(57)【要約】【課題】ガスへの熱放熱の効率を格段に改良するとともに、製造プロセスが容易で量産化に適し、素子の応用発展性にも優れたフローセンサを提供する。【解決手段】半導体基板上に高濃度不純物をドープして形成された蛇行状または中心折返しのスパイラル状の抵抗体と、この抵抗体の下部に形成された中空部からなり、前記抵抗体は抵抗体の両電極の近くの両端で支持されて中空部に保持されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に高濃度不純物をドープして形成された蛇行状または中心折返しのスパイラル状の抵抗体と、この抵抗体の下部に形成された中空部からなり、前記抵抗体は抵抗体の両電極の近くの両端で支持されて中空部に保持されたことを特徴とするフローセンサ。
【請求項２】
半導体基板はＳＯＩ基板であることを特徴とする請求項１記載のフローセンサ。
【請求項３】
半導体基板はＮまたはＰ型シリコン基板であることを特徴とする請求項１記載のフローセンサ。
【請求項４】
２枚の半導体基板上に前記抵抗体をそれぞれ形成し、これら半導体基板をスペーサを挟んで対向して平行に配置し、これら半導体基板をガスの流れが貫通するように配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフローセンサ。
【請求項５】
半導体基板上に２個の前記抵抗体を形成し、一つの抵抗体をガス流路が貫通するように配置し他方の抵抗体をガスの流れが貫通しないように隔離して配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフローセンサ。
【請求項６】
他方の抵抗体をガスの流れが貫通しないように流れ阻止部材を設けたことを特徴とする請求項５に記載のフローセンサ。
【請求項７】
２枚の半導体基板上にそれぞれ２個の抵抗体を形成し、これら半導体基板をスペーサを挟んで配置して対向する２組の抵抗体を構成し、一組の抵抗体をガス流路が貫通するように配置し他の組の抵抗体をガスの流れが貫通しないように隔離して配置し、これら抵抗体がブリッジ回路の構成要素となるように配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフローセンサ。
【請求項８】
他の組の抵抗体をガスの流れが貫通しないように流れ阻止部材を設けたことを特徴とする請求項７に記載のフローセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線ガス検出器用フローセンサに関するものであり、より詳細には非分散型赤外線ガス分析計（ＮＤＩＲ）の検出器として用いられる赤外線ガス検出器用フローセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
測定対象ガスと同じ吸収特性を示すガスが充填されると共に、測定セルに対して互いに直列的または並列的に配置される２つのガス室と、両ガス室を連通させるガス通路と、当該ガス通路にガス通路を遮るように設けられたフローセンサとを備えた赤外線ガス分析計が知られている。このような赤外線ガス分析計のフローセンサとして例えば、特開２００２−８１９８２号公報に開示された熱式のフローセンサを用いたものがある。
【０００３】
図１５（ａ，ｂ）は従来の熱式のフローセンサ３０の一例を示す平面図（ａ）および（ａ）図のＩ−Ｉ断面図（ｂ）である。これらの図において、２１はシリコン基板２０の表裏両面に形成された膜厚５００ｎｍ程度のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）である。
【０００４】
２２は酸化膜２１の表面側の表面に形成されたＮｉ金属膜などからなる蛇行状の抵抗体（ヒータ）であり、このＮｉ金属膜２２は酸化膜２１上にスパッタ法などにより膜厚２μｍ程度に形成されている。
【０００５】
２３はシリコン基板の裏面および酸化膜２０をエッチングして形成された中空であり、抵抗体２２は蛇行部の折り返し点のそれぞれの両端で支持され、途中は中空に浮いた状態になっている。２２ｂは抵抗体の両端に接続して形成された電極、２３ａはシリコン基板２１の裏面および酸化膜２０をエッチングすることにより形成された貫通孔である。
【０００６】
上述の構成において、電極２２ｂ間に電圧を印加して抵抗体（ヒータ）２２を加熱しておき、貫通孔２３ａを介してガスを通過させると抵抗体２２の温度が低下する。その温度変化を検出してガス流量を計測する。
【０００７】
【特許文献】
特開平２００２−０８１９８２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガス流による熱線の温度変化を検出する方式においては、次の要件がきわめて重要である。
１）熱線からガスへ効率よく熱を伝達する構造であること。
２）熱線の発熱を、熱線支持部などの余計な部分に逃がさない構造であること。
３）熱線である抵抗体の抵抗値を制御（増大）すること。
（一定温度に加熱するために必要な、抵抗体印加電圧を増大させることで、流れに対する抵抗体温度変化を、より高感度に捉えるようにする）
【０００９】
従来の微小流量計センサに用いられてきた発熱体の材質は、ニッケル線、あるいは白金線による細線である。限られたガス流通路に敷設できる金属抵抗体の抵抗値は低いため、流通路上に蛇行（ミアンダ）形状が多用される。
【００１０】
このようなミアンダ形状を、ガス流通路上に浮かせる構造としては、前述の特開２００２−８１９８２号公報に見られるように、折り返しパターンの一本毎に両端を基板接地したような構造が採用されていた。
【００１１】
しかしながら、折り返しパターンの一本毎に両端を基板接地ミアンダの各抵抗線の両端部を基板に支持する構成は、抵抗体の発熱が各折り返し部の支持部から基板へ熱が逃げやすく、抵抗体の熱が基板等に拡散して効果的に加熱されないという課題があった。このため大きな電流を流す必要があり、消費電力が増大するという課題があった。
【００１２】
また、ガスへの熱の放出効率が低いため、流量計としての感度が低下するという課題があった。
更に、抵抗体材料として、金属を用いるため、比抵抗が低く限られたガス流通路上に形成することによる抵抗線の長さの制約があること、および線幅の加工限界から細くすることに限界があるため抵抗値を大きく設計できず、従来の金属線流量計の例では、約４０Ω程度の抵抗値しか得られないという課題があった。
【００１３】
このため検出回路を構成する上で、加熱のための印加電圧は３Ｖ程度しか印加できず信号量が小さい。信号量を大きくしようとして印加電圧を増加させると、発熱も大きくなり、寿命の観点からも好ましくない。また、発熱が激しいため計測精度が劣化するなどの影響が出てくるという課題があった。
【００１４】
本発明はこのような問題点に着目したものであり、その目的は、ミアンダ型熱線抵抗体の支持方法を改良し、ガスへの熱放熱の効率を格段に改良するとともに、半導体材料に対して不純物導入技術（比抵抗制御）を適用することにより、抵抗体形状やサイズに制約されることなく必要な抵抗値が得られ、製造プロセスが容易で量産化に適し、素子の応用発展性にも優れたフローセンサを実現することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のフローセンサは請求項１においては、
半導体基板上に高濃度不純物をドープして形成された蛇行状または中心折返しのスパイラル状の抵抗体と、この抵抗体の下部に形成された中空部からなり、前記抵抗体は抵抗体の両電極の近くの両端で支持されて中空部に保持されたことを特徴としている。
【００１６】
また、請求項２においては、半導体基板としてＳＯＩ基板を用いたことを特徴とし、請求項３においては、ＮまたはＰ型シリコン基板を用いたことを特徴としている。
これにより、一般的な半導体製造プロセスを用いることができ、品質の安定した素子を高い歩留まりで生産できる。
【００１７】
本発明の請求項４においては、請求項１〜３のいずれかに記載のフローセンサにおいて、２枚の半導体基板上に前記抵抗体を形成し、これら半導体基板をスペーサを挟んで対向して配置し、前記抵抗体をガスの流れ方向に対して直角方向に配置したことを特徴としている。これにより、微小流量領域での流量計信号量のリニアリティの改善を図ることができる。
【００１８】
本発明の請求項５および６においては、請求項１〜４のいずれかに記載のフローセンサにおいて、
半導体基板上に２個の前記抵抗体を形成し、一つの抵抗体をガス流路が貫通するように配置し、他方の抵抗体をガスの流れが貫通しないように流れ阻止部材を設けたことたことを特徴としている。
これにより、フローセンサと参照用の外付け抵抗器の温度および温度係数の違いに基づく測定誤差を少なくすることができる。
【００１９】
本発明の請求項７および８においては、請求項１〜４のいずれかに記載のフローセンサにおいて、
２枚の半導体基板上にそれぞれ２個の抵抗体を形成し、これら半導体基板をスペーサを挟んで配置して対向する２組の抵抗体を構成し、一組の抵抗体をガス流路が貫通するように配置し、他の組の抵抗体をガスの流れが貫通しないように流れ阻止部材を設け、これら抵抗体がブリッジ回路の構成要素となるように配置したことを特徴としている。
これにより、外部の温度変動にもガスセル内部の温度変動にも強く、安定したブリッジ出力を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１（ａ，ｂ）は本発明のフローセンサ２５の実施形態の一例を示す構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は製作工程の概略を示す断面図である。これらの図において、ＳＯＩ基板１を構成するＳｉ基板２の表面には酸化膜（ＳｉＯ２）３が形成され、この酸化膜３の上には単結晶からなるＳｉ活性層４が形成されている。
【００２１】
本実施例ではこのＳｉ活性層４に高濃度（およそ１×１０２０／ｃｍ−３程度）の不純物としてボロンをドープして蛇行状の抵抗体（ヒータ）５を形成している。抵抗体５の両端にはＡｌ電極部６，７が設けられ抵抗体５の下部のＳｉ基板２とＳｉ酸化膜３は選択的に除去されて中空部８が形成されている。
【００２２】
このような構造の抵抗体は、一般的な半導体製造プロセスを用いて製造することができ、品質の安定した素子を高い歩留まりで生産できる。また、抵抗体５を蛇行状パターンにしているので、抵抗値を大きくできる。そして、抵抗体５の下部に中空部８を形成し、このパターンを両端の２箇所のみで支持しているので、抵抗体５をＳＯＩ基板１から熱的にほぼ絶縁分離することができ、熱コンダクタンスは極めて小さくなり、熱断熱特性を大幅に改善できる。
【００２３】
図１の構造の抵抗体（ヒータ）５は、例えば以下のような概略工程で製造する。
（１）  ＳＯＩ基板１の裏面に８の中空部のエッチング工程で使用するマスク用の図示しないＳｉ酸化膜を成膜し、ＳＯＩ基板１のＳｉ活性層４に不純物（例えばボロン）をドープする。
（２）  ＳＯＩ基板１の裏側のＳｉ酸化膜をパターニングし、中間のＳｉ酸化膜３をエッチングストップ層として用い、ヒドラジン等のアルカリ溶液でＳｉ基板２に対する異方性エッチングを行って中空部８（ダイアフラム）を形成し、更にダイアフラム８の多層構造による応力の変形を避けるため、ダイアフラム裏面側のＳｉ酸化膜３を弗酸系のエッチング液で除去する。
【００２４】
（３）電極用の金属（例えばＡｌ）を蒸着して電極６，７としてパターニングし、レジストを塗布する。
（４）レジスト膜の抵抗体パターンフォトリソを行い、これをマスクとして異方性ドライエッチングを行う。
（５）レジストアッシングを行って完成する。
【００２５】
試作例の各部の寸法は、抵抗体（ヒータ）５の領域が例えば６６０μｍ×６６０μｍ、抵抗体５の蛇行状パターンの折り返し抵抗本数２３本、ライン幅１０μｍ、厚さ１．７μｍであり、基板への熱の逃げ通路の総面積Ｓは、
Ｓ＝１０×１．７×２＝３４μｍ２となる。
【００２６】
これに対し、従来例では、ミアンダ形状は、折り返し抵抗体数：２４本、幅：２０μｍ、厚さ：２．５μｍであり、基板への熱の逃げ通路の総面積Ｓは、
Ｓ＝２０×２．５×２４×２＝２４００μｍ２である。
【００２７】
図２は、従来例と、本発明による抵抗体のミアンダ支持構造の熱特性を実測したものであり、抵抗体へ投入する消費電力を、窒素中および真空中で計測した結果をまとめたものである。真空中で計測した消費電力は、抵抗体の支持部への熱を表わし、窒素中での消費電力は、抵抗体支持部とガスへの熱の合計を表している。
【００２８】
図によれば、支持部への逃げ熱量が金属（Ｎｉ）では６３．０ｍＷに対し、両端支持の本発明では１．８ｍＷとなっている。また、窒素ガスへの逃げ熱量は
金属（Ｎｉ）では９．３ｍＷに対し、両端支持の本発明では３．５ｍＷとなっており、ガスへの伝熱割合は金属（Ｎｉ）の１３％に対して本発明のフローセンサでは６６％となっている。
【００２９】
上述より明らかなように、本発明のフローセンサ２５では従来例に比較して熱断熱特性が格段に改善される。この結果、消費電力をきわめて小さくできること、および余計な部分への熱の逃げがないため、熱外乱を抑制することができる。
【００３０】
本発明のフローセンサ２５は支持部を極小化しているため、抵抗体５が温度変化して熱膨張による歪が発生するが、抵抗体および基板材料がともに同じシリコンなので、形状の崩れや破壊などの影響を除去することができる。
【００３１】
次に本発明のフローセンサ２５を単一熱線構成のブリッジ回路に応用した場合について説明する。
ブリッジ回路の出力Ｖｏｕｔは、４辺の抵抗体の抵抗値が同じ場合、
Ｖｏｕｔ  ＝  （Ｖｂ／４）×（ΔＲ／Ｒ）    Ｖｂ：ブリッジ印加電圧            （式１）
と与えられる。
【００３２】
抵抗値の変化率（ΔＲ／Ｒ）に関与するのは、熱線の温度変化と抵抗体の抵抗温度係数である。熱線の温度変化は、ガス流量の大きさ、ガスの熱伝導、センサ部の構造などが冷却の程度に関与する。
【００３３】
一方、抵抗体の抵抗温度係数により温度変化した抵抗体の抵抗値変化の大きさが決まる。流量計の性能向上としては、この温度係数の大小が関与するが、実用的な不純物濃度のシリコン半導体材料の温度係数は、０．００２〜０．００４／℃と、金属とほぼ同等レベルであることが知られている。
したがって、式１より感度向上に関しては、印加するブリッジ電圧が大きいことがきわめて重要な因子であることがわかる。
【００３４】
図３は、従来の赤外線ガス分析計内部で使用されているフローセンサの抵抗体流量特性と、本発明のフローセンサ２５の半導体（シリコン）抵抗体の流量特性を比較測定した実験値を示すものである。
【００３５】
測定回路は前述と同様単一熱線を含むブリッジ回路を用いた。この結果によれば、ほぼ同等の加熱温度（７０℃〜８０℃）を得るために必要なブリッジ印加電圧は、ニッケル線は３．２Ｖ、一方シリコン抵抗線は１６．５Ｖであった。シリコン抵抗線の抵抗値が室温時８．６ｋΩ、加熱時９．７６２ｋΩであり、ニッケルの抵抗値が室温で３７．１３Ω，加熱時４２．９Ωに比較しておよそ２３０倍も高いので、ニッケルに比べ、約５倍高いブリッジ電圧が印加できる。
【００３６】
図４は流量計としての感度を示すブリッジ回路の出力と流量の関係をシリコンとニッケルについて実験した結果を示すものである。２０ｃｃ／ｍｉｎではシリコンは１５７ｍＶの出力に対しニッケルでは２８ｍＶの出力しか得られず、１００ｃｃ／ｍｉｎではシリコンは４０６ｍＶの出力に対しニッケルでは１１２ｍＶの出力であり、流量信号も、ほぼシリコン熱線の方が４〜５倍の出力を得た。したがって、本提案による比抵抗の大きな材料を用いることで、熱線流量計の感度の向上が実現できることがわかる。
【００３７】
図５（ａ，ｂ）は本発明のフローセンサ２５ａの実施形態の他の例を示す構成図である。図において、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は（ａ）図のＡ‐Ａ断面図である。この実施例においては、ｎ型のＳｉ基板９上に高濃度不純物をドープしたＳｉ単結晶層をエピタキシャル成長させた後に蛇行状パターンに形成した抵抗体（ヒータ）５が形成され、この抵抗体５の両端には電極６，７が形成されている。抵抗体５の下部には中空部８が形成されていて、抵抗体５は両端のみで支持されている。これら抵抗体５および電極６，７以外のＳｉ基板９の表面にはＳｉ酸化膜１０が形成されている。
【００３８】
このような構造のフローセンサ２５ａも、図１のフローセンサ２５と同様に一般的な半導体製造プロセスを用いて製造することができ、品質の安定したフローセンサを高い歩留まりで生産できる。また、抵抗体５も図１と同様に蛇行状パターンにしているので、ヒータとしての抵抗値を大きくできる。そして、抵抗体５の下部にも図１と同様に中空部８を形成しているので、抵抗体５をＳｉ基板１０から熱的にほぼ絶縁分離することができ、熱コンダクタンスは極めて小さくなり、熱断熱特性を大幅に改善できる。
【００３９】
図６は図１に示すフローセンサ２５をスペーサ１３を挟んで対向して配置し、ガス流路１１の内部に設置した状態を示す図であり、図７はこのフローセンサの信号取り出し回路例を示す配線図である。
【００４０】
図７に示すようにガス流路１１の外部に参照抵抗２６ａと２６ｂを配置し、流路１１内にフローセンサ２５ａ，２５ｂを配置して４つの抵抗を形成する。抵抗体（ヒータ）５ａ，５ｂの接続点を接地して参照抵抗２６ａと２６ｂの接続点にブリッジ電圧を印加する。このようにブリッジ回路を形成し流路内にガスを流すと、参照抵抗２６ａと抵抗体（ヒータ）５ａの接続点および参照抵抗２６ｂと抵抗体（ヒータ）５ｂの接続点からブリッジ出力が得られる。
【００４１】
図８の（イ）で示す線は図１５の形状でニッケル熱線を用いた抵抗値４２Ωのフローセンサ２つを０．５ｍｍ間隔で対向して配置したフローセンサと４２３Ωの参照抵抗２本で構成されたブリッジ回路に１０Ｖのブリッジ電圧を印加し窒素を流した場合の流量特性例を示すものである。１ｃｃ／ｍｉｎの流量でおよそ０．９ｍＶ程度の出力が得られる。参照抵抗がニッケル線より抵抗値を大きくなっており、このことは見かけ上の出力が大きく（約２倍）なることに注意が必要である。なお、消費電力は４００ｍＷであった。
【００４２】
これに対して、図８の（ロ）で示す線は図１の形状で前述の抵抗体とは別のパターンの抵抗値５．６ｋΩの単結晶シリコンを用いた２つのフローセンサを０．５ｍｍ間隔で対向して配置し、５．６ｋΩの参照抵抗２本で構成したブリッジ回路に１０Ｖのブリッジ電圧を印加し窒素を流した場合の流量特性例を示すものである。１ｃｃ／ｍｉｎの流量で５．７ｍＶ程度の出力が得られる。消費電力は１８ｍＷであった。
【００４３】
この実験から
流量感度  ニッケル：単結晶シリコン＝１：６
消費電力  ニッケル：単結晶シリコン＝２２：１
となり、単結晶シリコンはニッケルに比べて実質感度は６倍以上で消費電力は１／２２と大きく性能が向上していることが分かる。
【００４４】
図９は流路内部に一つの単結晶シリコンフローセンサを配置した場合（線イ，ロ）と２つのフローセンサを０．５ｍｍ間隔で対向して配置し５．６ｋΩの参照抵抗２本で構成したブリッジ回路の場合（線ハ）の流量特性を示すもので、２つのフローセンサを対向して配置することで流量１．３ｃｃ／ｍｉｎ以下の微小流量領域でリニアリティが大きく改善されることが分かる。
【００４５】
ところで、図６に示すフローセンサは２つのフローセンサ２５ａ，２５ｂがガスセル内部に配置され、外付けの参照抵抗とブリッジ回路を構成するので、フローセンサの抵抗値にあわせた参照抵抗の選択や調整用の可変抵抗器が必要になる。
また、ガスセル内部（フローセンサ）の温度とガスセル外部（参照用の外付け抵抗）が異なるため、フローセンサと参照抵抗の抵抗温度係数の違いと温度の違いから影響を受けやすい。
【００４６】
図１０（ａ，ｂ）はこのような影響を除去した本発明の他の実施例を示す平面図（ａ）および図（ａ）のＡ‐Ａ断面構成図である。
この実施例ではフローセンサとして動作する抵抗体（ヒータ）５ａと参照抵抗として動作する抵抗体（ヒータ）５ｂが同一チップ上に同一形状で２つ配置されている。なお、抵抗体の作製方法は図１で示すものと同様なのでここでの説明は省略する。
【００４７】
このような構成によれば、抵抗値などの電気的特性と発熱や熱の逃げなどの熱的特性を一致させることができる。
そして、２つの抵抗体が形成された２つのフローセンサを図１１（ａ）や図１１（ｂ）に示すようなスペーサ（厚さ０．５ｍｍ）１３ａを挟んで対向させガス流路１１の内部に配置してブリッジ回路を形成する。図１１（ｃ）は図１１（ａ，ｂ）のＢ‐Ｂ断面を示す図である。
【００４８】
ここでは一組のヒータを流れ阻止部材１４で覆う構成とする。この結果、覆われた参照抵抗２６ａ，２６ｂ側のガスの流れは遮られ、抵抗体（ヒータ）５ａ，５ｂ側から遮蔽された空間１５流れ込んだガスが滞留した状態となる。
図１２はこのような構成のフローセンサを４つの抵抗を有するフルブリッジ回路として構成した例を示すものである。
【００４９】
このような構成によれば、すべての単結晶シリコンの抵抗体が同一プロセスで作製されているため抵抗値が均一で、従来のように外部の参照抵抗の抵抗値を調整する必要がない。また、抵抗調整などの組み立て工数の低減が可能である。
【００５０】
さらに、同一ガスセル内に電気的特性と熱的特性が揃った単結晶シリコンの抵抗体が配置されているため、従来のように外部に参照抵抗を配置した構成より温度変動に強いものとなる。
【００５１】
例えば１００ｐｐｍ／℃の温度係数をもった抵抗器を外部に配置して、ガスセル内と外部の温度差が１０℃ある場合は、外部の抵抗器は０．１％の抵抗変化が発生するが、すべての抵抗体がガスセル内部に配置されていると、外部の温度変動にもガスセル内部の温度変動にも強く、安定したブリッジ出力を得ることができる。
【００５２】
ブリッジ回路の応用例としては、図１３に示すような２つの抵抗体を形成したフローセンサをガスセル内に入れて一方のみにガスの流れが生じるように構成したハーフブリッジ、図１４に示すような２つの抵抗体を形成したフローセンサをガスセル内に入れて一方のみにガスの流れが生じるように構成し外部に参照抵抗を用いたフルブリッジなどの応用がある。
【００５３】
本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。例えば、実施例では赤外線分析用のフローセンサとして説明したが、熱磁気式酸素計の微小流量計や空調など様々な分野の微小流量計への応用が可能である。特許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のフローセンサは
（１）比抵抗制御により、形状、寸法が同等とするならば、格段に大きな抵抗値を実現できる。
（２）半導体リソグラフィ技術により、高精度な形状、長さ、幅を形成でき、抵抗値設計の自由度が広い。
（３）抵抗値の制御が容易で、特性の揃った抵抗体を複数得ることが出来る。
（４）抵抗体以外の必要のない部分へ加熱を抑制でき、消費電力を低減させることができる。
（５）抵抗体のみの加熱状態を実現できるので、ガスの流れ方向の温度分布が急峻になり、検出感度が向上する。
【００５５】
半導体製造プロセスを用いることから、増幅回路を素子と同一の基板上に作り込んだり、アレイ化にして流れの分布計測用センサとして用いることができるなどの発展性も得られる。また、外付け抵抗器を用いずにブリッジ回路を構成することで、組み立て工数の低減、ブリッジ対辺の抵抗値マッチング、抵抗体をガスセル内部に配置することで外部温度の影響を低減することができる。
【００５６】
またフローセンサとして動作する熱線と参照抵抗として動作する熱線が同一チップ上に配置され、同一形状のため、抵抗値などの電気的特性と発熱や熱の逃げなどの熱的特性を一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフローセンサの実施形態の一例を示す図である。
【図２】従来例と、本発明による抵抗体の支持構造の熱特性を示す図である。
【図３】従来のフローセンサと本発明のフローセンサの流量特性を比較した図である。
【図４】ブリッジ回路の出力と流量の関係をシリコンとニッケルについて実験した結果を示す図である。
【図５】本発明に係るフローセンサの他の実施形態の一例を示す図である。
【図６】フローセンサをスペーサ１０を挟んで対向して配置し、ガス流路の内部に設置した状態を示す図である。
【図７】フローセンサの信号取り出し回路例を示す配線図である。
【図８】フローセンサ２つを対向して配置した場合の流量特性例を示す図である。
【図９】流路内部に一つの単結晶シリコンフローセンサを配置した場合と２つのフローセンサを対向して配置した場合の流量特性を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施例を示す図である。
【図１１】２つのフローセンサをスペーサを挟んで対向させガス流路の内部に配置してブリッジ回路を形成した図である。
【図１２】フローセンサを４つの抵抗を有するフルブリッジ回路として構成した例を示す図である
【図１３】２つの抵抗体を形成したフローセンサでハーフブリッジを構成した例を示す図である
【図１４】２つの抵抗体を形成したフローセンサでフルブリッジを構成した例を示す図である
【図１５】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１    ＳＯＩ基板
２    Ｓｉ基板
３    ＳｉＯ２絶縁層
４    Ｓｉ活性層
５    抵抗体（ヒータ）
６，７  電極
８    中空
１０  シリコン酸化膜
１１  ガス流路
１４  流れ阻止部材
１５  空間（ガス溜り）
２５  フローセンサ
２６  参照抵抗
【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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