JPH06160202A - 温度センサおよびその製造方法 - Google Patents
温度センサおよびその製造方法Info
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- JPH06160202A JPH06160202A JP30684792A JP30684792A JPH06160202A JP H06160202 A JPH06160202 A JP H06160202A JP 30684792 A JP30684792 A JP 30684792A JP 30684792 A JP30684792 A JP 30684792A JP H06160202 A JPH06160202 A JP H06160202A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度を電気抵抗の変化として計測する感温部
をシールドした温度センサに関し、量産性に優れた温度
センサを提供することを目的とする。 【構成】 薄膜抵抗体で形成された感温部を支持する支
持用平面基板と、少なくとも前記感温部を覆って、支持
用平面基板表面に陽極接合により直接接合した保護用平
面基板とを有する。
をシールドした温度センサに関し、量産性に優れた温度
センサを提供することを目的とする。 【構成】 薄膜抵抗体で形成された感温部を支持する支
持用平面基板と、少なくとも前記感温部を覆って、支持
用平面基板表面に陽極接合により直接接合した保護用平
面基板とを有する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は温度センサとその製造方
法に関し、特に温度を電気抵抗の変化として計測する感
温部をシールドした温度センサに関する。
法に関し、特に温度を電気抵抗の変化として計測する感
温部をシールドした温度センサに関する。
【0002】接触型温度センサとして、流体の体積膨張
を利用した水銀温度計、熱起電力を利用した熱電対、抵
抗率の温度変化を利用した金属抵抗体やサーミスタ、半
導体素子等が知られている。また、非接触型温度センサ
として発光強度分布の変化を利用した赤外線センサ等が
実用化されている。
を利用した水銀温度計、熱起電力を利用した熱電対、抵
抗率の温度変化を利用した金属抵抗体やサーミスタ、半
導体素子等が知られている。また、非接触型温度センサ
として発光強度分布の変化を利用した赤外線センサ等が
実用化されている。
【0003】測定結果を読み取りやすくするためや、コ
ンピュータ等でデータ処理をするためには、測定出力が
電気信号で与えられる熱電対、金属抵抗体およびサーミ
スタが好ましい。特に、抵抗率の温度変化を測定する温
度センサは、熱電対のように異種金属間の接合を導出す
る必要がなく、製造容易で比較的低温の温度計測に適し
ている。
ンピュータ等でデータ処理をするためには、測定出力が
電気信号で与えられる熱電対、金属抵抗体およびサーミ
スタが好ましい。特に、抵抗率の温度変化を測定する温
度センサは、熱電対のように異種金属間の接合を導出す
る必要がなく、製造容易で比較的低温の温度計測に適し
ている。
【0004】
【従来の技術】金属抵抗体、またはサーミスタを感温部
に用いた温度センサは、抵抗値が変化すると測定誤差を
生じる原因となる。このため、感温部を外界から保護す
ることが望ましい。
に用いた温度センサは、抵抗値が変化すると測定誤差を
生じる原因となる。このため、感温部を外界から保護す
ることが望ましい。
【0005】これら温度センサの測温対象には、大気、
水、人体、有機溶媒、酸、アルカリ、食品、排気、廃水
等が含まれる。特に、バイオ関連の測定においては、測
定前に121℃のスチーム処理のような滅菌処理が必要
である。感温部を保護のため、シールドを用いる場合、
シールドは滅菌処理等に耐えるものでなくてはならな
い。
水、人体、有機溶媒、酸、アルカリ、食品、排気、廃水
等が含まれる。特に、バイオ関連の測定においては、測
定前に121℃のスチーム処理のような滅菌処理が必要
である。感温部を保護のため、シールドを用いる場合、
シールドは滅菌処理等に耐えるものでなくてはならな
い。
【0006】このような条件に合うシールドとしては、
従来金属管や金属ケース、あるいはプラスチックやガラ
スの封止が用いられてきた。
従来金属管や金属ケース、あるいはプラスチックやガラ
スの封止が用いられてきた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような感温部のシ
ールドは、各温度センサ毎に行なう必要があるため、必
ずしも量産性の高い方法ではなかった。たとえば、金属
シースを用いる場合、シース内面を絶縁物で多い、その
内部に温度センサを配置する。この製造工程は、量産に
向いているとは限らない。
ールドは、各温度センサ毎に行なう必要があるため、必
ずしも量産性の高い方法ではなかった。たとえば、金属
シースを用いる場合、シース内面を絶縁物で多い、その
内部に温度センサを配置する。この製造工程は、量産に
向いているとは限らない。
【0008】また、温度センサは酸素センサやpHセン
サ等の他のセンサと一緒に利用されることが多い。一
旦、温度センサが封止されると、他のセンサと組み合わ
せた複合センサを集積化することは困難になる。
サ等の他のセンサと一緒に利用されることが多い。一
旦、温度センサが封止されると、他のセンサと組み合わ
せた複合センサを集積化することは困難になる。
【0009】本発明の目的は、量産性に優れた温度セン
サを提供することである。
サを提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の温度センサは、
薄膜抵抗体で形成された感温部を支持する支持用平面基
板と、少なくとも前記感温部を覆って、支持用平面基板
表面に陽極接合により直接接合した保護用平面基板とを
有する。
薄膜抵抗体で形成された感温部を支持する支持用平面基
板と、少なくとも前記感温部を覆って、支持用平面基板
表面に陽極接合により直接接合した保護用平面基板とを
有する。
【0011】
【作用】支持用平面基板上に形成された薄膜状の感温部
が、支持用平面基板上に陽極接合により直接接合された
保護用平面基板によって覆われるので構成が簡単であ
り、化学的安定性、量産性に優れている。
が、支持用平面基板上に陽極接合により直接接合された
保護用平面基板によって覆われるので構成が簡単であ
り、化学的安定性、量産性に優れている。
【0012】以下、本発明を実施例に基づいてより詳し
く述べる。
く述べる。
【0013】
【実施例】図1は、本発明の基本実施例による温度セン
サの構造を示す。図では簡単のために、1個の温度セン
サのみを示すが、勿論同一基板上に同時に多数形成され
ていても、あるいは他のセンサと同一基板上に集積化さ
れていてもよい。
サの構造を示す。図では簡単のために、1個の温度セン
サのみを示すが、勿論同一基板上に同時に多数形成され
ていても、あるいは他のセンサと同一基板上に集積化さ
れていてもよい。
【0014】支持用平面基板3上の所定位置に、薄膜導
電路2が形成され、薄膜導電路2の端部に薄膜抵抗体で
形成された感温部1がパターニングされている。薄膜抵
抗体は、金属抵抗体の場合、金、白金、ニッケル、銅等
の各種金属で形成することができる。薄膜導電路2も薄
膜抵抗体と同一材料で構成できる。
電路2が形成され、薄膜導電路2の端部に薄膜抵抗体で
形成された感温部1がパターニングされている。薄膜抵
抗体は、金属抵抗体の場合、金、白金、ニッケル、銅等
の各種金属で形成することができる。薄膜導電路2も薄
膜抵抗体と同一材料で構成できる。
【0015】なお、ガラス基板上に金属抵抗体を形成す
るような場合、ガラスに対する接着力を増強するため、
Cr等の他の適当な金属を積層することもできる。用い
る金属の種類に応じて適当な薄膜形成方法とエッチング
方法を選択する。
るような場合、ガラスに対する接着力を増強するため、
Cr等の他の適当な金属を積層することもできる。用い
る金属の種類に応じて適当な薄膜形成方法とエッチング
方法を選択する。
【0016】薄膜抵抗体として半導体的な抵抗の温度変
化を示すサーミスタを用いることもできる。この場合
も、種々のサーミスタ材料を真空蒸着、スパッタリン
グ、スクリーン印刷等で薄膜状に堆積する。
化を示すサーミスタを用いることもできる。この場合
も、種々のサーミスタ材料を真空蒸着、スパッタリン
グ、スクリーン印刷等で薄膜状に堆積する。
【0017】感温部1を覆って支持用平面基板3の表面
上に保護用平面基板4が接合されている。たとえば、支
持用平面基板3はガラス基板であり、保護用平面基板は
Si基板である。通常のホトリソグラフィとエッチング
の技術を用いていずれかの基板に所定形状の溝を予め設
けておき、溝内に薄膜状の感温部1および導電路2を収
容する。
上に保護用平面基板4が接合されている。たとえば、支
持用平面基板3はガラス基板であり、保護用平面基板は
Si基板である。通常のホトリソグラフィとエッチング
の技術を用いていずれかの基板に所定形状の溝を予め設
けておき、溝内に薄膜状の感温部1および導電路2を収
容する。
【0018】溝の深さを選択することにより、溝内に完
全に感温部1および導電路2が収まるようにすることが
できる。薄膜形成およびそのパターニングは、半導体テ
クノロジーの利用により、容易にかつ正確に行なうこと
ができる。したがって、量産性、再現性は高い。
全に感温部1および導電路2が収まるようにすることが
できる。薄膜形成およびそのパターニングは、半導体テ
クノロジーの利用により、容易にかつ正確に行なうこと
ができる。したがって、量産性、再現性は高い。
【0019】支持用平面基板3と保護用平面基板4との
接合は、接着剤を用いず、直接両基板を接合する。たと
えば、両基板を重ねて所定温度に加熱し、両基板3、4
間に所定の直流電圧を印加すればよい。このいわゆる陽
極接合による場合、少なくとも一方の基板をSi基板等
の導電性を有するものとすることが好ましい。このよう
な直接接合によれば、十分な強度を有する接着が行なえ
る。さらに、接着剤を用いないので、温度、湿度等に対
する耐性も高い。
接合は、接着剤を用いず、直接両基板を接合する。たと
えば、両基板を重ねて所定温度に加熱し、両基板3、4
間に所定の直流電圧を印加すればよい。このいわゆる陽
極接合による場合、少なくとも一方の基板をSi基板等
の導電性を有するものとすることが好ましい。このよう
な直接接合によれば、十分な強度を有する接着が行なえ
る。さらに、接着剤を用いないので、温度、湿度等に対
する耐性も高い。
【0020】1枚の基板上に多数のセンサを同時に作成
した場合、素子形成後でダイシングすれば同一特性を示
す多数の温度センサが同時に得られる。保護用平面基板
4に被覆されていない部分の薄膜導電路2は、電気的接
続用のパッドとして機能する。
した場合、素子形成後でダイシングすれば同一特性を示
す多数の温度センサが同時に得られる。保護用平面基板
4に被覆されていない部分の薄膜導電路2は、電気的接
続用のパッドとして機能する。
【0021】ガラスの熱伝導特性は、悪いが、平坦で大
面積のものが安価に入手できる。また、ガラス基板はS
i基板等よりも取扱性に優れている。ホトレジストマス
クを用いた弗酸エッチング等により、ガラス基板をエッ
チして所定形状の凹み(溝)を形成することもできる。
また、ガラス基板上に酸素センサやpHセンサを形成す
ることもできる。
面積のものが安価に入手できる。また、ガラス基板はS
i基板等よりも取扱性に優れている。ホトレジストマス
クを用いた弗酸エッチング等により、ガラス基板をエッ
チして所定形状の凹み(溝)を形成することもできる。
また、ガラス基板上に酸素センサやpHセンサを形成す
ることもできる。
【0022】Si単結晶の熱伝導率は168W/mK
(0℃)であって、金、銀、銅やアルミニウムといった
金属に次いで高く、鉄の約3倍ある。このようなSi基
板を支持用平面基板および保護用平面基板のいずれかに
用いると、高い熱伝導特性を得ることができる。Si基
板上に抵抗体を形成する時は、絶縁膜を介在させること
が好ましい。また、Si基板は選択エッチングが容易で
ある。
(0℃)であって、金、銀、銅やアルミニウムといった
金属に次いで高く、鉄の約3倍ある。このようなSi基
板を支持用平面基板および保護用平面基板のいずれかに
用いると、高い熱伝導特性を得ることができる。Si基
板上に抵抗体を形成する時は、絶縁膜を介在させること
が好ましい。また、Si基板は選択エッチングが容易で
ある。
【0023】さらに、高い熱伝導特性を示す絶縁物とし
ては、ダイヤモンド、アルミナや窒化アルミニウム等が
ある。したがって、Si単結晶に代えてこれら材料を支
持用平面基板、または保護用平面基板に用いたり、ある
いはSi単結晶に対する絶縁膜材料として用いることも
できる。
ては、ダイヤモンド、アルミナや窒化アルミニウム等が
ある。したがって、Si単結晶に代えてこれら材料を支
持用平面基板、または保護用平面基板に用いたり、ある
いはSi単結晶に対する絶縁膜材料として用いることも
できる。
【0024】図2は、本発明の具体的実施例による温度
センサを示す。1素子分のみを示すが、同一基板上に多
数の温度センサを同時に作成できる。図2(A)は、完
成品の状態を示し、図2(B)は保護用基板を取り除い
た状態を示す。
センサを示す。1素子分のみを示すが、同一基板上に多
数の温度センサを同時に作成できる。図2(A)は、完
成品の状態を示し、図2(B)は保護用基板を取り除い
た状態を示す。
【0025】図2(B)に示すように、支持用平面基板
であるガラス基板9は表面に溝を有し、その溝内にAu
/Cr薄膜抵抗体からなる感温部15とAu/Cr薄膜
導電路16が収納されている。
であるガラス基板9は表面に溝を有し、その溝内にAu
/Cr薄膜抵抗体からなる感温部15とAu/Cr薄膜
導電路16が収納されている。
【0026】ガラス基板9は、図中下方の部分を除いて
その上面が保護用平面基板であるシリコン基板8によっ
て覆われている。シリコン基板8の表面は、SiO2 膜
で被覆されていてもよい。
その上面が保護用平面基板であるシリコン基板8によっ
て覆われている。シリコン基板8の表面は、SiO2 膜
で被覆されていてもよい。
【0027】図3、図4は、図2に示した温度センサの
製造工程を説明するための図である。図3(A)〜
(C)、図4(A)〜(C)の各図において、上側に平
面図、下側に断面図を示す。
製造工程を説明するための図である。図3(A)〜
(C)、図4(A)〜(C)の各図において、上側に平
面図、下側に断面図を示す。
【0028】図3(A)に示すように、たとえば岩城硝
子から入手することのできる厚さ500μmの光学研磨
したウエハ状のガラス基板9上に、ネガ型ホトレジスト
(たとえば東京応化製OMR−83)をスピンコートに
より塗布し、露光、現像を行なって所望形状の開口を有
するレジストマスク10aを形成する。開口は、後に形
成する抵抗体および配線のパターンに対応するものであ
る。
子から入手することのできる厚さ500μmの光学研磨
したウエハ状のガラス基板9上に、ネガ型ホトレジスト
(たとえば東京応化製OMR−83)をスピンコートに
より塗布し、露光、現像を行なって所望形状の開口を有
するレジストマスク10aを形成する。開口は、後に形
成する抵抗体および配線のパターンに対応するものであ
る。
【0029】なお、ネガ型ホトレジストは、この後に行
なわれるガラスエッチングの弗酸等にも耐える化学的耐
性を持つ。ただし、ネガ型ホトレジストの剥離は、硫酸
+過酸化水素水のボイル等を必要とする。
なわれるガラスエッチングの弗酸等にも耐える化学的耐
性を持つ。ただし、ネガ型ホトレジストの剥離は、硫酸
+過酸化水素水のボイル等を必要とする。
【0030】ガラス基板9裏面上にもネガ型ホトレジス
トをスピンコートし、約150℃で約30分間ベーキン
グすることによって、レジストマスク10bを形成す
る。このようにして、レジストマスク10a、10bを
形成したガラス基板9を、1ml50%弗酸+1ml濃
硝酸+8ml40%フッ化アンモニウムのガラスエッチ
ング液に浸漬し、ガラス基板9表面から深さ約3μmの
凹み11をエッチングする。
トをスピンコートし、約150℃で約30分間ベーキン
グすることによって、レジストマスク10bを形成す
る。このようにして、レジストマスク10a、10bを
形成したガラス基板9を、1ml50%弗酸+1ml濃
硝酸+8ml40%フッ化アンモニウムのガラスエッチ
ング液に浸漬し、ガラス基板9表面から深さ約3μmの
凹み11をエッチングする。
【0031】なお、ガラス基板9のエッチングの後、硫
酸と過酸化水素の混合溶液でレジストマスク10a、1
0bを剥離する。レジストマスク剥離後、ガラス基板9
を過酸化水素とアンモニアの混合溶液および純水で十分
洗浄する。
酸と過酸化水素の混合溶液でレジストマスク10a、1
0bを剥離する。レジストマスク剥離後、ガラス基板9
を過酸化水素とアンモニアの混合溶液および純水で十分
洗浄する。
【0032】次に、図3(B)に示すように、ガラス基
板9表面上に真空蒸着により、まず厚さ約400Åのク
ロム薄膜13を真空蒸着し、続いて厚さ約4000Åの
金薄膜12を真空蒸着する。クロム薄膜13は、金薄膜
12のガラス基板9に対する密着性を増大させるための
ものである。
板9表面上に真空蒸着により、まず厚さ約400Åのク
ロム薄膜13を真空蒸着し、続いて厚さ約4000Åの
金薄膜12を真空蒸着する。クロム薄膜13は、金薄膜
12のガラス基板9に対する密着性を増大させるための
ものである。
【0033】次に、図3(C)に示すように、金属蒸着
面上に、ポジ型ホトレジスト(たとえば東京応化製OF
PR−800)をスピンコートにより塗布した後、図3
(A)に示したパターン同様のパターンを露光、現像
し、図3(A)と白黒反転したレジストマスクを形成す
る。
面上に、ポジ型ホトレジスト(たとえば東京応化製OF
PR−800)をスピンコートにより塗布した後、図3
(A)に示したパターン同様のパターンを露光、現像
し、図3(A)と白黒反転したレジストマスクを形成す
る。
【0034】続いて、4gヨウ化カリウム+1gヨウ素
+40ml水の金エッチング液にガラス基板9を浸漬
し、溝11の外部の金薄膜12をエッチングする。金薄
膜12のエッチング後、ガラス基板9をアセトン中に浸
漬し、ポジ型ホトレジストのレジストマスクを剥離す
る。
+40ml水の金エッチング液にガラス基板9を浸漬
し、溝11の外部の金薄膜12をエッチングする。金薄
膜12のエッチング後、ガラス基板9をアセトン中に浸
漬し、ポジ型ホトレジストのレジストマスクを剥離す
る。
【0035】続いて、ガラス基板9を1g水酸化ナトリ
ウム+2gフェリシアン化カリウム+8ml水のクロム
エッチング液に浸漬し、クロム薄膜13をエッチングす
る。金薄膜12が被覆している部分ではクロム薄膜13
が残り、金薄膜12と同様の形状のクロム薄膜13が残
る。このようにして、図3(C)に示すような、温度セ
ンサ搭載基板が完成する。
ウム+2gフェリシアン化カリウム+8ml水のクロム
エッチング液に浸漬し、クロム薄膜13をエッチングす
る。金薄膜12が被覆している部分ではクロム薄膜13
が残り、金薄膜12と同様の形状のクロム薄膜13が残
る。このようにして、図3(C)に示すような、温度セ
ンサ搭載基板が完成する。
【0036】次に、保護用平面基板の製造工程を説明す
る。図4(A)に示すように、たとえば、厚さ約350
μmの清浄な(100)面シリコン基板18をウエット
熱酸化し、その全面に膜厚約1μmのSiO2 膜19を
形成する。このSiO2 膜19は、後のシリコン基板1
8のエッチングのためのマスク材として用いられる。
る。図4(A)に示すように、たとえば、厚さ約350
μmの清浄な(100)面シリコン基板18をウエット
熱酸化し、その全面に膜厚約1μmのSiO2 膜19を
形成する。このSiO2 膜19は、後のシリコン基板1
8のエッチングのためのマスク材として用いられる。
【0037】シリコン基板18両面にネガ型ホトレジス
ト(たとえば東京応化製OMR−83)を塗布した後、
露光、現像、リンスを行い、図4(A)に示すようなエ
ッチング用レジストマスク20a、20bを形成する。
ト(たとえば東京応化製OMR−83)を塗布した後、
露光、現像、リンスを行い、図4(A)に示すようなエ
ッチング用レジストマスク20a、20bを形成する。
【0038】なお、このマスクはシリコン基板18両面
で同一形状の開口を有する場合は、シリコン基板にスル
ーホールを開孔するためのマスクとなり、片面のみに開
口を有する場合は、全厚さの約半分の深さを持つ凹部を
形成するためのマスクとなる。
で同一形状の開口を有する場合は、シリコン基板にスル
ーホールを開孔するためのマスクとなり、片面のみに開
口を有する場合は、全厚さの約半分の深さを持つ凹部を
形成するためのマスクとなる。
【0039】温度センサのためには、スルーホールのみ
を形成すればよいが、ガラス基板上に同時に酸素センサ
やpHセンサを形成する時は、KCl等の液留を形成す
るため、凹部も形成する。
を形成すればよいが、ガラス基板上に同時に酸素センサ
やpHセンサを形成する時は、KCl等の液留を形成す
るため、凹部も形成する。
【0040】このように、レジストマスク20a、20
bを形成したシリコン基板18を、1ml50%HF+
6mlNH4 FのSiO2 用エッチング液に浸漬し、レ
ジストマスク20a、20bで被覆されていない部分の
SiO2 膜19a、19bを除去する。SiO2 膜19
のエッチング後、レジストマスク20を濃硫酸と過酸化
水素水の混合溶液により除去する。
bを形成したシリコン基板18を、1ml50%HF+
6mlNH4 FのSiO2 用エッチング液に浸漬し、レ
ジストマスク20a、20bで被覆されていない部分の
SiO2 膜19a、19bを除去する。SiO2 膜19
のエッチング後、レジストマスク20を濃硫酸と過酸化
水素水の混合溶液により除去する。
【0041】次に、図4(B)に示すように、シリコン
基板18を35%KOH(80℃)のSi異方性エッチ
ング液に浸漬し、シリコンの異方性エッチングを行な
う。この異方性エッチングにより、SiO2 膜19に覆
われていない部分のシリコン基板18はエッチングされ
る。
基板18を35%KOH(80℃)のSi異方性エッチ
ング液に浸漬し、シリコンの異方性エッチングを行な
う。この異方性エッチングにより、SiO2 膜19に覆
われていない部分のシリコン基板18はエッチングされ
る。
【0042】シリコン基板18の両面に開口が形成され
ている部分で、スルーホールが形成されるまでエッチン
グを行なう。この時、片面のみに開口を有する部分で
は、シリコン基板の厚さの約半分の深さを持つ凹みがエ
ッチングされる。
ている部分で、スルーホールが形成されるまでエッチン
グを行なう。この時、片面のみに開口を有する部分で
は、シリコン基板の厚さの約半分の深さを持つ凹みがエ
ッチングされる。
【0043】なお、図4では、1素子分のシリコン基板
のみを図示しているが、ウエハ上に多数の温度センサを
形成する際は、保護用平面基板も多数の温度センサに対
応する形態となる。ガラス基板上に酸素センサやpHセ
ンサも形成する場合は、スルーホールと共に凹み(ビア
ホール)も形成される。
のみを図示しているが、ウエハ上に多数の温度センサを
形成する際は、保護用平面基板も多数の温度センサに対
応する形態となる。ガラス基板上に酸素センサやpHセ
ンサも形成する場合は、スルーホールと共に凹み(ビア
ホール)も形成される。
【0044】図6(A)は、図4(B)に対応するウエ
ハの平面図を示す。図4(B)に示すシリコン基板のエ
ッチングにより、シリコンウエハ18内にストライプ状
の窓17が開口されている。
ハの平面図を示す。図4(B)に示すシリコン基板のエ
ッチングにより、シリコンウエハ18内にストライプ状
の窓17が開口されている。
【0045】なお、図6(B)は、図3(C)に示す温
度センサ搭載ガラス基板9のウエハ状態を示す平面図で
ある。図6(A)に示すシリコン基板の開口17は、図
6(B)に示す温度センサの配列のボンディングパッド
部分に対応している。
度センサ搭載ガラス基板9のウエハ状態を示す平面図で
ある。図6(A)に示すシリコン基板の開口17は、図
6(B)に示す温度センサの配列のボンディングパッド
部分に対応している。
【0046】温度センサを搭載したガラス基板9と、開
口を形成したシリコン基板18を十分超音波洗浄した
後、清浄雰囲気下で、図6(C)に示すように重ね合わ
せ、位置合わせをする。重ね合わせた基板は、一対の導
電板間に挟む。
口を形成したシリコン基板18を十分超音波洗浄した
後、清浄雰囲気下で、図6(C)に示すように重ね合わ
せ、位置合わせをする。重ね合わせた基板は、一対の導
電板間に挟む。
【0047】位置合わせ後、図4(C)に示すように、
約250℃でシリコン基板18とガラス基板9の間に約
1200Vの電圧を印加し、温度センサ搭載ガラス基板
9と保護用シリコン基板18を陽極接合する。この際、
温度センサ搭載ガラス基板9側を負極とした。
約250℃でシリコン基板18とガラス基板9の間に約
1200Vの電圧を印加し、温度センサ搭載ガラス基板
9と保護用シリコン基板18を陽極接合する。この際、
温度センサ搭載ガラス基板9側を負極とした。
【0048】このような接着剤を用いない直接接合によ
れば、ガラス基板9とシリコン基板18は濡れたように
接着され、気密状態となる。ただし、ガラス基板9の溝
を形成した部分は、開放されている。気密構成が望まし
い場合は、開放部を樹脂等で封じてもよい。
れば、ガラス基板9とシリコン基板18は濡れたように
接着され、気密状態となる。ただし、ガラス基板9の溝
を形成した部分は、開放されている。気密構成が望まし
い場合は、開放部を樹脂等で封じてもよい。
【0049】その後、1枚のウエハ上に多数形成された
各温度センサをダイシングソー等を用いてチップ状に切
出し、各温度センサを完成する。たとえば、各センサを
2mm×10mm程度の大きさに切り出す。
各温度センサをダイシングソー等を用いてチップ状に切
出し、各温度センサを完成する。たとえば、各センサを
2mm×10mm程度の大きさに切り出す。
【0050】図5は、このようにして作成した温度セン
サの温度対出力の特性を示す。図中、横軸は温度を℃で
示し、縦軸は抵抗体薄膜の抵抗をΩで示す。図から明ら
かなように、水の氷点と沸点の間で良好なリニアな特性
が得られている。
サの温度対出力の特性を示す。図中、横軸は温度を℃で
示し、縦軸は抵抗体薄膜の抵抗をΩで示す。図から明ら
かなように、水の氷点と沸点の間で良好なリニアな特性
が得られている。
【0051】図7は、温度センサの両基板および溝の他
の構成例を示す。上述の実施例では、温度センサ搭載基
板がガラス基板、保護基板がSi基板であったが、図7
(A)では、温度センサ搭載基板23が配線部(溝26
内)のみSiO2 膜29を被覆したSiウエハ28、保
護基板24がガラス基板27である。
の構成例を示す。上述の実施例では、温度センサ搭載基
板がガラス基板、保護基板がSi基板であったが、図7
(A)では、温度センサ搭載基板23が配線部(溝26
内)のみSiO2 膜29を被覆したSiウエハ28、保
護基板24がガラス基板27である。
【0052】図7(B)では、保護基板24もSiO2
膜29被覆のSiウエハ28である例を示す。直接接着
は、SiO2 被覆29と支持用Siウエハ28の間で行
なわれる。
膜29被覆のSiウエハ28である例を示す。直接接着
は、SiO2 被覆29と支持用Siウエハ28の間で行
なわれる。
【0053】図7(C)は、両基板をガラス基板とし、
配線パターン収納の溝26を保護基板24側に設けた例
を、また、図7(D)は両ガラス基板23、24に溝2
6を設けた例を示す。
配線パターン収納の溝26を保護基板24側に設けた例
を、また、図7(D)は両ガラス基板23、24に溝2
6を設けた例を示す。
【0054】図8は、酸素センサと温度センサとを集積
化した集積センサの概略を示す。平坦な絶縁性基板であ
るガラス基板33の上に、酸素センサ31と温度センサ
32とが並んで形成されている。このような2種類のセ
ンサを形成したガラス基板33の上に、平坦な表面を有
するシリコン基板34が直接陽極接合により接合され
る。なお、酸素センサ31の作用極の上にはガス透過性
膜35が配置されている。
化した集積センサの概略を示す。平坦な絶縁性基板であ
るガラス基板33の上に、酸素センサ31と温度センサ
32とが並んで形成されている。このような2種類のセ
ンサを形成したガラス基板33の上に、平坦な表面を有
するシリコン基板34が直接陽極接合により接合され
る。なお、酸素センサ31の作用極の上にはガス透過性
膜35が配置されている。
【0055】図9は、図8の集積センサにおいて、シリ
コン基板34を取り去った状態を示す。ガラス基板33
上の温度センサは、前述の実施例同様、金属抵抗体で形
成された感温部40と、感温部40両端に接続された幅
の広い金属膜で構成される温度センサのパッド42とで
構成されている。
コン基板34を取り去った状態を示す。ガラス基板33
上の温度センサは、前述の実施例同様、金属抵抗体で形
成された感温部40と、感温部40両端に接続された幅
の広い金属膜で構成される温度センサのパッド42とで
構成されている。
【0056】また、ガラス基板33上の酸素センサは、
作用極37、対極38、参照極39を含み、これらはそ
れぞれ酸素センサ用パッド41に接続されている。な
お、このような小型酸素センサについては、特願平2−
243849号の開示を参照することができる。
作用極37、対極38、参照極39を含み、これらはそ
れぞれ酸素センサ用パッド41に接続されている。な
お、このような小型酸素センサについては、特願平2−
243849号の開示を参照することができる。
【0057】このように、温度センサと他の種類のセン
サを集積化した場合、前述の実施例同様にガラス基板ま
たはその上に配置するシリコン基板にセンサ部分に対応
する凹部を設け、その後陽極接合により両基板を直接接
合することにより、小型でかつ耐環境性に優れた集積セ
ンサを提供することができる。
サを集積化した場合、前述の実施例同様にガラス基板ま
たはその上に配置するシリコン基板にセンサ部分に対応
する凹部を設け、その後陽極接合により両基板を直接接
合することにより、小型でかつ耐環境性に優れた集積セ
ンサを提供することができる。
【0058】以上の実施例では、感温部抵抗体をAuと
してきたが、この他Pt、Ni、Cu等の純金属を用い
ることもできる。また、半導体やCoO−NiO−Mn
Oを主成分とするスピネル構造セラミクス等からなるサ
ーミスタや希土類元素付活BaTiO3 等からなるサー
ミスタを薄膜状にして用いることもできる。
してきたが、この他Pt、Ni、Cu等の純金属を用い
ることもできる。また、半導体やCoO−NiO−Mn
Oを主成分とするスピネル構造セラミクス等からなるサ
ーミスタや希土類元素付活BaTiO3 等からなるサー
ミスタを薄膜状にして用いることもできる。
【0059】これら薄膜堆積方法には、真空蒸着法以外
にもスパッタリング法やCVD法、スクリーン印刷法
等、他の方法が利用できる。このような構成を有する温
度センサの優れた特徴のひとつに、他のセンサとの集積
化の容易性がある。たとえば、醗酵や醸造の分野では、
温度管理と共にpH管理や酵素濃度管理も重要である。
にもスパッタリング法やCVD法、スクリーン印刷法
等、他の方法が利用できる。このような構成を有する温
度センサの優れた特徴のひとつに、他のセンサとの集積
化の容易性がある。たとえば、醗酵や醸造の分野では、
温度管理と共にpH管理や酵素濃度管理も重要である。
【0060】pHセンサや酵素センサは、たとえばガラ
ス基板上にセンサを形成し、その上に液留めを構成しな
くてはならない。温度センサと同じガラス基板上にこれ
らのセンサを形成し、同じシリコン基板で液留めを形成
することができる。
ス基板上にセンサを形成し、その上に液留めを構成しな
くてはならない。温度センサと同じガラス基板上にこれ
らのセンサを形成し、同じシリコン基板で液留めを形成
することができる。
【0061】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
【0062】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
温度センサの量産化、均質化、薄膜化が可能である。ま
た、接着剤を用いない直接接着、特に電着法の採用によ
れば、耐環境性の高い感温部保護が達成される。
温度センサの量産化、均質化、薄膜化が可能である。ま
た、接着剤を用いない直接接着、特に電着法の採用によ
れば、耐環境性の高い感温部保護が達成される。
【0063】さらに、パターニング技術の組み合わせに
より、他の種類のセンサとの集積化が容易にできる。
より、他の種類のセンサとの集積化が容易にできる。
【図1】本発明の基本実施例を示す斜視図である。
【図2】本発明の具体的実施例による温度センサの上面
図である。
図である。
【図3】図2で示した温度センサの製造工程を示す断面
図である。
図である。
【図4】図2で示した温度センサの製造工程を示す断面
図である。
図である。
【図5】温度センサの温度−出力特性の例を示すグラフ
である。
である。
【図6】実施例の温度センサの製造工程をウエハ状態で
示す平面図である。
示す平面図である。
【図7】他の実施例による温度センサの構成例を示す断
面図である。
面図である。
【図8】他の実施例による集積センサの平面図である。
【図9】図8の集積センサのシリコン基板を取り去った
状態の平面図である。
状態の平面図である。
1 感温部 2、16 導電路 3 支持用平面基板 4 保護用平面基板 8、18 シリコン基板 9 ガラス基板 10、20 レジストマスク 11 凹み 12 Au薄膜 13 Cr薄膜 15 測温抵抗体 19 SiO2 膜 26 溝
Claims (6)
- 【請求項1】 薄膜抵抗体で形成された感温部(1)を
支持する支持用平面基板(3)と、 少なくとも前記感温部(1)を覆って、支持用平面基板
(3)表面に陽極接合により直接接合した保護用平面基
板(4)とを有する温度センサ。 - 【請求項2】 前記支持用平面基板(3)と前記保護用
平面基板(4)の少なくとも一方が、前記感温部(1)
を収納する溝を有する請求項1記載の温度センサ。 - 【請求項3】 前記支持用平面基板(3)と前記保護用
平面基板(4)の一方がSi結晶基板であり、他方がガ
ラス基板である請求項1ないし2記載の温度センサ。 - 【請求項4】 前記支持用平面基板(3)がガラス基板
であり、前記薄膜抵抗体がガラス基板上に堆積した純金
属またはサーミスタの薄膜である請求項1〜3のいずれ
かに記載の温度センサ。 - 【請求項5】 支持用平面基板の表面上に薄膜抵抗体を
形成する工程と、 前記薄膜抵抗体を覆って支持用平面基板上に保護用平面
基板を配置し、電圧を印加して陽極接合により直接接合
する工程とを含む温度センサの製造方法。 - 【請求項6】 さらに、前記支持用平面基板と前記保護
用平面基板の少なくとも一方に前記薄膜抵抗体を収容で
きる凹みをエッチングする工程を含む請求項5記載の温
度センサの製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30684792A JPH06160202A (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 温度センサおよびその製造方法 |
US08/153,144 US5431806A (en) | 1990-09-17 | 1993-11-17 | Oxygen electrode and temperature sensor |
US08/598,287 US5837113A (en) | 1990-12-06 | 1996-02-08 | Small glass electrode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30684792A JPH06160202A (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 温度センサおよびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06160202A true JPH06160202A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=17961974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30684792A Withdrawn JPH06160202A (ja) | 1990-09-17 | 1992-11-17 | 温度センサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06160202A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1132450A2 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-12 | MERCK PATENT GmbH | Multilayer reflective film or pigment with viewing angle dependent reflection characteristics |
EP1172599A2 (en) | 2000-07-14 | 2002-01-16 | SUZUKI SOGYO Co., Ltd. | Liquid hammer prevention device |
WO2007122922A1 (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | Nsk Ltd. | 軸受装置及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-11-17 JP JP30684792A patent/JPH06160202A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1132450A2 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-12 | MERCK PATENT GmbH | Multilayer reflective film or pigment with viewing angle dependent reflection characteristics |
EP1132450A3 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-19 | MERCK PATENT GmbH | Multilayer reflective film or pigment with viewing angle dependent reflection characteristics |
EP1172599A2 (en) | 2000-07-14 | 2002-01-16 | SUZUKI SOGYO Co., Ltd. | Liquid hammer prevention device |
WO2007122922A1 (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | Nsk Ltd. | 軸受装置及びその製造方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000201 |