JPH05307045A - Flow speed sensor - Google Patents

Flow speed sensor

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JPH05307045A
JPH05307045A JP3301860A JP30186091A JPH05307045A JP H05307045 A JPH05307045 A JP H05307045A JP 3301860 A JP3301860 A JP 3301860A JP 30186091 A JP30186091 A JP 30186091A JP H05307045 A JPH05307045 A JP H05307045A
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JP
Japan
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film
temperature
heater
sensitive film
temperature sensitive
Prior art date
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Pending
Application number
JP3301860A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taketoshi Mori
武寿 森
Masahiro Tsuboi
正博 坪井
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Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a small-sized flow speed sensor whose thermosensitive film exhibits stable characteristics on change with the passage of time and which can separately perform temp. sensing made by the film and control of its temp. CONSTITUTION:A heater 2 is formed from a diffusion layer consisting of p-type impurities such as boron and provided on one of the surfaces of a silicon base board 1. An insulative film 3 is formed on the oversurface of the heater 2, and a thermosensitive film 4 is formed on this insulative film 3. Because the films 4 and the heater 2 to heat it are formed separately, temp. sensing of the film 4 can be done separately from controlling the film temp. It is therefore possible to control the current to be fed to the heater 2 and heat the film 4 to a temp., which suits measurement of the flow speed, while the temp change is sensed by the film 4.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液体等の流体の流速を
計測するための流速センサに係わり、特に感温膜として
サーミスタを用い、このサーミスタの流体中における電
気抵抗値の変化により温度変化を検出し、この温度変化
を流速に換算する流速センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow velocity sensor for measuring the flow velocity of a fluid such as a liquid, and in particular, a thermistor is used as a temperature sensitive film, and the temperature change due to a change in electric resistance value of the thermistor in the fluid. The present invention relates to a flow velocity sensor that detects a temperature change and converts this temperature change into a flow velocity.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の流速センサは、たとえば
心機能検査のため右心カテーテル法により心拍出量を測
定する際に用いられている。この流速センサとしては、
抵抗体であるサーミスタを用いた熱型センサの他、熱電
対型、pn接合型などのセンサが用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a flow velocity sensor of this type has been used for measuring cardiac output by a right heart catheterization method for a cardiac function test, for example. For this flow velocity sensor,
In addition to a thermal sensor using a thermistor that is a resistor, a thermocouple sensor, a pn junction sensor, or the like is used.

【0003】これらの中で、特に、微小部分の流速を計
測するには、センサ自体の大きさを小型化する必要があ
ることから、簡単な構造を取ることができる熱型のもの
が主として用いられている。この熱型の流速センサで
は、まず抵抗体である感温膜(サーミスタ)に多くの電
流を流すことで、感温膜を高温に加熱する。次に、セン
サ自体を流体中に保持し、その流体により熱が奪われる
ことによる感温膜の温度変化を検出し、この温度変化を
流体の流速に換算するようになっている。
Among these, in particular, in order to measure the flow velocity in a minute portion, the size of the sensor itself needs to be reduced, so that the thermal type which can have a simple structure is mainly used. Has been. In this thermal type flow velocity sensor, first, a large amount of current is passed through a temperature sensitive film (thermistor) which is a resistor to heat the temperature sensitive film to a high temperature. Next, the sensor itself is held in the fluid, the temperature change of the temperature sensitive film due to heat removal by the fluid is detected, and this temperature change is converted into the flow velocity of the fluid.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱型流速センサでは、予め感温膜を加熱するとき、およ
びその後の流速の計測時において、それぞれ感温膜に直
接電流を流すため、感温膜における温度の検出と温度の
制御を別々に行うことができなかった。つまり、流体お
よびその周囲環境の温度に対してセンサの温度を最良の
条件に設定するためには、感温膜に流す電流値を変え、
自己加熱量を制御する必要があった。このため、感温膜
自体に多くの電流を流す必要があり、この電流によりセ
ンサの電気的特性に影響を与えていた。すなわち、抵抗
値が一定方向に変化していく等のドリフト現象が起こり
易いという問題があった。
However, in the conventional thermal type flow velocity sensor, when the temperature sensitive film is heated in advance and when the flow velocity is measured thereafter, the current is directly applied to the temperature sensitive film. It was not possible to detect the temperature in the membrane and control the temperature separately. That is, in order to set the temperature of the sensor to the best condition with respect to the temperature of the fluid and its surrounding environment, the value of the current flowing through the temperature sensitive film is changed,
It was necessary to control the amount of self-heating. Therefore, a large amount of current needs to flow through the temperature-sensitive film itself, and this current affects the electrical characteristics of the sensor. That is, there is a problem that a drift phenomenon such as a change in the resistance value in a certain direction is likely to occur.

【0005】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、感温膜における温度の検出と温度の
制御を別々に行うことができ、感温膜が安定した経時的
特性を示す小型の流速センサを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to detect temperature in a temperature sensitive film and control the temperature separately, and to obtain stable characteristics of the temperature sensitive film over time. It is to provide a small flow rate sensor as shown.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による流速センサ
は、対向する2面を有するセンサ基板と、このセンサ基
板に設けられ、被検出流体中における温度変化を検出す
る感温膜と、前記センサ基板上に感温膜とは別に設けら
れ、前記感温膜を所定の温度に加熱するヒータとを備え
ている。
A flow velocity sensor according to the present invention includes a sensor substrate having two opposing surfaces, a temperature sensitive film provided on the sensor substrate for detecting a temperature change in a fluid to be detected, and the sensor. The heater is provided on the substrate separately from the temperature sensitive film and heats the temperature sensitive film to a predetermined temperature.

【0007】前記ヒータと前記感温膜とは、前記センサ
基板の同一面側において絶縁膜を介して積層状に設ける
ようにしてもよく、また前記感温膜を前記センサ基板の
一方の面側に設け、前記ヒータを前記センサ基板の他方
の面側に設けるようにしてもよい。
The heater and the temperature sensitive film may be provided in a laminated form on the same surface side of the sensor substrate via an insulating film, and the temperature sensitive film may be provided on one surface side of the sensor substrate. And the heater may be provided on the other surface side of the sensor substrate.

【0008】ヒータは、センサ基板内に形成した不純物
拡散層、あるいはセンサ基板上に形成した多結晶シリコ
ン膜としてもよく、また、チタン、タングステン、タン
タル等により形成された比較的抵抗値の大きな導電性薄
膜により形成してもよい。
The heater may be an impurity diffusion layer formed in the sensor substrate or a polycrystalline silicon film formed on the sensor substrate. Further, the heater is made of titanium, tungsten, tantalum or the like and has a relatively large resistance value. You may form by a thin film.

【0009】また、センサ基板としては、シリコン、ゲ
ルマニウム等の半導体基板が用いられるが、容易に、し
かも安価に手に入れることができるシリコン基板を用い
ることが好ましい。感温膜は、ゲルマニウム、シリコン
の単体、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケル、
あるいはこれらの複合体等の、温度変化により電気抵抗
値が変化する物質で形成される。この感温膜とヒータと
の間に設けられる絶縁膜は、シリコンオキシナイトライ
ド膜 (SiOxNy) 、シリコン酸化膜 (SiOx) 、シリコン窒
化膜 (SiNy) 等を用いることができる。
As the sensor substrate, a semiconductor substrate made of silicon, germanium or the like is used, but it is preferable to use a silicon substrate which can be easily and inexpensively obtained. The temperature sensitive film is composed of germanium, silicon simple substance, manganese oxide, cobalt oxide, nickel oxide,
Alternatively, it is formed of a substance whose electric resistance value changes with temperature change, such as a complex of these. As the insulating film provided between the temperature sensitive film and the heater, a silicon oxynitride film (SiOxNy), a silicon oxide film (SiOx), a silicon nitride film (SiNy) or the like can be used.

【0010】本発明の流速センサでは、感温膜と、この
感温膜の加熱を行うヒータが別々に形成されているた
め、感温膜による温度検出とこの感温膜の温度制御とを
別々にに行うことができる。したがって、感温膜におい
て流速による温度変化を検出しながら、ヒータに流す電
流を制御し、感温膜の温度を流速測定に適した温度に自
由に設定することができる。また、感温膜に対して多く
の電流を流す必要がなくなる。したがって、感温膜を薄
膜化することができ、その結果感温膜の経時的特性が安
定化する。
In the flow velocity sensor of the present invention, since the temperature sensitive film and the heater for heating the temperature sensitive film are separately formed, the temperature detection by the temperature sensitive film and the temperature control of the temperature sensitive film are separately performed. Can be done at any time. Therefore, it is possible to freely set the temperature of the temperature sensitive film to a temperature suitable for flow velocity measurement by controlling the current flowing through the heater while detecting the temperature change due to the flow velocity in the temperature sensitive film. Further, it becomes unnecessary to apply a large amount of current to the temperature sensitive film. Therefore, the temperature-sensitive film can be made thin, and as a result, the time-dependent characteristics of the temperature-sensitive film are stabilized.

【0011】さらに、センサ基板の片面にヒータと感温
膜を積層して形成する構成とすることにより、センサ自
体の外形を小さくすることができ、これによりセンサの
熱容量が小さくなり、応答感度が高くなる。
Further, the heater and the temperature sensitive film are laminated on one surface of the sensor substrate, so that the outer shape of the sensor itself can be made small, which reduces the heat capacity of the sensor and the response sensitivity. Get higher

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して具体
的に説明する。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0013】図1は本発明の一実施例に係わる流速セン
サの平面構成を表し、図2は図1のA−A線に沿う断面
構造を表すものである。
FIG. 1 shows a plane structure of a flow velocity sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a sectional structure taken along line AA of FIG.

【0014】本実施例の流速センサでは、n型のシリコ
ン基板1の一方の表面にヒータ2が形成されている。ヒ
ータ2は、たとえばボロン等のp型不純物による拡散層
により形成されている。ヒータ2の上面には絶縁膜3が
形成されており、この絶縁膜3上に感温膜4が形成され
ている。感温膜4はたとえばアモルファスゲルマニウム
(a−Ge)により形成されている。感温膜4にはそれ
ぞれアルミニウム等の金属で形成された櫛型状の配線層
5a、5bが接続されている。
In the flow velocity sensor of this embodiment, the heater 2 is formed on one surface of the n-type silicon substrate 1. The heater 2 is formed of a diffusion layer of p-type impurities such as boron. An insulating film 3 is formed on the upper surface of the heater 2, and a temperature sensitive film 4 is formed on the insulating film 3. The temperature sensitive film 4 is made of, for example, amorphous germanium (a-Ge). Comb-shaped wiring layers 5a and 5b made of metal such as aluminum are connected to the temperature-sensitive film 4.

【0015】絶縁膜3上には、アルミニウム(Al)膜
6a、クロム(Cr)膜6bおよび銅(Cu)膜6cの
3層構造からなるコンタクトパッド6が設けられてい
る。このコンタクトパッド6と配線層5a、5bとは電
気的に接続されている。またコンタクトパッド6の銅膜
6cには半田7を介してリード線8が接続されている。
リード線8は後述の検出回路16(図3)に接続されて
いる。さらに、絶縁膜3上には、アルミニウム(Al)
膜9a、クロム(Cr)膜9bおよび銅(Cu)膜9c
の3層構造からなるコンタクトパッド9が設けられてい
る。コンタクトパッド9の銅膜9cには半田11を介し
てリード線12が接続されている。リード線12は後述
のヒータ制御回路14(図3)に接続されている。絶縁
膜3にはコンタクトホール10が形成され、コンタクト
パッド9とヒータ2とはこのコンタクトホール10を介
して電気的に接続されている。
A contact pad 6 having a three-layer structure of an aluminum (Al) film 6a, a chromium (Cr) film 6b and a copper (Cu) film 6c is provided on the insulating film 3. The contact pad 6 and the wiring layers 5a and 5b are electrically connected. A lead wire 8 is connected to the copper film 6c of the contact pad 6 via a solder 7.
The lead wire 8 is connected to a detection circuit 16 (FIG. 3) described later. Furthermore, aluminum (Al) is formed on the insulating film 3.
Film 9a, chromium (Cr) film 9b, and copper (Cu) film 9c
A contact pad 9 having a three-layer structure is provided. The lead wire 12 is connected to the copper film 9c of the contact pad 9 via the solder 11. The lead wire 12 is connected to a heater control circuit 14 (FIG. 3) described later. A contact hole 10 is formed in the insulating film 3, and the contact pad 9 and the heater 2 are electrically connected via the contact hole 10.

【0016】図3はこのような構成の流速センサ13を
用いた計測システム全体の概略構成を表すものである。
FIG. 3 shows a schematic configuration of the entire measurement system using the flow velocity sensor 13 having such a configuration.

【0017】ヒータ2の温度はヒータ制御回路14によ
り制御されるようになっている。計測に際しては、まず
最初に、ヒータ2に電流を流すことなく、流速センサ1
3を被検出流体15中に保持した状態で、感温膜4によ
り周囲温度を測定する。すなわち、この感温膜4の電気
抵抗値が周囲温度に応じて変化し、この電気抵抗値の変
化による電流値または電圧値の変化を検出回路16が検
出する。この検出温度はヒータ制御回路14へ送られ、
ヒータ制御回路14はこの検出温度をもとにヒータ2に
流す電流を制御し、感温膜4を流速測定に適した温度ま
で加熱する。その後、計測が開始されるもので、感温膜
4は被検出流体15中において熱が奪われ、その温度が
変化する。この感温膜4の温度変化に伴い、感温膜4の
電気抵抗値が変化し、この電気抵抗値の変化による電流
値または電圧値の変化を検出回路16が検出する。この
検出回路16の検出結果は流速算出回路17へ送られ、
ここで流速が算出される。一方、検出回路16の検出結
果はヒータ制御回路14へ再びフィードバックされ、ヒ
ータ制御回路14はこの検出結果をもとにヒータ2の温
度を制御する。
The temperature of the heater 2 is controlled by the heater control circuit 14. At the time of measurement, first, the flow velocity sensor 1
The ambient temperature is measured by the temperature sensitive film 4 while the sample 3 is held in the fluid to be detected 15. That is, the electric resistance value of the temperature sensitive film 4 changes according to the ambient temperature, and the detection circuit 16 detects the change of the current value or the voltage value due to the change of the electric resistance value. This detected temperature is sent to the heater control circuit 14,
The heater control circuit 14 controls the current flowing through the heater 2 based on the detected temperature, and heats the temperature sensitive film 4 to a temperature suitable for flow velocity measurement. After that, measurement is started, and the temperature-sensitive film 4 is deprived of heat in the fluid 15 to be detected, and its temperature changes. The electric resistance value of the temperature sensitive film 4 changes with the temperature change of the temperature sensitive film 4, and the detection circuit 16 detects the change of the current value or the voltage value due to the change of the electric resistance value. The detection result of the detection circuit 16 is sent to the flow velocity calculation circuit 17,
Here, the flow velocity is calculated. On the other hand, the detection result of the detection circuit 16 is fed back to the heater control circuit 14, and the heater control circuit 14 controls the temperature of the heater 2 based on the detection result.

【0018】本実施例では、温度センサである感温膜4
と、この感温膜4の加熱を行うヒータ2が別々に形成さ
れているため、感温膜4の温度設定を自由に行うことが
できる。したがって、感温膜4において流速による温度
変化を検出しながら、ヒータ制御回路14によりヒータ
2に流す電流を制御し、感温膜4を流速測定に適した温
度に加熱することができる。
In the present embodiment, the temperature sensitive film 4 which is a temperature sensor.
Since the heater 2 for heating the temperature sensitive film 4 is separately formed, the temperature of the temperature sensitive film 4 can be freely set. Therefore, it is possible to heat the temperature sensitive film 4 to a temperature suitable for flow velocity measurement by controlling the current flowing through the heater 2 by the heater control circuit 14 while detecting the temperature change due to the flow velocity in the temperature sensitive film 4.

【0019】また、本実施例の流速センサでは、シリコ
ン基板1の片面にヒータ2と感温膜4とを積層させて形
成したので、センサ自体の外形を小さくすることができ
る。これにより、センサの熱容量が小さくなり、応答感
度が高くなる。また、従来構造のセンサに比べて、感温
膜4を流速測定に適した温度に加熱する際に、感温膜4
に対して多くの電流を流す必要がないため、感温膜4を
薄膜化することができ、その結果感温膜4の経時的特性
が安定化する。
Further, in the flow velocity sensor of this embodiment, since the heater 2 and the temperature sensitive film 4 are laminated on one surface of the silicon substrate 1, the outer shape of the sensor itself can be reduced. This reduces the heat capacity of the sensor and increases the response sensitivity. Further, as compared with the conventional sensor, when the temperature sensitive film 4 is heated to a temperature suitable for flow velocity measurement,
On the other hand, since it is not necessary to apply a large amount of current, the temperature sensitive film 4 can be thinned, and as a result, the time-dependent characteristics of the temperature sensitive film 4 are stabilized.

【0020】次に、本実施例の流速センサの製造方法
を、図4ないし図7を参照して説明する。
Next, a method of manufacturing the flow velocity sensor of this embodiment will be described with reference to FIGS.

【0021】まず、図4(A)に示すような、たとえば
厚さ300μmのn型シリコン基板(抵抗率4〜8Ω・
cm)20を用意した。次に、このシリコン基板20の
両面にそれぞれシリコン酸化膜(SiO2)21を形成した。
このシリコン酸化膜21の形成はパイロジェニック酸化
で行い、温度1100°C、60分の酸化処理で約0.
6μmのシリコン酸化膜21を形成した。
First, as shown in FIG. 4A, for example, an n-type silicon substrate having a thickness of 300 μm (resistivity 4 to 8 Ω.
cm) 20 was prepared. Next, a silicon oxide film (SiO 2 ) 21 was formed on both surfaces of this silicon substrate 20.
The silicon oxide film 21 is formed by pyrogenic oxidation, and the oxidation treatment at a temperature of 1100.degree.
A 6 μm thick silicon oxide film 21 was formed.

【0022】続いて、ヒータ配線のパターニングをレジ
ストで行い、バッファフッ酸によりシリコン酸化膜(SiO
2)21をエッチングし、同図(B)に示すようなイオン
注入用の開口部22を形成した。エッチング時間は、温
度30°Cで、約5分とした。
Then, the heater wiring is patterned with a resist, and a silicon oxide film (SiO 2) is formed by buffer hydrofluoric acid.
2 ) 21 was etched to form an opening 22 for ion implantation as shown in FIG. The etching time was about 5 minutes at a temperature of 30 ° C.

【0023】次に、同図(C)に示すように、開口部2
2を通して、シリコン基板20の表面にp型不純物たと
えばボロンB+ 23のイオン注入を行い、その後110
0°Cで40分のアニール処理を行った。これにより、
図5(A)に示すようにp型不純物拡散層からなるヒー
タ24が形成された。イオン注入は、加速電圧40KeV
、ドーズ量5×1015ions/cm2とした。続いて、シリ
コン基板20の表面上に、プラズマCVD法(化学的気
相成長法)により絶縁膜たとえばシリコンオキシナイト
ライド膜 (SiOxNy) 25を形成した。シリコンオキシナ
イトライド膜25の成膜は、シリコン基板21を500
℃に加熱し、圧力を0.45toor、高周波出力を400
W とし、反応ガスとしてシラン(Si H4 )を10SCC
M、窒素(N 2 )を207SCCM、亜酸化窒素(N2 O)
を28SCCM流し、時間10分で膜厚1μmのシリコンオ
キシナイトライド膜25を形成した。
Next, as shown in FIG.
2 through the p-type impurities on the surface of the silicon substrate 20.
For example, Boron B+23 ion implantations, then 110
Annealing treatment was performed at 0 ° C. for 40 minutes. This allows
As shown in FIG. 5A, a heater made of a p-type impurity diffusion layer is used.
24 is formed. Ion implantation uses acceleration voltage of 40 KeV
 , Dose 5 × 1015ions / cm2And Next, Siri
Plasma CVD (chemical vapor deposition) is performed on the surface of the substrate 20.
Insulation film such as silicon oxinit
A ride film (SiOxNy) 25 was formed. Silicon oxyna
The nitride film 25 is formed on the silicon substrate 21 by 500
Heated to ℃, pressure 0.45toor, high frequency output 400
W and silane (Si H 2Four) To 10 SCC
M, nitrogen (N 2) 207SCCM, nitrous oxide (N2O)
28 SCCM, and the silicon film with a film thickness of 1 μm is taken in 10 minutes.
The xynitride film 25 was formed.

【0024】次に、ゲルマニウム(Ge)をターゲット
としてスパッタリングを行い、シリコン基板20の表面
のシリコンオキシナイトライド膜25上に、膜厚1μm
のアモルファスゲルマニウム(aーGe)膜を形成し
た。このスパッタリングは、基板温度を300°C、ガ
ス流量をアルゴン(Ar)=4SCCM、成膜圧力を3×1
-3Torr、高周波出力を120Wとして10分間行っ
た。続いて、反応性イオンエッチング(RIE)を行っ
てアモルファスゲルマニウム膜のパターニングを行い、
同図(B)に示すような感温膜26を形成した。この反
応性イオンエッチングは、たとえばエッチングガスとし
てフロン(CF4 )と酸素(O2 )を用い、その流量を
CF4 =38SCCM、O2 =2SCCMとし、エッチング時の
圧力を0.2Torr、高周波出力を150Wとし、エッチ
ング時間を7分とした。
Next, sputtering is performed with germanium (Ge) as a target to form a film having a thickness of 1 μm on the silicon oxynitride film 25 on the surface of the silicon substrate 20.
Was formed into an amorphous germanium (a-Ge) film. In this sputtering, the substrate temperature is 300 ° C., the gas flow rate is argon (Ar) = 4 SCCM, and the film formation pressure is 3 × 1.
The test was performed for 10 minutes at 0 -3 Torr and a high frequency output of 120W. Then, reactive ion etching (RIE) is performed to pattern the amorphous germanium film,
The temperature sensitive film 26 as shown in FIG. In this reactive ion etching, for example, Freon (CF 4 ) and oxygen (O 2 ) are used as an etching gas, the flow rates thereof are CF 4 = 38 SCCM, O 2 = 2 SCCM, the etching pressure is 0.2 Torr, and the high frequency output is applied. Was 150 W and the etching time was 7 minutes.

【0025】続いて、シリコン基板20の表面に同図
(C)に示すように、絶縁膜たとえば膜厚0.2μmの
シリコンオキシナイトライド膜27を形成した。成膜条
件は、時間を2分とした以外は、図5(A)に示した工
程と同様とした。
Subsequently, an insulating film, for example, a silicon oxynitride film 27 having a thickness of 0.2 μm was formed on the surface of the silicon substrate 20 as shown in FIG. The film forming conditions were the same as those shown in FIG. 5A except that the time was 2 minutes.

【0026】次に、図6(A)に示すように、このシリ
コンオキシナイトライド膜27をバッファフッ酸により
櫛型状にエッチングし、多数の開口部28と、ヒータ接
続用のコンタクトホール35とを形成した。
Next, as shown in FIG. 6A, the silicon oxynitride film 27 is comb-shaped etched with buffer hydrofluoric acid to form a large number of openings 28 and contact holes 35 for connecting heaters. Formed.

【0027】続いて、同図(B) に示すように、配線材
としてアルミニウム(AL) 膜29、クロム膜(Cr) 3
0、および銅膜(Cu)31をそれぞれ1μm、0.05μ
m、2μmの厚みに積層して蒸着し、その後アルミニウ
ム膜29を選択的にエッチングして櫛型状の配線層32
a、32bを形成し、またアルミニウム膜29、クロム
膜30および銅膜31を選択的にエッチングすることに
よりコンタクトパッド33、34を形成した。これによ
りコンタクトパッド33と配線層32bとが接続される
とともに、コンタクトパッド34とヒータ24とがコン
タクトホール35を介して電気的に接続された。
Subsequently, as shown in FIG. 3B, an aluminum (AL) film 29 and a chromium film (Cr) 3 are used as wiring materials.
0 and copper film (Cu) 31 are 1 μm and 0.05 μm, respectively.
m, 2 μm thick and deposited by vapor deposition, and then the aluminum film 29 is selectively etched to form a comb-shaped wiring layer 32.
a and 32b are formed, and the aluminum film 29, the chromium film 30 and the copper film 31 are selectively etched to form the contact pads 33 and 34. As a result, the contact pad 33 and the wiring layer 32b were connected, and the contact pad 34 and the heater 24 were electrically connected via the contact hole 35.

【0028】次に、シリコン基板20の表面に図5
(C)の工程と同じ条件で、プラズマCVD法により図
6(C)に示すような膜厚1μmのシリコンオキシナイ
トライド膜36を形成した。
Next, as shown in FIG.
Under the same conditions as the step (C), a silicon oxynitride film 36 having a film thickness of 1 μm as shown in FIG. 6C was formed by the plasma CVD method.

【0029】続いて、このシリコンオキシナイトライド
膜36をバッファフッ酸により選択的にエッチングし、
図7(A)に示すようにコンタクトバッド33、34上
にそれぞれコンタクトホール37を形成した。
Subsequently, the silicon oxynitride film 36 is selectively etched with buffer hydrofluoric acid,
As shown in FIG. 7A, contact holes 37 were formed on the contact pads 33 and 34, respectively.

【0030】次に、シリコン基板20の裏面側をシリコ
ン酸化膜21とともに、アルカリ性エッチング液、たと
えばヒドラジン水溶液を用いてエッチングし、シリコン
基板20を150μm程度に薄くした。このような工程
により、長さ1mm、幅0.3mm、厚さ0.15mm
の微小な流速センサを作製することができた。
Next, the back surface side of the silicon substrate 20 was etched together with the silicon oxide film 21 using an alkaline etching solution, for example, a hydrazine aqueous solution, to thin the silicon substrate 20 to about 150 μm. Through these steps, length 1mm, width 0.3mm, thickness 0.15mm
It was possible to fabricate a minute flow velocity sensor.

【0031】以上実施例を挙げて本発明を説明したが、
本発明は上記実施例に限定するものではなく、その要旨
を変更しない範囲で種々変形可能である。たとえば、上
記実施例においては、ヒータ24および感温膜26をシ
リコン基板20の同一面に積層して形成するようにした
が、これは図8に表すように、ヒータ24と感温膜26
とを別々の面に形成するようにしてもよく、このような
構成にしても上記実施例と同様の効果を得ることができ
る。なお、図2と同一構成部分については同一符号を付
してその説明を省略する。
The present invention has been described above with reference to the examples.
The present invention is not limited to the above embodiments, but can be variously modified without departing from the scope of the invention. For example, in the above embodiment, the heater 24 and the temperature sensitive film 26 are formed by laminating on the same surface of the silicon substrate 20, but this is formed as shown in FIG.
May be formed on different surfaces, and with such a configuration, the same effect as that of the above embodiment can be obtained. The same components as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように本発明の流速センサ
によれば、感温膜と、この感温膜の加熱を行うヒータと
を別々に形成するようにしたので、感温膜による温度検
出とこの感温膜の温度制御とを別々に行うことができ
る。したがって、感温膜において被検出流体の流速によ
る温度変化を検出しながら、ヒータに流す電流を制御
し、感温膜を流速測定に適した温度に加熱することがで
きる。また、感温膜に対して多くの電流を流す必要がな
くなるため、感温膜を薄膜化することができ、その結果
感温膜の経時的特性が安定化する。
As described above, according to the flow velocity sensor of the present invention, the temperature sensitive film and the heater for heating the temperature sensitive film are separately formed, so that the temperature detection by the temperature sensitive film is performed. The temperature control of the temperature sensitive film can be performed separately. Therefore, it is possible to heat the temperature sensitive film to a temperature suitable for flow velocity measurement by controlling the current flowing through the heater while detecting the temperature change in the temperature sensitive film due to the flow velocity of the fluid to be detected. Further, since it is not necessary to apply a large amount of current to the temperature-sensitive film, the temperature-sensitive film can be thinned, and as a result, the time-dependent characteristics of the temperature-sensitive film are stabilized.

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

【図1】本発明の一実施例に係わる流速センサの平面図
である。
FIG. 1 is a plan view of a flow velocity sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.

【図3】図1の流速センサを用いた計測システムの全体
構成を表すブロック図である。
3 is a block diagram showing the overall configuration of a measurement system using the flow velocity sensor of FIG.

【図4】図1の流速センサの製造工程を表す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the flow velocity sensor of FIG.

【図5】図1の流速センサの製造工程を表す断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the flow velocity sensor of FIG.

【図6】図1の流速センサの製造工程を表す断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the flow velocity sensor of FIG.

【図7】図1の流速センサの製造工程を表す断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the flow velocity sensor of FIG.

【図8】本発明の他の実施例に係わる流速センサの構成
を表す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a configuration of a flow velocity sensor according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、20 シリコン基板 2、24 ヒータ 4 26 感温膜 1, 20 Silicon substrate 2, 24 Heater 426 Temperature sensitive film

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対向する2面を有するセンサ基板と、 このセンサ基板に設けられ、被検出流体中における温度
変化を検出する感温膜と、 前記センサ基板上に感温膜とは別に設けられ、前記感温
膜を所定の温度に加熱するヒータとを備えたことを特徴
とする流速センサ。
1. A sensor substrate having two facing surfaces, a temperature sensitive film provided on the sensor substrate for detecting a temperature change in a fluid to be detected, and a temperature sensitive film provided on the sensor substrate separately from the temperature sensitive film. And a heater for heating the temperature sensitive film to a predetermined temperature.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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