(57)【要約】【課題】  シリコン基板に形成された空洞部を形成する内壁面のうち、側面および底面の境界部においてシリコン基板から絶縁膜が剥離し難いセンサ装置を実現する。【解決手段】  シリコン基板１０の裏面側には空洞部１０ａが形成されており、空洞部１０ａの基板表面側はシリコン酸化膜１１によって覆われている。空洞部１０ａの側面１０ｄおよび底面１０ｅならびにシリコン基板１０の裏面１０ｃの上には、剥離抑制膜として作用するシリコン窒化膜１８が形成されている。このため、メンブレン３０に対してそれを上方に変形させるような応力が作用した場合に、その応力をシリコン窒化膜１８によって緩和することができるため、シリコン酸化膜１１がシリコン基板１０から剥離し難い。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空洞部が形成されたシリコン基板と、
前記シリコン基板の表面側において前記空洞部を覆うように形成された絶縁膜と、
半導体層により前記絶縁膜の上に形成され、通電によって発熱する発熱体とを有し、
前記シリコン基板を支持基板、前記絶縁膜を埋め込み層、前記半導体層をＳＯＩ層としたＳＯＩ基板を用いて形成されてなるセンサ装置において、
前記空洞部を形成する内壁面のうち、少なくとも側面および底面の境界部に、その境界部における前記シリコン基板および絶縁膜間の剥離を抑制するための剥離抑制膜が形成されてなることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記剥離抑制膜は、さらに前記底面のうち、前記発熱体の下方に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記剥離抑制膜は、シリコン窒化膜であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記シリコン窒化膜の膜厚が、０．１〜２．０μｍであることを特徴とする請求項３に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記シリコン窒化膜の膜厚が、０．３５〜２．０μｍであることを特徴とする請求項４に記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記剥離抑制膜は、シリコン酸窒化膜であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項７】
前記剥離抑制膜は、アモルファスシリコンからなる膜であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項８】
前記剥離抑制膜は、金属からなる膜であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項９】
前記絶縁膜は、ＰＳＧ膜またはＢＰＳＧ膜であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載のセンサ装置。
【請求項１０】
前記絶縁膜は、シリコン酸化膜を酸窒化してなるシリコン酸窒化膜であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載のセンサ装置。
【請求項１１】
前記発熱体の電気抵抗の変化に基づいて気体の流量を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１つに記載のセンサ装置。
【請求項１２】
空洞部が形成されたシリコン基板と、前記シリコン基板の表面側において前記空洞部を覆うように形成された絶縁膜と、半導体層により前記絶縁膜の上に形成され、通電によって発熱する発熱体とを有し、前記シリコン基板を支持基板、前記絶縁膜を埋め込み層、前記半導体層をＳＯＩ層としたＳＯＩ基板を用いて形成されてなるセンサ装置の製造方法において、
シリコン基板を支持基板、絶縁膜を埋め込み層、半導体層をＳＯＩ層としたＳＯＩ基板を用意し、
前記用意したＳＯＩ基板のシリコン基板の裏面にマスキング膜を形成する工程と、
前記マスキング膜の上から前記裏面をエッチングして前記空洞部を形成する工程と、
前記空洞部を形成する内壁面のうち、少なくとも側面および底面の境界部に、その境界部における前記シリコン基板および絶縁膜間の剥離を抑制するための剥離抑制膜を形成する工程と、
を実行することを特徴とするセンサ装置の製造方法。
【請求項１３】
前記剥離抑制膜を、さらに前記底面のうち、前記発熱体の下方に形成することを特徴とする請求項１２に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項１４】
前記エッチングにより前記裏面に残った前記マスキング膜を除去してから前記剥離抑制膜を形成することを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項１５】
前記剥離抑制膜は、シリコン窒化膜であることを特徴とする請求項１２ないし請求項１４のいずれか１つに記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項１６】
前記シリコン窒化膜の膜厚を０．１〜２．０μｍに形成することを特徴とする請求項１５に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項１７】
前記シリコン窒化膜の膜厚を０．３５〜２．０μｍに形成することを特徴とする請求項１６に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項１８】
前記シリコン窒化膜を形成する工程の後に熱処理する工程を有することを特徴とする請求項１５ないし請求項１７のいずれか１つに記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項１９】
前記剥離抑制膜をＣＶＤ法により形成することを特徴とする請求項１２ないし請求項１８のいずれか１つに記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項２０】
前記剥離抑制膜をスパッタ法により形成することを特徴とする請求項１２ないし請求項１８のいずれか１つに記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項２１】
前記センサ装置は、前記発熱体の電気抵抗の変化に基づいて気体の流量を検出するものであることを特徴とする請求項１２ないし請求項２０のいずれか１つに記載のセンサ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、センサ装置に関し、詳しくは、空洞部が形成されたシリコン基板と、このシリコン基板の表面側において空洞部を覆うように形成された絶縁膜と、半導体層により絶縁膜の上に形成され、通電によって発熱する発熱体とを有するセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のセンサ装置として、気体の流量を検出する流量センサ装置が知られている（例えば、特許文献１）。この流量センサ装置は、シリコン基板の裏面をエッチングして形成された空洞部と、シリコン基板の表面側において空洞部を覆うように形成された窒化膜と、この窒化膜の上に堆積されたドープ型シリコン膜と、このドープ型シリコン膜をパターニングして形成された発熱体とを有する。そして、その発熱体を通電して発熱させ、気体に熱を奪われたときの電気抵抗の変化に基づいて気体の流量を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−５８３４６号公報（第１８〜１９段落、図１）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、圧力センサ装置などは、シリコン基板に凹部を形成し、その凹部の底部をダイヤフラムとして利用し、そのダイヤフラム上にセンシング部を形成してなる。このため、ダイヤフラムが剥離するという概念は無く、センシング部の形成されている部分の強度は比較的高い。
【０００５】
一方、前述の流量センサ装置のように、センシング部である発熱体を発熱させる方式のセンサ装置では、少ない電流で瞬時にセンシング部を発熱させる必要がある。このため、発熱体が形成されている部分の熱容量を小さくし、かつ、熱絶縁性を高める必要がある。このため、発熱体が形成されている部分の膜は、薄い膜厚に形成されている。そして、そのようなセンサ装置では、従来のように、膜厚の薄い窒化膜などの絶縁膜によってシリコン基板の空洞部を覆い、その窒化膜の上に発熱体を形成している。
【０００６】
しかし、空洞部の開口面から底部に向けて応力が作用することがある。そのような応力が発生する場合として、例えば、内燃機関のインテークマニホールド内に配置する流量センサ装置の場合は、バックファイヤ発生時の脈動に起因する場合が考えられる。このような応力は、空洞部を形成する内壁面のうち、側面および底面の境界部に集中する。
したがって、空洞部においてシリコン基板から絶縁膜が剥離し、発熱体が形成されている部分の強度が低下するおそれがある。
【０００７】
そこでこの発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、シリコン基板に形成された空洞部を形成する内壁面のうち、側面および底面の境界部においてシリコン基板から絶縁膜が剥離し難いセンサ装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、空洞部（１０ａ）が形成されたシリコン基板（１０）と、前記シリコン基板の表面（１０ｂ）側において前記空洞部を覆うように形成された絶縁膜（１１）と、半導体層（１２）により前記絶縁膜の上に形成され、通電によって発熱する発熱体（１５ａ，１５ｂ）とを有し、前記シリコン基板を支持基板、前記絶縁膜を埋め込み層、前記半導体層をＳＯＩ層としたＳＯＩ基板を用いて形成されてなるセンサ装置（Ｓ１）において、前記空洞部を形成する内壁面のうち、少なくとも側面（１０ｄ）および底面（１０ｅ）の境界部に、その境界部における前記シリコン基板および絶縁膜間の剥離を抑制するための剥離抑制膜（１８）が形成されてなるという技術的手段を用いる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のセンサ装置（Ｓ１）において、前記剥離抑制膜（１８）は、さらに前記底面（１０ｅ）のうち、前記発熱体（１５ａ，１５ｂ）の下方に形成されてなるという技術的手段を用いる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のセンサ装置（Ｓ１）において、前記剥離抑制膜（１８）は、シリコン窒化膜であるという技術的手段を用いる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載のセンサ装置（Ｓ１）において、前記シリコン窒化膜（１８）の膜厚が、０．１〜２．０μｍであるという技術的手段を用いる。
【００１２】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載のセンサ装置（Ｓ１）において、前記シリコン窒化膜（１８）の膜厚が、０．３５〜２．０μｍであるという技術的手段を用いる。
【００１３】
請求項６に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のセンサ装置（Ｓ１）において、前記剥離抑制膜（１８）は、シリコン酸窒化膜であるという技術的手段を用いる。
【００１４】
請求項７に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のセンサ装置（Ｓ１）において、前記剥離抑制膜（１８）は、アモルファスシリコンからなる膜であるという技術的手段を用いる。
【００１５】
請求項８に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のセンサ装置（Ｓ１）において、前記剥離抑制膜（１８）は、金属からなる膜であるという技術的手段を用いる。
【００１６】
請求項９に記載の発明では、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載のセンサ装置（Ｓ１）において、前記絶縁膜（１８）は、ＰＳＧ膜またはＢＰＳＧ膜であるという技術的手段を用いる。
【００１７】
請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載のセンサ装置（Ｓ１）において、前記絶縁膜（１８）は、シリコン酸化膜を酸窒化してなるシリコン酸窒化膜であるという技術的手段を用いる。
【００１８】
請求項１１に記載の発明では、請求項１ないし請求項１０のいずれか１つに記載のセンサ装置（Ｓ１）において、前記発熱体（１５ａ，１５ｂ）の電気抵抗の変化に基づいて気体の流量を検出するという技術的手段を用いる。
【００１９】
請求項１２に記載の発明では、空洞部（１０ａ）が形成されたシリコン基板（１０）と、前記シリコン基板の表面（１０ｂ）側において前記空洞部を覆うように形成された絶縁膜（１１）と、半導体層（１２）により前記絶縁膜の上に形成され、通電によって発熱する発熱体（１５ａ，１５ｂ）とを有し、前記シリコン基板を支持基板、前記絶縁膜を埋め込み層、前記半導体層をＳＯＩ層としたＳＯＩ基板を用いて形成されてなるセンサ装置（Ｓ１）の製造方法において、シリコン基板を支持基板、絶縁膜を埋め込み層、半導体層をＳＯＩ層としたＳＯＩ基板を用意し、前記用意したＳＯＩ基板のシリコン基板の裏面（１０ｃ）にマスキング膜（１３ａ）を形成する工程と、前記マスキング膜の上から前記裏面をエッチングして前記空洞部を形成する工程と、前記空洞部を形成する内壁面のうち、少なくとも側面（１０ｄ）および底面（１０ｅ）の境界部に、その境界部における前記シリコン基板および絶縁膜間の剥離を抑制するための剥離抑制膜（１８）を形成する工程と、を実行するという技術的手段を用いる。
【００２０】
請求項１３に記載の発明では、請求項１２に記載のセンサ装置（Ｓ１）の製造方法において、前記剥離抑制膜（１８）を、さらに前記底面（１０ｅ）のうち、前記発熱体（１５ａ，１５ｂ）の下方に形成するという技術的手段を用いる。
【００２１】
請求項１４に記載の発明では、請求項１２または請求項１３に記載のセンサ装置（Ｓ１）の製造方法において、前記エッチングにより前記裏面（１０ｃ）に残った前記マスキング膜（１３ａ）を除去してから前記剥離抑制膜（１８）を形成するという技術的手段を用いる。
【００２２】
請求項１５に記載の発明では、請求項１２ないし請求項１４のいずれか１つに記載のセンサ装置（Ｓ１）の製造方法において、前記剥離抑制膜（１８）は、シリコン窒化膜であるという技術的手段を用いる。
【００２３】
請求項１６に記載の発明では、請求項１５に記載のセンサ装置（Ｓ１）の製造方法において、前記シリコン窒化膜（１８）の膜厚を０．１〜２．０μｍに形成するという技術的手段を用いる。
【００２４】
請求項１７に記載の発明では、請求項１６に記載のセンサ装置（Ｓ１）の製造方法において、前記シリコン窒化膜（１８）の膜厚を０．３５〜２．０μｍに形成するという技術的手段を用いる。
【００２５】
請求項１８に記載の発明では、請求項１５ないし請求項１７のいずれか１つに記載のセンサ装置（Ｓ１）の製造方法において、前記シリコン窒化膜（１８）を形成する工程の後に熱処理する工程を有するという技術的手段を用いる。
【００２６】
請求項１９に記載の発明では、請求項１２ないし請求項１８のいずれか１つに記載のセンサ装置（Ｓ１）の製造方法において、前記剥離抑制膜（１８）をＣＶＤ法により形成するという技術的手段を用いる。
【００２７】
請求項２０に記載の発明では、請求項１２ないし請求項１８のいずれか１つに記載のセンサ装置（Ｓ１）の製造方法において、前記剥離抑制膜（１８）をスパッタ法により形成するという技術的手段を用いる。
【００２８】
請求項２１に記載の発明では、請求項１２ないし請求項２０のいずれか１つに記載のセンサ装置（Ｓ１）の製造方法において、前記センサ装置は、前記発熱体（１５ａ，１５ｂ）の電気抵抗の変化に基づいて気体の流量を検出するものであるという技術的手段を用いる。
【発明の効果】
【００２９】
（請求項１または請求項１２に係る発明の効果）
シリコン基板（１０）の空洞部（１０ａ）を形成する内壁面のうち、少なくとも側面（１０ｄ）および底面（１０ｅ）の境界部に、その境界部におけるシリコン基板および絶縁膜（１１）間の剥離を抑制するための剥離抑制膜（１８）が形成されてなるため、空洞部の開口面から底部に向けて応力が作用した場合であっても、その応力を剥離抑制膜によって緩和することができる。
したがって、空洞部においてシリコン基板から絶縁膜が剥離し難くなるので、発熱体（１５ａ，１５ｂ）の形成されている部分の強度低下を抑制することができる。
【００３０】
（請求項２または請求項１３に係る発明の効果）
剥離抑制膜（１８）は、さらに空洞部（１０ａ）の底面（１０ｅ）のうち、発熱体（１５ａ，１５ｂ）の下方に形成されてなるため、剥離を抑制する領域を広げることができるので、発熱体（１５ａ，１５ｂ）の形成されている部分の強度低下をより一層強く抑制することができる。
【００３１】
（請求項３または請求項１５に係る発明の効果）
シリコン窒化膜はシリコン酸化膜よりも硬く、かつ、破壊強度が大きいため、絶縁膜（１１）の剥離をより一層強く抑制し、発熱体（１５ａ，１５ｂ）の形成されている部分の強度をより一層高くすることができる。
【００３２】
（請求項４または請求項１６に係る発明の効果）
後述する発明を実施するための形態に記載するように、シリコン窒化膜の膜厚を０．１〜２．０μｍに形成することにより、発熱体の抵抗率の変動を小さくすることができる。
【００３３】
（請求項５または請求項１７に係る発明の効果）
特に、シリコン窒化膜の膜厚を０．３５〜２．０μｍに形成することにより、発熱体の抵抗率の変動をより一層小さくすることができる。
【００３４】
（請求項６に係る発明の効果）
剥離抑制膜（１８）としてシリコン酸窒化膜を用いることにより、シリコン窒化膜よりもシリコン基板（１０）の側面（１０ｄ）および底面（１０ｅ）に対する密着性を向上させることができる。
【００３５】
（請求項７に係る発明の効果）
アモルファスシリコンは、室温程度の低温で成膜することができ、膜の成長速度を小さくすることができるため、アモルファスシリコンによって剥離抑制膜を形成すれば、剥離抑制膜を高精度で所望の膜厚に形成することができる。
【００３６】
（請求項８に係る発明の効果）
金属からなる膜は、シリコン窒化膜よりも延性が高いため、その金属からなる膜を剥離抑制膜（１８）として用いることにより、発熱体（１５ａ，１５ｂ）が形成されている部分がより大きく変形しても絶縁膜（１１）の剥離をより一層強く抑制できる。
【００３７】
ところで、発熱体から発生した熱は、絶縁膜（１１）に伝熱するため、絶縁膜の中でＮａ、Ｈ２ＯおよびＯＨ基などの物質が拡散される（Ｎａは、海の近くでの使用など、使用環境が原因で絶縁膜に侵入することがある）。このため、それらの拡散された物質が原因で、発熱体および絶縁膜の界面近傍に固定電荷が発生し、発熱体におけるキャリアの移動度が低くなる。また、固定電荷が存在する領域が空乏化するため、その領域の抵抗率が高くなる。つまり、センサ装置の検出精度が低下してしまう。
【００３８】
一方、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜、アモルファスシリコンからなる膜および金属からなる膜は、いずれもＮａ、Ｈ２ＯおよびＯＨ基の拡散を防止する効果がある。
そこで、請求項３ないし請求項１０ならびに請求項１５ないし請求項２０に記載するように、上記の拡散防止効果のある膜で剥離抑制膜を形成することにより、その剥離抑制膜と接する絶縁膜中で拡散されたＮａ、Ｈ２ＯおよびＯＨ基の拡散を防止して上記の固定電荷の発生を抑制することができるため、センサ装置の検出精度の低下を抑制することができる。
【００３９】
また、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜、アモルファスシリコンからなる膜および金属からなる膜のいずれかを発熱抵抗体の下方に形成することにより、外部から重金属などの不純物が絶縁膜に侵入し、発熱抵抗体の抵抗率に影響を与えないようにすることができる。
【００４０】
（請求項９に係る発明の効果）
ＰＳＧまたはＢＰＳＧは、Ｎａなどをゲッタリングする効果があるため、絶縁膜（１１）をＰＳＧまたはＢＰＳＧによって形成することにより、半導体層（１２）に含まれるＮａなどをゲッタリングすることができる。
したがって、半導体層の中でＮａなどが拡散され、センシング部の検出感度が変化してしまわないようにすることができる。
なお、ＰＳＧとは、リンガラス（Phosphor Silicate Glass）であり、ＢＰＳＧとは、ボロンリンガラス（Boron-doped Phosphorus-Silicate Glass）である。
【００４１】
（請求項１０に係る発明の効果）
シリコン酸窒化膜は、拡散係数が小さいため、シリコン酸窒化膜に含まれているＮａ、Ｈ２ＯおよびＯＨ基などの拡散を少なくすることができる。
したがって、絶縁膜（１１）上の半導体層（１２）からなる発熱体（１５ａ，１５ｂ）の抵抗率に与える影響を小さくすることができる。
【００４２】
（請求項１４に係る発明の効果）
エッチングによりシリコン基板（１０）の裏面（１０ｃ）に残ったマスキング膜（１３ａ）を除去してから剥離抑制膜（１８）を形成するため、エッチングされた周囲にマスキング膜の残渣が残らないようにすることができる。
たとえば、剥がれたマスキング膜の残渣が空洞部の底面に付着して発熱体の抵抗が変化し、流量の検出精度が低下するおそれがない。
【００４３】
（請求項１８に係る発明の効果）
シリコン窒化膜（１８）を形成する工程の後に熱処理を行うことにより、発熱体の抵抗率の変動をより一層小さくすることができる。
【００４４】
（請求項１９に係る発明の効果）
ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いると、反応ガスが空洞部（１０ａ）の内壁面にムラ無く行き渡るため、空洞部の内壁面に剥離抑制膜（１８）をムラ無く形成することができる。また、剥離抑制膜を形成するための薄膜の成長速度が速いため、生産性を高めることができる。さらに、化学反応によるため、選択した領域にのみ剥離抑制膜を成長させることができる。
【００４５】
（請求項２０に係る発明の効果）
スパッタ法を用いると、密着性の良い剥離抑制膜（１８）を形成することができる。また、剥離抑制膜を所望の膜厚に制御することができる。さらに、剥離抑制膜を形成するための材料使用効率を高めることができる。
【００４６】
（請求項１１または請求項２１に係る発明の効果）
センサ装置が、発熱体（１５ａ，１５ｂ）の電気抵抗の変化に基づいて気体の流量を検出するものである場合、請求項１ないし請求項１０ならびに請求項１２ないし請求項２０のいずれか１つに記載の技術的手段を用いれば、空洞部（１０ａ）におけるシリコン基板（１０）および絶縁膜（１１）間の剥離を抑制し、発熱体の形成されている部分の強度を高めることができる。しかも、発熱体の抵抗率の変動を抑制できるため、気体の流量の検出精度を高めることができる。
【００４７】
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第１実施形態に係る熱式流量センサの平面構成の概略を示す図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿った熱式流量センサの断面構成の概略を示す図である。
【図３】製造工程を示す説明図である。
【図４】製造工程を示す説明図である。
【図５】製造工程を示す説明図である。
【図６】（ａ）は、空洞部１０ａの裏面図であり、（ｂ）は（ａ）において符号Ａで示す範囲の拡大図である。
【図７】実験１の結果を示すグラフである。
【図８】実験２の結果を示すグラフである。
【図９】実験３の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
〈第１実施形態〉
この発明に係る第１実施形態について図を参照して説明する。以下の各実施形態では、この発明に係るセンサ装置として、気体の流量を検出する熱式流量センサを例に挙げて説明する。図１は、この実施形態に係る熱式流量センサの平面構成の概略を示す図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線に沿った熱式流量センサの断面構成の概略を示す図である。なお、図２では、構造を分かり易くするために各層の厚さが実際よりも拡大されており、各層の全長が短縮されている。
【００５０】
［構成］
この実施形態に係る熱式流量センサの主な構成を説明する。最初に、熱式流量センサの平面構成を説明し、後で断面構成を説明する。
図１においてＦ１で示す白抜き矢印は、検出対象の気体の流れる方向を示す。この実施形態に係る熱式流量センサＳ１は、半導体層からなる発熱抵抗体１５ａ，１５ｂを備える。発熱抵抗体１５ａは、気体流の上流側に配置されており、発熱抵抗体１５ｂは、気体流の下流側に配置されている。発熱抵抗体１５ａ，１５ｂは、例えば、１００〜４００℃に加熱される。
【００５１】
これら一対の発熱抵抗体１５ａ，１５ｂによってセンシング部（検知部）が構成されている。また、熱式流量センサＳ１は、半導体層からなる流体温度抵抗体１６ａ，１６ｂを備える。流体温度抵抗体１６ａ，１６ｂは、熱式流量センサＳ１が置かれている環境温度を検出する。
【００５２】
また、熱式流量センサＳ１は、半導体層からなる配線層１７ａ〜１７ｆを備える。配線層１７ａ〜１７ｆは、それぞれ流体温度抵抗体１６ａ、発熱抵抗体１５ａ、発熱抵抗体１５ｂ、流体温度抵抗体１６ｂと電気的に接続されている。配線層１７ａ〜１７ｆは、それぞれパッド１９ａ〜１９ｆと電気的に接続されており、各パッドは、それぞれボンディングワイヤ２１ａ〜２１ｆと電気的に接続されている。
【００５３】
発熱抵抗体１５ａ，１５ｂは、配線層１７ｂ〜１７ｅ、パッド１９ｂ〜１９ｅおよびボンディングワイヤ２１ｂ〜２１ｅを通じて図示しない制御回路と電気的に接続されている。その制御回路からボンディングワイヤ２１ｂ〜２１ｅ、パッド１９ｂ〜１９ｅおよび配線層１７ｂ〜１７ｅを通じて発熱抵抗体１５ａ，１５ｂに電流が流れ、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂが発熱する。
【００５４】
流体温度抵抗体１６ａ，１６ｂは、配線層１７ａ，１７ｆ、パッド１９ａ，１９ｆおよびボンディングワイヤ２１ａ，２１ｆを通じて図示しない温度検出回路と電気的に接続されている。その温度検出回路からボンディングワイヤ２１ａ，２１ｆ、パッド１９ａ，１９ｆおよび配線層１７ａ，１７ｆを通じて流体温度抵抗体１６ａ，１６ｂに電流が流れる。
【００５５】
図２に示すように、熱式流量センサＳ１は、シリコン基板１０をベースに形成されている。このシリコン基板１０には、空洞部１０ａが形成されており、この空洞部１０ａが形成された部位においてメンブレン（薄肉部または薄膜構造部ともいう）３０が構成される。
【００５６】
空洞部１０ａは、シリコン基板１０の表面１０ｂと裏面１０ｃとを貫通するように形成されている。具体的には、空洞部１０ａは、シリコン基板１０の裏面１０ｃ側に開口しており、シリコン基板１０の裏面１０ｃ側から表面１０ｂ側へ向かって凹ませた凹部として構成されている。
【００５７】
シリコン基板１０の表面１０ｂ上には、シリコン酸化膜１１が形成されている。ここでいうシリコン酸化膜１１は、ＳｉおよびＯを有する膜のことを意味しており、例えばＳｉＯ２、Ｎを微小に含んだＳｉＯｘＮｙ、ポーラスシリカなどが該当する。
【００５８】
このシリコン酸化膜１１の表面には、前述の発熱抵抗体１５ａ，１５ｂ、流体温度抵抗体１６ａ，１６ｂおよび配線層１７ａ〜１７ｆを構成する半導体層１２が形成されている。
このように構成されたシリコン基板１０、シリコン酸化膜１１および半導体層１２は、シリコン基板１０を支持基板、シリコン酸化膜１１を埋め込み層（ＢＯＸ層）、半導体層１２をＳＯＩ層とするＳＯＩ基板を用いて形成されている。
【００５９】
半導体層１２はＢＰＳＧ１４によって封止されており、ＢＰＳＧ１４の上はシリコン窒化膜２０によって覆われている。つまり、熱式流量センサＳ１の表面は、ＢＰＳＧ１４およびシリコン窒化膜２０からなる絶縁膜によって保護されている。
【００６０】
ＢＰＳＧ１４およびシリコン窒化膜２０のうち、配線層１７ａ〜１７ｆに対応する部位には、それぞれコンタクトホール２１が貫通形成されている。それらコンタクトホール２１を通じて、パッド１９ａ〜１９ｆと配線層１７ａ〜１７ｆの所望部位とが電気的に接続されている。
【００６１】
空洞部１０ａの側面１０ｄおよび底面１０ｅならびにシリコン基板１０の裏面１０ｃの上には、本願の請求項１に記載の剥離抑制膜として作用するシリコン窒化膜１８が形成されている。このように、熱式流量センサＳ１の裏面にシリコン窒化膜１８を形成したことが、この実施形態の特徴である。
【００６２】
このように、熱式流量センサＳ１の裏面にシリコン窒化膜１８が形成されているため、メンブレン３０に対してそれを上方に変形させるような応力が作用した場合であっても、その応力をシリコン窒化膜１８によって緩和することができる。
したがって、空洞部１０ａの側面１０ｄおよび底面１０ｅの境界部においてシリコン酸化膜１１がシリコン基板１０から剥離し難くすることができるため、センシング部の強度低下を抑制することができる。
【００６３】
また、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂから発生した熱によってシリコン酸化膜１１が加熱されると、シリコン酸化膜１１の中でＮａ、Ｈ２ＯおよびＯＨ基などの物質が熱拡散されるが、シリコン窒化膜１８は、それらの物質の拡散を防止することができる。
したがって、上記の物質によって発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの抵抗率が変化し、気体の流量の検出精度が低下するおそれがない。
【００６４】
さらに、シリコン窒化膜１８が熱式流量センサＳ１の裏面に形成されているため、外部から重金属などの不純物質が、シリコン酸化膜１１に侵入し、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの抵抗率に影響を与えないようにすることができる。
【００６５】
［製造方法］
次に、熱式流量センサＳ１の製造方法について図を参照して説明する。図３および図４は製造工程を示す説明図である。
【００６６】
（図３（ａ）に示す工程）
シリコン基板１０を支持基板、シリコン酸化膜１１を埋め込み層（ＢＯＸ層）、半導体層１２をＳＯＩ層とするＳＯＩ基板を用意し、シリコン基板１０の裏面にもシリコン酸化膜１３を形成する。そして、半導体層１２にドナー不純物（例えば、Ｐ，Ａｓ，Ｓｂなど）またはアクセプタ不純物（例えば、Ｂ，Ａｌなど）をイオン注入によってドーピングし、半導体層１２を所望の抵抗率に設定する。
【００６７】
また、必要に応じてイオン注入後にアニール処理を実施し、ドーピングされた不純物の拡散と電気的な活性化を行う。これは、後の熱処理のみによっては拡散と電気的な活性化が不十分となる可能性のある場合に行う。なお、イオン注入による不純物ドーピング以外に、デポジションなど、イオン注入を用いないドーピング法を用いても良いし、ＳＯＩ原石の状態のときに、所望の抵抗率になるように予め不純物をドーピングしておいても良い。この実施形態では、シリコン基板１０の厚さは、約５００〜約６００μｍである。また、上記の不純物濃度は、約１Ｅ１９〜約１Ｅ２１／ｃｍ３である。
【００６８】
（図３（ｂ）に示す工程）
次に、半導体層１２をエッチングして発熱抵抗体１５ａ，１５ｂ、流体温度抵抗体１６ａ，１６ｂおよび配線層１７ａ〜１７ｆを形成する。
【００６９】
（図３（ｃ）に示す工程）
次に、既に行った半導体層１２のエッチングによるダメージを除去する必要がある場合は、半導体層１２を熱酸化する。その後、ＣＶＤ法により、半導体層１２の上にＢＰＳＧ１４を形成し、熱処理する。これにより、半導体層１２の段差を平滑化できる。なお、ＢＰＳＧ以外の酸化膜でも良い。その後、プラズマＣＶＤ法または減圧ＣＶＤ法あるいはスパッタ法により、ＢＰＳＧ１４の上にシリコン窒化膜２０を形成する。
【００７０】
（図４（ｄ）に示す工程）
次に、シリコン窒化膜２０およびＢＰＳＧ１４をエッチングしてコンタクトホール２１を貫通形成する。その後、コンタクトホール２１の内部にＡｌを充填し、その表面をエッチングしてパッド１９ａ〜１９ｆを形成する。
【００７１】
（図４（ｅ）に示す工程）
次に、シリコン基板１０の裏面を研磨して平滑化し、その平滑化された面にＣＶＤ法により、シリコン窒化膜１３ａを形成する。つまり、このシリコン窒化膜１３ａは、後に行うエッチングのマスキング膜として機能するため、凹凸や傷のある面にシリコン窒化膜１３ａを形成すると、エッチング面を平滑化できないので、一旦、平滑化してからシリコン窒化膜１３ａを形成する。
【００７２】
その後、シリコン窒化膜１３ａをエッチングして空洞部１０ａの開口部を形成する。その後、ＫＯＨによりシリコン基板１０を裏面から異方性エッチングして空洞部１０ａを形成する。例えば、空洞部１０ａの底面側の開口部は、約１ｍｍ角である。
【００７３】
（図５（ｆ）に示す工程）
次に、シリコン基板１０の裏面１０ｃに残っているシリコン窒化膜１３ａを、ドライエッチングまたはウエットエッチングあるいは研磨によって除去する。図６（ａ）は、空洞部１０ａの裏面図であり、（ｂ）は（ａ）において符号Ａで示す範囲の拡大図である。シリコン窒化膜１３ａをエッチングしたとき、シリコン窒化膜１３ａの膜厚方向だけではなく、それと交差する方向にもエッチングが進行する。
【００７４】
このため、図６（ｂ）に示すように、空洞部１０ａの端縁１０ｆから空洞部１０ａ内に突出したシリコン窒化膜１３ａのヒダ１３ｂが形成されることがある。そして、そのヒダ１３ｂが割れ、それがパーティクルとなって空洞部１０ａの底面１０ｅのシリコン酸化膜１１に付着すると、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの抵抗率が変化するため、流量の検出精度が低下するおそれがある。そこで、この工程では、シリコン窒化膜１３ａを除去して上記のパーティクルの発生を阻止する。
【００７５】
（図５（ｇ）に示す工程）
次に、空洞部１０ａの側面１０ｄおよび底面１０ｅならびにシリコン基板１０の裏面１０ｃの上にシリコン窒化膜１８を形成する。シリコン窒化膜１８は、プラズマＣＶＤ法または減圧ＣＶＤ法あるいはスパッタ法により、０．１〜２．０μｍの膜厚に形成する。後述するように、本願の発明者の実験によれば、シリコン窒化膜１８を少なくとも０．１μｍの膜厚に形成すれば、シリコン酸化膜１１の剥離を抑制することができ、かつ、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの抵抗率の変動を小さくすることができた。また、シリコン窒化膜１８の膜厚を０．３５〜２．０μｍにすると、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの抵抗率の変動をより一層小さくすることができた。
【００７６】
ここで、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によってシリコン窒化膜１８を形成すれば、反応ガスが空洞部１０ａの側面１０ｄおよび底面１０ｅにムラ無く行き渡るため、空洞部１０ａの内壁面にシリコン窒化膜１８をムラ無く形成することができる。また、シリコン窒化膜１８を形成するための薄膜の成長速度が速いため、生産性を高めることができる。さらに、化学反応によるため、選択した領域にのみシリコン窒化膜１８を成長させることができる。
【００７７】
ところで、少なくともシリコン酸化膜１１およびＢＰＳＧ１４にはそれぞれ圧縮応力が内在しているため、シリコン窒化膜１８に対して圧縮応力が作用する、
しかし、減圧ＣＶＤ法によってシリコン窒化膜１８を形成することにより、シリコン窒化膜１８に引張応力を内在させることができるため、その引張応力により、シリコン窒化膜１８に作用する圧縮応力を緩和することができる。
したがって、シリコン窒化膜１８が、それに作用する圧縮応力によって座屈する可能性を小さくすることができる。つまり、座屈を防止する点では、シリコン窒化膜１８を減圧ＣＶＤ法によって形成することが望ましい。
【００７８】
また、スパッタ法によってシリコン窒化膜１８を形成すれば、密着性の良いシリコン窒化膜１８を形成することができる。また、シリコン窒化膜１８を所望の膜厚に制御することができる。さらに、シリコン窒化膜１８を形成するための材料使用効率を高めることができる。
【００７９】
次に、図５（ｇ）に示す構造体の全体を恒温槽に入れて熱処理し、各膜に蓄積された電荷を除去する。これにより、熱式流量センサＳ１が完成する。後述するように、本願の発明者の実験によれば、シリコン窒化膜１８を所定温度で所定時間（例えば、４５０℃で２０分間）熱処理することにより、熱処理しない場合と比較して、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの抵抗率の変動をより一層小さくすることができた。
【００８０】
［動作］
次に、熱式流量センサＳ１の動作を説明する。
発熱抵抗体１５ａ，１５ｂは、図示しない制御回路によって駆動され、その制御回路は、図示しない測定回路に電気的に接続されている。発熱抵抗体１５ａ，１５ｂは、制御回路により、流体温度抵抗体１６ａ，１６ｂによって検出される温度よりも高い温度（例えば２００℃高い温度）となるように制御される。
【００８１】
このとき、気体の流れによって、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの熱が奪われ、気体の流量によって熱の奪われ方に差が生じる。つまり、電気抵抗の差が生じる。上記の制御回路は、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂが常に一定の温度になるように電流を調整する。上記の測定回路は、そのときの電流値の変化を信号として取込み、それに基づいて気体の流量を算出する。
【００８２】
また、気体の下流側に配置された発熱抵抗体には、上流側に配置された発熱抵抗体により温められた気体が流れ込むため、下流側に配置された発熱抵抗体の方が上流側に配置された発熱抵抗体よりも奪われる熱量が少ない。このため、両発熱抵抗体を同じ温度にするためには、上流側に配置された発熱抵抗体の方が、より多くの電流が必要になってくる。そこで、その両者の差から、流量と同時に、気体の流れる方向を検知する。
【００８３】
例えば、図１においてＦ１で示す白抜き矢印の方向から気体が流れてくるとする。ここで、上述したように、上流側に配置された発熱抵抗体１５ａは、発熱抵抗体１５ｂよりも多く熱を奪われるため、制御回路が発熱抵抗体１５ａの温度（抵抗値）を一定に保とうと発熱抵抗体１５ａへの通電量を大きくする。逆に、発熱抵抗体１５ａの発熱によって暖められた気体が発熱抵抗体１５ｂの上を通過し、放熱量が減るため、発熱抵抗体１５ｂへの通電量を小さくする。
従って、制御回路は、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂへの通電量に基づいて、気体の流量および流れの方向を検出することが可能となる。
【００８４】
［実験１］
本願の発明者は、メンブレン３０の破壊強度を調べる実験を行った。この実験では、シリコン酸化膜１１の剥離抑制膜としてシリコン窒化膜１８を形成した熱式流量センサＳ１（図２）と、シリコン窒化膜１８を形成していない熱式流量センサと場合とを用いた。また、シリコン窒化膜１８を形成した熱式流量センサとして、シリコン窒化膜１８の膜厚ｔが、０．１、０．２、０．３５、０．５、１．３および２．０μｍの計６種類のものを用いた。また、シリコン窒化膜１８は、プラズマＣＶＤ法により形成した。また、各熱式流量センサのシリコン基板１０の厚さはそれぞれ５００μｍであり、シリコン酸化膜１１の膜厚はそれぞれ０．５μｍである。
【００８５】
また、熱式流量センサの空洞部１０ａの開口部を穴の開いた板状の部材で閉塞し、その穴から空洞部１０ａの内部に加圧した空気を導入することでメンブレン３０に膜厚方向（上下方向）の圧力を掛けた。そして、メンブレン３０が破壊されたときの槽内の圧力を測定した。また、シリコン酸化膜１１に剥離が発生した時点でメンブレン３０が破壊されたと評価した。
【００８６】
図７は、上記実験１の結果を示すグラフである。グラフの縦軸は、メンブレン３０が破壊されたときの槽内の圧力を示し、単位は任意（ａ．ｕ．）であり、横軸は、シリコン窒化膜１８の膜厚である。図示のように、メンブレン３０の破壊圧力は、シリコン窒化膜１８を形成した場合の方が、形成していない場合よりも高くなっている。つまり、シリコン酸化膜１１の剥離抑制膜としてシリコン窒化膜１８を形成した熱式流量センサの方が、形成していない熱式流量センサよりもメンブレン３０の破壊強度が高いことが分かった。
【００８７】
また、シリコン窒化膜１８の膜厚ｔが０．１μｍあれば、シリコン窒化膜１８の無いものよりも破壊強度が２倍以上高いことが分かった。そして、シリコン窒化膜１８の膜厚ｔを厚くするほど破壊強度が高くなり、膜厚ｔが２．０μｍのときは、シリコン窒化膜１８の無いものよりも破壊強度が３．５倍以上に高くなることが分かった。
【００８８】
［実験２］
次に、本願の発明者は、シリコン窒化膜１８が発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの抵抗率変動に対する影響について調べる実験を行った。この実験では、図２に示す熱式流量センサＳ１と、シリコン窒化膜１８を形成していない熱式流量センサとを用いた。
【００８９】
熱式流量センサＳ１として、シリコン窒化膜１８の膜厚が、０．１、０．２、０．３５、０．５、１．０、１．３および２．０μｍの計７種類を作成した。また、シリコン窒化膜１８は、プラズマＣＶＤ法により形成した。また、各熱式流量センサのシリコン基板１０の厚さはそれぞれ５００μｍであり、シリコン酸化膜１１の膜厚はそれぞれ０．５μｍである。
そして、各熱式流量センサを恒温槽に収容し、２８０℃の温度下で１５００時間放置した。そして、放置前および放置後における各熱式流量センサの発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの抵抗率の変動を測定した。
【００９０】
図８は、実験２の結果を示すグラフであり、熱式流量センサにおける抵抗率の変動率とシリコン窒化膜（ＳｉＮ）１８の膜厚との関係を示す。図８における抵抗率の変動率の単位は任意（ａ．ｕ．）である。図中、膜厚０は、シリコン窒化膜１８を形成していない熱式流量センサの測定結果である。
【００９１】
図８に示すように、シリコン窒化膜１８を形成した本発明の熱式流量センサは、シリコン窒化膜１８を形成していない熱式流量センサよりも抵抗率の変動が小さい。また、シリコン窒化膜１８の膜厚が０．１μｍから２．０μｍにかけて増加するに従って、抵抗率の変動が小さくなっている。特に、シリコン窒化膜１８の膜厚が０．３５μｍ以上になると、抵抗率の変動率が０．０１以下になる。
【００９２】
従って、シリコン基板１０の空洞部１０ａの内壁面にシリコン窒化膜１８を形成することにより、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの抵抗率の変動率を小さくできることが分かった。つまり、シリコン窒化膜１８を形成したことにより、Ｎａ、Ｈ２ＯおよびＯＨ基の拡散を防止することができるため、抵抗率変動の原因となる固定電荷の発生を抑制することができた。具体的には、シリコン窒化膜１８の膜厚を０．１〜２．０μｍに形成することにより、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの抵抗率の変動率を０．０３以下にすることができ、特に、膜厚を０．３５〜２．０μｍに形成することにより、抵抗率の変動率を０．０１以下にできることが分かった。
【００９３】
［実験３］
次に、本願の発明者は、熱式流量センサを熱処理した場合に発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの抵抗率がどのように変動するかについて実験を行った。
熱式流量センサとして、シリコン窒化膜１８を形成していないものと、シリコン窒化膜１８の膜厚が、０．５および１．３μｍのものとを用いた。また、シリコン窒化膜１８は、プラズマＣＶＤ法により形成した。また、各熱式流量センサのシリコン基板１０の厚さはそれぞれ５００μｍであり、シリコン酸化膜１１の膜厚はそれぞれ０．５μｍである。
【００９４】
また、熱処理は、温度および処理時間として、３５０℃×２０分、４００℃×２０分、４５０℃×２０分および４５０℃×１０分の４パターンで行った。そして、熱処理を行った後、２８０℃の温度下で１５００時間放置したときの放置前および放置後における発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの抵抗率を測定し、抵抗率の変動率を計算した。
【００９５】
図９は、実験３の結果を示すグラフである。図中、黒塗りの丸印は、シリコン窒化膜１８を形成していない熱式流量センサの抵抗率の変動率を、黒塗りの三角印は、シリコン窒化膜１８を膜厚０．５μｍで形成した熱式流量センサの抵抗率の変動率を、黒塗りの菱形印は、シリコン窒化膜１８を膜厚１．３μｍで形成した熱式流量センサの抵抗率の変動率をそれぞれ示す。
【００９６】
図９に示すように、実験２の結果（図８）と比較して、シリコン窒化膜１８を形成した熱式流量センサは、熱処理を行うことにより、抵抗率の変動がより一層小さくなっている。
つまり、シリコン窒化膜１８を形成した熱式流量センサを熱処理することにより、各膜に蓄積された電荷を除去することができると考えられ、これにより、抵抗率の変動をより一層小さくできることが分かった。
【００９７】
［第１変更例］
前述の第１実施形態では、空洞部１０ａの側面１０ｄおよび底面１０ｅならびにシリコン基板１０の裏面１０ｃの全面にシリコン窒化膜１８を形成したが、空洞部１０ａの側面１０ｄおよび底面１０ｅのみにシリコン窒化膜１８を形成してもよい。この構成によっても、側面１０ｄおよび底面１０ｅの境界部においてシリコン酸化膜１１がシリコン基板１０から剥離するのを抑制することができる。
【００９８】
［第２変更例］
シリコン窒化膜１８を空洞部１０ａの側面１０ｄおよび底面１０ｅの境界部と、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂに対応する部分とにのみ形成してもよい。この構成によっても、側面１０ｄおよび底面１０ｅの境界部においてシリコン酸化膜１１がシリコン基板１０から剥離するのを抑制することができる。また、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂに対応する部分の絶縁膜１１でのＮａ、Ｈ２ＯおよびＯＨ基の拡散を防止することができる。
【００９９】
［第３変更例］
シリコン窒化膜１８を空洞部１０ａの側面１０ｄおよび底面１０ｅの境界部のみに形成してもよい。この構成によっても、側面１０ｄおよび底面１０ｅの境界部においてシリコン酸化膜１１がシリコン基板１０から剥離するのを抑制することができる。
つまり、シリコン窒化膜１８は、少なくとも上記の境界部に形成すれば、シリコン酸化膜１１の剥離を抑制することができる。
【０１００】
［第４変更例］
シリコン窒化膜１８に代えてシリコン酸窒化膜を形成してもよい。シリコン酸窒化膜を用いることにより、シリコン窒化膜よりもシリコン基板１０の側面１０ｄおよび底面１０ｅに対する密着性を向上させることができる。
【０１０１】
［第５変更例］
シリコン窒化膜１８に代えてアモルファスシリコンからなる膜を形成してもよい。アモルファスシリコンからなる膜は、室温程度の低温で成膜できることから、成長速度を小さくすることができるため、膜厚を制御性良く薄くすることができる。
【０１０２】
［第６変更例］
シリコン窒化膜１８に代えて、Ａｌなどの金属からなる膜を形成してもよい。金属からなる膜は、シリコン窒化膜よりも延性が高いため、その金属からなる膜をシリコン窒化膜１８に代えて用いることにより、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂが形成されている部分がより大きく変形してもシリコン酸化膜１１の剥離をより一層強く抑制できる。
【０１０３】
また、シリコン酸窒化膜、アモルファスシリコンからなる膜および金属からなる膜は、いずれもＮａ、Ｈ２ＯおよびＯＨ基の拡散を防止する効果がある。
したがって、それらの膜は、それらの膜と接する絶縁膜中で拡散されたＮａ、Ｈ２ＯおよびＯＨ基の拡散を防止することができるため、熱式流量センサ装置の検出精度の低下を抑制することができる。
【０１０４】
さらに、シリコン酸窒化膜、アモルファスシリコンからなる膜および金属からなる膜のいずれかを発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの下方に形成することにより、外部から重金属などの不純物がシリコン酸化膜１１に侵入し、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの抵抗率に影響を与えないようにすることができる。
【０１０５】
［第７変更例］
前述の図４（ｄ）に示す工程において、コンタクトホール２１および各パッド間の距離を長くし、コンタクトホール２１に充填したＡｌをそのまま引出し配線として用い、各パッドと電気的に接続しても良い。この構成によれば、コンタクトホール２１および各パッド間の電気抵抗を小さくすることができる。
【０１０６】
〈第２実施形態〉
次に、この発明の第２実施形態を説明する。この実施形態の特徴は、シリコン酸化膜１１に代えてゲッタリング効果を有する膜を形成し、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの抵抗率の変化を抑制することにある。
【０１０７】
異方性エッチングによって空洞部１０ａを形成した後に、酸窒化用処理を施し、空洞部１０ａの底面１０ｅに対応するシリコン酸化膜１１を酸窒化してシリコン酸窒化膜に変化させる。例えば、ＮＨ３ のガス中で１１００℃で熱処理し、シリコン酸窒化膜に変化させる。
【０１０８】
このシリコン酸窒化膜は、拡散係数が小さいため、シリコン酸窒化膜に含まれているＮａ、Ｈ２ＯおよびＯＨ基などの拡散を少なくすることができる。
したがって、シリコン酸窒化膜上の発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの抵抗率に与える影響を小さくすることができる。
【０１０９】
なお、ＳＯＩ基板の埋め込み層（ＢＯＸ層）であるシリコン酸化膜を予め酸窒化し、シリコン酸窒化膜に変化させておく製造方法でもよい。この場合、上記のような異方性エッチング後の酸窒化用処理が不要となる。
【０１１０】
［変更例］
シリコン酸化膜１１に代えてＰＳＧ膜またはＢＰＳＧ膜を形成してもよい。
ＰＳＧまたはＢＰＳＧは、Ｎａなどをゲッタリングする効果があるため、半導体層１２に含まれるＮａなどをゲッタリングすることができる。
【０１１１】
したがって、半導体層１２の中でＮａなどが拡散され、発熱抵抗体１５ａ，１５ｂの抵抗率の変動を抑制することができる。なお、半導体層１２の上にもＢＰＳＧ１４が形成されているため、ゲッタリング効果をより一層高めることができるので、上記の抵抗率の変動をより一層強く抑制することができる。
【０１１２】
〈他の実施形態〉
（１）シリコン窒化膜１３ａのヒダ１３ｂが形成され難い場合、あるいは、ヒダ１３ｂによる影響が小さい場合は、シリコン窒化膜１３ａを削除しないでシリコン窒化膜１８を形成しても良い。
【０１１３】
（２）シリコン窒化膜１８を形成した後で熱処理を行わないようにしても良い。
（３）前述の各実施形態では、この発明を熱式流量センサに適用した場合を説明したが、この発明は、発熱体によりガスとの反応を促進させる構成のガスセンサなど、発熱体を備えたセンサ装置に適用することもできる。
【符号の説明】
【０１１４】
１０・・シリコン基板、１０ａ・・空洞部、１０ｄ・・側面、１０ｅ・・底面、
１１・・シリコン酸化膜（絶縁膜）、１２・・半導体層、
１８・・シリコン窒化膜（剥離抑制膜）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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