DE4218324A1 - Semiconductor extension sensor, e.g. for operating airbag system in motor vehicle - contains transfer system passing mechanical stress, e.g. caused by acceleration, to stress detection element - Google Patents

Semiconductor extension sensor, e.g. for operating airbag system in motor vehicle - contains transfer system passing mechanical stress, e.g. caused by acceleration, to stress detection element

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Abstract

The semiconductor extension sensor (10A) has a base, an edge region attached to the base via a mechanical connection, a central region, a flexible strut carrying a stress detection element and a stress transfer path. The central region extends out from the edge region and the strut extends out from the central region. The detection element's electrical properties change when a mechanical stress is applied. The strut is thinner than the central region and the transfer path transfers the stress into the detection element from the connection section. USE/ADVANTAGE - E.g. for measuring accelerations, mechanical stresses and extensions, e.g. for operating airbag systems in motor vehicles. Enables sufficiently accurate measurement of stresses caused by accelerations or other factors without significant influence by ambient temp. changes or ageing effects.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Halbleiter- Dehnungssensor zur Erfassung von Beschleunigungen, mechani­ schen Spannungen, Dehnungen oder dergleichen.The present invention relates to a semiconductor Strain sensor for the detection of accelerations, mechani tensions, strains or the like.

Ein derartiger Halbleiter-Beschleunigungssensor wird beispielsweise als Beschleunigungssensor auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik verwendet. Ein derartiger Sensor weist ein piezoempfindliches Element auf. In dem US-Patent 49 67 597 oder in der japanischen veröffentlichten Patentan­ meldung Nr. Hei2-2 31 571 ist ein derartiger Sensor darge­ stellt. Der Sensor weist einen Ausleger und eine hiermit ver­ bundene und den Ausleger stützende Basis auf. Der Ausleger besteht aus einem Silizium-Chip und enthält einen dünnen biegsamen Steg, der in Abhängigkeit der zu messenden Be­ schleunigung deformiert bzw. ausgelenkt wird. In dem biegsamen Steg ist eine piezoempfindliche Schicht gebildet. Die Dicke des biegsamen Steges beträgt im allgemeinen etwa 40 µm.Such a semiconductor acceleration sensor is for example as an acceleration sensor in the field of Automotive technology used. Such a sensor has a piezo sensitive element. In the U.S. patent 49 67 597 or published in Japanese Patentan Message No. Hei2-2 31 571 is such a sensor Darge poses. The sensor has a boom and a ver bound and supporting the boom. The boom consists of a silicon chip and contains a thin one flexible web, which depending on the Be acceleration is deformed or deflected. By doing flexible web is formed a piezo-sensitive layer. The thickness of the flexible web is generally about 40 µm.

Ein derartiger Sensor wird insbesondere in einem Airbag-Sy­ stem (Sicherheitsluftsack) verwendet, um die Änderung in der Beschleunigung innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer zu er­ fassen. Im allgemeinen sind die Beschleunigungswerte in einem Airbag-System relativ groß und betragen etwa zwischen 5 G und 49 G.Such a sensor is used in particular in an airbag system stem (safety airbag) used to make the change in the Acceleration to within a predetermined period of time grasp. In general, the acceleration values are all in one Airbag system is relatively large and between about 5 G and 49 G.

In den vergangenen Jahren wurde festgestellt, daß ein derar­ tiger Beschleunigungssensor auch für ein ABS-System (Anti- Blockier-System) in der Kraftfahrzeugtechnik verwendet werden kann. Die Beschleunigungswerte in dem ABS-System sind im all­ gemeinen relativ gering und liegen in Bereichen von weniger als 1,5 G. Dieser Sensor arbeitet für eine vorbestimmte Zeit, jedoch nicht bezüglich der Änderung innerhalb der vorbestimm­ ten Zeitdauer. Daher muß der Ausgang des Sensors in einer li­ nearen Weise auf die Beschleunigung reagieren können. Darüber hinaus dürfen die Ausgangseigenschaften des Sensors nicht durch Veränderungen aufgrund der Umgebungstemperatur oder aufgrund von Alterungserscheinungen beeinflußt werden. Der Sensor enthält zumindest einen biegsamen Steg, um einem pie­ zoelektrischen Element eine Spannung bzw. Dehnung zuzuführen. Die Dicke dieses biegsamen Steges beträgt weniger als unge­ fähr 15 µm, um die Empfindlichkeit des Sensors ausreichend hoch zu gestalten, um eine Erfassung von geringen Beschleuni­ gungswerten von weniger als 1,5 G durch den Sensor zu ermöglichen.In recent years it has been found that a derar acceleration sensor also for an ABS system (anti- Blocking system) can be used in automotive engineering can. The acceleration values in the ABS system are in space mean relatively low and are in areas of less  than 1.5 G. This sensor works for a predetermined time, however not regarding the change within the predetermined duration. Therefore, the output of the sensor must be in a li can respond to the acceleration in a near manner. About that in addition, the output properties of the sensor must not due to changes due to the ambient temperature or be influenced due to signs of aging. The Sensor contains at least one flexible bridge to hold a pie to supply a tension or elongation to the zoelectric element. The thickness of this flexible web is less than that about 15 µm, enough for the sensitivity of the sensor high to detect low accelerations values of less than 1.5 G by the sensor enable.

Aufgrund von Änderungen in der Umgebungstemperatur oder auf­ grund von Alterungsserscheinungen werden beim Verbindungsab­ schnitt zwischen dem Ausleger und der Basis mechanische Span­ nungen in der Verbindung bzw. Kontaktierung erzeugt. Diese mechanische Spannung in der Verbindung in dem Beschleuni­ gungssensor wird verursacht durch den Unterschied der thermi­ schen Ausdehnungskoeffizienten des Auslegers und der Basis, zumal nach einem Abkühlvorgang nach der Kontaktierung des Auslegers und der Basis bei einer relativ großen Temperatur. Die mechanische Spannung in der Verbindung erreicht die pie­ zoempfindliche Schicht. Wenn der Sensor demzufolge sehr emp­ findlich ist, wird die Ausgangseigenschaft des Sensors durch die Spannung in der Verbindung beeinflußt, so daß der Sensor insbesondere geringe Beschleunigungswerte nicht mehr genau genug erfassen kann.Due to changes in ambient temperature or on due to signs of aging cut between the boom and the base mechanical chip generated in the connection or contact. These mechanical tension in the connection in the acceleration The sensor is caused by the difference in the thermi expansion coefficient of the boom and the base, especially after a cooling process after contacting the Boom and the base at a relatively high temperature. The mechanical tension in the connection reaches the pie sensitive layer. If the sensor is very emp is sensitive, the output property of the sensor is determined by affects the tension in the connection so that the sensor especially low acceleration values are no longer accurate can capture enough.

Zur Behebung dieses Nachteils und zur Verringerung des Ein­ flusses der Spannung in der Verbindung auf die Empfindlich­ keit des Sensors wurden verschiedene Maßnahmen durchgeführt. Bei einer Maßnahme wurde die Basis derart ausgewählt, daß ihr thermischer Ausdehnungskoeffizient in der Nähe des Ausdeh­ nungskoeffizienten des Auslegers liegt. Bei einer weiteren Maßnahme wurde die Basis und der Ausleger aufgrund eines An­ odenbond-Verfahrens kontaktiert bzw. gebondet, bei welchem die Eigenschaft beobachtet worden ist, geringere mechanische Spannungen in der Verbindung zu erzielen. Jedoch wurden auf­ grund derartiger herkömmlicher Maßnahmen keine ausreichend zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt. Folglich wurde dieser hochempfindliche Halbleiter-Beschleunigungssensor in dem ABS- System nicht in praktisch erheblichem Umfang verwendet, son­ dern es kamen lediglich mechanische Beschleunigungssensoren zum Einsatz.To remedy this disadvantage and to reduce the on flow of tension in the connection on the sensitive Various measures were carried out using the sensor. In the case of a measure, the basis was selected in such a way that you coefficient of thermal expansion near the expansion extension coefficient of the boom. Another Measure became the base and the boom due to a contract  odenbond process contacted or bonded, in which the property has been observed to be lower mechanical Achieve tension in the connection. However, were on due to such conventional measures not sufficient achieved satisfactory results. Hence this highly sensitive semiconductor acceleration sensor in the ABS System not used to a considerable extent, son only mechanical acceleration sensors came for use.

Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, einen Halbleiter-Dehnungssensor zur Verfügung zu stellen, der eine ausreichend genaue Erfassung von aufgrund von Beschleunigung oder dergleichen Faktoren erzeugter mecha­ nischer Spannung ermöglicht, ohne einer nennenswerten Beein­ flussung aufgrund von Änderungen in der Umgebungstemperatur oder aufgrund von Alterungserscheinungen zu unterliegen.Accordingly, the present invention has the object reason, a semiconductor strain sensor available make a sufficiently accurate record based on mecha generated by acceleration or the like factors African tension allows, without a noteworthy leg flow due to changes in ambient temperature or subject to signs of aging.

Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Halbleiter-Dehnungssensor mit hoher Empfindlichkeit zur Ver­ fügung zu stellen.It is also an object of the present invention to Semiconductor strain sensor with high sensitivity for ver to provide.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen 1, 20, 21 und 22 angegebenen Merkmale.This object is achieved according to the invention by features specified in claims 1, 20, 21 and 22.

Der Halbleiter-Dehnungssensor gemäß der vorliegenden Erfin­ dung weist eine Basis, einen Randbereich, einen Zentralbe­ reich und einen biegsamen Steg auf. Der Randbereich ist mit der Basis verbunden. Die mechanische Spannung in der Verbin­ dung wird durch einen Bond-Abschnitt bzw. Kontaktierungsab­ schnitte zwischen der Basis und dem Randbereich erzeugt. Der Zentralbereich erstreckt sich von dem Randbereich weg. Der biegsame Steg erstreckt sich von dem Zentralbereich weg und weist ein Spannungserfassungselement auf. Das Spannungserfas­ sungselement ändert seine elektrischen Eigenschaften, wenn eine mechanische Spannung angelegt wird. Die Dicke des biegsamen Teiles ist kleiner als die Dicke des Zentralberei­ ches. Die Spannung in der Verbindung wird von dem Bond-Ab­ schnitt zu dem Spannungserfassungselement über einen Übertra­ gungspfad übertragen. Der Übertragungspfad wird gebogen.The semiconductor strain sensor according to the present invention tion has a base, an edge area, a central area rich and a flexible bridge. The border area is with connected to the base. The mechanical tension in the connection is through a bond section or contacting cuts between the base and the edge area. The The central area extends away from the edge area. The flexible web extends away from the central area and has a voltage detection element. The tension detection element changes its electrical properties when mechanical tension is applied. The thickness of the flexible part is smaller than the thickness of the central area ches. The tension in the connection is from the bond-Ab  cut to the voltage sensing element via a transmission transmission path. The transmission path is bent.

Wenn die Spannung in der Verbindung über den Übertragungspfad übertragen wird, wird die Spannung in der Verbindung abge­ schwächt, da sie bei einem Biegeabschnitt des Übertragungs­ pfades verteilt wird, so daß lediglich ein Teil der Spannung entlang des Übertragungspfades übertragen wird. Daher kann auch bei einer dünneren Ausgestaltung des biegsamen Steges zur Erhöhung der Empfindlichkeit des Sensors die zu messende mechanische Spannung mit ausreichender Genauigkeit erfaßt werden, ohne daß ein nachteiliger Einfluß aufgrund der Span­ nung in der Verbindung vorliegt.If the voltage in the connection over the transmission path is transmitted, the voltage in the connection is abge weakens because it is at a bending section of the transmission Path is distributed so that only part of the tension is transmitted along the transmission path. Therefore even with a thinner design of the flexible web to increase the sensitivity of the sensor mechanical tension detected with sufficient accuracy be without an adverse influence due to the Span connection is present.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments of the invention result from the subclaims.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnung.Further details, aspects and advantages of the present Invention result from the following description un ter reference to the drawing.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Halb­ leiter-Beschleunigungssensors entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung; Figure 1 is a partially sectioned view of a semiconductor acceleration sensor according to a first embodiment of the present invention.

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenschnittansicht des Sen­ sors, genommen entlang der Linie L2-L2 aus Fig. 1; Fig. 2 is an enlarged side sectional view of the sensor, taken along the line L 2 -L 2 of Fig. 1;

Fig. 3 eine wesentlich vergrößerte perspektivische An­ sicht des Sensors gemäß Fig. 1; Fig. 3 is a substantially enlarged perspective view of the sensor of FIG. 1;

Fig. 4 eine wesentlich vergrößerte Draufsicht des Sen­ sors gemäß den Fig. 1-3. Fig. 4 is a substantially enlarged plan view of the sensor according to FIGS. 1-3.

Fig. 5 eine wesentlich vergrößerte Seitenansicht des Sensors, genommen entlang der Linie L5-L5 aus Fig. 4; FIG. 5 is a substantially enlarged side view of the sensor, taken along the line L 5 -L 5 from FIG. 4;

Fig. 6 eine vergrößerte Draufsicht des Sensors mit einer Vielzahl von Verdrahtungsstrukturierungen; Fig. 6 is an enlarged plan view of the sensor with a plurality of wiring structuring;

Fig. 7 ein elektrisches Schaltungsdiagramm des Sensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 7 is an electrical circuit diagram of the sensor according to the first embodiment;

Fig. 8-12 geschnittene Seitenansichten der Sensorelemente des Sensors gemäß den Fig. 1-6 zur Darstellung der aufeinanderfolgenden Schritte in dem Herstel­ lungsverfahren; Fig. 8-12 sectional side views of the sensor elements of the sensor according to Figures 1-6 to illustrate the successive steps in the manufacturing process;

Fig. 13 eine erheblich vergrößerte teilweise Schnittan­ sicht eines Chips, der einen Teil des Sensors ge­ mäß der Fig. 1-6 bildet; FIG. 13 is a considerably enlarged partial sectional view of a chip that forms part of the sensor according to FIGS . 1-6;

Fig. 14 und 15 schematische Darstellungen zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Temperatur und der Varia­ tion in der Offset-Spannung; Figs. 14 and 15 are schematic diagrams for explaining the relationship between the temperature and the Varia tion in the offset voltage;

Fig. 16 eine erheblich vergrößerte teilweise Seitenschnittansicht des Silizium-Chips des Sen­ sors gemäß den Fig. 1-6; FIG. 16 is a greatly enlarged partial side sectional view of the silicon chip of the Sen sors shown in FIGS 1-6.

Fig. 17 eine Draufsicht eines Chips, der einen Teil des Halbleiter-Beschleunigungssensors entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung bildet; Figure 17 is a plan view of a chip part of the semiconductor acceleration sensor according to a second embodiment of the present invention forms the.

Fig. 18 eine geschnittene Seitenansicht des Chips, genom­ men entlang der Linie L18-L18 aus Fig. 17; FIG. 18 is a sectional side view of the chip, genome men along the line L 18 -L 18 of FIG. 17;

Fig. 19 eine Draufsicht eines Silizium-Chips, der einen Teil des Halbleiter-Beschleunigungssensors ent­ sprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bildet; FIG. 19 is a plan view of a silicon chip which forms a part of the semiconductor acceleration sensor accordingly to a third embodiment of the present invention;

Fig. 20 eine Draufsicht eines Silizium-Chips, der einen Teil eines Halbleiter-Beschleunigungssensors ent­ sprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bildet; FIG. 20 is a plan view of a silicon chip which forms a part of a semiconductor acceleration sensor accordingly to a fourth embodiment of the present invention;

Fig. 21 eine Draufsicht eines Silizium-Chips, der einen Teil eines Halbleiter-Beschleunigungssensors ent­ sprechend einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bildet; FIG. 21 is a plan view of a silicon chip which forms a part of a semiconductor acceleration sensor accordingly to a fifth embodiment of the present invention;

Fig. 22 eine Draufsicht eines Silizium-Chips, der einen Teil eines Halbleiter-Beschleunigungssensors ent­ sprechend einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bildet; und FIG. 22 is a plan view of a silicon chip which forms a part of a semiconductor acceleration sensor accordingly to a sixth embodiment of the present invention; and

Fig. 23 eine Draufsicht eines Silizium-Chips, der einen Teil eines Halbleiter-Beschleunigungssensors ent­ sprechend einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bildet. Fig. 23 is a plan view of a silicon chip which forms part of a semiconductor acceleration sensor according to a seventh embodiment of the present invention.

Erstes AusführungsbeispielFirst embodiment

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Halbleiter-Beschleunigungssen­ sor 10A für die Verwendung eines ABS-Systems in einem Fahr­ zeug. Der Sensor 10A ist in einem Gehäuse 11A verkapselt. Figs. 1 and 2 show a semiconductor Beschleunigungssen sor 10 A for the use of an ABS system in generating an accelerator. The sensor 10 A is encapsulated in a housing 11 A.

Das Gehäuse 11A weist ganz allgemein ein unteres Gehäuseteil, z. B. einen Fuß 1, und ein oberes Gehäuseteil bzw. eine Hülle 2 auf. Der Fuß 1 ist aus einem metallischen Material, wie beispielsweise Kovar, hergestellt, und die Hülle 2 ist eben­ falls aus einem metallischen Material, wie beispielsweise Stahl, hergestellt. Der Fuß 1 besitzt einen Lötabschnitt 13A, der sich entlang des äußeren Randes des Fußes 1 erstreckt, und einen angehobenen Abschnitt 3, der von dem Lötabschnitt 13A umgeben ist. Die Hülle 2 weist die allgemeine Form einer Box mit einer Öffnung am unteren Ende auf und besitzt Flan­ schränder 14A, die sich um die offene untere Oberfläche er­ strecken. Die Flanschränder 14A der Hülle 2 und der Lötab­ schnitt des Fußes 1 werden mit einem an sich bekannten Löt­ verfahren verschlossen und zusammengebondet bzw. verbunden.The housing 11 A generally has a lower housing part, for. B. a foot 1 , and an upper housing part or a shell 2 . The foot 1 is made of a metallic material, such as Kovar, and the cover 2 is also made of a metallic material, such as steel. The foot 1 has a soldering section 13 A, which extends along the outer edge of the foot 1 , and a raised section 3 , which is surrounded by the soldering section 13 A. The envelope 2 has the general shape of a box with an opening at the lower end and has flange 14 A, which he stretch around the open lower surface. The flange edges 14 A of the shell 2 and the Lötab section of the foot 1 are closed with a known soldering method and bonded or bonded together.

Das Gehäuse 11A enthält einen Sensor 10A, der im folgenden noch genauer beschrieben wird. Für den Zugang des Sensos 10A ist der angehobene Abschnitt 3 mit vier Durchgangsöffnungen ausgestattet, die vier elektrische Anschlüsse 4 aufnehmen. Die elektrischen Anschlüsse 4 sind mit dem Fuß 1 aufgrund ei­ nes sogenannten Glasfusionsverfahrens verbunden. Der Fuß 1 weist ferner ein Paar von Öffnungen 5 für die Befestigung des Sensors 10A an ein Fahrzeug auf.The housing 11 A contains a sensor 10 A, which will be described in more detail below. For access to the Sensos 10 A, the raised section 3 is equipped with four through openings that accommodate four electrical connections 4 . The electrical connections 4 are connected to the base 1 due to a so-called glass fusion process. The foot 1 also has a pair of openings 5 for attaching the sensor 10 A to a vehicle.

In den Fig. 3-5 sind die Elemente des Sensors 10A in größerer Deutlichkeit dargestellt. Der Sensor 10A weist eine Basis 7 auf, welche auf dem angehobenen Abschnitt 3 befestigt ist, und weist einen Chip 6 auf, welcher auf der Basis 7 ange­ bracht ist. Die Basis 7 ist vorzugsweise aus einem Pyrex- Glasmaterial hergestellt, wobei jedoch alternativ hierzu auch ein anderes isolierendes Material verwendet werden kann. Pyrex stellt ein eingetragenes Warenzeichen der Firma Corning Glass Works dar. Die Basis 7 weist im wesentlichen eine fla­ che quadratische Form auf. Der Silizium-Chip 6 ist mit der oberen Oberfläche der Basis 7 gebondet bzw. kontaktiert. Der Chip 6 ist im wesentlichen von allgemeiner quadratischer, flacher Form und besitzt eine Dicke von etwa 350 µm.In FIGS. 3-5, the elements of the sensor 10 are A greater clarity in FIG. The sensor 10 A has a base 7 , which is attached to the raised portion 3 , and has a chip 6 , which is placed on the base 7 . The base 7 is preferably made of a Pyrex glass material, but alternatively, another insulating material can also be used. Pyrex is a registered trademark of the company Corning Glass Works. The base 7 essentially has a flat, square shape. The silicon chip 6 is bonded to the upper surface of the base 7 . The chip 6 is essentially of a generally square, flat shape and has a thickness of approximately 350 μm.

Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Chip 6 aus Silizium hergestellt. Für den Fachmann versteht sich jedoch von selbst, daß alternativ hierzu auch ein anderes Halblei­ ter-Material, wie beispielsweise Galliumarsenid, verwendet werden kann. Der Chip 6 weist eine obere Oberfläche 8 und eine (nicht näher dargestellte) untere Oberfläche auf. Die untere Oberfläche ist mit der Basis 7 gebondet. Die obere Oberfläche 8 weist eine im wesentlichen quadratische Konfigu­ ration auf und umfaßt einen Randbereich 8A und einen Zentral­ bereich 9. Der Randbebereich 8A und der Zentralbereich 9 sind ganz allgemein durch eine Lücke 11 getrennt, jedoch aufgrund eines Verbindungsteiles 13 miteinander verbunden.In this preferred embodiment, the chip 6 is made of silicon. However, it goes without saying for the person skilled in the art that, alternatively, another semiconductor material, such as, for example, gallium arsenide, can also be used. The chip 6 has an upper surface 8 and a lower surface (not shown). The lower surface is bonded to the base 7 . The upper surface 8 has a substantially square configuration and comprises an edge area 8 A and a central area 9th The edge area 8 A and the central area 9 are generally separated by a gap 11 , but are connected to one another by means of a connecting part 13 .

Der Zentralbereich 9 besitzt einen im wesentlichen U-förmig ausgebildeten Teil, eine Masse 10 und eine Vielzahl von biegsamen Stegen 14-17. Die Masse 10 befindet sich im wesent­ lichen innerhalb des Zentralbereiches 9, welcher mit der Masse 10 über eine Vielzahl von biegsamen Stegen 14, 15, 16 und 17 verbunden ist. Während bei diesem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel lediglich vier Stege erläutert werden, versteht sich von selbst, daß auch eine beliebige andere Anzahl von biegsamen Stegen alternativ hierzu verwendet werden kann, ohne von dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abzu­ weichen. Die Masse 10 ist von dem Zentralbereich 9 und dem Randbereich 8A durch vier Lücken getrennt, die mit den Be­ zugsziffern 12a, 12b, 12c und 12d angedeutet sind.The central area 9 has a substantially U-shaped part, a mass 10 and a plurality of flexible webs 14-17 . The mass 10 is in wesent union within the central area 9 , which is connected to the mass 10 via a plurality of flexible webs 14 , 15 , 16 and 17 . While only four webs are explained in this preferred embodiment, it goes without saying that any other number of flexible webs can alternatively be used without departing from the basic idea of the present invention. The mass 10 is separated from the central area 9 and the edge area 8 A by four gaps, which are indicated by the reference numerals 12 a, 12 b, 12 c and 12 d.

Der Zentralbereich 9 besteht aus drei miteinander verbundenen Teilen, so daß die U-förmige Anordnung entsteht. Ein Zen­ tralteil 9A ist in der Mitte mit dem Verbindungsteil 13 ver­ bunden. Zwei im wesentlichen ähnliche laterale Teile 9B und 9C erstrecken sich hiervon und sind symmetrisch bezüglich des Zentralteils 9A angeordnet. Die biegsamen Stege 14, 15, 16 und 17 erstrecken sich nach innen von den lateralen Teilen 9B und 9C für die Verbindung der lateralen Teile mit der Masse 10. Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel eine Anzahl von zwei biegsamen Stegen zeigt, die sich von jedem lateralen Teil erstrecken, versteht sich von selbst, daß auch geänderte Versionen von der vorliegenden Erfindung mitumfaßt werden.The central area 9 consists of three interconnected parts, so that the U-shaped arrangement is formed. A Zen tralteil 9 A is in the middle with the connecting part 13 connected ver. Two substantially similar lateral parts 9 B and 9 C extend from it and are arranged symmetrically with respect to the central part 9 A. The flexible webs 14 , 15 , 16 and 17 extend inwards from the lateral parts 9 B and 9 C for the connection of the lateral parts to the mass 10 . Although the preferred embodiment shows a number of two flexible webs extending from each lateral part, it goes without saying that modified versions are also encompassed by the present invention.

Die Dicke des Zentralbereiches 9, der Masse 10 und des Verbindungsteiles 13 ist im wesentlichen ähnlich zu der Dicke des Randbereiches 8A. Die Dicke der biegsamen Stege 14, 15, 16 und 17 ist im allgemeinen kleiner als die Dicke des Rand­ bereiches 8A und beträgt ungefähr 5 µm. The thickness of the central region 9 , the mass 10 and the connecting part 13 is substantially similar to the thickness of the edge region 8 A. The thickness of the flexible webs 14 , 15 , 16 and 17 is generally smaller than the thickness of the edge region 8 A and is approximately 5 µm.

Auf den biegsamen Stegen 14, 15, 16 und 17 sind jeweils paar­ weise piezoempfindliche Schichten 18a und 18b, 19a und 19b, 20a und 20b und 21a und 21b gebildet.On the flexible webs 14 , 15 , 16 and 17 each pair of wise piezo-sensitive layers 18 a and 18 b, 19 a and 19 b, 20 a and 20 b and 21 a and 21 b are formed.

In der Basis 7 ist ferner eine Vertiefung 22 gebildet, um der Masse 10 eine Verschiebung in vertikaler Richtung hierin zu ermöglichen, entsprechend der zu messenden Beschleunigung. Die Tiefe der Vertiefung 22 ist so gewählt, daß die Masse 10 bei einer normalen Beschleunigung, die an dem Sensor 10A an­ liegt, die Basis 7 nicht berührt.A recess 22 is also formed in the base 7 in order to enable the mass 10 to be displaced in the vertical direction therein, in accordance with the acceleration to be measured. The depth of the recess 22 is selected such that the mass, the base 7 does not affect a normal acceleration is applied to the sensor 10 A to 10th

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist eine Verdrahtungsstrukturie­ rung von Leitungen dargestellt, die auf dem Chip 6 gebildet sind. Diese Leitungen sind vorzugsweise aus Aluminium herge­ stellt, wobei jedoch auch andere, ähnliche Materialien eben­ falls verwendet werden könnten. Ein erster Satz von Leitungen 41, 42, 43 und 44 ist entlang einer Seite des Randbereiches 8A angeordnet. Die Leitung 41 wird für die Masse einer nach­ stehend beschriebenen Wheatstone-Brückenschaltung verwendet. Die Leitung 42 wird für die Verbindung einer Leistungsversor­ gung für die Schaltung verwendet, die Leitungen 43 und 44 werden für die Ausgabe einer Potentialdifferenz als Funktion der vorhandenen Beschleunigung verwendet.Referring to Fig. 6 is shown a tion of lines Verdrahtungsstrukturie formed on the chip 6. These lines are preferably made of aluminum Herge, but other, similar materials could also be used if A first set of lines 41, 42, 43 and 44 A 8 is arranged along one side of the edge region. The line 41 is used for the ground of a Wheatstone bridge circuit described below. The line 42 is used for the connection of a power supply for the circuit, the lines 43 and 44 are used for the output of a potential difference as a function of the existing acceleration.

Ein zweiter Satz von vier Leitungen 45, 46, 47 und 48 ist entlang einer weiteren Seite des Randbereiches 8A angeordnet. Die Leitung 45 wird für die Masse der Wheatstone-Brücken­ schaltung verwendet; die Leitung 46 wird für die Verbindung mit der Leitungsversorgung verwendet; und die Leitungen 43 und 44 werden für die Ausgabe einer Potentialdifferenz als Funktion der Beschleunigung verwendet. Die Auswahl der Lei­ tungen hängt von der Richtung der Installation des Chip 6 auf der Basis 7 ab. Der Sensor 104 des vorliegenden Ausführungs­ beispieles verwendet den ersten Satz von Aluminium-Leitungen 41, 42, 43 und 44.A second set of four lines 45, 46, 47 and 48 A 8 is arranged along another side of the edge region. Line 45 is used for the bulk of the Wheatstone bridges circuit; line 46 is used for connection to the line supply; and lines 43 and 44 are used to output a potential difference as a function of acceleration. The selection of the lines depends on the direction of installation of the chip 6 on the base 7 . The sensor 104 of the present embodiment uses the first set of aluminum lines 41 , 42 , 43 and 44 .

Eine Verunreinigungsdiffusionsschicht 49 ist in dem Chip 6 bei etwa der Mitte der Leitung 42 diffundiert. Die Leitung 41 überkreuzt die Verunreinigungsdiffusionsschicht 49 und ist hiervon getrennt durch einen Siliziumoxid-Film. Die Leitung 46 ist elektrisch mit der Leitung 42 über eine Verunreinigungsdiffusionsschicht 50 verbunden. Die Leitung 45 ist elektrisch mit der Leitung 41 über eine Verunreinigungs­ diffusionsschicht 51 verbunden. Die Leitung 47 ist elektrisch mit der Leitung 43 über eine Verunreinigungsdiffusionsschicht 52 verbunden. Die Verunreinigungsdiffusionsschichten 50, 51 und 52 sind in den Chip 6 eindiffundiert. Die Leitung 48 ist elektrisch mit der Leitung 44 über eine Verun­ reinigungsdiffusionsschicht 53 verbunden. Die Verunreinigungsdiffusionsschicht 53 ist in den Chip 6 eindif­ fundiert und wird zur Einstellung eines Widerstandswertes verwendet.An impurity diffusion layer 49 is diffused in the chip 6 at about the center of the line 42 . The line 41 crosses the impurity diffusion layer 49 and is separated therefrom by a silicon oxide film. The line 46 is electrically connected to the line 42 via an impurity diffusion layer 50 . The line 45 is electrically connected to the line 41 via an impurity diffusion layer 51 . The line 47 is electrically connected to the line 43 via an impurity diffusion layer 52 . The impurity diffusion layers 50 , 51 and 52 are diffused into the chip 6 . The line 48 is electrically connected to the line 44 via an impurity diffusion layer 53 . The impurity diffusion layer 53 is diffused into the chip 6 and is used to set a resistance value.

Die vorstehend beschriebenen Leitungen und die piezoempfind­ lichen Schichten 18a, 18b, 19b, 20a, 20b, 21a und 21b werden derart elektrisch miteinander verbunden, daß die Wheatstone- Brückenschaltung 7A gebildet wird, wie es in Fig. 7 darge­ stellt ist. Die Wheatstone-Brückenschaltung 7A besitzt vier Anschlüsse 35, 36, 37 und 38, von denen der Anschluß 35 auf Masse liegt und der Anschluß 36 mit der Leistungsversorgung verbunden ist. Die Potentialdifferenz zwischen dem Ausgangs­ anschluß 37 und dem Ausgangsanschluß 38 verändert sich im allgemeinen als eine Funktion der zu messenden Beschleuni­ gung. Diese vier Anschlüsse 35, 36, 37 und 38 sind mit den elektrischen Anschlüssen 4 über Drähte 23 verbunden, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist.The lines described above and the piezo-sensitive layers 18 a, 18 b, 19 b, 20 a, 20 b, 21 a and 21 b are electrically connected to one another such that the Wheatstone bridge circuit 7 A is formed, as shown in Fig. 7 Darge is. The Wheatstone bridge circuit 7 A has four connections 35 , 36 , 37 and 38 , of which the connection 35 is grounded and the connection 36 is connected to the power supply. The potential difference between the output terminal 37 and the output terminal 38 generally changes as a function of the acceleration to be measured. These four connections 35 , 36 , 37 and 38 are connected to the electrical connections 4 via wires 23 , as shown in FIGS. 1 and 2.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ferner zwei Trennwände 24, die sich innerhalb der Vertiefungen in der Hülle 2 erstrecken. Die Trennwand 24 ist mit der Hülle 2 aufgrund eines geeigneten Bond-Verfahrens befestigt, beispielsweise aufgrund einer Punktlötung. Jede der Trennwände 24 besitzt eine Kommunikati­ ons-Öffnung 27, die die Kammern A und B verbindet. Die Trenn­ wände 24 sind voneinander beabstandet, um eine Kommunikati­ ons-Öffnung 25 für die jeweilige Verbindung der beiden unte­ ren und oberen Teilkammern A und B zu definieren. Figs. 1 and 2 also show two partition walls 24, which extend within the recesses in the sleeve 2. The partition 24 is fastened to the sheath 2 on the basis of a suitable bonding method, for example on the basis of point soldering. Each of the partitions 24 has a communicati ons opening 27 which connects the chambers A and B. The partitions 24 are spaced apart to define a communication opening 25 for the respective connection of the two lower and upper subchambers A and B.

Die Öffnung 25 erstreckt sich oberhalb der Trennwände 24. Die Positionen der Öffnungen 27 liegen weiter unten als die Posi­ tion der Öffnung 25. Das Gehäuse 11A des Sensors 10A enthält Gas und Dämpfungs-Flüssigkeit 26, wie beispielsweise Sili­ konöl. Die Öffnungen 27 ermöglichen ein Ausströmen der Dämp­ fungs-Flüssigkeit 26 von der oberen Kammer B zur unteren Kam­ mer A unter der Einwirkung der Schwerkraft. Die Trennwand ist an sich bekannt und beispielsweise in weiteren Einzelheiten in dem US-Patent 49 67 597 beschrieben, auf welches hiermit ausdrücklich und vollinhaltlich Bezug genommen wird.The opening 25 extends above the partitions 24 . The positions of the openings 27 are lower than the position of the opening 25 . The housing 11 A of the sensor 10 A contains gas and damping liquid 26 , such as silicone oil. The openings 27 allow outflow of the damping fluid 26 from the upper chamber B to the lower chamber A under the action of gravity. The partition is known per se and is described, for example, in further details in US Pat. No. 4,967,597, to which reference is hereby expressly made in full.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 8-12 wird nunmehr das Verfahren zur Herstellung des vorstehend beschriebenen Sensor-Elementes erläutert. Es wird zunächst angenommen, daß aus Gründen der einfacheren Darstellung lediglich eine piezoempfindliche Schicht in jedem der biegsamen Stege gemäß Fig. 12 gezeichnet ist. Darüberhinaus zeigen die Fig. 8-12 lediglich einen Sen­ sor 10A, obwohl selbstverständlich eine Vielzahl von Sensoren auf einem einzelnen Wafer gebildet sind.The method for producing the sensor element described above will now be explained with reference to FIGS. 8-12. It is initially assumed that, for reasons of simplicity of illustration, only one piezo-sensitive layer is drawn in each of the flexible webs according to FIG. 12. In addition, Figs. 8-12 show only one sensor 10 A, although of course a plurality of sensors are formed on a single wafer.

Als erstes wird gemäß Fig. 8 ein Silizium-Wafer 28 vom N--Typ zur Verfügung gestellt. Dieser Wafer 28 entspricht dem in den Fig. 3-6 dargestellten Silizium-Chip 6. Ein erster Siliziumo­ xid-Film 29 wird auf der gesamten Oberfläche einer ersten oder oberen Oberfläche des Wafers 28 gebildet. Der Siliziumo­ xid-Film 29 hat eine Dicke von etwa 4500 Å. Über einen Pho­ toätzprozeß werden vorbestimmte Bereiche des Siliziumoxid- Filmes 29 entfernt, so daß P⁺-Diffusionsschichten 30 in vor­ bestimmten Bereichen des Wafers 28 gebildet werden.First, a silicon wafer 28 of the N - type is made available according to FIG. 8. This wafer 28 corresponds to the silicon chip 6 shown in FIGS. 3-6. A first silicon oxide film 29 is formed on the entire surface of a first or upper surface of the wafer 28 . The silicon oxide film 29 has a thickness of about 4500 Å. Via a photo etching process, predetermined areas of the silicon oxide film 29 are removed, so that P⁺ diffusion layers 30 are formed in front of certain areas of the wafer 28 .

Anschließend wird ein zweiter Siliziumoxid-Film 31 auf der gesamten Oberfläche der ersten Oberfläche durch ein CVD (Che­ mical Vapor Deposition = Chemische Dampfabscheidung)-Verfah­ ren gebildet. Der Siliziumoxid-Film 31 weist eine Dicke von etwa 4000 Å auf. Vorbestimmte Bereiche 21 der Siliziumoxid- Filme 29 und 31 werden anschließend entfernt durch das Pho­ toätzverfahren, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Then, a second silicon oxide film 31 is formed on the entire surface of the first surface by a CVD (Chemical Vapor Deposition) process. The silicon oxide film 31 has a thickness of about 4000 Å. Predetermined areas 21 of the silicon oxide films 29 and 31 are then removed by the photoetching method, as shown in FIG. 9.

Anschließend wird ein Siliziumoxid-Film 32 auf einem freiliegenden Abschnitt der oberen Oberfläche des Wafers 28 gebildet, wie es in Fig. 10 dargestellt ist. Der Siliziumo­ xid-Film 32 weist eine Dicke von etwa 1000 Å auf. Auf dem Si­ liziumoxid-Film 32 wird eine Maske mit einer vorbestimmten Strukturierung angeordnet, und es werden P⁺-Diffusionsschich­ ten 33 in dem Wafer 28 durch Ionen-Implantation gebildet. Diese Schichten stellen piezoempfindliche Schichten dar und verbinden die P⁺-Diffusionsschichten 30.Then, a silicon oxide film 32 is formed on an exposed portion of the upper surface of the wafer 28 , as shown in FIG. 10. The silicon oxide film 32 has a thickness of about 1000 Å. A mask with a predetermined patterning is arranged on the silicon oxide film 32 , and P⁺ diffusion layers 33 are formed in the wafer 28 by ion implantation. These layers represent piezo-sensitive layers and connect the P⁺ diffusion layers 30 .

Anschließend werden Kontaktlöcher in den Siliziumoxid-Filmen 32 auf den P⁺-Diffusionsschichten 30 geöffnet, wie es in Fig. 11 dargestellt ist. Auf den Kontaktlöchern und auf den Sili­ ziumoxid-Filmen 31 und 32 werden Aluminium-Leitungen 34 ge­ bildet. Die Aluminium-Leitungen 34 verbinden die P⁺-Diffusi­ onsschichten 30.Subsequently, contact holes in the silicon oxide films 32 on the P⁺ diffusion layers 30 are opened, as shown in FIG. 11. Aluminum lines 34 are formed on the contact holes and on the silicon oxide films 31 and 32 . The aluminum lines 34 connect the P⁺ diffusion layers 30th

Vorbestimmte Bereiche des Wafers 28 werden von einer zweiten oder bodenseitigen Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, derart weggeätzt, daß die Dicke der vorbe­ stimmten Bereiche des Wafers 28 ungefähr 5 µm beträgt, wie es in Fig. 12 dargestellt ist. Es wird vermerkt, daß diese Dicke entsprechend der gewünschten Empfindlichkeit des Sensors 10A eingestellt wird. Anschließend werden vorbestimmte Bereiche des Wafers 28 von der ersten Oberfläche um mehr als 5 µm weg­ geätzt. Die von der ersten Oberfläche weggeätzten Bereiche entsprechen einigen der von der zweiten Oberfläche weggeätz­ ten Bereichen zur Ausbildung der Lücken 11, 12a, 12b, 12c und 12d.Predetermined areas of the wafer 28 are etched away from a second or bottom surface opposite the first surface such that the thickness of the predetermined areas of the wafer 28 is approximately 5 µm, as shown in FIG. 12. It is noted that this thickness is set according to the desired sensitivity of the 10 A sensor. Then predetermined areas of the wafer 28 are etched away from the first surface by more than 5 μm. The areas etched away from the first surface correspond to some of the areas etched away from the second surface to form the gaps 11 , 12 a, 12 b, 12 c and 12 d.

Die Fig. 13 zeigt in erheblich vergrößerter Darstellung den Wafer 28 und die Siliziumoxid-Filme 29, 31 und 32 bei diesem Schritt des Herstellungsverfahrens. Wie es in Fig. 13 darge­ stellt ist, beträgt die Dicke des Siliziumoxid-Filmes 32, welcher auf den biegsamen Stegen 14-17 gebildet ist, etwa 1000 Å. Auf der anderen Seite betragen die Dicken der Silizi­ umoxid-Filme 29 und 31, die auf einem dickeren Abschnitt des Wafers 28 mit einer größeren Dicke als die Dicken der biegsamen Stege 14-17 gebildet sind, jeweils 4000 Å und 4500 Å. Der Siliziumoxid-Film 32 erstreckt sich von den biegsamen Stegen 14-17 zu den dickeren Abschnitten um eine Länge D, wie es in Fig. 13 dargestellt ist. FIG. 13 shows the wafer 28 and the silicon oxide films 29 , 31 and 32 in a considerably enlarged illustration in this step of the production process. As shown in Fig. 13, the thickness of the silicon oxide film 32 formed on the flexible lands 14-17 is about 1000 Å. On the other hand, the thicknesses of the silicon oxide films 29 and 31 formed on a thicker portion of the wafer 28 with a larger thickness than the thicknesses of the flexible lands 14-17 are 4000 Å and 4500 Å, respectively. The silicon oxide film 32 extends from the flexible lands 14-17 to the thicker portions by a length D as shown in FIG. 13.

Anschließend wird der Wafer 28 mit der Basis 7 anodengebon­ det. Der Wafer 28 und die Basis 7 werden in dem Sensor 10A chipmäßig unterteilt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Die Basis 7 wird auf dem angehobenen Abschnitt 3 gebondet. Die Hülle 2 wird mit dem Fuß 1 gebondet bzw. verbunden, und das Gehäuse 11A wird mit Dämpfungs-Flüssigkeit 26 gefüllt.The wafer 28 is then anode-bonded with the base 7 . The wafer 28 and the base 7 are divided into chips in the sensor 10 A, as shown in FIG. 3. The base 7 is bonded to the raised section 3 . The sleeve 2 is bonded to the foot 1 , and the housing 11 A is filled with damping liquid 26 .

Nachdem die Anordnung des Sensors 10A vervollständigt worden ist, wird der Sensor 10A in einem Fahrzeug befestigt und ins­ besondere in vorbestimmter richtungsmäßiger Beziehung mit dem Fahrzeug angeordnet, so daß die Kammern A und B im wesentli­ chen mit der Dämpfungs-Flüssigkeit 26 und mit Gas gefüllt sind.After the arrangement of the sensor 10 A has been completed, the sensor 10 A is mounted in a vehicle and arranged in particular in a predetermined directional relationship with the vehicle, so that the chambers A and B in Chen essentially with the damping liquid 26 and Gas are filled.

Wenn auf den Sensor 10A eine Beschleunigung einwirkt, wird die Masse 10 aufgrund der Trägheit derart ausgelenkt, daß eine mechanische Spannung bzw. eine Dehnung bei den biegsamen Stegen 14-17 als Funktion der Verschiebung der Masse 10 ein­ tritt. Als Ergebnis wird ein Brückenausgang auf der Grundlage der Änderung des piezoempfindlichen Wertes der piezoempfind­ lichen Schichten 18a, 18b, 19a, 19b, 20a, 20b, 21a und 21b bei den Ausgangsanschlüssen 37 und 38 der Brückenschaltung 7A erhalten.When an acceleration acts on the sensor 10 A, the mass 10 is deflected due to the inertia in such a way that a mechanical tension or an expansion occurs in the flexible webs 14-17 as a function of the displacement of the mass 10 . As a result, a bridge output based on the change in the piezo sensitive value of the piezo sensitive layers 18 a, 18 b, 19 a, 19 b, 20 a, 20 b, 21 a and 21 b at the output terminals 37 and 38 of the bridge circuit 7 A receive.

Die Ausgangsanschlüsse 37 und 38 sind mit einer (nicht näher dargestellten) Steuerung für das ABS-System verbunden. Die Steuerung erfaßt die Beschleunigung des Fahrzeuges als Funk­ tion der Spannung zwischen den Ausgangsanschlüssen 37 und 38. Die Steuerung berechnet ferner die Verzögerung des Fahrzeu­ ges, um die Reibung zwischen den Reifen des Fahrzeuges und der Straßenoberfläche zu ermitteln. Die Steuerung berechnet anschließend eine geeignete Bezugsgeschwindigkeit auf der Grundlage dieses Reibungswertes und steuert die Schlupfrate der Räder derart, daß eine tatsächliche Geschwindigkeit etwa gleich ist mit der Bezugsgeschwindigkeit.The output connections 37 and 38 are connected to a control (not shown in more detail) for the ABS system. The controller detects the acceleration of the vehicle as a function of the voltage between the output terminals 37 and 38 . The controller also calculates the deceleration of the vehicle to determine the friction between the vehicle's tires and the road surface. The controller then calculates an appropriate reference speed based on this friction value and controls the wheel slip rate such that an actual speed is approximately equal to the reference speed.

Die auf einem Bond-Abschnitt 6A zwischen dem Randbereich 8A und der Basis 7 erzeugte Spannung in der Verbindung kann die biegsamen Stege 14-17 über die Übertragungspfade R2, R1, R4 und R3 erreichen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Gemäß der Verwendung in der vorliegenden Beschreibung ist der Übertra­ gungspfad definiert als die Leitung, welche sich erstreckt entlang des Zentralbereiches 9, und einem biegsamen Steg. Die Übertragungspfade R1-R4 erstrecken sich entlang dem Verbin­ dungsteil 13, dem Zentralbereich 9 und den biegsamen Stegen 14-17.The voltage generated in the connection on a bond section 6 A between the edge area 8 A and the base 7 can reach the flexible webs 14-17 via the transmission paths R 2 , R 1 , R 4 and R 3 , as shown in FIG. 4 is shown. As used in the present specification, the transmission path is defined as the conduit that extends along the central area 9 and a flexible web. The transmission paths R 1- R 4 extend along the connec tion part 13 , the central area 9 and the flexible webs 14-17 .

Gemäß dem Sensor 10A der vorliegenden Ausführungsform werden die Übertragungspfade R1-R4 dreimal gebogen, und jedesmal etwa bei einem rechten Winkel. Beispielsweise wird der Über­ tragungspfad R1 zuerst zwischen dem Stützteil 13 und dem Zen­ tralteil 9A des Zentralbereiches 9 gebogen. Anschließend wird der Pfad R1 zwischen dem Zentralteil 9A und dem lateralen Teil 9A des Zentralbereiches 9 gebogen. Der Pfad R1 wird fer­ ner zwischen dem lateralen Teil 9A und dem biegsamen Steg 15 gebogen.According to the sensor 10 A of the present embodiment, the transmission paths R 1- R 4 are bent three times, and each time approximately at a right angle. For example, the transmission path R 1 is first bent between the support part 13 and the central part 9 A of the central region 9 . The path R 1 is then bent between the central part 9 A and the lateral part 9 A of the central region 9 . The path R 1 is fer ner between the lateral part 9 A and the flexible web 15 bent.

Wenn die Spannung in der Verbindung über die Übertragungs­ pfade R1-R4 übertragen wird, wird sie abgeschwächt, da sie bei den Biegeabschnitten der Übertragungspfade R1-R4 verteilt wird, so daß lediglich ein Teil der mechanischen Spannung entlang der Übertragungspfade R1-R4 übertragen wird.If the tension in the connection is transmitted via the transmission paths R 1- R 4 , it is weakened because it is distributed in the bending sections of the transmission paths R 1- R 4 , so that only part of the mechanical stress along the transmission paths R 1 - R 4 is transmitted.

Darüber hinaus ermöglicht die Biegung des Übertragungspfades die Ausbildung eines langen Übertragungspfades in einer rela­ tiv geringen Fläche.It also allows the transmission path to bend the formation of a long transmission path in a rela tiv small area.

Falls die Lücke 11 nicht vorgesehen sein würde, würde die Spannung in der Verbindung an den biegsamen Steg näher zu dem entsprechenden Randbereich 8A übertragen. Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Spannung in der Ver­ bindung an die biegsamen Stege 14-17 entlang eines ausgewähl­ ten Pfades übertragen, anders als die nahe Seite des Randbe­ reiches 8A, da die Lücke 11 diese biegsamen Stege von dem Randbereich 8A trennt und somit einen Pfad über das Verbin­ dungsteil 13 ermöglicht. Im Ergebnis werden die Übertragungs­ pfade R1-R4 verlängert, und es wird die Spannung in der Ver­ bindung auf die biegsamen Stege 14-17 weiterhin abgeschwächt. Demgemäß ist es nunmehr möglich, die Dicke der biegsamen Stege 14-17 zu verringern, um deren Empfindlichkeit zu ver­ bessern und den Einfluß der Spannung in der Verbindung auf diese biegsamen Stege in wesentlichem Umfange zu verringern oder sogar vollständig auszuschalten.If the gap 11 were not provided, the tension in the connection to the flexible web would be transmitted closer to the corresponding edge region 8 A. According to the present invention, however, the tension in the connection to the flexible webs 14-17 is transmitted along a selected path, unlike the near side of the edge region 8 A, since the gap 11 separates these flexible webs from the edge region 8 A and thus enables a path via the connec tion part 13 . As a result, the transmission paths R 1- R 4 are extended, and the tension in the connection on the flexible webs 14-17 is further weakened. Accordingly, it is now possible to reduce the thickness of the flexible webs 14-17 in order to improve their sensitivity and to substantially reduce or even completely eliminate the influence of the stress in the connection on these flexible webs.

Die Fig. 14 und 15 zeigen das Ergebnis von Versuchen zur Ermittlung des Einflusses der mechanischen Spannung in der Verbindung auf die biegsamen Stege 14-17. Die Abszissen der Fig. 14 und 15 bezeichnen die Umgebungstemperatur in Celsius- Graden, die Ordinaten bezeichnen entsprechende Änderungen in der Offset-Spannung in Volt. Die Offset-Spannung stellt die Spannung zwischen den Ausgangsanschlüssen 37 und 38 dar, wenn die Beschleunigung nicht am Sensor 10A anliegt. Die Fig. 14 zeigt das Ergebnis des Sensors 10A des vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispieles, und die Fig. 15 zeigt das Ergebnis eines Sensors, der annähernd identisch ist mit dem Sensor 10A des vorliegenden Ausführungsbeispieles, der jedoch keine Lücke 11 aufweist. Wie es in den Fig. 14 und 15 dargestellt ist, be­ trägt die Änderung W2 in der Offset-Spannung des Sensors 10A des vorliegenden Ausführungsbeispieles ungefähr ein Viertel der Änderung W1 des Sensors ohne die Lücke 11. FIGS. 14 and 15 show the result of experiments to determine the effect of the mechanical stress in the connection to the flexible webs 14-17. The abscissa of FIGS. 14 and 15 denote the ambient temperature in degrees Celsius, the ordinate denote corresponding changes in the offset voltage in volts. The offset voltage represents the voltage between the output connections 37 and 38 when the acceleration is not present at the sensor 10 A. FIG. 14 shows the result of the sensor 10 A of the present exemplary embodiment, and FIG. 15 shows the result of a sensor which is approximately identical to the sensor 10 A of the present exemplary embodiment, but which has no gap 11 . As shown in FIGS. 14 and 15, the change W 2 in the offset voltage of the sensor 10 A of the present embodiment contributes about a quarter of the change W 1 of the sensor without the gap 11 .

Wie bereits in der Bezugnahme auf Fig. 13 vorstehend erwähnt wurde, beträgt die Dicke des Siliziumoxid-Filmes 32, die auf den biegsamen Stegen 14-17 gebildet ist, etwa 1000 Å und die Dicken der auf den dickeren Abschnitten des Wafers 28 gebil­ deten Siliziumoxid-Filme 29 und 31 jeweils etwa 4000 Å und 4500 Å. Der dünne Film 32 auf dem biegsamen Steg 14-17 stellt einen weiteren Vorteil dar, und zwar im Hinblick auf einen Schutz der biegsamen Stege. Falls die Filme 29 bzw. 31 zur Bedeckung der biegsamen Stege 14-17 erstreckt werden, werden die biegsamen Stege 14-17 in diesem Zusammenhang während des Abkühlvorganges der Filme 29 bzw. 31 geschützt werden.As previously mentioned in reference to FIG. 13, the thickness of the silicon oxide film 32 formed on the flexible lands 14-17 is approximately 1000 Å and the thicknesses of the silicon oxide formed on the thicker portions of the wafer 28 -Films 29 and 31 each about 4000 Å and 4500 Å. The thin film 32 on the flexible web 14-17 is another advantage in terms of protecting the flexible webs. If the films 29 and 31 are stretched to cover the flexible webs 14-17 , the flexible webs 14-17 will be protected in this context during the cooling process of the films 29 and 31 , respectively.

Die biegsamen Stege 14-17 erstrecken sich in den Stützab­ schnitt, wie es in den Fig. 5 und 13 dargestellt ist. Die Stützabschnitte weisen eine größere Dicke auf als die biegsamen Stege 14-17. Diese bilden den Randbereich 9 und die Masse 10. Die P⁺-Diffusionsschicht 33 erstreckt sich von den biegsamen Stegen 14-17 zu den Stützabschnitten. Der Silizi­ umoxid-Film 32 erstreckt sich von den biegsamen Stegen 14-17 bis zu den Stützabschnitten. Die Schichten 32 sind im wesent­ lichen durch den dünnen Siliziumoxid-Film 32 bedeckt, hinge­ gen nicht durch den dickeren Siliziumoxid-Film 29 oder 31, um die Auswirkung der Spannung auf den Piezo-Widerstand der Schichten 33 zu verringern. Tatsächlich bewirkt die zwischen dem Wafer 28 und dem auf dem Wafer 28 gebildeten Siliziumo­ xid-Film erzeugte Spannung einen Einfluß auf den Piezo-Wider­ stand der Schichten 33, da die Größenordnung der mechanischen Spannung proportional zur Dicke des Siliziumoxid-Filmes vari­ iert.The flexible webs 14-17 extend into the Stützab section, as shown in FIGS . 5 and 13. The support sections have a greater thickness than the flexible webs 14-17 . These form the edge area 9 and the mass 10 . The P⁺ diffusion layer 33 extends from the flexible webs 14-17 to the support sections. The silicon oxide film 32 extends from the flexible webs 14-17 to the support portions. The layers 32 are covered in wesent union by the thin silicon oxide film 32 , but not by the thicker silicon oxide film 29 or 31 , in order to reduce the effect of the voltage on the piezo resistance of the layers 33 . In fact, the voltage generated between the wafer 28 and the silicon oxide film formed on the wafer 28 has an influence on the piezo resistance of the layers 33 , since the magnitude of the mechanical stress varies in proportion to the thickness of the silicon oxide film.

Das folgende Problem könnte beseitigt werden, falls der dünne Siliziumoxid-Film 32 auf den biegsamen Stegen 14-17, also auf der gesamten Oberfläche der Stützabschnitte gebildet werden würde, und die dickeren Siliziumoxid-Filme 29 und 31, wie oben beschrieben, überhaupt nicht ausgebildet werden würden. Die Fig. 16 zeigt Verunreinigungsdiffusionsschichten 54 und 55, welche unterhalb eines Siliziumoxid-Filmes 56 und einer Aluminium-Leitung 57 diffundiert wurden. Die Schichten 54 und 55 entsprechen den Schichten 49-53 gemäß Fig. 6, der Film 56 entspricht den Filmen 29 und 31 gemäß Fig. 13, und die Lei­ tung 57 entspricht den Leitungen 41-44 gemäß Fig. 6. Wenn die Dicke des Siliziumoxid-Filmes 56 klein ist, wird eine Konden­ sator-Anordnung, bestehend aus der Leitung 57, dem Film 56 und elektrischen Ladungen 58, ausgebildet, so daß Ladungen 58 in den Chip 6 zwischen den Schichten 54 und 55 aufgrund eines elektrischen Potentiales in der Leitung 57 gesammelt werden. Demzufolge würden unerwünschterweise die Schicht 54 und 55 durch die Ladungen 58 kurzgeschlossen werden. Bei diesem Aus­ führungsbeispiel sammeln sich keine elektrischen Ladungen an, da die Gesamtdicke (= 8500 Å) der Filme 29 und 31 beträcht­ lich groß ist, so daß ein Kurzschluß-Effekt zwischen den Schichten 49-53 vermieden wird.The following problem could be eliminated if the thin silicon oxide film 32 were formed on the flexible lands 14-17 , that is, on the entire surface of the support portions, and the thicker silicon oxide films 29 and 31 were not formed at all, as described above would be. Fig. 16 shows the impurity diffusion layers 54 and 55 which have been diffused beneath a silicon oxide film 56 and an aluminum pipe 57. Layers 54 and 55 correspond to layers 49-53 according to FIG. 6, film 56 corresponds to films 29 and 31 according to FIG. 13, and line 57 corresponds to lines 41-44 according to FIG. 6. If the thickness of the Silicon oxide film 56 is small, a capacitor arrangement consisting of the line 57 , the film 56 and electrical charges 58 is formed so that charges 58 in the chip 6 between the layers 54 and 55 due to an electrical potential in the Line 57 are collected. As a result, layers 54 and 55 would be undesirably shorted by charges 58 . In this exemplary embodiment, no electrical charges accumulate, since the total thickness (= 8500 Å) of films 29 and 31 is considerably large, so that a short-circuit effect between layers 49-53 is avoided.

Darüberhinaus wird der Sensor 10A auf minimale Weise, wenn überhaupt, durch die Spannung in der Verbindung bzw. die durch die Öffnungen 5 erzeugte Spannung beeinflußt.In addition, the sensor 10 A is minimally, if at all, influenced by the voltage in the connection or the voltage generated by the openings 5 .

Zweites AusführungsbeispielSecond embodiment

Die Fig. 17 und 18 zeigen einen Halbleiter-Beschleunigungs­ sensor 20A, entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Sensor 20A ist im wesentlichen ähnlich zu dem Sensor 10A mit der Ausnahme der nachstehend beschriebenen veränderten Merkmale. Identische Bezugszeichen in den entsprechenden Fi­ guren bezeichnen ähnliche Elemente. FIGS. 17 and 18 show a semiconductor acceleration sensor 20 A, according to a second embodiment. Sensor 20 A is substantially similar to sensor 10 A with the exception of the changed features described below. Identical reference symbols in the corresponding figures designate similar elements.

Bei dem Sensor 10A wird die Masse 10 durch zwei laterale Teile 9B und 9C gestützt. Jedoch kann die Masse 10 auch durch lediglich das zentrale Teil 9A gestützt sein, wie es in Fig. 17 dargestellt ist. Dieser Typ von Sensor wird im allgemeinen als "Sensor vom Ausleger-Typ" bezeichnet. Der Zentralbereich 9 besitzt drei Teile, den zentralen Teil 9A und zwei im all­ gemeinen identische und symmetrisch angeordnete laterale Teile 9B und 9C. Beide laterale Teile 9B und 9C sind mit dem Randbereich 8A verbunden. Der biegsame Steg 14 erstreckt sich von dem zentralen Teil 9A und stützt eine Seite der Masse 10 ab. Lediglich eine Lücke 12 ist innerhalb des Zentralberei­ ches 9 gebildet.In the sensor 10 A, the mass 10 is supported by two lateral parts 9 B and 9 C. However, the mass 10 can also be supported by only the central part 9 A, as shown in FIG. 17. This type of sensor is commonly referred to as a "cantilever type sensor". The central region 9 has three parts, the central part 9 A and two generally identical and symmetrically arranged lateral parts 9 B and 9 C. Both lateral parts 9 B and 9 C are connected to the edge region 8 A. The flexible web 14 extends from the central part 9 A and supports one side of the mass 10 . Only a gap 12 is formed within the central area 9 .

Drittes AusführungsbeispielThird embodiment

Fig. 19 zeigt einen weiteren Halbleiter-Beschleunigungssensor 30A entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel, welches zwei im allgemeinen identische Zentralbereiche 9 besitzt, die symmetrisch bezüglich der Masse 10 angeordnet sind. Fig. 19 shows a further semiconductor acceleration sensor 30 A according to a third embodiment, which has two identical generally central portions 9, the mass 10 are arranged symmetrically with respect to.

Die beiden Zentralbereiche 9 sind mit dem Randbereich 8 verbunden. Die biegsamen Stege 14-17 erstrecken sich von den Zentralbereichen 9 zur Masse 10 hin, derart, daß zwei biegsame Stege mit einer Seite der Masse 10 zur Abstützung der Masse verbunden sind.The two central areas 9 are connected to the edge area 8 . The flexible webs 14-17 extend from the central areas 9 to the mass 10 such that two flexible webs are connected to one side of the mass 10 to support the mass.

Viertes AusführungsbeispielFourth embodiment

Fig. 20 zeigt einen weiteren Halbleiter-Beschleunigungssensor 40A, entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel, welches ähnlich ist zu dem dritten Ausführungsbeispiel, mit der Aus­ nahme, daß keine Vertiefungen 12a und 12b gebildet sind. Fig. 20 shows another semiconductor acceleration sensor 40 A, according to a fourth embodiment, which is similar to the third embodiment, with the exception that no recesses 12 a and 12 b are formed.

Die biegsamen Stege 14 und 16 erstrecken sich von dem Zentralbereich 9 weg. Die Masse 10 ist durch die biegsamen Stege 14 und 16 abgestützt.The flexible webs 14 and 16 extend away from the central area 9 . The mass 10 is supported by the flexible webs 14 and 16 .

Fünftes AusführungsbeispielFifth embodiment

Die Fig. 21 zeigt einen weiteren Halbleiter-Beschleunigungs­ sensor 50A entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel. Fig. 21 shows a further semiconductor acceleration sensor 50 A in accordance with a fifth embodiment.

Der Zentralbereich 9 besitzt vier Teile. Zwei der vier Teile sind mit dem Randbereich 8 verbunden. Ein weiteres Teil er­ streckt sich von den Rändern der beiden Teile und verbindet diese miteinander. Der andere Teil erstreckt sich von der Mitte der beiden Teile und verbindet diese miteinander. Jeder der biegsamen Stege 14-17 erstreckt sich jeweils von den Tei­ len des Bereiches 9. Die Masse 10 ist durch die biegsamen Stege 14-17 bei ihren vier Seiten abgestützt.The central area 9 has four parts. Two of the four parts are connected to the edge area 8 . Another part he stretches from the edges of the two parts and connects them together. The other part extends from the middle of the two parts and connects them together. Each of the flexible webs 14-17 extends from the parts of the area 9th The mass 10 is supported by the flexible webs 14-17 on its four sides.

Sechstes und siebtes AusführungsbeispielSixth and seventh embodiment

Entsprechend der Anordnung des in Fig. 4 dargestellten Berei­ ches 9 kann der Bereich 9 in Y-Richtung gemäß Fig. 4 ausge­ lenkt werden, da der Bereich 9 sich ausdehnt oder zusammen­ zieht, entsprechend der Änderung der Umgebungstemperatur. In diesem Fall erhalten die biegsamen Stege 15 und 17 eine auf­ grund der Auslenkung des Bereiches 9 größere Spannung als die biegsamen Stege 14 und 16. Daraus folgt, daß das Gleichge­ wicht des Widerstandes der dritten Schaltung verloren ist. Dieses Problem wird durch das sechste und das siebte Ausfüh­ rungsbeispiel vermieden.According to the arrangement of the area 9 shown in FIG. 4, the area 9 can be deflected in the Y direction according to FIG. 4, since the area 9 expands or contracts, in accordance with the change in the ambient temperature. In this case, the flexible webs 15 and 17 receive a greater tension than the flexible webs 14 and 16 due to the deflection of the region 9 . It follows that the Gleichge weight of the resistance of the third circuit is lost. This problem is avoided by the sixth and seventh exemplary embodiments.

Die Fig. 22 zeigt einen weiteren Halbleiter-Beschleunigungs­ sensor 60A entsprechend dem sechsten Ausführungsbeispiel. Fig. 22 shows another semiconductor acceleration sensor 60 A according to the sixth embodiment.

Der Zentralbereich 9 besitzt vier Teile und ist von quadrati­ scher Form. Einer der vier Teile ist mit dem Randbereich 8 über das Verbindungsteil 13 verbunden. Die biegsamen Stege 14-17 erstrecken sich von den beiden Teilen des Bereiches 9. Die Masse 10 ist durch die biegsamen Stege 14-17 abgestützt.The central area 9 has four parts and is of quadratic shape. One of the four parts is connected to the edge area 8 via the connecting part 13 . The flexible webs 14-17 extend from the two parts of the area 9 . The mass 10 is supported by the flexible webs 14-17 .

Die Fig. 23 zeigt einen weiteren Halbleiter-Beschleunigungs­ sensor 70A entsprechend dem siebten Ausführungsbeispiel. Fig. 23 shows another semiconductor acceleration sensor 70 A according to the seventh embodiment.

Der Zentralbereich 9 besitzt vier Teile und ist von quadrati­ scher Form. Zwei der vier Teile sind mit dem Randbereich 8 über die Verbindungsteile 13 verbunden. Die biegsamen Stege 14-17 erstrecken sich von den weiteren beiden Teilen des Be­ reiches 9. Die Masse 10 ist durch die biegsamen Stege 14-17 abgestützt.The central area 9 has four parts and is of quadratic shape. Two of the four parts are connected to the edge area 8 via the connecting parts 13 . The flexible webs 14-17 extend from the other two parts of the loading area 9th The mass 10 is supported by the flexible webs 14-17 .

Da der Bereich 9 des sechsten und des siebten Ausführungsbeispieles eine quadratische Form aufweist, beein­ flußt die oben erwähnte mechanische Spannung in gleicher Weise jeden der biegsamen Stege 14-17. Demzufolge ergibt sich kein Verlust des Gleichgewichtes des Widerstandes der Brüc­ kenschaltung. Darüberhinaus sind bei dem siebten Ausführungs­ beispiel sämtliche Übertragungspfade R1-R4 gleich in der Länge. Demzufolge beeinflußt auch die Spannung in der Verbin­ dung in gleichen Maßen die biegsamen Stege 14-17.Since the region 9 of the sixth and seventh exemplary embodiments has a square shape, the above-mentioned mechanical stress influences in the same way each of the flexible webs 14-17 . As a result, there is no loss of balance in the resistance of the bridge circuit. In addition, in the seventh embodiment, all transmission paths R 1- R 4 are the same in length. As a result, the tension in the connection affects the flexible webs 14-17 to the same extent.

Claims (22)

1. Halbleiter-Dehnungssensor, welcher aufweist:
eine Basis;
einen mit der Basis verbundenen Randbereich, wobei eine mechanische Spannung in der Verbindung, bei einem Ver­ bindungsabschnitt zwischen der Basis und dem Randbe­ reich erzeugt ist;
einen Zentralbereich, der sich ausgehend von dem Rand­ bereich erstreckt;
einen biegsamen Steg, der sich von dem Zentralbereich erstreckt und ein Spannungserfassungselement aufweist, welches seine elektrischen Eigenschaften ändert, wenn eine mechanische Spannung hieran anliegt, wobei die Dicke des biegsamen Steges kleiner ist als die Dicke des Zentralbereiches, und
wobei ein Übertragungspfad, über den die Spannung in der Verbindung von dem Verbindungsabschnitt zu dem Spannungserfassungselement übertragen ist, vorgesehen ist.
1. A semiconductor strain sensor which has:
One Base;
an edge portion connected to the base, wherein mechanical stress is generated in the connection at a connecting portion between the base and the edge portion;
a central area extending from the edge area;
a flexible web extending from the central region and having a tension sensing element which changes its electrical properties when a mechanical stress is applied thereto, the thickness of the flexible web being smaller than the thickness of the central region, and
wherein a transmission path over which the voltage in the connection is transmitted from the connection portion to the voltage detection element is provided.
2. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungserfassungselement eine piezoresistive Schicht darstellt. 2. Semiconductor strain sensor according to claim 1, characterized characterized in that the voltage detection element a represents piezoresistive layer.   3. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich, der Zentralbereich und der biegsame Steg aus einem einzelnen Halbleiter­ substrat hergestellt sind.3. A semiconductor strain sensor according to claim 1, characterized characterized that the edge area, the central area and the flexible bridge made from a single semiconductor substrate are made. 4. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat ein Sili­ zium-Substrat darstellt.4. A semiconductor strain sensor according to claim 3, characterized characterized in that the semiconductor substrate is a sili Zium substrate represents. 5. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der thermische Ausdehnungskoeffizi­ ent des Halbleitersubstrates unterschiedlich ist von dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Basis.5. A semiconductor strain sensor according to claim 3, characterized characterized in that the thermal expansion coefficient ent of the semiconductor substrate is different from the coefficient of thermal expansion of the base. 6. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis aus Glas hergestellt ist.6. The semiconductor strain sensor according to claim 5, characterized characterized in that the base is made of glass. 7. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des biegsamen Steges kleiner ist als 15 µm.7. A semiconductor strain sensor according to claim 4, characterized characterized in that the thickness of the flexible web is smaller than 15 µm. 8. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich eine rechteckige Form aufweist.8. The semiconductor strain sensor according to claim 1, characterized characterized in that the edge area is rectangular Has shape. 9. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die longitudinale Richtung des Zentralbereiches unterschiedlich ist zur longitudinalen Richtung des biegsamen Steges.9. A semiconductor strain sensor according to claim 1, characterized characterized in that the longitudinal direction of the Central area is different from longitudinal Direction of the flexible bridge. 10. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbereich zumindest zwei Teile aufweist, von denen zumindest einer der beiden Teile mit dem Randbereich verbunden ist. 10. A semiconductor strain sensor according to claim 1, characterized characterized in that the central area at least two Has parts, at least one of the two Parts connected to the edge area.   11. Halbleiter-Dehnungsssensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbereich zwei Teile auf­ weist und diese beiden Teile mit dem Randbereich ver­ bunden sind.11. A semiconductor strain sensor according to claim 10, characterized characterized in that the central area has two parts points and ver these two parts with the edge area are bound. 12. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 11, welcher ferner aufweist:
eine Masse, die durch den biegsamen Steg abgestützt ist;
eine Vielzahl der biegsamen Stege, wobei zumindest ei­ ner der biegsamen Stege zwischen einem der beiden Teile und der Masse angeordnet ist und der andere oder die anderen biegsamen Stege zwischen den anderen der beiden Teile und der Masse angeordnet sind.
12. The semiconductor strain sensor of claim 11, further comprising:
a mass supported by the flexible web;
a plurality of the flexible webs, wherein at least one of the flexible webs is arranged between one of the two parts and the mass and the other or the other flexible webs are arranged between the other of the two parts and the mass.
13. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbereich aus drei Teilen zusammengesetzt ist, wobei sich zwei der drei Teile von Rändern der anderen der drei Teile erstrecken und die longitudinale Richtung der beiden Teile unterschiedlich ist zur longitudinalen Richtung des anderen Teiles.13. The semiconductor strain sensor according to claim 10, characterized characterized in that the central area consists of three parts is composed, with two of the three parts of Extend the edges of the other of the three parts and the longitudinal direction of the two parts different is to the longitudinal direction of the other part. 14. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 13, welcher weiterhin aufweist:
eine Masse, die durch den biegsamen Steg abgestützt ist;
eine Vielzahl der biegsamen Stege, wobei der andere Teil mit dem Randbereich über einen Verbindungsteil verbunden ist und zumindest einer der biegsamen Stege zwischen einem der beiden Teile und der Masse angeord­ net ist, und die anderen biegsamen Stege zwischen den anderen der beiden Teile und der Masse angeordnet sind.
14. The semiconductor strain sensor of claim 13, further comprising:
a mass supported by the flexible web;
a plurality of the flexible webs, the other part being connected to the edge region via a connecting part and at least one of the flexible webs being arranged between one of the two parts and the mass, and the other flexible webs between the other of the two parts and the mass are arranged.
15. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 13, gekenn­ zeichnet durch eine Masse, die durch die biegsamen Stege abgestützt ist, wobei die beiden Teile mit dem Randbereich verbunden sind, und der biegsame Steg zwi­ schen dem anderen Teil und der Masse angeordnet ist.15. The semiconductor strain sensor according to claim 13, characterized is characterized by a mass by the flexible Is supported webs, the two parts with the Edge area are connected, and the flexible web between the other part and the mass is arranged. 16. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbereich aus vier Teilen zusammengesetzt ist, und diese vier Teile eine rechtec­ kige Form aufweisen.16. A semiconductor strain sensor according to claim 10, characterized characterized in that the central area consists of four parts is composed, and these four parts a right kige shape. 17. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 16, gekenn­ zeichnet durch:
eine Masse, die durch den biegsamen Steg abgestützt ist;
eine Vielzahl der biegsamen Stege, wobei einer der vier Teile mit dem Randbereich über einen Verbindungsteil verbunden ist.
17. The semiconductor strain sensor as claimed in claim 16, characterized by:
a mass supported by the flexible web;
a plurality of the flexible webs, one of the four parts being connected to the edge region via a connecting part.
18. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der vier Teile mit dem Randbe­ reich verbunden sind.18. A semiconductor strain sensor according to claim 16, characterized characterized that two of the four parts with the Randbe are richly connected. 19. Halbleiter-Dehnungssensor nach Anspruch 18, gekenn­ zeichnet durch:
eine Masse, die durch den biegsamen Steg abgestützt ist;
eine Vielzahl der biegsamen Stege, wobei der eine der beiden Teile gegenüber dem anderen der beiden Teile an­ geordnet ist, und der biegsame Steg zwischen den ande­ ren beiden der vier Teile und der Masse angeordnet ist.
19. The semiconductor strain sensor according to claim 18, characterized by:
a mass supported by the flexible web;
a plurality of the flexible webs, one of the two parts being arranged opposite the other of the two parts, and the flexible web being arranged between the other two of the four parts and the mass.
20. Halbleiter-Dehnungssensor, welcher aufweist:
eine Basis;
einen mit der Basis verbundenen Randbereich, wobei eine mechanische Spannung in der Verbindung bei einem Verbindungsabschnitt zwischen der Basis und dem Randbe­ reich erzeugt ist;
einen Zentralbereich, der sich ausgehend von dem Rand­ bereich erstreckt; und
einen biegsamen Steg, der sich von dem Zentralbereich erstreckt und ein Spannungserfassungselement aufweist, welches seine elektrischen Eigenschaften ändert, wenn eine mechanische Spannung angelegt ist, wobei die Dicke des biegsamen Steges kleiner ist als die Dicke des Zen­ tralbereiches, und die longitudinale Richtung des biegsamen Steges unterschiedlich ist zur longitudinalen Richtung des Zentralbereiches.
20. A semiconductor strain sensor, which has:
One Base;
an edge portion connected to the base, wherein stress is generated in the joint at a connection portion between the base and the edge portion;
a central area extending from the edge area; and
a flexible land extending from the central region and having a tension sensing element which changes its electrical properties when a mechanical stress is applied, the thickness of the flexible land being smaller than the thickness of the central region, and the longitudinal direction of the flexible land is different from the longitudinal direction of the central area.
21. Halbleiter-Dehnungssensor, welcher aufweist:
eine Basis;
einen mit der Basis verbundenen Randbereich, wobei eine mechanische Spannung in der Verbindung bei einem Verbindungsabschnitt zwischen der Basis und dem Randbe­ reich erzeugt ist;
einen Zentralbereich, der sich vom Randbereich er­ streckt, wobei der Zentralbereich aus zumindest zwei Teilen zusammengesetzt ist, und die longitudinale Rich­ tung von einem der beiden Teile unterschiedlich ist von der longitudinalen Richtung des anderen der beiden Teile;
einen biegsamen Steg, der sich von dem Zentralbereich erstreckt und ein Spannungserfassungselement aufweist, das seine elektrischen Eigenschaften ändert, wenn eine mechanische Spannung angelegt ist, wobei die Dicke des biegsamen Steges kleiner ist als die Dicke des Zentral­ bereiches.
21. A semiconductor strain sensor, which has:
One Base;
an edge portion connected to the base, wherein stress is generated in the joint at a connection portion between the base and the edge portion;
a central region which extends from the edge region, the central region being composed of at least two parts, and the longitudinal direction of one of the two parts being different from the longitudinal direction of the other of the two parts;
a flexible web that extends from the central region and has a voltage detection element that changes its electrical properties when a mechanical voltage is applied, wherein the thickness of the flexible web is smaller than the thickness of the central region.
22. Halbleiter-Dehnungssensor, welcher aufweist:
eine Basis;
einen mit der Basis verbundenen Chip mit einem Randbe­ reich und einem Zentralbereich;
wobei der Randbereich und der Zentralbereich durch eine Lücke getrennt sind und über einen Verbindungsteil mit­ einander verbunden sind;
wobei der Zentralbereich eine Einrichtung zur Erfassung von an den Sensor angelegter mechanischer Spannung auf­ weist; und
einen Übertragungspfad für die Minimalisierung des Einflusses einer Spannung in der Verbindung auf die Erfassungseinrichtung, wobei der Übertragungspfad bei vorbestimmten Stellen biegbar angeordnet ist zur Ab­ schwächung der mechanischen Spannung in der Verbindung, bevor sie die Erfassungseinrichtung erreicht.
22. A semiconductor strain sensor, which has:
One Base;
a chip connected to the base with an edge area and a central area;
wherein the edge region and the central region are separated by a gap and are connected to one another via a connecting part;
wherein the central area has a device for detecting mechanical tension applied to the sensor; and
a transmission path for minimizing the influence of a voltage in the connection on the detection device, wherein the transmission path is arranged bendable at predetermined locations to weaken the mechanical tension in the connection before it reaches the detection device.
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