JPH02106975A - Micro-bridge flow sensor and manufacture thereof - Google Patents
Micro-bridge flow sensor and manufacture thereofInfo
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- JPH02106975A JPH02106975A JP63259566A JP25956688A JPH02106975A JP H02106975 A JPH02106975 A JP H02106975A JP 63259566 A JP63259566 A JP 63259566A JP 25956688 A JP25956688 A JP 25956688A JP H02106975 A JPH02106975 A JP H02106975A
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- flow sensor
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、極めて微少な気体の流速を検出するマイクロ
ブリッジフローセ/すおよびその製造方法に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a microbridge flow cell for detecting extremely small gas flow rates and a method for manufacturing the same.
従来、この種のマイクロブリッジフローセンサは、第3
図に示すように薄膜技術および異方性エツチング技術に
よ多形成された極めて熱容量の小さい薄l!!橋架構造
のフローセンサデツプのことである。このセンナは、応
答が極めて速く、高感度、低消費電力であシ、しかも量
産性が良い彦どの多くの優れた特徴を有している。Conventionally, this type of microbridge flow sensor has a third
As shown in the figure, a thin film with extremely low heat capacity is formed using thin film technology and anisotropic etching technology. ! This is a flow sensor depth with a bridge structure. This sensor has many excellent features, such as extremely fast response, high sensitivity, low power consumption, and ease of mass production.
第3図はマイクロブリッジフローセンサの構成を示した
ものである。同図(a)は斜視図、同図(b)Fiその
B−B’線断面図である。同図において、半導体基台1
の中央部には異方性エツチングにより左右の開口2.3
を連通する貫通孔4が形成されておシ、この貫通孔4の
上部には半導体、基台1からブリッジ状に空間的に離隔
され、結果的に半導体基台1から熱的に絶縁された橋絡
部5が形成されている。この1n28部5の表面に1代
、保膿膜6に挾持されて薄膜のヒータエレメント7とそ
れを挾む薄膜の側温抵抗エレメント8.9とが配列して
形成されている。また、この半導体基台1上の角部には
薄膜の周囲測温抵抗エレメント10が形成されている。FIG. 3 shows the configuration of the microbridge flow sensor. FIG. 5(a) is a perspective view, and FIG. 1(b) is a cross-sectional view taken along the line BB'. In the same figure, a semiconductor base 1
The left and right openings 2.3 are created by anisotropic etching in the center of the
A through hole 4 is formed in the upper part of the through hole 4 to communicate with the semiconductor, which is spatially separated from the base 1 in a bridge shape, and is thermally insulated from the semiconductor base 1. A bridging portion 5 is formed. On the surface of this 1n28 section 5, a thin film heater element 7 sandwiched between the purulent retention membrane 6 and a thin film lateral temperature resistance element 8.9 sandwiching the heater element 7 are arranged and arranged. Furthermore, a thin film surrounding temperature sensing resistance element 10 is formed at a corner of the semiconductor base 1.
このようL411成において、ヒータエレメント7を周
囲温度よシもある一定の高い温度で制御すると、薄膜橋
架部近傍の温度分布はヒータエレメント7を中心として
対称となシ、例えば同図(a)に示す矢印11の方向か
ら気体が移動すると、上流側の測温抵抗エレメント8は
冷却され、下流側の測m抵抗エレメント9は気体の流れ
を媒体としてヒータニレメン)7からの熱伝導が促進さ
れ、温度が上昇するために温度差が生じる。そこでヒー
タニレメン)7の両側に形成された測温抵抗エレメント
8,9をホイートスト2ブリツジ回路に組み込むことに
より、温度差を電圧に変換でき、流速に応じた電圧出力
が得られ、同図(c)に示すように気体の流速が検出で
きる。In such an L411 configuration, if the heater element 7 is controlled at a certain high temperature than the ambient temperature, the temperature distribution near the thin film bridge will be symmetrical with the heater element 7 at the center, for example, as shown in Figure 2(a). When the gas moves in the direction of the arrow 11 shown, the temperature-measuring resistance element 8 on the upstream side is cooled, and the temperature-measuring resistance element 9 on the downstream side uses the flow of gas as a medium to promote heat conduction from the heater element 7, thereby increasing the temperature. A temperature difference occurs because of the rise in temperature. Therefore, by incorporating the temperature measuring resistance elements 8 and 9 formed on both sides of the heater element 7 into the wheat strike 2 bridge circuit, the temperature difference can be converted into voltage, and a voltage output corresponding to the flow velocity can be obtained, as shown in the figure (c). The gas flow velocity can be detected as shown in .
しかし々がら、前述した従来の寸イクロブリッジフロー
センサは、@4図(a)に示すようにシリコンウェハ2
0上に多数個形成し、縦方向のストリート部21mおよ
び横方向のストリート部21bを矢印で示す方向にグイ
シングツ−を用いて切断し、個々に分割して第4図ら)
に示すようなマイクロブリッジフローセンサチップ22
を製作する方法が用いられていたが、このような方法に
よると、同図6)に示すようにマイクロブリッジフロー
センサチップ22のエツジ部分に欠け23が生じ、マイ
クロブリッジフローセンサチジプ22が破壊されたシ、
また、この欠け230発生が気体の流れる上流側であっ
た場合には気体の流れが乱され、流速検出部に一定した
気体の流れが得られないなどの問題があった。However, the conventional microbridge flow sensor described above has a silicon wafer 2 as shown in Figure 4 (a).
(Fig. 4, etc.)
A microbridge flow sensor chip 22 as shown in
However, according to such a method, as shown in FIG. 6), a chip 23 occurs at the edge portion of the microbridge flow sensor chip 22, and the microbridge flow sensor chip 22 is destroyed. was done,
Further, if the chipping 230 occurs on the upstream side of the gas flow, the gas flow is disturbed and there is a problem that a constant gas flow cannot be obtained at the flow rate detection section.
このような問題を解決するものとしては、第4図(a)
に示すストリート部21m、21bに予めエツチングを
施してから切断し、分割する方法が採用されている。と
ころが、このような方法によると、ストリート部21a
、21bを異方性エツチングすることにより、マイクロ
ブリッジフローセンサチップ22のエツジ部分の該チッ
プ方向へのアンダーカットが大きくなるという問題があ
った。Figure 4(a) shows a solution to this problem.
A method is adopted in which the street portions 21m and 21b are etched in advance and then cut and divided as shown in FIG. However, according to such a method, the street portion 21a
, 21b causes a problem that the undercut of the edge portion of the microbridge flow sensor chip 22 in the direction of the chip increases.
本発明のマイクロブリッジフローセンサハ、半導体基台
のエツジ部に面<110>方向にエツチングされ危い突
出部を一体的に設けるものである。In the micro bridge flow sensor of the present invention, a dangerous protrusion is integrally provided on the edge portion of the semiconductor base by etching in the plane <110> direction.
本発明のマイクロブリッジフローセ/すの製造方法は、
ストT) −ト部に而<110>方向の一部を残す異方
性エツチングを行なうものである。The method for manufacturing a microbridge flow cell of the present invention includes:
(T) - Anisotropic etching is performed to leave a part of the <110> direction on the top portion.
本発明のマイクロブリッジフロー七ンサにおいては、エ
ツジ部のアンダーカットが最小限に抑えられる。In the microbridge flow sensor of the present invention, undercuts at the edges are minimized.
本発明のマイクロブリッジフローセンサの製造方法にお
いては、ストリート部をエツチングしてもチップ方向へ
のアンダーカットが最小限となる。In the method for manufacturing a microbridge flow sensor of the present invention, even if the street portions are etched, undercuts in the chip direction are minimized.
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図は本発明によるマイクロブリッジフローセンサの
一実施例を示す要部斜視図であ)、前述の図と同一部分
には同一符号を付しである。同図において、半導体基台
1のエツジ部分には、シリコンウエハから切断分割され
る際にストリート部分に面<110>方向にエツチング
されないで、残した部分から形成される突出部1a、
1b、 1c、1dが一体的に設けられている。また、
このように形成されるマイクロブリッジフローセンナは
、ストリート部分が異方性エツチングされた谷間部分で
切断されるため、半導体基台1の各辺は外領へ傾斜する
斜面が形成されている。FIG. 1 is a perspective view of essential parts of an embodiment of a microbridge flow sensor according to the present invention), in which the same parts as in the previous figures are given the same reference numerals. In the same figure, the edge portion of the semiconductor base 1 includes a protrusion portion 1a formed from a portion that is not etched in the street portion in the <110> direction but remains when the silicon wafer is cut and divided.
1b, 1c, and 1d are provided integrally. Also,
In the micro bridge flow senna formed in this way, the street portion is cut at the anisotropically etched valley portion, so that each side of the semiconductor base 1 is formed with a slope that slopes toward the outer region.
第2図(a) 、 (b)は本発明によるマイクロブリ
ッジフローセンサの製造方法の一実施例を説明する平面
図であυ、前述の図と同一部分には同一符号を付しであ
る。同図において、シリコンウエハ20の表面の所定位
置にヒータエレメントTおよび測温抵抗エレメント8,
9をそれぞれ形成した後、このシリコンウエハ20上に
図示しないが、対応する開口部を有するマスクを配置し
、異方性エツチングを行なってそれぞれ開口2.3およ
び縦方向のストリート部21a、横方向のストリート部
21bに断面が7字状の溝24を形成する。この場合、
横方向のストリート部21b Kは連続してv字状エツ
チング溝24を形成し、縦方向のストリート部21a
には横方向のストリート部21bと交差する部分におい
て、面<110>方向にエツチングされない部分25を
有する不連続のV字状エツチング溝24を形成する。こ
れらの非エツチング部25の形成はマスクの対応する所
定部分を塞ぐことにより容易に形成できる。次にこのシ
リコンウエハ20を、その縦方向のストリート部21龜
および横方向のストリート部21b を矢印で示す方
向にダイシングソーを用いて切断し、個々に分割して同
図(b)に示すようなマイクロブリッジフローセンサチ
ップ26が得られる。すなわち第1図に示すような半導
体基台1のエツジ部にそれぞれ面<110>方向にエツ
チングされカい突出部1a。FIGS. 2(a) and 2(b) are plan views illustrating an embodiment of the method for manufacturing a microbridge flow sensor according to the present invention, and the same parts as in the previous figures are given the same reference numerals. In the figure, a heater element T and a temperature measuring resistance element 8 are placed at predetermined positions on the surface of a silicon wafer 20.
9, a mask having corresponding openings (not shown) is placed on the silicon wafer 20, and anisotropic etching is performed to form the openings 2.3, the vertical street portions 21a, and the horizontal street portions 21a, respectively. A groove 24 having a figure 7 cross section is formed in the street portion 21b. in this case,
The horizontal street portion 21b K continuously forms a V-shaped etching groove 24, and the vertical street portion 21a
A discontinuous V-shaped etched groove 24 having a portion 25 that is not etched in the plane <110> direction is formed at a portion intersecting with the horizontal street portion 21b. These non-etched portions 25 can be easily formed by blocking corresponding predetermined portions of the mask. Next, this silicon wafer 20 is cut by using a dicing saw to cut the vertical street portion 21 and the horizontal street portion 21b in the direction shown by the arrow, and are divided into individual pieces as shown in FIG. A microbridge flow sensor chip 26 is obtained. That is, as shown in FIG. 1, protrusions 1a are formed on the edge portions of the semiconductor base 1 by etching in the <110> direction.
1b、Ic、1dを有するマイクロブリッジフローセン
サが得られる。A microbridge flow sensor having 1b, Ic, and 1d is obtained.
このような方法によれば、製作工程を変更することなく
、エツジ部のアンダーカットの少ないマイクロブリッジ
フローセンサが容易に得られる。According to such a method, a microbridge flow sensor with fewer undercuts at the edge portion can be easily obtained without changing the manufacturing process.
以上説明したように本発明によるマイクロブリッジフロ
ーセンサによれば、半導体基台のエツジ部に面<110
>方向にエツチングされない突出部を一体的に設けたこ
とにより、半導体基台のアンダーカットが最小限に抑え
られ、検出部に一定した気体の流れが得られるので、高
品質のマイクロブリッジフローセンサが得られる。また
、本発明によるマイクロブリッジフローセンサの製造方
法によれば、ストリート部に面<110>方向の一部を
残す異方性エツチングを行なうことによシ、製作工程を
変更することなく、エツジ部のアンダーカットの少ない
マイクロブリッジフローセンサが生産性良く得られるな
どの極めて優れた効果を有する。As explained above, according to the microbridge flow sensor according to the present invention, the edge portion of the semiconductor base has a surface <110
By providing an integral protrusion that will not be etched in the > direction, undercutting of the semiconductor base is minimized and a constant gas flow is provided to the detection area, making it possible to create a high-quality microbridge flow sensor. can get. Further, according to the method for manufacturing a microbridge flow sensor according to the present invention, by performing anisotropic etching that leaves a part of the surface in the <110> direction on the street portion, the edge portion can be etched without changing the manufacturing process. This method has extremely excellent effects such as the ability to obtain a microbridge flow sensor with less undercuts with good productivity.
第1図は本発明によるマイクロブリッジフローセンサの
一実施例を示す斜視図、第2図(3) 、 (b)a本
発明によるマイクロブリッジフローセンサの製造方法の
一実施例を説明する平面図、第3図(a)。
i) 、 (cild従[のマイクロブリッジフローセ
ンサの構成を説明する図、第4図(a) 、 (b)は
従来のマイクロブリッジフローセ/すの製造方法を説明
する平面図である。
1・・・・半導体基台、2,3116・−開口、4・・
・・文通孔、5・・・・橋絡部、6・・・・保鰻膜、T
・・・・ヒータエレメント、83g・・・・測温抵抗エ
レメント、20・・・・ンIJコンクエバ、21a 、
21b 番a拳・ ストリート部、24番・争・V字状
エッチ/グ溝、25奉・・―エツチングされない部分、
26・自・・マイクロブリッジフローセンサ。
第1図
第2図
(Q)
第3図FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a microbridge flow sensor according to the present invention, and FIG. , Figure 3(a). i) A diagram illustrating the configuration of a micro-bridge flow sensor (FIG. 4(a) and (b) is a plan view illustrating a method of manufacturing a conventional micro-bridge flow sensor. 1 ...Semiconductor base, 2,3116--opening, 4...
・・Communication hole, 5・・Bridging part, 6・・・Eel protective membrane, T
...Heater element, 83g...Temperature measuring resistance element, 20...N IJ concubine, 21a,
21b No. A fist/Street part, No. 24/War/V-shaped etching/groove, 25 Ho...--parts that are not etched,
26・Auto・Micro bridge flow sensor. Figure 1 Figure 2 (Q) Figure 3
Claims (2)
隔して一体形成される橋絡部を有して左右の開口部を連
通する貫通孔が設けられ、該橋絡部の表面に熱的に絶縁
された発熱体および測温抵抗体がらなる検出部が形成さ
れ、該測温抵抗体の抵抗値変化から流速を検出するマイ
クロブリッジフローセンサにおいて、前記半導体基台の
エッジ部に面<110>方向にエッチングされない突出
部を一体的に設けたことを特徴とするマイクロブリッジ
フローセンサ。(1) A through hole is provided on the surface of the semiconductor base and has a bridge part that is spatially separated from the semiconductor base and integrally formed, and communicates the left and right openings, and the surface of the bridge part In the micro bridge flow sensor, a detection section consisting of a thermally insulated heating element and a resistance temperature sensor is formed, and the flow velocity is detected from a change in the resistance value of the resistance temperature sensor. A microbridge flow sensor characterized in that a protrusion that is not etched in the <110> direction is integrally provided.
ーセンサを配列形成し、これらの各マイクロブリッジフ
ローセンサのストリート部に異方性エッチングを行なつ
て個々に切断分割するマイクロブリッジフローセンサの
製造方法において、前記ストリート部のコーナ部に面<
110>方向の異方性エッチングを行ない工程を含むこ
とを特徴としたマイクロブリッジフローセンサの製造方
法。(2) A method for manufacturing a micro-bridge flow sensor in which a large number of micro-bridge flow sensors are arranged on a semiconductor wafer, and the street portions of each micro-bridge flow sensor are anisotropically etched to be individually cut and divided. , the corner part of the street part has a surface <
A method for manufacturing a microbridge flow sensor, comprising a step of performing anisotropic etching in the 110> direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63259566A JPH02106975A (en) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Micro-bridge flow sensor and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63259566A JPH02106975A (en) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Micro-bridge flow sensor and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02106975A true JPH02106975A (en) | 1990-04-19 |
Family
ID=17335905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63259566A Pending JPH02106975A (en) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Micro-bridge flow sensor and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02106975A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002236044A (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-23 | Denso Corp | Flow sensor and manufacturing method thereof |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6153733A (en) * | 1984-07-25 | 1986-03-17 | ハネウエル・インコーポレーテッド | Semiconductor device and method of producing same |
-
1988
- 1988-10-17 JP JP63259566A patent/JPH02106975A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6153733A (en) * | 1984-07-25 | 1986-03-17 | ハネウエル・インコーポレーテッド | Semiconductor device and method of producing same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002236044A (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-23 | Denso Corp | Flow sensor and manufacturing method thereof |
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