(57)【要約】【課題】高感度であり、かつ感温抵抗体が剥がれ難い、薄膜センサとして好適な積層体、該積層体からなる薄膜センサ（たとえば、温度センサ）、および該薄膜センサを有する薄膜センサモジュール（たとえば、温度センサモジュール）を提供すること。【解決手段】絶縁基板と、該絶縁基板上に積層された、ケイ素と炭素、窒素、フッ素および酸素からなる群から選ばれる元素との化合物からなるケイ素化合物層と、該ケイ素化合物層上に積層された、遷移金属を主成分とする材料からなる密着層と、該密着層上に積層された、白金族元素を主成分とする金属の結晶からなる感温抵抗体とを有する積層体。【選択図】図１
2007243173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
該絶縁基板上に積層された、ケイ素と炭素、窒素、フッ素および酸素からなる群から選ばれる元素との化合物からなるケイ素化合物層と、
該ケイ素化合物層上に積層された、遷移金属を主成分とする材料からなる密着層と、
該密着層上に積層された、白金族元素を主成分とする金属の結晶からなる感温抵抗体とを有する積層体。
【請求項２】
前記感温抵抗体の層の面垂直方向（ＮＤ方向）に対して１０°以内に配向している前記結晶の（１１１）面の割合が、９０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
前記結晶が繊維状配向組織を有し、該繊維状配向組織において、前記結晶の（１１１）面が前記感温抵抗体の層の面垂直方向を回転軸としていることを特徴とする請求項１または２に記載の積層体。
【請求項４】
前記結晶の粒径が０．２μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の積層体。
【請求項５】
前記白金族元素が白金であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の積層体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の積層体からなることを特徴とする薄膜センサ。
【請求項７】
温度センサ、流量センサ、比熱センサ、熱伝導性センサ、濃度センサ、液種識別センサ、歪センサ、応力センサおよび湿度センサからなる群から選択されたセンサであることを特徴とする請求項６に記載の薄膜センサ。
【請求項８】
請求項６に記載の薄膜センサからなることを特徴とする温度センサ。
【請求項９】
請求項６または７に記載の薄膜センサを有することを特徴とする薄膜センサモジュール。
【請求項１０】
請求項８に記載の温度センサを有することを特徴とする温度センサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体、該積層体からなる薄膜センサ（たとえば、温度センサ）及び該薄膜センサを有する薄膜センサモジュール（たとえば、温度センサモジュール）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種物体又は流体の温度を測定する温度センサ機能の発揮のために用いられている薄膜センサモジュールとしては、熱量を電気信号に変換して温度を検出する感温抵抗体を利用したものが広く使用されている。なかでも、感度の点で、抵抗温度係数の絶対値が大きい白金族元素を利用した薄膜センサモジュール（温度センサモジュール）が広く用いられているが、さらなる高感度化が求められているのが現状である。
【０００３】
一般に、抵抗体の抵抗温度係数は、この抵抗体を構成する結晶の存在形態により、影響を受けることが知られている（非特許文献１）。例えば、非特許文献２には、抵抗体を構成する結晶の粒径を大型化することにより、高感度化を図る技術が開示されている。
【０００４】
感温抵抗体を構成する結晶の粒径を大型化する方法としては、まず、基板上に白金などの感温抵抗物質をメッキや蒸着等の積層技術によりパターンを形成させて堆積させ、その後、数百〜千℃程度で熱処理して結晶を成長させてなどして、粒径の大きい結晶が製造させる方法などが挙げられる。
【０００５】
しかしながら、このような方法を用いる場合、結晶を成長させるのに、多量の熱量を必要とする。また、これに付随して、この熱量に耐え得る設備が必要となり、コスト的にも不利であった。さらに、温度センサの感度の点においても、改良が必要とされているのが現状である。
【０００６】
また、特開平１１−３５４３０２号公報（特許文献１）には、白金薄膜抵抗体の製造の際に、白金薄膜と基板との密着性を向上させるための層（たとえば）チタン層を両者の間に介在させることが記載されている。
【０００７】
さらに、特開２００１−２９１６０７号公報（特許文献２）には、白金薄膜抵抗体の製造方法において、白金薄膜と基板との間にチタン層を介在させることで基板に対する白金薄膜の密着性の向上を図りながら、白金薄膜またはチタン層の形成のためのスパッタリングガス中に酸素を混入しておくことで、高温アニールによる白金薄膜の抵抗温度係数の十分な向上が可能となることが記載されている。
【０００８】
しかしながら、白金薄膜と基板との密着性には、さらなる改善の余地があった。
【特許文献１】特開平１１−３５４３０２号公報
【特許文献２】特開２００１−２９１６０７号公報
【非特許文献１】「薄膜・微粒子の構造と物性」、丸善、１３９〜１５６頁（１９７４）
【非特許文献２】「高ＴＣＲ白金薄膜の開発」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．ＳＭ．、１２４巻、７号、２４２〜２４７頁（２００４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、高感度であり、かつ感温抵抗体が剥がれ難い、薄膜センサとして好適な積層体、該積層体からなる薄膜センサ（たとえば
、温度センサ）、および該薄膜センサを有する薄膜センサモジュール（たとえば、温度センサモジュール）を提供することを目的としている。
【００１０】
また本発明は、結晶粒を巨大化する技術を用いることなく、高感度化を達成した薄膜センサ（たとえば、温度センサ）及びこの薄膜センサを有する薄膜センサモジュール（たとえば、温度センサモジュール）を提供することをさらなる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の積層体は、
絶縁基板と、
該絶縁基板上に積層された、ケイ素と炭素、窒素、フッ素および酸素からなる群から選ばれる元素との化合物からなるケイ素化合物層と、
該ケイ素化合物層上に積層された、遷移金属を主成分とする材料からなる密着層と、
該密着層上に積層された、白金族元素を主成分とする金属の結晶からなる感温抵抗体とを有することを特徴としている。
【００１２】
前記感温抵抗体の層の面垂直方向（ＮＤ方向）に対して１０°以内に配向している前記結晶の（１１１）面の割合は、９０％以上であることが好ましい。
前記結晶は、繊維状配向組織を有し、該繊維状配向組織において、前記結晶の（１１１）面が前記感温抵抗体の層の面垂直方向を回転軸としていることが好ましい。
【００１３】
前記結晶の結晶粒径は、０．２μｍ以上であることが好ましい。
前記白金族元素は、白金であることが好ましい。
本発明の薄膜センサは、前記積層体からなることを特徴としている。
【００１４】
前記薄膜センサとしては、温度センサ、流量センサ、比熱センサ、熱伝導性センサ、濃度センサ、液種識別センサ、歪センサ、応力センサおよび湿度センサからなる群から選択されたセンサが挙げられる。
【００１５】
本発明の温度センサは、前記薄膜センサからなることを特徴としている。
本発明の薄膜センサモジュールは、前記薄膜センサを有することを特徴としている。
本発明の温度センサモジュールは、前記温度センサを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高感度であり、感温抵抗体が剥がれ難い、薄膜センサとして好適な積層体、該積層体からなる薄膜センサ、および該薄膜センサを有する薄膜センサモジュールが提供される。
【００１７】
また本発明の一態様によれば、感温抵抗体を構成する結晶の配向性を制御することにより、薄膜センサが高感度化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜積層体および薄膜センサ＞
図１は、本発明の積層体または薄膜センサ（たとえば、温度センサ）（薄膜チップ）の概略図である。本発明の積層体および該積層体からなる薄膜センサ１０は、絶縁基板１１と、該絶縁基板１１上に積層されたケイ素化合物層１２と、該ケイ素化合物層１２上に積層された密着層１３と、該密着層１３上に積層された感温抵抗体１４とを有する。
【００１９】
なお、本発明においては、絶縁基板から感温抵抗体に向かう方向を、便宜上「上」と称することがある。
絶縁基板１１の材料としては、絶縁性を有する材料であれば、特に制約はなく、例えば、シリコン、アルミナ等が挙げられる。絶縁基板１１の形状は、種々の形状とすることができ、例えば、図１に示すように矩形であってもよく、楕円形、円形であってもよい。また、絶縁基板１１の膜厚は、３００〜１，０００μｍ程度であってもよい。
【００２０】
感温抵抗体１４の材料としては、抵抗温度係数が大きく熱的に安定な材料であれば、特に制約はなく、白金族元素（ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金）のうち少なくとも一種類以上の元素を主成分とする金属又は合金が用いられる。特に、成膜の容易さ、特性の安定性、コストの面から、白金が好ましい。感温抵抗体１４は、このような材料を用いて、所望の膜厚や、所望のパターンに成形されればよく、例えば、膜厚は０．１〜１μｍ程度であってもよい。
【００２１】
本発明の積層体および薄膜センサ（たとえば、温度センサ）は、絶縁基板と感温抵抗体との密着性をさらに向上させることを目的として、絶縁基板１１と感温抵抗体１４との間に密着層１３を有している。
【００２２】
密着層１３の材料は、絶縁基板１１の温度−抵抗特性に影響を与えない材料及び範囲において種々選択すればよく、その例として、遷移金属を主成分とする材料が挙げられ、この材料の中には、金属として、遷移金属以外の金属が含まれていてもよい。この遷移金属を主成分とする材料としては、具体的にはチタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ＴｉＯ2、
ＴｉＢａＯなどが挙げられ、中でも密着性の観点からチタンおよびクロムが好ましい。遷移金属を主成分とする材料の中には、遷移金属が通常１０〜１００重量％、好ましくは６０〜１００重量％含まれる。密着層の厚みは、例えば、０．００２〜０．１μｍであることが好ましく、０．００５〜０．０５μｍであることがより好ましい。
【００２３】
本発明の積層体および薄膜センサ（たとえば、温度センサ）は、絶縁基板と密着層との密着性をさらに向上させることを目的として、絶縁基板１１と密着層１３との間にケイ素化合物層１２を有している。ケイ素化合物層１２は、ケイ素と、炭素、窒素、フッ素および酸素からなる群から選ばれる元素との化合物からなる。このような化合物としては、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＦなどが挙げられ、中でも成膜の
容易さの観点からＳｉＯ2が好ましい。
【００２４】
ケイ素化合物層１２の厚さは、好ましくは５０〜５，０００ｎｍ、さらに好ましくは１００〜１，０００ｎｍである。
感温抵抗体１４は、密着層１３と、さらにこのケイ素化合物層１２とを介して絶縁基板１１に積層されるため、絶縁基板１１に強固に密着し、剥がれ難い。
【００２５】
本発明の積層体および薄膜センサ（たとえば、温度センサ）には、物理的な損傷を防ぐことを目的として、保護膜１６が設けられていてもよい。保護膜１６の材料としては、この目的を達成し得る材料であれば特に制約はなく、例えば、樹脂やガラス等が挙げられる。また、保護膜１６の膜厚は、約１μｍ程度であってもよい。
【００２６】
本発明の積層体および薄膜センサ（たとえば、温度センサ）は、電気的に接続されたボンディングパッド１８を有してもよい。ボンディングパッド１８の材料としては、良好な導電性を有するものであれば特に制約はなく、例えば、金（Ａｕ）、白金などが挙げられる。また、ボンディングパッド１８は、適用される形態に応じて種々の形状であってもよく、例えば、縦横０．２×０．１５ｍｍ、厚み０．１μｍ程度の形状であってもよい。
【００２７】
本発明の薄膜センサの抵抗温度係数は、好ましくは３，０００ｐｐｍ／Ｋ以上、さらに好ましくは３，３００ｐｐｍ／Ｋ以上であり、その上限値は３，９００ｐｐｍ／Ｋ程度で
ある。
【００２８】
なお、本発明の薄膜センサは、温度センサに限らず、流量など、抵抗値に影響を与える指標を測定する装置に用いることが可能である。より具体的には、前記薄膜センサを有する本発明の薄膜センサは、感温抵抗体の抵抗値に影響を与える指標を測定する装置に用いることが可能であって、その例としては、温度センサ、流量センサ、比熱センサ、熱伝導性センサ、濃度センサ、液種識別センサ、歪センサ、応力センサ、湿度センサ等が挙げられる。
【００２９】
＜積層体および薄膜センサ（たとえば、温度センサ）の製造方法＞
本発明の積層体および薄膜センサ（たとえば、温度センサ）の製造方法について説明する。
【００３０】
本発明の積層体および薄膜センサ（たとえば、温度センサ）の製造においては、まず、上述の絶縁基板の一表面にケイ素化合物層を積層する。
ケイ素化合物層は、ゾルゲル法、スピンコート法、ＣＶＤ法、スパッタリング法などの手段により形成することができ、具体的には、たとえば以下のような条件で製造することができる。
【００３１】
積層手段：スピンコート法
装置：スピンコーター
原料：塗布型ＳｉＯ2系被膜形成材料（ＳＯＧ）
回転数：１，０００〜６，０００ｒｐｍ
温度：４５０〜１，０００℃。
【００３２】
次に、ケイ素化合物層の表面（絶縁基板側とは反対側の表面）に、密着層を形成する。密着層は、スパッタリングなどの種々の蒸着手段を用いて、積層すればよい。この蒸着条件は、密着性を確保し、感温抵抗体の抵抗温度特性に悪影響を与えないような条件であれば、特に制約はない。密着層としてチタン（Ｔｉ）層を形成する場合であれば、たとえば、以下のような条件で蒸着を行うことができる。
【００３３】
蒸着手段：スパッタリング法
装置：マグネトロンスパッタリング装置
到達真空度：６．０×１０-5Ｐａ以下
成膜圧力：０．１〜２Ｐａ
ガス流量：１０〜１８０ＳＣＣＭ
成膜電力：４００〜１，４００Ｗ。
【００３４】
次に、密着層の表面（ケイ素化合物層側とは反対側の表面）に、スパッタリングなどの蒸着手段により、感温抵抗体を積層する。
このスパッタリングの際の真空度、圧力等の条件は、特に制限されないが、密着層を用いる場合には、密着層を形成した後、大気、酸素又は水分等に触れることなく抵抗体を連続成膜する必要がある。スパッタリングの際、導入ガスのアルゴンなどの不活性ガスには、酸素ガスを混合してもよい。不活性ガスへの酸素の混合量は、例えば標準状態で０．５〜３０体積％の範囲内とすることができ、好ましくは２〜２０体積％の範囲内である。０．５体積％未満であると、密着層を構成する金属原子の一部が感温抵抗体の内部に拡散し、その抵抗温度係数（ＴＣＲ）を低下させる。３０体積％以上であると、感温抵抗体を構成する結晶の内部に酸素が固溶するため、そのＴＣＲが低下する。
【００３５】
感温抵抗体として白金薄膜を形成する場合であれば、たとえば、以下のような条件で蒸
着を行うことができる。
蒸着手段：スパッタリング法
装置：マグネトロンスパッタリング装置
到達真空度：６．０×１０-5Ｐａ以下
成膜圧力：０．１〜０．８Ｐａ
ガス流量：１０〜１８０ＳＣＣＭ
成膜電力：４００〜１，４００Ｗ
成膜温度：室温〜２５０℃。
【００３６】
次に、得られた積層体（すなわち、絶縁基材、ケイ素化合物層、密着層および感温抵抗体を含む積層体）に対して、例えば９００℃〜１１００℃の範囲内でアニーリングを行うことで、薄膜センサ（たとえば、温度センサ）が得られる。
【００３７】
アニール温度が９００℃未満であると、薄膜センサ（たとえば、温度センサ）の抵抗温度係数が低下する傾向にある。また、１１００℃を越えると、薄膜センサ（たとえば、温度センサ）の表面状態が劣化する傾向にある。アニール時間は、例えば４時間以上とすることができる。アニール時間が４時間未満、すなわち短過ぎる場合には、感温抵抗体の抵抗値の経時変化率が大きくなる傾向にある。
【００３８】
感温抵抗体は、エッチング等の手段により、種々のパターンに成形されてもよい。例えば、エッチング法などにより、感温抵抗体を、幅が例えば５〜２５μｍで、全長が例えば４〜２３ｃｍの蛇行パターン形状に加工してもよい。
【００３９】
＜本発明における感温抵抗体の結晶の存在形態＞
本発明の薄膜センサ（たとえば、温度センサ）において、感温抵抗体を構成する結晶は、特定の配向を有する形態で存在する。本発明では、この配向の状態を、下述する「配向性」で規定する。本発明において、「配向性」とは、感温抵抗体の層の面垂直方向（ND方向）から１０°以内に配向している結晶（すなわち、前記感温抵抗体を構成する結晶）の（１１１）面の割合をいう。本発明の薄膜センサ（たとえば、温度センサ）においては、この割合が９０％以上であることが好ましい。なお、この「配向性」の値は、後述する実施例の欄に記載の方法により求められる値である。
【００４０】
一般的に、感温抵抗体の結晶状態は、感温抵抗体における温度上昇に伴う抵抗値の変化に影響を及ぼすことが知られている。結晶状態、特に結晶の粒径が大型化することにより、抵抗温度係数の勾配が上昇することが知られ、粒径の大型化は、薄膜センサ（たとえば、温度センサ）の感度を上昇させる手法の一つとして汎用されている。
【００４１】
一方、本発明においては、感温抵抗体を構成する結晶の存在形態に着目した。つまり、本発明者らは、結晶の存在形態、特に結晶の配向性を制御することで、感温抵抗体の抵抗温度係数が向上することを見出した。本発明のように配向性を制御することにより抵抗温度係数が向上する機構は定かではないが、結晶方位が特定の方向に揃うことにより、結晶の電気的特性が向上されることが考えられる。
【００４２】
なお、配向性の制御方法としては、単結晶基板上への成膜、熱処理による粒成長の促進などの方法が挙げられる。
また、感温抵抗体を構成する結晶は、繊維状配向組織を有し、該繊維状配向組織において、該結晶の（１１１）面が該感温抵抗体の層の面垂直方向を回転軸としていることが好ましい。このような組織を有することにより、より一層電気的特性が向上される。なお、この繊維状配向組織の観察には、組織観察に用いる種々の手法を用いて観察すればよく、例えば、下述のＥＢＳＰ評価装置を用いて観察してもよい。
【００４３】
なお、本発明において、結晶の配向性の評価は、ＥＢＳＤ（後方散乱電子回折パターン；Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｐａｔｔｅｒｎ）法を用いて行った。無機材料の結晶配構成の評価としては、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）が一般的に用いられているが、この装置では、結晶構造全体の平均的な情報しか得ることが出来ず、結晶構造を構成する個々の結晶粒の存在形態を評価することは出来ない。一方、個々の結晶粒の配向を評価するには、従来、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）が一般的に用いられているが、結晶構造に含まれる結晶粒について統計的な評価を行うのは、現実的に不可能である。
【００４４】
一方、ＥＢＳＤ評価装置を用いれば、個々の結晶粒の存在形態に係る評価を迅速に行うことができ、結晶粒径や粒度分布、結晶の配向性や歪計算などの評価が可能である。
また、感温抵抗体を構成する結晶の粒径は、好ましくは０．２μｍ以上、さらに好ましくは０．４μｍ以上であり、その上限値は、特に制限されないが、通常５．０μｍ程度である。なお、この「結晶粒径」の値は、後述する実施例の欄に記載の方法により求められる値である。
【００４５】
＜薄膜センサモジュール＞
次に、本発明の薄膜センサモジュール（たとえば、温度センサモジュール）について、説明する。本発明の温度センサモジュールは、測定対象となる物体や流体と熱的に接続される部材と、この部材と熱的に接続された上述の温度センサと、この温度センサと電気的に接続された部材とを有する。この構成を図２及び図３に例示する。
【００４６】
図２は、本発明の薄膜センサモジュール（たとえば、温度センサモジュール）を例示した概略図であり、図３は、本発明の薄膜センサモジュール（たとえば、温度センサモジュール）を例示した概略断面図であって、（ａ）は、平面縦断面図であり、（ｂ）は、側方縦断面図である。本発明の薄膜センサモジュール（たとえば、温度センサモジュール）２０は、ハウジング２２の内部に、フィンプレート２４と出力端子２６とが固着された薄膜センサ（たとえば、温度センサ）１０を有する。
【００４７】
ハウジング２２の材料としては、熱伝導性の低い材料であれば種々の材料を使用し得る。また、測定対象である物体や流体等に応じて、耐薬品性や耐油性を付与された材料も使用し得る。これらの特性を有する例としては、例えば、エポキシ樹脂やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等が挙げられる。また、薄膜センサモジュール（たとえば、温度センサモジュール）の形状は、薄膜センサモジュール（たとえば、温度センサモジュール）を適用する態様に応じて、種々の形態とすればよい。例えば、ハウジング２２は、図２及び図３（Ｂ）のように、出力端子２６が突出する第１大径部３４と、第１大径部３４と間隔を置いて下方に位置する第２大径部３６とを有し、第１大径部３４と第２大径部３６との間には、断熱用の空隙を形成するための切欠部３８を有していてもよい。なお、ハウジング２２は、この形態に限定されるものではない。
【００４８】
フィンプレート２４は、熱伝導性の良好な材料からなれば特に制約はなく、例えば、銅、アルミニウム、タングステン、ジュラルミン、銅−タングステン合金等からなる。また、フィンプレート２４は、薄膜センサモジュール（たとえば、温度センサモジュール）の適用に応じて、適宜種々の形状とすればよく、例えば、厚さ２００μｍ程度の薄板であってもよい。なお、フィンプレート２４と薄膜センサ（たとえば、温度センサ）１０との固着用の材料としては、熱導電性を有する材料であればいかなる材料をも用いることができ、例えば、銀ペーストが挙げられる。
【００４９】
出力端子２６は、導電性を有する材料からなるものであれば特に制約はなく、この材料としては、銅、アルミニウム等が挙げられる。出力端子２６は、ボンディングワイヤ３２を介して薄膜センサ（たとえば、温度センサ）１０と電気的に接続される。出力端子２６の形状は、図２では、樹脂ハウジング２の外部に、直線状に一列に並置されて突出し、かつ、前記直線状の列の一端から他端に向かって、樹脂ハウジング２からの突出長さが漸増（漸減）しているように示されるが、適用される形態に応じて種々の形状に成形されたものであればよい。なお、図２の形状を有することにより、薄膜センサモジュール（たとえば、温度センサモジュール）２０を上から押えるセンサ押圧板や、出力端子２６と接続されて回路を形成する流量検出回路基板の装着を、容易に行なうことができる。また、これらセンサ押圧板や流量検出回路基板の装着の際に薄膜センサモジュール（たとえば、温度センサモジュール）２０を痛めるおそれも小さくなる。
【００５０】
［実施例］
（実施例ａ１）
アルミナ基板（寸法：直径１００ｍｍの円盤、厚み：３８５μｍ）上に、以下の条件でスピンコート法により膜厚３００ｎｍのＳｉＯ2層を形成した。
【００５１】
装置：スピンコーター
原料：塗布型ＳｉＯ2系被膜形成材料
（東京応化工業（株）製、原料：ＯＣＤ（商品名）、シロキサン系材料）
回転数：１，０００ｒｐｍ×５ｓ→５，０００ｒｐｍ×３０ｓ
温度：６９５℃。
【００５２】
次に、このようにして形成されたＳｉＯ2層上に、金属チタン（純度９９．９９％）を
ターゲットとして、以下の条件でスパッタリングを行い、膜厚３０ｎｍのチタン層を形成させた。
【００５３】
装置：マグネトロンスパッタリング装置
到達真空度：６．０×１０-5Ｐａ未満
成膜圧力：０．８６Ｐａ
ガス流量：１８０ＳＣＣＭ［Ａｒ：Ｏ2＝１０：０（標準状態での体積比）］
成膜電力：１，０００Ｗ（ＤＣ）
成膜温度：２５０℃。
【００５４】
次に、このようにして形成されたチタン層上に、白金（純度９９．９％）をターゲットとして、以下の条件でスパッタリングを行い、膜厚４００ｎｍの感温抵抗体を形成させた。
【００５５】
装置：マグネトロンスパッタリング装置
到達真空度：６．０×１０-5Ｐａ未満
成膜圧力：０．１８Ｐａ
ガス流量：１０ＳＣＣＭ［Ａｒ：Ｏ2＝９：１（標準状態での体積比）］
成膜電力：５００Ｗ（ＲＦ）
成膜温度：２５０℃。
【００５６】
このようにして製造された積層体１について、下述の抵抗温度係数（ＴＣＲ）、結晶粒径、配向性および密着性の測定を行った。結果を表１に示す。
（比較例ａ１）
ＳｉＯ2層を形成しなかった以外は実施例ａ１と同様の方法で積層体２を製造した。
【００５７】
（実施例ｂ１）
上記の積層体１を、大気雰囲気下、１，０００℃で４時間、熱処理し、温度センサ１を得た。この温度センサ１について、下述の抵抗温度係数（ＴＣＲ）、結晶粒径、配向性、（１１１）面に関する極点図および密着性の測定を行った。結果を表１に示す。
【００５８】
（実施例ｂ２）
積層体１を、大気雰囲気下、９００℃で４時間、熱処理し、温度センサ２を得た。この温度センサ２について、下述の抵抗温度係数（ＴＣＲ）、結晶粒径、配向性および密着性の測定を行った。結果を表１に示す。
【００５９】
（実施例ｂ３）
積層体１を、アルゴン雰囲気下、１，０００℃で４時間、熱処理し、温度センサ３を得た。この温度センサ３について、下述の抵抗温度係数（ＴＣＲ）、結晶粒径、配向性、（１１１）面に関する極点図および密着性の測定を行った。結果を表１に示す。
【００６０】
（比較例ｂ１）
積層体２を、大気雰囲気下、８００℃で４時間、熱処理し、温度センサ４を得た。この温度センサ４について、下述の抵抗温度係数（ＴＣＲ）、結晶粒径、配向性および密着性の測定を行った。結果を表１に示す。
【００６１】
＜結晶粒径＞
対象となる積層体及び温度センサの縦断面を研磨及び集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いて平滑にした。この平滑にされた縦断面について、ＥＢＳＤ評価装置（ＯＩＭ  Ａｎａｌｙｓｉｓ、株式会社ＴＳＬソリューションズ社製）を搭載したＦＥ銃型の走査型電子顕微鏡（ＪＳＭ−６７００Ｆ又はＪＳＭ−７０００Ｆ、日本電子株式会社製）および付属のＥＢＳＤ解析装置を用いて、ＥＢＳＤ法に準じて、結晶状態のパターンの画像データを得た。この画像データについて、ＥＢＳＤ解析プログラム（ＯＩＭ  Ａｎａｌｙｓｉｓ、同上）の分析メニュー「Ｇｒａｉｎ  Ｓｉｚｅ」を選択し、結晶回転角が５°以上の結晶粒を観察し、結晶粒径（μｍ）を算出した。なお、結晶粒径については、双晶粒界を示すΣ３粒界を粒内欠陥と考慮して算出した。
【００６２】
＜抵抗温度係数（ＴＣＲ）の測定＞
対象となる積層体及び温度センサについて、比電気抵抗ρ−Ｔ特性の測定から、抵抗温度係数ＴＣＲを測定した。
【００６３】
なお、本発明において、抵抗温度係数とは、以下の（式１）で示される値を言う。
（式１）：α＝（１／Ｒ）×（ｄＲ／ｄＴ）×１０6
α：抵抗温度係数（ｐｐｍ／℃）
Ｔ：任意の絶対温度（Ｋ）
Ｒ：Ｔ（Ｋ）におけるゼロ負荷抵抗値（Ω）。
【００６４】
＜配向性＞
上述のように製造された積層体及び温度センサの縦断面を、研磨及び集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いて平滑にした。ＥＢＳＤ評価装置（ＯＩＭ  Ａｎａｌｙｓｉｓ、株式会社ＴＳＬソリューションズ社製）を搭載したＦＥ銃型の走査型電子顕微鏡（ＪＳＭ−６７００Ｆ又はＪＳＭ−７０００Ｆ、日本電子株式会社製）および付属のＥＢＳＤ解析装置を用いて、この平滑にされた縦断面について、ＥＢＳＤ法に準じて、結晶状態のパターンの画像データを得た。この画像データを、ＥＢＳＤ解析プログラム（ＯＩＭ  Ａｎａｌｙｓｉｓ、同上）の分析メニュー「Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ」を選択し、積層体又は温度センサの「ＮＤ方向」と、感温抵抗体の白金結晶の（１１１）面方位とのずれが
１０度以内にある結晶粒の全結晶粒に対する割合を算出する条件で解析し、この割合を、「配向性」とした。なお、粒回転角が５°以上にあるものを結晶粒界とし、５°以内である集合体をひとつの結晶粒として認定した。
【００６５】
＜（１１１）面に関する極点図＞
上記の「配向性」と同様に、感温抵抗体の白金結晶の（１１１）面に関して、ＥＢＳＰ解析プログラム（ＯＩＭ  Ａｎａｌｙｓｉｓ、同上）の分析メニュー「Pole figure」を
選択して、（１１１）面に関する極点図を得た。
【００６６】
＜密着性＞
上述のように製造された積層体及び温度センサのそれぞれについて、以下のワイヤープルテスト方法により、絶縁基板と感温抵抗体との密着性を評価した。
＊ワイヤープルテスト方法
薄膜チップ（薄膜センサ）の金電極パッド（１８）上に、金線（２５μｍφ）を接合（ボンディング）させた。その後、室温にて、薄膜チップの垂直方向に１０ｇ重程度の力で金線を引っ張った。評価基準は以下のとおりである。
【００６７】
ＡＡ・・・金電極パッドおよび感温抵抗体は金線から剥離せず、金線が破断した。
ＣＣ・・・金電極パッドおよび感温抵抗体は金線から剥離した。
【００６８】
【表１】
2007243173.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明による薄膜センサ（たとえば、温度センサ）（薄膜チップ）の概略図である。
【図２】本発明による薄膜センサモジュール（たとえば、温度センサモジュール）を例示した概略図である。
【図３】本発明による薄膜センサモジュール（たとえば、温度センサモジュール）を例示した概略断面図であって、（ａ）は、平面縦断面図であり、（ｂ）は、側方縦断面図である。
【図４】実施例ａ１で得た積層体１の感温抵抗体における（１１１）面に関する極点図を示す。
【図５】実施例ｂ１で得た温度センサ１の感温抵抗体における（１１１）面に関する極点図を示す。
【図６】実施例ｂ３で得た温度センサ３の感温抵抗体における（１１１）面に関する極点図を示す。
【符号の説明】
【００７０】
１０    薄膜センサ（薄膜チップ）（たとえば、温度センサ）
１１    絶縁基板
１２    ケイ素化合物層
１３    密着層
１４    感温抵抗体
１６    保護膜
１８    ボンディングパッド
２０    薄膜センサモジュール（たとえば、温度センサモジュール）
２２    ハウジング
２４    フィンプレート
２６    出力端子
３２    ボンディングワイヤ
３４    第１大径部
３６    第２大径部
３８    切欠部
【図１】
2007243173.tif 000004
【図２】
2007243173.tif 000005
【図３】
2007243173.tif 000006
【図４】
2007243173.tif 000007
【図５】
2007243173.tif 000008
【図６】
2007243173.tif 000009