温度検出用素子15
とともに管壁に設けられた保持部材11により機械的に
固定され、しかも外部制御回路と電気的に接続されてい
る。
As shown in FIG. 17, the flow rate detection element 10 having the above-described structure is provided with a heating resistor 5 on the insulating substrate.
A fluid temperature detection resistor 14 having a similar structure is disposed in a flow path pipe 16 together with a fluid temperature detection element 15 formed thereon. Flow rate detection element 10, fluid temperature detection element 15
It is also mechanically fixed by a holding member 11 provided on the tube wall, and is electrically connected to an external control circuit.

【0005】また、前記発熱体温度検出用抵抗2と前記
流体温度検出用抵抗14は他の固定抵抗とともに図18
に示すようなブリッジ回路を構成する。前記発熱用抵抗
5はこのブリッジ回路から独立している。図において2
1,22,23は固定抵抗、24は差動増幅器、25は
パワートランジスタ、26は入力端子、27は出力端子
である。固定抵抗22と23の接続点P及び、固定抵抗
21と発熱体温度検出用抵抗2との接続点Qは差動増幅
器23の入力端子に接続されている。差動増幅器24の
出力はパワートランジスタ25を介して上記ブリッジに
接続されている。また、パワートランジスタ25のエミ
ッタ端子には発熱用抵抗5が接続され、発熱用抵抗5の
他端は接地されている。
Further, the heating element temperature detection resistor 2 and the fluid temperature detection resistor 14 are shown in FIG. 18 together with other fixed resistors.
Configure a bridge circuit as shown in . The heat generating resistor 5 is independent from this bridge circuit. In the figure 2
1, 22, and 23 are fixed resistors, 24 is a differential amplifier, 25 is a power transistor, 26 is an input terminal, and 27 is an output terminal. A connection point P between the fixed resistors 22 and 23 and a connection point Q between the fixed resistance 21 and the heating element temperature detection resistor 2 are connected to the input terminal of the differential amplifier 23. The output of the differential amplifier 24 is connected to the bridge via a power transistor 25. Further, a heat generating resistor 5 is connected to the emitter terminal of the power transistor 25, and the other end of the heat generating resistor 5 is grounded.

【0006】次に動作について説明する。前記ブリッジ
回路は、発熱体温度検出用抵抗2の温度が流体温度検出
用抵抗14の温度よりある一定温度ΔTだけ高いときに
平衡状態となるよう固定抵抗21,22,23の抵抗値
が定められている。言い換えれば、前記ブリッジ回路は
発熱体温度検出用抵抗2と流体温度検出用抵抗14の温
度差が常にΔTとなるように動作する。例えば、両抵抗
の温度差がΔTより小さくなると接続点Qの電位は接続
点Pの電位より低くなり、差動増幅器24の出力電圧が
高レベルとなりトランジスタ25に作用する。その結果
、発熱用抵抗5への供給電力が増大し、発熱用抵抗5の
温度が上昇し、発熱体温度検出用抵抗2の温度も上昇す
る。そして、流体温度検出用抵抗14と発熱体温度検出
用抵抗2の温度差がΔTに等しくなると差動増幅器24
の出力が低レベルとなり、発熱用抵抗5への供給電力の
増加が停止する。
Next, the operation will be explained. In the bridge circuit, the resistance values of the fixed resistors 21, 22, and 23 are determined so that an equilibrium state is reached when the temperature of the heating element temperature detection resistor 2 is higher than the temperature of the fluid temperature detection resistor 14 by a certain constant temperature ΔT. ing. In other words, the bridge circuit operates so that the temperature difference between the heating element temperature detection resistor 2 and the fluid temperature detection resistor 14 is always ΔT. For example, when the temperature difference between both resistors becomes smaller than ΔT, the potential at the connection point Q becomes lower than the potential at the connection point P, and the output voltage of the differential amplifier 24 becomes high level and acts on the transistor 25. As a result, the power supplied to the heat generating resistor 5 increases, the temperature of the heat generating resistor 5 rises, and the temperature of the heat generating element temperature detecting resistor 2 also rises. When the temperature difference between the fluid temperature detection resistor 14 and the heating element temperature detection resistor 2 becomes equal to ΔT, the differential amplifier 24
output becomes low level, and the increase in power supplied to the heat generating resistor 5 is stopped.

【0007】このように発熱用抵抗5への電力供給を制
御することにより発熱体温度検出用抵抗2と流体温度検
出用抵抗14の温度差が一定に保たれる。この熱平衡状
態において加熱電流Iは流体の質量流量Qmだけの関数
となる。よって加熱電流Iは発熱用抵抗5における電圧
降下として出力端子27において測定することにより質
量流量が検出できる。
By controlling the power supply to the heat generating resistor 5 in this manner, the temperature difference between the heat generating element temperature detecting resistor 2 and the fluid temperature detecting resistor 14 is kept constant. In this state of thermal equilibrium, the heating current I is a function only of the fluid mass flow rate Qm. Therefore, by measuring the heating current I at the output terminal 27 as a voltage drop across the heating resistor 5, the mass flow rate can be detected.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た熱式流量センサは、発熱用抵抗5の温度を発熱体温度
検出用抵抗2で検出しているため、発熱用抵抗5の熱が
温度検出用抵抗2に熱伝導によって伝わるまでに時間が
必要である。この熱伝導に要する時間はセンサの応答性
に影響し、応答性向上のためにはこの熱伝導時間をでき
る限り短縮しなければならない。熱伝導に要する時間を
短縮するには両抵抗間の距離を短縮すればよいが、従来
の熱式流量センサは上記のように基板の同一平面上に発
熱用抵抗5と温度検出用抵抗2が形成されているため、
両抵抗を近接させるにはエッチング、レーザートリミン
グ等の加工技術に依存する限界がある。また、あまり近
づけすぎると電気的に接触して短絡する恐れもある。
[Problems to be Solved by the Invention] In the thermal flow sensor configured as described above, the temperature of the heat generating resistor 5 is detected by the heat generating element temperature detecting resistor 2, so that the heat of the heat generating resistor 5 is detected by the heat generating element temperature detecting resistor 2. It takes time for the heat to be transmitted to the temperature detection resistor 2 by conduction. The time required for this heat conduction affects the responsiveness of the sensor, and in order to improve the responsiveness, this heat conduction time must be shortened as much as possible. The time required for heat conduction can be shortened by shortening the distance between both resistors, but in conventional thermal flow sensors, the heat generating resistor 5 and the temperature detecting resistor 2 are placed on the same plane of the board as described above. Because it is formed,
There is a limit to how the two resistors can be brought close to each other, which depends on processing techniques such as etching and laser trimming. Also, if they are brought too close together, there is a risk of electrical contact and a short circuit.

【0009】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、応答性を改善することのできる
熱式流量センサを得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a thermal flow sensor that can improve responsiveness.

【0010】0010

【課題を解決するための手段】この発明に係わる熱式流
量センサは、第1の単結晶シリコン層と、この第1の単
結晶シリコン層に形成された発熱用抵抗と、第1の単結
晶シリコン層及び発熱用抵抗上に形成された第1の絶縁
層と、この第1の絶縁層上に形成された第2のシリコン
単結晶層と、第2の単結晶シリコン層に形成された発熱
体温度検出用抵抗と、前記第2の単結晶シリコン層及び
発熱体温度検出用抵抗上に形成された第2の絶縁層とか
らなる流体流量検出用素子を備えたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A thermal flow rate sensor according to the present invention includes a first single-crystal silicon layer, a heating resistor formed on the first single-crystal silicon layer, and a first single-crystal silicon layer. A first insulating layer formed on the silicon layer and the heat generating resistor, a second silicon single crystal layer formed on the first insulating layer, and a heat generating layer formed on the second single crystal silicon layer. The present invention is characterized in that it includes a fluid flow rate detection element including a body temperature detection resistor and a second insulating layer formed on the second single crystal silicon layer and the heating element temperature detection resistor.

【0011】[0011]

【作用】この発明における熱式流量センサは、流量検出
用素子を、第1の単結晶シリコン層と、この第1の単結
晶シリコン層に形成された発熱用抵抗と、前記第1の単
結晶シリコン層及び発熱用抵抗上に形成された第1の絶
縁層と、第1の絶縁層上に形成された第2のシリコン単
結晶層と、この第2の単結晶シリコン層に形成された発
熱体温度検出用抵抗と、第2のシリコン層及び発熱体温
度検出用抵抗上に形成された第2の絶縁層と、前記発熱
用抵抗と発熱体温度検出用抵抗の両端にコンタクトホー
ルを介して電気的に接続されたアルミ配線とから構成し
たので、発熱用抵抗と発熱体温度検出用抵抗との間の距
離を短くでき、両抵抗間の熱伝導に要する時間が短縮さ
れる。
[Operation] The thermal flow rate sensor of the present invention includes a flow rate detection element that includes a first single crystal silicon layer, a heating resistor formed on the first single crystal silicon layer, and a first single crystal silicon layer. A first insulating layer formed on the silicon layer and the heat generating resistor, a second silicon single crystal layer formed on the first insulating layer, and a heat generating layer formed on the second single crystal silicon layer. A body temperature detection resistor, a second insulating layer formed on the second silicon layer and the heating element temperature detection resistor, and a contact hole provided at both ends of the heating element temperature detection resistor and the heating element temperature detection resistor. Since it is constructed from electrically connected aluminum wiring, the distance between the heat generating resistor and the heat generating element temperature detecting resistor can be shortened, and the time required for heat conduction between the two resistors can be shortened.

【0012】0012

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は本発明の第1の実施例を示す熱式流量セン
サにおける流量検出用素子の平面図、図2は図1のII
−II線断面図、図3は同じく図1のIII −III
 線断面図である。図において1は単結晶シリコン基板
からなる第1の単結晶シリコン層、2はこの第1の単結
晶シリコン層1に拡散により形成された発熱体温度検出
用抵抗、3は第1の単結晶シリコン層1及び発熱体温度
検出用抵抗2の上に形成されたSiO2やSi3N4 
等の第1の絶縁層、4は第1の絶縁層3上に形成された
第2の単結晶シリコン層、5は第2の単結晶シリコン層
4に拡散により形成された発熱用抵抗、6は第2の単結
晶シリコン層4と発熱用抵抗5の上に形成された第2の
絶縁層である。第1の絶縁膜3上に第2の単結晶シリコ
ン層4を形成する技術はSOI(Silicon on
 insulator)技術と呼ばれ、CVD法により
絶縁層上に多結晶シリコンを堆積させ、レーザー等によ
り溶融させ、再結晶化させることにより得ることができ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a flow rate detection element in a thermal flow sensor showing a first embodiment of the present invention, and FIG.
-II line sectional view, FIG. 3 is also III-III in FIG.
FIG. In the figure, 1 is a first single-crystal silicon layer made of a single-crystal silicon substrate, 2 is a heating element temperature detection resistor formed by diffusion in this first single-crystal silicon layer 1, and 3 is a first single-crystal silicon layer. SiO2 or Si3N4 formed on layer 1 and heating element temperature detection resistor 2
4 is a second single-crystal silicon layer formed on the first insulating layer 3; 5 is a heating resistor formed in the second single-crystal silicon layer 4 by diffusion; 6 is a first insulating layer such as is a second insulating layer formed on the second single crystal silicon layer 4 and the heat generating resistor 5. The technique for forming the second single crystal silicon layer 4 on the first insulating film 3 is SOI (Silicon on
It can be obtained by depositing polycrystalline silicon on an insulating layer using a CVD method, melting it with a laser or the like, and recrystallizing it.

【0013】第1,第2の絶縁層3,6には発熱体温度
検出用抵抗2および発熱用抵抗5の両端部分にコンタク
トホールがエッチングされ、このコンタクトホールを介
して、絶縁層上に形成されたアルミ配線7,8と前記両
抵抗2,5が電気的に接続される。この場合、第1の絶
縁層3上にアルミ配線7を形成する必要があるため、第
1の絶縁層3を覆っている第2の単結晶シリコン層4と
第2の絶縁層6の両側をエッチングして第1の絶縁層3
の一部を露出させ、その露出した部分にコンタクトホー
ルを形成している。
Contact holes are etched in the first and second insulating layers 3 and 6 at both ends of the heating element temperature detecting resistor 2 and the heating resistor 5, and the contact holes formed on the insulating layer are formed through these contact holes. The aluminum wires 7, 8 and both resistors 2, 5 are electrically connected. In this case, since it is necessary to form the aluminum wiring 7 on the first insulating layer 3, both sides of the second single crystal silicon layer 4 covering the first insulating layer 3 and the second insulating layer 6 are Etching the first insulating layer 3
A contact hole is formed in the exposed part.

【0014】上記のように形成された符号10で示す流
量検出用素子は、図4および図5に示されるように保持
部材11に片持ち構造にて固定され、流量検出用素子1
0の電極取り出し部9と保持部材11に形成されたター
ミナル12がボンディングワイヤ13により電気的に接
続される。
The flow rate detection element designated by the reference numeral 10 formed as described above is fixed to the holding member 11 in a cantilever structure as shown in FIGS. 4 and 5.
The terminal 12 formed on the holding member 11 and the electrode lead-out portion 9 of 0 are electrically connected by a bonding wire 13.

【0015】図6に上記の流量検出用素子10を流体通
路中に配設した状態での断面図を示す。図中15は流体
温度検出用抵抗14が形成された流体温度検出用素子、
16は導管、17は流量検出用導管、18は整流用ネッ
ト、19は駆動回路である。流体温度検出用素子15は
流量検出用素子と同じく保持部材に固定され、ワイヤに
より保持部材上のターミナルと電気的に接続されている
。6本のターミナルは駆動回路19へ接続され、図9に
示したブリッジ回路を構成する。また、発熱用抵抗5の
熱による影響を避けるため、流体温度検出用抵抗15は
流量検出用抵抗10の上流側に設置されている。
FIG. 6 shows a cross-sectional view of the flow rate detection element 10 disposed in a fluid passage. In the figure, 15 is a fluid temperature detection element in which a fluid temperature detection resistor 14 is formed;
16 is a conduit, 17 is a flow rate detection conduit, 18 is a rectifying net, and 19 is a drive circuit. The fluid temperature detection element 15, like the flow rate detection element, is fixed to the holding member and electrically connected to the terminal on the holding member by a wire. The six terminals are connected to the drive circuit 19 and constitute the bridge circuit shown in FIG. Furthermore, in order to avoid the influence of heat from the heat generating resistor 5, the fluid temperature detecting resistor 15 is installed upstream of the flow rate detecting resistor 10.

【0016】上記のように形成された流量検出用素子1
0においては、第1の絶縁層3をサブミクロンのオーダ
ーにまで薄くすることができるので、その上下に位置す
る発熱体温度検出用抵抗2と発熱用抵抗5を非常に近接
させることができ、両抵抗2,5間の熱伝導に要する時
間が短縮される。その結果応答性が向上される。また、
両抵抗間の介在するものが電気絶縁層であるため電気的
な接触の恐れもない。
Flow rate detection element 1 formed as described above
0, since the first insulating layer 3 can be made thin to the order of submicrons, the heating element temperature detection resistor 2 and the heat generating resistor 5 located above and below it can be made very close to each other. The time required for heat conduction between both resistors 2 and 5 is shortened. As a result, responsiveness is improved. Also,
Since there is an electrically insulating layer between the two resistors, there is no fear of electrical contact.

【0017】図7に第2の実施例に係わる流量検出用素
子の平面図を示し、図7のVIII−VIII線断面図
を図8に、図7のIX−IX線断面図を図9に各々示す
。上記実施例では第1の絶縁層3の一部を露出させその
部分にコンタクトホールを形成したが、本実施例では、
第1の単結晶シリコン層1の裏面に第3の絶縁層19を
形成し、第1の単結晶シリコン層1の裏面よりコンタク
トホールを形成している。従って、第1の絶縁層3の一
部を露出させる必要はない。この場合、アルミ配線7,
8が流量検出用素子10の両面に形成されることになる
ので、図10および図11に示すように、アルミ配線7
は保持部材11のターミナル12に直接半田などの導電
性材料により電気的に接続される。アルミ配線8は前記
実施例と同じくボンディングワイヤ13によりターミナ
ル12と接続される。その他の構成は前記実施例と同様
である。この実施例においても、発熱用抵抗2と発熱用
抵抗5を非常に近接させることができ、両抵抗間の熱伝
導に要する時間が短縮される。その結果応答性が向上さ
れる。
FIG. 7 shows a plan view of a flow rate detection element according to a second embodiment, FIG. 8 shows a sectional view taken along the line VIII--VIII in FIG. 7, and FIG. 9 shows a sectional view taken along the line IX--IX in FIG. Each is shown. In the above embodiment, a part of the first insulating layer 3 was exposed and a contact hole was formed in that part, but in this embodiment,
A third insulating layer 19 is formed on the back surface of the first single crystal silicon layer 1, and a contact hole is formed from the back surface of the first single crystal silicon layer 1. Therefore, there is no need to expose a part of the first insulating layer 3. In this case, aluminum wiring 7,
8 will be formed on both sides of the flow rate detection element 10, so as shown in FIGS. 10 and 11, the aluminum wiring 7
is directly electrically connected to the terminal 12 of the holding member 11 by a conductive material such as solder. The aluminum wiring 8 is connected to the terminal 12 by a bonding wire 13 as in the previous embodiment. The other configurations are the same as those of the previous embodiment. Also in this embodiment, the heat generating resistor 2 and the heat generating resistor 5 can be placed very close to each other, and the time required for heat conduction between the two resistors is shortened. As a result, responsiveness is improved.

【0018】図12に第3の実施例に係わる流量検出用
素子10の平面図を、図13に図12のXIII−XI
II線断面図を、図13に図12のXIII−XIII
線断面図を示す。 構造は第1の実施例と同じであるが、本実施例では第2
の単結晶シリコン層4を形成する方法としてSOI技術
は使わず、2枚の単結晶シリコン基板を張り合わせるこ
とによって形成している。その製造方法を図15の(a
)〜(e)に示す。2枚の単結晶シリコン基板を用意し
、一方に発熱体温度検出用抵抗2を、他方に発熱用抵抗
5を拡散により形成する(a)。次に、それぞれの基板
の拡散を施した面にSiO2やSi3N4 等の絶縁層
3,6を形成し(b)、それぞれの単結晶シリコン基板
を拡散深さ程度の厚さに裏面よりエッチングする。そし
て、一方の基板の裏面に絶縁層19を形成し(c)、他
方の基板の裏面と陽極接合により接合し、第1の単結晶
シリコン層1と第2の単結晶シリコン層4を形成する(
d)。 最後に第2,第3の絶縁層6,19にコンタクトホール
をエッチングし、アルミ配線7,8を形成する(e)。 保持部材11との接続方法その他は前記第2実施例2と
同様である。この実施例においても、発熱体温度検出用
抵抗2と発熱用抵抗5を非常に近接して形成することが
でき、両抵抗間の熱伝導に要する時間が短縮され、その
結果応答性が向上される。
FIG. 12 shows a plan view of the flow rate detection element 10 according to the third embodiment, and FIG.
The cross-sectional view taken along line II is shown in FIG.
A line cross-sectional view is shown. The structure is the same as the first embodiment, but in this embodiment the second
As a method of forming the single crystal silicon layer 4, SOI technology is not used, but the single crystal silicon layer 4 is formed by bonding two single crystal silicon substrates together. The manufacturing method is shown in FIG.
) to (e). Two single-crystal silicon substrates are prepared, and a heating element temperature detection resistor 2 is formed on one and a heat generating resistor 5 is formed on the other by diffusion (a). Next, insulating layers 3 and 6 of SiO2, Si3N4, etc. are formed on the diffusion-treated surface of each substrate (b), and each single-crystal silicon substrate is etched from the back surface to a thickness approximately equal to the diffusion depth. Then, an insulating layer 19 is formed on the back surface of one substrate (c) and bonded to the back surface of the other substrate by anodic bonding to form a first single crystal silicon layer 1 and a second single crystal silicon layer 4. (
d). Finally, contact holes are etched in the second and third insulating layers 6 and 19 to form aluminum interconnections 7 and 8 (e). The method of connection to the holding member 11 and other aspects are the same as those of the second embodiment. In this embodiment as well, the heating element temperature detection resistor 2 and the heat generating resistor 5 can be formed very close to each other, reducing the time required for heat conduction between the two resistors and improving responsiveness. Ru.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、発熱用
抵抗と発熱体温度検出用抵抗を非常に薄い絶縁層を介し
て上下に形成したので、発熱用抵抗と発熱体温度検出用
抵抗との間の距離が短くなり、両抵抗間の熱伝導に要す
る時間が短縮される。その結果、センサの応答性が改善
される。
As described above, according to the present invention, the heat generating resistor and the heat generating element temperature detecting resistor are formed one above the other with a very thin insulating layer interposed therebetween. The distance between the two resistors is shortened, and the time required for heat conduction between both resistors is shortened. As a result, the responsiveness of the sensor is improved.

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

【図1】この発明の第1の実施例の熱式流量センサにお
ける流量検出用素子の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a flow rate detection element in a thermal flow rate sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のII−II線による流量検出用素子の断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the flow rate detection element taken along line II-II in FIG. 1;

【図3】図1のIII −III 線による流量検出用
素子の断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of the flow rate detection element taken along line III-III in FIG. 1;

【図4】この発明の第1の実施例における保持部材取付
部の平面図である。
FIG. 4 is a plan view of the holding member attachment portion in the first embodiment of the invention.

【図5】図4の保持部材取付部の側面図である。5 is a side view of the holding member attachment portion of FIG. 4. FIG.

【図6】この発明における熱式流量センサの導管内取付
部の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the in-duct fitting portion of the thermal flow sensor according to the present invention.

【図7】この発明の第2の実施例の熱式流量センサにお
ける流量検出用素子の平面図である。
FIG. 7 is a plan view of a flow rate detection element in a thermal flow rate sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図8】図7のVIII−VIII線による流量検出用
素子の断面図である。
8 is a cross-sectional view of the flow rate detection element taken along line VIII-VIII in FIG. 7. FIG.

【図9】図7のIX−IX線による流量検出用素子の断
面図である。
9 is a cross-sectional view of the flow rate detection element taken along line IX-IX in FIG. 7. FIG.

【図10】この発明の第2の実施例における保持部材取
付部の平面図である。
FIG. 10 is a plan view of a holding member attachment part in a second embodiment of the invention.

【図11】図10は図9のX−X線による流量検出用素
子の断面図である。
11] FIG. 10 is a cross-sectional view of the flow rate detection element taken along the line XX in FIG. 9. [FIG.

【図12】この発明の第3の実施例の熱式流量センサに
おける流量検出用素子の平面図である。
FIG. 12 is a plan view of a flow rate detection element in a thermal flow rate sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図13】図12のXIII−XIII線による流量検
出用素子の断面図である。
13 is a cross-sectional view of the flow rate detection element taken along line XIII-XIII in FIG. 12. FIG.

【図14】図12のXIIII −XIIII 線によ
る流量検出用素子の断面図である。
14 is a cross-sectional view of the flow rate detection element taken along the line XIII-XIII in FIG. 12. FIG.

【図15】この発明の第3の実施例における流量検出用
素子の製造工程図である。
FIG. 15 is a manufacturing process diagram of a flow rate detection element in a third embodiment of the present invention.

【図16】従来の流量検出用素子を示す構成図である。FIG. 16 is a configuration diagram showing a conventional flow rate detection element.

【図17】従来の流量検出用素子の流体通路内設置を示
す図である。
FIG. 17 is a diagram showing the installation of a conventional flow rate detection element in a fluid passage.

【図18】熱式流量センサにおける定温測定法に使用さ
れるブリッジ回路の回路図である。
FIG. 18 is a circuit diagram of a bridge circuit used in a constant temperature measurement method in a thermal flow sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  第1の単結晶シリコン層 2  発熱体温度検出用抵抗 3  第1の絶縁層 4  第2の単結晶シリコン層 5  発熱用抵抗 6  第2の絶縁層 7,8  アルミ配線 10  流量検出用素子 1 First single crystal silicon layer 2 Resistor for detecting heating element temperature 3 First insulating layer 4 Second single crystal silicon layer 5 Heat generating resistor 6 Second insulating layer 7, 8 Aluminum wiring 10 Flow rate detection element

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  第1の単結晶シリコン層と、この第1
の単結晶シリコン層に形成された発熱用抵抗と、上記第
1の単結晶シリコン層及び発熱用抵抗上に形成された第
1の絶縁層と、この第1の絶縁層上に形成された第2の
シリコン単結晶層と、第2の単結晶シリコン層に形成さ
れた発熱体温度検出用抵抗と、上記第2の単結晶シリコ
ン層及び発熱体温度検出用抵抗上に形成された第2の絶
縁層とからなる流体流量検出用素子を備えたことを特徴
とする熱式流量センサ。
1. A first monocrystalline silicon layer;
a heat generating resistor formed on the single crystal silicon layer, a first insulating layer formed on the first single crystal silicon layer and the heat generating resistor, and a first insulating layer formed on the first insulating layer. a second silicon single crystal layer, a heating element temperature detection resistor formed on the second single crystal silicon layer, and a second heating element temperature detection resistor formed on the second single crystal silicon layer and the heating element temperature detection resistor. A thermal flow rate sensor characterized by comprising a fluid flow rate detection element comprising an insulating layer.
【請求項2】  前記流体流量検出用素子上に、前記発
熱用抵抗と発熱体温度検出用抵抗の両端にコンタクトホ
ールを介して電気的に接続されたアルミ配線を備えたこ
とを特徴とする請求項1記載の熱式流量センサ。
2. A claim characterized in that aluminum wiring is provided on the fluid flow rate detecting element and electrically connected to both ends of the heat generating resistor and the heat generating element temperature detecting resistor via contact holes. The thermal flow sensor according to item 1.
【請求項3】  前記第2の単結晶シリコン層が、前記
第1の絶縁層上に形成された多結晶シリコン層を再結晶
化して形成されたことを特徴とする請求項1記載の熱式
流量センサ。
3. The thermal method according to claim 1, wherein the second single crystal silicon layer is formed by recrystallizing a polycrystalline silicon layer formed on the first insulating layer. flow rate sensor.
【請求項4】  前記第2の単結晶シリコン層が、前記
第1の絶縁層上に別の単結晶シリコン基板を接合して形
成されたことを特徴とする請求項1記載の熱式流量セン
サ。
4. The thermal flow sensor according to claim 1, wherein the second single crystal silicon layer is formed by bonding another single crystal silicon substrate onto the first insulating layer. .
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