JPS622438B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS622438B2 JPS622438B2 JP2755979A JP2755979A JPS622438B2 JP S622438 B2 JPS622438 B2 JP S622438B2 JP 2755979 A JP2755979 A JP 2755979A JP 2755979 A JP2755979 A JP 2755979A JP S622438 B2 JPS622438 B2 JP S622438B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat generating
- layer
- generating part
- sio
- heat
- 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.)
- Expired
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 17
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 claims 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、上部層Ａと下部層Ｂとを有する基板
の上部層Ａの表面に発熱部Ｃとなる導電体を配し
た電熱器において、発熱部Ｃの下部領域の下部層
Ｂをアンダーカツトして空どうにし、熱伝導およ
び熱容量を小さくなるようにした構造をもつ電熱
器に関する。
の上部層Ａの表面に発熱部Ｃとなる導電体を配し
た電熱器において、発熱部Ｃの下部領域の下部層
Ｂをアンダーカツトして空どうにし、熱伝導およ
び熱容量を小さくなるようにした構造をもつ電熱
器に関する。
局所加熱用電熱器や自己加熱による電気抵抗変
化を利用する電熱器等において、電熱器の熱容量
を小さくして、電熱器の消費電力および熱時定数
を小さくさせるのには、小形化の必要がある。厚
い基板に密着して発熱体となる導電体を配した場
合、その基板の熱伝導により発熱部が冷却される
ため、電熱器の温度が上昇し難く、消費電力が大
きくなり、温度変化も緩慢となる。
化を利用する電熱器等において、電熱器の熱容量
を小さくして、電熱器の消費電力および熱時定数
を小さくさせるのには、小形化の必要がある。厚
い基板に密着して発熱体となる導電体を配した場
合、その基板の熱伝導により発熱部が冷却される
ため、電熱器の温度が上昇し難く、消費電力が大
きくなり、温度変化も緩慢となる。
従来、たとえば、熱線風速計の検出部のよう
に、発熱部から支持体への熱伝導、および発熱部
の熱容量を小さくさせるため、発熱部である導電
体の両端を固定し、途中を空中に浮かすように配
したものがあるが、導電体の機械的強度および固
定のむずかしさなどに問題があつた。このため導
電体の太さや厚みを増加させると、今度は、消費
電力や熱時定数が大きくなるという困難があつ
た。
に、発熱部から支持体への熱伝導、および発熱部
の熱容量を小さくさせるため、発熱部である導電
体の両端を固定し、途中を空中に浮かすように配
したものがあるが、導電体の機械的強度および固
定のむずかしさなどに問題があつた。このため導
電体の太さや厚みを増加させると、今度は、消費
電力や熱時定数が大きくなるという困難があつ
た。
本発明は、かかる欠点をなくし、小形で消費電
力および熱時定数が小さく、集積可能であり、か
つ、基板上で局部的な発熱を可能にする電熱器の
構造を提供するものである。
力および熱時定数が小さく、集積可能であり、か
つ、基板上で局部的な発熱を可能にする電熱器の
構造を提供するものである。
本発明を、基板としてシリコン（Si）ウエハー
と該ウエハー上に形成されたシリコン熱酸化膜
（SiO2膜）を用い、発熱部として、PtやNi等の導
電体を用いて実施した実施例を図面にもとづいて
説明すれば次の通りである。第１図ａは、Siウエ
ハーなる下部層Ｂ上に、熱酸化により形成された
SiO2膜なる上部層Ａを有する基板を用いて実施
した本発明の電熱器の平面図である。第１図ｂ
は、第１図ａのＸ−Ｙ断面における断面図であ
る。本実施例では、耐熱性かつ電気的絶縁性に富
みＢ機械的強度も比較的強いSiO2層Ａと、エツ
チング液の異なるSi層Ｂを用いてある。Siの結晶
方向により、エツチング速度の異なるエツチング
液を用いるエツチング法、いわゆる異方性エツチ
ング法を積極的に利用し、発熱部Ｃの下部の領域
をアンダーカツトしやすくするため、Siウエハー
Ｂの表面を（111）面の選んである。製作工程を
簡単に説明する。まず、SiウエハーＢの表面を、
水蒸気ふん囲気中、1100℃で、熱時間熱酸化し、
厚み1.0μｍ程度のSiO2層Ａを成長させる。次
に、フオトレジスト・パターンを用いた公知のフ
オトエツチング法により、SiO2層Ａを、たとえ
ば、フツ化アンモニウム系エツチング液でエツチ
ングし、ついで、SiウエハーＢを、結晶方向でエ
ツチング速度が余り変わらないエツチング液であ
るシルバーグリコールエツチング液を用い、約10
μｍの深さにエツチングし、たとえば、幅15μ
ｍ、長さ500μｍ、深さ11μｍ程度の溝１を作製
する。次にSiの異方性エツチング液でありSiOは
ほとんど侵さないエチレンジアミン水溶液を用い
たエツチング液により、Siの（111）方向はほと
んどエツチングせずに溝１の両側面を積極的にエ
ツチングし、SiO2層Ａのつば２，２′をたとえば
約20μｍ程度に張り出させた状態で残し、空どう
部Ｄを作製する。次に発熱体となるべきニツケル
（Ni）白金（Pt）等の高融点導電性膜をスパツタ
リング等で、SiO2層Ａの表面にたとえば0.3μｍ
程度付着させ、フオトレジストパターンを用いた
公知のエツチング技術により第１図ａ，ｂに示す
ごとく、電極部３，３′および発熱部Ｃを形成さ
せる。以上のごとく、発熱部Ｃは、１μｍ程度の
薄いSiO2層のつば２の上に形成され、その下部
は空どう部Ｄになつているので、熱伝導が非常に
小さく、熱容量も小さいので発熱しやすく、消費
電力の小さい電熱器となる。
と該ウエハー上に形成されたシリコン熱酸化膜
（SiO2膜）を用い、発熱部として、PtやNi等の導
電体を用いて実施した実施例を図面にもとづいて
説明すれば次の通りである。第１図ａは、Siウエ
ハーなる下部層Ｂ上に、熱酸化により形成された
SiO2膜なる上部層Ａを有する基板を用いて実施
した本発明の電熱器の平面図である。第１図ｂ
は、第１図ａのＸ−Ｙ断面における断面図であ
る。本実施例では、耐熱性かつ電気的絶縁性に富
みＢ機械的強度も比較的強いSiO2層Ａと、エツ
チング液の異なるSi層Ｂを用いてある。Siの結晶
方向により、エツチング速度の異なるエツチング
液を用いるエツチング法、いわゆる異方性エツチ
ング法を積極的に利用し、発熱部Ｃの下部の領域
をアンダーカツトしやすくするため、Siウエハー
Ｂの表面を（111）面の選んである。製作工程を
簡単に説明する。まず、SiウエハーＢの表面を、
水蒸気ふん囲気中、1100℃で、熱時間熱酸化し、
厚み1.0μｍ程度のSiO2層Ａを成長させる。次
に、フオトレジスト・パターンを用いた公知のフ
オトエツチング法により、SiO2層Ａを、たとえ
ば、フツ化アンモニウム系エツチング液でエツチ
ングし、ついで、SiウエハーＢを、結晶方向でエ
ツチング速度が余り変わらないエツチング液であ
るシルバーグリコールエツチング液を用い、約10
μｍの深さにエツチングし、たとえば、幅15μ
ｍ、長さ500μｍ、深さ11μｍ程度の溝１を作製
する。次にSiの異方性エツチング液でありSiOは
ほとんど侵さないエチレンジアミン水溶液を用い
たエツチング液により、Siの（111）方向はほと
んどエツチングせずに溝１の両側面を積極的にエ
ツチングし、SiO2層Ａのつば２，２′をたとえば
約20μｍ程度に張り出させた状態で残し、空どう
部Ｄを作製する。次に発熱体となるべきニツケル
（Ni）白金（Pt）等の高融点導電性膜をスパツタ
リング等で、SiO2層Ａの表面にたとえば0.3μｍ
程度付着させ、フオトレジストパターンを用いた
公知のエツチング技術により第１図ａ，ｂに示す
ごとく、電極部３，３′および発熱部Ｃを形成さ
せる。以上のごとく、発熱部Ｃは、１μｍ程度の
薄いSiO2層のつば２の上に形成され、その下部
は空どう部Ｄになつているので、熱伝導が非常に
小さく、熱容量も小さいので発熱しやすく、消費
電力の小さい電熱器となる。
第２図ａ〜ｃは、この発明を第１図ａ，ｂと同
様に、（111）面のSiウエハーＢとその上に形成し
たSiO2膜Ａの基板を用いて実施した電熱器であ
るが、発熱部Ｃが架橋状になつている場合の構造
の一例を示してある。
様に、（111）面のSiウエハーＢとその上に形成し
たSiO2膜Ａの基板を用いて実施した電熱器であ
るが、発熱部Ｃが架橋状になつている場合の構造
の一例を示してある。
第２図ａは、平面図で、第２図ｂとｃは、それ
ぞれ、第２図ａの−′断面と−′断面にお
ける断面図を示す。第２図ａ〜ｃにおいて、溝
４，４′とSiO2膜のつば６，６′と空どう部Ｄの
作製および、NiやPt等の導電体Ｃ，７，７′のパ
ターン化は、第１図ａ，ｂに示した構造の電熱器
と同様にして作製することができる。なお、第２
図ｂに示す発熱部Ｃの下部にあるSiO2膜の橋５
は、溝４，４′の形成後、溝４，４′の側面エツチ
ングによる空どう部Ｄの作製工程時に、溝４と溝
４′との双方からの側面エツチング（アンダーカ
ツト）により貫通させて形成される。このように
第２図ａ〜ｃの構造の電熱器においても、たとえ
ば厚さ１μｍ程度の極めて薄い橋５の上に形成さ
れた厚さ１μｍ以下の導電体から成る発熱部Ｃ
は、橋５の下部が空どうＤになつており、SiO2
膜Ａも熱伝導がしにくいので小さな消費電力で発
熱し、熱容量が小さくできる。
ぞれ、第２図ａの−′断面と−′断面にお
ける断面図を示す。第２図ａ〜ｃにおいて、溝
４，４′とSiO2膜のつば６，６′と空どう部Ｄの
作製および、NiやPt等の導電体Ｃ，７，７′のパ
ターン化は、第１図ａ，ｂに示した構造の電熱器
と同様にして作製することができる。なお、第２
図ｂに示す発熱部Ｃの下部にあるSiO2膜の橋５
は、溝４，４′の形成後、溝４，４′の側面エツチ
ングによる空どう部Ｄの作製工程時に、溝４と溝
４′との双方からの側面エツチング（アンダーカ
ツト）により貫通させて形成される。このように
第２図ａ〜ｃの構造の電熱器においても、たとえ
ば厚さ１μｍ程度の極めて薄い橋５の上に形成さ
れた厚さ１μｍ以下の導電体から成る発熱部Ｃ
は、橋５の下部が空どうＤになつており、SiO2
膜Ａも熱伝導がしにくいので小さな消費電力で発
熱し、熱容量が小さくできる。
本発明の基板および導電体として使用する物質
は、上記説明例の物質にのみ限定されるものでは
ない。たとえば、基板としての他の一例を示す
と、Si基板上に成長したSiO2膜を下部層Ｂとし、
その上にアルミナ膜を成長させ、これを上部層Ａ
として使用する。この場合、アルミナ膜Ａと
SiO2膜Ｂのエツチング液の違いを利用して、上
部層であるアルミナ膜Ａをマスクとして、下部層
SiO2膜Ｂをエツチングし、第１図や第２図の場
合と同様にして、空どう部Ｄを作り、かつ発熱部
もスパツタリング等で導電体を付着形成させ、電
熱器を作製する。
は、上記説明例の物質にのみ限定されるものでは
ない。たとえば、基板としての他の一例を示す
と、Si基板上に成長したSiO2膜を下部層Ｂとし、
その上にアルミナ膜を成長させ、これを上部層Ａ
として使用する。この場合、アルミナ膜Ａと
SiO2膜Ｂのエツチング液の違いを利用して、上
部層であるアルミナ膜Ａをマスクとして、下部層
SiO2膜Ｂをエツチングし、第１図や第２図の場
合と同様にして、空どう部Ｄを作り、かつ発熱部
もスパツタリング等で導電体を付着形成させ、電
熱器を作製する。
本発明により、局部的発熱が可能であり、熱容
量が小さく、高速応答も可能であるので、たとえ
ば、局部加熱用ヒーター、発熱による抵抗変化を
利用した熱線流速計、ピラニー直空計や接触燃焼
形ガス検出器などへの応用が期待される。
量が小さく、高速応答も可能であるので、たとえ
ば、局部加熱用ヒーター、発熱による抵抗変化を
利用した熱線流速計、ピラニー直空計や接触燃焼
形ガス検出器などへの応用が期待される。
第１図、第２図は、本発明の電熱器の実施例
で、どちらも基板の上部層ＡとしてSiO2層、下
部層ＢとしてSi層を使用している。第１図は、一
つの溝１の両側に作つたSiO2膜Ａのつば２，
２′のうち、一方のつば２上に発熱部Ｃを作製し
た場合で、第１図ａは平面図、ｂはａのＸ−Ｙ断
面側面図であり、第２図は、二つの溝４，４′を
用いて、アンダーカツトにより作製したSiO2膜
の橋５上に発熱部Ｃを作製した場合で、第２図ａ
は平面図、ｂはａの−′断面側面図、ｃはａ
の−′断面側面図である。 図面において、Ｄは空どう部、３，３′，７，
７′は電極部（NiやPt等）、２，２′，６，６′
は、つば（SiO2膜）である。
で、どちらも基板の上部層ＡとしてSiO2層、下
部層ＢとしてSi層を使用している。第１図は、一
つの溝１の両側に作つたSiO2膜Ａのつば２，
２′のうち、一方のつば２上に発熱部Ｃを作製し
た場合で、第１図ａは平面図、ｂはａのＸ−Ｙ断
面側面図であり、第２図は、二つの溝４，４′を
用いて、アンダーカツトにより作製したSiO2膜
の橋５上に発熱部Ｃを作製した場合で、第２図ａ
は平面図、ｂはａの−′断面側面図、ｃはａ
の−′断面側面図である。 図面において、Ｄは空どう部、３，３′，７，
７′は電極部（NiやPt等）、２，２′，６，６′
は、つば（SiO2膜）である。
Claims (1)
- １ 耐熱性かつ電気的絶縁性に富む物質からなる
上部層Ａと該上部層Ａとは、異なる物質の下部層
Ｂとを含む基板を用い、上部層Ａの表面に付着形
成された導電物質を発熱部Ｃとする電熱器におい
て、発熱部Ｃの下部領域に対応する下部層Ｂの領
域を、上部層Ａを残した状態でエツチング等によ
り除去して空どう部Ｄを設け、残された上部層Ａ
上に発熱部Ｃを配することにより、発熱部Ｃと該
発熱部Ｃを支える部分の上部層Ａとが、空中に浮
く形となる構造をもつことを特徴とする電熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2755979A JPS55119381A (en) | 1979-03-08 | 1979-03-08 | Electric heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2755979A JPS55119381A (en) | 1979-03-08 | 1979-03-08 | Electric heater |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55119381A JPS55119381A (en) | 1980-09-13 |
| JPS622438B2 true JPS622438B2 (ja) | 1987-01-20 |
Family
ID=12224397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2755979A Granted JPS55119381A (en) | 1979-03-08 | 1979-03-08 | Electric heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55119381A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5618750A (en) * | 1979-07-25 | 1981-02-21 | Ricoh Co Ltd | Gas detector |
| JPS5794641A (en) * | 1980-12-04 | 1982-06-12 | Ricoh Co Ltd | Manufacture of electric heater |
| US4542650A (en) * | 1983-08-26 | 1985-09-24 | Innovus | Thermal mass flow meter |
| JPH0733979B2 (ja) * | 1984-07-31 | 1995-04-12 | 光照 木村 | 温度センサ |
| WO2008038611A1 (fr) * | 2006-09-28 | 2008-04-03 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Pompe d'acheminement de gaz, procédé de formation d'un dispositif de chauffage et capteur |
| JP5387842B2 (ja) * | 2009-05-14 | 2014-01-15 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電デバイス |
| EP2677283A4 (en) | 2011-02-18 | 2015-05-20 | Tohoku Gakuin | THERMALLY CONDUCTIVE SENSOR UNPERTURBED BY TEMPERATURE AND TYPE OF FLUID WHICH CROSSES SAME, AND THERMAL FLOW SENSOR AND BAROMETRIC THERMAL SENSOR COMPRISING THERMALLY CONDUCTING SENSOR |
-
1979
- 1979-03-08 JP JP2755979A patent/JPS55119381A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55119381A (en) | 1980-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6323500B2 (ja) | ||
| KR100812996B1 (ko) | 마이크로 가스 센서 및 그 제조방법 | |
| KR100942439B1 (ko) | 마이크로 가스센서 및 제조방법 | |
| JP6917843B2 (ja) | ガスセンサ | |
| US20200333277A1 (en) | Single cantilever gas sensor, sensor array, and manufacturing method thereof | |
| JPS6136616B2 (ja) | ||
| CN108007580A (zh) | 基于SiC热电材料的高温热流传感器及其制备方法 | |
| JPS622438B2 (ja) | ||
| CN117756052A (zh) | 一种mems流量传感器的制作方法及由此得到的流量传感器 | |
| JP5495497B2 (ja) | 放射センサ素子、センサフィールドおよび放射センサ素子の製造方法 | |
| EP3845485B1 (en) | Temperature sensor manufacturing method | |
| KR100988477B1 (ko) | 마이크로 히터 및 그 제조방법 | |
| JP2000002571A (ja) | 熱線式マイクロヒータ | |
| US7244935B2 (en) | Thermal electromagnetic radiation detector with alveolate structure | |
| JPH0213739B2 (ja) | ||
| JPS6127705B2 (ja) | ||
| JPS6122899B2 (ja) | ||
| KR100889332B1 (ko) | 탄소나노튜브를 구비한 마이크로 히터 | |
| JPH10221144A (ja) | マイクロヒータ及びその製造方法 | |
| JP4243447B2 (ja) | メンブランセンサーユニットの製造方法、メンブランセンサーユニットおよびメンブランセンサーアレー | |
| JPH11241935A (ja) | マイクロセンサ | |
| CN223364274U (zh) | 一种微型加热器 | |
| JPH06273208A (ja) | 流量センサ | |
| JP4653265B2 (ja) | 発熱型薄膜素子センサとその製造方法 | |
| JPH10227675A (ja) | フローセンサ及びその製造方法 |