JPH11241935A - マイクロセンサ - Google Patents
マイクロセンサInfo
- Publication number
- JPH11241935A JPH11241935A JP10062309A JP6230998A JPH11241935A JP H11241935 A JPH11241935 A JP H11241935A JP 10062309 A JP10062309 A JP 10062309A JP 6230998 A JP6230998 A JP 6230998A JP H11241935 A JPH11241935 A JP H11241935A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- film layer
- electrically insulating
- heater
- insulating thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Resistance Heating (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヒーター部の発熱・放熱状態を均一にし、ヒ
ーター部及び感応部の温度制御の精度を高めたマイクロ
センサを提供すること。 【解決手段】 シリコン基板１上に形成された第一の電
気絶縁薄膜層２とヒーター部３の間に第三の電気絶縁薄
膜層９を形成し、この第三の電気絶縁薄膜層９内に上記
ヒーター部３と絶縁を確保して、金属薄膜からなる均熱
薄膜層１０が形成されたマイクロセンサ。
ーター部及び感応部の温度制御の精度を高めたマイクロ
センサを提供すること。 【解決手段】 シリコン基板１上に形成された第一の電
気絶縁薄膜層２とヒーター部３の間に第三の電気絶縁薄
膜層９を形成し、この第三の電気絶縁薄膜層９内に上記
ヒーター部３と絶縁を確保して、金属薄膜からなる均熱
薄膜層１０が形成されたマイクロセンサ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン加工技
術、薄膜技術等を応用して作製されるマイクロセンサに
関するもので、特に、ガスセンサ、湿度センサ、温度セ
ンサ、フローセンサ等のマイクロセンサに関する。
術、薄膜技術等を応用して作製されるマイクロセンサに
関するもので、特に、ガスセンサ、湿度センサ、温度セ
ンサ、フローセンサ等のマイクロセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術によるマイクロセンサについ
て、図２を参照して説明する。なお、図２は、マイクロ
センサの説明図である。図２（ａ）は平面図、図２
（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図２（ｃ）はマイ
クロセンサのヒーターの概略を示す図である。
て、図２を参照して説明する。なお、図２は、マイクロ
センサの説明図である。図２（ａ）は平面図、図２
（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図２（ｃ）はマイ
クロセンサのヒーターの概略を示す図である。
【０００３】従来技術によるマイクロセンサの作製手順
は、以下の通りである。
は、以下の通りである。
【０００４】図２に示すように、シリコン基板１上
に、例えば、スパッタ法、ＣＶＤ法等でＳｉＯ2膜等か
らなる第一の電気絶縁薄膜層２を約１.５μｍ厚に形成
する。
に、例えば、スパッタ法、ＣＶＤ法等でＳｉＯ2膜等か
らなる第一の電気絶縁薄膜層２を約１.５μｍ厚に形成
する。
【０００５】第一の電気絶縁薄膜層２上にスパッタ法
等で白金等からなるヒーター部３及び第一の電極部４か
らなるヒーター４０を形成する。
等で白金等からなるヒーター部３及び第一の電極部４か
らなるヒーター４０を形成する。
【０００６】ヒーター部３上にスパッタ法、ＣＶＤ法
等でＳｉＯ2膜等の第二の電気絶縁薄膜層５を約１.５μ
ｍ厚に形成する。
等でＳｉＯ2膜等の第二の電気絶縁薄膜層５を約１.５μ
ｍ厚に形成する。
【０００７】第二の電気絶縁薄膜層５上に、感応物質
の電気特性（インピーダンス、キャパシタンス、インダ
クタンス）を測定するための導電性材料からなる第二の
電極部７をスパッタ法等で形成した後、ガス感応物質、
温度感応物質、磁気感応物質等の感応物質から成る感応
部６をスパッタ法、ＣＶＤ法等で形成する。
の電気特性（インピーダンス、キャパシタンス、インダ
クタンス）を測定するための導電性材料からなる第二の
電極部７をスパッタ法等で形成した後、ガス感応物質、
温度感応物質、磁気感応物質等の感応物質から成る感応
部６をスパッタ法、ＣＶＤ法等で形成する。
【０００８】ヒーター部３の下部のシリコン基板１を
水酸化カリウム（ＫＯＨ）等のエッチング液でエッチン
グにより取り除き、空洞部８を形成する。
水酸化カリウム（ＫＯＨ）等のエッチング液でエッチン
グにより取り除き、空洞部８を形成する。
【０００９】これにより、ヒーター部３周辺の熱伝導に
関わる物質は、空気以外では第一の電気絶縁薄膜層２と
第二の電気絶縁薄膜層５と感応部６だけになり、感応部
６を効率よく加熱できる。なお、このヒーター部３とヒ
ーター部３周辺の構造体は、架橋構造、片持ち梁構造、
ダイヤフラム構造等の形状にもできる。
関わる物質は、空気以外では第一の電気絶縁薄膜層２と
第二の電気絶縁薄膜層５と感応部６だけになり、感応部
６を効率よく加熱できる。なお、このヒーター部３とヒ
ーター部３周辺の構造体は、架橋構造、片持ち梁構造、
ダイヤフラム構造等の形状にもできる。
【００１０】また、本作製手順によれば、ヒーター部３
及びヒーター部３周辺は、非常に小さく加工でき、熱容
量が小さくできるため、周囲温度の変化に伴う感応部６
の温度追従性が高いという特長がある。
及びヒーター部３周辺は、非常に小さく加工でき、熱容
量が小さくできるため、周囲温度の変化に伴う感応部６
の温度追従性が高いという特長がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、使用時
において、ヒーター部３の発熱・放熱状態が不均一で、
ヒーター部３及び感応部６の温度制御の精度が低いとい
う欠点があった。
において、ヒーター部３の発熱・放熱状態が不均一で、
ヒーター部３及び感応部６の温度制御の精度が低いとい
う欠点があった。
【００１２】従って、本発明は、かかる欠点を解決し、
ヒーター部３の発熱・放熱状態を均一にし、ヒーター部
３及び感応部６の温度制御の精度を高めたマイクロセン
サを提供することを目的とする。
ヒーター部３の発熱・放熱状態を均一にし、ヒーター部
３及び感応部６の温度制御の精度を高めたマイクロセン
サを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ヒータ
ー部に対応する位置に熱伝導率の大きな金属膜を形成し
たものであり、これによりヒーター部の発熱・放熱状態
が均一となり、ヒーター部と感応部の温度制御の精度を
高めることのできるマイクロセンサが得られる。
ー部に対応する位置に熱伝導率の大きな金属膜を形成し
たものであり、これによりヒーター部の発熱・放熱状態
が均一となり、ヒーター部と感応部の温度制御の精度を
高めることのできるマイクロセンサが得られる。
【００１４】即ち、本発明は、シリコン基板１上に、第
一の電気絶縁薄膜層２が形成されており、該第一の電気
絶縁薄膜層２上にヒーター部３が形成され、該ヒーター
部３の下部に位置する前記シリコン基板１に空洞部８を
形成されてなるマイクロセンサにおいて、前記第一の電
気絶縁薄膜層２とヒーター部３の間に第三の電気絶縁薄
膜層９が形成され、該第三の電気絶縁薄膜層９内に、ヒ
ーター部３と絶縁を確保して金属薄膜からなる均熱薄膜
層１０が形成されているマイクロセンサである。
一の電気絶縁薄膜層２が形成されており、該第一の電気
絶縁薄膜層２上にヒーター部３が形成され、該ヒーター
部３の下部に位置する前記シリコン基板１に空洞部８を
形成されてなるマイクロセンサにおいて、前記第一の電
気絶縁薄膜層２とヒーター部３の間に第三の電気絶縁薄
膜層９が形成され、該第三の電気絶縁薄膜層９内に、ヒ
ーター部３と絶縁を確保して金属薄膜からなる均熱薄膜
層１０が形成されているマイクロセンサである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
て、図面を参照して説明する。
【００１６】図１に、本発明の実施の形態のマイクロセ
ンサの説明図を示す。図１において、図１（ａ）は平面
図、図１（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）
はマイクロセンサのヒーター概略図である。
ンサの説明図を示す。図１において、図１（ａ）は平面
図、図１（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）
はマイクロセンサのヒーター概略図である。
【００１７】図１により、本発明によるマイクロセンサ
の構造と作製手順を説明する。
の構造と作製手順を説明する。
【００１８】シリコン基板１上に、例えば、スパッタ
法、ＣＶＤ法等でＳｉＯ2膜等の単層あるいは複数層か
らなる第一の電気絶縁薄膜層２を約１.５μｍ厚に形成
する。
法、ＣＶＤ法等でＳｉＯ2膜等の単層あるいは複数層か
らなる第一の電気絶縁薄膜層２を約１.５μｍ厚に形成
する。
【００１９】第一の電気絶縁薄膜層２上の一部分にス
パッタ法等でＡｕ等の熱伝導率の大きな金属からなる均
熱薄膜層１０を約１μｍ厚に形成する。
パッタ法等でＡｕ等の熱伝導率の大きな金属からなる均
熱薄膜層１０を約１μｍ厚に形成する。
【００２０】第一の電気絶縁薄膜層２及び均熱薄膜層
１０上にスパッタ法、ＣＶＤ法等でＳｉＯ2膜等からな
る第三の電気絶縁薄膜層９を約０.５μｍ厚に形成す
る。
１０上にスパッタ法、ＣＶＤ法等でＳｉＯ2膜等からな
る第三の電気絶縁薄膜層９を約０.５μｍ厚に形成す
る。
【００２１】第三の電気絶縁薄膜層９上に、スパッタ
法、ＣＶＤ法等で前記均熱薄膜層１０に対応する位置に
白金等からなるヒーター部３を形成し、このヒーター部
３と電気的に接合させて均熱薄膜層１０に対応しない位
置にＡｕ等により第一の電極部４を形成して、ヒーター
４０とする。
法、ＣＶＤ法等で前記均熱薄膜層１０に対応する位置に
白金等からなるヒーター部３を形成し、このヒーター部
３と電気的に接合させて均熱薄膜層１０に対応しない位
置にＡｕ等により第一の電極部４を形成して、ヒーター
４０とする。
【００２２】ヒーター部３上に、スパッタ法、ＣＶＤ
法等でＳｉＯ2膜等の第二の電気絶縁薄膜層５を約１.５
μｍ厚に形成する。
法等でＳｉＯ2膜等の第二の電気絶縁薄膜層５を約１.５
μｍ厚に形成する。
【００２３】第二の電気絶縁薄膜層５上に、感応物質
の電気特性（インピーダンス、キャパシタンス、インダ
クタンス）を測定するための導電性材料からなる第二の
電極部７をスパッタ法等で形成した後、ガス感応物質、
温度感応物質、磁気感応物質等の感応物質から成る感応
部６をスパッタ法、ＣＶＤ法等で形成する。
の電気特性（インピーダンス、キャパシタンス、インダ
クタンス）を測定するための導電性材料からなる第二の
電極部７をスパッタ法等で形成した後、ガス感応物質、
温度感応物質、磁気感応物質等の感応物質から成る感応
部６をスパッタ法、ＣＶＤ法等で形成する。
【００２４】ヒーター部３の下部のシリコン基板１を
水酸化カリウム（ＫＯＨ）等のエッチング液でエッチン
グにより取り除き、空洞部８を形成する。
水酸化カリウム（ＫＯＨ）等のエッチング液でエッチン
グにより取り除き、空洞部８を形成する。
【００２５】このように、ヒーター部３に近接して均熱
薄膜層１０を有するマイクロセンサは、ヒーター部３周
辺の熱伝導に関わる物質は、空気以外では、第一の電気
絶縁薄膜層２と第二の電気絶縁薄膜層５と第三の電気絶
縁薄膜層９及び感応部６だけになり、感応部６を効率よ
く加熱できる。また、均熱薄膜層１０が、ヒーター部３
と感応部６の温度分布を均一にして、ヒーター部３及び
感応部６の温度制御の精度を高める。
薄膜層１０を有するマイクロセンサは、ヒーター部３周
辺の熱伝導に関わる物質は、空気以外では、第一の電気
絶縁薄膜層２と第二の電気絶縁薄膜層５と第三の電気絶
縁薄膜層９及び感応部６だけになり、感応部６を効率よ
く加熱できる。また、均熱薄膜層１０が、ヒーター部３
と感応部６の温度分布を均一にして、ヒーター部３及び
感応部６の温度制御の精度を高める。
【００２６】
【発明の効果】以上、説明したごとく、本発明によれ
ば、ヒーターの発熱状態が均一で、ヒーターの温度制御
の精度が高いマイクロセンサが得られる。
ば、ヒーターの発熱状態が均一で、ヒーターの温度制御
の精度が高いマイクロセンサが得られる。
【図１】本発明の実施の形態のマイクロヒーターを用い
たマイクロセンサの説明図。図１（ａ）は平面図。図１
（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図。図１（ｃ）はマイ
クロセンサのヒーターの概略図。
たマイクロセンサの説明図。図１（ａ）は平面図。図１
（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図。図１（ｃ）はマイ
クロセンサのヒーターの概略図。
【図２】従来のマイクロヒーターを用いたマイクロセン
サの説明図。図２（ａ）は平面図。図２（ｂ）は図２
（ａ）のＢ−Ｂ断面図。図２（ｃ）はマイクロセンサの
ヒーターの概略図。
サの説明図。図２（ａ）は平面図。図２（ｂ）は図２
（ａ）のＢ−Ｂ断面図。図２（ｃ）はマイクロセンサの
ヒーターの概略図。
１ シリコン基板 ２ 第一の電気絶縁薄膜層 ３ ヒーター部 ４ 第一の電極部 ５ 第二の電気絶縁薄膜層 ６ 感応部 ７ 第二の電極部 ８ 空洞部 ９ 第三の電気絶縁薄膜層 １０ 均熱薄膜層 ４０ ヒーター
Claims (1)
- 【請求項１】 シリコン基板（１）上に、第一の電気絶
縁薄膜層（２）が形成されており、該第一の電気絶縁薄
膜層（２）上にヒーター部（３）が形成され、該ヒータ
ー部（３）の下部に位置する前記シリコン基板（１）に
空洞部（８）を形成されてなるマイクロセンサにおい
て、前記第一の電気絶縁薄膜層（２）とヒーター部
（３）の間に第三の電気絶縁薄膜層（９）が形成され、
該第三の電気絶縁薄膜層（９）内に、ヒーター部（３）
と金属薄膜からなる均熱薄膜層（１０）が形成されてい
ることを特徴とするマイクロセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10062309A JPH11241935A (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | マイクロセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10062309A JPH11241935A (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | マイクロセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11241935A true JPH11241935A (ja) | 1999-09-07 |
Family
ID=13196416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10062309A Withdrawn JPH11241935A (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | マイクロセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11241935A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014190847A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
| JP2016061593A (ja) * | 2014-09-16 | 2016-04-25 | ヤマハファインテック株式会社 | 接触燃焼式ガスセンサ |
-
1998
- 1998-02-25 JP JP10062309A patent/JPH11241935A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014190847A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
| JP2016061593A (ja) * | 2014-09-16 | 2016-04-25 | ヤマハファインテック株式会社 | 接触燃焼式ガスセンサ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040618 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060425 |