JPS6140526A - 温度センサ - Google Patents

温度センサ

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JPS6140526A
JPS6140526A JP16272184A JP16272184A JPS6140526A JP S6140526 A JPS6140526 A JP S6140526A JP 16272184 A JP16272184 A JP 16272184A JP 16272184 A JP16272184 A JP 16272184A JP S6140526 A JPS6140526 A JP S6140526A
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JP
Japan
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thermistor material
temperature sensor
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JP16272184A
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Mitsuteru Kimura
光照 木村
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/22Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
    • G01K7/223Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor characterised by the shape of the resistive element
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/16Special arrangements for conducting heat from the object to the sensitive element
    • G01K1/18Special arrangements for conducting heat from the object to the sensitive element for reducing thermal inertia

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、感温部を薄膜状の橋架部に設けたために熱容
量が小さくなり、微少熱量で昇温可能な高速応答の感温
部をもつサーミスタ形温度センサにおいて、感温部の熱
容量をできるだけ小さくさせるとともに、高抵抗部のサ
ーミスタ材料も使用できるように工夫した温度センサに
関する。
本出願人は、先に熱線風速計、ビラニー真空計、ガス検
出器などに応用できる局部加熱用小形の電熱器として本
発明と同様な嬌架槽造をもち、消費電力が小さく、高速
応答性の電熱器(たとえば、特願昭54−2755.9
)を提案した。また、同様のm架構造で、瀉架槽造材料
層にサーミスタ材料を用いた「光センサ」を提案し、橋
架部に電熱部とサーミスタ材料層及びガス感応物質層を
配した[ガス検出器J′をも提案している。
本発明は、上述のような櫛架購造の薄膜状濁架部にサー
ミスタ材料層を設け、このサーミスタ材料層を感温部と
する温度センサで、電熱部とも組合せることも可能とし
、m架部の熱容量を特に小さくさせるために、wIA架
部領域内にサーミスタ材料層の配置を限定し、かつ、ア
モルファスシリコンのような高抵抗率のサーミスタ材料
も使用できるように電極となる導電体層により、1架部
中央付近のサーミスタ材料層をサンドイッチにし、その
導電体層の重なる領域のサーミスタ材料層の厚み方向の
抵抗のみを検出できるようにして、通電加熱や受光加熱
により、最も温度上昇する嬌架部中央付近の温度を有効
に検出できるように改良した温度センサに関するもので
ある。
以下、図面を参照しながら詳細に説明する。第1図は、
本発明による温度センサを、たとえば、ビラニー真空ゲ
ージに好適な構造にした一実施例を説明するための平面
図、第2図は、第1図のI−I線における横断面図で、
図中、1は、ポリイミド板、2は、ポリイミド1に接着
剤11により張りつけた銅はくである。3は、電気絶縁
層で、たとえば、0.2f*厚程度の窒化けい素膜(S
 1s N4膜)であり、プラズマCVD技術とホトリ
ソグラフィー技術により、容易に作製できる。4a14
bは導電体層であり、櫛架部の領域内に残るようにホト
リソグラフィー技術によりパターン形成された約0.5
P飢厚のアモルファスシリコン(α下、a−5iとよぶ
)層である高抵抗率のサーミスタ材料層5を8!!架部
中央付近ではさんであるので、両県、電体層から取り出
したリード線9a19bからみた電気抵抗は、上部導電
体層4bと下部導電体層4aの重なり合う領域のa−5
i層5の上下厚み方向の電気抵抗とみなすことができる
。従って、感温部は、両導電体層4a、4bの重なり合
う領域とみなされる。a−3i55は、プラズマCVD
技術で容易に作製でき、たとえば、それぞれクロム(C
r)とアルミニウム(AI)の二重層の金属導体から成
る導電体Mlr t a + 4 bとオーム性接触が
得られやすいように、両電極側をリン(P)などをドー
プして低抵抗化した方がよい。尚、サーミスタ材料とし
ては、B定数が大きい方が望ましく、実験によれば、P
をドープしないa−5t材料の方が、B定数が大きいの
で、Pをドープするのは、a−3i層5のうち、導電体
W4a+4b側のほんの薄い層(たとえば、それぞれ5
00A厚程度の層)とすればよい。
本実施例は、ビラニー真空ゲージへの応用例であるので
、m架部には、電流を通じることにより発熱する導電体
層6+ 6al 6bl 5cを電気絶縁層3の下に密
着し、かつ、飼はく2から電気的に分踵するための電気
絶縁層7の上に形成しである。導電体層6+ 6a+ 
6b+ 6cは、たとえば、白金(Pt)のスパッタ膜
やモリブデンシリサイドなどの金属シリサイドなどのC
VD膜のQ、37L%厚程度の膜厚で形成できる。6+
 6a+ 6b、ecは、一体層であるが、導電体層6
のうち、リード線lQa 、 10bを取り出す領域に
対応させて、左右の電極部をl□a、6bとし、発熱す
る橋架部領域を60としている。導電体層6として、金
属シリサイドを使用したときは、リード線10a 、 
10bの引き出しのため、左右電極部6a+6bには、
AI蒸着膜などを形成させる必要がある。8a+8bは
銅はく2をエッチにより除去した溝であり、8Cは、溝
8a、8bの形成の際、エッチ時間を長くし、サイドエ
ッチを積極的に利用して、上部の多層薄膜構造の嬌架部
を残し、鰐を除去し貫通させた空どう部である。この溝
8a+8bと空どう部8Cの作製は、リード線9’a 
+  9b  ; 10a + ]、Obの引き出し前
にホトリソグラフィー技術を用いて容易に形成できる。
以上のように本発明をビラニー真空ゲージとして実施し
た場合、櫛架部の熱容量が小さくでき、かつ、薄膜状で
あるので、真空中のガスとの接触面積が、従来のpt線
などに比し非常に大きくとれるため高速・高感度となる
こと、B定数の大きなサーミスタ材料を発熱用導電体層
とは独立に採用できること、更に、サーミスタ材料が、
a−3iのように大きな光導電性を有していても、金属
などの上部導電体層を重ねているので、感温部には、光
が当らないようにでき温度によるサーミスタ抵抗の変化
のみを検出できるなどの利点がある。
本発明を赤外線などの光センサとして実施する場合は、
第1図および第2図における通電により発熱させる導電
体層6、電気絶縁層7およびリード線10a + 10
bを除去し、光の吸収層としての全黒などの層を櫛架部
の中央付近の上部導電体層4b上に配し1c構造にすれ
ばよい。受光部となるm架部の熱容量が小さくできるの
で、高速・高感度の熱形の光センサが実現できること、
高抵抗系のサーミスタ材料5を採用することにより高感
度化できること、更に、光導電性のサーミスタ材料5を
用い全黒層で充分吸収しきれない光があったとしても上
部導電体M4bでじゃ光されるので、受光によるサーミ
スタ材料5の温度変化に伴う抵抗変化のみ検出できるな
どの利点がある。
以上の規則から明らかなように、本発明によると櫛架部
の熱容量を極めて小さくできるので、通電による発熱を
利用する場合は、その消費電力が小さく、受光などの外
部加熱を利用する場合は、その受光量が少なくて済み、
高感度で高速応答性のある温度センサが提供できる。
【図面の簡単な説明】
第11Uは、本発明による温度センサを、ビラニー真空
ゲージへの応用を考えて実施した一実施例を説明するた
めの平面図、第2図は、第1図の■−■線における断面
図である。 ±・・・・ポリイミド板、 2・・・・銅はく、  3
・・・・電気絶縁層、 4a+4b・自・導電体層、 
5・・・・サーミスタ材料F7、61 6a+  6b
+ 6cm・・・通電により発熱させるための導電体層
、 7・・・・電気絶縁層、 8a18b・・・・溝、
 8c・・・・空どう部、  9a l  9b  ;
toa + 10b 、、、、リード線、 11・・・
・接首剤。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、橋架部に感温部を設けた橋架構造の温度センサにお
    いて、空どうを橋架する薄膜状の橋架構造材料層のうち
    、少なくとも一層を電気絶縁層3で形成し、該電気絶縁
    層3の橋架部領域内に感温材料であるサーミスタ材料層
    5を配し、該サーミスタ材料層5を上部導電体層4bと
    下部導電体層4aとで橋架部中央付近において、はさむ
    ように重ね合せ、該重ね合せ領域におけるサーミスタ材
    料層5の厚み方向の電気抵抗を検出するようにしたこと
    を特徴とする温度センサ。 2、空どうを橋架する薄膜状の橋架構造材料層のうち、
    一層を導電体層6とし、該導電体層6に電流を通じるこ
    とにより、橋架部を発熱させるようにした特許請求の範
    囲第1項記載の温度センサ。
JP59162721A 1984-07-31 1984-07-31 温度センサ Expired - Lifetime JPH0733979B2 (ja)

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JPH0733979B2 (ja) 1995-04-12

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