(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１）の上に下部絶縁膜（２）を形成する工程と、
前記下部絶縁膜の上に金属酸化物よりなる密着層（３ａ）を形成する工程と、
前記密着層の上に金属よりなる抵抗膜（３ｂ）を形成する工程と、
前記密着層と前記抵抗膜との積層膜を所定形状にパターニングすることにより配線部（３〜５）を形成する工程と、
前記配線部を覆うように、上部絶縁膜（６）を形成する工程とを備える薄膜式センサの製造方法において、
前記上部絶縁膜を形成する工程では、前記上部絶縁膜としてプラズマＣＶＤ法により成膜されたシリコン窒化膜（６２）を形成した後、このシリコン窒化膜に対して厚さ方向に貫通する貫通穴（６２ａ）を形成した状態で前記シリコン窒化膜をアニールすることを特徴とする薄膜式センサの製造方法。
【請求項２】
前記密着層（３ａ）をＴｉを含む材料を用いて形成し、前記抵抗膜（３ｂ）をＰｔを用いて形成することを特徴とする請求項１に記載の薄膜式センサの製造方法。
【請求項３】
前記貫通穴（６２ａ）は丸穴形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜式センサの製造方法。
【請求項４】
基板（１）の一面上に下部絶縁膜（２）を形成する工程と、
前記下部絶縁膜の上に金属酸化物よりなる密着層（３ａ）を形成する工程と、
前記密着層の上に金属よりなる抵抗膜（３ｂ）を形成する工程と、
前記密着層と前記抵抗膜との積層膜を所定形状にパターニングすることにより配線部（３〜５）を形成する工程と、
前記配線部を覆うように上部絶縁膜（６）を形成する工程と、
前記基板に対して前記基板の他面から前記下部絶縁膜まで到達する空洞部（１ａ）を形成する工程と備えるフローセンサの製造方法において、
前記上部絶縁膜を形成する工程では、前記上部絶縁膜としてプラズマＣＶＤ法により成膜されたシリコン窒化膜（６２）を形成した後、
前記空洞部からはずれた位置にある前記シリコン窒化膜に対して厚さ方向に貫通する貫通穴（６２ａ）を形成した状態で前記シリコン窒化膜をアニールすることを特徴とするフローセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属抵抗膜を一対の絶縁膜で挟んでなる薄膜部を有する薄膜式センサおよびその製造方法、ならびに前記薄膜部を有するフローセンサおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｐｔ等の金属よりなる抵抗膜（金属抵抗膜）をマイクロブリッジやメンブレン上に有し、金属抵抗膜の抵抗温度特性を利用してセンシングを行う薄膜式センサとしては、フローセンサ、赤外線センサ、ガスセンサ等が知られている。
【０００３】
このようなセンサは、一般に、基板の上に、下部絶縁膜、金属抵抗膜、上部絶縁膜が順次積層されて薄膜部を構成しているが、金属抵抗膜と絶縁膜（ＳｉＯ2やＳｉＮ等）との密着性を向上させ金属抵抗膜の剥離を防止するために、下部絶縁膜と金属抵抗膜との間に、金属酸化物よりなる密着層を介在させるようにしている。
【０００４】
また、金属抵抗膜は、その抵抗温度特性を利用するため、下地の密着層とともに所定の配線形状にパターニングされており、パターニングされた金属抵抗膜と密着層との積層膜により、センシング等に用いる配線部が構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本発明者等の検討によれば、従来の薄膜式センサにおいては、基板上に、下部絶縁膜〜配線部（金属酸化物よりなる密着層＋金属抵抗膜）まで形成した後に行う熱処理工程により、配線部のＴＣＲ（抵抗温度係数）が低下するという問題が発生することがわかった。
【０００６】
この配線部のＴＣＲ低下という問題について、フローセンサを例にとって説明する。薄膜式センサの従来例として、フローセンサの構成を図１１、図１２に示す。図１１はフローセンサの斜視構成図、図１２はフローセンサにおける配線部３〜５の配線パターンを示す平面図である。
【０００７】
空洞部１ａを有する基板１の上には、空洞部１ａを覆うように薄膜部（メンブレン）１０が形成されており、空洞部１ａ上の薄膜部１０には、配線部としてヒータ５および測温体４が形成されており、空洞部１ａからはずれた基板１上の薄膜部１０には、配線部としての流体温度計３が形成されている。
【０００８】
これら配線部３〜５は、折り返し形状にパターニングされており、図１１中の白抜き矢印に示す流体の流れ方向から、流体温度計３、測温体４、ヒータ５の順に配置されている。
【０００９】
このようなフローセンサでは、流体温度計３から得られる流体温度よりも一定温度高い温度になるようにヒータ５を駆動する。そして、流体が流れることにより、図１の白抜き矢印で示す順流においては、測温体４は熱を奪われて温度が下がり、白抜き矢印の逆方向である逆流では熱が運ばれて温度が上がるため、この測温体４と流体温度計３との温度差から流体の流量および流れ方向を検出するものである。このとき、流体温度計３および測温体４を形成している金属配線の抵抗値変動から温度を測定（検出）している。
【００１０】
また、このフローセンサの一般的な製造方法を図１３、図１４に示す。図１３、図１４は、最終的に図１４（ｃ）に示すフローセンサを製造する工程を順次示したものである。なお、図１４（ｃ）は図１１中のＡ−Ａ線に沿った模式的な断面構成図である。
【００１１】
まず、図１３（ａ）に示す様に、シリコン基板１の一面上に、減圧ＣＶＤ法等によりシリコン窒化膜２１を成膜し、その上にプラズマＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜２２を成膜し、これら２層２１、２２よりなる下部絶縁膜２を形成する（下部絶縁膜形成工程）。この後、下部絶縁膜２の膜特性（応力安定性や強度等）を高めるべく、窒素雰囲気炉等を用いてアニールする（下部絶縁膜アニール工程）。
【００１２】
次に、図１３（ｂ）に示す様に、下部絶縁膜２の上に、密着層となるＴｉ膜３ａ、金属抵抗膜となるＰｔ膜３ｂが順次積層された積層膜３ｃを、蒸着法やスパッタ法等により成膜する。この後、膜特性やＴＣＲの向上等のために、この積層膜３ｃを窒素雰囲気炉等を用いてアニールする。このアニールにより、上記Ｔｉ膜３ａは、密着層を構成する金属酸化物（本例ではＴｉ酸化物）となる。次に、積層膜３ｃの上に、配線部３〜５のパターンに対応した形状のレジスト膜４ａを形成する。
【００１３】
次に、図１３（ｃ）に示す様に、レジスト膜４ａをマスクとして積層膜３ｃをイオンミリング等によりエッチングし、配線部３〜５の形状にパターニングする。ここまでの積層膜３ｃの成膜、アニールおよびパターニングが、下部絶縁膜２の上に金属酸化物よりなる密着層３ａを形成する工程（密着層形成工程）、密着層の上に金属よりなる抵抗膜３ｂを形成する工程（抵抗膜形成工程）および配線部３〜５を形成する工程（配線部形成工程）である。
【００１４】
次に、下部絶縁膜２の上に配線部３〜５を覆うように、プラズマＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜６１を成膜し、窒素雰囲気炉等を用いてアニールした後、その上に、減圧ＣＶＤ法等によりシリコン窒化膜６２を成膜し、これら２層６１、６２により上部絶縁膜６を形成する（上部絶縁膜形成工程）。
【００１５】
その後、図１３（ｄ）に示す様に、上記配線部３〜５のパッド部７（図１１参照）を形成するために上部絶縁膜６に開口７ａを形成し、図１４（ａ）に示す様に、蒸着法やスパッタ法、およびフォトリソグラフ法を用いたエッチング等を行うことにより、Ａｕ等よりなるパッド部７を形成する。
【００１６】
次に、図１４（ｂ）に示す様に、シリコン基板１の他面に、プラズマＣＶＤ法等により成膜されたシリコン酸化膜８を形成し、これをエッチングして上記空洞部１ａに対応した開口部８ａを形成する。次に、図１４（ｃ）に示す様に、シリコン酸化膜８をマスクとして、シリコン基板１を、その他面からシリコン窒化膜２１が露出するまで異方性エッチングして空洞部１ａを形成する（空洞部形成工程）。
【００１７】
このようにして、上記図１１に示すフローセンサを製造することができる。そして、図１４（ｃ）に示すように、フローセンサの構成は、空洞部１ａを有する基板１上にて空洞部１ａ上に薄膜構造部１０が形成され、薄膜構造部１０は、基板１側から下部絶縁膜２、金属酸化物よりなる密着層３ａ、金属抵抗膜３ｂ、上部絶縁膜６が順次積層されたものであって、密着層３ａと抵抗膜３ｂとの積層膜３ａが所定形状にパターニングされることで配線部３〜５を構成しているものである。
【００１８】
このように、上記製造方法においては、配線部３〜５の形成工程以降、上部絶縁膜２の高温成膜工程や、配線部３〜５のＴＣＲ向上や経時安定性のため、または絶縁膜２、６の応力安定性や強度を高めるためのアニール工程等、必要不可欠な熱処理工程が存在する。
【００１９】
ここにおいて、配線部３〜５のＴＣＲ低下の問題は、上部絶縁膜６としてのシリコン窒化膜６２を減圧ＣＶＤ法で高温（〜８００℃）成膜する時や、また、当該シリコン窒化膜６２を低温のプラズマＣＶＤで成膜した後に当該ＰＥ−ＳｉＮ膜６２を高温でアニールする時に生じる。
【００２０】
この原因は、図１５に示す推定メカニズムにより説明される。水素等の還元性ガス（図１５中、丸で囲んだＨとして示す）がシリコン窒化膜６２の成膜時においては原料ガスから発生し、また、シリコン窒化膜６２のアニール時においては当該窒化膜６２から発生し、高温の還元性ガス雰囲気に配線部３〜５がさらされる。
【００２１】
そのため、配線部３〜５のうち密着層を構成している金属酸化物（ＴｉＯ2等）が還元されて金属となり、この還元された金属が、金属抵抗膜（Ｐｔ膜）中に拡散する。それによって、配線部３〜５のＴＣＲが低下すると考えられ、それゆえ、密着層における金属酸化物の還元を抑制することが必要であると考えられる。
【００２２】
具体的には、シリコン窒化膜６２を減圧ＣＶＤ法で成膜するときには、ＳｉＨ2Ｃｌ2＋ＮＨ3→Ｓｉ3Ｎ4＋Ｈ2＋ＨＣｌの反応であり、水素が発生し、シリコン酸化膜２２、６２中に水素が多く取り込まれる。一方、低温で形成したＰＥ−ＳｉＮ膜を高温でアニールすることでも、ＰＥ−ＳｉＮ膜から水素が発生し、これがシリコン酸化膜２２、６２中に取り込まれる。
【００２３】
このような推定メカニズムから、配線部３〜５のＴＣＲ低下は、ある程度までは避けられないが、さらに、配線部３〜５はパターニングされているため、配線部３〜５の周囲の配線部３〜５の無い領域Ａ（図１５参照）において、シリコン酸化膜２２、６１に取り込まれた還元性ガスが、当該酸化膜中を拡散して配線部３〜５まで移動してくる。
【００２４】
すると、この領域Ａから移動してきた還元性ガスも加わって、密着層を構成する金属酸化物の還元度合が大きくなり、結果、配線部３〜５のＴＣＲが大きく低下してしまうと考えられる。
【００２５】
また、フローセンサのように、パターニングされた配線部３〜５が複数種類存在する場合、各配線部において、その周囲の配線部の無い領域Ａの大きさ（面積）は互いに異なる。
【００２６】
また、個々の配線部３〜５においては、その役割上、線幅も異なる。例えば、フローセンサにおいては、ヒータ５や測温体４、流体温度計３に求められる抵抗は駆動回路によって決まり、ヒータ５では数１００Ω、測温体４や流体温度計３では数ｋΩとなる。
【００２７】
このように、周囲の領域Ａの大きさや線幅の異なる複数の配線部が存在する場合、個々の配線部に取り込まれる還元性ガスの量等が互いに異なる。従って、各配線部のＴＣＲの低下度合もばらつくこととなり、例えば駆動回路が複雑化する等、好ましくない。
【００２８】
このようなことから、上述のフローセンサに限らず、基板の上に、下部絶縁膜、金属酸化物よりなる密着層、金属抵抗膜、上部絶縁膜を順次成膜するとともに、パターニングされた密着層と抵抗膜との積層膜により配線部を構成するようにした薄膜式センサにおいては、配線部を形成した後に行う上部絶縁膜の成膜やアニールといった熱処理工程にて、還元性ガスが発生し、それにより配線部のＴＣＲが低下するという問題が発生する。
【００２９】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、薄膜式センサにおいて、配線部のＴＣＲの低下を極力抑制することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、基板（１）の上に下部絶縁膜（２）を形成する工程と、下部絶縁膜の上に金属酸化物よりなる密着層（３ａ）を形成する工程と、密着層の上に金属よりなる抵抗膜（３ｂ）を形成する工程と、密着層と抵抗膜との積層膜を所定形状にパターニングすることにより配線部（３〜５）を形成する工程と、配線部を覆うように、上部絶縁膜（６）を形成する工程とを備える薄膜式センサの製造方法において、上部絶縁膜を形成する工程では、上部絶縁膜としてプラズマＣＶＤ法により成膜されたシリコン窒化膜（６２）を形成した後、このシリコン窒化膜に対して厚さ方向に貫通する貫通穴（６２ａ）を形成した状態でシリコン窒化膜をアニールすることを特徴とする。
【００４１】
「課題」の欄にて述べたように、上部絶縁膜としてシリコン窒化膜を低温のプラズマＣＶＤで成膜した後に当該シリコン窒化膜（ＰＥ−ＳｉＮ膜）を高温でアニールすると、ＰＥ−ＳｉＮ膜から還元性ガスが発生する。
【００４２】
ここにおいて、本製造方法によれば、ＰＥ−ＳｉＮ膜に対して厚さ方向に貫通する貫通穴を形成した状態でＰＥ−ＳｉＮ膜をアニールするようにしているため、ＰＥ−ＳｉＮ膜から配線部へ拡散していく還元性ガスは、当該貫通穴から外部へ脱離しやすくなる。
【００４３】
そのため、本製造方法においても、配線部にまで到達する還元性ガスの量を少なくすることができ、配線部のＴＣＲの低下を極力抑制することができる。
【００４４】
ここで、本製造方法においても、請求項２に記載の発明のように、密着層（３ａ）をＴｉを含む材料を用いて形成し、抵抗膜（３ｂ）をＰｔを用いて形成するようにできる。
【００４５】
また、本製造方法においては、請求項３に記載の発明のように、貫通穴（６２ａ）は丸穴形状であるものにできる。丸穴形状とすることで、例えば角穴形状とする場合に比べて貫通穴には角部が無くなるため、応力集中を防止することができる。そのため、薄膜部の強度向上、信頼性の向上が図れる。
【００５５】
また、請求項４に記載の発明では、基板（１）の一面上に下部絶縁膜（２）を形成する工程と、下部絶縁膜の上に金属酸化物よりなる密着層（３ａ）を形成する工程と、密着層の上に金属よりなる抵抗膜（３ｂ）を形成する工程と、密着層と抵抗膜との積層膜を所定形状にパターニングすることにより配線部（３〜５）を形成する工程と、配線部を覆うように上部絶縁膜（６）を形成する工程と、基板に対して基板の他面から下部絶縁膜まで到達する空洞部（１ａ）を形成する工程と備えるフローセンサの製造方法において、上部絶縁膜を形成する工程では、上部絶縁膜としてプラズマＣＶＤ法により成膜されたシリコン窒化膜（６２）を形成した後、空洞部からはずれた位置にあるシリコン窒化膜に対して厚さ方向に貫通する貫通穴（６２ａ）を形成した状態でシリコン窒化膜をアニールすることを特徴とする。
【００５６】
本発明の製造方法によれば、上記請求項１に記載の製造方法と同様の効果を有するフローセンサの製造方法を提供することができる。さらに、本製造方法では、貫通穴を空洞部上以外の部位に形成するようにしているから、空洞部上の薄膜構造部に貫通穴を存在させることが無くなり、薄膜構造部の強度向上が図れる。
【００５７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、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一例である。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。以下の各実施形態は、本発明をフローセンサに具体化したものであり、上記図１１、図１２および図１４（ｃ）に示す構成、上記図１３、図１４に示す製造方法を基に一部変形したものである。よって、図１１〜図１４と同一または均等な部分には図中、同一符号を付して補足説明をするにとどめ、主として相違点について説明することとする。
【００５９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るフローセンサの第１の例の要部を示す平面図である。基板１は、単結晶シリコン基板等の半導体基板（本例ではシリコン基板）よりなり、厚み方向に貫通する空洞部１ａを有している。この基板１上には、空洞部１ａを覆うように、薄膜構造部１０が形成されている。
【００６０】
この薄膜構造部１０は、上記図１４（ｃ）に示したように、基板１側から下部絶縁膜２（本例では、シリコン窒化膜２１とシリコン酸化膜２２）、金属酸化物（本例ではチタン酸化物）よりなる密着層３ａ、金属（本例ではＰｔ）よりなる抵抗膜３ｂ、上部絶縁膜６（本例では、シリコン酸化膜６１とシリコン窒化膜６２））が順次積層されたものであって、密着層３ａと抵抗膜３ｂとの積層膜３ｃが平面折り返し形状（平面蛇行形状）にパターニングされた配線部３〜５を構成している。
【００６１】
ここにおいて、図１に示す第１の例では、下部絶縁膜２の上には、配線部３〜５と同一平面（つまり、シリコン酸化膜２２の上面）内にて、各配線部３、４、５の全体を取り囲むように、配線部３〜５と同一材料（本例ではＰｔ／Ｔｉ酸化物）よりなる膜部材１１が設けられている。
【００６２】
この膜部材１１は、上記図１３（ｂ）に示したように、密着層となるＴｉ膜３ａ、金属抵抗膜となるＰｔ膜３ｂが順次積層された積層膜３ｃを成膜した後、アニールし、次に、図１３（ｃ）に示したように、積層膜３ｃをエッチングすることにより、配線部３〜５と同時に形成することができる。つまり、上記レジスト膜４ａのマスクパターンを図１に示す配線部３〜５、膜部材１１のパターンに対応して変更すれば良い。
【００６３】
つまり、本実施形態のフローセンサも、上記図２、図３に示したように、基板１の一面上に下部絶縁膜２を形成する下部絶縁膜形成工程、下部絶縁膜アニール工程を行い、続いて、密着層形成工程、抵抗膜形成工程、配線部形成工程を行って配線部３〜５を形成するとともに膜部材１１を形成し、その後、上部絶縁膜形成工程〜空洞部形成工程までを行うことで、製造することができる。
【００６４】
なお、上部絶縁膜６における上層のシリコン窒化膜６２は、高温の減圧ＣＶＤ法により成膜したもの（ＬＰ−ＳｉＮ膜）でも良いし、低温のプラズマＣＶＤで成膜した後に当該シリコン窒化膜（ＰＥ−ＳｉＮ膜）６２を高温でアニールすることにより成膜するようにしても良い。いずれにしても、上述したように水素等の還元性ガスが発生する。
【００６５】
そして、本実施形態では、この還元性ガスによる配線部のＴＣＲ低下対策として、図１に示したように、下部絶縁膜２の上に、配線部３〜５と同一平面内にて配線部３〜５の全体を取り囲むように、配線部３〜５と同一材料よりなる膜部材１１を設けている。
【００６６】
それによれば、すべての配線部３〜５の周囲において配線部３〜５の無い領域に、配線部３〜５と同一材料よりなる膜部材１１が存在するため、上部絶縁膜６のシリコン窒化膜６２の減圧ＣＶＤ成膜や、プラズマＣＶＤ成膜後のアニールといった熱処理工程にて発生した水素等の還元性ガスは、この膜部材１１にて消費される。
【００６７】
つまり、膜部材１１に集まった水素等の還元性ガスは、膜部材１１を構成する金属酸化物（本例ではＰｔ／Ｔｉ酸化物におけるチタン酸化物）を還元するのに消費される。
【００６８】
従って、配線部３〜５のＴＣＲを低下させる作用をもたらす還元性ガスが配線部３〜５にまで到達する量を、少なくすることができるため、配線部３〜５のＴＣＲの低下を極力抑制することができる。
【００６９】
図２は、実際に、図１に示す本実施形態の第１の例と上記図１２に示した従来例のパターンとで、ＴＣＲの低下度合を調べた結果を示す図である。従来例に比べて、本実施形態のＴＣＲは向上しており、また、各配線部３〜５間でのＴＣＲばらつきもほとんどなく、膜部材１１による効果がはっきりと現れている。
【００７０】
なお、従来例では、配線部３〜５のうち、ＴＣＲの低下度合は、ヒータ５がもっとも小さく、次いで測温体４、そして流体温度計３がもっとも大きくなっている。これは、ヒータ５は配線部のうち最も線幅が広いためであり、また、同程度に線幅が細い測温体４と流体温度計３とでは、その周囲の配線部の無い領域（上記領域Ａ）の面積が、流体温度計３の方が大きく、多量の還元性ガスを取り込み易いためである。
【００７１】
また、膜部材１１は、下部絶縁膜２の上にて配線部３〜５と同一平面内にて配線部３〜５と同一材料よりなるものであるため、上述したように、マスクパターンの変更程度にて配線部３〜５と同時に形成することが可能であり、膜部材１１を形成するための工程を特に付加することなく、製造工程の簡略化が図れる。
【００７２】
また、本実施形態では、上記図１に示したように、膜部材１１が、配線部３〜５の全体を取り囲むように設けられていなくとも良く、下部絶縁膜２上の配線部３〜５と同一平面内にて、配線部３〜５の一部を取り囲むように設けられていても良い。それによっても、膜部材１１による効果により、上記図２に示す様な従来例における配線部３〜５のＴＣＲの低下を極力抑制することができる。
【００７３】
例えば、図３（本実施形態の第２の例）、図４（本実施形態の第３の例）、図５（本実施形態の第４の例）に示すような膜部材１１の配置パターンを採用することができる。
【００７４】
図３に示す第２の例では、膜部材１１は、幅広で比較的ＴＣＲ低下の少ないヒータ５の周囲では部分的に設け、測温体４および流体温度計３は全体を取り囲んでいる。それにより、空洞部１ａ上に形成された薄膜構造部１０において、上記図１に示す第１の例に比べて、膜部材１１の形成領域をかなり部分的なものにしている。
【００７５】
そのため、上記図１に示す第１の例よりは、ＴＣＲ低下抑制効果は多少劣るものの、膜部材形成によって薄膜構造部１０が厚膜化する面積を抑え、薄膜構造部１０の熱逃げ性を良好に確保することができ、ヒータ５の消費電力の増大を防止できる。ちなみに、上記第１の例では、薄膜構造部１０全体が厚膜化するため、熱逃げ性の低下に伴うヒータ消費電力の増大は避けられない。
【００７６】
また、図４、図５に示す第３、第４の例では、各配線部３、４、５のほとんど全体が、膜部材１１によって取り囲まれているが、薄膜構造部１０に占める膜部材１１の形成領域は部分的なものであるため、図３に示す第２の例と同様に、ヒータ消費電力の増大を防止できる。
【００７７】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係るフローセンサの第１の例を示す概略断面図であり、図７は第２の例を示す概略断面図であり、図８は第３の例を示す概略断面図である。これら図６〜図８は上記図１４（ｃ）に対応した断面にて示してある。第１実施形態との相違点について主として述べる。
【００７８】
上記第１実施形態では、還元性ガスを吸収する機能を有する膜部材（以下、第１の膜部材という）１１が配線部３〜５と同一平面内に設けられていたが、本第２実施形態では、金属酸化物を含む材料よりなる膜部材（以下、第２の膜部材という）１２が、少なくとも配線部３〜５の近傍にて、配線部３〜５に対して電気的に絶縁された状態で積層されて設けられている。
【００７９】
第２の膜部材１２は、還元性ガスを消費するために金属酸化物であればかまわないが、本実施形態の各例では、配線部３〜５と同一の材料すなわちＰｔ／Ｔｉ酸化物の積層膜よりなる。
【００８０】
図６に示す第１の例では、第２の膜部材１２は基板上のほぼ全域にて下部絶縁膜２に埋設された形となっている。具体的には、シリコン窒化膜２１を成膜した後、シリコン酸化膜２２の成膜を２回に分けるとともに、１回目と２回目の間にＴｉ膜、Ｐｔ膜を成膜するようにする。そして、下部絶縁膜２のアニールを行うことにより、その熱によって、Ｔｉ膜が酸化するため、Ｐｔ／Ｔｉ酸化物の積層膜よりなる第２の膜部材１２が形成される。
【００８１】
図７に示す第２の例では、第２の膜部材１２は基板上のほぼ全域にて上部絶縁膜６に埋設された形となっている。具体的には、シリコン酸化膜６１を成膜した後、Ｔｉ膜、Ｐｔ膜を順次成膜し、その上に、シリコン窒化膜６２を成膜する。このとき、ＬＰ−ＳｉＮ膜６２の成膜時の熱や、ＰＥ−ＳｉＮ膜６２の成膜後のアニールの熱によって、Ｔｉ膜が酸化し、Ｐｔ／Ｔｉ酸化物の積層膜よりなる第２の膜部材１２が形成される。
【００８２】
また、上記第１の例、第２の例では、第２の膜部材１２は、空洞部１ａ上の薄膜構造部１０の全体に設けられているが、図８に示す第３の例では、下部絶縁膜２に埋設された第２の膜部材１２は、空洞部１ａ上に位置する薄膜構造部１０において配線部４、５の近傍に部分的に設けられている。なお、第３の例において、第２の膜部材１２が上部絶縁膜６に埋設されていても良い。
【００８３】
そして、本実施形態の各例においても、ＬＰ−ＳｉＮ膜６２の成膜時やＰＥ−ＳｉＮ膜６２のアニール時に、水素等の還元性ガスが発生するが、この還元性ガスが上部絶縁膜６や下部絶縁膜２中を拡散してくる間に、第２の膜部材１２により消費される。
【００８４】
つまり、第２の膜部材１２に集まった水素等の還元性ガスは、第２の膜部材１２を構成する金属酸化物（本例ではＰｔ／Ｔｉ酸化物におけるチタン酸化物）を還元するのに消費される。
【００８５】
従って、本実施形態においても、配線部３〜５のＴＣＲを低下させる作用をもたらす還元性ガスが配線部３〜５にまで到達する量を、少なくすることができるため、上記図２に示したような従来例における配線部のＴＣＲの低下を極力抑制することができる。
【００８６】
また、図８に示す第３の例では、空洞部１ａ上に位置する薄膜構造部１０において、第２の膜部材１２は、薄膜構造部１０の全体ではなく配線部４、５の近傍に部分的に設けられている。そのため、第２の膜部材１２を積層配置することによって薄膜構造部１０が厚膜化する面積を抑え、薄膜構造部１０の熱逃げ性を良好に確保することができ、第１、第２の例に比べてヒータ消費電力の増大を防止できる利点がある。
【００８７】
（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態に係るフローセンサの第１の例を示す概略断面図であり、図１０は第２の例を示す概略断面図である。これら図９、図１０は上記図１４（ｃ）に対応した断面にて示してある。本実施形態は主として製造方法に係るものである。
【００８８】
本実施形態のフローセンサの製造方法も、基本的には、上記図１３、図１４に示した製造方法と同様、下部絶縁膜形成工程、密着層形成工程、抵抗膜形成工程、配線部形成工程、上部絶縁膜形成工程、空洞部形成工程を備える。
【００８９】
ここにおいて、本実施形態では、上部絶縁膜形成工程に特徴を持たせたものであり、上部絶縁膜６として、シリコン酸化膜６１を成膜した後、その上に、プラズマＣＶＤ法により成膜されたシリコン窒化膜（ＰＥ−ＳｉＮ膜）６２を形成し、次に、図９、図１０に示すように、ＰＥ−ＳｉＮ膜６２に対して厚さ方向に貫通する貫通穴６２ａを、配線部３〜５の周囲（または配線部３〜５の上）に形成した状態でＰＥ−ＳｉＮ膜６２をアニールするものである。
【００９０】
ここで、貫通穴６２ａは、ドライエッチング等により形成することができる。また、貫通穴６２ａは、ＰＥ−ＳｉＮ膜６２だけでなく、その下のシリコン酸化膜６１までも貫通していて良い。
【００９１】
図９に示す第１の例では、貫通穴６２ａは空洞部１ａ上の薄膜構造部１０におけるＰＥ−ＳｉＮ膜６２にも形成するが、図１０に示す第２の例では、貫通穴６２ａは、空洞部１ａ上のＰＥ−ＳｉＮ膜６２には形成せず、空洞部１ａからはずれた位置にあるＰＥ−ＳｉＮ膜６２ａに対して形成する。
【００９２】
ところで、上述したように、上部絶縁膜としてのＰＥ−ＳｉＮ膜６２を高温でアニールすると、ＰＥ−ＳｉＮ膜６２から水素等の還元性ガスが発生する。ここにおいて、本製造方法によれば、ＰＥ−ＳｉＮ膜６２に対して厚さ方向に貫通する貫通穴６２ａを形成した状態でＰＥ−ＳｉＮ膜６２をアニールするようにしている。
【００９３】
それにより、ＰＥ−ＳｉＮ膜６２から配線部３〜５へ拡散していく還元性ガスは、当該貫通穴６２ａから外部へ脱離しやすくなる。そのため、本製造方法によれば、配線部３〜５にまで到達する還元性ガスの量を少なくすることができ、配線部のＴＣＲの低下を極力抑制することができる。
【００９４】
さらに、本実施形態の第２の例の製造方法では、貫通穴６２ａを空洞部１ａ上以外の部位に形成するようにしているから、空洞部１ａ上の薄膜構造部１０に貫通穴６２ａを存在させることが無くなり、薄膜構造部１０の強度向上を図ることができる。
【００９５】
また、本実施形態においては、貫通穴６２ａは丸穴形状（つまり、開口形状が円または楕円）であることが好ましい。例えば、貫通穴６２ａを角穴形状とすると、貫通穴６２の開口縁部に角部ができ、この角部に応力集中が発生しやすくなって、薄膜構造部の強度が低下するおそれがある。その点、丸穴形状とすることで、そのような角部が無くなるため、薄膜構造部１０の強度向上、信頼性の向上が図れる。
【００９６】
また、本実施形態において、ＰＥ−ＳｉＮ膜６２に形成した貫通穴６２ａは、基板１の空洞部１ａを形成するための異方性エッチング用の穴として兼用しても良い。
【００９７】
（他の実施形態）
なお、本発明は上記したフローセンサ以外にも、薄膜式センサであれば、赤外線センサ、ガスセンサ、湿度センサ等に適用可能である。また、基板には空洞部が無いものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るフローセンサの第１の例の要部を示す平面図である。
【図２】上記第１実施形態の第１の例によるＴＣＲ低下の抑制効果を示す図である。
【図３】上記第１実施形態に係るフローセンサの第２の例の要部を示す平面図である。
【図４】上記第１実施形態に係るフローセンサの第３の例の要部を示す平面図である。
【図５】上記第１実施形態に係るフローセンサの第４の例の要部を示す平面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るフローセンサの第１の例を示す概略断面図である。
【図７】上記第２実施形態に係るフローセンサの第２の例を示す概略断面図である。
【図８】上記第２実施形態に係るフローセンサの第３の例を示す概略断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係るフローセンサの第１の例を示す概略断面図である。
【図１０】上記第３実施形態に係るフローセンサの第２の例を示す概略断面図である。
【図１１】従来の一般的なフローセンサの斜視構成図である。
【図１２】図１１のフローセンサにおける配線部の配線パターンを示す平面図である。
【図１３】図１１のフローセンサの製造方法を示す工程図である。
【図１４】図１３に続く製造方法を示す工程図である。
【図１５】配線部のＴＣＲ低下の推定メカニズムを示す図である。
【符号の説明】
１…基板、１ａ…空洞部、２…下部絶縁膜、３…流体温度計、３ａ…密着層、
３ｂ…抵抗膜、４…測温体、５…ヒータ、６…上部絶縁膜、１０…薄膜構造部、
１１…膜部材（第１の膜部材）、１２…膜部材（第２の膜部材）、
６２…シリコン窒化膜、６２ａ…貫通穴。
【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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