特許 6167003 流量センサ素子、及び流量センサモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6167003

(24)【登録日】2017年6月30日

(45)【発行日】2017年7月19日

(54)【発明の名称】流量センサ素子、及び流量センサモジュール

(51)【国際特許分類】

   G01F 1/28 20060101AFI20170710BHJP

【ＦＩ】

   G01F1/28 C

【請求項の数】8

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2013-208376(P2013-208376)

(22)【出願日】2013年10月3日

(65)【公開番号】特開2015-72210(P2015-72210A)

(43)【公開日】2015年4月16日

【審査請求日】2016年5月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100126882

【弁理士】

【氏名又は名称】五十嵐 光永

(74)【代理人】

【識別番号】100160093

【弁理士】

【氏名又は名称】小室 敏雄

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】冨田 道和

【審査官】 濱本 禎広

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００２−５０５７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０３７２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４５３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１８５１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２３５０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１４２３３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｆ １／２８， １／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板に設けられ、所定方向に弾性変形可能な、互いに略同一の抵抗特性を有する複数のカンチレバーと、
前記基板に設けられた複数の抵抗素子と、
を備え、
前記複数のカンチレバーは、前記基板の面上における所定の仮想線に対して一方側に設けられた第１カンチレバーと、前記仮想線に対して他方側に設けられた第２カンチレバーと、を含み、
前記第１カンチレバーと前記第２カンチレバーとは、平面視で略同一形状であり、
前記第１カンチレバーは、前記一方側の端部が前記基板と接続され、
前記第２カンチレバーは、前記他方側の端部が前記基板と接続され、
前記基板は、
支持基板と、
前記支持基板上に形成された電気絶縁性を有する絶縁層と、
前記絶縁層上に形成された半導体層と、
前記半導体層上に形成された電気抵抗を有する抵抗層と、
前記抵抗層上に形成された導電性を有する導電層と、
を備え、
前記基板上には、前記絶縁層が露出した絶縁部が設けられ、
前記複数のカンチレバーのそれぞれは、前記半導体層と、前記抵抗層と、前記導電層と、を備え、
前記複数のカンチレバーにおける前記抵抗層の少なくとも一部は露出し、
前記複数の抵抗素子は、前記複数のカンチレバーにおける露出した前記抵抗層と平面視で略同一形状の抵抗層を備え、
前記複数のカンチレバーと前記複数の抵抗素子とは、それぞれ電気的に接続され、ブリッジ回路を形成していることを特徴とする流量センサ素子。

【請求項2】

前記第１カンチレバーと前記第２カンチレバーとは、前記仮想線に対して線対称に配置されている、請求項１に記載の流量センサ素子。

【請求項3】

前記第１カンチレバーと前記第２カンチレバーとは、前記基板の面上における所定の点に対して点対称に配置されている、請求項１に記載の流量センサ素子。

【請求項4】

前記第１カンチレバーは、前記基板の一方側に開口して形成された第１開口部に臨んで設けられ、
前記第２カンチレバーは、前記基板の一方側に開口して形成され、前記第１開口部と離間する第２開口部に臨んで設けられる、請求項１から３のいずれか一項に記載の流量センサ素子。

【請求項5】

前記基板には、前記導電層が露出した複数の配線領域が設けられ、
前記複数のカンチレバーと前記複数の抵抗素子とは、前記複数の配線領域によって、それぞれ電気的に接続され、ブリッジ回路を形成している、請求項１から４のいずれか一項に記載の流量センサ素子。

【請求項6】

前記ブリッジ回路において、前記第１カンチレバーと前記第２カンチレバーとは、電気配線的に対角配置されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の流量センサ素子。

【請求項7】

前記複数の抵抗素子は、第１抵抗素子と、第２抵抗素子と、を含み、
前記ブリッジ回路は、前記第１カンチレバーと、前記第２カンチレバーと、前記第１抵抗素子と、前記第２抵抗素子とが、それぞれ電気的に接続されて形成され、
前記第１カンチレバーと前記第２カンチレバーとは、前記基板の面上における所定の点に対して点対称に配置され、
前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子とは、前記所定の点に対して点対称に配置されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の流量センサ素子。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか一項に記載の流量センサ素子を備えることを特徴とする流量センサモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流量センサ素子、及び流量センサモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

カンチレバーを用いたセンサが提案されている（例えば、特許文献１）。
特許文献１では、カンチレバーをバイパス路に設置することにより、差圧式の流速センサを構築し、流速を計測する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１４５３５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のようなカンチレバーを複数用いて回路（例えば、ブリッジ回路）を構成することによって、流量センサの性能（例えば、感度）を向上することができる。しかし、このような場合において、複数のカンチレバー同士の配置によっては、複数のカンチレバーを用いて回路を構成するための配線の取り回しが複雑となり、流量センサを構築することが困難となる場合があった。

【0005】

本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、複数のカンチレバーを備え、配線を取り回すことが容易な流量センサ素子及びそのような流量センサ素子を用いた流量センサモジュールを提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の流量センサ素子の一つの態様は、基板と、前記基板に設けられ、所定方向に弾性変形可能な、互いに略同一の抵抗特性を有する複数のカンチレバーと、前記基板に設けられた複数の抵抗素子と、を備え、前記複数のカンチレバーは、前記基板の面上における所定の仮想線に対して一方側に設けられた第１カンチレバーと、前記仮想線に対して他方側に設けられた第２カンチレバーと、を含み、前記第１カンチレバーと前記第２カンチレバーとは、平面視で略同一形状であり、前記第１カンチレバーは、前記一方側の端部が前記基板と接続され、前記第２カンチレバーは、前記他方側の端部が前記基板と接続され、前記基板は、支持基板と、前記支持基板上に形成された電気絶縁性を有する絶縁層と、前記絶縁層上に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成された電気抵抗を有する抵抗層と、前記抵抗層上に形成された導電性を有する導電層と、を備え、前記基板上には、前記絶縁層が露出した絶縁部が設けられ、前記複数のカンチレバーのそれぞれは、前記半導体層と、前記抵抗層と、前記導電層と、を備え、前記複数のカンチレバーにおける前記抵抗層の少なくとも一部は露出し、前記複数の抵抗素子は、前記複数のカンチレバーにおける露出した前記抵抗層と平面視で略同一形状の抵抗層を備え、前記複数のカンチレバーと前記複数の抵抗素子とは、それぞれ電気的に接続され、ブリッジ回路を形成していることを特徴とする。
前記基板には、前記導電層が露出した複数の配線領域が設けられ、前記複数のカンチレバーと前記複数の抵抗素子とは、前記複数の配線領域によって、それぞれ電気的に接続され、ブリッジ回路を形成している構成としてもよい。
前記ブリッジ回路において、前記第１カンチレバーと前記第２カンチレバーとは、電気配線的に対角配置されている構成としてもよい。
前記複数の抵抗素子は、第１抵抗素子と、第２抵抗素子と、を含み、前記ブリッジ回路は、前記第１カンチレバーと、前記第２カンチレバーと、前記第１抵抗素子と、前記第２抵抗素子とが、それぞれ電気的に接続されて形成され、前記第１カンチレバーと前記第２カンチレバーとは、前記基板の面上における所定の点に対して点対称に配置され、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子とは、前記所定の点に対して点対称に配置されている構成としてもよい。
本発明の流量センサ素子は、基板と、前記基板に設けられ、所定方向に弾性変形可能な、互いに略同一の抵抗特性を有する複数のカンチレバーと、を備え、前記複数のカンチレバーは、前記基板の面上における所定の仮想線に対して一方側に設けられた第１カンチレバーと、前記仮想線に対して他方側に設けられた第２カンチレバーと、を含み、前記第１カンチレバーと前記第２カンチレバーとは、平面視で略同一形状であり、前記第１カンチレバーは、前記一方側の端部が前記基板と接続され、前記第２カンチレバーは、前記他方側の端部が前記基板と接続されていることを特徴とする。

【0007】

本発明の流量センサ素子によれば、第１カンチレバー及び第２カンチレバーは、所定の仮想線を挟んで一方側と他方側にそれぞれ配置され、第１カンチレバーは、一方側の端部が基板と接続され、第２カンチレバーは、他方側の端部が基板と接続されている。すなわち、第１カンチレバー及び第２カンチレバーは、基板との接続部が、互いに基板の外側を向くようにして配置される。カンチレバーにおいては、基板との接続部が、抵抗値が変化する抵抗として機能する。そして、この接続部に配線等を接続し、回路を構成することで、流量センサモジュールが構築される。本発明の流量センサ素子によれば、複数のカンチレバーの接続部が基板の外側を向いているため、流量センサ素子を用いて流量センサモジュールを構築する際に、流量センサ素子に配線等を接続し、取り回すことが容易である。

【0008】

また、第１カンチレバーと第２カンチレバーとが、平面視で略同一形状であるため、第１カンチレバーと第２カンチレバーとの抵抗特性を略同一とすることが容易である。

【0009】

前記第１カンチレバーと前記第２カンチレバーとは、前記仮想線に対して線対称に配置されている構成としてもよい。
前記第１カンチレバーと前記第２カンチレバーとは、前記基板の面上における所定の点に対して点対称に配置されている構成としてもよい。
これらの構成によれば、第１カンチレバーと第２カンチレバーとが対称的に配置されている。そのため、例えば、基板の面に対して垂直に流体が流れるような構成とした場合、第１カンチレバーと第２カンチレバーとを通る流体の流れが略均一となりやすい。そのため、これらの構成によれば、流量センサモジュールの計測精度を向上できる。

【0010】

前記第１カンチレバーは、前記基板の一方側に開口して形成された第１開口部に臨んで設けられ、前記第２カンチレバーは、前記基板の一方側に開口して形成され、前記第１開口部と離間する第２開口部に臨んで設けられる構成としてもよい。
１つの開口部に複数のカンチレバーが設けられている場合には、複数のカンチレバーの設置位置が適切な位置からずれる等によって、開口部において流体の流れが乱れるおそれがある。このような場合では、カンチレバーによって流量を適切に計測することが困難となる場合がある。

【0011】

これに対して、この構成によれば、第１カンチレバーと第２カンチレバーとは、それぞれ互いに離間して設けられた第１開口部と第２開口部とに臨んで設けられている。そのため、カンチレバーが設けられた開口部において、流体の流れが乱れることが抑制される。したがって、この構成によれば、カンチレバーによる流量の計測精度を向上できる。

【0012】

前記基板は、支持基板と、前記支持基板上に形成された電気絶縁性を有する絶縁層と、前記絶縁層上に形成された半導体層と、を備える構成としてもよい。
この構成によれば、基板の半導体層を除去して絶縁層を露出させることで、基板上の領域を電気的に分割することができるため、流量センサ素子を用いて流量センサモジュールに用いられる回路を構成することが容易である。

【0013】

前記半導体層上には、電気抵抗を有する抵抗層が形成され、前記抵抗層上には、導電性を有する導電層が形成され、前記基板上には、前記絶縁層が露出した絶縁部が設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、絶縁部によって導電層が区切られ、基板上に導電層を配線とした回路の少なくとも一部が形成される。そのため、この構成によれば、流量センサ素子を用いて流量センサモジュールに用いられる回路を構成することが容易である。

【0014】

前記複数のカンチレバーのそれぞれは、前記半導体層と、前記抵抗層と、前記導電層と、を備え、前記複数のカンチレバーにおける前記抵抗層の少なくとも一部は露出し、前記複数のカンチレバーにおける露出した前記抵抗層と平面視で略同一形状の抵抗層を備える抵抗素子を備える構成としてもよい。
この構成によれば、抵抗層が露出した部分は、基板上に形成された回路において抵抗として機能する。そして、抵抗素子における抵抗層が、カンチレバーの抵抗層が露出した部分、すなわち、カンチレバーにおいて抵抗として機能する部分と平面視で同一形状であるため、抵抗素子の抵抗値は、カンチレバーが変形していない際の抵抗値と略同一となる。そのため、この構成によれば、カンチレバーと抵抗素子とを用いて、例えば、ブリッジ回路を構成する際に、各抵抗のオフセットを低減することができ、流量センサモジュールの計測精度を向上することができる。

【0015】

また、この構成によれば、カンチレバーが基板の積層構造の一部と同様の積層構造を有するため、基板の一部を除去することによってカンチレバーを形成する製造方法を採用できる。これにより、この構成によれば、複数のカンチレバーの厚みを均一にすることが容易となり、流量センサ素子の特性のばらつきを抑制することができる。

【0016】

本発明の流量センサモジュールは、上記の流量センサ素子を備えることを特徴とする。
本発明の流量センサモジュールによれば、上記の流量センサ素子を備えているため、複数のカンチレバーを用いた回路における配線の取り回しが簡便なものとなり、流量センサモジュールを小型化することが容易である。

【0017】

前記複数のカンチレバーを用いてブリッジ回路を構成する構成としてもよい。
この構成によれば、略同一の抵抗特性を有する複数のカンチレバーを用いてブリッジ回路が構成されている。これにより、流量センサモジュールの信号対雑音比を高くすることができ、流量センサモジュールの感度を向上させることができる。したがって、この構成によれば、従来１つのカンチレバーでは計測が困難であったような圧力差の値が小さい範囲においても、流量を計測できる流量センサモジュールが得られる。

【0018】

また、この構成によれば、ブリッジ回路が構成されているため、内部抵抗の影響を受けにくく、かつ測定誤差の少ない流量センサモジュールが得られる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、複数のカンチレバーを備え、配線を取り回すことが容易な流量センサ素子及びそのような流量センサ素子を用いた流量センサモジュールが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態の流量センサ素子を示す図であって、（Ａ）は、平面図、（Ｂ）は、（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。

【図2】第１実施形態の流量センサ素子に圧力が加えられた状態を示す図であって、（Ａ）は、断面図、（Ｂ）は、部分拡大斜視図である。

【図3】第１実施形態の流量センサ素子の製造方法の手順を示した断面図である。

【図4】（Ａ）は、第１実施形態の流量センサ素子を用いて構成したブリッジ回路の構成を示す図である。（Ｂ）は、（Ａ）のブリッジ回路と等価なブリッジ回路の構成を示す図である。

【図5】第１実施形態の流量センサ素子を用いた流量センサモジュールの一例を示した断面図である。

【図6】第１実施形態の流量センサ素子を用いた流量センサモジュールの一例を示した部分拡大断面図である。

【図7】第２実施形態の流量センサ素子を示す平面図である。

【図8】第３実施形態の流量センサ素子を示す平面図である。

【図9】第４実施形態の流量センサ素子を示す平面図である。

【図10】第５実施形態の流量センサ素子を示す平面図である。

【図11】第６実施形態の流量センサ素子を示す平面図である。

【図12】第７実施形態の流量センサ素子を示す平面図である。

【図13】第８実施形態の流量センサ素子を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図を参照しながら、本発明の実施形態に係る流量センサ素子及び流量センサモジュールについて説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

【0022】

まず、第１実施形態について説明する。
図１（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態の流量センサ素子１を示す図である。図１（Ａ）は、平面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
図２（Ａ），（Ｂ）は、流量センサ素子１に圧力が加えられた状態を示す図である。図２（Ａ）は、断面図である。図２（Ｂ）は、第１カンチレバー１０ａの拡大斜視図である。

【0023】

なお、以下の説明においてはＸＹＺ座標系を設定し、このＸＹＺ座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。この際、基板２（図１（Ａ）参照）の積層方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向と直交し、基板２の平面視における外周の一辺と平行な方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向の両方と直交する方向をＹ軸方向とする。

【0024】

本実施形態の流量センサ素子１は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、基板２と、複数のカンチレバー１０とを備えている。複数のカンチレバー１０は、第１カンチレバー１０ａと、第２カンチレバー１０ｂとを含む。
基板２は、図１（Ａ）に示すように、平面視矩形状の積層板である。基板２は、図１（Ｂ）に示すように、導電層２０と、抵抗層３０と、半導体層４０と、絶縁層５０と、支持基板６０とを備えている。基板２の支持基板６０上には、絶縁層５０と、半導体層４０と、抵抗層３０と、導電層２０とが、この順で積層されている。

【0025】

支持基板６０は、例えば、シリコン基板である。
絶縁層５０は、電気絶縁性を有する層である。絶縁層５０の材質としては、例えば、ＳｉＯ_２である。
半導体層４０は、例えば、単結晶シリコンで構成されている。
抵抗層３０は、電気抵抗特性を有する層である。抵抗層３０の材質としては、例えば、単結晶シリコンに不純物を拡散させたものである。不純物としては、例えば、Ｂ（ホウ素）や、Ｐ（リン）等が用いられる。

【0026】

導電層２０は、例えば、金属で構成される金属層である。導電層２０を金属層とした場合における、導電層２０の材質としては、例えば、Ａｕ（金）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｄ（パラジウム）等である。また、導電層２０としては、複数の金属層が積層された構造としてもよい。また、導電層２０として、上述した抵抗層３０のようにして、単結晶シリコンに不純物を高濃度で拡散させたものとすることもできる。

【0027】

基板２の平面視中央（図１（Ａ）参照）には、図１（Ｂ）に示すように、支持基板６０側（基板の一方側，−Ｚ側）に開口する開口部１４が形成されている。開口部１４は、第１開口部１４ａと、第２開口部１４ｂとを含む。第１開口部１４ａと第２開口部１４ｂとは、互いに離間して独立に形成されている。第１開口部１４ａと第２開口部１４ｂとは、図１（Ａ）に示すように、平面視中心点Ｃを通る基板２の面上の仮想線Ｐに対して線対称に形成されている。開口部１４の平面視（ＸＹ面視）形状は、カンチレバー１０が適正に機能する範囲内において、特に限定されない。開口部１４の平面視形状は、本実施形態においては、例えば、矩形状である。

【0028】

基板２の導電層２０側（＋Ｚ側）には、図１（Ｂ）に示すように、第１開口部１４ａに臨んで第１カンチレバー１０ａが設けられている。また、同様に、基板２の導電層２０側には、第２開口部１４ｂに臨んで第２カンチレバー１０ｂが設けられている。
基板２の導電層２０側（＋Ｚ側）には、第１カンチレバー１０ａの周囲を、後述する第１接続部１１ａ及び第２接続部１２ａを除いて、囲むようにして、面に垂直な方向（Ｚ軸方向）に貫通する第１貫通部１５ａ（貫通部１５）が形成されている。

【0029】

第１貫通部１５ａは、後述する第１接続部１１ａの第２接続部１２ａ側（−Ｙ側）に形成された貫通孔１５ａａと、第２接続部１２ａの第１接続部１１ａ側（＋Ｙ側）に形成された貫通孔１５ａｂと、貫通孔１５ａａの−Ｘ側端部と貫通孔１５ａｂの−Ｘ側端部とを接続する貫通孔１５ａｃと、第１接続部１１ａを挟んで貫通孔１５ａａと逆側（＋Ｙ側）に形成された貫通孔１５ａｄと、第２接続部１２ａを挟んで貫通孔１５ａｂと逆側（−Ｙ側）に形成された貫通孔１５ａｅと、貫通孔１５ａｄの−Ｘ側端部と貫通孔１５ａｅの−Ｘ側端部とを接続する貫通孔１５ａｆとを含む。第１貫通部１５ａと第１開口部１４ａとは、連通している。

【0030】

また、同様に、基板２の導電層２０側（＋Ｚ側）には、第２カンチレバー１０ｂの周囲を、後述する第１接続部１１ｂ及び第２接続部１２ｂを除いて、囲むようにして、面に垂直な方向（Ｚ軸方向）に貫通する第２貫通部１５ｂ（貫通部１５）が形成されている。第２貫通部１５ｂは、第１貫通部１５ａと同様にして、貫通孔１５ｂａと、貫通孔１５ｂｂと、貫通孔１５ｂｃと、貫通孔１５ｂｄと、貫通孔１５ｂｅと、貫通孔１５ｂｆとを含む。第２貫通部１５ｂは、第１貫通部１５ａと仮想線Ｐに対して線対称に設けられている。貫通孔１５ｂａ〜１５ｂｆは、それぞれ、第１貫通部１５ａの貫通孔１５ａａ〜１５ａｆに対応する。第２貫通部１５ｂと第２開口部１４ｂとは、連通している。
なお、貫通部は、以下に説明する他の実施形態においても、第１貫通部１５ａ及び第２貫通部１５ｂと同様にして形成されている。

【0031】

基板２の導電層２０側（＋Ｚ側）には、絶縁部５１（絶縁部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ）が形成されている。絶縁部５１は、導電層２０、抵抗層３０及び半導体層４０が部分的に除去され、絶縁層５０が露出している部分である。すなわち、図２（Ｂ）に示すように、絶縁部５１は、基板２の導電層２０側（＋Ｚ側）に溝状に形成されている。

【0032】

絶縁部５１ａは、図１（Ａ）に示すように、貫通孔１５ａｄと貫通孔１５ａｆとの接続箇所から基板２の＋Ｙ側の端縁までを繋ぐようにして形成されている。絶縁部５１ｂは、貫通孔１５ａｂの＋Ｘ側端部から基板２の＋Ｘ側の端縁までを繋ぐようにして形成されている。絶縁部５１ｃは、貫通孔１５ａｅと貫通孔１５ａｆとの接続箇所から貫通孔１５ｂｄと貫通孔１５ｂｆとの接続箇所までを繋ぐようにして形成されている。絶縁部５１ｄは、貫通孔１５ｂｄと貫通孔１５ｂｆとの接続箇所から基板２の−Ｙ側の端縁までを繋ぐようにして形成されている。絶縁部５１ｅは、貫通孔１５ｂｂの−Ｘ側端部から基板２の−Ｘ側端縁までを繋ぐようにして形成されている。絶縁部５１ｆは、貫通孔１５ｂｅと貫通孔１５ｂｆとの接続箇所から貫通孔１５ａｄと貫通孔１５ａｆとの接続箇所までを繋ぐようにして形成されている。

【0033】

絶縁部５１は、平面視中心点Ｃに対して点対称に形成されている。なお、絶縁部は、以下に説明する他の実施形態においても、同様にして平面視中心点に対して点対称に形成されている。

【0034】

絶縁部５１と貫通部１５とによって絶縁層５０上に積層する半導体層４０、抵抗層３０及び導電層２０が分割され、基板２の導電層２０側（＋Ｚ側）には、配線領域２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄがそれぞれ形成されている。これにより、基板２上に後述するブリッジ回路７０の一部が形成されている。

【0035】

カンチレバー１０は、基板２に接続された平板状の部材である。カンチレバー１０は、図１（Ｂ）に示すように、半導体層４０と、抵抗層３０とが積層されて構成されている。カンチレバー１０は、前述したように、第１カンチレバー１０ａと、第２カンチレバー１０ｂとを含んでいる。言い換えると、１つの基板２に、すなわち、１チップに、２つのカンチレバー（第１カンチレバー１０ａ，第２カンチレバー１０ｂ）が設けられている。第１カンチレバー１０ａは、第１開口部１４ａに臨んで設けられている。第２カンチレバー１０ｂは、第２開口部１４ｂに臨んで設けられている。

【0036】

第１カンチレバー１０ａと第２カンチレバー１０ｂとは、図１（Ａ）に示すように、仮想線Ｐに対して、線対称となるようにして設けられている。第１カンチレバー１０ａは、仮想線Ｐに対して一方側（＋Ｘ側）に設けられている。第２カンチレバー１０ｂは、仮想線Ｐに対して他方側（−Ｘ側）に設けられている。また、第１カンチレバー１０ａと第２カンチレバー１０ｂとは、平面視中心点Ｃに対して点対称に設けられている。

【0037】

第１カンチレバー１０ａは、基板２と接続される第１接続部１１ａと、第２接続部１２ａと、第１接続部１１ａと第２接続部１２ａとを接続する平板部１３ａとを備えている。
第１接続部１１ａ及び第２接続部１２ａは、平板部１３ａに対して＋Ｘ側に設けられている。言い換えると、第１カンチレバー１０ａは、一方側（＋Ｘ側）端部が基板２と接続されている。第１接続部１１ａは、抵抗層３０で構成された抵抗部３１ａを備えている。第２接続部１２ａは、抵抗層３０で構成された抵抗部３２ａを備えている。

【0038】

第１カンチレバー１０ａの平板部１３ａは、第１接続部１１ａと第２接続部１２ａを接続する導電部２２ａとを備えている。導電部２２ａは、平板部１３ａにおける接続部側（＋Ｘ側）端部に設けられている。導電部２２ａは、第１接続部１１ａの抵抗部３１ａと第２接続部１２ａの抵抗部３２ａとを、電気的に接続している。導電部２２ａの材質は、導電性を有する範囲において、特に限定されない。導電部２２ａの材質は、例えば、本実施形態においては、導電層２０と同一の材質により構成されている。

【0039】

第２カンチレバー１０ｂは、基板２と接続される第１接続部１１ｂと、第２接続部１２ｂと、第１接続部１１ｂと第２接続部１２ｂとを接続する平板部１３ｂとを備えている。
第１接続部１１ｂ及び第２接続部１２ｂは、平板部１３ｂに対して−Ｘ側に設けられている。言い換えると、第２カンチレバー１０ｂは、他方側（−Ｘ側）端部が基板２と接続されている。第１接続部１１ｂは、抵抗層３０で構成された抵抗部３１ｂを備えている。第２接続部１２ｂは、抵抗層３０で構成された抵抗部３２ｂを備えている。

【0040】

第２カンチレバー１０ｂの平板部１３ｂは、第１接続部１１ｂと第２接続部１２ｂを接続する導電部２２ｂとを備えている。導電部２２ｂは、平板部１３ｂにおける接続部側（−Ｘ側）端部に設けられている。導電部２２ｂは、第１接続部１１ｂの抵抗部３１ｂと第２接続部１２ｂの抵抗部３２ｂとを、電気的に接続している。導電部２２ｂの材質は、第１カンチレバー１０ａの導電部２２ａと同様である。

【0041】

第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂは、基板２の面（ＸＹ平面と平行な面）と平行に延在している。第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂは、図２（Ａ）に示すように、圧力を受けることにより、第１接続部１１ａ，１１ｂ及び第２接続部１２ａ，１２ｂを支点とし、変形先端側が対向した状態で、基板２の面と交差する方向（Ｚ軸方向）に弾性変形可能となっている。言い換えると、第１カンチレバー１０ａは、第１接続部１１ａと第２接続部１２ａとを結んだ線を軸として弾性変形し、第２カンチレバー１０ｂは、第１接続部１１ｂと第２接続部１２ｂとを結んだ線を軸として弾性変形する。第１接続部１１ａと第２接続部１２ａとを結んだ線と、第１接続部１１ｂと第２接続部１２ｂとを結んだ線とはそれぞれＹ軸方向と平行である。

【0042】

第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂが弾性変形することにより、第１接続部１１ａ，１１ｂの抵抗部３１ａ，３１ｂ及び第２接続部１２ａ，１２ｂの抵抗部３２ａ，３２ｂの抵抗値は、ピエゾ抵抗効果によって上昇、あるいは降下する。

【0043】

ピエゾ抵抗効果とは、物体に応力が加えられた際に電気抵抗が変化する現象のことである。ピエゾ抵抗効果は、ゲルマニウムやシリコン等の半導体において効果が大きい。半導体のピエゾ抵抗効果においては、半導体結晶の結晶方向によって電気抵抗特性が異なる。すなわち、この結晶方向の違いにより、抵抗変化率や、半導体に応力がかけられたときに、抵抗値が上昇するか降下するか等が決定される。例えば、本実施形態のように半導体層４０と抵抗層３０とが積層されたような構造において、半導体層４０がＮ型で、抵抗層３０がＰ型であるような場合には、結晶方向＜１００＞方向の抵抗変化率が最大となる。

【0044】

次に、本実施形態の流量センサ素子１の製造方法について説明する。
図３（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態の流量センサ素子１の製造方法の手順を示した断面図である。
本実施形態の流量センサ素子１の製造方法は、ＳＯＩ基板形成工程と、抵抗層形成工程と、導電層形成工程と、第１パターニング工程と、第２パターニング工程と、凹部形成工程と、絶縁層除去工程とを有する。

【0045】

まず、ＳＯＩ基板形成工程は、図３（Ａ）に示すように、支持基板６０上に絶縁層５０と半導体層４０とを、この順に積層する工程である。このような構成、すなわち、支持基板６０（例えば、シリコン基板）と半導体層４０との間に絶縁層５０が挟まれている構成を有する基板を一般にＳＯＩ基板という。この工程により、流量センサ素子１のベースとなるＳＯＩ基板が形成される。

【0046】

次に、抵抗層形成工程は、図３（Ｂ）に示すように、半導体層４０上に抵抗層３０を形成する工程である。抵抗層３０は、半導体層４０に不純物を加えることで形成される。不純物としては、半導体層４０がＰ型である場合には、例えば、Ｂ（ホウ素）を用いることができる。また、半導体層４０がＮ型である場合には、例えば、不純物としてＰ（リン）を用いることができる。

【0047】

半導体層４０に不純物を加える方法としては、例えば、不純物を含む薄膜を半導体層４０の表面に塗布し、加熱することにより半導体層４０内に不純物を拡散させる熱拡散法や、不純物のイオンを半導体層４０に直接ぶつけて、半導体層４０内に打ち込むイオン注入法等を選択できる。この工程により、半導体層４０の絶縁層５０とは逆側（＋Ｚ側）の一部に不純物が拡散し、抵抗層３０が形成される。

【0048】

次に、導電層形成工程は、抵抗層３０の上に導電層２０を形成する工程である。この工程により、支持基板６０上に、絶縁層５０と、半導体層４０と、抵抗層３０と、導電層２０とが積層された基板２が形成される。

【0049】

次に、第１パターニング工程は、図３（Ｃ）に示すように、導電層２０をパターニングする工程である。本工程においては、例えば、フォトリソグラフィ等によって導電層２０を部分的に除去し、導電層２０をパターニングする。導電層２０において除去される箇所は、第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂにおける抵抗層３０が露出した部分となる箇所、及び絶縁部５１が形成される箇所である。この工程により、導電部２２ａ，２２ｂ及び配線領域２１ａ〜２１ｄ（図３（Ｃ）においては図示省略）が形成される。

【0050】

次に、第２パターニング工程は、図３（Ｃ）に示すように、抵抗層３０及び半導体層４０をパターニングする工程である。本工程においては、抵抗層３０及び半導体層４０をエッチングによって部分的に除去し、パターニングする。抵抗層３０及び半導体層４０において除去される箇所は、第１貫通部１５ａ及び第２貫通部１５ｂが形成される箇所、及び絶縁部５１が形成される箇所である。エッチング方法としては、特に限定されず、例えば、ドライエッチング法を用いることができる。この工程により、第１溝部１９ａ及び第２溝部１９ｂが形成される。また、図３（Ｃ）においては図示を省略するが、この工程により、絶縁部５１が形成される。

【0051】

上述した第１パターニング工程及び第２パターニング工程におけるアライメントとしては、例えば、基板２上の表面側（＋Ｚ側の面）にアライメントマークを形成し、このアライメントマークを基準とする方法を選択できる。

【0052】

次に、凹部形成工程は、図３（Ｄ）に示すように、凹部１６を形成する工程である。支持基板６０の裏面（−Ｚ側の面）側をエッチングによって部分的に除去し、凹部１６を形成する。エッチング方法としては、例えば、ＤＲＩＥ（Ｄｅｅｐ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法等を用いることができる。この工程により、第１溝部１９ａ及び第２溝部１９ｂの位置に対応した支持基板６０の裏面の位置に、支持基板６０の裏面側に開口する凹部１６（第１凹部１６ａ及び第２凹部１６ｂ）が形成される。

【0053】

凹部形成工程においては、第１パターニング工程及び第２パターニング工程と反対側（裏面側）を部分的に除去する。そのため、凹部形成工程におけるアライメントとしては、例えば、第１パターニング工程及び第２パターニング工程において用いた表面側に形成されたアライメントマークを用いて両面アライメントを行う方法が選択できる。

【0054】

次に、絶縁層除去工程は、図３（Ｅ）に示すように、絶縁層５０を部分的に除去する工程である。本工程においては、第１凹部１６ａ及び第２凹部１６ｂの底部を形成する絶縁層５０をエッチングにより除去する。エッチング方法としては、例えば、ドライエッチング法やウエットエッチング法等を選択できる。この工程により、基板２を面に垂直な方向（Ｚ軸方向）に貫通する第１貫通部１５ａ及び第２貫通部１５ｂと、第１貫通部１５ａ及び第２貫通部１５ｂと連通する第１開口部１４ａ及び第２開口部１４ｂとが形成される。また、この工程により、第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂが、それぞれ第１開口部１４ａ及び第２開口部１４ｂに臨んで形成される。

【0055】

以上の工程により、製造工程は終了し、本実施形態の流量センサ素子１が製造される。

【0056】

なお、第１パターニング工程において、導電層２０における絶縁部５１が形成される部分のみを除去し、パターニングされた導電層２０を第２パターニング工程におけるマスクとして用いてもよい。この場合には、第２パターニング工程の後に、さらに導電層２０の一部を除去してパターニングする工程を設ける。

【0057】

次に、流量センサ素子１を用いたブリッジ回路７０について説明する。
なお、以下の説明において、特に断りがない場合には、抵抗値とは、流量センサ素子１に外力、例えば、流体による圧力等が加えられていないときの抵抗の値を意味するものとする。
図４（Ａ）は、流量センサ素子１を用いたブリッジ回路７０の構成を示した回路図である。図４（Ｂ）は、ブリッジ回路７０と等価なブリッジ回路７０Ａを示した回路図である。

【0058】

ブリッジ回路７０は、図４（Ａ）に示すように、流量センサ素子１と、抵抗Ｒ１，Ｒ２とを備えている。抵抗Ｒ１の抵抗値と抵抗Ｒ２の抵抗値とは、同一である。ブリッジ回路７０には、電源Ｅと、検流計Ｇとが接続されている。
流量センサ素子１には、配線７１（配線７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ）が接続されている。配線７１ａは、配線領域２１ａと接続され、配線領域２１ａを電源Ｅの＋側と抵抗Ｒ１とに接続している。配線７１ｂは、配線領域２１ｂと接続され、配線領域２１ｂを検流計Ｇと抵抗Ｒ２とに接続している。配線７１ｃは、配線領域２１ｃと接続され、配線領域２１ｃを電源Ｅの−側と抵抗Ｒ２とに接続している。配線７１ｄは、配線領域２１ｄと接続され、配線領域２１ｄを検流計Ｇと抵抗Ｒ１とに接続している。

【0059】

配線７１ａと配線７１ｃとは、電源Ｅを介して接続されている。配線７１ａと配線７１ｄとは、抵抗Ｒ１を介して接続されている。配線７１ｂと配線７１ｄとは、抵抗Ｒ２を介して接続されている。配線７１ｂと配線７１ｄとは、検流計Ｇを介して接続されている。

【0060】

配線７１ａと配線７１ｂとは、流量センサ素子１を介して接続されている。より詳細には、配線７１ａと配線７１ｂとは、配線領域２１ａと、第１カンチレバー１０ａの第１接続部１１ａの抵抗部３１ａと、第１カンチレバー１０ａの導電部２２ａと、第１カンチレバー１０ａの第２接続部１２ａの抵抗部３２ａと、配線領域２１ｂとを介して接続されている。抵抗部３１ａと抵抗部３２ａとは、配線領域２１ａ，２１ｂ及び導電部２２ａによって、直列に接続された状態となる。このような接続状態は、配線７１ａと配線７１ｂとの間に、抵抗部３１ａの抵抗値と抵抗部３２ａの抵抗値とを足し合わせた抵抗値を有する抵抗が接続されていることと等価である。抵抗部３１ａの抵抗値と抵抗部３２ａの抵抗値とを足し合わせた抵抗値（以下、第１カンチレバー１０ａの抵抗値、と称する）は、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の抵抗値と同一となるように設定されている。

【0061】

配線７１ｃと配線７１ｄとは、流量センサ素子１を介して接続されている。より詳細には、配線７１ｃと配線７１ｄとは、配線領域２１ｃと、第２カンチレバー１０ｂの第１接続部１１ｂの抵抗部３１ｂと、第２カンチレバー１０ｂの導電部２２ｂと、第２カンチレバー１０ｂの第２接続部１２ｂの抵抗部３２ｂと、配線領域２１ｄとを介して接続されている。抵抗部３１ｂと抵抗部３２ｂとは、配線領域２１ｃ，２１ｄ及び導電部２２ｂによって、直列に接続された状態となる。このような接続状態は、配線７１ｃと配線７１ｄとの間に、抵抗部３１ｂの抵抗値と抵抗部３２ｂの抵抗値とを足し合わせた抵抗値を有する抵抗が接続されていることと等価である。抵抗部３１ｂの抵抗値と抵抗部３２ｂの抵抗値とを足し合わせた抵抗値は、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の抵抗値と同一となるように設定されている。すなわち、抵抗部３１ｂの抵抗値と抵抗部３２ｂの抵抗値とを足し合わせた抵抗値（以下、第２カンチレバー１０ｂの抵抗値、と称する）は、第１カンチレバー１０ａの抵抗値と同一である。

【0062】

上記のようにして接続されたブリッジ回路７０は、図４（Ｂ）に示すブリッジ回路７０Ａと等価となる。ブリッジ回路７０Ａの抵抗Ｒ３は、第２カンチレバー１０ｂの第１接続部１１ｂの抵抗部３１ｂ及び第２接続部１２ｂの抵抗部３２ｂに相当する。ブリッジ回路７０Ａの抵抗Ｒ４は、第１カンチレバー１０ａの第１接続部１１ａの抵抗部３１ａ及び第２接続部１２ａの抵抗部３２ａに相当する。すなわち、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、同一の抵抗値を有する抵抗である。

【0063】

ブリッジ回路７０においては、電気配線的に対角配置された第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂの抵抗値がピエゾ抵抗効果によって変動する。すなわち、ブリッジ回路７０は、ハーフブリッジ回路となっている。

【0064】

次に、上記のブリッジ回路７０を用いた計測方法について説明する。
上記のようなブリッジ回路７０，７０Ａでは、配線された４つの抵抗の抵抗値が同一であると、検流計Ｇに電流は流れない。より詳細には、一方の対角配置された２つの抵抗（例えば、抵抗Ｒ１，Ｒ２）の抵抗値の積と、他方の対角配置された２つの抵抗（例えば、抵抗Ｒ３，Ｒ４）の抵抗値の積とが、同一である場合には、検流計Ｇに電流は流れない。ブリッジ回路７０においては、抵抗Ｒ１の抵抗値と抵抗Ｒ２の抵抗値との積が、第１カンチレバー１０ａの抵抗値と第２カンチレバー１０ｂの抵抗値との積と同一である場合には、検流計Ｇに電流は流れない。

【0065】

流量センサ素子１に、計測する流体による圧力が加えられていない場合には、上述したように、第１カンチレバー１０ａの抵抗値と、第２カンチレバー１０ｂの抵抗値と、抵抗Ｒ１の抵抗値と、抵抗Ｒ２の抵抗値とは、同一であるため、検流計Ｇに電流は流れない。

【0066】

これに対して、流量センサ素子１に、計測する流体によって圧力が加えられると、加えられた圧力に応じて第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂが弾性変形し、第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂの抵抗値がピエゾ抵抗効果によって変動する。これにより、上述した抵抗の均衡が崩れ、検流計Ｇに電流が流れるようになる。検流計Ｇに流れる電流は、抵抗の変動値に応じて変化するため、この電流を計測することにより、第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂに加えられた流体の圧力を計測することができる。これにより、計測対象となる流体の流れにおける２点間の差圧が流量センサ素子１に加えられるような流量センサモジュールを構築することで、計測対象となる流体の流量を計測することが可能となる。

【0067】

本実施形態に用いられる電源Ｅの電圧としては、例えば、１．５Ｖ〜５Ｖ程度である。また、ブリッジ回路７０の合成抵抗は、例えば、１ｋΩ〜５ｋΩ程度である。そのため、ブリッジ回路７０を流れる電流は、例えば、１ｍＡ程度である。

【0068】

本実施形態のブリッジ回路７０の一例として、電源電圧３．３Ｖ、合成抵抗３．３ｋΩとする本実施形態の流量センサ素子１を用いたブリッジ回路を製造した。流量センサ素子１としては、平面視において一辺が１．５ｍｍの正方形状である流量センサ素子を用いた。

【0069】

次に、本実施形態の流量センサ素子１を用いた流量センサモジュールの一例について説明する。
図５は、流量センサ素子１を用いた流量センサモジュールの一例である流量センサモジュール１００を示す断面図である。
流量センサモジュール１００は、図５に示すように、配管２００にバイパス路１３０を形成するように設けられている。流量センサモジュール１００は、筐体１１０と、流量センサ素子１と、固定基板１７と、温度センサ１２０とを備える。配管２００の管路２１０内には、矢印で示す向きＦＤの向き（−Ｘの向き）に流体が流れている。流体としては、例えば、気体であっても、液体であってもよい。

【0070】

筐体１１０は、第１部材１１１と、第２部材１１４とを備える。
第１部材１１１は、配管２００に接続される側の部材である。第１部材１１１には、上流側接続部１１２と、下流側接続部１１３とが設けられている。上流側接続部１１２及び下流側接続部１１３は、第１部材１１１の配管２００側の面から配管２００に向かって突出して設けられ、第１部材１１１と配管２００とを接続している。

【0071】

上流側接続部１１２は、第１部材１１１の上流側（＋Ｘ側）に設けられている。上流側接続部１１２には、上流側接続部１１２及び第１部材１１１を流体の流れと垂直な方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔１１５が形成されている。上流側接続部１１２は、貫通孔１１５が配管２００に形成された孔部Ｋ１を介して管路２１０と連通するように、配管２００に接続されている。

【0072】

下流側接続部１１３は、第１部材１１１の下流側（−Ｘ側）に設けられている。下流側接続部１１３には、下流側接続部１１３及び第１部材１１１を流体の流れと垂直な方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔１１６が形成されている。下流側接続部１１３は、貫通孔１１６が配管２００に形成された孔部Ｋ２を介して管路２１０と連通するように、配管２００に接続されている。

【0073】

第１部材１１１の第２部材１１４側（＋Ｚ側）の面には、第２部材１１４側に開口する凹部１１８が形成されている。凹部１１８の平面視（ＸＹ面視）形状は、固定基板１７の平面視形状に応じて設定される。

【0074】

第２部材１１４は、第１部材１１１側（−Ｚ側）に開口する凹部１１７が形成された部材である。凹部１１７は、上流側接続部１１２及び下流側接続部１１３が形成された位置を平面視（ＸＹ面視）で含むように形成されている。第２部材１１４は、封止材１４０によって、第１部材１１１と固定基板１７とに接着されている。

【0075】

固定基板１７は、流量センサ素子１を固定する部材である。固定基板１７は、第１部材１１１の凹部１１８に嵌合され、封止材１４０によって第１部材１１１と接着されている。固定基板１７には、厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔１７ａ及び貫通孔１７ｂが形成されている。貫通孔１７ａは、上流側接続部１１２に形成された貫通孔１１５及び凹部１１７と連通している。また、貫通孔１７ｂは、下流側接続部１１３に形成された貫通孔１１６及び凹部１１７と連通している。

【0076】

固定基板１７の第２部材１１４側（＋Ｚ側）の面における貫通孔１７ａが形成された位置には、流量センサ素子１が設けられている。流量センサ素子１は、支持基板６０側が配管２００側となる向きで、支持基板６０と固定基板１７とが接着剤１８で接着されることによって固定されている。流量センサ素子１は、第１開口部１４ａ及び第２開口部１４ｂが、固定基板１７の貫通孔１７ａ及び第１部材１１１の貫通孔１１５と、平面視（ＸＹ面視）で重なるようにして設けられている。
また、図示は省略するが、流量センサ素子１は、図４（Ａ）に示すようなブリッジ回路７０を構成して設けられている。

【0077】

図５に示すように、上流側接続部１１２の貫通孔１１５と、固定基板１７の貫通孔１７ａと、流量センサ素子１の第１開口部１４ａ及び第２開口部１４ｂと、流量センサ素子１の第１貫通部１５ａ及び第２貫通部１５ｂと、第２部材１１４の凹部１１７と、固定基板１７の貫通孔１７ｂと、下流側接続部１１３の貫通孔１１６とが連通してバイパス路１３０を形成している。管路２１０を流れる流体は、孔部Ｋ１を介して上流側接続部１１２の貫通孔１１５からバイパス路１３０に流入し、矢印で示す流れの向きＦＤ１に沿ってバイパス路１３０内を通り、下流側接続部１１３の貫通孔１１６から孔部Ｋ２を介して管路２１０に流出する。

【0078】

固定基板１７の第２部材１１４側（＋Ｚ側）の面上における、貫通孔１７ａと貫通孔１７ｂとの間の位置には、温度センサ１２０が設けられている。図示は省略するが、温度センサ１２０は、流量センサ素子１を含んで構成されるブリッジ回路７０と接続されている。温度センサ１２０は、バイパス路１３０内を流れる流体の温度を計測し、温度変化による流量センサ素子１の特性変化を補償する。

【0079】

図６は、流量センサモジュール１００における流量センサ素子１が設けられた部分の部分拡大断面図である。
図６に示すように、バイパス路１３０内に流体が向きＦＤ１の向きに流れると、第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂが、上流側接続部１１２が接続されている箇所における管路２１０内を流れる流体の圧力と、下流側接続部１１３が接続されている箇所における管路２１０内を流れる流体の圧力との差（以下、上流側接続部１１２と下流側接続部１１３との間の差圧と称する）に応じて、第２部材１１４側（＋Ｚ側）に弾性変形する。

【0080】

第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂが弾性変形すると、第１カンチレバー１０ａの抵抗値及び第２カンチレバー１０ｂの抵抗値は、第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂの弾性変形の度合いに応じて、変化する。そのため、ブリッジ回路７０によって、第１カンチレバー１０ａの抵抗値及び第２カンチレバー１０ｂの抵抗値の変化する量を、検流計Ｇに流れる電流値から計測することで、上流側接続部１１２と下流側接続部１１３との間の差圧を計測することができる。この差圧から流量を算出することで、流量センサモジュール１００は、管路２１０内を流れる流体の流量を計測することができる。

【0081】

本実施形態の流量センサ素子１によれば、第１カンチレバー１０ａは、基板２の面上の仮想線Ｐを挟んで＋Ｘ側に設けられており、かつ、第１カンチレバー１０ａは、第１接続部１１ａ及び第２接続部１２ａが＋Ｘ側となるように配置されている。また、第２カンチレバー１０ｂは、基板２の面上の仮想線Ｐを挟んで−Ｘ側に設けられており、かつ、第２カンチレバー１０ｂは、第１接続部１１ｂ及び第２接続部１２ｂが−Ｘ側となるように配置されている。そのため、第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂともに、ブリッジ回路７０における抵抗の一部となる第１接続部１１ａ，１１ｂの抵抗部３１ａ，３１ｂ及び第２接続部１２ａ，１２ｂの抵抗部３２ａ，３２ｂが、基板２の外側を向くように配置されることになる。したがって、本実施形態においては、例えば、ブリッジ回路７０を構成する際に、流量センサ素子１に配線７１を接続しやすく、各配線７１を取り回すことが容易である。

【0082】

また、１つの基板に複数のカンチレバーを設ける場合、言い換えると、１つのチップに複数のカンチレバーを設ける場合、流量センサ素子の基板面積は増大し、大型化してしまう。
これに対して、本実施形態によれば、第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂを上記のように配置することで、効率的に配線７１を接続でき、流量センサ素子１における基板２の面積（チップ面積）の増大を最小限に抑えることができる。

【0083】

また、本実施形態によれば、第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂを上記のように配置することで、第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂを基板２の中央に集約して配置しやすい。これにより、本実施形態においては、流量センサ素子１を固定基板１７に固定する際に、接着剤１８を用いて接着できる部分、すなわち、第１カンチレバー１０ａと第２カンチレバー１０ｂとを囲む領域の外側の部分を大きくできる。したがって、本実施形態では、固定基板１７に対する流量センサ素子１の接着強度を向上させることができる。

【0084】

また、本実施形態によれば、第１開口部１４ａと第２開口部１４ｂとは、それぞれ離間して独立に形成されている。そして、第１開口部１４ａに臨んで第１カンチレバー１０ａが設けられ、第２開口部１４ｂに臨んで第２カンチレバー１０ｂが設けられている。すなわち、１つの開口部１４に対して、１つのカンチレバー１０が設けられる構成となっている。

【0085】

例えば、１つの開口部に対して、２つ以上のカンチレバーが設けられるような場合には、設けられる複数のカンチレバーの設置位置が適切な位置からずれること等により、開口部及びカンチレバーを介して流れる流体の流れが乱れる場合がある。このような場合においては、カンチレバーが適正に弾性変形されないような場合がある。

【0086】

これに対して、本実施形態によれば、１つの開口部につき、１つのカンチレバーが設けられているため、第１開口部１４ａ（第２開口部１４ｂ）及び第１貫通部１５ａ（第２貫通部１５ｂ）を介して、流体が流量センサ素子１を通過する際に、流体の流れが乱れることが抑制され、第１カンチレバー１０ａ（第２カンチレバー１０ｂ）が適正に弾性変形されないことを抑制できる。

【0087】

また、本実施形態によれば、第１カンチレバー１０ａと第２カンチレバー１０ｂとが、平面視中心点Ｃに対して点対称に設けられ、仮想線Ｐに対して線対称に設けられている。そのため、図６に示すように、流体が基板２の面に対して略垂直な方向に流量センサ素子１を通過するような場合に、それぞれ第１カンチレバー１０ａと第２カンチレバー１０ｂとを介して流れる流体の流れを略均一にすることができる。したがって、本実施形態においては、流量センサモジュールの計測精度を向上できる流量センサ素子が得られる。

【0088】

また、第１カンチレバー１０ａと第２カンチレバー１０ｂとを対称形に形成することにより、ピエゾ抵抗効果による第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂの抵抗特性を同一としやすい。その結果、本実施形態においては、ブリッジ回路７０を構成した際における各抵抗の抵抗値のオフセットを低減できる。

【0089】

また、本実施形態によれば、基板２の一部がＳＯＩ基板で構成されている。これにより、第２パターニング工程において、基板２の抵抗層３０及び半導体層４０を除去することにより、基板２の絶縁層５０が露出され、絶縁部５１が形成される。すなわち、基板２の一部を除去することで、容易に基板２上の領域を電気的に分割できる。したがって、本実施形態によれば、流量センサ素子１を用いて流量センサモジュール１００に用いられる回路を形成することが容易である。

【0090】

また、本実施形態によれば、第１カンチレバー１０ａと第２カンチレバー１０ｂとが、基板２を構成する層の一部と同様の構成であるため、基板２の一部を除去することによって第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂを形成する製造方法を採用できる。これにより、本実施形態によれば、第１カンチレバー１０ａと第２カンチレバー１０ｂとの厚みを互いに均一に形成することが容易であり、流量センサ素子１の特性のばらつきを抑制することができる。

【0091】

また、本実施形態の流量センサモジュール１００によれば、流量センサ素子１における、２つのカンチレバー、すなわち、第１カンチレバー１０ａと第２カンチレバー１０ｂとが電気配線的に対角配置される抵抗としたブリッジ回路７０（ハーフブリッジ回路）が構成されている。これにより、センサの出力値を向上でき、ノイズに対するセンサ出力の比、すなわち、信号対雑音比を向上できる流量センサモジュールが得られる。したがって、本実施形態の流量センサモジュール１００によれば、従来の流量センサモジュールでは十分な信号対雑音比が得られず、計測が困難であったような圧力差の値が小さい範囲においても流量を計測することができる。すなわち、本実施形態の流量センサモジュール１００によれば、ノイズによる影響を低減でき、測定誤差が小さく、かつ、感度を向上させた流量センサモジュールが得られる。

【0092】

また、本実施形態によれば、センサ出力値を向上できることにより、センサによる出力結果をデジタル処理する場合、アナログ−デジタル変換器の分解能に対するマージンを大きくすることができる。

【0093】

また、本実施形態によれば、センサ出力を向上できるため、カンチレバー１０を小さくしても、従来の流量センサモジュールに比べて大きいセンサ出力を得ることができる。これにより、カンチレバー１０を小さくすることができ、配管２００に接続するバイパス路１３０の径も小さくすることができる。この場合においては、配管２００に形成する孔部Ｋ１，Ｋ２を小さくできるため、配管２００に流量センサモジュール１００を取り付ける際における、配管２００の取付加工が容易である。

【0094】

なお、本実施形態においては、下記の構成を採用してもよい。

【0095】

本実施形態においては、第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂが、それぞれ基板２と一体に形成される構成としたが、これに限られない。例えば、第１カンチレバー１０ａ及び第２カンチレバー１０ｂは、別部材として基板２に設けられてもよい。

【0096】

本実施形態においては、開口部１４は、離間して独立に形成された２つの開口部、第１開口部１４ａ及び第２開口部１４ｂを含んでいるが、これに限られない。例えば、開口部１４は、１つの開口部を有するような構成であってもよい。

【0097】

本実施形態においては、絶縁部５１が点対称に設けられる構成としたが、これに限られない。例えば、絶縁部５１は、線対称に設けられていてもよく、非対称形に設けられていてもよい。

【0098】

本実施形態において示した流量センサモジュール１００においては、流量センサ素子１を通過する流体は、支持基板６０側から導電層２０側へ（＋Ｚの向き）と流れるように、流量センサ素子１を配置したが、これに限られない。例えば、流量センサ素子１を通過する流体が、導電層２０側から支持基板６０側へ（−Ｚの向き）と流れるように、流量センサ素子１を配置してもよい。

【0099】

次に、第２実施形態について説明する。
第２実施形態は、第１実施形態に対して、第１カンチレバー及び第２カンチレバーの基板に対する配置角度が異なる。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、適宜同様の符号を付すことによって、説明を省略する場合がある。

【0100】

図７は、第２実施形態の流量センサ素子１Ａを示す平面図である。
本実施形態の流量センサ素子１Ａは、図７に示すように、基板２Ａと、第１カンチレバー１０Ａａと、第２カンチレバー１０Ａｂとを備えている。
第１カンチレバー１０Ａａと第２カンチレバー１０Ａｂとは、平面視中心点Ｃａを通る基板２Ａの面上の仮想線Ｐａに対して線対称に設けられている。また、第１カンチレバー１０Ａａと第２カンチレバー１０Ａｂとは、平面視中心点Ｃａに対して点対称に設けられている。

【0101】

仮想線Ｐａは、流量センサ素子１Ａの平面視における外周の辺に対して斜めに設定されている。すなわち、第１カンチレバー１０Ａａ及び第２カンチレバー１０Ａｂは、流量センサ素子１Ａの外周の辺に対して斜めに配置されている。第１カンチレバー１０Ａａ及び第２カンチレバー１０Ａｂの平面視中心点Ｃａ回りの配置角度は、基板２Ａの半導体層の結晶方向に応じて決定される。すなわち、第１カンチレバー１０Ａａ及び第２カンチレバー１０Ａｂの配置角度は、所望する第１カンチレバー１０Ａａ及び第２カンチレバー１０Ａｂの抵抗特性に応じて決定される。

【0102】

本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、配線を接続しやすく、取り回すことが容易な流量センサ素子が得られる。

【0103】

次に、第３実施形態について説明する。
第３実施形態は、第１実施形態に対して、カンチレバーが４つ設けられている点において異なる。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、適宜同様の符号を付すことによって、説明を省略する場合がある。

【0104】

図８は、本実施形態の流量センサ素子１Ｂを示す平面図である。
本実施形態の流量センサ素子１Ｂは、図８に示すように、基板２Ｂと、第１カンチレバー１０Ｂａと、第２カンチレバー１０Ｂｂと、第３カンチレバー１０Ｂｃと、第４カンチレバー１０Ｂｄとを備えている。

【0105】

第１カンチレバー１０Ｂａ及び第３カンチレバー１０Ｂｃは、平面視中心点Ｃｂを通る基板２Ｂの面上の仮想線Ｐｂに対して一方側（＋Ｘ側）に設けられている。第１カンチレバー１０Ｂａ及び第３カンチレバー１０Ｂｃは、それぞれ＋Ｘ側端部が基板２Ｂと接続されている。

【0106】

第１カンチレバー１０Ｂａは、周囲に第１貫通部１５Ｂａが形成されている。第１カンチレバー１０Ｂａは、第１開口部１４Ｂａに臨んで設けられている。第１貫通部１５Ｂａと第１開口部１４Ｂａとは、連通している。
第３カンチレバー１０Ｂｃは、周囲に第３貫通部１５Ｂｃが形成されている。第３カンチレバー１０Ｂｃは、第３開口部１４Ｂｃに臨んで設けられている。第３貫通部１５Ｂｃと第３開口部１４Ｂｃとは、連通している。

【0107】

基板２Ｂ上における仮想線Ｐｂの一方側（＋Ｘ側）には、配線領域２１Ｂａ，２１Ｂｂ，２１Ｂｃが形成されている。配線領域２１Ｂａと配線領域２１Ｂｂとは、第１カンチレバー１０Ｂａを介して電気的に接続されている。配線領域２１Ｂｂと配線領域２１Ｂｃとは、第３カンチレバー１０Ｂｃを介して電気的に接続されている。すなわち、配線領域２１Ｂａと配線領域２１Ｂｃとの間には、第１カンチレバー１０Ｂａと第３カンチレバー１０Ｂｃとが直列に接続されている。

【0108】

第２カンチレバー１０Ｂｂ及び第４カンチレバー１０Ｂｄは、仮想線Ｐｂに対して他方側（−Ｘ側）に設けられている。第２カンチレバー１０Ｂｂ及び第４カンチレバー１０Ｂｄは、それぞれ−Ｘ側端部が基板２Ｂと接続されている。

【0109】

第２カンチレバー１０Ｂｂは、周囲に第２貫通部１５Ｂｂが形成されている。第２カンチレバー１０Ｂｂは、第２開口部１４Ｂｂに臨んで設けられている。第２貫通部１５Ｂｂと第２開口部１４Ｂｂとは、連通している。
第４カンチレバー１０Ｂｄは、周囲に第４貫通部１５Ｂｄが形成されている。第４カンチレバー１０Ｂｄは、第４開口部１４Ｂｄに臨んで設けられている。第４貫通部１５Ｂｄと第４開口部１４Ｂｄとは、連通している。

【0110】

基板２Ｂ上における仮想線Ｐｂの他方側（−Ｘ側）には、配線領域２１Ｂｄ，２１Ｂｅ，２１Ｂｆが形成されている。配線領域２１Ｂｄと配線領域２１Ｂｅとは、第４カンチレバー１０Ｂｄを介して電気的に接続されている。配線領域２１Ｂｅと配線領域２１Ｂｆとは、第２カンチレバー１０Ｂｂを介して電気的に接続されている。すなわち、配線領域２１Ｂｄと配線領域２１Ｂｆとの間には、第２カンチレバー１０Ｂｂと第４カンチレバー１０Ｂｄとが直列に接続されている。

【0111】

第１カンチレバー１０Ｂａと第２カンチレバー１０Ｂｂとは、仮想線Ｐｂに対して線対称に設けられている。
第３カンチレバー１０Ｂｃと第４カンチレバー１０Ｂｄとは、仮想線Ｐｂに対して線対称に設けられている。
第１カンチレバー１０Ｂａと第４カンチレバー１０Ｂｄとは、平面視中心点Ｃｂに対して点対称に設けられている。
第２カンチレバー１０Ｂｂと第３カンチレバー１０Ｂｃとは、平面視中心点Ｃｂに対して点対称に設けられている。

【0112】

本実施形態によれば、図４（Ｂ）に示したブリッジ回路７０Ａにおける抵抗Ｒ３，Ｒ４に相当する抵抗がそれぞれ２つのカンチレバーを直列に接続したものとなる。そのため、本実施形態においては、ブリッジ回路を構成した際に、各抵抗の抵抗値を、第１実施形態及び第２実施形態に比べて大きくすることができる。したがって、本実施形態では、流量センサ素子１Ｂを定電圧駆動する際の消費電流を小さくできる。

【0113】

なお、本実施形態においては、カンチレバーを２つずつ直列に接続する構成としたが、これに限定されない。例えば、流量センサ素子は、３つ以上のカンチレバーを直列に接続する構成であってもよい。

【0114】

次に、第４実施形態について説明する。
第４実施形態は、第１実施形態に対して、抵抗素子を備えている点において異なる。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、適宜同様の符号を付すことによって、説明を省略する場合がある。

【0115】

図９は、本実施形態の流量センサ素子１Ｃを示す平面図である。
本実施形態の流量センサ素子１Ｃは、図９に示すように、基板２Ｃと、第１カンチレバー１０Ｃａと、第２カンチレバー１０Ｃｂと、第１抵抗素子（抵抗素子）８０Ｃａと、第２抵抗素子（抵抗素子）８０Ｃｂとを備えている。

【0116】

第１カンチレバー１０Ｃａと第２カンチレバー１０Ｃｂとは、それぞれ第１実施形態における第１カンチレバー１０ａと第２カンチレバー１０ｂと同様にして配置されている。すなわち、第１カンチレバー１０Ｃａと第２カンチレバー１０Ｃｂとは、平面視中心点Ｃｃを通る基板２Ｃの面上の仮想線Ｐｃに対して線対称に設けられている。また、第１カンチレバー１０Ｃａと第２カンチレバー１０Ｃｂとは、平面視中心点Ｃｃに対して点対称に設けられている。

【0117】

第１抵抗素子８０Ｃａは、第１カンチレバー１０Ｃａの＋Ｙ側に設けられている。第１抵抗素子８０Ｃａは、第１接続部８１Ｃａと、第２接続部８２Ｃａと、平板部８３Ｃａとを備える。第１接続部８１Ｃａ及び第２接続部８２Ｃａは、全体に亘って抵抗層が露出している。第１接続部８１Ｃａ及び第２接続部８２Ｃａは、抵抗層で構成される抵抗部３３Ｃａ及び抵抗部３４Ｃａを備えている。平板部８３Ｃａは、導電部２２Ｃｃを備えている。導電部２２Ｃｃは、抵抗部３３Ｃａと抵抗部３４Ｃａとを電気的に接続している。平板部８３Ｃａの導電部２２Ｃｃ以外の部分は、抵抗層が露出している。

【0118】

第１抵抗素子８０Ｃａにおける抵抗層が露出している部分は、第１カンチレバー１０Ｃａにおける抵抗層が露出している部分と平面視で同一形状である。言い換えると、第１抵抗素子８０Ｃａは、第１カンチレバー１０Ｃａにおける露出した抵抗層と平面視で同一形状の抵抗層を備えている。
第１抵抗素子８０Ｃａの周囲には、絶縁部５２Ｃａが形成されている。絶縁部５２Ｃａは、第１カンチレバー１０Ｃａの周囲に形成された第１貫通部１５Ｃａと平面視で同一の形状である。

【0119】

第２抵抗素子８０Ｃｂは、第２カンチレバー１０Ｃｂの−Ｙ側に設けられている。第２抵抗素子８０Ｃｂは、第１接続部８１Ｃｂと、第２接続部８２Ｃｂと、平板部８３Ｃｂとを備える。第１接続部８１Ｃｂ及び第２接続部８２Ｃｂは、全体に亘って抵抗層が露出している。第１接続部８１Ｃｂ及び第２接続部８２Ｃｂは、抵抗層で構成される抵抗部３３Ｃｂ及び抵抗部３４Ｃｂを備えている。平板部８３Ｃｂは、導電部２２Ｃｄを備えている。導電部２２Ｃｄは、抵抗部３３Ｃｂと抵抗部３４Ｃｂとを電気的に接続している。平板部８３Ｃｂの導電部２２Ｃｄ以外の部分は、抵抗層が露出している。

【0120】

第２抵抗素子８０Ｃｂにおける抵抗層が露出している部分は、第２カンチレバー１０Ｃｂにおける抵抗層が露出している部分と平面視で同一形状である。言い換えると、第２抵抗素子８０Ｃｂは、第２カンチレバー１０Ｃｂにおける露出した抵抗層と平面視で同一形状の抵抗層を備えている。
第２抵抗素子８０Ｃｂの周囲には、絶縁部５２Ｃｂが形成されている。絶縁部５２Ｃｂは、第２カンチレバー１０Ｃｂの周囲に形成された第２貫通部１５Ｃｂと平面視で同一の形状である。

【0121】

第１抵抗素子８０Ｃａと第２抵抗素子８０Ｃｂとは、平面視中心点Ｃｃに対して点対称に設けられている。第１抵抗素子８０Ｃａ及び第２抵抗素子８０Ｃｂは、第１カンチレバー１０Ｃａ及び第２カンチレバー１０Ｃｂの平面視形状と同一形状である。第１抵抗素子８０Ｃａ及び第２抵抗素子８０Ｃｂは、本実施形態においては、例えば、第１実施形態において示した流量センサ素子の製造方法における、ＳＯＩ基板形成工程と、抵抗層形成工程と、導電層形成工程と、第１パターニング工程と、第２パターニング工程とによって形成される（図３（Ａ）〜図３（Ｃ）参照）。

【0122】

基板２Ｃには、絶縁部５１Ｃ（絶縁部５１Ｃａ，５１Ｃｂ，５１Ｃｃ，５１Ｃｄ，５１Ｃｅ，５１Ｃｆ，５１Ｃｇ，５１Ｃｈ）が形成されている。そして、絶縁部５１Ｃと、第１抵抗素子８０Ｃａの絶縁部５２Ｃａと、第２抵抗素子８０Ｃｂの絶縁部５２Ｃｂと、第１カンチレバー１０Ｃａの第１貫通部１５Ｃａと、第２カンチレバー１０Ｃｂの第２貫通部１５Ｃｂとによって、配線領域２１Ｃａ，２１Ｃｂ，２１Ｃｃ，２１Ｃｄが形成されている。配線領域２１Ｃａ〜２１Ｃｄは、導電層が露出した領域である。

【0123】

配線領域２１Ｃａは、第１カンチレバー１０Ｃａを介して、配線領域２１Ｃｂと電気的に接続されている。第１カンチレバー１０Ｃａは、配線領域２１Ｃａと接続する抵抗部３１Ｃａと、配線領域２１Ｃｂと接続する抵抗部３２Ｃａとが、導電部２２Ｃａによって接続されている。これは、配線領域２１Ｃａと配線領域２１Ｃｂとの間に、抵抗部３１Ｃａの抵抗値と抵抗部３２Ｃａの抵抗値とを足し合わせた抵抗値を有する抵抗が接続されていることと等価である。

【0124】

配線領域２１Ｃｂは、第２抵抗素子８０Ｃｂを介して、配線領域２１Ｃｃと電気的に接続されている。第２抵抗素子８０Ｃｂも、上記第１カンチレバー１０Ｃａと同様に、抵抗部３３Ｃｂと抵抗部３４Ｃｂとが導電部２２Ｃｄによって電気的に接続されている。これは、配線領域２１Ｃｂと配線領域２１Ｃｃとの間に、第２抵抗素子８０Ｃｂの抵抗部３３Ｃｂの抵抗値と抵抗部３４Ｃｂの抵抗値とを足し合わせた抵抗値を有する抵抗が接続されていることと等価である。

【0125】

配線領域２１Ｃｃは、第２カンチレバー１０Ｃｂを介して、配線領域２１Ｃｄと電気的に接続されている。これは、上述したのと同様にして、配線領域２１Ｃｃと配線領域２１Ｃｄとの間に、第２カンチレバー１０Ｃｂの抵抗部３１Ｃｂの抵抗値と抵抗部３２Ｃｂの抵抗値とを足し合わせた抵抗値を有する抵抗が接続されていることと等価である。

【0126】

配線領域２１Ｃｄは、第１抵抗素子８０Ｃａを介して、配線領域２１Ｃａと電気的に接続されている。これは、上述したのと同様にして、配線領域２１Ｃｄと配線領域２１Ｃａとの間に、第１抵抗素子８０Ｃａの抵抗部３３Ｃａの抵抗値と抵抗部３４Ｃａの抵抗値とを足し合わせた抵抗値を有する抵抗が接続されていることと等価である。

【0127】

以上に説明したように、第１カンチレバー１０Ｃａと、第２カンチレバー１０Ｃｂと、第１抵抗素子８０Ｃａと、第２抵抗素子８０Ｃｂとは、配線領域２１Ｃａ〜２１Ｃｄによって、それぞれ電気的に接続されている。これにより、流量センサ素子１Ｃ上にブリッジ回路が形成されている。ブリッジ回路において、第１カンチレバー１０Ｃａと第２カンチレバー１０Ｃｂとは、電気配線的に対角配置されているため、第１カンチレバー１０Ｃａ及び第２カンチレバー１０Ｃｂの抵抗値の変動を検出することによって、第１カンチレバー１０Ｃａ及び第２カンチレバー１０Ｃｂに加えられた圧力を計測することができる。したがって、本実施形態においては、流量センサ素子１Ｃを用いて、例えば、図５に示したような流量センサモジュールを構成することで、流体の流量を計測することができる。

【0128】

本実施形態によれば、流量センサ素子１Ｃ上においてブリッジ回路が形成されているため、流量センサ素子１Ｃに別途他の抵抗（例えば、図４に示す抵抗Ｒ１，Ｒ２）を接続することなく、ブリッジ回路を形成することができる。そのため、本実施形態においては、流量センサモジュールを構築する際に、配線の取り回しが容易である。

【0129】

また、本実施形態によれば、第１カンチレバー１０Ｃａ及び第２カンチレバー１０Ｃｂが形成される手順、すなわち、流量センサ素子を製造する手順における、第２エッチング工程までを行うことによって、第１抵抗素子８０Ｃａ及び第２抵抗素子８０Ｃｂを形成することができる。そのため、本実施形態においては、第１抵抗素子８０Ｃａ及び第２抵抗素子８０Ｃｂの形成が簡便である。

【0130】

また、ブリッジ回路を構成する際に、流量センサ素子に外部の抵抗を接続する場合には、カンチレバーの抵抗値と同一の抵抗値を有する抵抗を接続する必要があるため、接続する抵抗の抵抗値を調整する手間がかかる。これに対して、本実施形態によれば、第１抵抗素子８０Ｃａ及び第２抵抗素子８０Ｃｂが、第１カンチレバー１０Ｃａ及び第２カンチレバー１０Ｃｂにおける露出した抵抗層と平面視で略同一形状の抵抗層を備えているため、第１抵抗素子８０Ｃａ及び第２抵抗素子８０Ｃｂの抵抗値と、第１カンチレバー１０Ｃａ及び第２カンチレバー１０Ｃｂの抵抗値とを精度よく合わせることができる。

【0131】

ここで、第１カンチレバー１０Ｃａには、抵抗部３１Ｃａと抵抗部３２Ｃａとを接続する導電部２２Ｃａが設けられている。これにより、第１カンチレバー１０Ｃａを流れる電流は、導電部２２Ｃａを介して流れるため、第１カンチレバー１０Ｃａの抵抗値は、抵抗部３１Ｃａの抵抗値と抵抗部３２Ｃａの抵抗値とを足し合わせた値とほぼ同一となる。
また、同様にして、第２カンチレバー１０Ｃｂには、抵抗部３１Ｃｂと抵抗部３２Ｃｂとを接続する導電部２２Ｃｂが設けられている。そのため、第２カンチレバー１０Ｃｂの抵抗値は、抵抗部３１Ｃｂの抵抗値と抵抗部３２Ｃｂの抵抗値とを足し合わせた値とほぼ同一となる。

【0132】

しかし、実際には、抵抗層が露出している第１カンチレバー１０Ｃａ及び第２カンチレバー１０Ｃｂの平板部も、並列に接続された抵抗としてわずかながらに第１カンチレバー１０Ｃａ及び第２カンチレバー１０Ｃｂの抵抗値に影響を与える。
本実施形態によれば、第１抵抗素子８０Ｃａ及び第２抵抗素子８０Ｃｂの露出した抵抗層は、それぞれ抵抗層が露出している領域が接続部及び平板部も含めて第１カンチレバー１０Ｃａ及び第２カンチレバー１０Ｃｂと平面視で同一形状である。そのため、本実施形態においては、より精度よく、カンチレバーの抵抗値と抵抗素子の抵抗値とを合わせることができる。

【0133】

なお、本実施形態においては、第１抵抗素子８０Ｃａ及び第２抵抗素子８０Ｃｂを、基板２Ｃと一体的に製造する構成としたが、これに限られない。例えば、基板２Ｃ上に、別途製造した抵抗素子を設ける構成としてもよい。

【0134】

次に、第５実施形態について説明する。
第５実施形態は、第４実施形態に対して、カンチレバー及び抵抗素子の配置が異なる。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、適宜同様の符号を付すことによって、説明を省略する場合がある。

【0135】

図１０は、本実施形態の流量センサ素子１Ｄを示す平面図である。
本実施形態の流量センサ素子１Ｄは、図１０に示すように、基板２Ｄと、第１カンチレバー１０Ｄａと、第２カンチレバー１０Ｄｂと、第１抵抗素子（抵抗素子）８０Ｄａと、第２抵抗素子（抵抗素子）８０Ｄｂとを備えている。

【0136】

第１カンチレバー１０Ｄａと第２カンチレバー１０Ｄｂとは、平面視中心点Ｃｄに対して点対称に設けられている。第１抵抗素子８０Ｄａは、第１カンチレバー１０Ｄａの＋Ｙ側に設けられている。第２抵抗素子８０Ｄｂは、第２カンチレバー１０Ｄｂの−Ｙ側に設けられている。第１抵抗素子８０Ｄａと第２抵抗素子８０Ｄｂとは、平面視中心点Ｃｄに対して点対称に設けられている。第２カンチレバー１０Ｄｂと第１抵抗素子８０ＤａとのＹ軸方向位置は同一である。第１カンチレバー１０Ｄａと第２抵抗素子８０ＤｂとのＹ軸方向位置は同一である。

【0137】

基板２Ｄ上には、配線領域２１Ｄａ，２１Ｄｂ，２１Ｄｃ，２１Ｄｄが形成されている。配線領域２１Ｄａは、第１カンチレバー１０Ｄａを介して、配線領域２１Ｄｂと電気的に接続されている。配線領域２１Ｄｂは、第２抵抗素子８０Ｄｂを介して、配線領域２１Ｄｃと電気的に接続されている。配線領域２１Ｄｃは、第２カンチレバー１０Ｄｂを介して、配線領域２１Ｄｄと電気的に接続されている。配線領域２１Ｄｄは、第１抵抗素子８０Ｄａを介して、配線領域２１Ｄａと電気的に接続されている。これにより、流量センサ素子１Ｄ上には、ブリッジ回路が形成されている。

【0138】

本実施形態によれば、第２カンチレバー１０Ｄｂと第１抵抗素子８０ＤａとのＹ軸方向位置は同一であり、第１カンチレバー１０Ｄａと第２抵抗素子８０ＤｂとのＹ軸方向位置は同一である。そのため、本実施形態においては、第１カンチレバー１０Ｄａ及び第２カンチレバー１０Ｄｂと第１抵抗素子８０Ｄａ及び第２抵抗素子８０Ｄｂとを、基板２Ｄ上に無駄なく配置しやすく、流量センサ素子全体を小型化することができる。すなわち、本実施形態においては、基板２Ｄの面積（チップ面積）を小さくすることができる。

【0139】

次に、第６実施形態について説明する。
第６実施形態は、第５実施形態に対して、カンチレバー及び抵抗素子の配置角度が異なる。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、適宜同様の符号を付すことによって、説明を省略する場合がある。

【0140】

図１１は、本実施形態の流量センサ素子１Ｅを示す平面図である。
本実施形態の流量センサ素子１Ｅは、図１１に示すように、基板２Ｅと、第１カンチレバー１０Ｅａと、第２カンチレバー１０Ｅｂと、第１抵抗素子（抵抗素子）８０Ｅａと、第２抵抗素子（抵抗素子）８０Ｅｂとを備えている。

【0141】

第１カンチレバー１０Ｅａと第２カンチレバー１０Ｅｂとは、平面視中心点Ｃｅに対して点対称に設けられている。第１抵抗素子８０Ｅａと第２抵抗素子８０Ｅｂとは、平面視中心点Ｃｅに対して点対称に設けられている。第１カンチレバー１０Ｅａと、第２カンチレバー１０Ｅｂと、第１抵抗素子８０Ｄａと、第２抵抗素子８０Ｄｂとのそれぞれの相対的な配置関係は、第５実施形態と同様である。

【0142】

第１カンチレバー１０Ｅａと、第２カンチレバー１０Ｅｂと、第１抵抗素子８０Ｄａと、第２抵抗素子８０Ｄｂとは、流量センサ素子１Ｅの平面視における外周の辺に対して斜めに配置されている。各素子の平面視中心点Ｃｅ回りの配置角度は、基板２Ｅの半導体層の結晶方向に応じて決定される。すなわち、第１カンチレバー１０Ｅａ及び第２カンチレバー１０Ｅｂの配置角度は、所望する第１カンチレバー１０Ｅａ及び第２カンチレバー１０Ｅｂの抵抗特性に応じて設定できる。

【0143】

本実施形態によれば、上記実施形態と同様にして、配線を接続しやすく、取り回すことが容易な流量センサ素子が得られる。

【0144】

次に、第７実施形態について説明する。
第７実施形態は、第４実施形態に対して、抵抗素子の配置が異なる。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、適宜同様の符号を付すことによって、説明を省略する場合がある。

【0145】

図１２は、本実施形態の流量センサ素子１Ｆを示す平面図である。
本実施形態の流量センサ素子１Ｆは、図１２に示すように、基板２Ｆと、第１カンチレバー１０Ｆａと、第２カンチレバー１０Ｆｂと、第１抵抗素子（抵抗素子）８０Ｆａと、第２抵抗素子（抵抗素子）８０Ｆｂとを備えている。

【0146】

第１カンチレバー１０Ｆａと、第２カンチレバー１０Ｆｂとは、平面視中心点Ｃｆを通る基板２Ｆの面上における仮想線Ｐｆに対して線対称に設けられている。また、第１カンチレバー１０Ｆａと、第２カンチレバー１０Ｆｂとは、平面視中心点Ｃｆに対して点対称に設けられている。

【0147】

第１抵抗素子８０Ｆａと第２抵抗素子８０Ｆｂとは、平面視中心点Ｃｆに対して点対称に設けられている。また、第１抵抗素子８０Ｆａと第２抵抗素子８０Ｆｂとは、基板２Ｆの面上における、平面視中心点Ｃｆを通り仮想線Ｐｆに垂直な線に対して、線対称に設けられている。

【0148】

基板２Ｆ上には、配線領域２１Ｆａ，２１Ｆｂ，２１Ｆｃ，２１Ｆｄが形成されている。配線領域２１Ｆａは、第１抵抗素子８０Ｆａと第１カンチレバー１０Ｆａとを電気的に接続している。配線領域２１Ｆｂは、第１カンチレバー１０Ｆａと第２抵抗素子８０Ｆｂとを電気的に接続している。配線領域２１Ｆｃは、第２抵抗素子８０Ｆｂと第２カンチレバー１０Ｆｂとを電気的に接続している。配線領域２１Ｆｄは、第２カンチレバー１０Ｆｂと第１抵抗素子８０Ｆａとを電気的に接続している。配線領域２１Ｆａ〜２１Ｆｄは、それぞれ表面積が同程度の大きさとなっている。

【0149】

本実施形態によれば、配線領域２１Ｆａ〜２１Ｆｄの表面積が、それぞれ同程度の大きさとなっているため、流量センサ素子１Ｆを用いて流量センサモジュールを構築する際に、流量センサ素子１Ｆへの配線の接続及び配線の取り回しが容易である。

【0150】

次に、第８実施形態について説明する。
第８実施形態は、第７実施形態に対して、抵抗素子の形状が異なる。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、適宜同様の符号を付すことによって、説明を省略する場合がある。

【0151】

図１３は、本実施形態の流量センサ素子１Ｇを示す平面図である。
本実施形態の流量センサ素子１Ｇは、図１３に示すように、基板２Ｇと、第１カンチレバー１０Ｇａと、第２カンチレバー１０Ｇｂと、第１抵抗素子８０Ｇａと、第２抵抗素子８０Ｇｂとを備えている。

【0152】

第１カンチレバー１０Ｇａと、第２カンチレバー１０Ｇｂとは、平面視中心点Ｃｇを通る基板２Ｇの面上における仮想線Ｐｇに対して線対称に設けられている。また、第１カンチレバー１０Ｇａと、第２カンチレバー１０Ｇｂとは、平面視中心点Ｃｇに対して点対称に設けられている。

【0153】

第１抵抗素子８０Ｇａは、第１接続部８１Ｇａと、第２接続部８２Ｇａとを備えている。第１接続部８１Ｇａと第２接続部８２Ｇａとは、導電部２２Ｇｃによって電気的に接続されている。第２抵抗素子８０Ｇｂは、第１接続部８１Ｇｂと、第２接続部８２Ｇｂとを備えている。第１接続部８１Ｇｂと第２接続部８２Ｇｂとは、導電部２２Ｇｄによって電気的に接続されている。

【0154】

本実施形態の第１抵抗素子８０Ｇａ及び第２抵抗素子８０Ｇｂは、第４実施形態から第７実施形態までに示した抵抗素子に対して、平板部における抵抗層の露出した部分が設けられていない点において異なる。これにより、第１抵抗素子８０Ｇａ及び第２抵抗素子８０Ｇｂの平面視形状は、第１カンチレバー１０Ｇａ及び第２カンチレバー１０Ｇｂの平面視形状と異なる。より詳細には、第１抵抗素子８０Ｇａ及び第２抵抗素子８０Ｇｂの平面視における大きさは、第１カンチレバー１０Ｇａ及び第２カンチレバー１０Ｇｂの平面視における大きさよりも小さい。

【0155】

本実施形態によれば、第１抵抗素子８０Ｇａ及び第２抵抗素子８０Ｇｂは、平板部における抵抗層が露出した部分が設けられていないため、平面視において、第１カンチレバー１０Ｇａ及び第２カンチレバー１０Ｇｂよりも小さく形成されている。そのため、本実施形態によれば、流量センサ素子を小型化することができる。すなわち、本実施形態においては、基板２Ｇの面積（チップ面積）を小さくすることができる。

【0156】

なお、本実施形態においては、第１カンチレバー１０Ｇａ及び第２カンチレバー１０Ｇｂと第１抵抗素子８０Ｇａ及び第２抵抗素子８０Ｇｂとの配置関係を、第７実施形態におけるカンチレバーと抵抗素子との配置関係と同様の配置関係としたが、これに限られない。すなわち、第４実施形態から第６実施形態のうちのいずれかの抵抗素子を、本実施形態の第１抵抗素子８０Ｇａ及び第２抵抗素子８０Ｇｂと置き換えたような構成としてもよい。

【符号の説明】

【0157】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ…流量センサ素子、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ…基板、１０…カンチレバー、１０ａ，１０Ａａ，１０Ｂａ，１０Ｃａ，１０Ｄａ，１０Ｅａ，１０Ｆａ，１０Ｇａ…第１カンチレバー、１０ｂ，１０Ａｂ，１０Ｂｂ，１０Ｃｂ，１０Ｄｂ，１０Ｅｂ，１０Ｆｂ，１０Ｇｂ…第２カンチレバー、１４…開口部、１４ａ，１４Ｂａ…第１開口部、１４ｂ，１４Ｂｂ…第２開口部、２０…導電層、３０…抵抗層、４０…半導体層、５０…絶縁層、５１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ，５１Ｃ，５１Ｃａ，５１Ｃｂ，５１Ｃｃ，５１Ｃｄ，５１Ｃｅ，５１Ｃｆ，５１Ｃｇ，５１Ｃｈ，５２Ｃａ，５２Ｃｂ…絶縁部、６０…支持基板、７０…ブリッジ回路、１００…流量センサモジュール、８０Ｃａ，８０Ｄａ，８０Ｅａ，８０Ｆａ…第１抵抗素子（抵抗素子）、８０Ｃｂ，８０Ｄｂ，８０Ｅｂ，８０Ｆｂ…第２抵抗素子（抵抗素子）、Ｃ，Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｇ…平面視中心点（所定の点）、Ｐ，Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｆ，Ｐｇ…仮想線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】