JPH10311750A - 熱式空気流量センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】空気流量計測において空気温度依存がなく検出
感度の優れた熱式空気流量センサを提供する。 【解決手段】熱式空気流量センサは、 半導体形態を成
す基板２上に、発熱抵抗体５,６と測温抵抗体４と空気
温度測温抵抗体７とを含み形成し、空気流量を計測する
に、少なくとも測温抵抗体４は、多結晶ケイ素(Ｓi)及
び多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)の混合した半導体薄膜で形
成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱式空気流量セン
サに係り、特に内燃機関の吸入空気量を測定する熱式空
気流量計に好適な熱式空気流量センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より自動車などの内燃機関の電子制
御燃料噴射装置に設けられ吸入空気量を測定する空気流
量計に用いられる熱式空気流量センサとしては、熱式の
ものが質量空気量を直接検知できることから主流となっ
てきている。この中で特に、半導体マイクロマシニング
技術により製造された熱式空気流量センサが、コストが
低減でき且つ低電力で駆動することが出来ることから注
目されてきた。このような熱式空気流量センサの従来技
術としては、 例えば、特開平8-54269号公報に開示され
ているものがあり、また他の公知技術によれば、測温抵
抗体などに多結晶ケイ素(Ｓi)からなる単独多結晶体が
使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
には、吸入空気量の測定に際して、空気温度の温度依存
に関して考慮されておらず、また、流量計測精度におい
て十分でないなどといった点に解決すべき課題がある。
即ち、上記特開平8-54269号公報においては、半導体基
板上に絶縁膜を介して、発熱抵抗体として多結晶ケイ素
が使用されているが、空気温度を検出する測温抵抗体が
形成されていない為に空気温度が変化した場合に被測定
空気の流量に対応した出力が誤差を持つという問題があ
る。

【０００４】また、測温抵抗体などに多結晶ケイ素(Ｓi
即ちポリシリコン)を使用しているものがあるが、測温
抵抗体としての検出感度に重要な要素を占める電気抵抗
値の温度係数(抵抗温度係数α)が高々±３０００ｐｐｍ
／Ｋ以下程度であり流量計測精度が十分でない等の問題
があった。さらに、抵抗温度係数(α)が大きい例として
は、 特開昭61-235725号公報に示されているような、サ
ーミスタ材を用いた例があるが、サーミスタ材の場合に
は多結晶ケイ素に比較して、比抵抗(ρ)が一桁以上大き
く、所定の抵抗値の抵抗体を得ようとした場合に、 抵
抗パターン(或いは膜厚)が大きくなりすぎて不経済であ
るという問題がある。

【０００５】従って、本発明の目的は、抵抗温度係数と
比抵抗とを両立させ、流量計測の検出感度性及び経済性
を改善した熱式空気流量センサを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、半導体基板
上に発熱抵抗体と測温抵抗体とを含み形成し空気流量を
計測する熱式空気流量センサにおいて、少なくとも前記
測温抵抗体は、多結晶ケイ素(Ｓi)及び多結晶炭化ケイ
素(ＳiＣ)の混合した半導体薄膜で形成することにより
達成される。

【０００７】また、本発明による熱式空気流量センサの
他の特徴は、半導体基板上に電気絶縁膜を介して発熱抵
抗体と測温抵抗体とを含み形成し空気流量を計測する熱
式空気流量センサにおいて、 少なくとも前記測温抵抗
体は、多結晶ケイ素(Ｓi)及び多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)
を混合し、 かつ、抵抗温度係数(α)と比抵抗(ρ)をバ
ランスの取れた所定値にドーピングした半導体薄膜で形
成するところにある。

【０００８】本発明によれば、少なくとも測温抵抗体
に、 多結晶ケイ素(Ｓi)及び多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)
の混合した半導体薄膜を用いるので、 抵抗温度係数
(α)と比抵抗(ρ)とが両立し検出感度性及び経済性の向
上が図られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明によ
る一実施例の熱式空気流量センサを示す平面図である。
第１の実施の形態としての第１実施例を示している。図
２は、図１の熱式空気流量センサのＡ−Ａ’断面図であ
る。

【００１０】図１，２において、熱式空気流量センサと
しての測定素子１は、シリコン等の基板２と、該基板２
の下面より異方性エッチングにより電気絶縁膜１０(１
０ａ,１０ｂ)の境界面まで形成された空洞３と、 電気
絶縁膜１０ａ上に形成された上流側発熱抵抗体５及び下
流側発熱抵抗体６と、各発熱抵抗体の温度を検知するた
めの測温抵抗体４と、基板２の先端部に形成された空気
温度を計測する為の空気温度測温抵抗体７と、測定素子
１の信号を外部回路と接続するための各端子電極８(８
ａ,８ｂ,８ｃ,８ｄ,８ｅ,８ｆ,８ｇ)と、各抵抗体を保
護するための電気絶縁膜１０ｂとから構成される。ここ
で、第１実施例においては、各抵抗体４,５,６,７は、
共に、多結晶ケイ素(Ｓi)及び多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)
の混合した半導体薄膜より形成されている。

【００１１】ここで、一対の発熱抵抗体５,６は、電気
的に直列接続されており、接続点(中間タップ)Ｄは 引
出電極により端子電極８ｆに接続されている。空洞３に
より熱絶縁された電気絶縁膜１０ａ上に形成された前記
一対の発熱抵抗体５，６には、発熱抵抗体５，６の温度
を検出する測温抵抗体４の温度が空気流９の温度を示す
空気温度測温抵抗体７の温度より一定温度高くなるよう
に、加熱(傍熱)電流が流されている。

【００１２】空気流９の方向は、測温抵抗体４に対して
対称に形成された発熱抵抗体５及び６の温度(抵抗値)を
比較することにより検知される。つまり、発熱抵抗体
５，６は、空気流が零のときは測温抵抗体の温度とほぼ
同じ温度を示し、温度差が生じない。一方、図１の空気
流９の方向(順流)では主に上流側に配置された発熱抵抗
体５の方が下流側に配置された発熱抵抗体６より空気流
９による冷却効果が大きいこと、また、発熱抵抗体５，
６は直列接続であり同じ加熱電流が流れていることから
発熱量はほぼ一定であることから、上流側の発熱抵抗体
５の温度が発熱抵抗体６の温度より低い値となる。

【００１３】また、空気流が図１の方向と反対(逆流)の
ときには、今度は下流側の発熱抵抗体６の温度の方が上
流側の発熱抵抗体５の温度より低くなる。このように発
熱抵抗体５，６の温度(抵抗値)を比較することにより空
気流９の方向が検知できる。一方、空気流量の計測は、
測温抵抗体４を空気温度測温抵抗体７より一定温度高く
制御するために、発熱抵抗体５，６に流す加熱(傍熱)電
流値より計測する。この様に本実施例では、空気流の方
向と流量の検出が可能となっている。

【００１４】次に、本実施例の熱式空気流量センサの具
体例について、図１，２及び図７を参照して説明する。
まず、シリコン半導体の基板２上に電気絶縁体１０ａと
して二酸化ケイ素，窒化ケイ素等を、 約０.５ミクロン
の厚さで熱酸化あるいはＣＶＤ等の方法で形成する。更
に、各抵抗体４,５,６,７として多結晶ケイ素(Ｓi)及び
多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)の混合した半導体薄膜を、 約
１ミクロンの厚さでＣＶＤ等の方法で形成後、公知のホ
トリソグラフィ技術によりレジストを所定の形状に形成
した後に、反応性イオンエッチング等の方法により半導
体薄膜をパターニングする。

【００１５】次に、端子電極８をアルミニーム，金等で
形成した後に、端子電極８以外の部分を保護膜として電
気絶縁体１０ｂを、 先と同様に約０.５ミクロンの厚さ
に形成する。最後に、基板２の裏面より二酸化ケイ素等
をマスク材として、異方性エッチングすることにより空
洞３を形成し、チップに切断することにより測定素子１
が得られる。

【００１６】ここで、各抵抗体とする多結晶ケイ素(Ｓ
i)及び多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)を混合した本発明によ
る半導体薄膜は、プラズマを用いたＬＰＣＶＤあるいは
電子サイクロトロン共鳴を用いたＥＣＲ−ＰＣＶＤ、マ
イクロ波を用いたＣＶＤ等の方法にて形成する。 そし
て、より良い特性の多結晶ケイ素(Ｓi)及び多結晶炭化
ケイ素(ＳiＣ)の混合した半導体薄膜を得る為には、原
料ガスとなるモノシラン(ＳiＨ４)，メタン(ＣＨ４)，
ホスフィン(ＰＨ３)，水素(Ｈ２)等を用いて、多結晶ケ
イ素(Ｓi)及び多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)の組成比を制御
することによって、達成される。 具体的には、モノシ
ラン(ＳiＨ４)とメタン(ＣＨ４)のガス流量比を変える
ことによって、組成比の制御が実現でき、 そして、後
述するように、Ｓi及びＳiＣの混合体半導体薄膜は、原
子比で多結晶ケイ素(Ｓi)が多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)よ
り大きい(多い)組成である方が両立させるにおいて、
望ましいことが判明している。

【００１７】また、ドープ材としての燐(Ｐ)の量は、ホ
スフィン(ＰＨ３)ガスの流量により制御できる。更に、
膜特性の制御するために、水素(Ｈ２)のガス流量を、膜
を形成するときの半導体基板の温度を、半導体基板に加
えるバイアス電圧を、プラズマの入力電力等々を適切に
制御して、膜特性の優れた「多結晶ケイ素(Ｓi)及び多結
晶炭化ケイ素(ＳiＣ)の混合した半導体薄膜」を形成す
る。

【００１８】図７は、多結晶ケイ素(Ｓi)及び多結晶炭
化ケイ素(ＳiＣ)の混合した半導体薄膜からなる抵抗体
の温度特性を示す図である。本発明による抵抗体と従来
の抵抗体(の抵抗値)の温度依存性を比較して示してい
る。多結晶ケイ素(Ｓi)及び多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)の
混合した半導体薄膜からなる抵抗体は、どちらかと言え
ば、一般的なサーミスタの抵抗−温度特性に近い特性を
示している。従って、本発明による熱式空気流量センサ
の特性は、適用温度範囲が狭いので、近似的に(数１)式
で表わされる。 Ｒ／Ｒ₀＝(１＋α・(Ｔ−Ｔ₀)) (数１) ここで、Ｒは温度(Ｔ)における半導体膜の抵抗値、Ｒ₀
は温度(Ｔ₀)における半導体膜の抵抗値、αは抵抗温度
係数である。抵抗温度係数(α)が大きい方が温度に対し
ての抵抗値の変化が大きくとれることから、熱式空気流
量センサとしては、検出感度が良くなり空気流量の測定
精度が向上すると言える。

【００１９】図７において、 多結晶ケイ素(Ｓi)の単独
にて抵抗体を構成した従来例の場合の抵抗−温度特性
は、従来例の特性領域２２として示したように、勾配が
小さいものとなっている。 このように、単独多結晶ケ
イ素(Ｓi)からなる測温抵抗体では、測温抵抗体の抵抗
温度係数(α)が、高々±３０００(ｐｐｍ／Ｋ)以下程度
である。そして、図７の１００(℃)を基準とした場合に
おいて、温度が１００(℃)変化した２００(℃)の点にお
いては、 抵抗値の変化(Ｒ／Ｒ０値のマイナス側変化)
は、−０.３倍以下の変化しか得られないことが分か
る。

【００２０】これに対して、本実施例の多結晶ケイ素
(Ｓi)及び多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)を混合した半導体薄
膜の場合には、図７の実施例の特性領域２３に示したよ
うに、勾配が大きくなり、即ち、抵抗値の温度依存が大
きくなり、同じく２００(℃)の点において、抵抗値の変
化(Ｒ／Ｒ０値のマイナス側変化)が、−０.５〜−０.９
倍の変化を示すことが分かった。 これを、 抵抗温度
係数(α)に換算すれば、±５０００〜±９０００(ｐｐ
ｍ／Ｋ)程度になることに相当する。

【００２１】ここで、半導体に関する抵抗温度係数(α)
と比抵抗(ρ)とドーピングについて説明する。 多結晶
ケイ素(Ｓi)の単独からなる抵抗体(即ち、半導体)に、
ｎ形またはｐ形のドーピング材を用いてドーピングした
(ドープ処理した)場合は、ドーピング材のドープ量が増
すほど、抵抗温度係数(α)と比抵抗(ρ)が共に減少する
傾向を示すことが知られている。従って、大きな抵抗温
度係数(α)と小さな比抵抗(ρ)とを得ることはできず、
前述したように、検出感度性と経済性が両立しないこと
になる。一方、サーミスタ材を利用した抵抗体では、抵
抗温度係数(α)と比抵抗(ρ)とが共に大きく、やはり両
立しないことになる。

【００２２】これに対して、本発明による多結晶ケイ素
(Ｓi)及び多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)を混合した半導体薄
膜からなる抵抗体では、前述のように、大きな抵抗温度
係数(α)を示すことが判明している。そして、比抵抗
(ρ)に関して検討したところ、Ｓi及びＳiＣの混合した
半導体薄膜であれば、その比抵抗(ρ)の範囲を、多結晶
ケイ素(Ｓi)単体が有する比抵抗のρ=〜１(mΩ−cm)
と、 多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)単体が有する比抵抗の
ρ=〜３０(mΩ−cm)との間に調節できることが分かっ
た。換言すれば、比抵抗(ρ)を広い範囲の値に制御する
ことが可能となり、従来技術の単独多結晶ケイ素または
サーミスタ材からなる抵抗体に比べて、抵抗温度係数と
比抵抗のバランスを取って、検出感度性と経済性とを両
立させることが実現するという、設計自由度の高い選択
が可能となることが判明した。即ち、抵抗温度係数(α)
と比抵抗(ρ)との各値をバランスが取れた所定値にドー
ピング設定して、目的を達成する所望の大きな抵抗温度
係数(α)と小さな比抵抗(ρ)とを得ることができること
が分かった。

【００２３】具体的には、燐をドーピング材に採用し、
かつ、多結晶炭化ケイ素の量を多結晶ケイ素の量よりも
少な目にして、本実施例の発熱抵抗体５，６の抵抗値と
しては、電源電圧及び発熱量の関係から５０〜９００
Ω、測温抵抗体４，７の抵抗値としては１〜５ｋΩに選
択調整した。本実施例のように、抵抗温度係数(α)と比
抵抗(ρ)とのバランスが所定値になるようにドーピング
した半導体薄膜から形成した各抵抗体を用いた結果、流
量計測の検出感度性及び経済性を改善した熱式空気流量
センサが得られた。

【００２４】なお、燐をドーピング材に採用したのは、
燐の電気活性化率が最も高く比抵抗の低減効果が大きい
からであり、且つ、比抵抗(ρ)を低減しつつ大きな抵抗
温度係数(α)を維持することができるからである。 ま
た、多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)の量を多結晶ケイ素(Ｓi)
の量よりも少な目にしたのは ＳiＣの(ρ)＞Ｓiの(ρ)
の関係から、比抵抗(ρ)の値を極力大きくしないためで
ある。

【００２５】ところで、本実施例では、半導体薄膜に対
する燐(Ｐ)ドープ処理を、半導体薄膜の形成時にホスフ
ィン(ＰＨ３)ガスを導入して実施しているが、燐(Ｐ)ド
ープ処理に関しては、半導体薄膜形成後に所定のパター
ン領域に限って、燐(Ｐ)イオン注入あるいは拡散剤塗布
後の熱処理拡散を行って実施しても可である。また、ｎ
形のドーピング材としては、燐以外に、窒素，アンチモ
ン，砒素等がある。そしてｐ形のドーピング材には、ア
ルミ，硼素などがある。しかし、ｐ形はｎ形に比べて電
気活性化率が低いのでｎ形の方が望ましい。さらに、本
実施例では、抵抗体４,５,６,７の全てを、多結晶ケイ
素(Ｓi)及び多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)からなる混合体を
主に含む半導体薄膜としたが、 発熱抵抗体５または発
熱抵抗体６または測温抵抗体４または空気温度測温抵抗
体７のうち少なくとも測温抵抗体４及び空気温度測温抵
抗体７は、 多結晶ケイ素(Ｓi)及び多結晶炭化ケイ素
(ＳiＣ)の混合した半導体薄膜から構成し、 発熱抵抗体
５及び６は他の白金等の金属もしくは多結晶ケイ素(Ｓ
i)で構成したとしても、 本実施例の効果と同様な効果
が得られることは明らかである。

【００２６】図３は、図１の熱式空気流量センサを実装
した一実施例の熱式空気流量計を示す断面図である。例
えば、自動車等の内燃機関の吸気通路に熱式空気流量セ
ンサを実装したの熱式空気流量計の実装例を示す断面図
である。熱式空気流量計は、図のように、熱式空気流量
センサとしての測定素子１と支持体１３と外部回路１４
とを含み構成される。そして吸気通路１１の内部にある
副通路１２に、測定素子１が配置される。外部回路１４
は支持体１３を介して測定素子１の端子電極８に電気的
に接続されている。ここで、通常では吸入空気は空気流
９で示された方向に流れており、ある内燃機関の条件に
よって図示の空気流９とは逆の方向(逆流)に吸入空気が
流れる。

【００２７】図４は、図３の部分拡大図である。測定素
子１及び支持体１３を拡大して示している。図５は、図
４のＢ−Ｂ’断面図である。図４及び図５に見るよう
に、測定素子１は、支持体１３ｂ上に空気温度測温抵抗
体７の表裏面が空気流９に直接晒されるように固定さ
れ、更に、アルミナ等の電気絶縁基板上に端子電極１５
及び信号処理回路が形成された外部回路１４が、同じく
支持体１３ｂ上に固定される。この測定素子１と外部回
路１４は、端子電極８及び１５間を金線１６等でワイヤ
ボンディングにより電気的に接続された後に、金線１
６、電極端子８，１５や外部回路１４を保護するために
支持体１３ａにより密封保護される。

【００２８】次に、図６を参照し、上記実施例の構成の
動作について説明する。図６は、図１の測定素子１の抵
抗体４，５，６，７と信号処理のための外部回路１４を
示したものである。図中、１７は電源、１８は発熱抵抗
体５，６に加熱(傍熱)電流を流すためのトランジスタ、
１９ａ，１９ｂ，１９ｃは抵抗、２０はＡ／Ｄ変換器等
を含む入力回路とＤ／Ａ変換器等を含む出力回路と演算
処理等を行うＣＰＵからなる制御回路、２１はメモリ回
路である。

【００２９】ここで、測温抵抗体４、空気温度測温抵抗
体７、抵抗１９ｂ，１９ｃよりなるブリッジ回路の端子
Ｆ，Ｇの電圧が制御回路２０に入力され、発熱抵抗体
５，６から傍熱された測温抵抗体４の温度(Ｔｈ)が空気
温度に対応する空気温度測温抵抗体７の温度(Ｔａ)よ
り、ある一定値(例えばΔＴｈ＝１５０℃)高くなるよう
各抵抗値が設定され、制御回路２０により制御される。
測温抵抗体４の温度が設定値より低い場合には、制御回
路２０の出力によりトランジスタ１８がオンし、発熱抵
抗体５，６に加熱電流が流れる。一方、設定温度より高
くなると、トランジスタ１８がオフするように制御し、
設定値に一定になるよう制御される。このときの発熱抵
抗体５，６に流す加熱電流値(抵抗１９ａの電位Ｅに対
応)が空気流量(Ｑ)となる。

【００３０】一方、空気流の方向は、発熱抵抗体５，６
の温度差より検出する。前述のように測温抵抗体４はあ
る一定の基準温度(Ｔｈ＝Ｔａ＋ΔＴｈ)に設定されてい
る。発熱抵抗体５，６は直列接続されており同じ加熱電
流が流れる構成であることから、空気流が順流の場合に
は、上流側の発熱抵抗体５がより空気流により熱を奪わ
れることから温度が低くなる。また、空気流が逆流の場
合には、今度は逆に発熱抵抗体６の温度が低くなる。つ
まり、発熱抵抗体５，６の温度(抵抗値)を比較すること
により、空気流の方向が検知できる。

【００３１】図６の回路では、発熱抵抗体５，６の温度
(抵抗値)の比較を、直列接続された各抵抗体の両端の電
位により行う。上流側の発熱抵抗体５の温度に対応する
のは図６のＣ−Ｄ点間の電位差であり、下流側の発熱抵
抗体６の温度に対応するのはＤ−Ｅ間の電位差である。
従って、各Ｃ，Ｄ，Ｅ点の電位を制御回路２０に入力す
ることにより各発熱抵抗体に対応する電位差から空気流
の方向が検知される。上記のように、空気温度測温抵抗
体７及び測温抵抗体４に本発明による熱式空気流量セン
サを用いる構成とすることにより、従来例の発熱抵抗体
のみで構成されていた熱式空気流量センサに対して、空
気温度が変化したとしても影響を受けずに空気流の方向
を検知し、さらに、高精度に且つ経済的に流量検出する
熱式空気流量計を提供することができる。

【００３２】次ぎに、本発明の第二の実施例について説
明する。図８は、本発明による他の実施例の熱式空気流
量センサを示す平面図である。図８に示す第二の実施例
の図１の第一の実施例と異なる点は、抵抗体４、５，６
と端子電極８間に、基板２の支持部側の温度(支持部温
度)を計測するための測温抵抗体２４を追加したことで
ある。測温抵抗体２４に、本発明による多結晶ケイ素
(Ｓi)及び多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)の混合した半導体薄
膜を用いている。

【００３３】自動車等の内燃機関では、内燃機関の熱に
より図３に示した吸気通路１１及び支持体１３の温度が
上昇し、この熱が測定素子１に伝熱して空気流量の計測
に誤差を生じさせ温度特性を悪くすることがある。これ
に対して、本実施例では、抵抗体４、５，６と端子電極
８間に基板２の支持部側の温度(支持部温度)を計測する
ための測温抵抗体２４を追加したことにより、支持部温
度の影響を受けないより流量計測精度の高い熱式空気流
量センサを提供することができる。

【００３４】支持体１３が温度上昇した場合は、図４に
示したように内燃機関の熱が支持体１３ｂから外部回路
１４へ、更に測定素子１の端子電極部８、支持部温度を
計測するための測温抵抗体２４、発熱抵抗体５，６、測
温抵抗体４、空気温度測温抵抗体７へと熱伝搬してい
る。このため、空気流量を計測する発熱抵抗体５，６、
測温抵抗体４、空気温度測温抵抗体７に不要な熱が伝搬
し、空気流量の計測精度に悪影響を与える。また、外部
回路１４自身の発熱でも同様に不要な熱伝搬がおき計測
精度に悪影響を与えることがある。第二の実施例では、
支持部温度を計測するための測温抵抗体２４の出力から
補正を行うことによって、温度特性を改善している。

【００３５】図６に示した制御回路２０に測温抵抗体２
４の出力(支持部温度)を入力し、予め半導体薄膜の抵抗
−温度関数(図７)及び支持部温度補正データをメモリ２
１に記憶しておけば、 制御回路２０のＣＰＵにて演算
処理することにより 空気流量(Ｑ)の支持部温度補正が
可能となる。この様に、測温抵抗体２４に抵抗温度係数
(α)の大きい多結晶ケイ素(Ｓi)及び多結晶炭化ケイ素
(ＳiＣ)の混合した半導体薄膜を用いたことにより、支
持部温度の検出精度が向上し精度の高い支持部温度補正
が可能となる。

【００３６】上記した第一および第二の実施例以外に、
例えば、発熱抵抗体の上下流に測温抵抗体を配置し上下
流の測温抵抗体の温度差から空気流量を計測する温度差
検知方式の様な場合、また、その他いかなる方式の場合
においても、基板２上に形成される測温抵抗体に、多結
晶ケイ素(Ｓi)及び多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)の混合した
半導体薄膜を適用することにより、温度の検出感度が高
くなることから空気流量の計測精度が向上することは自
明である。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、 測温抵抗体に多結晶
ケイ素(Ｓi)及び多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)の混合した半
導体薄膜を用いるので、 経済的で、空気温度依存がな
く検出感度の優れた熱式空気流量センサを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の熱式空気流量センサを
示す平面図である。

【図２】図１の熱式空気流量センサのＡ−Ａ’断面図で
ある。

【図３】図１の熱式空気流量センサを実装した一実施例
の熱式空気流量計を示す断面図である。

【図４】図３の部分拡大図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ’断面図である。

【図６】図１の測定素子１の抵抗体４，５，６，７と信
号処理のための外部回路１４を示したものである。

【図７】多結晶ケイ素(Ｓi)及び多結晶炭化ケイ素(Ｓi
Ｃ)の混合した半導体薄膜からなる抵抗体の温度特性を
示す図である。

【図８】本発明による他の実施例の熱式空気流量センサ
を示す平面図である。

【符号の説明】

１…素子、２…基板、３…空洞、４,２４…測温抵抗
体、５,６…発熱抵抗体、７…空気温度測温抵抗体、８,
１５…端子電極、９…空気流、１０,１０ａ,１０ｂ…電
気絶縁膜、１１…吸気主通路、１２…副通路、１３,１
３ａ,１３ｂ…支持体、１４…外部回路、１６…金線、
１７…電源、１８…トランジスタ、１９ａ,１９ｂ,１９
ｃ…抵抗、２０…制御回路、２１…メモリ、２２…従来
例の特性領域、２３…実施例の特性領域。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板上に発熱抵抗体と測温抵抗体と
   を含み形成し空気流量を計測する熱式空気流量センサに
   おいて、 少なくとも前記測温抵抗体は、 多結晶ケイ素(Ｓi)及び
   多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)の混合した半導体薄膜で形成
   したことを特徴とする熱式空気流量センサ。
2. 【請求項２】請求項１において、前記半導体薄膜は、ド
   ーピング材によってドープ処理されていることを特徴と
   する熱式空気流量センサ。
3. 【請求項３】半導体基板上に電気絶縁膜を介して発熱抵
   抗体と測温抵抗体とを含み形成し空気流量を計測する熱
   式空気流量センサにおいて、 少なくとも前記測温抵抗体は、 多結晶ケイ素(Ｓi)及び
   多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)を混合し、 かつ、抵抗温度係
   数(α)と比抵抗(ρ)をバランスの取れた所定値にドーピ
   ングした半導体薄膜で形成したことを特徴とする熱式空
   気流量センサ。
4. 【請求項４】請求項２または請求項３において、前記ド
   ーピング材は、燐(Ｐ)であることを特徴とする熱式空気
   流量センサ。