(57)【要約】【課題】基台が有する凹部の表面を被覆することのできるセンサ及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係るセンサの例によるフローセンサは、一方の面にキャビティ２５を有する基台２０と、基台２０の一方の面の上に設けられるセンサ薄膜３０と、を備える。センサ薄膜３０は、キャビティ２５に通ずるスリット３６を有している。キャビティ２５の断面形状は、例えば舟形凹状であり、キャビティ２５の表面Ａは、原子層堆積法により形成された膜Ｘで被覆されている。【選択図】図２
2011252834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に凹部を有する基台と、
前記一方の面上に設けられ、前記凹部に通ずる開口部を有するセンサ薄膜と、を備え、
前記凹部の表面が、原子層堆積法により形成された膜で被覆されている
ことを特徴とするセンサ。
【請求項２】
前記膜は、フッ素含有物質に対して耐食性を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記センサ薄膜が、所定の物理量を検出するための回路部を有し、
前記回路部の少なくとも一部が、前記膜で被覆されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記基台の側面が前記膜で被覆されている
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のセンサ。
【請求項５】
前記膜は、酸化アルミニウムである
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のセンサ。
【請求項６】
前記膜は、窒化ケイ素である
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のセンサ。
【請求項７】
基台と該基台の一方の面上に設けられたセンサ薄膜とを備えるセンサの製造方法であって、
前記半導体基板に前記一方の面に通ずる開口部を形成する工程と、
前記一方の面に凹部を形成する工程と、
原子層堆積法により形成される膜で前記凹部の表面を被覆する工程と、を含む
ことを特徴とするセンサの製造方法。
【請求項８】
前記膜は、フッ素含有物質に対して耐食性を有する
ことを特徴とする請求項７に記載のセンサの製造方法。
【請求項９】
前記センサ薄膜が、所定の物理量を検出するための回路部を有し、
前記凹部を被覆する工程が、前記膜で前記回路部の少なくとも一部を被覆する工程を含む
ことを特徴とする請求項７又は８に記載のセンサの製造方法。
【請求項１０】
前記凹部を被覆する工程が、膜で前記基台の側面を被覆する工程を含む
ことを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載のセンサの製造方法。
【請求項１１】
前記膜は、酸化アルミニウムである
ことを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一項に記載のセンサの製造方法。
【請求項１２】
前記膜は、窒化ケイ素である
ことを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一項に記載のセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係るいくつかの態様は、基台（基板）と基台の一方の面上に設けられたセンサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基台に支持された平面状の検出部（センシング部）を備えるセンサにおいて、検出部の表面を、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法などの方法を用いて被膜するものがある。
【０００３】
また、平面状の検出部の表面をシリコン系樹脂で被覆するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかるシリコン系樹脂は、スパッタリング法やＣＶＤ法により形成される無機膜材料よりも被覆性に優れており、突起や段差を有する三次元構造の検出部を被覆及び保護することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】再公表ＷＯ０１／０４６７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、センサが腐食性を有するものに直接接触するような場合、シリコン系樹脂で被覆したセンサでは、形成された被膜が耐食性を有さないため、当該センサを適用することができない。また、センサを無機材料で被膜を形成した場合、平面状の検出部（センシング部）は、耐食性の膜により保護可能であるが、キャビティのような凹部を有する基台に対してオーバーハング状に張り出している遮蔽物がある場合には遮蔽物の裏側に回り込んで膜を形成することができないため、キャビティ底面などの保護は困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明のいくつかの態様は前述の問題に鑑みてなされたものであり、基台が有する凹部の表面を膜で被覆することのできるセンサ及びその製造方法を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るセンサは、一方の面に凹部を有する基台と、一方の面上に設けられ、凹部に通ずる開口部を有するセンサ薄膜と、を備え、凹部の表面が、原子層堆積法により形成された膜で被覆されている。
【０００８】
かかる構成によれば、凹部を有する基台の一方の面上に、当該凹部に通ずる開口部を有するセンサ薄膜が設けられ、当該凹部の表面が、原子層堆積法により形成された膜で被覆されている。ここで、原子層堆積法は、原料化合物の分子に対して一層ごとに、表面吸着、反応による成膜、パージによる余剰分子の除去（取り除き）というサイクルを繰り返すので、突起（突出部）や段差、又は遮蔽物の裏側などの３次元構造の微小空間にも入り込んで成膜することが可能である。また、原子層堆積法は、反応原料が吸着する全範囲にわたって同等の成長速度を維持する特性を有しているので、比較的大きな範囲（大面積）に均一かつ薄く成膜することが可能である。
【０００９】
好ましくは、前述の膜は、フッ素含有物質に対して耐食性を有する。
【００１０】
かかる構成によれば、凹部の表面を被覆している膜が、フッ素含有物質に対して耐食性を有する。これにより、従来のセンサでは凹部の表面が露出していたり、又は十分に被覆されていなかったりしていたのに対し、本発明のセンサでは凹部の表面がフッ素含有物質に対して耐食性を有する膜で被覆されているので、例えばフッ素含有ガスなどの腐食性を有する気体が存在する環境下において、本発明のセンサを好適に用いることができる。
【００１１】
好ましくは、センサ薄膜が所定の物理量を検出するための回路部を有し、回路部の少なくとも一部が、前述の膜で被覆されている。
【００１２】
かかる構成によれば、センサ薄膜の回路部の少なくとも一部も、原子層堆積法により形成された膜で被覆されている。これにより、回路部、特に検出部を保護することができる。また、原子層堆積法は均一かつ薄く成膜することが可能なので、従来、被覆する膜が不均一になったり厚くなったりすることで生じていた、検出部の感度や応答性の低下や応力による破損のおそれを低減することができる。
【００１３】
好ましくは、基台の側面が前述の膜で被覆されている。
【００１４】
かかる構成によれば、基台の側面も、原子層堆積法により形成された膜で被覆されている。これにより、例えばフッ素含有ガスなどの腐食性を有する気体に基台の側面を露出する（さらす）場合に、好適に用いることができる。
【００１５】
好ましくは、前述の膜は、酸化アルミニウムである。
【００１６】
かかる構成によれば、原子層堆積法により形成された膜は、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ2Ｏ3）である。これにより、フッ素含有物質に対して耐食性を有する膜を容易に実現することができる。
【００１７】
好ましくは、前述の膜は、窒化ケイ素である。
【００１８】
かかる構成によれば、原子層堆積法により形成された膜は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）である。これにより、フッ素含有物質に対して耐食性を有する膜を容易に実現することができる。また、例えば回路部を窒化ケイ素の絶縁膜で被覆した後に絶縁膜の上に膜を形成して被覆する場合、絶縁膜に欠損（欠陥）が生じていたときに、窒化ケイ素の膜で絶縁膜の欠損を補う（埋める）ことができ、センサの製品不良を低減することができる。
【００１９】
本発明に係るセンサの製造方法は、基台と該基台の一方の面上に設けられたセンサ薄膜とを備えるセンサの製造方法であって、センサ薄膜に一方の面に通ずる開口部を形成する工程と、一方の面に凹部を形成する工程と、原子層堆積法により形成される膜で凹部の表面を被覆する工程と、を含む。
【００２０】
かかる構成によれば、基台の一方の面上に設けられたセンサ薄膜に当該一方の面に通ずる開口部が形成され、当該一方の面に凹部が形成され、原子層堆積法により形成される膜で当該凹部の表面が被覆される。ここで、原子層堆積法は、原料化合物の分子に対して一層ごとに、表面吸着、反応による成膜、パージによる余剰分子の除去（取り除き）というサイクルを繰り返すので、突起（突出部）や段差、又は遮蔽物の裏側などの３次元構造の微小空間にも入り込んで成膜することが可能である。また、原子層堆積法は、反応原料が吸着する全範囲にわたって同等の成長速度を維持する特性を有しているので、比較的大きな範囲（大面積）に均一かつ薄く成膜することが可能である。
【００２１】
好ましくは、前述の膜は、フッ素含有物質に対して耐食性を有する。
【００２２】
かかる構成によれば、凹部の表面を被覆する膜が、フッ素含有物質に対して耐食性を有する。これにより、従来のセンサでは凹部の表面が露出していたり、又は十分に被覆されていなかったりしていたのに対し、本実施形態により製造されるセンサでは凹部の表面がフッ素含有物質に対して耐食性を有する膜で被覆されているので、例えばフッ素含有ガスなどの腐食性を有する気体が存在する環境下において、本実施形態のセンサを好適に用いることができる。
【００２３】
好ましくは、前述のセンサ薄膜が所定の物理量を検出するための回路部を有し、凹部を被覆する工程が、前述の膜で回路部の少なくとも一部を被覆する工程を含む。
【００２４】
かかる構成によれば、センサ薄膜の回路部の少なくとも一部も、原子層堆積法により形成される膜で被覆される。これにより、回路部の一部、特に検出部を保護することができる。また、原子層堆積法は均一かつ薄く成膜することが可能なので、従来、被覆する膜が不均一になったり厚くなったりすることで生じていた、検出部の感度や応答性の低下や応力による破損のおそれを低減することができる。
【００２５】
好ましくは、凹部を被覆する工程が、前述の膜で基台の側面を被覆する工程を含む。
【００２６】
かかる構成によれば、基台の側面も、原子層堆積法により形成される膜で被覆される。これにより、例えばフッ素含有ガスなどの腐食性を有する気体にセンサの側面を露出する（さらす）場合に、好適に用いることができる。
【００２７】
好ましくは、前述の膜は、酸化アルミニウムである。
【００２８】
かかる構成によれば、原子層堆積法により形成される膜は、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ2Ｏ3）である。これにより、フッ素含有物質に対して耐食性を有する膜を容易に実現することができる。
【００２９】
好ましくは、前述の膜は、窒化ケイ素である。
【００３０】
かかる構成によれば、原子層堆積法により形成される膜は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）である。これにより、フッ素含有物質に対して耐食性を有する膜を容易に実現することができる。また、例えば回路部を窒化ケイ素の絶縁膜で被覆した後に絶縁膜の上に膜を形成して被覆する場合、絶縁膜に欠損（欠陥）が生じていたときに、窒化ケイ素の膜で絶縁膜の欠損を補う（埋める）ことができ、センサの製品不良を低減することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、原子層堆積法によって膜を形成することにより、凹部に対してセンサ薄膜がオーバーハング状に張り出している部分（遮蔽物）を回り込み、例えば断面が舟形凹状の凹部の船首及び船尾部分にも成膜することができ、凹部の表面を均一かつ薄く被覆することできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るセンサの例によるフローセンサを説明する斜視図である。
【図２】図１に示したＶＩ−ＶＩ線矢視方向断面である。
【図３】図１に示したフローセンサの他の例を説明する斜視図である。
【図４】図３に示したＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視方向断面図である。
【図５】回路部を被覆する膜を説明するための要部拡大側方断面図である。
【図６】回路部を被覆する膜を説明するための要部拡大側方断面図である。
【図７】図１に示したフローセンサの変形例における設置例を説明する側方断面図である。
【図８】図７に示したフローセンサの側方断面図である。
【図９】本発明に係るセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。
【図１０】本発明に係るセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。
【図１１】本発明に係るセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。
【図１２】本発明に係るセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。
【図１３】本発明に係るセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。
【図１４】本発明に係るセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。
【図１５】本発明に係るセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。なお、以下の説明において、図面の上側を「上」、下側を「下」、左側を「左」、右側を「右」という。
【００３４】
＜センサ＞
図１乃至図６は、本発明に係るセンサの一例を示すためのものである。図１は、本発明に係るセンサの例によるフローセンサを説明する斜視図であり、図２は、図１に示したＶＩ−ＶＩ線矢視方向断面図である。図１及び図２に示すように、フローセンサ１０は、一方の面（図１及び図２において上面）にキャビティ（凹部）２５を有する基台２０と、基台２０の上にキャビティ２５を覆うように配置されたセンサ薄膜３０と、を備える。
【００３５】
また、フローセンサ１０はセンサ薄膜３０の中央部に設けられ、一定の速度で流れる流体を加熱するための、ヒータ（抵抗素子）３１と、センサ薄膜３０においてヒータ３１を挟んでヒータ３１の両側に設けられた一組の抵抗素子３２，３３と、基台２０の一辺側に設けられた周囲温度センサ（抵抗素子）３４と、センサ薄膜３０の対角関係にある角部近傍に設けられた電極３５と、を更に備える。また、センサ薄膜３０は、基台２０のキャビティ２５に通ずる複数のスリット（開口部）３６を有する。
【００３６】
本実施形態のヒータ３１、抵抗素子３２，３３、周囲温度センサ３４、及び電極３５は、本発明に係るセンサにおいて所定の物理量を検出するための「回路部」の一例に相当する。回路部は、基台２０の上面に下部絶縁膜（図示省略）を形成した後に、この下部絶縁膜上に設けられるのが好ましい。これにより、回路部を基台２０と電気的に絶縁することができる。さらに、回路部の上面に上部絶縁膜（図示省略）を形成するのが好ましい。これにより、回路部の電気的に絶縁性を高める。なお、下部絶縁膜及び上部絶縁膜の材料としては、例示的に、窒化ケイ素（ＳｉＮ）や酸化ケイ素（ＳｉＯ2）などが使用可能である。
【００３７】
このような構成を備えるフローセンサ１０は、例えば図１及び図２中にブロック矢印で示すように、測定対象である流体、例えばガスの流れる方向に沿って、抵抗素子３２、ヒータ３１、及び抵抗素子３３が順に並ぶように配置される。この場合、抵抗素子３２は、ヒータ３１よりも上流側（図１及び図２において左側）に設けられた上流側測温抵抗素子（上流側温度センサ）として機能し、抵抗素子３３は、ヒータ３１よりも下流側（図１及び図２において右側）に設けられた下流側測温抵抗素子（下流側温度センサ）として機能する。
【００３８】
キャビティ２５を覆うセンサ薄膜３０は、熱容量が小さく、基台２０に対して断熱性を有するダイアフラムを成す。周囲温度センサ３４は、フローセンサ１０が設置された管路（図示省略）を流通するガスの温度を測定する。ヒータ３１は、周囲温度センサ３４が計測したガスの温度よりも一定温度（例えば４０℃）高くなるように、ガスを加熱する。上流側測温抵抗素子３２は、ヒータ３１よりも上流側の温度を検出するのに用いられ、下流側測温抵抗素子３３は、ヒータ３１よりも下流側の温度を検出するのに用いられる。
【００３９】
ここで、管路内のガスが静止している場合、ヒータ３１で加えられた熱は、上流方向及び下流方向へ対称的に拡散する。従って、上流側測温抵抗素子３２及び下流側測温抵抗素子３３の温度は等しくなり、上流側測温抵抗素子３２及び下流側測温抵抗素子３３の電気抵抗は等しくなる。これに対し、管路内のガスが上流から下流に流れている場合、ヒータ３１で加えられた熱は、下流方向に運ばれる。従って、上流側測温抵抗素子３２の温度よりも、下流側測温抵抗素子３３の温度が高くなる。
【００４０】
このような温度差は、上流側測温抵抗素子３２の電気抵抗と下流側測温抵抗素子３３の電気抵抗との間に差を生じさせる。下流側測温抵抗素子３３の電気抵抗と上流側測温抵抗素子３２の電気抵抗との差は、管路内のガスの速度や流量と相関関係がある。そのため、下流側測温抵抗素子３３の電気抵抗と上流側測温抵抗素子３２の電気抵抗との差を基に、管路を流れる流体の速度（流速）や流量を算出することができる。抵抗素子３１、３２及び３３の電気抵抗の情報は、図１中に示す電極３５を通じて電気信号として取り出すことができる。
【００４１】
図１及び図２に示す基台２０の厚さは、例えば５２５μｍであり、基台２０の縦横の寸法は、例えばそれぞれ２ｍｍ程度である。但し、基板２０の寸法及び形状は、これらに限られない。基台２０の材料としては、例示的に、シリコン（Ｓｉ）などが使用可能である。
【００４２】
キャビティ２５は、異方性エッチングやＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術などを用いて形成することができる。図２には、一例として断面形状が舟形凹状のキャビティ２５が形成された様子を例示している。
【００４３】
図１及び図２に示すセンサ薄膜３０の厚さは、例えば１μｍであり、センサ薄膜３０の縦横の寸法は、例えば基台２０と同一（２ｍｍ程度）である。センサ薄膜３０の材料としては、例示的に、窒化ケイ素（ＳｉＮ）や酸化ケイ素（ＳｉＯ2）などが使用可能である。
【００４４】
各抵抗素子３１，３２，３３，３４のそれぞれの材料には、白金（Ｐｔ）などが使用可能である。また、各抵抗素子３１，３２，３３，３４の形成には、リソグラフィ法などが適用可能である。各抵抗素子３１，３２，３３，３４はセンサ薄膜３０によって基台
２０と電気的に絶縁されている。
【００４５】
図２に示すキャビティ２５の表面Ａは、原子層堆積法（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）により形成された膜Ｘで被覆されている。ここで、原子層堆積法は、原料化合物の分子に対して一層ごとに、表面吸着、反応による成膜、パージによる余剰分子の除去（取り除き）というサイクルを繰り返すので、突起（突出部）や段差、又は遮蔽物の裏側などの３次元構造の微小空間にも入り込んで成膜することが可能である。また、原子層堆積法は、反応原料が吸着する全範囲にわたって同等の成長速度を維持する特性を有しているので、比較的大きな範囲（大面積）に均一かつ薄く成膜することが可能である。
【００４６】
原子層堆積法により形成される膜Ｘは、フッ素含有物質、例えばトリフルオロメタン（ＣＨＦ3）ガスや六フッ化硫黄（ＳＦ6）ガスなどの腐食性を有する気体に対し、耐食性を有することが好ましい。これにより、従来のセンサではキャビティ（凹部）の表面が露出していたり、又は十分に被覆されていなかったりしていたのに対し、本実施形態のフローセンサ１０ではキャビティ２５の表面Ａがフッ素含有物質に対して耐食性を有する膜Ｘで被覆されているので、例えばフッ素含有ガスなどの腐食性を有する気体が存在する環境下において、本実施形態のフローセンサ１０を好適に用いることができる。
【００４７】
キャビティ２５の表面Ａと同様に、図１及び図２に示す各抵抗素子３１，３２，３３，３４、すなわち、電極３５を除く回路部の一部も、原子層堆積法により形成された膜Ｘで完全に被覆されている。これにより、回路部の一部、特に抵抗素子３１，３２，３３を完全に被覆することができる。また、原子層堆積法は均一かつ薄く成膜することが可能なので、従来、被覆する膜が不均一になったり厚くなったりすることで生じていた、感度や応答性の低下、及び応力による破損のおそれを低減することができる。なお、電極３５は、外部の回路などに電気的に接続するために、被覆せずに露出させる。よって、原子層堆積法を用いて成膜するときに、電極３５をマスクなどであらかじめ保護しておく。
【００４８】
図３は、図１に示したフローセンサの他の例を説明する斜視図であり、図４は、図３に示したＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視方向断面図である。図１及び図２では、回路部の一部を被覆するようにしたが、これに限定されない。図３及び図４に示すように、電極３５の代わりに、基台２０の下面（裏面）に電極２１を設けるようにしてもよい。電極２１は、基台２０を貫通する電極２２を介してセンサ薄膜３０の回路部に電気的に接続しており、この電極２１から外部の回路などに電気的に接続することが可能となる。この場合、各抵抗素子３１，３２，３３，３４、すなわち、回路部の全部が、原子層堆積法により形成された膜Ｘで被覆される。
【００４９】
膜Ｘの材料（原料）としては、例えば酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ2Ｏ3）を用いることが好ましい。これにより、フッ素含有物質に対して耐食性を有する膜Ｘを容易に実現することができる。
【００５０】
図５及び図６は、回路部を被覆する膜を説明するための要部拡大側方断面図である。センサ薄膜３０を下部絶縁膜３７及び上部絶縁膜３８として形成する場合、膜Ｘは下部絶縁膜３７の下及び上部絶縁膜３８の上に一様に形成される。この場合、膜Ｘの材料（原料）としては、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮ）が更に好ましい。これにより、フッ素含有物質に対して耐食性を有する膜Ｘを容易に実現することができる。また、図５に示すように、例えば抵抗素子３１の上に形成された窒化ケイ素の上部絶縁膜３８に欠損（欠陥）Ｂが生じたときに、図６に示すように、窒化ケイ素の膜Ｘで上部絶縁膜３８の欠損Ｂを補う（埋める）ことができ、フローセンサ１０の製品不良を低減することができる。
【００５１】
本実施形態では、本発明に係るセンサの一例としてフローセンサ１０を示したが、これに限定されず、温度センサ、圧力センサなど他の種類のセンサであってもよい。
【００５２】
このように、本実施形態におけるフローセンサ１０によれば、キャビティ２５を有する基台２０の一方の面上に、キャビティ２５に通ずるスリット３６を有するセンサ薄膜３０が設けられ、キャビティ２５の表面Ａが、原子層堆積法により形成された膜Ｘで被覆されている。ここで、原子層堆積法は、原料化合物の分子に対して一層ごとに、表面吸着、反応による成膜、パージによる余剰分子の除去（取り除き）というサイクルを繰り返すので、突起（突出部）や段差、又は遮蔽物の裏側などの３次元構造の微小空間にも入り込んで成膜することが可能である。また、原子層堆積法は、反応原料が吸着する全範囲にわたって同等の成長速度を維持する特性を有しているので、比較的大きな範囲（大面積）に均一かつ薄く成膜することが可能である。従って、原子層堆積法によって膜Ｘを形成することにより、キャビティ２５に対してセンサ薄膜３０がオーバーハング状に張り出している部分（遮蔽物）を回り込み、例えば図２に示す断面形状が舟形凹状のキャビティ２５の船首及び船尾部分にも成膜することができ、膜Ｘでキャビティ２５の表面Ａを均一かつ薄く被覆することできる。
【００５３】
また、本実施形態におけるフローセンサ１０によれば、キャビティ２５の表面Ａを被覆している膜Ｘが、フッ素含有物質に対して耐食性を有する。これにより、従来のセンサではキャビティの表面が露出していたり、又は十分に被覆されていなかったりしていたのに対し、本実施形態のフローセンサ１０ではキャビティ２５の表面Ａがフッ素含有物質に対して耐食性を有する膜Ｘで被覆されているので、例えばフッ素含有ガスなどの腐食性を有する気体が存在する環境下において、本実施形態のフローセンサ１０を好適に用いることができる。
【００５４】
また、本実施形態におけるフローセンサ１０によれば、センサ薄膜３０の回路部の少なくとも一部も、原子層堆積法により形成された膜Ｘで被覆されている。これにより、回路部の一部、特に抵抗素子３１，３２，３３などを完全に被覆することができる。また、原子層堆積法は均一かつ薄く成膜することが可能なので、従来、被覆する膜が不均一になったり厚くなったりすることで生じていた、感度や応答性の低下、及び応力による破損のおそれを低減することができる。
【００５５】
また、本実施形態におけるフローセンサ１０によれば、原子層堆積法により形成された膜Ｘは、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ2Ｏ3）である。これにより、フッ素含有物質に対して耐食性を有する膜Ｘを容易に実現することができる。
【００５６】
また、本実施形態におけるフローセンサ１０によれば、原子層堆積法により形成された膜Ｘは、窒化ケイ素（ＳｉＮ）である。これにより、フッ素含有物質に対して耐食性を有する膜Ｘを容易に実現することができる。また、図５に示すように、例えば抵抗素子３１上に形成された窒化ケイ素の上部絶縁膜３８に欠損（欠陥）Ｂが生じたときに、図６に示すように、窒化ケイ素の膜Ｘで上部絶縁膜３８の欠損Ｂを補う（埋める）ことができ、フローセンサ１０の製品不良を低減することができる。
【００５７】
（変形例）
図７及び図８は、本発明に係るセンサの例によるフローセンサの変形例を示すためのものである。なお、特に記載がない限り、前述した実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。また、図示しない構成部分は、前述した実施形態と同様とする。
【００５８】
図７は、図１に示したフローセンサの変形例における設置例を説明する側方断面図であり、図８は、図７に示したフローセンサの側方断面図である。フローセンサは、通常、流体が流通する管路の内壁に設置される。例えば、図７に示すように、フローセンサ１０Ａは、管路７の上部の内壁に設けられ、図１に示した電極３５と電極９２とがボンディングワイヤ９３などの電気配線を介して電気的に接続されている。電極９２は、例えばフローセンサ１０Ａを備える流量計の本体側の回路などに電気的に接続されており、フローセンサ１０Ａで得られる電気信号を伝達することができる。また、電極９２は、管路７に形成された開口部（図示省略）を貫通しており、開口部は例えばハーメチックシールなどのシール部材８で気密封止されている。これにより、管路７の気密性を確保し、管路７を流通する流体が漏えいするのを防止する。
【００５９】
図８に示すように、フローセンサ１０Ａは、図２及び図４に示すキャビティ２５の表面Ａ及び回路部の一部と同様に、基台２０の側面Ｃも、原子層堆積法により形成された膜Ｘで被覆されている。これにより、図７に示すように、例えばフッ素含有ガスなどの腐食性を有する流体にフローセンサ１０Ａの側面を露出する（さらす）場合に、好適に用いることができる。
【００６０】
このように、変形例におけるフローセンサ１０Ａによれば、基台２０の側面Ｃも、原子層堆積法により形成された膜Ｘで被覆されている。これにより、前述したフローセンサ１０と同様の効果に加え、図７に示すように、例えばフッ素含有ガスなどの腐食性を有する流体にフローセンサ１０Ａの側面を露出する（さらす）場合に、好適に用いることができる。
【００６１】
＜センサの製造方法＞
図９乃至図１５は、本発明に係るセンサの製造方法の一例を示すためのものである。図９乃至図１５は、本発明に係るセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。最初に、図９に示すように、シリコンなどの基台６０の一方の面及び他方の面（図９において上面及び下面）に、窒化ケイ素又は酸化ケイ素などの絶縁膜７１を全面にわたって形成する。なお、基台６０の下面に形成した絶縁膜７１に代えてガラスなどの基板を接合するようにしてもよい。
【００６２】
次に、図１０に示すように、基台６０の上面に形成した絶縁膜７１の上に、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法等の方法により、金属や酸化物を付着させ、所定の物理量を検出するための回路部を構成する各要素７２，７３，７４，７５を形成（パターニング）する。
【００６３】
次に、図１１に示すように、各要素７２，７３，７４，７５の上に、更に窒化ケイ素又は酸化ケイ素などの絶縁膜７６を形成する。
【００６４】
次に、図１２に示すように、基台６０の上面に形成された絶縁膜７１，７６における所定位置を、マスクなどを用いてエッチングして基台６０の上面に通ずる複数のスリット（開口部）７７を形成するとともに、絶縁膜７６において電極となる要素７５の上を、マスクなどを用いてエッチングして開口部７５ａを形成する。
【００６５】
次に、図１３に示すように、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法等の方法により、図１２における開口部７５ａの位置に金属や酸化物を付着させ、外部の回路などに電気的に接続するための電極７５ｂを形成する。これにより、基台６０の上面にセンサ薄膜７０が設けられる。
【００６６】
次に、図１４に示すように、複数のスリット７７を介して基台６０の上面に異方性エッチングを施し、例えば断面形状が舟形凹状のキャビティ（凹部）６５を形成する。
【００６７】
次に、図１５に示すように、原子層堆積法により形成される膜Ｘでキャビティ６５の表面Ｄを被覆する。これにより、センサ５０が製造される。ここで、原子層堆積法は、原料化合物の分子に対して一層ごとに、表面吸着、反応による成膜、パージによる余剰分子の除去（取り除き）というサイクルを繰り返すので、突起（突出部）や段差、又は遮蔽物の裏側などの３次元構造の微小空間にも入り込んで成膜することが可能である。また、原子層堆積法は、反応原料が吸着する全範囲にわたって同等の成長速度を維持する特性を有しているので、比較的大きな範囲（大面積）に均一かつ薄く成膜することが可能である。
【００６８】
原子層堆積法により形成される膜Ｘは、フッ素含有物質、例えばトリフルオロメタン（ＣＨＦ3）ガスや六フッ化硫黄（ＳＦ6）ガスなどの腐食性を有する気体に対し、耐食性を有することが好ましい。これにより、従来のセンサではキャビティの表面が露出していたり、又は十分に被覆されていなかったりしていたのに対し、本実施形態により製造されるセンサ５０ではキャビティ６５の表面Ｄがフッ素含有物質に対して耐食性を有する膜Ｘで被覆されているので、例えばフッ素含有ガスなどの腐食性を有する気体が存在する環境下において、本実施形態のセンサ５０を好適に用いることができる。
【００６９】
また、キャビティ６５の表面Ｄと同様に、図１５に示す各要素７２，７３，７４、すなわち、電極７５ｂを除く回路部の一部も、原子層堆積法により形成される膜Ｘで被覆する。これにより、回路部の一部、特に検出部を保護することができる。また、原子層堆積法は均一かつ薄く成膜することが可能なので、従来、被覆する膜が不均一になったり厚くなったりすることで生じていた、検出部の感度や応答性の低下、及び応力による破損のおそれを低減することができる。
【００７０】
なお、図３及び図４に示した場合と同様に、基台６０の下面（裏面）に電極を設けるときには、回路部の全部を、原子層堆積法により形成される膜Ｘで被覆してもよい。
【００７１】
さらに、図１５に示す基台６０の側面Ｅも、原子層堆積法により形成される膜Ｘで被覆する。これにより、図７に示した場合と同様に、例えばフッ素含有ガスなどの腐食性を有する気体にセンサ５０の側面を露出する（さらす）場合に、好適に用いることができる。
【００７２】
膜Ｘの材料（原料）としては、例えば酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ2Ｏ3）を用いることが好ましい。これにより、フッ素含有物質に対して耐食性を有する膜Ｘを容易に実現することができる。
【００７３】
また、絶縁膜７１，７６を形成する場合、膜Ｘの材料（原料）としては、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮ）が更に好ましい。これにより、フッ素含有物質に対して耐食性を有する被膜を容易に実現することができる。また、図５に示した場合と同様に、例えば回路部を構成する要素７２，７３，７４の上に形成された窒化ケイ素の絶縁膜７６に欠損（欠陥）が生じたときに、図６に示した場合と同様に、窒化ケイ素の膜Ｘで絶縁膜７６の欠損を補う（埋める）ことができ、センサ５０の製品不良を低減することができる。
【００７４】
本実施形態では、本発明に係るセンサの製造方法の一例として、センサ５０単位の製造方法を示したが、これに限定されない。例えば、基台６０は、一枚のウエハ（図示省略）から複数個に分割されて（切り分けられて）使用されるが、複数個の基台６０に分割する前のウエハの状態で複数のセンサ５０を製造した後に、ウエハを所定サイズに分割するようにしてもよい。この場合、複数個のセンサ５０を原子層堆積法により形成される膜Ｘで同時に被覆することができるので、膜Ｘで被覆する工程のスループットを向上させることができる。
【００７５】
あるいは、図９に示したフローセンサ１０Ａのように、例えばシール部材８、電極９２、ボンディングワイヤ９３などを取り付け、センサ５０を一体化（パッケージ化）した後に、一体化されたセンサ５０を原子層堆積法により形成される膜Ｘで被覆するようにしてもよい。この場合、一体化されたセンサ５０において露出している箇所を膜Ｘで被覆することができるので、例えばセンサ５０の耐食性を更に高めることができる。
【００７６】
このように、本実施形態におけるセンサ５０の製造方法によれば、基台６０の上面の上に設けられたセンサ薄膜７０に、当該上面に通ずるスリット（開口部）７７が形成され、当該上面にキャビティ（凹部）６５が形成され、原子層堆積法により形成される膜Ｘで当該キャビティ６５の表面Ｄが被覆される。ここで、原子層堆積法は、原料化合物の分子に対して一層ごとに、表面吸着、反応による成膜、パージによる余剰分子の除去（取り除き）というサイクルを繰り返すので、突起（突出部）や段差、又は遮蔽物の裏側などの３次元構造の微小空間にも入り込んで成膜することが可能である。また、原子層堆積法は、反応原料が吸着する全範囲にわたって同等の成長速度を維持する特性を有しているので、比較的大きな範囲（大面積）に均一かつ薄く成膜することが可能である。従って、原子層堆積法によって膜Ｘを形成することにより、キャビティ６５に対してセンサ薄膜７０がオーバーハング状に張り出している部分（遮蔽物）を回り込み、例えば図１５に示す断面形状が舟形凹状のキャビティ６５の船首及び船尾部分にも成膜することができ、被膜でキャビティ６５の表面Ｄを均一かつ薄く被覆することできる。
【００７７】
また、本実施形態におけるセンサ５０の製造方法によれば、キャビティ６５の表面Ｄを被覆する膜Ｘが、フッ素含有物質に対して耐食性を有する。これにより、従来のセンサではキャビティの表面が露出していたり、又は十分に被覆されていなかったりしていたのに対し、本実施形態により製造されるセンサ５０ではキャビティ６５の表面Ｄがフッ素含有物質に対して耐食性を有する膜Ｘで被覆されているので、例えばフッ素含有ガスなどの腐食性を有する気体が存在する環境下において、本実施形態のセンサ５０を好適に用いることができる。
【００７８】
また、本実施形態におけるセンサ５０の製造方法によれば、センサ薄膜７０の回路部の少なくとも一部も、原子層堆積法により形成される膜Ｘで被覆される。これにより、回路部の一部、特に検出部を保護することができる。また、原子層堆積法は均一かつ薄く成膜することが可能なので、従来、被覆する膜が不均一になったり厚くなったりすることで生じていた、感度や応答性の低下、及び応力による破損のおそれを低減することができる。
【００７９】
また、本実施形態におけるセンサ５０の製造方法によれば、基台６０の側面Ｅも、原子層堆積法により形成される膜Ｘで被覆される。これにより、図７に示した場合と同様に、例えばフッ素含有ガスなどの腐食性を有する気体にセンサ５０の側面を露出する（さらす）場合に、好適に用いることができる。
【００８０】
また、本実施形態におけるセンサ５０の製造方法によれば、原子層堆積法により形成される膜Ｘは、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ2Ｏ3）である。これにより、フッ素含有物質に対して耐食性を有する膜Ｘを容易に実現することができる。
【００８１】
また、本実施形態におけるセンサ５０の製造方法によれば、原子層堆積法により形成される膜Ｘは、窒化ケイ素（ＳｉＮ）である。これにより、フッ素含有物質に対して耐食性を有する膜Ｘを容易に実現することができる。また、図５に示した場合と同様に、例えば回路部を構成する要素７２，７３，７４の上に形成された窒化ケイ素の絶縁膜７６に欠損（欠陥）が生じたときに、図６に示した場合と同様に、窒化ケイ素の膜Ｘで絶縁膜７６の欠損（欠陥）部分を補う（埋める）ことができ、センサ５０の製品不良を低減することができる。
【００８２】
なお、前述の各実施形態の構成は、組み合わせたり或いは一部の構成部分を入れ替えたりしたりしてもよい。また、本発明の構成は前述の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１０…フローセンサ
２０，６０…基台
２５，６５…キャビティ
３０，７０…センサ薄膜
３１，３２，３３，３４…抵抗素子
３５…電極
３６…スリット
５０…センサ
７２，７３，７４，７５…要素
７７…スリット
Ｘ…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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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