JPH11287687A - 流量検出素子及び流量センサ並びに流量検出素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感熱式流量検出素子ないしは流量センサにつ
いて、保護膜のカバレッジ不足による抵抗値変動を減少
させ、測定精度や信頼性を向上させ、また製造プロセス
を簡略化する。 【解決手段】 感熱式流量検出素子ないしは流量センサ
においては、平板状基材１の表面に絶縁性の支持膜２が
形成され、この支持膜２上に感熱抵抗膜１１（発熱部）
が形成されている。そして、感熱抵抗膜１１ないし支持
膜２の上に、ＴＥＯＳ及びＨ₂Ｏ₂から形成された酸化膜
である絶縁性薄膜１８が設けられ、この絶縁性薄膜１８
の上に保護膜３が形成されている。この絶縁性薄膜１８
によって、感熱抵抗膜１１の段差が低減ないしは緩和さ
れ、これにより保護膜３のカバレッジ不足による抵抗値
変動が低減され、測定精度や信頼性が向上し、また製造
プロセスが簡略化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば内燃機関の
吸入空気量の計測等に用いられる、発熱体あるいは発熱
体によって加熱された部分から流体への熱伝達現象に基
づいて該流体の流速ないしは流量を計測する流量検出素
子及び該流量検出素子を用いた流量センサ、並びに該流
量検出素子の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】流体の流速ないしは流量と、該流体中に
配置された発熱体から流体への熱伝達量との間に成立す
るほぼ一義的な関数関係を利用して、該熱伝達量に基づ
いて流体の流速ないしは流量を検出するようにした感熱
式流量検出素子、あるいは該流量検出素子を用いた流量
センサは、従来より内燃機関の吸入空気量の検出等に広
く用いられている。

【０００３】図１２及び図１３は、それぞれ、例えば特
公平５−７６５９号公報に開示されている従来の感熱式
流量検出素子の立面断面図及び平面図である。図１２及
び図１３において、１はシリコン半導体よりなる平板状
基材であり、２は窒化シリコンよりなる絶縁性の支持膜
であり、４は感熱抵抗であるパーマロイよりなる発熱抵
抗であり、５及び６はそれぞれ感熱抵抗であるパーマロ
イよりなる測温抵抗である。また、３は窒化シリコンよ
りなる絶縁性の保護膜である。発熱抵抗４及び両測温抵
抗５、６の着膜部近傍において平板状基材１には空気ス
ペース９が設けられ、これによりブリッジ１３が形成さ
れている。空気スペース９は、窒化シリコンに損傷を与
えないエッチング液を用いて開口部８からシリコン半導
体の一部を除去することにより形成されている。両測温
抵抗５、６は、発熱抵抗４を挟んで計測流体の流れの方
向に平面的に並んでいる。なお、７は感熱抵抗であるパ
ーマロイよりなる比較抵抗である。

【０００４】このような従来の流量検出素子では、発熱
抵抗４に通電する加熱電流が、図示していない制御回路
によって、例えば比較抵抗７で検出された平板状基材１
の温度より２００°Ｃだけ高い一定の温度になるように
制御されている。ここで、発熱抵抗４の下方には空気ス
ペース９が存在するので、発熱抵抗４で発生した熱はほ
とんど比較抵抗７には伝達されず、したがって比較抵抗
７の温度は空気の温度とほぼ等しくなっている。

【０００５】発熱抵抗４で発生した熱は、支持膜２や保
護膜３あるいは感熱抵抗膜を介して測温抵抗５、６に伝
達される。図１３に示すように、測温抵抗５と測温抵抗
６とは、発熱抵抗４に対して互いに対称な位置に配置さ
れているので、空気の流れがない場合は、測温抵抗５と
測温抵抗６の抵抗値に差は生じない。しかしながら、空
気の流れがある場合は、上流側の測温抵抗は空気によっ
て冷却され、他方下流側の測温抵抗は発熱抵抗４から空
気に伝達された熱の影響により上流側の測温抵抗ほどは
冷却されない。例えば、矢印１０で示す方向の空気の流
れが生じた場合は、上流側の測温抵抗５は下流側の測温
抵抗６よりも低温となり、両者の抵抗値の差は、空気の
流速ないしは流量が大きいときほど拡大される。したが
って、測温抵抗５と測温抵抗６の抵抗値の差を検出する
ことにより、空気の流速ないしは流量を測定することが
できる。また、空気の流れの方向が矢印１０と逆になっ
た場合は、上流側の測温抵抗６の方が下流側の測温抵抗
５より低温になるので、空気の流れの方向を検出するこ
とも可能である。

【０００６】図１２及び図１３に示す従来の流量検出素
子はブリッジタイプの感熱式流量検出素子であるが、こ
のほかダイヤフラムタイプの感熱式流量検出素子も従来
より広く用いられている。図１４及び図１５は、それぞ
れ、従来のダイヤフラムタイプの感熱式流量検出素子の
立面断面図及び平面図である。図１４及び図１５におい
て、１〜１０の各構成要素は、それぞれ、図１２及び図
１３に示すブリッジタイプの流量検出素子の同一番号を
付した構成要素と実質的に同じものである。そして、１
２は、平板状基材１の支持膜２が取り付けられた方の表
面とは反対側の表面から該平板状基材１の一部をエッチ
ング等により除去することにより形成された凹部であ
る。したがって、支持膜２と保護膜３とは、発熱抵抗４
及び両測温抵抗５、６を挟んでダイヤフラム１４を形成
することになる。このような構成によれば、図１２及び
図１３に示すブリッジタイプの流量検出素子に比べて、
高い強度を得ることができるものの、ダイヤフラム１４
が全周で支持されている関係上応答性が劣るといった特
徴がある。なお、空気の流速ないしは流量の検出原理
は、前記のブリッジタイプの流量検出素子の場合と同様
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の流量検出素子においては、保護膜３は一般にスパ
ッタ法により形成されている。しかしながら、例えば図
１６に示すように、感熱抵抗膜１１（発熱抵抗、測温抵
抗、比較抵抗）の急峻な段差上にスパッタ法で成膜を行
った場合には、該保護膜３にす１５（保護膜の素材が欠
如した部分）が入りやすく、このようにす１５が入った
場合は、保護膜３のカバレッジが不十分になることが多
い。このようにす１５が入った場合、各種耐環境試験の
結果によれば、雰囲気中の水分や燃料等がす１５等を通
して流量検出素子内に侵入し、これにより抵抗値変動、
腐食、クラック等が引き起こされ、流量検出素子の精度
及び信頼性が劣化するといった問題点があった。

【０００８】この発明は、上記従来の問題を解決するた
めになされたものであって、発熱部を保護する絶縁性保
護膜のカバレッジを向上させることができ、ひいて雰囲
気中の水分や燃料等の侵入を防止することができ、抵抗
値変動、腐食、クラック等を起こさない、精度及び信頼
性の高い流量検出素子ないしは流量センサを提供するこ
と、さらにはかかる流量検出素子を簡単な製造工程で製
造することができる流量検出素子の製造方法を提供する
ことを目的ないしは解決すべき課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされたこの発明の第１の態様に係る流量検出素子
は、（ａ）平板状の基材と、（ｂ）基材の表面に配置さ
れた絶縁性の支持膜と、（ｃ）支持膜の上に配置され該
支持膜によって支持された、感熱抵抗膜よりなる複数の
発熱部と、（ｄ）発熱部の上に配置され該発熱部を保護
する絶縁性の保護膜とを備えていて、（ｅ）計測流体の
流れの方向にみて上流側の発熱部と下流側の発熱部の加
熱電流の差に相当する量に基づいて計測流体の流量を計
測する感熱式の流量検出素子であって、（ｆ）発熱部と
保護膜との間に、該発熱部の段差を低減（解消）する絶
縁性薄膜が設けられていることを特徴とするものであ
る。

【００１０】この流量検出素子においては、発熱部（感
熱抵抗膜）と保護膜との間に、発熱部の段差を低減（解
消）する絶縁性薄膜が設けられているので、保護膜のカ
バレッジを向上させることができる。このため、発熱部
の抵抗変化、腐食、クラック等がなくなり、該流量検出
素子の精度や信頼性を向上させることができる。

【００１１】この発明の第２の態様に係る流量検出素子
は、第１の態様に係る流量検出素子において、絶縁性薄
膜がケイ素（Ｓｉ）及び酸素（Ｏ）を主成分とすること
を特徴とするものである。なお、絶縁性薄膜は、例え
ば、感熱抵抗膜からなる発熱部の上に、Ｓｉ及びＯを主
成分とする流動性材料を塗布し、これを加熱して固化さ
せた後、その上に保護膜を形成するなどといった手法で
形成される。この流量検出素子においては、ケイ素及び
酸素を主成分とする絶縁性薄膜によって発熱部（感熱抵
抗膜）の段差が低減（解消）されるので、保護膜のカバ
レッジを向上させることができる。このため、発熱部の
抵抗変化、腐食、クラック等がなくなる。

【００１２】この発明の第３の態様に係る流量検出素子
は、第１又は第２の態様に係る流量検出素子において、
絶縁性薄膜の厚さが発熱部（感熱抵抗膜）の厚さの１／
２以上であることを特徴とするものである。この流量検
出素子においては、発熱部の上に形成する絶縁性薄膜の
厚さを発熱部の厚さの１／２以上としているので、発熱
部の段差を有効に低減することができ、ないしは発熱部
の急峻な勾配をなくすことができ、保護膜のカバレッジ
を一層向上させることができる。このため、発熱部の抵
抗変化、腐食、クラック等がなくなる。さらに、流量検
出素子を製造するプロセスが簡素なものとなる。

【００１３】この発明の第４の態様に係る流量検出素子
は、第１の態様に係る流量検出素子において、発熱部
（感熱抵抗膜）と保護膜との間に絶縁性薄膜は設けられ
ず、その代わりに、発熱部の側部が下方に広がるテーパ
状に形成され、該側部と発熱部底面とがなすテーパー角
が４５度以下であることを特徴とするものである。な
お、テーパーは、例えば、支持膜の上の感熱抵抗膜をパ
ターニングして発熱部を形成する際に、エッジ部分にテ
ーパー角を持たせるなどといった手法により形成され
る。この流量検出素子においては、発熱部の側部のテー
パー角が４５度以下とされているので、該発熱部の急峻
な勾配をなくすことができ、保護膜のカバレッジを向上
させることができる。このため、発熱部の抵抗変化、腐
食、クラック等がなくなる。さらに、流量検出素子を製
造するプロセスが簡素なものとなる。

【００１４】この発明の第５の態様に係る流量検出素子
は、第４の態様に係る流量検出素子において、発熱部
（感熱抵抗膜）と支持膜の当接部の外側において支持膜
に、該支持膜がオーバーエッチングされてなる裾引き部
が形成されていることを特徴とするものである。すなわ
ち、支持膜をオーバーエッチングすることにより、該支
持膜に裾を引かせたような形状を持たせたものである。
この流量検出素子においては、発熱部の側部にテーパー
角を持たせ、かつ支持膜をオーバーエッチングして裾を
引かせた構造としているので、発熱部の急峻な勾配をな
くすことができ、保護膜のカバレッジを向上させること
ができる。このため、発熱部の抵抗変化、腐食、クラッ
ク等がなくなる。さらに、かかる流量検出素子を製造す
るプロセスが簡素なものとなる。

【００１５】この発明の第６の態様に係る流量検出素子
は、第４又は第５の態様に係る流量検出素子において、
発熱部（感熱抵抗膜）の側部と支持膜との界面部近傍に
おいて、該側部に、外方に向かってテーパ角が徐々に小
さくなる裾引き部が形成されていることを特徴とするも
のである。すなわち、発熱部の側部の支持膜との界面部
分に、裾を引かせたような形状を持たせたものである。
この流量検出素子においては、発熱部の側部にテーパー
角を持たせ、かつ支持膜との界面部に裾を引かせた構造
としているので、発熱部の急峻な勾配をなくすことがで
き、保護膜のカバレッジを向上させることができる。こ
のため、発熱部の抵抗変化、腐食、クラック等がなくな
る。さらに、かかる流量検出素子を製造するプロセスが
簡素なものとなる。

【００１６】この発明の第７の態様に係る流量検出素子
は、第４〜第６の態様のいずれか１つに係る流量検出素
子において、支持膜の上側角部に、該角部が面取りされ
てなる肩部が形成されていることを特徴とするものであ
る。なお、肩部は、例えば、支持膜の上の感熱抵抗膜を
パターニングして発熱部を形成した後、ウエハ全面を軽
くエッチングすることにより上側角部に面取りを施すな
どといった手法により形成される。この流量検出素子に
おいては、発熱部（感熱抵抗膜）の側部にテーパー角を
持たせ、かつ発熱部の上側角部に面取りを施すことによ
って肩部を形成しているので、発熱部の急峻な勾配をな
くすことができ、保護膜のカバレッジを向上させること
ができる。このため、発熱部の抵抗変化、腐食、クラッ
ク等がなくなる。

【００１７】この発明の第８の態様に係る流量検出素子
は、第１の態様に係る流量検出素子において、発熱部
（感熱抵抗膜）と保護膜との間に絶縁性薄膜が設けられ
ず、その代わりに、発熱部が支持膜に埋め込まれている
ことを特徴とするものである。なお、発熱部の表面と支
持膜の表面とは平坦（同一平面）になっているのが好ま
しい。この流量検出素子においては、発熱部が支持膜に
埋め込まれているので、発熱部の段差をなくすことがで
き、保護膜のカバレッジを向上させることができる。こ
のため、発熱部の抵抗変化、腐食、クラック等がなくな
る。

【００１８】この発明の第９の態様に係る流量検出素子
は、第１の態様に係る流量検出素子において、発熱部
（感熱抵抗膜）と保護膜との間に絶縁性薄膜は設けられ
ず、その代わりに、支持膜の上に発熱部を埋め込む絶縁
性の中間膜が設けられ、該発熱部の表面と該中間膜の表
面とが平坦（同一平面）になっていることを特徴とする
ものである。この流量検出素子においては、発熱部が中
間膜に埋め込まれ、かつ発熱部の表面と中間膜の表面と
が平坦になっているので、発熱部の段差をなくすことが
でき、保護膜のカバレッジを向上させることができる。
このため、発熱部の抵抗変化、腐食、クラック等がなく
なる。

【００１９】この発明の第１０の態様に係る流量検出素
子は、第１〜第９の態様のいずれか１つに係る流量検出
素子において、絶縁発熱部に対応する領域で基材が部分
的に除去されてダイヤフラム構造をなすことを特徴とす
るものである。この流量検出素子においては、基材がダ
イヤフラム構造とされているので、該基材の熱伝導度が
良くなり、該流量検出素子の流量検出精度が一層高めら
れる。なお、ダイヤフラムは、できる限り薄い方が好ま
しい。

【００２０】この発明の第１１の態様に係る流量センサ
は、第１〜第１０の態様のいずれか１つに係る流量検出
素子を用いて計測流体の流量を検出するようになってい
ることを特徴とするものである。この流量センサにおい
ては、第１〜第９の態様のいずれか１つに係る流量検出
素子を用いているので、これらの流量検出素子の場合と
同様の作用が生じる。

【００２１】この発明の第１２の態様に係る流量検出素
子の製造方法は、第８の態様に係る流量検出素子を製造
するための方法であって、（ａ）支持膜の表面に溝部を
形成した後、該支持膜の上に感熱抵抗膜を形成し、
（ｂ）感熱抵抗膜を（例えば、研磨により）支持膜の表
面の位置まで除去して、溝部内にのみ感熱抵抗膜を残留
させて、該溝部内の感熱抵抗膜を発熱部とし、（ｃ）発
熱部及び支持膜の上に保護膜を形成するようにしたこと
を特徴とするものである。なお、発熱部の表面と支持膜
の表面とは平坦（同一平面）にするのが好ましい。この
流量検出素子の製造方法においては、第８の態様にかか
る流量検出素子を極めて容易に製造することができる。

【００２２】この発明の第１３の態様に係る流量検出素
子の製造方法は、第９の態様にかかる流量検出素子を製
造するための方法であって、（ａ）支持膜の上に感熱抵
抗膜からなる発熱部を形成し、（ｂ）発熱部及び支持膜
の上に絶縁性の中間膜を形成し、（ｃ）中間膜を発熱部
の表面の位置まで除去して、発熱部の表面と中間膜の表
面とを平坦にし、（ｄ）発熱部及び中間膜の上に保護膜
を形成するようにしたことを特徴とするものである。こ
の流量検出素子の製造方法においては、第９の態様にか
かる流量検出素子を極めて容易に製造することができ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１に係る流量検出素子の立面断面図であ
る。図１において、１は例えば厚さ約４００μｍのシリ
コンウエハからなる平板状基材であり、この平板状基材
１の上に、厚さ約１μｍの窒化シリコン膜からなる絶縁
性の支持膜２がスパッタ法等により形成されている。さ
らに、支持膜２の上に、例えば厚さ０.２μｍの白金等
よりなる感熱抵抗膜１１（発熱抵抗、測温抵抗、比較抵
抗等の発熱部）が蒸着法やスパッタ法等により着膜され
ている。感熱抵抗膜１１は写真製版法、ウエットエッチ
ング法あるいはドライエッチング法等を用いてパターニ
ングが行われ、これにより電流路が形成されている。さ
らに、感熱抵抗膜１１ないし支持膜２の上に、ＴＥＯＳ
とＨ₂Ｏ₂の気相反応により生成された厚さ約０.１５μ
ｍの酸化膜からなる絶縁性薄膜１８（ＴＥＯＳ＋Ｈ₂Ｏ₂
酸化膜）が形成されている。この絶縁性薄膜１８は成膜
時に多少の流動性を持ち、図１に示すように、感熱抵抗
膜１１によって生ずる段差を低減するとともに、急峻な
段差の変化を平滑化する効果を奏する。さらに、絶縁性
薄膜１８の上に、厚さ約０.８μｍの窒化シリコン膜か
らなる絶縁性の保護膜３がスパッタ法等により形成され
ている。

【００２４】さらに、平板状基材１の支持膜２が配置さ
れている方の表面とは反対側の表面（裏面）に形成され
た裏面保護膜１６に、写真製版法等を用いてエッチング
ホール１７が形成された後、例えばアルカリエッチング
等を施すことにより平板状基材１の一部が除去されて凹
部１２が形成され、これによりダイヤフラム１４が形成
されている。なお、このダイヤフラム１４は、熱伝導度
を良くして該流量検出素子の流量検出精度を高めるため
にできる限り薄く形成されるのが好ましい。

【００２５】図１に示すように、この流量検出素子にお
いては、感熱抵抗膜１１の上にその急峻な段差を平滑化
する絶縁性薄膜１８が設けられているので、その上側の
保護膜３のカバレッジが向上し、す等が発生しにくくな
る。このため、感熱抵抗膜１１の抵抗値変化、腐食、ク
ラック等がなくなり、該流量検出素子の精度や信頼性が
向上する。なお、この実施の形態１を含め、以下に述べ
る全ての実施の形態では、ダイヤフラムタイプの流量検
出素子を例として挙げているが、ブリッジタイプの流量
検出素子の場合も同様の効果が得られることは言うまで
もない。

【００２６】実施の形態２．図２は、この発明の実施の
形態２に係る流量検出素子の立面断面図である。図２に
おいて、１は例えば厚さ約４００μｍのシリコンウエハ
からなる平板状基材であり、この平板状基材１の上に厚
さ約１μｍの窒化シリコン膜からなる絶縁性の支持膜２
がスパッタ法等により形成されている。さらに、支持膜
２の上に、例えば厚さ０.２μｍの白金等よりなる感熱
抵抗膜１１が蒸着法やスパッタ法等により着膜されてい
る。感熱抵抗膜１１は写真製版法、ウエットエッチング
法あるいはドライエッチング法等を用いてパターニング
が行われ、これにより電流路が形成されている。

【００２７】さらに、感熱抵抗膜１１ないし支持膜２の
上に、厚さ約０.１５μｍのＳＯＧ（Spin On Glass）膜
からなる絶縁性薄膜１９（ＳＯＧ塗布膜）が形成されて
いる。このＳＯＧ膜（絶縁性薄膜１９）は、ケイ素（Ｓ
ｉ）と酸素（Ｏ）を主成分としており（例えば、東京応
化製ＳＯＧ、Type-2：Si-Film用）非常に高い流動性を
有している。このように、ＳＯＧを塗布してなる絶縁性
薄膜１９を設けることにより、図２に示すように、感熱
抵抗膜１１によって生ずる段差を低減するとともに、急
峻な段差の変化を平滑化するといった効果を奏する。さ
らに、このＳＯＧ膜は約４５０°Ｃ以上でアニールする
ことにより固化する。さらに、絶縁性薄膜１９の上に、
厚さ約０.８μｍの窒化シリコン膜よりなる絶縁性の保
護膜３がスパッタ法等により形成されている。

【００２８】さらに、平板状基材１の支持膜２が配置さ
れている方の表面とは反対側の表面（裏面）に形成され
た裏面保護膜１６に写真製版法等を用いてエッチングホ
ール１７が形成された後、例えばアルカリエッチング等
を施すことにより平板状基材１の一部が除去されて凹部
１２が形成され、これによりダイヤフラム１４が形成さ
れている。

【００２９】図２に示すように、感熱抵抗膜１１の上
に、流動性塗布材料を用いて、急峻な段差を平滑化する
効果を奏する絶縁性薄膜１９を設けているので、保護膜
３のカバレッジが向上し、す等が発生しにくくなる。こ
のため、感熱抵抗膜１１の抵抗値変化、腐食、クラック
等がなくなり、該流量検出素子の精度や信頼性が向上す
る。

【００３０】実施の形態３．図３は、この発明の実施の
形態３に係る流量検出素子の立面断面図である。図３に
おいて、１は例えば厚さ約４００μｍのシリコンウエハ
からなる平板状基材であり、この平板状基材１の上に、
厚さ約１μｍの窒化シリコン膜からなる絶縁性の支持膜
２がスパッタ法等により形成されている。さらに、支持
膜２の上に、例えば厚さ０.２μｍの白金等よりなる感
熱抵抗膜１１が蒸着法やスパッタ法等により着膜されて
いる。感熱抵抗膜１１は写真製版法、ウエットエッチン
グ法あるいはドライエッチング法等を用いてパターニン
グが行われ、これにより電流路が形成されている。さら
に、感熱抵抗膜１１ないし支持膜２の上に、厚さ約０.
０８μｍのＳＯＧ（Spin On Glass）膜からなる絶縁性
薄膜１９が形成されている。このＳＯＧ膜はＳｉとＯを
主成分としており（例えば、東京応化製ＳＯＧ、Type-
2：Si-Film用）非常に高い流動性を有している。図３に
示すように、このＳＯＧの塗布膜厚が薄いと、高い流動
性を持っていたとしても、急峻な段差変化を充分に平滑
化することができない。このため、絶縁性薄膜１９の上
にスパッタ法等により保護膜３を形成しても、すが発生
する可能性が大きく、感熱抵抗膜１１の抵抗値変化、腐
食、クラック等が起きる可能性があり、流量検出素子の
精度や信頼性を向上させることはできない。

【００３１】かくして、ＳＯＧ等の流動性塗布材料の塗
布膜厚とその上に形成された保護膜３のカバレッジとの
関係を評価したところ、ＳＯＧの塗布膜厚が、平坦部で
感熱抵抗膜１１による段差の１／２以上あれば、保護膜
３にす等が入ることがなく、良好なカバレッジが得られ
るということが判明した。したがって、絶縁性薄膜１９
の平坦部での厚さを感熱抵抗膜１１の厚さ（段差）の１
／２以上とすれば、保護膜３のカバレッジが向上し、す
等が発生しにくくなるので、感熱抵抗膜１１の抵抗値変
化、腐食、クラック等がなくなり、該流量検出素子の精
度や信頼性が向上することになる。

【００３２】さらに、ＳＯＧ等の流動性塗布材料の膜厚
が、平坦部で感熱抵抗膜１１により生じる段差よりも充
分に厚ければ、保護膜３を設けなくても、塗布後のＳＯ
Ｇを熱処理により固化させるだけで充分なカバレッジが
得られる。このような構成にすることにより、感熱抵抗
膜１１の抵抗値変化、腐食、クラック等がなくなり、該
流量検出素子の精度や信頼性が向上し、加えて、保護膜
３が不要となるため、製造プロセスを簡略化することが
でき、歩留まりの向上やコストの低減を図ることができ
る。

【００３３】実施の形態４．図４は、この発明の実施の
形態４に係る流量検出素子の立面断面図である。図４に
おいて、１は例えば厚さ約４００μｍのシリコンウエハ
からなる平板状基材であり、この平板状基材１の上に、
厚さ約１μｍの窒化シリコン膜からなる絶縁性の支持膜
２がスパッタ法等により形成されている。さらに、支持
膜２の上に、例えば厚さ０.２μｍの白金等よりなる感
熱抵抗膜１１が蒸着法やスパッタ法等により着膜されて
いる。感熱抵抗膜１１は写真製版後、ドライエッチング
法等を用いてパターニングが行われ、これにより電流路
が形成されている。このドライエッチングにおいては、
アルゴンイオンによるイオンシャワーエッチング法が用
いられ、イオンシャワーの入射角をシリコンウエハの垂
直面に対して３０〜４５度傾けてエッチングが行われ
た。こうすることにより、感熱抵抗膜１１のテーパー角
ないしはエッジ角２０を、３０〜４５度にすることがで
きる。さらに、感熱抵抗膜１１ないし支持膜２の上に、
厚さ約１.０μｍの窒化シリコン膜からなる絶縁性の保
護膜３がスパッタ法等により形成されている。

【００３４】さらに、平板状基材１の支持膜２が形成さ
れている方の表面とは反対側の表面に形成された裏面保
護膜１６に写真製版法等を用いてエッチングホール１７
が形成された後、例えばアルカリエッチング等を施すこ
とにより平板状基材１の一部が除去されて凹部１２が形
成され、ダイヤフラム１４が形成されている。

【００３５】図４に示すように、イオンシャワーの入射
角を前記のように設定して感熱抵抗膜１１をエッチング
することにより、感熱抵抗膜１１は、そのエッジにテー
パー角を持たせた形状（テーパー状）となる。このよう
な構造とすることにより、感熱抵抗膜１１のエッジ部の
急峻な角度変化が緩和され、その上に形成される保護膜
３のカバレッジが向上し、す等が発生しにくくなる。こ
のため、感熱抵抗膜１１の抵抗値変化、腐食、クラック
等がなくなり、該流量検出素子の精度や信頼性が向上す
る。また、製造プロセスを簡略化することができ、歩留
まりの向上やコストの低減が図られる。

【００３６】しかしながら、イオンシャワーの入射角度
を浅くし、感熱抵抗膜１１のエッジのテーパー角が４５
度を越えると、その上に形成された保護膜３のカバレッ
ジが悪化し、す等が発生しやすくなり、感熱抵抗膜１１
の抵抗値変化、腐食、クラック等が発生することにな
る。

【００３７】実施の形態５．図５は、この発明の実施の
形態５に係る流量検出素子の立面断面図である。図５に
おいて、１は例えば厚さ約４００μｍのシリコンウエハ
からなる平板状基材であり、この平板状基材１の上に、
厚さ約１μｍの窒化シリコン膜からなる支持膜２がスパ
ッタ法等により形成されている。さらに、支持膜２の上
に、例えば厚さ０.２μｍの白金等よりなる感熱抵抗膜
１１が蒸着法やスパッタ法等により着膜されている。感
熱抵抗膜１１は写真製版後、ドライエッチング法等を用
いてパターニングが行われ、これにより電流路が形成さ
れている。このドライエッチングにおいては、アルゴン
イオンによるイオンシャワーエッチング法が用いられ、
イオンシャワーの入射角をシリコンウエハの垂直面に対
して３０〜４５度傾けてエッチングが行われ、さらにオ
ーバーエッチングが１０〜２０％行われた。これによ
り、実施の形態４の場合と同様に感熱抵抗膜１１のテー
パー角ないしはエッジ角２０を３０〜４５度にすること
ができ、かつ感熱抵抗膜１１の周辺の支持膜２に裾引き
部２１を形成することができる。すなわち、裾を引いた
ような形状に加工することができる。さらに、感熱抵抗
膜１１ないし支持膜２の上に、厚さ約１.０μｍの窒化
シリコン膜からなる絶縁性の保護膜３がスパッタ法等に
より形成されている。

【００３８】さらに、平板状基材１の支持膜２が形成さ
れている方の表面とは反対側の表面（裏面）に形成され
た裏面保護膜１６に、写真製版法等を用いてエッチング
ホール１７が形成された後、例えばアルカリエッチング
法等により平板状基材１の一部が除去されて凹部１２が
形成され、これによりダイヤフラム１４が形成されてい
る。

【００３９】図５に示すように、イオンシャワーの入射
角を前記のように設定して感熱抵抗膜１１をエッチング
し、さらにオーバーエッチングを施すことにより、感熱
抵抗膜１１のエッジにテーパー角を持たせた上に、周辺
の支持膜２が裾を引いた形状になる。このような構造と
することにより、感熱抵抗膜１１のエッジ部の急峻な角
度変化が緩和され、その上に形成される保護膜３のカバ
レッジが向上し、す等が発生しにくくなる。このため、
感熱抵抗膜１１の抵抗値変化、腐食、クラック等がなく
なり、該流量検出素子の精度や信頼性が向上する。ま
た、製造プロセスを簡略化することができ、歩留まりの
向上やコストの低減が図られる。

【００４０】実施の形態６．図６は、この発明の実施の
形態６に係る流量検出素子の立面断面図である。図６に
おいて、１は例えば厚さ約４００μｍのシリコンウエハ
からなる平板状基材であり、この平板状基材１の上に、
厚さ約１μｍの窒化シリコン膜からなる絶縁性の支持膜
２がスパッタ法等により形成されている。さらに、支持
膜２の上に、例えば厚さ０.２μｍの白金等よりなる感
熱抵抗膜１１が蒸着法やスパッタ法等により着膜されて
いる。感熱抵抗膜１１は写真製版後、ドライエッチング
法等を用いてパターニングが行われ、これにより電流路
が形成されている。このドライエッチングにおいては、
アルゴンイオンによるイオンシャワーエッチング法が用
いられ、イオンシャワーの入射角をシリコンウエハの垂
直面に対して４５〜６５度傾けてエッチングが行われ
た。これにより、感熱抵抗膜１１のエッジ部に裾引き部
２２を形成することができ、すなわちのエッジが裾を引
いたように加工することができ、急峻な角度変化を緩和
することができる。さらに、感熱抵抗膜１１ないし支持
膜２の上に、厚さ約１.０μｍの窒化シリコン膜からな
る絶縁性の保護膜３がスパッタ法等により形成されてい
る。

【００４１】さらに、平板状基材１の支持膜２が形成さ
れている方の表面とは反対側の表面（裏面）に形成され
た裏面保護膜１６に、写真製版法等を用いてエッチング
ホール１７が形成された後、例えばアルカリエッチング
法等により平板状基材１の一部が除去されて凹部１２が
形成され、これによりダイヤフラム１４が形成されてい
る。

【００４２】図６に示すように、イオンシャワーの入射
角を４５〜６５度に設定して感熱抵抗膜１１をエッチン
グすることにより、感熱抵抗膜１１を、そのエッジが裾
を引いたような形状に加工することができる。このよう
な構造にすることにより、感熱抵抗膜１１のエッジ部の
急峻な角度変化が緩和され、その上に形成される保護膜
３のカバレッジが向上し、す等が発生しにくくなる。こ
のため、感熱抵抗膜１１の抵抗値変化、腐食、クラック
等がなくなり、該流量検出素子の精度や信頼性が向上す
る。また、製造プロセスを簡略化することができ、歩留
まりの向上やコストの低減が図られる。

【００４３】しかしながら、イオンシャワーの入射角度
を６５度以上に深くすると、エッチング速度が非常に遅
くなり実用的ではない。これと同時に、隣のパターンの
影響を受け、エッチング形状が変わるというパターン依
存性が顕著に現れる。このため、感熱抵抗膜１１に裾を
引かせるには、イオンシャワーの入射角が４５〜６５度
であることが望ましい。

【００４４】実施の形態７．図７は、この発明の実施の
形態７に係る流量検出素子の立面断面図である。図７に
おいて、１は例えば厚さ約４００μｍのシリコンウエハ
からなる平板状基材であり、この平板状基材１の上に、
厚さ約１μｍの窒化シリコン膜からなる絶縁性の支持膜
２がスパッタ法等により形成されている。さらに、支持
膜２の上に、例えば厚さ０.２μｍの白金等よりなる感
熱抵抗膜１１が蒸着法やスパッタ法等により着膜されて
いる。感熱抵抗膜１１は写真製版後、ドライエッチング
法等を用いてパターニングが行われ、これにより電流路
が形成されている。このドライエッチングにおいては、
アルゴンイオンによるイオンシャワーエッチング法が用
いられ、まずイオンシャワーの入射角をシリコンウエハ
の垂直面に対して３０〜４５度傾けてエッチングが行わ
れ、次に入射角度を０度（垂直）に戻してウエハ全面に
対して軽くエッチングが行われた。これにより、実施の
形態４の場合と同様に感熱抵抗膜１１のテーパー角ない
しはエッジ角２０を３０〜４５度にすることができ、か
つ感熱抵抗膜１１の上側角部を面取りしてなる肩部２３
を形成することができる。すなわち、感熱抵抗膜１１の
上側角部を面取りを施したような形状に加工することが
できる。さらに、感熱抵抗膜１１ないし支持膜２の上
に、厚さ約０.８μｍの窒化シリコン膜からなる保護膜
３がスパッタ法等により形成されている。

【００４５】さらに、平板状基材１の支持膜２が形成さ
れている方の表面とは反対側の表面（裏面）に形成され
た裏面保護膜１６に、写真製版法等を用いてエッチング
ホール１７が形成された後、例えばアルカリエッチング
等により、平板状基材１の一部が除去されて凹部１２が
形成され、これによりダイヤフラム１４が形成されてい
る。

【００４６】図７に示すように、イオンシャワーの入射
角を前記のように設定して感熱抵抗膜１１をエッチング
した後、イオンシャワーの入射角を０度に戻してウエハ
全面を軽くエッチングすることにより、感熱抵抗膜１１
のエッジにテーパー角を持たせた上に、感熱抵抗膜１１
の上側角部に面取りを施したような形状とすることがで
きる。このような構造にすることにより、感熱抵抗膜１
１のエッジ部及び肩部２３での急峻な角度変化が緩和さ
れ、その上に形成される保護膜３のカバレッジが向上
し、す等が発生しにくくなる。このため、感熱抵抗膜１
１の抵抗値変化、腐食、クラック等がなくなり、該流量
検出素子の精度や信頼性が向上する。なお、２回目のウ
エハ全面に対するエッチングについては、必ずしもドラ
イエッチングである必要はなく、ウエットエッチング等
の他のエッチング手法を用いても同様の効果が得られ
る。

【００４７】実施の形態８．図８（ａ）〜（ｄ）は、そ
れぞれ、この発明の実施の形態８に係る流量検出素子の
製造途上における立面断面図であり、該流量検出素子の
製造工程を順次示している。図８（ａ）〜（ｄ）におい
て、１は例えば厚さ約４００μｍのシリコンウエハから
なる平板状基材であり、この平板状基材１の上に、厚さ
約１μｍの窒化シリコン膜からなる支持膜２がスパッタ
法等により形成されている。

【００４８】そして、この流量検出素子の製造工程にお
いては、図８（ａ）に示すように、支持膜２の上に、写
真製版法、ウエットエッチング法あるいはドライエッチ
ング法等を用いてパターニングが行われ、これにより電
流路となる深さ約０.２μｍの溝２４が形成される。さ
らに、図８（ｂ）に示すように、溝２４が形成された支
持膜２の上に、全面的に、白金等よりなる感熱抵抗膜１
１が蒸着法やスパッタ法等により着膜される。この後、
図８（ｃ）に示すように、化学機械研磨法（ＣＭＰ法）
等により、感熱抵抗膜１１の表面（白金膜表面）を平坦
化し、溝２４に埋め込まれた感熱抵抗膜１１（白金）の
みを残す。すなわち、感熱抵抗膜１１の表面と支持膜２
の表面とを同一平面とする。さらに、図８（ｄ）に示す
ように、感熱抵抗膜１１ないし支持膜２の上に、厚さ約
１.０μｍの窒化シリコン膜からなる保護膜３がスパッ
タ法等により形成される。なお、図示していないが、こ
の実施の形態８に係る流量検出素子においても、平板状
基材１の一部が除去され、ダイヤフラムが形成されてい
る。

【００４９】かくして、図８（ｄ）に示すように、流量
検出素子は、感熱抵抗膜１１が支持膜２に埋め込まれた
構造となり、感熱抵抗膜１１に起因する段差は生じな
い。このため、保護膜３のカバレッジが向上し、す等が
発生しなくなる。よって、感熱抵抗膜１１の抵抗値変
化、腐食、クラック等がなくなり、該流量検出素子の精
度や信頼性が向上する。

【００５０】なお、この実施の形態８では、感熱抵抗膜
１１及び支持膜２の平坦化にＣＭＰ法を用いているが、
平坦化手法はこれに限られるものではなく、レジストエ
ッチバック等のその他の平坦化手法によっても同様の平
坦化は可能である。

【００５１】実施の形態９．図９（ａ）〜（ｃ）は、そ
れぞれ、この発明の実施の形態９にかかる流量検出素子
の製造途上における立面断面図であり、該流量検出素子
の製造工程を順次示している。図９（ａ）〜（ｃ）にお
いて、１は例えば厚さ約４００μｍのシリコンウエハか
らなる平板状基材であり、この平板状基材の上に、厚さ
約１μｍの窒化シリコン膜からなる支持膜２がスパッタ
法等により形成されている。さらに、この支持膜２の上
に、例えば厚さ０.２μｍの白金等よりなる感熱抵抗膜
１１が蒸着法やスパッタ法等により着膜されている。こ
の感熱抵抗膜１１は、写真製版法、ウエットエッチング
法あるいはドライエッチング法等を用いてパターニング
が行われ、これにより電流路が形成されている。

【００５２】そして、この流量検出素子の製造工程にお
いては、図９（ａ）に示すように、感熱抵抗膜１１ない
し支持膜２の上に、厚さ約０.５μｍの絶縁性の酸化シ
リコン膜２５（中間膜）がスパッタ法あるいは蒸着法等
により形成される。この後、図９（ｂ）に示すように、
化学機械研磨（ＣＭＰ法）等により感熱抵抗膜１１の表
面（白金膜表面）が露出する（顔を出す）まで酸化シリ
コン膜２５の表面を平坦化する。すなわち、感熱抵抗膜
１１の表面と酸化シリコン膜２５の表面とを同一平面と
する。さらに、図９（ｃ）に示すように、感熱抵抗膜１
１ないし酸化シリコン膜２５の上に、厚さ約１.０μｍ
の窒化シリコン膜からなる絶縁性の保護膜３がスパッタ
法等により形成される。なお、図示していないが、この
実施の形態９に係る流量検出素子においても、平板状基
材１の一部が除去され、ダイヤフラムが形成されてい
る。

【００５３】かくして、図９（ｃ）に示すように、流量
検出素子は、感熱抵抗膜１１が酸化シリコン膜２５に埋
め込まれかつ感熱抵抗膜１１と酸化シリコン膜２５とが
平坦化された構造となっているので、保護膜３のカバレ
ッジが向上し、す等が発生しない。このため、感熱抵抗
膜１１の抵抗値変化、腐食、クラック等がなくなり、該
流量検出素子の精度や信頼性が向上する。

【００５４】なお、この実施の形態９では、感熱抵抗膜
１１及び酸化シリコン膜２５の平坦化にＣＭＰ法を用い
ているが、平坦化手法はこれに限られるものではなくレ
ジストエッチバック等のその他の平坦化手法によっても
同様の平坦化は可能である。さらに、感熱抵抗膜１１の
上に酸化シリコン膜２５の一部残存していても、表面の
平坦性が確保できていれば、同様の効果を奏する。

【００５５】実施の形態１０．図１０及び図１１は、そ
れぞれ、上記の各実施の形態に係る流量検出素子を用い
た流量センサの１つの実施の形態を示す正面図及び側面
断面図である。図１０及び図１１において、３１は流量
検出素子であり、３２は検出管路であり、３３は流体の
通路である主通路であり、３４は格子状の整流器であ
り、３５は制御回路が収められたケースであり、３６は
該流量センサに電源を供給したり出力を取り出すための
コネクタである。なお、矢印１０は、通常の状態におけ
る計測流体（空気）の流れの方向を示している。このよ
うに、この実施の形態１０にかかる流量センサには実施
の形態１〜９に係る流量検出素子が組み込まれているの
で、各実施の形態に係る流量検出素子と同様の効果を奏
する。

【００５６】

【発明の効果】この発明によれば、以下に示すような顕
著な効果を奏する。すなわち、この発明の第１の態様に
かかる流量検出素子によれば、発熱部（感熱抵抗膜）と
保護膜との間に、発熱部の段差を低減させる絶縁性薄膜
が設けられているので、保護膜のカバレッジを向上させ
ることができる。このため、発熱部の抵抗変化、腐食、
クラック等がなくなり、流量検出素子の精度や信頼性を
向上させることができる。

【００５７】この発明の第２の態様に係る流量検出素子
によれば、ケイ素及び酸素を主成分とする絶縁性薄膜に
よって発熱部（感熱抵抗膜）の段差が低減（解消）され
るので、保護膜のカバレッジを向上させることができ
る。このため、発熱部の抵抗変化、腐食、クラック等が
なくなり、該流量検出素子の精度や信頼性を向上させる
ことができる。

【００５８】この発明の第３の態様に係る流量検出素子
によれば、発熱部（感熱抵抗膜）の上に形成する絶縁性
薄膜の厚さを発熱部の厚さの１／２以上としているの
で、発熱部の段差を有効に低減することができ、ないし
は発熱部の急峻な勾配をなくすことができ、保護膜のカ
バレッジを一層向上させることができる。このため、発
熱部の抵抗変化、腐食、クラック等がなくなり、該流量
検出素子の精度や信頼性を一層向上させることができ
る。さらに、流量検出素子を製造するプロセスが簡素な
ものとなるので、歩留まりの向上やコストの低減を図る
ことができる。

【００５９】この発明の第４の態様に係る流量検出素子
によれば、発熱部（感熱抵抗膜）の側部のテーパー角が
４５度以下とされているので、該発熱部の急峻な勾配を
なくすことができ、保護膜のカバレッジを向上させるこ
とができる。このため、発熱部の抵抗変化、腐食、クラ
ック等がなくなり、該流量検出素子の精度や信頼性を向
上させることができる。さらに、流量検出素子を製造す
るプロセスが簡素なものとなるので、歩留まりの向上や
コストの低減を図ることができる。

【００６０】この発明の第５の態様に係る流量検出素子
によれば、発熱部の側部にテーパー角を持たせ、かつ支
持膜をオーバーエッチングして裾を引かせた構造として
いるので、発熱部の急峻な勾配をなくすことができ、保
護膜のカバレッジを向上させることができる。このた
め、発熱部の抵抗変化、腐食、クラック等がなくなり、
該流量検出素子の精度や信頼性を向上させることができ
る。さらに、かかる流量検出素子を製造するプロセスが
簡素なものとなるので、歩留まりの向上やコストの低減
を図ることができる。

【００６１】この発明の第６の態様に係る流量検出素子
によれば、発熱部（感熱抵抗膜）の側部にテーパー角を
持たせ、かつ支持膜との界面部に裾を引かせた構造とし
ているので、発熱部の急峻な勾配をなくすことができ、
保護膜のカバレッジを向上させることができる。このた
め、発熱部の抵抗変化、腐食、クラック等がなくなり、
該流量検出素子の精度や信頼性を向上させることができ
る。さらに、かかる流量検出素子を製造するプロセスが
簡素なものとなるので、歩留まりの向上やコストの低減
を図ることができる。

【００６２】この発明の第７の態様に係る流量検出素子
によれば、発熱部（感熱抵抗膜）の側部にテーパー角を
持たせ、かつ発熱部の上側角部に面取りを施すことによ
って肩部を形成しているので、発熱部の急峻な勾配をな
くすことができ、保護膜のカバレッジを向上させること
ができる。このため、発熱部の抵抗変化、腐食、クラッ
ク等がなくなり、該流量検出素子の精度や信頼性を向上
させることができる。

【００６３】この発明の第８の態様に係る流量検出素子
によれば、発熱部（感熱抵抗膜）が支持膜に埋め込まれ
ているので、発熱部の段差をなくすことができ、保護膜
のカバレッジを向上させることができる。このため、発
熱部の抵抗変化、腐食、クラック等がなくなり、該流量
検出素子の精度や信頼性を向上させることができる。

【００６４】この発明の第９の態様に係る流量検出素子
によれば、発熱部（感熱抵抗膜）が中間膜に埋め込ま
れ、かつ発熱部の表面と中間膜の表面とが平坦になって
いるので、発熱部の段差をなくすことができ、保護膜の
カバレッジを向上させることができる。このため、発熱
部の抵抗変化、腐食、クラック等がなくなり、該流量検
出素子の精度や信頼性を向上させることができる。

【００６５】この発明の第１０の態様に係る流量検出素
子によれば、基材がダイヤフラム構造とされているの
で、該基材の熱伝導度が良くなり、該流量検出素子の流
量検出精度ひいては信頼性が一層高められる。

【００６６】この発明の第１１の態様に係る流量センサ
によれば、第１〜第１０の態様のいずれか１つに係る流
量検出素子を用いているので、これらの流量検出素子の
場合と同様の効果を奏する。

【００６７】この発明の第１２の態様に係る流量検出素
子の製造方法によれば、第８の態様にかかる流量検出素
子を極めて容易に製造することができ、その製造コスト
が低減される。

【００６８】この発明の第１３の態様に係る流量検出素
子の製造方法によれば、第９の態様にかかる流量検出素
子を極めて容易に製造することができ、その製造コスト
が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る感熱式流量検
出素子の立面断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態２に係る感熱式流量検
出素子の立面断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態３に係る感熱式流量検
出素子の立面断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態４に係る感熱式流量検
出素子の立面断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態５に係る感熱式流量検
出素子の立面断面図である。

【図６】 この発明の実施の形態６に係る感熱式流量検
出素子の立面断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態７に係る感熱式流量検
出素子の立面断面図である。

【図８】 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、この発明の実
施の形態８に係る感熱式流量検出素子の製造途上におけ
る立面断面図である。

【図９】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、この発明の実
施の形態９に係る感熱式流量検出素子の製造途上におけ
る立面断面図である。

【図１０】 この発明の実施の形態１０に係る流量セン
サの正面図である。

【図１１】 図１０に示す流量センサの側面断面図であ
る。

【図１２】 従来のブリッジタイプの感熱式流量検出素
子の立面断面図である。

【図１３】 図１２に示す従来の流量検出素子の保護膜
を取り除いた状態における平面図である。

【図１４】 従来のダイヤフラムタイプの感熱式流量検
出素子の立面断面図である。

【図１５】 図１４に示す従来の流量検出素子の保護膜
を取り除いた状態における平面図である。

【図１６】 従来の感熱式流量検出素子の立面断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 平板状基材、２ 支持膜、３ 保護膜、４ 発熱抵
抗、５ 測温抵抗、６ 測温抵抗、７ 比較抵抗、８
開口部、９ 空気スペース、１０ 矢印、１１ 感熱抵
抗膜、１２ 凹部、１３ ブリッジ、１４ ダイヤフラ
ム、１５ スパッタ膜中のす、１６ 裏面保護膜、１７
エッチングホール、１８ ＴＥＯＳ＋Ｈ₂Ｏ₂酸化膜、
１９ ＳＯＧ塗布膜、２０ 感熱抵抗膜のテーパー角
（エッジ角）、２１ 支持膜の裾引き部、２２ 感熱抵
抗膜の裾引き部、２３ 感熱抵抗膜の肩部、２４ 支持
膜に形成された溝、２５ 酸化シリコン膜、３１ 流量
検出素子、３２ 検出管路、３３ 主通路、３４ 整流
器、３５ ケース、３６コネクタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堤 和彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状の基材と、 前記基材の表面に配置された絶縁性の支持膜と、 前記支持膜の上に配置され該支持膜によって支持され
   た、感熱抵抗膜よりなる複数の発熱部と、 前記発熱部の上に配置され前記発熱部を保護する絶縁性
   の保護膜とを備えていて、 計測流体の流れの方向にみて上流側の発熱部と下流側の
   発熱部の加熱電流の差に相当する量に基づいて前記計測
   流体の流量を計測する感熱式の流量検出素子であって、 前記発熱部と前記保護膜との間に、該発熱部の段差を低
   減する絶縁性薄膜が設けられていることを特徴とする流
   量検出素子。
2. 【請求項２】 前記絶縁性薄膜がケイ素及び酸素を主成
   分とすることを特徴とする請求項１に記載の流量検出素
   子。
3. 【請求項３】 前記絶縁性薄膜の厚さが前記発熱部の厚
   さの１／２以上であることを特徴とする請求項１又は２
   に記載の流量検出素子。
4. 【請求項４】 平板状の基材と、 前記基材の表面に配置された絶縁性の支持膜と、 前記支持膜の上に配置され該支持膜によって支持され
   た、感熱抵抗膜よりなる複数の発熱部と、 前記発熱部の上に配置され前記発熱部を保護する絶縁性
   の保護膜とを備えていて、 計測流体の流れの方向にみて上流側の発熱部と下流側の
   発熱部の加熱電流の差に相当する量に基づいて前記計測
   流体の流量を計測する感熱式の流量検出素子であって、 前記発熱部の側部が下方に広がるテーパ状に形成されて
   いて、該側部と発熱部底面とがなすテーパー角が４５度
   以下であることを特徴とする流量検出素子。
5. 【請求項５】 前記発熱部と前記支持膜の当接部の外側
   において前記支持膜に、該支持膜がオーバーエッチング
   されてなる裾引き部が形成されていることを特徴とする
   請求項４に記載の流量検出素子。
6. 【請求項６】 前記発熱部の側部と前記支持膜との界面
   部近傍において、該側部に、外方に向かってテーパ角が
   徐々に小さくなる裾引き部が形成されていることを特徴
   とする請求項４又は５に記載の流量検出素子。
7. 【請求項７】 前記支持膜の上側角部に、該角部が面取
   りされてなる肩部が形成されていることを特徴とする請
   求項４〜６のいずれか１つに記載の流量検出素子。
8. 【請求項８】 平板状の基材と、 前記基材の表面に配置された絶縁性の支持膜と、 前記支持膜の上に配置され該支持膜によって支持され
   た、感熱抵抗膜よりなる複数の発熱部と、 前記発熱部の上に配置され前記発熱部を保護する絶縁性
   の保護膜とを備えていて、 計測流体の流れの方向にみて上流側の発熱部と下流側の
   発熱部の加熱電流の差に相当する量に基づいて前記計測
   流体の流量を計測する感熱式の流量検出素子であって、 前記発熱部が前記支持膜に埋め込まれていることを特徴
   とする流量検出素子。
9. 【請求項９】 平板状の基材と、 前記基材の表面に配置された絶縁性の支持膜と、 前記支持膜の上に配置され該支持膜によって支持され
   た、感熱抵抗膜よりなる複数の発熱部と、 前記発熱部の上に配置され前記発熱部を保護する絶縁性
   の保護膜とを備えていて、 計測流体の流れの方向にみて上流側の発熱部と下流側の
   発熱部の加熱電流の差に相当する量に基づいて前記計測
   流体の流量を計測する感熱式の流量検出素子であって、 前記支持膜の上に前記発熱部を埋め込む絶縁性の中間膜
   が設けられ、該発熱部の表面と該中間膜の表面とが平坦
   になっていることを特徴とする流量検出素子。
10. 【請求項１０】 絶縁発熱部に対応する領域で前記基材
    が部分的に除去されてダイヤフラム構造をなすことを特
    徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の流量検出
    素子。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれか１つに記載
    の流量検出素子を用いて計測流体の流量を検出するよう
    になっていることを特徴とする流量センサ。
12. 【請求項１２】 請求項８に記載された流量検出素子を
    製造するための方法であって、支持膜の表面に溝部を形
    成した後、該支持膜の上に感熱抵抗膜を形成し、 前記感熱抵抗膜を前記支持膜の表面の位置まで除去し
    て、前記溝部内にのみ前記感熱抵抗膜を残留させて、該
    溝部内の感熱抵抗膜を発熱部とし、 前記発熱部及び前記支持膜の上に保護膜を形成するよう
    にしたことを特徴とする流量検出素子の製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項９に記載された流量検出素子を
    製造するための方法であって、支持膜の上に感熱抵抗膜
    からなる発熱部を形成し、 前記発熱部及び前記支持膜の上に絶縁性の中間膜を形成
    し、 前記中間膜を前記発熱部の表面の位置まで除去して、前
    記発熱部の表面と前記中間膜の表面とを平坦にし、 前記発熱部及び前記中間膜の上に保護膜を形成するよう
    にしたことを特徴とする流量検出素子の製造方法。