[发明专利]热式流量计

说明书

技术领域

本发明涉及一种在被测量流体中设置发热电阻体来测量流量的热式流量计，特别涉及适用于汽车的内燃机的吸入空气流量或排气流量的测量的小型的热式流量计。

背景技术

作为检测汽车等的内燃机的吸入空气量的空气流量计，主流的有能够直接测量质量流量的热式的空气流量计。

近年来，提出了利用MEMS（Micro-electromechanical System：微电子机械系统）技术在硅（Si）等的半导体基板上制造热式流量计的传感元件的方案。这种半导体式的传感元件，形成有以矩形状除去半导体基板的一部分而成的空洞部，在形成于该空洞部的数微米的电绝缘膜上形成有发热电阻体。在发热电阻体的附近的上游侧与下游侧，形成有成对的温度传感器（热敏电阻体），能够根据因空气流动而产生的发热电阻体的上游侧与下游侧的温度差检测流量。另外，根据该方式，也能够判别是顺流还是逆流。另外，发热电阻体的大小微小到数百微米，形成薄膜状，因此，热容小，能够实现高速响应、低消耗电力和小型化。

作为与传感元件的小型化相关的技术，有专利文献1、专利文献2所记载的技术。专利文献1中，通过模塑成型，使半导体传感元件、控制电路芯片和终端元件一体化，由此实现了部件数量的减少和低成本化。另外，专利文献2中，在芯片上使多个发热电阻元件和温度检测元件以及控制电路一体形成，由此实现了小型化。

如上述的专利文献2所述，因为传感元件是利用半导体处理而制造的MEMS，所以能够使传感元件和控制电路在同一个半导体基板上集成化。然而，在热式流量计的传感元件的制造工序中，为了使形成于传感元件的电阻体具有良好的特性，进行以晶片状态放入高温的炉体中对电阻体进行热处理的退火工序。因此，在传感元件与半导体集成电路一体形成的情况下，半导体集成电路也与传感元件同时暴露于高温。因为多数半导体集成电路中使用MOS（Metal Oxide Semiconductor）晶体管，所以MOS晶体管长时间暴露于高温导致产生特性波动或工作不良。

这种情况下，需要进行将退火区域限制在形成传感元件的区域的局部性的退火方法。例如，如专利文献3所示，对电场效应晶体管的栅极电极通电，使栅极电极发热，并通过该热量对电场效应晶体管的杂质导入区域进行退火的局部退火方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-6752号公报

专利文献2：日本特开平8-29224号公报

专利文献3：日本特开平11-26391号公报

发明内容

发明需要解决的课题

然而，作为形成于传感元件的电阻体的材料，除使用导入有杂质的单晶硅、多晶硅等半导体材料之外，还使用铂、钨、钽、钼等金属材料，例如在使用导入有磷等杂质的多晶硅的情况下，为了使杂质进行热扩散，需要在高温下进行长时间的热处理。另外，在使用作为金属材料的铂或钼的情况下，为了使晶粒生长，在形成膜后，需要在800℃～1000℃下进行数分钟的退火处理。

利用专利文献3所示的方法，对形成于退火区域的电极通电而进行局部加热的情况下，为了退火处理而进行高温且长时间的加热时，通过导热，不仅是退火区域，还有其周边，甚至连形成有半导体集成电路的部位也上升至高温，从而存在引起半导体集成电路的特性变化、工作不良的问题。因此，在使传感元件与半导体集成电路一体化的结构中，为了进行传感元件部的局部退火，只利用专利文献3所示的方法是不充分的。

于是，鉴于上述课题，本发明的目的在于，提供一种不对其他的元件产生影响而能够对传感元件进行局部性的热处理从而提高传感元件的灵敏度并且提高传感元件的可靠性的小型的热式流量计。

用于解决课题的技术方案

为了实现上述目的，本发明的热式流量计，具有：形成于半导体基板的空洞部；以覆盖上述空洞部的方式设置的由绝缘膜形成的薄膜部；和形成在上述绝缘膜之间的发热电阻体和测温电阻体，在形成上述薄膜部后对上述薄膜部加热，进行使上述发热电阻体和上述测温电阻体的晶体粒径生长的热处理。

发明效果

根据本发明，能够提供一种不对其他的元件产生影响而能够对传感元件进行局部性的热处理从而提高传感元件的灵敏度并且提高传感元件的可靠性的小型的热式流量计。

附图说明

图1是第一实施例的传感元件的平面图。

图2是第一实施例的传感元件的截面图。

图3是表示第一实施例的驱动、检测电路的电路图。

图4是表示第一实施例的传感元件的安装例的图。