本發(fā)明涉及熱式流體流量傳感器，特別涉及適用于使用發(fā)熱電阻體的熱式流體流量傳感器的有效的技術(shù)。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，在汽車(chē)等內(nèi)燃機(jī)的電子控制燃料噴射裝置中設(shè)置的測(cè)量吸入空氣量的空氣流量計(jì)得到應(yīng)用。作為在這樣的空氣流量計(jì)中使用的流體流量傳感器，使用發(fā)熱電阻體的熱式流體流量傳感器因?yàn)槟軌蛑苯訖z測(cè)質(zhì)量空氣量，所以逐漸成為主流。

其中，用使用半導(dǎo)體的微機(jī)電系統(tǒng)(microelectromechanicalsystems：mems)技術(shù)制造的熱式空氣流量傳感器、即空氣流量傳感器，因?yàn)槟軌蚪档椭圃斐杀尽⒂玫凸β黍?qū)動(dòng)而受到關(guān)注。

作為這樣的熱式流體流量傳感器，有包括發(fā)熱電阻體的、檢測(cè)流體的流量的流量檢測(cè)部和進(jìn)行流量檢測(cè)部的控制等的電路部在同一基片上形成的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，無(wú)需將流量檢測(cè)基片與電路基片用導(dǎo)線接合等方法電連接，能夠減少部件個(gè)數(shù)。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1(日本特表2004-518119號(hào)公報(bào))中記載了在微機(jī)械流量傳感器中，在半導(dǎo)體基片集成測(cè)量元件和電路，在半導(dǎo)體基片的開(kāi)口部上或凹部上設(shè)置測(cè)量元件的內(nèi)容。

專(zhuān)利文獻(xiàn)2(日本特開(kāi)2012-202786號(hào)公報(bào))中公開(kāi)了一種熱式流體流量傳感器，其具有：包括在半導(dǎo)體基片上的第一層疊膜上設(shè)置的發(fā)熱電阻體的檢測(cè)部；和在半導(dǎo)體基片上設(shè)置的包括控制發(fā)熱電阻體的控制電路的電路部。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特表2004-518119號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2012-202786號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)課題

具有在同一基片上形成的流量檢測(cè)部和電路部的熱式流體流量傳感器中，存在流量檢測(cè)部具有壓縮應(yīng)力的情況。此時(shí)，流量檢測(cè)部變得容易彎曲，因此擔(dān)心流量檢測(cè)部破損。

另一方面，流量檢測(cè)部具有拉伸應(yīng)力時(shí)，流量檢測(cè)部不易彎曲，流量檢測(cè)部破損的可能性小。但是，流量檢測(cè)部具有拉伸應(yīng)力時(shí)，存在電路部具有拉伸應(yīng)力的情況。此時(shí)會(huì)發(fā)生電路部的特性變動(dòng)的問(wèn)題。

本發(fā)明的上述目的和新特征，根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的描述和附圖能夠明確。

用于解決技術(shù)課題的技術(shù)方案

以下對(duì)本申請(qǐng)中公開(kāi)的實(shí)施方式中代表性的實(shí)施方式的概要進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。

一個(gè)實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器，在傳感器芯片的薄膜部上，在形成于層間絕緣膜的凹部即在側(cè)壁和底面被用于調(diào)整應(yīng)力的絕緣膜覆蓋的凹部的側(cè)壁，設(shè)置有階梯狀的臺(tái)階。

發(fā)明效果

簡(jiǎn)單說(shuō)明由本申請(qǐng)公開(kāi)的發(fā)明中的代表性發(fā)明獲得的效果如下。

根據(jù)本發(fā)明，能夠提高熱式流體流量傳感器的可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是表示實(shí)施方式1的熱式流體流量傳感器的平面圖。

圖2是圖1的a-a截面圖。

圖3是實(shí)施方式1的熱式流體流量傳感器中的傳感器芯片的截面圖。

圖4是包括實(shí)施方式1的熱式流體流量傳感器的熱式空氣流量計(jì)的概要圖。

圖5是說(shuō)明實(shí)施方式1的熱式流體流量傳感器的制造工序的截面圖。

圖6是圖5之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖7是圖6之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖8是圖7之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖9是圖8之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖10是圖9之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖11是圖10之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖12是圖11之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖13是圖12之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖14是圖13之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖15是說(shuō)明實(shí)施方式2的熱式流體流量傳感器的制造工序的截面圖。

圖16是圖15之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖17是圖16之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖18是圖17之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖19是圖18之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖20是圖19之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖21是說(shuō)明實(shí)施方式3的熱式流體流量傳感器的制造工序的截面圖。

圖22是圖21之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖23是圖22之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖24是說(shuō)明實(shí)施方式4的熱式流體流量傳感器的制造工序的截面圖。

圖25是圖24之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖26是圖25之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖27是圖26之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖28是圖27之后的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。

圖29是表示實(shí)施方式4的熱式流體流量傳感器的平面圖。

圖30是比較例的熱式流體流量傳感器中的傳感器芯片的截面圖。

具體實(shí)施方式

以下，基于附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。其中，在用于說(shuō)明實(shí)施方式的所有圖中，對(duì)具有相同功能的部件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略其重復(fù)說(shuō)明。另外，以下實(shí)施方式中，除了特別必要時(shí)之外，原則上不重復(fù)相同或同樣的部分的說(shuō)明。

(實(shí)施方式1)

參考附圖說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器。本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器是使用發(fā)熱電阻體檢測(cè)流體的流量的熱式流體流量傳感器。

＜熱式流體流量傳感器的結(jié)構(gòu)＞

以下，用圖1～圖4，對(duì)本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的平面圖。圖2是圖1的a-a截面圖。圖3是本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器中的傳感器芯片的截面圖。即，圖3是圖2所示的熱式流體流量傳感器的主要部分截面圖。圖4是在汽車(chē)等內(nèi)燃機(jī)的吸氣通路中安裝的包括本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的熱式空氣流量計(jì)的概要圖。

如圖1和圖2所示，熱式流體流量傳感器1具有引線框2和在引線框2的上表面上搭載的傳感器芯片52，引線框2的一部分和傳感器芯片52的一部分被模塑樹(shù)脂10覆蓋。圖1中，用虛線表示了被模塑樹(shù)脂10覆蓋的部分的各結(jié)構(gòu)體的輪廓。在模塑樹(shù)脂10的上表面，形成有用于使得不阻礙空氣流動(dòng)的空氣流路用槽34b。

引線框2具有彼此分離的基片搭載部4和多個(gè)外部端子(引腳)8?；钶d部4是在其上表面上搭載傳感器芯片52的金屬板。外部端子8是一部分從模塑樹(shù)脂10露出，具有將在傳感器芯片52形成的電路與熱式流體流量傳感器1的外部電連接的作用的金屬板。引線框2例如包括主要含cu(銅)的合金。

傳感器芯片52在底部具有半導(dǎo)體基片3(參考圖2)，具有在沿半導(dǎo)體基片3的主面的方向上排列的空氣流量計(jì)測(cè)部1a和電路部1b。另外，在傳感器芯片52的上表面，形成有多個(gè)用于相對(duì)于外部進(jìn)行輸入輸出的電極墊(電極)6，電極墊6與外部端子8經(jīng)由連接線7電連接?？諝饬髁坑?jì)測(cè)部1a是檢測(cè)流體的流量的部分，是包括在半導(dǎo)體基片3上形成的發(fā)熱電阻體(加熱器)和檢測(cè)熱的傳感器(未圖示)的區(qū)域。

在空氣流量計(jì)測(cè)部1a形成有傳感器芯片52的膜厚較薄的區(qū)域即薄膜部9。上述加熱器和上述傳感器在俯視時(shí)在與薄膜部9重疊的位置排列形成。另外，在俯視圖中，上述加熱器、上述傳感器和薄膜部9配置在與空氣流路用槽34b重疊的位置。另外，空氣流路用槽34b在上述加熱器與上述傳感器排列的方向上延伸。

電路部1b是傳感器芯片52的一部分，是在半導(dǎo)體基片3上，形成有控制上述加熱器的加熱的mos(metaloxidesemiconductor，金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管、二極管和存儲(chǔ)器等的部分。另外，在電路部1b形成有經(jīng)由電極墊6和外部端子8從外部接受電源供給、并進(jìn)行對(duì)外部的空氣流量的輸出的電路。

如圖2所示，作為引線框2的一部分的基片搭載部4和傳感器芯片52，除了空氣流量計(jì)測(cè)部1a之外被模塑樹(shù)脂10覆蓋。另外，作為引線框2的一部分的外部端子8的一方的端部從模塑樹(shù)脂10露出，另一方的端部被模塑樹(shù)脂10覆蓋。在模塑樹(shù)脂10內(nèi)，外部端子8的端部與電極墊6經(jīng)由連接線7連接。

在空氣流量計(jì)測(cè)部1a，模塑樹(shù)脂10在半導(dǎo)體基片3的主面?zhèn)群驮撝髅娴南喾磦?cè)的背面?zhèn)确謩e開(kāi)口。半導(dǎo)體基片3的主面?zhèn)鹊哪Ｋ軜?shù)脂10的凹部和半導(dǎo)體基片3的背面?zhèn)鹊哪Ｋ軜?shù)脂10的凹部形成于在俯視時(shí)重疊的位置。在半導(dǎo)體基片3的主面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊哪Ｋ軜?shù)脂10的凹部之間的區(qū)域中，傳感器芯片52的底部的半導(dǎo)體基片3和傳感器芯片52的上部的絕緣膜分別開(kāi)口，因此該區(qū)域的傳感器芯片52的膜厚比其它區(qū)域的傳感器芯片52的膜厚小。

即，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a中除去半導(dǎo)體基片3的一部分而形成有孔部9a(參考圖3)，而且在該孔部的正上方，在傳感器芯片52的上表面形成有凹部。因此，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a中，存在傳感器芯片52的厚度比電路部1b小的區(qū)域。

本申請(qǐng)中，將這樣使傳感器芯片52薄膜化而得到的部分稱(chēng)為薄膜部9。薄膜部9是為了防止包括加熱器的空氣流量計(jì)測(cè)部1a的溫度過(guò)度上升而形成有使半導(dǎo)體基片3開(kāi)口的孔部的部分。另外，薄膜部9如使用圖14在后文中所敘述的那樣，是為了防止空氣流量計(jì)測(cè)部1a中的傳感器芯片52損壞、并且調(diào)整空氣流量計(jì)測(cè)部1a的應(yīng)力，在傳感器芯片52的上部形成有凹部的部分。即，此處所謂薄膜部(隔膜、膜片結(jié)構(gòu))指的是在該凹部與孔部9a之間、厚度較小的傳感器芯片52的一部分。

此處，為了使空氣流入貫通半導(dǎo)體基片3的該孔部?jī)?nèi)，作為防止氣密用的孔，形成有貫通基片搭載部4的開(kāi)口部。即，半導(dǎo)體基片3的背面?zhèn)鹊哪Ｋ軜?shù)脂10的凹部、貫通基片搭載部4的開(kāi)口部、貫通半導(dǎo)體基片3的上述孔部、傳感器芯片52的上表面的凹部和半導(dǎo)體基片3的主面?zhèn)鹊哪Ｋ軜?shù)脂10的凹部，形成于在俯視時(shí)重疊的位置。由此，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a中的模塑樹(shù)脂10的背面?zhèn)鹊陌疾康恼戏?，貫通基片搭載部4的開(kāi)口部和半導(dǎo)體基片3的背面?zhèn)鹊目撞?a(參考圖3)從模塑樹(shù)脂10露出。

如上所述，本實(shí)施方式中，在同一個(gè)半導(dǎo)體基片3上形成有檢測(cè)流體的流量的流量檢測(cè)部和進(jìn)行流量檢測(cè)部的控制等的電路部。與此不同，也考慮到在彼此不同的基片上形成檢測(cè)流體的流量的流量檢測(cè)部和進(jìn)行流量檢測(cè)部的控制或用于外部輸出的流量轉(zhuǎn)換的運(yùn)算等的電路部的情況。此時(shí)，需要將形成有流量檢測(cè)部的流量檢測(cè)基片和形成有控制電路等的電路基片用導(dǎo)線接合等方法電連接。因此，部件個(gè)數(shù)增加，在將流量檢測(cè)基片和電路基片組裝的組裝工序后要添加檢查工序，由此存在制造工藝的工序數(shù)量增加，因組裝工序中發(fā)生不良情況而導(dǎo)致成品率降低的可能性，產(chǎn)生制造成本增加的問(wèn)題。

與此不同，本實(shí)施方式中，因?yàn)榭諝饬髁坑?jì)測(cè)部1a和電路部1b存在于同一基片，所以無(wú)需將流量檢測(cè)基片和電路基片用導(dǎo)線接合等方法電連接。因此能夠減少部件個(gè)數(shù)。

接著，使用圖3說(shuō)明傳感器芯片52的結(jié)構(gòu)。傳感器芯片52具有例如包括單晶硅的半導(dǎo)體基片3。半導(dǎo)體基片3的底面被例如包括氧化硅膜的絕緣膜29覆蓋。在電路部1b，在半導(dǎo)體基片3的有源區(qū)域中，從半導(dǎo)體基片3的主面到中途深度形成有阱15。在阱15的上表面，從半導(dǎo)體基片3的主面到中途深度形成有多個(gè)擴(kuò)散層19。擴(kuò)散層19是形成深度比阱15淺的半導(dǎo)體區(qū)域。阱15與擴(kuò)散層19具有彼此不同的導(dǎo)電類(lèi)型。

在阱15的上表面、即有源區(qū)域的半導(dǎo)體基片3的上表面上，隔著柵極絕緣膜16形成有柵極電極17。柵極絕緣膜16例如包括氧化硅膜，柵極電極17例如包括多晶硅膜。柵極絕緣膜16和柵極電極17在一對(duì)擴(kuò)散層彼此間的區(qū)域的正上方形成，柵極電極17和隔著柵極電極的正下方的半導(dǎo)體基片3的主面的一對(duì)擴(kuò)散層19構(gòu)成mos晶體管50。隔著柵極電極的正下方的半導(dǎo)體基片3的主面的一對(duì)擴(kuò)散層19分別構(gòu)成mos晶體管50的源極-漏極區(qū)域。一對(duì)擴(kuò)散層19彼此間的半導(dǎo)體基片3的主面是在mos晶體管50工作時(shí)形成溝道的溝道區(qū)域。

在圖3的電路部1b表示了多個(gè)mos晶體管50，未表示其它元件，但在未圖示的區(qū)域中，在半導(dǎo)體基片3上形成有存儲(chǔ)器或二極管等元件。在半導(dǎo)體基片3上形成的各元件，被在各元件間的半導(dǎo)體基片3上形成的元件分離區(qū)域14分離。元件分離區(qū)域14例如包括氧化硅膜，在與有源區(qū)域相鄰的區(qū)域(場(chǎng)區(qū)域)中，從半導(dǎo)體基片3的主面形成至中途深度。元件分離區(qū)域14不僅在電路部1b的元件彼此間形成，也在空氣流量計(jì)測(cè)部1a形成。

在空氣流量計(jì)測(cè)部1a中形成有貫通半導(dǎo)體基片3的孔部9a，由此形成有傳感器芯片52的厚度較薄的部分即薄膜部9。因?yàn)槌チ丝撞?a的正下方的絕緣膜29，所以位于孔部9a正上方的元件分離區(qū)域14的底面從半導(dǎo)體基片3和絕緣膜29露出。

在空氣流量計(jì)測(cè)部1a中，在元件分離區(qū)域14上形成有加熱器18和傳感器(未圖示)。加熱器(發(fā)熱電阻體)18和傳感器(測(cè)量元件)相互隔開(kāi)間隔并且電絕緣。加熱器18和傳感器包括由彼此相同的材料形成的同層的導(dǎo)電膜。傳感器檢測(cè)被加熱器18產(chǎn)生的熱加熱后的空氣的溫度。用傳感器進(jìn)行溫度檢測(cè)的方式例如使用熱電阻式或熱電偶式等。

加熱器18和傳感器在沿半導(dǎo)體基片3的主面的方向即圖3的進(jìn)深方向，即圖1中與a-a線正交的方向上排列配置。加熱器18被一對(duì)傳感器夾著而配置。

加熱器18、傳感器和mos晶體管50被在半導(dǎo)體基片3和元件分離區(qū)域14之上形成的層間絕緣膜20覆蓋。層間絕緣膜20例如包括氧化硅膜。在層間絕緣膜20形成有多個(gè)接觸孔(連接孔)，在各接觸孔內(nèi)，例如形成有主要含w(鎢)的接觸插塞(plug)21。層間絕緣膜20的上表面與多個(gè)接觸插塞21各自的上表面平坦化為相同的高度。另其中，本申請(qǐng)中所謂高度指的是從半導(dǎo)體基片3的特定位置的主面起的、與半導(dǎo)體基片3的主面垂直的方向上的距離。

多個(gè)接觸插塞21與加熱器18的上表面、傳感器(未圖示)的上表面、擴(kuò)散層19的上表面、或柵極電極17的上表面等分別連接。

在層間絕緣膜20和接觸插塞21各個(gè)之上，形成有多個(gè)例如主要含al(鋁)的配線22。配線22的底部與接觸插塞21的上表面連接。層間絕緣膜20的上表面和配線22被在層間絕緣膜20上形成的層間絕緣膜23覆蓋。層間絕緣膜23包括例如氧化硅膜。

在層間絕緣膜23形成有多個(gè)接觸插塞孔，在各接觸插塞孔內(nèi)，埋入例如主要含w(鎢)的多個(gè)接觸插塞51。層間絕緣膜23的上表面與多個(gè)接觸插塞51各自的上表面平坦化為相同的高度。在層間絕緣膜23上和接觸插塞51上形成有多個(gè)例如主要含al(鋁)的配線24。配線24的下表面與接觸插塞51的上表面連接。配線24經(jīng)由接觸插塞51、配線22、接觸插塞21與加熱器18、傳感器(未圖示)、柵極電極17或擴(kuò)散層19等連接。

在層間絕緣膜23上，以覆蓋配線24的方式，依次形成有例如包括氧化硅膜的絕緣膜25和例如包括氮化硅膜的作為絕緣膜的保護(hù)膜26。一部分配線24的上表面的一部分從絕緣膜25和保護(hù)膜26露出，從絕緣膜25和保護(hù)膜26露出的配線24的上表面構(gòu)成電極墊6。電極墊6是在配線24的上表面連接連接線的部分。

絕緣膜25、保護(hù)膜26、層間絕緣膜20和元件分離區(qū)域14是內(nèi)部具有壓縮應(yīng)力的膜。換言之，絕緣膜25、保護(hù)膜26、層間絕緣膜20和元件分離區(qū)域14具有壓縮側(cè)的(壓縮方向的，實(shí)現(xiàn)壓縮效果的)應(yīng)力。此處，絕緣膜25、保護(hù)膜26和層間絕緣膜20使用具有壓縮應(yīng)力的膜，由此能夠提高配線22、24的保護(hù)性能和耐濕性。

在空氣流量計(jì)測(cè)部1a，在俯視時(shí)與孔部9a重疊的區(qū)域中，在包括保護(hù)膜26、絕緣膜25、層間絕緣膜23和20的層疊膜的上表面形成有凹部5。凹部5是從該層疊膜的上表面到達(dá)該層疊膜的中途深度的凹部，凹部5的底面位于比加熱器18和傳感器(未圖示)靠上方的位置。即，在凹部5內(nèi)，加熱器18和傳感器(未圖示)不露出。凹部5的深度即與半導(dǎo)體基片3的主面垂直的方向上的、從保護(hù)膜26的上表面到凹部5的底面的距離是2.5μm左右。

凹部5由多個(gè)凹部5a、5b構(gòu)成。凹部5b在凹部5a的正下方形成，凹部5a的開(kāi)口寬度比凹部5b的開(kāi)口寬度大。即，凹部5包括在上述層疊膜的上表面形成的凹部5a和在凹部5a的底面形成的凹部5b。其中，此處所謂開(kāi)口寬度指的是沿半導(dǎo)體基片3的主面的方向上的各凹部的寬度。

另外，凹部5b的側(cè)壁，在俯視時(shí)與凹部5a的側(cè)壁不重疊。即，在俯視圖中，凹部5b在凹部5a的側(cè)壁的內(nèi)側(cè)形成，凹部5b的側(cè)壁與凹部5a的側(cè)壁彼此隔開(kāi)間隔。從而，在凹部5的側(cè)壁形成有階梯狀的臺(tái)階。即，凹部5的開(kāi)口寬度隨著從凹部5的底部向上方去而階段性地增大。此處，由凹部5a的底面和凹部5b的側(cè)壁形成的臺(tái)階差在凹部5內(nèi)形成為一階。

凹部5a例如如圖3所示貫通絕緣膜25，到達(dá)層間絕緣膜23的中途深度。但是，凹部5a也可以是不貫通絕緣膜25而到達(dá)絕緣膜25的中途深度的凹部。凹部5b例如如圖3所示貫通層間絕緣膜23，到達(dá)層間絕緣膜20的中途深度。但是，凹部5b也可以是不貫通層間絕緣膜23而到達(dá)層間絕緣膜23的中途深度的凹部。

另外，也可以在凹部5b的底面還設(shè)置開(kāi)口寬度比凹部5b小的凹部。此時(shí)，凹部5的側(cè)壁的臺(tái)階差的數(shù)量增加，由此構(gòu)成凹部5的各凹部的深度減小。

凹部5的內(nèi)側(cè)的上述層疊膜的表面被絕緣膜28覆蓋。絕緣膜28是具有拉伸應(yīng)力的膜，例如包括氮化硅膜。換言之，絕緣膜28與絕緣膜25、保護(hù)膜26、層間絕緣膜20和元件分離區(qū)域14相比，具有拉伸應(yīng)力側(cè)的(拉伸方向的，實(shí)現(xiàn)拉伸效果的)應(yīng)力。

絕緣膜28僅在空氣流量計(jì)測(cè)部1a形成，不在電路部1b形成。即，在電路部1b形成的mos晶體管50等元件被具有壓縮應(yīng)力的絕緣膜25和保護(hù)膜26覆蓋，但不被具有拉伸應(yīng)力的絕緣膜28覆蓋。另外，空氣流量計(jì)測(cè)部1a的加熱器18和傳感器被具有拉伸應(yīng)力的絕緣膜28覆蓋，但不被具有壓縮應(yīng)力的絕緣膜25和保護(hù)膜26覆蓋。

mos晶體管50等半導(dǎo)體元件在具有拉伸應(yīng)力的區(qū)域形成則會(huì)受到電阻值上升等的影響。為了防止這樣的特性變動(dòng)，使包括mos晶體管50等元件的電路部1b從具有拉伸應(yīng)力的絕緣膜28露出。

此處，為了使空氣流量計(jì)測(cè)部1a的薄膜部9所具有的應(yīng)力成為拉伸應(yīng)力，設(shè)置有作為調(diào)整應(yīng)力用的膜的絕緣膜28。但是，構(gòu)成絕緣膜28的氮化硅膜在低溫形成，因此是拉伸應(yīng)力較小的膜，于是為了在具有壓縮應(yīng)力的包括層間絕緣膜20、23、絕緣膜25和保護(hù)膜26的層疊膜的最上層即保護(hù)膜26上形成絕緣膜28而使該層疊膜的應(yīng)力成為拉伸應(yīng)力，需要形成膜厚非常大的絕緣膜28。

此處通過(guò)除去該層疊膜的上部的絕緣膜25和保護(hù)膜26等，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a形成凹部5，由此能夠用膜厚較小的絕緣膜28實(shí)現(xiàn)空氣流量計(jì)測(cè)部1a的應(yīng)力調(diào)整。但是，為了在該層疊膜的上表面形成凹部5減少壓縮應(yīng)力，需要形成深度2.5μm程度的凹部5。這樣的凹部5的深度會(huì)成為用圖30在后文中敘述的比較例中的覆蓋率問(wèn)題的原因。

另外，保護(hù)膜26和絕緣膜28都包括氮化硅膜，但如上所述保護(hù)膜26具有壓縮應(yīng)力，絕緣膜28具有拉伸應(yīng)力。即使是同樣包括氮化硅膜的膜，也能夠通過(guò)變更成膜條件，如上所述地改變內(nèi)部應(yīng)力的方向。

絕緣膜28并不完全將凹部5填埋。即，絕緣膜28的膜厚小于凹部5的深度。由此，絕緣膜28沿凹部5a和5b各自的側(cè)壁和底面形成。從而，在絕緣膜28的上表面沿凹部5的表面的形狀形成有凹部，在該凹部的側(cè)壁形成有階梯狀的臺(tái)階。此處，孔部9a、層間絕緣膜20、凹部5a、5b和絕緣膜28，在與加熱器18和傳感器(未圖示)在俯視圖中重疊的位置形成。

另外，此處，使絕緣膜28以比凹部5a、5b任一個(gè)的深度更大的膜厚形成。換言之，絕緣膜28的膜厚比在凹部5的側(cè)壁階梯狀地形成的臺(tái)階的高度大。在凹部5的側(cè)壁形成的臺(tái)階由凹部5a的底面和凹部5b的側(cè)壁構(gòu)成。此處所謂臺(tái)階的高度指的是在與半導(dǎo)體基片3的主面垂直的方向上，從構(gòu)成該臺(tái)階的凹部5b的側(cè)壁的上端到下端的距離。

換言之，臺(tái)階的高度指的是例如與半導(dǎo)體基片3的主面垂直的方向上的、從該臺(tái)階的上表面即凹部5a的底面到位于該臺(tái)階的下端的凹部5b的底面的距離。另外，臺(tái)階的高度指的是例如與半導(dǎo)體基片3的主面垂直的方向上的、從凹部5的外側(cè)的保護(hù)膜26的上表面到凹部5a的底面的距離。即，臺(tái)階的高度指的是從規(guī)定的臺(tái)階的上表面到下端的高低差。

此處，通過(guò)使絕緣膜28的膜厚大于凹部5a、5b的任一者的深度，能夠提高絕緣膜28的包覆性。

絕緣膜28是為了防止傳感器芯片52損壞而設(shè)置的膜。因?yàn)樵诳諝饬髁坑?jì)測(cè)部1a形成有薄膜部9，所以傳感器芯片52的厚度較小。另外，因?yàn)閷娱g絕緣膜20和元件分離區(qū)域14等具有壓縮應(yīng)力，所以認(rèn)為傳感器芯片52的空氣流量計(jì)測(cè)部1a整體具有壓縮應(yīng)力。此時(shí)，有在空氣流量計(jì)測(cè)部1a的傳感器芯片52發(fā)生撓曲，傳感器芯片52破損的可能性。對(duì)此，通過(guò)在薄膜部9上形成具有拉伸應(yīng)力的絕緣膜28，增大傳感器芯片52的空氣流量計(jì)測(cè)部1a整體的拉伸應(yīng)力，能夠防止傳感器芯片52破損。

接著，用圖4說(shuō)明在汽車(chē)等內(nèi)燃機(jī)的吸氣通路中安裝的熱式空氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)。如圖4所示，熱式空氣流量計(jì)包括作為本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的熱式流體流量傳感器1、支承熱式流體流量傳感器1的支承體38和使熱式流體流量傳感器1的外部與熱式流體流量傳感器1的外部端子8之間電連接的連結(jié)部39。熱式流體流量傳感器1配置在位于筒狀的空氣通路36的內(nèi)部的筒狀的副通路37內(nèi)。圖中箭頭表示的吸氣空氣40，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的條件，在該箭頭表示的空氣流的方向或與其相反的方向上流動(dòng)。

此處，對(duì)在圖1中表示的空氣流量計(jì)測(cè)部1a的中央配置的加熱器18(參考圖3)產(chǎn)生的熱，用在副通路37(參考圖4)內(nèi)在沿空氣流動(dòng)方向的方向上隔著加熱器18配置的一對(duì)傳感器(未圖示)進(jìn)行檢測(cè)，由此能夠檢測(cè)出空氣流動(dòng)方向和流量。即，使加熱器18發(fā)熱，在副通路37內(nèi)流動(dòng)空氣時(shí)，通過(guò)檢測(cè)上述一對(duì)傳感器彼此間產(chǎn)生的電阻值的差等，能夠計(jì)算空氣流量。因此，傳感器分別配置在相對(duì)于加熱器18的上游側(cè)和下游側(cè)。

此處，為了使加熱器18中產(chǎn)生的熱經(jīng)由在副通路37內(nèi)流動(dòng)的空氣傳遞至傳感器，使圖3中表示的凹部5形成在加熱器18和傳感器的正上方。即，凹部5是為了提高空氣流量的計(jì)測(cè)精度，減小加熱器18和傳感器各自之上的絕緣膜的膜厚而設(shè)置的。

＜本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的效果＞

對(duì)于本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的效果，用圖30的比較例進(jìn)行說(shuō)明。圖30是表示比較例的熱式流體流量傳感器的傳感器芯片的截面圖。

圖30所示的比較例的傳感器芯片53，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a，在包括層間絕緣膜20、23、絕緣膜25和保護(hù)膜26的層疊膜的上表面開(kāi)口的凹部30的形狀與圖3中表示的本實(shí)施方式的凹部5的形狀不同。另外，比較例的傳感器芯片53和本實(shí)施方式的傳感器芯片52(參考圖3)中，絕緣膜28的形狀不同。除了這些方面以外，比較例的傳感器芯片53與本實(shí)施方式的傳感器芯片52具有相同的結(jié)構(gòu)。

比較例的凹部30是從上述層疊膜的上表面到達(dá)中途深度的凹部，在其內(nèi)側(cè)，加熱器18和傳感器(未圖示)不露出。凹部30的深度與本實(shí)施方式的凹部5(參考圖3)相同，例如是2.5μm程度。與本實(shí)施方式不同的是，比較例的凹部30并不包括多個(gè)凹部，因此凹部30的側(cè)壁從該側(cè)壁的上端到凹部30的底面直線狀地形成。因此，沒(méi)有在凹部30的側(cè)壁形成臺(tái)階。

因此，凹部30的深度大于圖3中表示的凹部5a和5b任一者的深度。即，比較例的絕緣膜28以覆蓋比圖3中表示的凹部5a和5b深的凹部30的側(cè)壁和底面的方式形成。本申請(qǐng)中所謂凹部的深度指的是與半導(dǎo)體基片3的主面垂直的方向上的、從凹部的側(cè)壁的上端到該凹部的底面的距離。

像凹部30那樣，以覆蓋較深的凹部?jī)?nèi)的側(cè)壁和底面的方式形成絕緣膜28時(shí)，難以形成包覆該側(cè)壁和底面的絕緣膜28。即，絕緣膜28的覆蓋率變差。因此，特別是在凹部30的側(cè)壁與底面的邊界即角部31附近，容易在絕緣膜28內(nèi)形成空洞32。形成了空洞32的情況下，在角部31，絕緣膜28的膜厚局部地變得非常小。另外，因?yàn)樘钊虢^緣膜28的凹部的深度較深，所以覆蓋率變差時(shí)，在該凹部的底部的角部層疊的絕緣膜28發(fā)生應(yīng)力集中。

形成了空洞32、發(fā)生了應(yīng)力集中的絕緣膜28，因使用傳感器芯片53內(nèi)的加熱器18等而承受熱應(yīng)力的情況下，可能產(chǎn)生裂縫。產(chǎn)生裂縫的情況下，發(fā)生因水分從該裂縫侵入傳感器芯片53內(nèi)、配線等腐蝕而導(dǎo)致傳感器芯片53動(dòng)作不良的問(wèn)題。另外，由于裂縫延伸至傳感器芯片53的內(nèi)部，會(huì)發(fā)生薄膜部9損壞的問(wèn)題。在絕緣膜28容易產(chǎn)生裂縫的原因之一是，氮化硅膜這樣具有拉伸應(yīng)力的膜具有對(duì)于溫度變化容易伸縮的性質(zhì)。

與此不同，本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器中，如圖3所示，通過(guò)在填入絕緣膜28的凹部5的側(cè)壁設(shè)置臺(tái)階，提高了絕緣膜28的包覆性。即，本實(shí)施方式中，用與比較例的凹部30相比深度較小的凹部5a和5b構(gòu)成凹部5，由此在凹部5內(nèi)的側(cè)壁形成有臺(tái)階。與比較例相比，本實(shí)施方式中用絕緣膜28覆蓋的各凹部的深度較小，因此與比較例相比能夠提高覆蓋凹部5a、5b各自的側(cè)壁和底面的絕緣膜28的覆蓋率。

由此，因?yàn)槟軌蚍乐拱疾?a的側(cè)壁與底面的邊界的角部以及凹部5b的側(cè)壁與底面的邊界的角部各自的附近的絕緣膜28的膜厚減小，所以能夠防止這些角部附近的絕緣膜28產(chǎn)生空洞。另外，通過(guò)提高凹部5a、5b各自的底面的角部處的絕緣膜28的覆蓋率，能夠防止這些角部處的絕緣膜28的應(yīng)力集中。

由此，通過(guò)提高絕緣膜28的包覆性、防止應(yīng)力集中，能夠防止因傳感器芯片52中的熱應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，并且能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器芯片52的耐濕性的提高。從而能夠提高熱式流體流量傳感器的可靠性。

＜熱式流體流量傳感器的制造工序＞

接著，用圖5～圖14按工序順序說(shuō)明本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的制造方法。圖5～14是本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。圖5～圖12與圖3同樣，表示了具有空氣流量計(jì)測(cè)部1a和電路部1b的半導(dǎo)體基片。

首先，如圖5所示，準(zhǔn)備包括單晶si的半導(dǎo)體基片3。接著，通過(guò)在半導(dǎo)體基片3的上表面用高溫的爐體實(shí)施熱氧化處理，形成氧化硅膜12。接著，例如用低壓熱cvd(chemicalvapordeposition，化學(xué)氣相沉積)法，在氧化硅膜12上形成氮化硅膜13。此時(shí)，氧化硅膜12和氮化硅膜13不僅在半導(dǎo)體基片3的上表面?zhèn)刃纬?，也在背面?zhèn)刃纬伞?/p>

接著，用光刻法和蝕刻法對(duì)氮化硅膜13和氧化硅膜12進(jìn)行圖案化。由此，除了電路部1b的一部分之外，除去氧化硅膜12和氮化硅膜13。之后，使在通過(guò)上述圖案化而除去了氧化硅膜12和氮化硅膜13的部分露出的半導(dǎo)體基片3的上表面在高溫中熱氧化，形成用于元件分離的較厚的包括氧化硅膜的元件分離區(qū)域14。元件分離區(qū)域14以覆蓋空氣流量計(jì)測(cè)部1a的半導(dǎo)體基片3上的整面并且覆蓋電路部1b的半導(dǎo)體基片3的上表面的一部分的方式形成。元件分離區(qū)域14的膜厚是200～500nm程度，具有壓縮應(yīng)力。

此處形成的元件分離區(qū)域14例如具有l(wèi)ocos(localoxidizationofsilicon，局部硅氧化)結(jié)構(gòu)。但是，不限于此，元件分離區(qū)域14也可以具有sti(shallowtrenchisolation，淺溝槽隔離)結(jié)構(gòu)。

接著，如圖6所示，除去用作元件分離區(qū)域14的形成用掩膜的氧化硅膜12和氮化硅膜13之后，對(duì)于在電路部1b中從元件分離區(qū)域14露出的半導(dǎo)體基片3、即有源區(qū)域的半導(dǎo)體基片3，用離子注入法等注入p(磷)、b(硼)、或as(砷)，形成阱15。例如此處通過(guò)注入p型的雜質(zhì)(例如b(硼))，形成p型的阱15。之后，通過(guò)進(jìn)行熱氧化處理，在有源區(qū)域的半導(dǎo)體基片3的主面上，形成包括氧化硅膜的柵極絕緣膜16。接著，例如用cvd法在元件分離區(qū)域14上和柵極絕緣膜上形成多晶硅膜。

接著，用光刻法和干式蝕刻法，對(duì)該多晶硅膜進(jìn)行圖案化。通過(guò)該圖案化，在電路部1b的半導(dǎo)體基片3上隔著柵極絕緣膜16形成包括該多晶硅膜的柵極電極17。另外，通過(guò)該圖案化，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a的元件分離區(qū)域14上形成包括該多晶硅膜的加熱器18和傳感器(未圖示)。從而，加熱器18和傳感器具有相同材料。柵極絕緣膜16的膜厚根據(jù)在電路部1b形成的電路的特性而不同，例如為5～50nm程度，柵極電極17、加熱器18和傳感器的膜厚例如為100～300nm程度。

之后，通過(guò)對(duì)電路部1b的有源區(qū)域中的半導(dǎo)體基片3的主面，用離子注入法等注入p(磷)、b(硼)、或as(砷)等，形成構(gòu)成源極、漏極區(qū)域的擴(kuò)散層19。此處，例如通過(guò)注入n型的雜質(zhì)(p(磷)或as(砷))，形成與阱15相比雜質(zhì)濃度更高的n型的擴(kuò)散層19。擴(kuò)散層19自調(diào)準(zhǔn)(self-alignment)地在柵極電極17側(cè)方的半導(dǎo)體基片3的主面形成。由此，形成包括柵極電極17和作為源極-漏極區(qū)域的一對(duì)擴(kuò)散層19的mos晶體管50。

另外，根據(jù)電路特性而形成特性不同的mos晶體管50時(shí)，變更離子注入法的種類(lèi)和注入量、柵極絕緣膜的膜厚、柵極電極材料，重復(fù)進(jìn)行mos晶體管50的制造工序而形成符合各特性的晶體管。

接著，如圖7所示，例如使用cvd法，在半導(dǎo)體基片3上較厚地形成層間絕緣膜20。層間絕緣膜20具有比柵極電極17、加熱器18和傳感器大的膜厚。由此，元件分離區(qū)域14、mos晶體管50、加熱器18和傳感器(未圖示)被層間絕緣膜20覆蓋。接著，用cmp(chemicalmechanicalpolishing，化學(xué)機(jī)械研磨)法或回蝕法進(jìn)行層間絕緣膜20的上表面的平坦化。層間絕緣膜20包括含b(硼)或p(磷)的氧化硅膜、使用等離子體cvd法的氧化硅膜、或者以teos(tetraethylorthosilicate，正硅酸乙酯)為原料通過(guò)使用等離子體的低溫cvd法形成的氧化硅膜。

上述平坦化工序之后，在層間絕緣膜20形成為了與電路部1b的柵極電極17、擴(kuò)散層19、加熱器18和傳感器連接的多個(gè)接觸孔。之后，將用濺射法或cvd法形成的氮化鈦(tin)膜和用cvd法形成的鎢(w)膜依次層疊，從而在上述多個(gè)接觸孔內(nèi)填入包括該氮化鈦膜和該鎢膜的具有層疊結(jié)構(gòu)的金屬膜。接著，通過(guò)用回蝕法或cmp法除去在接觸孔內(nèi)以外的區(qū)域形成的該金屬膜，形成多個(gè)接觸插塞21。

接著，形成作為第一層的配線的配線22。即，在層間絕緣膜20上，形成例如厚度為400～800nm程度的al(鋁)合金膜的層疊膜后，用光刻法和干式蝕刻法或濕式蝕刻法對(duì)al合金膜進(jìn)行圖案化，由此形成配線22。

另外，為了使接觸插塞21與配線22的接觸良好，也可以在形成上述al合金膜之前用ar(氬)氣進(jìn)行濺射蝕刻。進(jìn)而，為了使其接觸可靠，也可以在形成al合金前在接觸插塞21上形成tin膜等阻隔金屬膜，形成阻隔金屬膜與al合金膜的層疊膜，通過(guò)對(duì)該層疊膜進(jìn)行圖案化而形成配線22。進(jìn)而，也可以在al合金膜上形成tin膜，對(duì)包括al合金膜和該al合金膜上的tin膜的層疊膜進(jìn)行圖案化而形成配線22。

優(yōu)選上述阻隔金屬膜的厚度在200nm以下。另外，作為阻隔金屬膜的材料列舉了tin膜，但也可以使用tiw(鎢鈦)膜、ti(鈦)膜或它們的層疊膜。其中，此處所謂上述al合金膜指的是含有數(shù)％(幾個(gè)百分點(diǎn))以下的si(硅)或cu(銅)的al合金膜。

接著，如圖8所示，通過(guò)在層間絕緣膜20上和配線22上形成層間絕緣膜23，用層間絕緣膜23覆蓋配線22。層間絕緣膜23包括例如通過(guò)cvd法或者以teos為原料通過(guò)使用等離子體的低溫cvd法形成的氧化硅膜。層間絕緣膜23的膜厚例如是500～1000nm程度。

接著，用光刻法和干式蝕刻法或濕式蝕刻法形成貫通層間絕緣膜23的多個(gè)接觸孔(連接孔)之后，與上述接觸插塞21同樣地，在配線22上的多個(gè)接觸孔各自的內(nèi)側(cè)形成接觸插塞51。

接著，形成多個(gè)用于電路部1b的電路與空氣流量計(jì)測(cè)部1a的加熱器18或傳感器的電連接、或者之后形成的傳感器芯片與外部之間的電連接的作為第二層的配線的配線24。配線24包括例如厚度為400～1000nm程度的al合金膜的層疊膜。其中，配線24用與配線22相同的方法形成。接觸插塞21、51、配線22和24在電路部1b形成，沒(méi)有在空氣流量計(jì)測(cè)部1a形成。

接著，通過(guò)在層間絕緣膜23上和配線24上形成絕緣膜25，用絕緣膜25覆蓋配線24。絕緣膜25包括例如通過(guò)cvd法或者以teos為原料通過(guò)使用等離子體的低溫cvd法形成的氧化硅膜。絕緣膜25的膜厚例如是300～1000nm程度。

接著，在絕緣膜25上形成保護(hù)膜26。保護(hù)膜26包括例如通過(guò)使用等離子體的低溫cvd法形成的等離子體氮化硅膜，具有壓縮應(yīng)力。保護(hù)膜26為了抑制之后的工序中模塑樹(shù)脂成形時(shí)的填料引起的晶體管和模塑樹(shù)脂的熱應(yīng)力對(duì)配線造成的損傷，并且防止來(lái)自外部的水分透過(guò)而腐蝕配線，以600～1000nm程度的膜厚形成。另外，也可以在形成絕緣膜25之后，用cmp法使絕緣膜25的上表面平坦化。如果這樣進(jìn)行平坦化，則在絕緣膜25上形成的保護(hù)膜26不易產(chǎn)生凹凸，因此保護(hù)膜26的機(jī)械強(qiáng)度增加。另外，上述填料使用含氧化硅的粉末。

接著，如圖9所示，通過(guò)用光刻法和干式蝕刻法進(jìn)行圖案化，使包括保護(hù)膜26和絕緣膜25的層疊膜的一部分開(kāi)口。由此，使配線24的上表面的一部分露出。通過(guò)該圖案化工序露出的部分的配線24，被用作與傳感器芯片52的外部連接用的電極墊6。在該圖案化工序中，在包括薄膜部9的空氣流量計(jì)測(cè)部1a，也通過(guò)干式蝕刻使具有壓縮應(yīng)力的絕緣膜25和保護(hù)膜26開(kāi)口。由此，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a的包括絕緣膜25和保護(hù)膜26的層疊膜的上表面，形成第一級(jí)的凹部5a。此處，凹部5a的底面到達(dá)層間絕緣膜23的中途深度。但是，凹部5a的深度也可以到達(dá)絕緣膜25的中途深度。

接著，如圖10所示，通過(guò)用光刻法和干式蝕刻法使在空氣流量計(jì)測(cè)部1a形成的凹部5a的底面的一部分的層間絕緣膜23開(kāi)口，形成第二級(jí)的凹部5b。由此，形成具有凹部5a和5b、在側(cè)壁具有階梯狀的臺(tái)階的凹部5。此處，凹部5b的底面到達(dá)層間絕緣膜20的中途深度。但是，凹部5b的深度也可以到達(dá)層間絕緣膜23的中途深度。凹部5b的底面即凹部5的底面，并不到達(dá)加熱器18和傳感器(未圖示)各自的上表面。

接著，如圖11所示，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a形成絕緣膜28，該絕緣膜28在包括層間絕緣膜20、23、絕緣膜25和保護(hù)膜26的層疊絕緣膜上形成，覆蓋凹部5內(nèi)的側(cè)壁和底面。絕緣膜28包括例如通過(guò)使用等離子體的低溫cvd法形成的氮化硅膜，具有150mpa的拉伸應(yīng)力。絕緣膜28為了使得在空氣流量計(jì)測(cè)部1a在之后的工序中形成的薄膜部的應(yīng)力為拉伸應(yīng)力，以800～2000nm的膜厚形成。接著，通過(guò)用光刻法和蝕刻法對(duì)絕緣膜28進(jìn)行圖案化，形成使電路部1b的上述層疊絕緣膜露出、覆蓋空氣流量計(jì)測(cè)部1a的上述層疊絕緣膜的圖案。

上述圖案化工序中，使絕緣膜28在俯視時(shí)在與后述的薄膜部重疊的區(qū)域得以保留。另外，使絕緣膜28以俯視圖中的面積大于該薄膜部的方式得以保留。但是，mos晶體管50等半導(dǎo)體元件，由于在具有拉伸應(yīng)力的區(qū)域中形成而特性發(fā)生變動(dòng)。為了防止這樣的特性變動(dòng)，在上述圖案化工序中，除去包括mos晶體管50等元件的電路部1b的絕緣膜28。

絕緣膜28沿基底的凹部5的側(cè)壁和底面形成。即，絕緣膜28沿凹部5a的側(cè)壁、凹部5a的底面、凹部5b的側(cè)壁和凹部5b的底面形成。因此，絕緣膜28沿凹部5的側(cè)壁階梯狀地形成。另外，在絕緣膜28的上表面形成凹部，在該凹部的側(cè)壁形成有臺(tái)階。此處，使絕緣膜28以大于凹部5a、5b的任一者的深度的膜厚形成。凹部5a、5b的深度，在考慮絕緣膜28的包覆性時(shí)，優(yōu)選分別為1.5μm以下，凹部5的深度為約3μm。

接著，如圖12所示，形成覆蓋半導(dǎo)體基片3的主面的相反側(cè)的背面的絕緣膜29。絕緣膜29包括例如以teos為原料通過(guò)使用等離子體的低溫cvd法形成的氧化硅膜、或者通過(guò)使用等離子體的低溫cvd法形成的氮化硅膜。之后，用光刻法形成抗蝕劑圖案，用該抗蝕劑圖案作為掩膜進(jìn)行干式蝕刻或者濕式蝕刻，由此除去空氣流量計(jì)測(cè)部1a的絕緣膜29的一部分。由此，空氣流量計(jì)測(cè)部1a的半導(dǎo)體基片3的背面的一部分露出。在該蝕刻工序中，除去凹部5b的底面的正下方的絕緣膜29。

接著，通過(guò)用剩下的絕緣膜29作為掩膜進(jìn)行濕式蝕刻，除去半導(dǎo)體基片3的一部分，由此形成貫通半導(dǎo)體基片3的孔部9a。由此，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a形成薄膜部9。該濕式蝕刻用koh(氫氧化鉀)或tmah(四甲基氫氧化銨)等、或者以它們?yōu)橹饕煞值乃芤鹤鳛樗幰哼M(jìn)行。通過(guò)以上工序形成傳感器芯片52，該傳感器芯片52包括：在空氣流量計(jì)測(cè)部1a在背面具有開(kāi)口部的半導(dǎo)體基片3；包括mos晶體管50等的電路；加熱器18和傳感器(未圖示)；在加熱器18和傳感器(未圖示)的正上方在層疊絕緣膜形成的凹部5；和覆蓋凹部5的絕緣膜28。

在孔部9a內(nèi)露出的元件分離區(qū)域14的下表面的面積，至少小于俯視圖中的絕緣膜28的面積。絕緣膜29也可以由氧化硅膜和氮化硅膜的層疊膜形成。另外，在為了形成絕緣膜28而進(jìn)行的上述圖案化結(jié)束的階段，在半導(dǎo)體基片3的背面殘留有能夠充分耐受koh液等的膜的情況下，也可以省略絕緣膜29的形成工序。另外，在用濕式蝕刻形成孔部9a時(shí)，孔部9a的開(kāi)口寬度在半導(dǎo)體基片3的背面?zhèn)缺劝雽?dǎo)體基片3的主面?zhèn)鹊拇?。另外，在孔?a的形成工序中，也可以使用干式蝕刻法。

此處，說(shuō)明了用與柵極電極17相同的多晶硅膜形成加熱器18和傳感器的情況。與此不同，也可以用與柵極電極17不同的膜形成加熱器18和傳感器。此時(shí)，加熱器18和傳感器與柵極電極17也可以形成在不同高度的層。

作為加熱器18和傳感器的材料，能夠使用以α-ta(α-鉭)、ti(鈦)、w(鎢)、co(鈷)、ni(鎳)、fe(鐵)、nb(鈮)、hf(鉿)、cr(鉻)、或zr(鋯)為主要成分的金屬膜。另外，作為加熱器18和傳感器的材料，能夠使用tan(氮化鉭)、mon(氮化鉬)、或wn(氮化鎢)等金屬氮化物。另外，作為加熱器18和傳感器的材料，也可以使用mosi(硅化鉬)、cosi(硅化鈷)、nisi(硅化鎳)等金屬硅化物。

另外，也可以通過(guò)連續(xù)地形成包括上述各種材料的導(dǎo)電膜并層疊，而形成包括層疊膜的加熱器18和傳感器。另外，也可以使包括上述各種材料的多個(gè)導(dǎo)電膜以彼此不同的高度隔開(kāi)配置，使這些導(dǎo)電膜經(jīng)由接觸插塞連接，由此形成具有多層結(jié)構(gòu)的加熱器18和傳感器。

此處，說(shuō)明了形成包括配線22和24的2層配線層的內(nèi)容，但配線的層疊數(shù)量也可以是3層以上。像這樣形成3層以上的配線層時(shí)，也可以通過(guò)增加構(gòu)成凹部5的凹部的數(shù)量，而增加凹部5的側(cè)壁的臺(tái)階。此時(shí)，使構(gòu)成凹部5的各凹部的深度不超過(guò)1.5μm。

此處，絕緣膜28的上表面中最低位置的面、即在絕緣膜28的上表面形成的凹部的底面，在沿半導(dǎo)體基片3的主面的方向上具有寬度ip1。另外，從該底面的端部到絕緣膜28的在保護(hù)膜26上的終端部的最短距離，在沿半導(dǎo)體基片3的主面的方向上具有寬度ip2。此處，寬度ip1大于寬度ip2。

這是因?yàn)椋c薄膜部9正上方的絕緣膜28相比，其側(cè)方的絕緣膜28的寬度更大的話，存在薄膜部9附近的拉伸應(yīng)力過(guò)大、傳感器芯片52破損的可能性。因此，此處使薄膜部9側(cè)方的區(qū)域中的絕緣膜28的寬度較小。

接著，如圖13所示，將圖12中表示的傳感器芯片52搭載在引線框2的基片搭載部4的上表面而固定，通過(guò)進(jìn)行導(dǎo)線接合，將引線框2的外部端子8與傳感器芯片52的電極墊6連接。由此，傳感器芯片52與外部端子8經(jīng)由連接線7電連接。引線框2的基片搭載部4在薄膜部9的正下方的位置開(kāi)口。

接著，如圖14所示，將搭載有傳感器芯片52的引線框2配置在模塑成形用的模具35內(nèi)，從模塑樹(shù)脂流入口33填充樹(shù)脂(未圖示)。此時(shí)，為了使形成的模塑樹(shù)脂在空氣流量計(jì)測(cè)部不會(huì)擾亂空氣流動(dòng)，在空氣流量計(jì)測(cè)部的模塑樹(shù)脂形成槽。為此，使配置在傳感器芯片52的上方的模具35的一部分即在與絕緣膜28相對(duì)的位置形成的空氣流路用凸部34與傳感器芯片52接觸，使模塑樹(shù)脂不會(huì)流入絕緣膜28的上表面的凹部。

特別是模塑樹(shù)脂附著于薄膜部9的上表面即絕緣膜28的上述凹部的底面時(shí)，不能夠正常地進(jìn)行流量計(jì)測(cè)，因此使該凹部的側(cè)方的絕緣膜28的最上方的表面與空氣流路用凸部34的底面緊貼，防止模塑樹(shù)脂進(jìn)入該凹部?jī)?nèi)。另外，因?yàn)楸∧げ?的正上方的絕緣膜28直接與空氣流路用凸部34接觸時(shí)，存在薄膜部9破損的可能性，所以兼用于薄膜部9的應(yīng)力調(diào)整地形成有除去了具有壓縮應(yīng)力的層間絕緣膜23和絕緣膜25的凹部5。由此，防止上述凹部之下的絕緣膜28直接與空氣流路用凸部34接觸。另外，在凹部5的底部，也可以進(jìn)一步除去層間絕緣膜20，使得薄膜部9具有的應(yīng)力成為拉伸應(yīng)力。

從而，空氣流路用凸部34與絕緣膜28的上表面的凹部的側(cè)壁和底面不接觸。即，絕緣膜28在薄膜部9的外側(cè)與空氣流路用凸部34接觸。另外，為了防止在空氣流路用凸部34的壓力較強(qiáng)、絕緣膜28產(chǎn)生裂縫時(shí)，吸濕引起的配線22、24的腐蝕，在空氣流路用凸部34與傳感器芯片52接觸的部位之下，層疊絕緣膜28的端部和保護(hù)膜26是重要的。

另外，為了使絕緣膜28與空氣流路用凸部34可靠地緊貼，在空氣流路用凸部34之下也設(shè)置有作為模具35的一部分的凸部34a。即，在傳感器芯片52的背面?zhèn)鹊哪＞?5設(shè)置有向傳感器芯片52側(cè)突出的凸部34a，凸部34a的上表面與引線框2的基片搭載部4的背面接觸。凸部34a的上表面堵塞孔部9a之下的基片搭載部4的開(kāi)口部。因此，模塑樹(shù)脂不會(huì)流入孔部9a內(nèi)。

接著，在上述模塑樹(shù)脂的填充工序后，從模具35取出包括已固化的模塑樹(shù)脂10和傳感器芯片52的熱式流體流量傳感器1(參考圖2)。由此，形成作為本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的熱式流體流量傳感器1(參考圖2)。熱式流體流量傳感器1如用圖4說(shuō)明的那樣，安裝于汽車(chē)等內(nèi)燃機(jī)的吸氣通路中使用。

＜本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的制造方法的效果＞

本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的制造方法實(shí)現(xiàn)與用圖3和圖30在上文中敘述的效果同樣的效果。

即，如圖12所示，在電路部1b，不形成具有拉伸應(yīng)力的絕緣膜28，形成具有壓縮應(yīng)力的保護(hù)膜26，由此防止mos晶體管50等元件的特性變化，并且實(shí)現(xiàn)配線22、24的保護(hù)和耐濕性的提高。

另外，本實(shí)施方式中，如圖12所示，在填入絕緣膜28的凹部5的側(cè)壁設(shè)置臺(tái)階，由此提高了絕緣膜28的包覆性。此處，如用圖9和圖10所說(shuō)明的那樣，形成具有凹部5a和5b的凹部5，由此在凹部5內(nèi)的側(cè)壁形成臺(tái)階。即，通過(guò)執(zhí)行多個(gè)開(kāi)口工序，形成在側(cè)壁具有階梯狀的臺(tái)階的凹部5。

由此，通過(guò)減小用絕緣膜28覆蓋的各個(gè)凹部的深度，能夠防止在凹部5a、5b各自的角部產(chǎn)生空洞。另外，通過(guò)提高凹部5a、5b各自的底面的角部處的絕緣膜28的覆蓋率，能夠防止這些角部處的絕緣膜28的應(yīng)力集中。因此，能夠防止傳感器芯片52因熱應(yīng)力產(chǎn)生裂縫，并且實(shí)現(xiàn)傳感器芯片52的耐濕性的提高。從而，能夠提高在同一基片上具有流量檢測(cè)部和控制電路部的熱式流體流量傳感器的可靠性。

(實(shí)施方式2)

本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器，與上述實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)相比的不同點(diǎn)在于，在空氣流量計(jì)測(cè)部中在層疊絕緣膜的上表面形成凹部時(shí)，將與al配線同層的金屬膜用作阻擋層。

以下，用圖15～圖20說(shuō)明本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的制造方法。圖15～圖20是本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。圖15～圖20中表示的半導(dǎo)體基片3與圖5～圖12同樣，具有在沿半導(dǎo)體基片3的主面的方向上排列的空氣流量計(jì)測(cè)部1a和電路部1b。

首先，如圖15所示，執(zhí)行與用圖5～圖8說(shuō)明的工序大致相同的工序，在半導(dǎo)體基片3上形成元件分離區(qū)域14、加熱器18、傳感器(未圖示)、mos晶體管50、配線22、24、層間絕緣膜20、23、絕緣膜25和保護(hù)膜26等。但是，與上述實(shí)施方式1不同，此處在用圖7說(shuō)明的配線22的形成工序中，在對(duì)層間絕緣膜20上的金屬膜進(jìn)行加工而形成配線22時(shí)，通過(guò)對(duì)元件分離區(qū)域14的該金屬膜進(jìn)行加工，而形成包括該金屬膜的阻擋膜41。

之后，與上述實(shí)施方式1同樣地形成層間絕緣膜23、接觸插塞51、配線24、絕緣膜25和保護(hù)膜26。由此，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a的層間絕緣膜20上，留有被層間絕緣膜23、絕緣膜25和保護(hù)膜26覆蓋的阻擋膜41。阻擋膜41在加熱器18和傳感器各自的正上方形成。

接著，如圖16所示，與用圖9說(shuō)明的工序同樣地，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a的包括層間絕緣膜23、絕緣膜25和保護(hù)膜26的層疊絕緣膜的上表面形成凹部5a。此處，在阻擋膜41的正上方形成凹部5a。另外，此處使電極墊6從絕緣膜25和保護(hù)膜26露出。

接著，如圖17所示，執(zhí)行與用圖10說(shuō)明的工序相同的工序，由此在凹部5a的底面形成凹部5b。但是，形成凹部5b的干式蝕刻在阻擋膜41的上表面停止。即，阻擋膜41對(duì)于除去層間絕緣膜23的一部分的干式蝕刻中使用的反應(yīng)氣體具有耐性。換言之，阻擋膜41對(duì)于除去層間絕緣膜23的一部分的該反應(yīng)氣體的加工選擇比較高。因此，阻擋膜41不會(huì)被除去，從而能夠防止凹部5b因過(guò)蝕刻而變得過(guò)深。

另外，也可以使阻擋膜41形成于其它高度的層。例如，從傳感器的上表面到層間絕緣膜23的上表面的膜厚較小時(shí)，也可以在層間絕緣膜23上形成包括與配線24同層的金屬膜的阻擋膜。

接著，如圖18所示，通過(guò)用光刻法和干式蝕刻法除去在凹部5b的底面露出的阻擋膜41的一部分，形成貫通阻擋膜41的凹部5c。由此，層間絕緣膜20的上表面的一部分從阻擋膜41露出。

凹部5c與凹部5b相比，俯視圖中的開(kāi)口面積和開(kāi)口寬度較小，在俯視時(shí)，凹部5b的側(cè)壁與凹部5c的側(cè)壁不重疊。即，在俯視時(shí)，凹部5c在凹部5b的內(nèi)側(cè)形成。凹部5a和5b各自的底面在俯視時(shí)具有環(huán)狀的形狀。

凹部5a、5b和5c構(gòu)成凹部5。在凹部5內(nèi)，阻擋膜41的端部的上表面和側(cè)壁露出。即，在凹部5的側(cè)壁形成有比上述實(shí)施方式1多一級(jí)的臺(tái)階。因此，凹部5的深度在本實(shí)施方式和上述實(shí)施方式1中相同時(shí)，在本實(shí)施方式中能夠使構(gòu)成凹部5的各個(gè)凹部的深度比上述實(shí)施方式1減小。此處，由凹部5a的底面和凹部5b的側(cè)壁形成的臺(tái)階、以及由凹部5b的底面和凹部5c的側(cè)壁形成的臺(tái)階在凹部5內(nèi)形成有共計(jì)2級(jí)。

接著，如圖19所示，執(zhí)行與用圖11說(shuō)明的工序相同的工序，由此在空氣流量計(jì)測(cè)部1a形成具有拉伸應(yīng)力的絕緣膜28。絕緣膜28的一部分以覆蓋凹部5b的底面即阻擋膜41的上表面和凹部5c的側(cè)壁即阻擋膜41的側(cè)壁的方式形成。本實(shí)施方式中，因?yàn)榘疾?內(nèi)的階梯狀的臺(tái)階與上述實(shí)施方式1相比多，所以能夠減少構(gòu)成凹部5的各個(gè)凹部的深度。因此，在該各凹部中填入的絕緣膜28的覆蓋率提高，于是能夠防止產(chǎn)生空洞，并且防止發(fā)生應(yīng)力集中。由此，能夠進(jìn)一步改善絕緣膜28的包覆性，于是能夠形成對(duì)熱應(yīng)力的耐性高、防濕性高的傳感器芯片。

與上述實(shí)施方式1同樣，在凹部5內(nèi)形成的絕緣膜28的膜厚大于構(gòu)成凹部5的各個(gè)凹部5a、5b和5c的任一者的深度。即，在凹部5內(nèi)形成的絕緣膜28的膜厚大于在凹部5的側(cè)壁形成的多個(gè)臺(tái)階任一者的高度。

接著，如圖20所示，執(zhí)行與用圖12說(shuō)明的工序相同的工序，從而形成絕緣膜29和孔部9a。由此，形成具有薄膜部9的傳感器芯片52。之后的工序中，執(zhí)行與用圖13和圖14說(shuō)明的工序相同的工序，由此能夠形成本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器。

本實(shí)施方式中，用阻擋膜41作為蝕刻阻擋膜，因此在用圖17說(shuō)明的凹部5b的形成工序中，能夠防止因蝕刻而產(chǎn)生加工誤差。由此，能夠精度良好地進(jìn)行薄膜部9的應(yīng)力調(diào)整。另外，如上所述，通過(guò)增加凹部5內(nèi)的階梯狀的臺(tái)階，能夠形成對(duì)熱應(yīng)力的耐性高、防濕性高的傳感器芯片，因此能夠提高熱式流體流量傳感器的可靠性。

(實(shí)施方式3)

本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器，與實(shí)施方式2的相比的不同點(diǎn)在于，在空氣流量計(jì)測(cè)部的層疊絕緣膜的凹部的側(cè)壁設(shè)置傾斜，使沿該側(cè)壁形成的調(diào)整應(yīng)力用的絕緣膜以均勻的膜厚形成。

以下，用圖21～圖23說(shuō)明本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的制造方法。圖21～圖23是本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。圖21～圖23中表示的半導(dǎo)體基片3與圖5～圖12同樣，具有在沿半導(dǎo)體基片3的主面的方向上排列的空氣流量計(jì)測(cè)部1a和電路部1b。

首先，執(zhí)行與用圖15～圖18說(shuō)明的工序相同的工序。由此，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a的傳感器上的層疊絕緣膜的上表面形成包括凹部5a、5b和5c的凹部5。

接著，形成覆蓋保護(hù)膜26、凹部5的側(cè)壁和底面以及電極墊6的包括氧化硅膜的絕緣膜43。此處，絕緣膜43通過(guò)在一個(gè)裝置(腔室)內(nèi)反復(fù)沉積(成膜)和蝕刻而形成。通過(guò)使用這樣的成膜方法，能夠在各凹部?jī)?nèi)不形成沿凹部的側(cè)壁和底面的膜，而是在凹部的側(cè)壁與底面之間形成表面具有傾斜的絕緣膜43。

即，與凹部5的側(cè)壁和底面相對(duì)的絕緣膜43的面(下側(cè)的面)與凹部5的側(cè)壁和底面相接觸，而在凹部5內(nèi)，絕緣膜43的上側(cè)的面的一部分相對(duì)于半導(dǎo)體基片3的主面具有傾斜角。即，在絕緣膜43的上表面，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a形成有凹部，該凹部的側(cè)壁從該凹部的底面的端部到該凹部的外側(cè)的絕緣膜43的上表面具有傾斜。此處，在絕緣膜43的上表面形成的該凹部?jī)?nèi)，將從該凹部的底面的端部到該凹部的外側(cè)形成的傾斜面稱(chēng)為該凹部的側(cè)壁。

該凹部的側(cè)壁的一部分沿凹部5b的底面形成，因此在該凹部的側(cè)壁形成臺(tái)階。絕緣膜43例如用hdp(highdensityplasma，高密度等離子體)cvd法等形成。

接著，如圖22所示，執(zhí)行與用圖19說(shuō)明的工序相同的工序，由此在空氣流量計(jì)測(cè)部1a形成具有拉伸應(yīng)力的絕緣膜28。此時(shí)，絕緣膜28沿絕緣膜43的表面形成。因此，沿著在凹部5內(nèi)的絕緣膜43的上表面形成的凹部的側(cè)壁形成的絕緣膜28，在相對(duì)于半導(dǎo)體基片3的主面傾斜的方向上以均勻的膜厚形成。即，絕緣膜28并不沿凹部5a、5b和5c各自的側(cè)壁形成。

從而，絕緣膜28不在凹部5的角部形成。但是，通過(guò)在凹部5的側(cè)壁形成臺(tái)階，在凹部5內(nèi)的絕緣膜43的上表面形成的凹部的側(cè)壁也形成有臺(tái)階，由此，在凹部5內(nèi)的絕緣膜28的傾斜面的中途形成臺(tái)階。但是，在沿該凹部的側(cè)壁即斜面形成的絕緣膜28形成的臺(tái)階比較小。即，通過(guò)使凹部5內(nèi)的絕緣膜28傾斜，能夠防止絕緣膜28以接近90度的角度彎折，能夠防止絕緣膜28的覆蓋率變差。

因此，能夠防止在絕緣膜28的該臺(tái)階部分因覆蓋率變差而產(chǎn)生空洞或發(fā)生應(yīng)力集中。于是通過(guò)改善絕緣膜28的包覆性，能夠形成對(duì)熱應(yīng)力的耐性高、防濕性高的傳感器芯片。

此處，以覆蓋圖30中表示的比較例的凹部30的側(cè)壁和底面的方式形成上述絕緣膜43時(shí)，因?yàn)榘疾?0的深度比較深，所以難以使具有傾斜的絕緣膜43成膜。

與此不同，本實(shí)施方式中，如圖22所示，通過(guò)用凹部5a、5b和5c構(gòu)成凹部5，在凹部5的側(cè)壁設(shè)置有多個(gè)臺(tái)階。由此能夠減少在該多個(gè)臺(tái)階上形成的絕緣膜43的最大膜厚，因此能夠使表面具有傾斜的絕緣膜43容易地在短時(shí)間內(nèi)成膜。

接著，如圖23所示，用光刻法和蝕刻法，除去電極墊6的正上方的絕緣膜43，由此使電極墊6從絕緣膜43露出。之后，執(zhí)行與用圖20說(shuō)明的工序相同的工序，從而形成絕緣膜29和孔部9a。由此形成具有薄膜部9的傳感器芯片52。之后的工序中，執(zhí)行與用圖13和圖14說(shuō)明的工序相同的工序，由此能夠形成本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器。

(實(shí)施方式4)

本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a的凹部的底邊的角部具有弧度這一點(diǎn)與上述實(shí)施方式1不同。

以下，用圖24～圖28說(shuō)明本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的制造方法。圖24～圖28是本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的制造工序中的截面圖。圖24～圖28中表示的半導(dǎo)體基片3與圖5～圖12同樣，具有在沿半導(dǎo)體基片3的主面的方向上排列的空氣流量計(jì)測(cè)部1a和電路部1b。另外，用圖29說(shuō)明本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的布局。圖29是表示本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器的平面圖。

首先，執(zhí)行與用圖5～圖8說(shuō)明的工序相同的工序。由此，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a的傳感器上，形成包括層間絕緣膜20、23、絕緣膜25和保護(hù)膜26的層疊絕緣膜。

接著，如圖24所示，用光刻法和干式蝕刻法對(duì)保護(hù)膜26進(jìn)行圖案化，由此使形成用于傳感器芯片與外部的連接的電極墊的區(qū)域中的絕緣膜25的上表面露出。另外，在該蝕刻工序中，在之后形成薄膜部的空氣流量計(jì)測(cè)部1a，使絕緣膜25的上表面從保護(hù)膜26露出。此時(shí)，通過(guò)該蝕刻工序，可以認(rèn)為絕緣膜25的上表面的一部分后退，在絕緣膜25的上表面形成凹部。

接著，如圖25所示，使用以氫氟酸為主要成分的蝕刻液，用保護(hù)膜26作為掩膜進(jìn)行濕式蝕刻，由此除去絕緣膜25的一部分。此處，通過(guò)除去從保護(hù)膜26露出的絕緣膜25，形成在底面露出配線24的上表面的凹部(開(kāi)口部)6a。從而，露出的配線24的上表面被用作傳感器芯片與外部連接用的電極墊6。另外，該蝕刻工序中，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a除去從保護(hù)膜26露出的絕緣膜25和層間絕緣膜23。通過(guò)該蝕刻，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a在包括從保護(hù)膜26的凹部露出的層間絕緣膜23和絕緣膜25的層疊膜的上表面形成凹部45。

在上述用氫氟酸進(jìn)行的蝕刻中，通過(guò)管理液溫能夠精度良好地控制蝕刻速率，因此能夠使從保護(hù)膜26露出的絕緣膜25和層間絕緣膜23的蝕刻量保持均勻。從而，能夠在晶片面內(nèi)均勻地除去絕緣膜25和層間絕緣膜23。另外，因?yàn)榘ǖ枘さ谋Ｗo(hù)膜26對(duì)于上述蝕刻液選擇比較高，所以在該蝕刻工序中幾乎不被除去，能夠用作掩膜。

此處，因?yàn)樵撐g刻工序是濕式蝕刻，所以蝕刻的方向性是各向同性。從而，通過(guò)該蝕刻(各向同性蝕刻)形成的凹部45，成為其底面與側(cè)壁的邊界具有弧度的形狀。

即，在凹部45的內(nèi)側(cè)露出的絕緣膜的表面，在凹部45的底邊與側(cè)壁之間具有曲面，在凹部45的底面與側(cè)壁的邊界沒(méi)有形成角。因此，與用圖30所說(shuō)明的比較例那樣用干式蝕刻法形成的凹部30的角部相比，圖25中表示的在凹部45的內(nèi)側(cè)露出的絕緣膜的表面，在凹部45的底面與側(cè)壁之間平滑地連接。

此處，橫方向上的絕緣膜25的側(cè)蝕不斷發(fā)展，形成凹部6a上和凹部45上的絕緣膜26的端部突出的懸突部46。即，在凹部45的正上方開(kāi)口的保護(hù)膜26的端部，在俯視時(shí)，終端位于比凹部45的側(cè)壁更接近凹部45的中央的位置。因此，保護(hù)膜26與凹部45的側(cè)壁相比更加突出，由此形成為屋檐狀。另外，凹部45的底面也可以到達(dá)層間絕緣膜20的中途深度。

接著，如圖26所示，用光刻法和干式蝕刻法，除去使電極墊6露出的凹部6a的上端和凹部45的上端的各保護(hù)膜26的懸突部46。由此，除去凹部45的正上方和電極墊6的正上方的保護(hù)膜26。除去懸突部46是因?yàn)?，用圖27在后文中敘述的絕緣膜28的成膜工序中，會(huì)發(fā)生絕緣膜28在屋檐狀的懸突部46的底面附近不能成膜，絕緣膜28的強(qiáng)度降低等問(wèn)題。另外，在該蝕刻工序中凹部45的底面被回蝕，該底面向半導(dǎo)體基片3側(cè)后退。

此處，以在俯視時(shí)保護(hù)膜26的終端(末端)位于凹部6a的外側(cè)的方式，除去比凹部6a大的區(qū)域的保護(hù)膜26。同樣，以在俯視時(shí)保護(hù)膜26的終端(末端)位于凹部45的外側(cè)的方式，除去比凹部45大的區(qū)域的保護(hù)膜26。此時(shí)，可以認(rèn)為與保護(hù)膜26一起除去該保護(hù)膜的正下方的絕緣膜25的上表面的一部分。

通過(guò)該蝕刻工序，在空氣流量計(jì)測(cè)部1a，在與凹部45鄰接的位置，在包括絕緣膜25和保護(hù)膜26的層疊膜的上部形成凹部5d。由此，形成包括凹部5d和凹部45的凹部5。凹部5由多個(gè)凹部構(gòu)成，因此在凹部5的側(cè)壁形成有階梯狀的臺(tái)階。

此處，因?yàn)橛酶墒轿g刻法除去上述層疊膜的上部，所以通過(guò)該蝕刻工序形成的凹部5d的側(cè)壁和底面之間的角部具有接近直角的角度。但是，可以認(rèn)為該角部實(shí)際上具有較小的弧度。此時(shí)，與凹部5d的該角部相比，通過(guò)濕式蝕刻形成的凹部45的底面端部具有較大的弧度。換言之，與凹部5d的角部相比，凹部45的側(cè)壁與底面之間的曲面的曲率半徑較大。

另外，凹部6a是通過(guò)形成凹部45的濕式蝕刻而形成的凹部(開(kāi)口部)。但是，與凹部45不同，用濕式蝕刻法形成凹部6a時(shí)，因?yàn)榕渚€24的上表面起到阻擋膜的作用，所以凹部6a的深度與凹部45的深度相比非常小。即，電極墊6上的絕緣膜25開(kāi)口時(shí)，在該濕式蝕刻工序中配線24的上表面露出后，絕緣膜25在沿半導(dǎo)體基片3的主面的橫方向上后退，由此凹部6a擴(kuò)大。

即，雖然該濕式蝕刻是各向同性蝕刻，但凹部6a主要通過(guò)側(cè)蝕形成。從而，即使凹部6a的側(cè)壁和底面之間的角部具有弧度，該弧度也比較小。換言之，與凹部6a的側(cè)壁與底面之間的角部相比，凹部45的側(cè)壁與底面之間的曲面的曲率半徑較大。

接著，如圖27所示，執(zhí)行與用圖11說(shuō)明的工序相同的工序，由此在空氣流量計(jì)測(cè)部1a形成具有拉伸應(yīng)力的絕緣膜28。此時(shí)，絕緣膜28沿著在凹部45的內(nèi)側(cè)露出的絕緣膜的表面形成。即，絕緣膜28沿從凹部45內(nèi)的側(cè)壁到底面平滑地連續(xù)的面形成。

即，在凹部45中，沒(méi)有形成在填入絕緣膜28時(shí)導(dǎo)致覆蓋率變差的角部。因此，凹部45內(nèi)的絕緣膜28以均勻的膜厚形成。從而，能夠防止因在凹部45內(nèi)形成的絕緣膜28的覆蓋率變差而產(chǎn)生空洞和發(fā)生應(yīng)力集中。通過(guò)這樣改善絕緣膜28的包覆性，能夠形成對(duì)熱應(yīng)力的耐性高、防濕性高的傳感器芯片。

接著，如圖28所示，執(zhí)行與用圖20說(shuō)明的工序相同的工序，由此形成絕緣膜29和孔部9a。由此，形成具有薄膜部9的傳感器芯片52。之后的工序中，執(zhí)行與用圖13和圖14說(shuō)明的工序相同的工序，由此能夠形成本實(shí)施方式的熱式流體流量傳感器。

另外，上述實(shí)施方式1中，如圖1所示，說(shuō)明了僅在空氣流量計(jì)測(cè)部1a與電極墊6之間設(shè)置構(gòu)成電路部1b的元件和配線等的內(nèi)容，但也可以如圖29所示，以在俯視時(shí)包圍空氣流量計(jì)測(cè)部1a的方式設(shè)置電路部1b。圖1或圖29的布局也能夠應(yīng)用于實(shí)施方式1～4中的任一個(gè)。

以上，基于實(shí)施方式具體說(shuō)明了本發(fā)明的發(fā)明人們得到的發(fā)明，但本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，能夠在不脫離其主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。

工業(yè)上的可利用性

本發(fā)明能夠廣泛用于具有薄膜部的熱式流體流量傳感器。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1熱式流體流量傳感器

1a空氣流量計(jì)測(cè)部

1b電路部

3半導(dǎo)體基片

5、5a～5d、6a、30、45凹部

6電極墊

9薄膜部

14元件分離區(qū)域

18加熱器(發(fā)熱電阻體)

20、23層間絕緣膜

21、51接觸插塞

22、24配線

25、28、29、43絕緣膜

26保護(hù)膜

50mos晶體管

52、53傳感器芯片。