DE10010020A1 - Fließsensor und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Fließsensor und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fließsensor, welcher eine Fließgeschwindigkeit in einem weiten Bereich einschließlich eines Bereichs einer hohen Fließgeschwindigkeit mit einer einfachen Struktur erfassen kann. Ein Fließsensor enthält ein Substrat mit einem hohlen Teil und einen Dünnschichtstrukturteil, der über dem hohlen Teil vorgesehen ist. Der Dünnschichtstrukturteil ist mit einem Heizkörper, welcher in einem mittleren Teil gebildet ist, stromauf und stromab befindlichen Temperaturdetektoren, welche die Temperatur des Fluids erfassen, einem Fluidthermometer, welches die Temperatur des Fluids erfasst, und thermischen Kopplungsschichten versehen, welche auf dem Substrat an einem Teil zwischen dem Heizkörper und beiden Temperaturdetektoren vorgesehen sind. Entsprechend dieser Struktur erhöhen die thermischen Kopplungsschichten die thermische Kopplung zwischen dem Heizkörper und den Temperaturdetektoren. Dementsprechend kann verhindert werden, dass die Temperatur des stromauf befindlichen Temperaturdetektors etwa auf die Temperatur des Fluids abfällt und es kann die Fließgeschwindigkeit erhöht werden.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fließ- bzw.
Durchflußsensoren und insbesondere auf einen Fließsensor,
welcher die Fließgeschwindigkeit eines Fluids erfaßt, und
auf ein entsprechendes Herstellungsverfahren.
Es sind Fließsensoren, welche die Fließgeschwindigkeit
eines entlang einem Heizkörper fließenden Fluids erfassen,
und ein Temperaturdetektor bekannt. Diese Art eines Fließ
sensors ist im allgemeinen mit dem Heizkörper und dem Tem
peraturdetektor versehen, wobei jedes Gerät aus einer
Schichtstruktur auf einem Halbleitersubstrat gebildet ist
(JP-B-6-43906, JP-A-7-174600 oder JP-A-9-243423).
Fig. 11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fließ
sensors nach dem Stand der Technik. Ein hohler Teil 7 ist
in einem Substrat 1 vorgesehen; und ein Dünnschichtstruk
turteil 2 ist über dem hohlen Teil 7 derart vorgesehen,
dass der Dünnschichtstrukturteil 2 den hohlen Teil 7 über
brückt. In dem Dünnschichtstrukturteil 2 ist ein Heizkörper
3 in einem Mittelteil gebildet, und es sind ein stromauf
befindlicher Temperaturdetektor (upper stream temperature
detector) 5 und ein stromab befindlicher Temperaturdetektor
(lower stream temperature detector) 6 an beiden Randseiten
gebildet. Ein Fluidthermometer 4, welches die Temperatur
des Fluids erfasst, ist auf dem Substrat 1 an einem Teil
gebildet, wo ein unterschiedlicher Teil des Dünnschicht
strukturteils 2 vorhanden ist und wo eine stromauf befind
liche Seite des Fluids vorhanden ist, welche in Fig. 11
durch einen Pfeil dargestellt ist.
Bei dieser Art von Sensor wird das Heizkörper derart
betrieben, dass das Heizkörper eine bestimmte Temperatur
besitzt, die um eine vorbestimmte Temperatur größer als die
Fluidtemperatur ist, welche von dem Fluidthermometer 4 er
fasst wird. Die Temperatur des stromauf befindlichen Tempe
raturdetektors 5 fällt als Ergebnis eines Wärmeverlusts in
folge des Fluidflusses entlang dem stromauf befindlichen
Temperaturdetektor 5; wohingegen die Temperatur des stromab
befindlichen Temperaturdetektors 6 infolge der von dem
Heizkörper 3 erzeugten Wärme ansteigt. Die Fließgeschwin
digkeit des Fluids wird auf der Grundlage einer Temperatur
differenz zwischen dem stromauf befindlichen Temperaturde
tektor 5 und dem stromab befindlichen Temperaturdetektor 6
gemessen (erfasst).
Bei dem Fließsensor mit der oben beschriebenen Struktur
ändert sich jede der Temperaturen des stromauf befindlichen
Temperaturdetektors 5 und des stromab befindlichen Tempera
turdetektors 6 bezüglich der Fließgeschwindigkeit wie in
Fig. 12A dargestellt; und es ändert sich die Temperaturdif
ferenz zwischen dem stromauf befindlichen Temperaturdetek
tor 5 und dem stromab befindlichen Temperaturdetektor 6 be
züglich der Fließgeschwindigkeit wie in Fig. 12B darge
stellt. Aus Fig. 12B ergibt sich eine Charakteristik mit
einer guten Linearität in einem Bereich einer niedrigen
Fließgeschwindigkeit; jedoch wird die Linearität in einem
Bereich einer hohen Fließgeschwindigkeit schlechter. Der
Grund dafür ist in folgendem zu sehen. Da der Dünnschicht
strukturteil 2 eine äußerst geringe thermische Kapazität
besitzt, kühlt sich die Temperatur des stromauf befindli
chen Temperaturdetektors 5 etwa auf die Temperatur des
Fluids ab, wenn die Fließgeschwindigkeit ansteigt, so dass
ein Änderungsverhältnis der Temperatur bezüglich der Fließ
geschwindigkeit sich verringert, und ein Abkühlen des der
Temperatur des stromab befindlichen Temperaturdetektors
durch das Fluid übersteigt ein Aufheizen durch den Heizkör
per 3. Als Ergebnis verringert sich die Temperaturdiffe
renz, wenn die Fließgeschwindigkeit ansteigt.
Um ein Verringern der Empfindlichkeit in dem Bereich
einer hohen Fließgeschwindigkeit zu verhindern, werden in
der JP-B-6-68451 oder der JP-B-4-74672 einige Gegenmaßnah
men vorgeschlagen. Entsprechend einer in der JP-B-6-68451
vorgeschlagenen Gegenmaßnahme wird der Dünnschichtstruktur
teil aus einer metallischen Schicht mit einer äußerst hohen
thermischen Kapazität gebildet, um eine Erfassung in dem
Bereich einer hohen Fließgeschwindigkeit zu ermöglichen.
Andererseits wird entsprechend einer in der JP-B-4-74672
vorgeschlagenen Gegenmaßnahme der Temperaturerfassungsteil
auf dem Heizkörper mit einer dazwischen angeordneten Iso
lierschicht aufgeschichtet, um eine Erfassung in dem Be
reich einer hohen Fließgeschwindigkeit zu ermöglichen.
Entsprechend dieser Gegenmaßnahmen kann jedoch eine
kompliziert aufgebaute Struktur entstehen, da sie die lami
nierte Struktur auf den Heizkörper, den Temperaturdetektor
und die metallische Schicht mit einer äußerst hohen thermi
schen Kapazität anwenden oder die laminierte Struktur auf
den Heizkörper und den Temperaturdetektor anwenden. Des
weiteren kann ein Verfahren zur Herstellung dieser Art ei
nes Strukturkörpers ebenfalls kompliziert ausgestaltet wer
den. Des weiteren ist es in dem Fall, bei welchem eine der
artige laminierte bzw. geschichtete Struktur verwendet
wird, insbesondere wenn der Heizkörper und der Temperatur
detektor aus metallischen Schichten gebildet sind und zwei
Schichten von metallischen Schichten bzw. Filmen in dem
Strukturkörper gebildet werden, schwierig eine Verwölbung
des Strukturkörpers infolge einer Druckverteilung zu steu
ern. Des weiteren wird ein thermischer Druck bzw. eine
thermische Spannung in dem Strukturkörper erzeugt, da sich
die Verwölbung infolge einer Differenz eines thermischen
Ausdehnungskoeffizienten zwischen jedem Material ändert,
wenn sich die Temperatur des Strukturkörpers ändert. Wenn
daher ein Abkühlungs-/Erwärmungszyklus wiederholt auf den
Strukturkörper als Ergebnis, des Einschaltens/Ausschaltens
einer Energiezufuhr oder eines diskontinuierlichen Ein
schaltens wiederholt angewandt wird, kann sich die Zuver
lässigkeit des Strukturkörpers verringern.
Die vorliegende Erfindung basiert auf dem soweit be
schriebenen technischen Hintergrund, und es ist Aufgabe der
vorliegenden Erfindung eine Erfassung der Fließgeschwindig
keit in einem weiten Bereich einschließlich eines Bereichs
einer hohen Fließgeschwindigkeit mit einer einfachen Struk
tur zu ermöglichen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der
nebengeordneten unabhängigen Ansprüche.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist eine ther
mische Kopplungsschicht auf dem Substrat an einem Teil zwi
schen dem Heizkörper und dem Temperaturdetektor gebildet,
um eine thermische Kopplung dazwischen zu erhöhen. Dement
sprechend kann verhindert werden, dass die Temperatur des
Temperaturdetektors auf etwa die Temperatur des Fluids ab
fällt, und daher kann die Fließgeschwindigkeit in einem
weiten Bereich einschließlich des Bereichs einer hohen
Fließgeschwindigkeit erfasst werden.
Entsprechend einem anderen Gesichtspunkt der vorliegen
den Erfindung besitzt ein Temperaturdetektor eine vorbe
stimmte Struktur, so dass wenigstens ein Teil des Tempera
turdetektors innerhalb der Struktur des Heizkörpers einge
schlossen bzw. davon umgeben ist. Dementsprechend kann ver
hindert werden, dass die Temperatur des Temperaturdetektors
auf etwa die Temperatur des Fluids abfällt, und daher kann
die Fließgeschwindigkeit in einem weiten Bereich ein
schließlich des Bereichs einer hohen Fließgeschwindigkeit
erfasst werden.
Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Be
schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
In der Zeichnung sind dieselben Teile oder entspre
chende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen, um eine
redundante Erklärung zu vermeiden.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fließ
sensors einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Er
findung;
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht des Fließsensors
entlang Linie II-II von Fig. 1;
Fig. 3A-3D zeigen Querschnittsansichten, welche je
den Schritt des Verfahrens der Herstellung des in Fig. 1
und 2 dargestellten Fließsensors veranschaulichen;
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen modifizierten
Fließsensor der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf einen Fließsensor ei
ner zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ther
misch sensitiven Fließsensors einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7A-7C zeigen Querschnittsansichten, welche je
den Schritt des Verfahrens der Herstellung des in Fig. 6
dargestellten Fließsensors veranschaulichen;
Fig. 8 zeigt einen Graphen, welcher eine Beziehung zwi
schen der Fließgeschwindigkeit und der Temperaturdifferenz
zwischen einem Fluidthermometer 4 und einem stromauf be
findlichen Temperaturdetektor 5 veranschaulicht;
Fig. 9A zeigt eine Draufsicht auf einen thermisch sen
sitiven Fließsensor einer vierten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung;
Fig. 9B zeigt eine vergrößerte Draufsicht von Fig. 9A;
Fig. 10A zeigt eine Draufsicht auf einen thermisch sen
sitiven Fließsensor einer fünften Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung;
Fig. 10B zeigt eine vergrößerte Draufsicht von Fig.
10A;
Fig. 11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ther
misch sensitiven Fließsensors nach dem Stand der Technik;
Fig. 12A zeigt einen Graphen, welcher Beziehungen zwi
schen der Fließgeschwindigkeit und der Temperatur eines
stromauf befindlichen Temperaturdetektors und zwischen ei
ner Fließgeschwindigkeit und der Temperatur eines stromab
befindlichen Temperaturdetektors veranschaulicht; und
Fig. 12B zeigt einen Graphen, welcher Beziehungen zwi
schen der Fließgeschwindigkeit und der Temperaturdifferenz
zwischen dem stromauf befindlichen Temperaturdetektor und
dem stromab befindlichen Temperaturdetektor veranschau
licht.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ther
misch sensitiven Fließsensors einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und Fig. 2 zeigt eine Quer
schnittsansicht des Fließsensors entlang Linie II-II von
Fig. 1.
Ein hohler Teil 7 ist in einem Substrat 1 vorgesehen;
und ein Dünnschichtstrukturteil 2 ist über dem hohlen Teil
7 derart vorgesehen, dass der Dünnschichtstrukturteil 2 den
hohlen Teil 7 überbrückt. In dem Dünnschichtstrukturteil 2
ist ein Heizkörper 3 in einem mittleren Teil gebildet, und
es sind ein stromauf befindlicher Temperaturdetektor 5
(upper stream temperature detector) und ein stromab befind
licher Temperaturdetektor 6 (lower stream temperature de
tector) an beiden Randseiten gebildet. Ein Fluidthermometer
4 zum Erfassen der Temperatur, des Fluids ist auf dem
Substrat 1 an einem Teil einer stromauf befindlichen Seite
des Fluids gebildet, wo ein unterschiedlicher Teil zu dem
Dünnschichtstrukturteil 2 befindlich ist, was in Fig. 1
durch einen Pfeil dargestellt ist.
Des weiteren sind wie in Fig. 1 und 2 dargestellt
thermische Kopplungsschichten 10 auf dem Substrat an Teilen
vorgesehen, wo sie jeweils zwischen dem Heizkörper 3 und
dem stromauf befindlichen Temperaturdetektor (dem ersten
Detektor 5) und zwischen dem Heizkörper 3 und dem stromab
befindlichen Temperaturdetektor (dem zweiten Detektor) 6
befindlich sind. Die thermische Kopplungsschicht 10 ist aus
einer Platinschicht (Pt-Schicht) gebildet, wobei der Heiz
körper 3 und die Temperaturdetektoren 5 und 6 aus demselben
Material gebildet sind. Die thermische Kopplungsschicht 10
ist entlang dem Heizkörpers und den Temperaturdetektoren 5
und 6 gebildet. Bei dieser Ausführungsform sind die Tempe
raturdetektoren 5 und 6 derart gebildet, dass sie wechsel
weise gewunden sind. Die thermische Kopplungsschicht 10 be
sitzt eine Kammform, um jeden benachbarten Windungsteil der
Temperaturdetektoren 5 und 6 auszufüllen.
Bei dieser Art von Sensor wird der Heizkörper derart
betrieben, dass das Heizkörper eine bestimmte Temperatur
besitzt, welche um eine vorbestimmte Temperatur größer als
eine Fluidtemperatur ist, die von dem Fluidthermometer 4
erfasst wird. Die Temperatur des stromauf befindlichen Tem
peraturdetektors fällt als Ergebnis eines Wärmeverlusts in
folge der Fluidflüsse entlang dem stromauf befindlichen
Temperaturdetektor 5 ab; und die Temperatur des stromab be
findlichen Temperaturdetektors 6 steigt infolge der von dem
Heizkörper 3 erzeugten Wärme an. Die Fließgeschwindigkeit
des Fluids wird auf der Grundlage einer Temperaturdifferenz
zwischen dem stromauf befindlichen Temperaturdetektor 5 und
dem stromab befindlichen Temperaturdetektor 6 gemessen.
Da bei dieser Ausführungsform die thermischen Kopp
lungsschichten 10 vorgesehen sind, ist eine thermische
Kopplung zwischen dem Heizkörper 3 und dem stromauf befind
lichen Temperaturdetektor 5 intensiviert (sie wird stär
ker), und die thermische Kopplung zwischen dem Heizkörper 3
und dem stromab befindlichen Temperaturdetektor 6 ist eben
falls intensiviert. Dementsprechend kann verhindert werden,
dass die Temperatur des stromauf befindlichen Temperaturde
tektors 5 auf etwa die Temperatur des Fluids abfällt. Des
weiteren kann eine bestimmte Fließgeschwindigkeit erhöht
werden, bei welcher die Kürzung des stromab befindlichen
Temperaturdetektors 6 infolge des Fluidflusses eine Erwär
mung durch das Heizkörper 3 überschreitet. Daher kann die
Fließgeschwindigkeit in einem weiten Bereich einschließlich
eines Bereichs einer hohen Fließgeschwindigkeit erfasst
werden.
Als nächstes wird ein Verfahren der Herstellung des
oben beschriebenen Fließsensors unter Bezugnahme auf
Fig. 3A-3D erklärt.
Es wird ein Halbleitersubstrat (Siliziumsubstrat) 1 be
reitgestellt. Eine untere Schicht 8 wird auf dem Halblei
tersubstrat 1 gebildet. Diese untere Schicht 8 ist aus zwei
Isolierschichten gebildet, wobei eine Si3N4-Schicht und ei
ne SiO2-Schicht aufeinandergeschichtet sind, so dass eine
in der unteren Schicht 8 gebildete innere Spannung freige
setzt wird. Danach wird eine Platinschicht mit einer Dicke
von 200 nm (2000 Å) auf die untere Schicht 8 bei 200°C als
Schicht aufgetragen, welche den Heizkörper 3, das
Fluidthermometer 4, die thermische Kopplungsschicht 10 und
die Temperaturdetektoren 5 und 6 bildet. Dabei wird eine
Titanschicht (Ti-Schicht) mit einer Dicke von 5 nm (50 Å)
als Bondschicht zwischen der Pt-Schicht und der unteren
Schicht 8 aufgetragen. Danach werden der Heizkörper 3, das
Fluidthermometer 4, die thermische Kopplungsschicht 10, die
Temperaturdetektoren 5 und 6 und ein Elektrodenaufnahmeteil
15 durch Ätzen in vorbestimmte Formen strukturiert.
Eine aus zwei Schichten gebildete obere Schicht 9, in
welcher eine Si3N4-Schicht und eine SiO2-Schicht aufge
schichtet sind, wird auf der unteren Schicht 8 und der Pt-
Schicht in gleicher Weise die die untere Schicht 8 gebil
det. Danach werden durch Ätzen von vorbestimmten Teilen
Öffnungen gebildet, wo der hohle Teil 7, der Heizkörper 3,
das Fluidthermometer 4, dies Temperaturdetektoren 5 und 6
und der Elektrodenaufnahmeteil 15 zu bilden sind.
Nach dem Auftragen einer Goldschicht (Au-Schicht) mit
einer Dicke von 500 nm (5000 Å) auf der gesamten Oberfläche
des Siliziumsubstrats 1 wird ein Ätzen bezüglich der Au-
Schicht durchgeführt, um eine Ätzsschutzschicht 16 zu bil
den, welche den Elektrodenaufnahmeteil 15 bedeckt. Die Ätz
schutzschicht 16 wird zum Schutz des Elektrodenaufnahme
teils 15 vor einen in dem nächsten Schritt zu verwendenden
Siliziumätzmittel und zum Erhöhen einer Haftfähigkeit be
züglich einer Au-Schicht verwendet, wenn die Au-Schicht als
externer Draht verwendet wird.
Der hohe Teil 7 wird unter Verwendung eines anisotropen
Ätzens unter Verwendung einer TMAH-Lösung von einer Haupt
oberflächenseite des Siliziumsubstrats 1 her gebildet. Auf
diese Arten wird der in Fig. 1 und 2 dargestellte Fließ
sensor gebildet.
Da bei diesem Fließsensor die thermischen Kopplungs
schichten 10 sowohl zwischen dem Heizkörper 3 und dem
stromauf befindlichen Temperaturdetektor 5 als auch zwi
schen dem Heizkörper 3 und dem stromab befindlichen Tempe
raturdetektor 6 gebildet sind, wird die thermische Kopplung
zwischen dem Heizkörper 3 und beiden Temperaturdetektoren 5
und 6 erhöht. In diesem Fall werden der Heizkörper 3, die
Temperaturdetektoren 5 und 6 und die thermische Kopplungs
schicht 10 aus einem gemeinsamen Material gebildet und in
einem gemeinsamen Schritt zur selben Zeit hergestellt. Da
her kann dieser Fließsensor ohne einen zusätzlichen spezi
ellen Schritt hergestellt werden. Da lediglich eine metal
lische Schicht in dem Strukturkörper des Dünnschichtstruk
turteils 2 verwendet wird, kann des weiteren eine Druck-
bzw. Spannungssteuerung vereinfacht werden. Konkret darge
stellt, der Strukturkörper wird stark bzw. widerstandsfähig
gegenüber thermischem Druck bzw. einer thermischen Span
nung, da eine Verwölbung infolge einer Temperaturänderung
durch Anordnen der Platinschicht hinreichend verhindert
werden kann, welche den Heizkörper 3 und die Temperaturde
tektoren 5 und 6 bildet, an einem im wesentlichen mittleren
Teil der Schichtstruktur und durch symmetrisches Anordnen
der unteren Schicht 8 und der oberen Schicht 9 bezüglich
der Platinschicht (darauf und darunter).
Es können dabei Polysilizium, NiCr, TaN, SiC, W oder
dergleichen anstelle von Platin als die Schicht verwendet
werden, welche den Heizkörper 3, das Fluidthermometer 4,
die thermische Kopplungsschicht 10 und die Temperaturdetek
toren 5 und 6 bildet. Des weiteren kann eine aus TiO2,
Al2O3, Ta2O2, MgO usw. gebildete einzige Schicht oder eine
Vielfachschicht einschließlich einer Schicht davon als die
untere Schicht 8 und die obere Schicht 9 verwendet werden,
solange wie sie den Heizkörper 3 usw. schützen kann. Des
weiteren kann die Ätzschutzschicht 16 aus einem anderen Ma
terial als Gold gewählt werden, solange wie die Schicht ei
ne Beständigkeit gegenüber dem Ätzmittel und eine Haftfä
higkeit zwischen der Verbindungsverdrahtung besitzt. Dabei
kann die Ätzschutzschicht 16 weggelassen werden, wenn der
bloßgelegte Elektrodenaufnahmeteil 15 eine Beständigkeit
gegenüber dem Ätzmittel besitzt. Der hohle Teil 7 kann
durch ein anderes Ätzen als dem anisotropen Ätzen unter
Verwendung der TMAH-Lösung gebildet werden, solange wie der
hohle Teil 7 gebildet wird.
Bei dieser Ausführungsform sind die thermischen Kopp
lungsschichten 10 sowohl zwischen dem Heizkörper 3 und dem
stromauf befindlichen Temperaturdetektor 5 als auch zwi
schen dem Heizkörper 3 und dem stromab befindlichen Tempe
raturdetektor 6 vorgesehen. Jedoch können wie in Fig. 4
dargestellt die thermischen Kopplungsschichten 10 an beiden
Seiten des Heizkörpers 3 an dem Dünnschichtstrukturteil 2
vorgesehen sein, und die Temperaturdetektoren 5 und 6 kön
nen an der inneren Seite der thermischen Kopplungsschichten
10 angeordnet sein. Mit anderen Worten, die thermische
Kopplungsschicht 10 kann auf einem anderen Bereich als dem
jenigen gebildet werden, an dem die Temperaturdetektoren 5
und 6 zu bilden sind. Entsprechend dieser Modifizierung
kann die thermische Kopplung zwischen dem Heizkörper 3 und
den beiden Temperaturdetektoren 5 und 6 weiter intensiviert
werden.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf einen Fließsensor ei
ner zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei
dieser Ausführungsform sind der Heizkörper 3 und die Tempe
raturdetektoren 5 und 6 derart angeordnet, dass Teile der
Temperaturdetektoren 5 und 6 zwischen benachbarten Teilen
des Heizkörpers 3 angeordnet sind. D. h. der Heizkörper 4
sowie die Temperaturdetektoren 5 und 6 sind jeweils zu ei
ner abwechselnden bzw. wechselweisen Wicklung gebildet. Mit
anderen Worten, der Heizkörper 3 besitzt zwei U-förmige
Teile, und jeder der Temperaturdetektoren 5 und 6 besitzt
einen U-förmigen Teil, von denen jeder mit einem der zwei
U-förmigen Teile des Heizkörpers 3 ineinandergreift (oder
ihm gegenübersteht).
Dementsprechend kann verhindert werden, dass die Tempe
raturen der Temperaturdetektoren 5 und 6 auf etwa die Tem
peratur des Fluids abfallen, sogar wenn das Fluid mit einer
hohen Geschwindigkeit fließt. Wenn der gesamte Teil der
Temperaturdetektoren 5 und 6 in der Struktur des Heizkör
pers 3 enthalten ist, kann die Fließgeschwindigkeit in ei
nem weiten Bereich einschließlich dem Bereich einer hohen
Fließgeschwindigkeit mit einer sehr hohen Empfindlichkeit
erfasst werden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde der
Betrieb für den Fall beschrieben, bei welchem das Fluid von
der Seite des stromauf befindlichen Temperaturdetektors 5
zu der Seite des stromab befindlichen Temperaturdetektors 6
fließt und bei welchem die Fließgeschwindigkeit auf der
Grundlage der Temperaturdifferenz zwischen dem stromauf be
findlichen Temperaturdetektor 5 und dem stromab befindli
chen Temperaturdetektor 6 gemessen wird, wenn der Heizkör
per 3 auf eine bestimmte Temperatur gesteuert wird, die um
eine vorbestimmte Temperatur größer als die von dem
Fluidthermometer 4 erfaßte Fluidtemperatur ist. Jedoch
tritt eine Temperaturdifferenz zwischen dem stromauf be
findlichen Temperaturdetektor 5 und dem stromab befindli
chen Temperaturdetektor 6 sogar dann auf (in diesem Fall
ist die von dem stromauf befindlichen Temperaturdetektor 5
erfasste Temperatur größer als die von dem stromab befind
lichen Temperaturdetektor 6 erfasste Temperatur), wenn das
Fluid von der Seite des stromab befindlichen Temperaturde
tektors 6 zu der Seite des stromauf befindlichen Tempera
turdetektors 5 rückwärts gerichtet fließt. Daher kann bei
diesem Fließsensor die Fließgeschwindigkeit und eine Rich
tung des Fluids auf der Grundlage der Temperaturen erfasst
werden, welche sowohl von dem stromauf befindlichen Tempe
raturdetektor 5 als auch dem stromab befindlichen Tempera
turdetektors 6 erfasst werden.
Des weiteren sind die Temperaturdetektoren 5 und 6 an
beiden Seiten des Heizkörpers 3 bei den obigen Ausführungs
formen vorgesehen, jedoch kann der Temperaturdetektor le
diglich an einer Seite des Heizkörpers 3 vorgesehen sein,
um die Fließgeschwindigkeit zu erfassen. Es kann eine in
einem Diaphragma gebildete Dünnschichtstruktur anstelle der
Schichtstruktur verwendet werden, die in der über dem hoh
len Teil 7 vorgesehenen Brücke gebildet ist. Diese Modifi
zierungen werden bezüglich der folgenden Ausführungsform
erklärt.
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ther
misch sensitiven Fließsensors einer dritten Ausführungs
form; und Fig. 7C zeigt eine Querschnittsansicht des Fließ
sensors entlang Linie VII-VII von Fig. 6. Bei dieser Aus
führungsform ist wie oben kurz beschrieben der Temperatur
detektor (der stromauf befindliche Temperaturdetektor 5)
lediglich an einer Seite des Heizkörpers 3 der ersten Aus
führungsform vorgesehen, und des weiteren ist der Dünn
schichtstrukturteil 2 durch eine in einem Diaphragma gebil
dete Dünnschichtstruktur unter Bereitstellung des hohlen
Teils 7 an einer Rückseitenoberfläche des Siliziumsubstrats
1 konstruiert.
Bei dieser Ausführungsform ist in dem Fall, bei welchem
der Heizkörper 3 derart gesteuert wird, das er eine be
stimmte Temperatur besitzt, die um eine vorbestimmte Tempe
ratur größer als die durch das Fluidthermometer 4 erfasste
Fluidtemperatur ist, eine Temperaturdifferenz zwischen dem
Fluidthermometer 4 und dem stromauf befindlichen Tempera
turdetektor 5 in eine Vorwärtsrichtung (die durch einen
Pfeil in Fig. 6 angezeigte Richtung) klein, da Wärme von
dem stromauf befindlichen Temperaturdetektor 5 abgestrahlt
wird, während eine Temperaturdifferenz zwischen dem
Fluidthermometer 4 und dem stromauf befindlichen Tempera
turdetektor 5 in eine Rückwärtsrichtung (die entgegenge
setzte Richtung des Pfeils von Fig. 6) groß ist, da Wärme
auf den stromauf befindlichen Temperaturdetektor übertragen
wird. Daher werden bei dieser Ausführungsform die Fließge
schwindigkeit und die Richtung des Fluids auf der Grundlage
der Temperaturdifferenz zwischen dem Fluidthermometer 4 und
dem stromauf befindlichen Temperaturdetektor 5 erfasst.
Der thermisch sensitive Fließsensor dieser Ausführungs
form kann ebenfalls die Fließgeschwindigkeit und die Rich
tung des Fluids erfassen, da die thermische Kopplungs
schicht 10 zwischen dem stromauf befindlichen Temperaturde
tektor 5 und dem Heizkörper 3 vorgesehen ist.
Fig. 7A-7C zeigen Querschnittsansichten, welche je
den Schritt des Verfahrens der Herstellung des Fließsensors
veranschaulichen. Jeder Schritt ist im wesentlichen der
gleiche wie bei der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme
der folgenden Punkte: der stromauf befindliche Temperatur
detektor 5 wird lediglich an einer Seite des Heizkörpers 3
gebildet; und der hohle Teil 7 wird auf der Rückseitenober
fläche des Siliziumsubstrats 1 durch Ätzen von der Rücksei
tenoberfläche des Siliziumsubstrats 1 her gebildet. Konkret
dargestellt wird wie in Fig. 7A veranschaulicht die untere
Schicht 8 auf dem Siliziumsubstrat 1 gebildet; es wird die
Platinschicht auf der unteren Schicht 8 aufgetragen; und es
wird die untere Schicht 8 zur Bildung des Heizkörpers 3,
des Fluidthermometers 4, das Temperaturdetektors 5 und der
thermischen Kopplungsschicht 10 strukturiert. Wie in Fig.
7B dargestellt wird die obere Schicht 9 auf dem Silizium
substrat 1 gebildet. Wie in Fig. 7C dargestellt wird nach
der Bildung der SiN-Schicht oder der SiO2-Schicht auf der
Rückseitenoberfläche des Siliziumsubstrats 1 die Schicht
teilweise geöffnet; und es wird ein anisotropes Ätzen von
der Rückseitenoberfläche des Siliziumsubstrats 1 her durch
eine Öffnung der Schicht derart durchgeführt, dass der
hohle Teil 7 gebildet wird.
Da bei diesem Fließsensor ähnlich wie bei den oben be
schriebenen Ausführungsformen der Heizkörper 3, der Tempe
raturdetektor 5 und die thermische Kopplungsschicht 10 aus
einem gemeinsamen Material gebildet und in einem gemeinsa
men Schritt zur selben Zeit hergestellt werden, kann dieser
Fließsensor ohne einen zusätzlichen speziellen Schritt her
gestellt werden. Da lediglich eine metallische Schicht in
dem Strukturkörper des Dünnschichtstrukturteils 2 verwendet
wird, kann des weiteren eine Druck- bzw. Spannungssteuerung
vereinfacht werden. Konkret dargestellt, der Strukturkörper
wird gegenüber einer thermischen Spannung stark, da eine
Verwölbung infolge einer Temperaturänderung hinreichend
verhindert wird durch Anordnen der Platinschicht, welche
den Heizkörper und den Temperaturdetektor 5 bildet, an dem
im wesentlichen mittleren Teil der Schichtstruktur und
durch symmetrisches Anordnen der unteren Schicht 8 und der
obere Schicht 9 bezüglich der Platinschicht (darauf und
darunter).
Fig. 9A zeigt eine Draufsicht auf den thermisch sensi
tiven Fließsensor einer vierten Ausführungsform; und Fig.
9B zeigt eine vergrößerte Draufsicht von Fig. 9A. Bei die
ser Ausführungsform ist der Temperaturdetektor (der strom
auf befindliche Temperaturdetektor 5) an einer Seite des
Heizkörpers 3 der zweiten Ausführungsform vorgesehen, und
der Dünnschichtstrukturteil 2 ist auf einem Diaphragma ge
bildet, welches in dem Siliziumsubstrat 1 durch Bereitstel
len des hohlen Teils 7 an der Rückseitenoberfläche des Si
liziumsubstrats 1 gebildet ist.
Bei dieser Ausführungsform sind wie in Fig. 9A und
9B dargestellt der Heizkörper 3 und der Temperaturdetektor
5 als abwechselnde bzw. wechselweise Windung gebildet. Mit
anderen Worten, der Heizkörper 3 besitzt viele (d. h. vier)
zurückkehrende Teile, und der Temperaturdetektor 5 besitzt
ebenfalls viele (d. h. vier) zurückkehrende Teile. Jeder der
zurückkehrenden Teile des Temperaturdetektors 5 ist teil
weise innerhalb jedes benachbarten zurückkehrenden Teils
der Struktur des Heizkörpers 3 eingeschlossen bzw. wird da
von umgeben.
Bei dieser Ausführungsform ist der Temperaturdetektor
lediglich durch den stromauf befindlichen Temperaturdetek
tor 5 gebildet, jedoch sind der Heizkörper 3 und der Tempe
raturdetektor 5 derart angeordnet, dass wenigstens ein Teil
(oder der gesamte Teil) des Temperaturdetektors 5 in der
Struktur des Heizkörpers 3 eingeschlossen bzw. davon um
hüllt ist. Daher kann dieser Fließsensor die Fließgeschwin
digkeit und die Richtung des Fluids in einem weiten Bereich
einschließlich eines Bereich einer hoher Fließgeschwindig
keit mit einer einfachen Struktur sogar dann erfassen, wenn
keine thermische Kopplungsschicht 10 vorhanden ist. Da
keine thermische Kopplungschicht 10 vorhanden ist, kann
des weiteren die Strukturgröße verringert werden, die ther
mische Kapazität verringert werden und die Ansprechempfind
lichkeit verbessert werden.
Fig. 10A zeigt eine Draufsicht auf einen thermisch sen
sitiven Fließsensor einer fünften Ausführungsform; und Fig.
10B zeigt eine vergrößerte Draufsicht von Fig. 10A. Der
Fließsensor dieser Ausführungsform ist im wesentlichen der
gleiche wie derjenige der vierten Ausführungsform mit der
Ausnahme der Struktur des stromauf befindlichen Temperatur
detektors 5.
Bei dieser Ausführungsform ist wie in Fig. 10B darge
stellt der stromauf befindliche Temperaturdetektor 5 durch
Hinzufügen einer Mehrzahl von Erstreckungsteilen 53 in Se
rie bzw. Reihe verlängert, um den Gesamtwiderstand des
stromauf befindlichen Temperaturdetektors 5 auf dem Dia
phragma zu erhöhen. Jedes der Erstreckungsteile 53 besitzt
eine Mehrzahl von zurückkehrenden Teilen (in dieser Figur
ist die Anzahl der zurückkehrenden Teile jedes Er
streckungsteils 53 gleich zwei).
Bei dieser Art eines Fließsensors unter Verwendung des
Temperaturdetektors eines Dünnschichttyps kann die Erfas
sungsgenauigkeit durch Erhöhen des Widerstands des Tempera
turdetektors verbessert werden, da sich die Änderungsrate
des Widerstands bezüglich Änderungen der Temperatur erhöht,
wenn sich der Gesamtwiderstand des Temperaturdetektors er
höht. Da bei dem Fließsensor dieser Ausführungsform Er
streckungsteile 53 dem stromauf befindlichen Temperaturde
tektor 5 in Serie hinzugefügt sind, kann die Erfassungsge
nauigkeit im Vergleich mit derjenigen der vierten Ausfüh
rungsform weiter verbessert werden.
Wenn dabei bei dem stromauf befindlichen Temperaturde
tektor 5 die Länge eines Verbindungsteils 54, welcher den
eingeschlossenen Teil 55 an; schließt (welcher in der Struk
tur des Heizkörpers 3 eingeschlossen ist) mit Ll bezeichnet
wird, wird es bevorzugt die Gesamtlänge LT jedes Ausdeh
nungsteils 53 entsprechend der Beziehung Ll < LT < 6L1
festzulegen (bei dieser Ausführungsform ist LT etwa gleich
2L1). Wenn jedes zurückkehrende Teil eine Länge von etwa
2L1 wie bei dieser Ausführungsform besitzt, wird die Anzahl
der zurückkehrenden Teile jedes Ausdehnungsteils 53 vor
zugsweise auf zwei, vier oder sechs festgelegt, um wirksam
die Länge zu erhöhen und zu verhindern, dass sich der ther
mische Kopplungseffekt infolge des Abstands von dem Heiz
körper 3 verringert.
Bei den vierten und fünften Ausführungsformen ist die
Länge L3 des eingeschlossenen Teils 55, welcher in der
Struktur des Heizkörpers einzuschließen ist, kleiner als
die Hälfte der Länge L2 jedes zurückkehrenden Teils des
Heizkörpers 3 (L3 < L2/2). Entsprechend dieser Struktur
kann verhindert werden, dass die Erfassungsempfindlichkeit
in einem Bereich einer geringen Fließgeschwindigkeit sich
verringert, und es kann die Fließgeschwindigkeit in einem
weiten Bereich einschließlich des Bereichs einer hohen
Fließgeschwindigkeit mit einer einfachen Struktur erfasst
werden.
Vorstehend wurde ein Fließsensor offenbart, welcher ei
ne Fließgeschwindigkeit in einem weiten Bereich einschließ
lich eines Bereichs einer hohen Fließgeschwindigkeit mit
einer einfachen Struktur erfassen kann. Der Fließsensor
enthält ein Substrat (1) mit einem hohlen Teil (7); und ei
nen Dünnschichtstrukturteil (2), der über dem hohlen Teil
vorgesehen ist. Der Dünnschichtstrukturteil ist mit einem
Heizkörper (3), welcher in einem mittleren Teil gebildet
ist, stromauf und stromab befindlichen Temperaturdetektoren
(5, 6), welche die Temperatur des Fluids erfassen, einem
Fluidthermometer (4), welches die Temperatur des Fluids er
fasst, und thermischen Kopplungsschichten (10) versehen,
welche auf dem Substrat an einem Teil zwischen dem Heizkör
per und beiden Temperaturdetektoren vorgesehen sind. Ent
sprechend dieser Struktur erhöhen die thermischen Kopp
lungsschichten die thermische Kopplung zwischen dem Heiz
körper und den Temperaturdetektoren. Dementsprechend kann
verhindert werden, dass die Temperatur des stromauf befind
lichen Temperaturdetektors etwa auf die Temperatur des
Fluids abfällt und es kann eine bestimmte Fließgeschwindig
keit erhöht werden, bei welcher das Abkühlen des stromab
befindlichen Temperaturdetektors infolge des Fluidflusses
eine Erwärmung durch den Heizkörper überschreitet. Daher
kann die Fließgeschwindigkeit in einem weiten Bereich ein
schließlich eines Bereichs einer hohen Fließgeschwindigkeit
erfasst werden.
Claims (16)
1. Fließsensor, welcher eine Fließgeschwindigkeit eines
Fluids erfasst, mit:
einem Substrat (1);
einem Heizkörper (3), welcher Wärme erzeugt, auf dem Substrat gebildet ist und eine Schichtstruktur aufweist;
einem Temperaturdetektor (5, 6), welcher die Tempera tur des Fluids erfasst, auf dem Substrat gebildet ist und eine Schichtstruktur aufweist; und
einer thermischen Kopplungsschicht (10), welche auf dem Substrat an einem Teil zwischen dem Heizkörper und dem Temperaturdetektor gebildet ist und die thermische Kopplung dazwischen erhöht.
einem Substrat (1);
einem Heizkörper (3), welcher Wärme erzeugt, auf dem Substrat gebildet ist und eine Schichtstruktur aufweist;
einem Temperaturdetektor (5, 6), welcher die Tempera tur des Fluids erfasst, auf dem Substrat gebildet ist und eine Schichtstruktur aufweist; und
einer thermischen Kopplungsschicht (10), welche auf dem Substrat an einem Teil zwischen dem Heizkörper und dem Temperaturdetektor gebildet ist und die thermische Kopplung dazwischen erhöht.
2. Fließsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass
das Substrat (1) einen hohlen Teil (7) und einen über dem hohlen Teil vorgesehenen Dünnschichtstrukturteil (2) aufweist;
der Heizkörper (3) und der Temperaturdetektor (5, 6) auf dem Schichtstrukturteil gebildet sind;
der Temperaturdetektor einen ersten Detektor (5) und einen zweiten Detektor (6) enthält;
die thermische Kopplungsschicht (10) eine erste Schicht, welche zwischen dem Heizkörper und dem ersten De tektor vorgesehen ist, und eine zweite Schicht enthält, die zwischen dem Heizkörper und dem zweiten Detektor vorgesehen ist; und
die Fließgeschwindigkeit des Fluids auf der Grundlage einer Temperaturdifferenz zwischen der durch den ersten De tektor erfassten Temperatur und der durch den zweiten De tektor erfassten Temperatur erfasst wird.
das Substrat (1) einen hohlen Teil (7) und einen über dem hohlen Teil vorgesehenen Dünnschichtstrukturteil (2) aufweist;
der Heizkörper (3) und der Temperaturdetektor (5, 6) auf dem Schichtstrukturteil gebildet sind;
der Temperaturdetektor einen ersten Detektor (5) und einen zweiten Detektor (6) enthält;
die thermische Kopplungsschicht (10) eine erste Schicht, welche zwischen dem Heizkörper und dem ersten De tektor vorgesehen ist, und eine zweite Schicht enthält, die zwischen dem Heizkörper und dem zweiten Detektor vorgesehen ist; und
die Fließgeschwindigkeit des Fluids auf der Grundlage einer Temperaturdifferenz zwischen der durch den ersten De tektor erfassten Temperatur und der durch den zweiten De tektor erfassten Temperatur erfasst wird.
3. Fließsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass
das Substrat (1) einen hohlen Teil (7) und einen über dem hohlen Teil vorgesehenen Dünnschichtstrukturteil (2) aufweist; und
ein Fluidthermometer (4) auf dem Substrat an einem Teil außer dem Dünnschichtstrukturteil gebildet ist und die Temperatur des Fluids erfasst, wobei
die Fließgeschwindigkeit des Fluids auf der Grundlage einer Temperaturdifferenz zwischen der durch den Tempera turdetektor erfassten Temperatur und der durch das Fluid thermometer erfassten Temperatur erfasst wird.
das Substrat (1) einen hohlen Teil (7) und einen über dem hohlen Teil vorgesehenen Dünnschichtstrukturteil (2) aufweist; und
ein Fluidthermometer (4) auf dem Substrat an einem Teil außer dem Dünnschichtstrukturteil gebildet ist und die Temperatur des Fluids erfasst, wobei
die Fließgeschwindigkeit des Fluids auf der Grundlage einer Temperaturdifferenz zwischen der durch den Tempera turdetektor erfassten Temperatur und der durch das Fluid thermometer erfassten Temperatur erfasst wird.
4. Fließsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass
das Substrat (1) einen hohlen Teil (7) und einen über dem hohlen Teil vorgesehenen Dünnschichtstrukturteil (2) aufweist; und
der Schichtstrukturteil durch symmetrisches Anordnen eines Paars von Isolatoren (8, 9) auf und unter dem Heiz körper (3), des Temperaturdetektors (5, 6) und der thermi schen Kopplungsschicht (10) konstruiert ist.
das Substrat (1) einen hohlen Teil (7) und einen über dem hohlen Teil vorgesehenen Dünnschichtstrukturteil (2) aufweist; und
der Schichtstrukturteil durch symmetrisches Anordnen eines Paars von Isolatoren (8, 9) auf und unter dem Heiz körper (3), des Temperaturdetektors (5, 6) und der thermi schen Kopplungsschicht (10) konstruiert ist.
5. Fließsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Isolatoren (8, 9) aus einer Kombination einer Si
liziumnitridschicht und einer Siliziumoxidschicht gebildet
sind.
6. Fließsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Heizkörper (3), der Temperaturdetektor (5, 6) und
die thermische Kopplungsschicht (10) aus Platin oder einer
Platinlegierung gebildet sind.
7. Fließsensor, welcher die Fließgeschwindigkeit eines
Fluids erfasst, mit:
einem Substrat (1);
einem Heizkörper (3), welcher Wärme erzeugt, auf dem Substrat gebildet ist, eine Schichtstruktur und eine vorbe stimmte Struktur aufweist; und
einem Temperaturdetektor (5, 6), welcher die Tempera tur des Fluids erfasst, auf dem Substrat gebildet ist, eine Schichtstruktur und eine vorbestimmte Struktur derart auf weist, dass wenigstens ein Teil des Temperaturdetektors in nerhalb der Struktur des Heizkörpers eingeschlossen ist.
einem Substrat (1);
einem Heizkörper (3), welcher Wärme erzeugt, auf dem Substrat gebildet ist, eine Schichtstruktur und eine vorbe stimmte Struktur aufweist; und
einem Temperaturdetektor (5, 6), welcher die Tempera tur des Fluids erfasst, auf dem Substrat gebildet ist, eine Schichtstruktur und eine vorbestimmte Struktur derart auf weist, dass wenigstens ein Teil des Temperaturdetektors in nerhalb der Struktur des Heizkörpers eingeschlossen ist.
8. Fließsensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass
das Substrat (1) einen hohlen Teil (7) und einen über dem hohlen Teil vorgesehenen Dünnschichtstrukturteil (2) aufweist;
der Heizkörper (3) und der Temperaturdetektor (5, 6) auf dem Schichtstrukturteil gebildet sind;
der Temperaturdetektor einen ersten Detektor (5) und einen zweiten Detektor (6) enthält, wobei der erste und der zweite Detektor jeweils die vorbestimmte Struktur derart aufweist, dass wenigstens ein Teil davon innerhalb der Struktur des Heizkörpers eingeschlossen ist; und
die Fließgeschwindigkeit des Fluids auf der Grundlage einer Temperaturdifferenz zwischen der durch den ersten De tektor erfassten Temperatur und der durch den zweiten De tektor erfassten Temperatur erfasst wird.
das Substrat (1) einen hohlen Teil (7) und einen über dem hohlen Teil vorgesehenen Dünnschichtstrukturteil (2) aufweist;
der Heizkörper (3) und der Temperaturdetektor (5, 6) auf dem Schichtstrukturteil gebildet sind;
der Temperaturdetektor einen ersten Detektor (5) und einen zweiten Detektor (6) enthält, wobei der erste und der zweite Detektor jeweils die vorbestimmte Struktur derart aufweist, dass wenigstens ein Teil davon innerhalb der Struktur des Heizkörpers eingeschlossen ist; und
die Fließgeschwindigkeit des Fluids auf der Grundlage einer Temperaturdifferenz zwischen der durch den ersten De tektor erfassten Temperatur und der durch den zweiten De tektor erfassten Temperatur erfasst wird.
9. Fließsensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass
das Substrat (1) einen hohlen Teil (7) und einen über dem hohlen Teil vorgesehenen Dünnschichtstrukturteil (2) aufweist; und
ein Fluidthermometer (4) auf dem Substrat an einem Teil außer dem Dünnschichtstrukturteil gebildet ist und die Temperatur des Fluids erfasst, wobei
die Fließgeschwindigkeit des Fluids auf der Grundlage einer Temperaturdifferenz zwischen der durch den Tempera turdetektor erfassten Temperatur und der durch das Fluidthermometer erfassten Temperatur erfasst wird.
das Substrat (1) einen hohlen Teil (7) und einen über dem hohlen Teil vorgesehenen Dünnschichtstrukturteil (2) aufweist; und
ein Fluidthermometer (4) auf dem Substrat an einem Teil außer dem Dünnschichtstrukturteil gebildet ist und die Temperatur des Fluids erfasst, wobei
die Fließgeschwindigkeit des Fluids auf der Grundlage einer Temperaturdifferenz zwischen der durch den Tempera turdetektor erfassten Temperatur und der durch das Fluidthermometer erfassten Temperatur erfasst wird.
10. Fließsensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass
der Heizkörper (3) die vorbestimmte Struktur mit einer Mehrzahl von zurückkehrenden Teilen aufweist; und
der Temperaturdetektor (5) die vorbestimmte Struktur mit einer Mehrzahl von zuriickkehrenden Teilen mit einge schlossenen Teilen (55) aufweist, welche innerhalb der zu rückkehrenden Teile des Heizkörpers eingeschlossen sind.
der Heizkörper (3) die vorbestimmte Struktur mit einer Mehrzahl von zurückkehrenden Teilen aufweist; und
der Temperaturdetektor (5) die vorbestimmte Struktur mit einer Mehrzahl von zuriickkehrenden Teilen mit einge schlossenen Teilen (55) aufweist, welche innerhalb der zu rückkehrenden Teile des Heizkörpers eingeschlossen sind.
11. Fließsensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
dass der Temperaturdetektor (5) eine Mehrzahl von Ausdeh
nungsteilen (54), welche jeweils eine Mehrzahl von zurück
kehrenden Teilen aufweisen, an einem Teil außer dem einge
schlossenen Teil (55) aufweist.
12. Fließsensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
dass die Länge (L3) jedes der eingeschlossenen Teile (55)
des Temperaturdetektors (5) kleiner als die Hälfte der
Länge (L2) jedes der zurückkehrenden Teile des Heizgeräts
(3) ist.
13. Fließsensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
dass die Anzahl der zurückkehrenden Teile für jeweils einen
Ausdehnungsteil (54) des Temperaturdetektors (5) größer als
die Anzahl der zurückkehrenden Teile des innerhalb eines
zurückkehrenden Teils des Heizkörpers (3) eingeschlossenen
Temperaturdetektors ist.
14. Fließsensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
dass der Temperaturdetektor eine Mehrzahl von Verbindungs
teilen mit einer Länge Ll zwischen jedem eingeschlossenen
Teil aufweist und die Gesamtlänge jedes Ausdehnungsteils
auf Ll < LT < 6L1 festgelegt ist.
15. Verfahren zur Herstellung eines Fließsensors mit:
einem Substrat (1);
einem Heizkörper (3), welcher Wärme erzeugt, auf dem Substrat gebildet ist und eine Schichtstruktur aufweist;
einem Temperaturdetektor (5, 6), welcher die Tempera tur des Fluids erfasst, auf dem Substrat gebildet ist und eine Schichtstruktur aufweist; und
einer thermischen Kopplungsschicht (10), welche auf dem Substrat an einem Teil zwischen dem Heizkörper und dem Temperaturdetektor gebildet ist und die thermische Kopplung dazwischen erhöht,
wobei das Verfahren den Schritt aufweist:
Bilden des Heizkörpers, des Temperaturdetektors und der thermischen Kopplungsschicht auf dem Substrat zur sel ben Zeit durch Bilden eines gemeinsamen Materials auf dem Substrat.
einem Heizkörper (3), welcher Wärme erzeugt, auf dem Substrat gebildet ist und eine Schichtstruktur aufweist;
einem Temperaturdetektor (5, 6), welcher die Tempera tur des Fluids erfasst, auf dem Substrat gebildet ist und eine Schichtstruktur aufweist; und
einer thermischen Kopplungsschicht (10), welche auf dem Substrat an einem Teil zwischen dem Heizkörper und dem Temperaturdetektor gebildet ist und die thermische Kopplung dazwischen erhöht,
wobei das Verfahren den Schritt aufweist:
Bilden des Heizkörpers, des Temperaturdetektors und der thermischen Kopplungsschicht auf dem Substrat zur sel ben Zeit durch Bilden eines gemeinsamen Materials auf dem Substrat.
16. Verfahren zur Herstellung eines Fließsensors mit den
Schritten:
Bilden einer unteren Schicht (8) auf dem Substrat (1);
Bilden einer metallischen Schicht auf der unteren Schicht;
Strukturieren der metallischen Schicht, um einen Heiz körper (3), einen Temperaturdetektor (5, 6) und eine ther mische Kopplungsschicht (10) zu bilden, welche zwischen dem Heizkörper und dem Temperaturdetektor positioniert ist;
Bilden einer oberen Schicht (9) auf dem Substrat, wel ches eine strukturierte metallische Schicht (3, 5, 6, 10) enthält; und
Bilden eines hohlen Teils (7) in dem Substrat an einem Teil unter einer Schichtstruktur der unteren Schicht, der strukturierten metallischen Schicht und der oberen Schicht.
Bilden einer unteren Schicht (8) auf dem Substrat (1);
Bilden einer metallischen Schicht auf der unteren Schicht;
Strukturieren der metallischen Schicht, um einen Heiz körper (3), einen Temperaturdetektor (5, 6) und eine ther mische Kopplungsschicht (10) zu bilden, welche zwischen dem Heizkörper und dem Temperaturdetektor positioniert ist;
Bilden einer oberen Schicht (9) auf dem Substrat, wel ches eine strukturierte metallische Schicht (3, 5, 6, 10) enthält; und
Bilden eines hohlen Teils (7) in dem Substrat an einem Teil unter einer Schichtstruktur der unteren Schicht, der strukturierten metallischen Schicht und der oberen Schicht.
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