[發明專利]熱式流體流量傳感器

無效

• 申請號: 200910002806.3
• 申請日: 2009-01-24
• 公開（公告）號: CN101498596A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 佐久間憲之
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: G01F1/68
• 分類號: G01F1/68;B81B7/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 王茂華;于英慧

技術領域

本發明涉及一種熱式流體流量傳感器，尤其涉及適用于對內燃機 的吸入空氣進行測量的熱式流體流量計的熱式流體流量傳感器。

背景技術

現在，作為在設置在汽車等的內燃機的電子控制燃料噴射裝置上 并測量吸入空氣量的空氣流量計所使用的熱式流體流量傳感器，由于 能直接檢測質量空氣流量，因此熱式流體流量傳感器成為主流。

其中，尤其是利用半導體微細加工技術制造的熱式空氣流量(air flow)傳感器，由于能夠降低成本、且能夠以低功率驅動，因此備受 矚目。作為這樣的空氣流量傳感器的現有技術，例如有專利文獻1公 開的技術，公開了將鉑(Pt)用于發熱元件(加熱器)和溫度檢測元 件(傳感器)、并除去了加熱器和傳感器下部Si膜的流量孔板 (diaphragm)構造。尤其在專利文獻2中公開了如下方法：在傳感器 中央部配置發熱元件(加熱器)和夾著該加熱器的兩個溫度檢測元件 (傳感器)，該加熱器等的氧化膜上形成槽而埋入鉑膜，采用CMP (Chemical?Mechanical?Polishing：化學機械研磨)將其平坦化。

專利文獻1：日本特開平10-213470號公報

專利文獻2：日本特開平11-287687號公報

發明內容

然而，在上述的以往技術中，不考慮采用CMP法形成加熱器和 傳感器部時的槽的形成方法和槽寬度等的布局，在寬幅加熱器和窄幅 傳感器等的槽寬度不同的情況下，產生由干刻引起的槽深偏差及由 CMP引起的凹陷、腐蝕(erosion)的布線寬度依賴性，加熱器和傳 感器的電阻值發生變化。根據該加熱器和傳感器的電阻值來計算作為 基準的溫度差(ΔTh)，在電阻值產生偏差時為了與設計值相符，需 要在外部設置修正電阻，則產生成本增加的問題。由于槽深度的差異、 凹陷、腐蝕的程度，每個芯片的該修正電阻不同，因此，不得不確定 某一范圍地做成同一修正電阻，存在降低傳感器靈敏度、檢測精度降 低的問題，以及由于晶圓面內分布等原因產生不在范圍內的不良品， 存在成品率降低使成本進一步增加的問題。

本發明的目的在于提供如下這樣的熱式流體流量傳感器，在槽寬 度不同時或在晶圓面內均勻保持槽深度，抑制電阻值相對于設計值的 偏差，不需在外部設置修正電阻，流量測量的檢測精度較高。

上述目的是通過在形成槽的絕緣膜的下層設置比上述絕緣膜更 難以蝕刻的層并使槽深度相同、以及實施在加熱器、傳感器、布線內 排列多個浮島狀絕緣部的布局等而達成的。

根據本發明，能夠提供如下這樣的熱式流量傳感器，即使在由干 飾刻等形成槽時的槽寬度不同的部分的蝕刻速度存在差異、或存在蝕 刻速度的晶圓面內分布的情況下，通過在下層具有難以蝕刻的層，因 此可抑制槽深度的偏差，且通過規定槽寬度等布局，能夠使CMP時 的凹陷、腐蝕均勻，由此能夠使加熱器、傳感器的布線高度恒定，電 阻值偏差較少精度較高。

附圖說明

圖1是表示本發明實施方式1的熱式流體流量傳感器的一例的要 部俯視圖。

圖2A是本發明實施方式1的熱式流體流量傳感器的制造工序的 要部剖視圖。

圖2B是本發明實施方式1的熱式流體流量傳感器的制造工序的 要部剖視圖。

圖2C是本發明實施方式1的熱式流體流量傳感器的制造工序的 要部剖視圖。

圖2D是本發明實施方式1的熱式流體流量傳感器的制造工序的 要部剖視圖。

圖2E是本發明實施方式1的熱式流體流量傳感器的制造工序的 要部剖視圖。

圖2F是本發明實施方式1的熱式流體流量傳感器的制造工序的 要部剖視圖。

圖2G是本發明實施方式1的熱式流體流量傳感器的制造工序的 要部剖視圖。

圖3是本發明實施方式1的汽車等的內燃機的進氣通路上所安裝 的、安裝了熱式流體流量傳感器的熱式空氣流量計的概略配置圖。

圖4是將圖3的一部分放大表示的要部俯視圖。

圖5是圖4的B-B’線的要部剖視圖。

圖6是表示本發明實施方式1的熱式流體流量傳感器的一例的電 路圖。

圖7是本發明實施方式2的熱式流體流量傳感器的要部剖視圖。

圖8是表示本發明實施方式3的熱式流體流量傳感器的一例的要 部俯視圖。