FR2872281A1 - Capteur de pression - Google Patents
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Abstract
Ce capteur de pression comprend une tige métallique (10) pourvue d'un diaphragme (11), un substrat semiconducteur (20) fixé au diaphragme et incluant une couche isolante (23) entre des couches semiconductrices (21, 22), des jauges extensométriques (24) formées dans une première couche semiconductrice (21) pour convertir une flexion du diaphragme due à une pression en un signal électrique, et des jauges extensométriques isolées séparées par des tranchées (25), et le substrat (20) présente une partie (28) en renfoncement par rapport à une surface de la seconde couche (22) et située dans une position correspondant à une zone déterminée de la première couche (21) et dans laquelle est inséré le diaphragme.Application notamment à la détection d'une pression dans un véhicule automobile
Description
2872281 CAPTEUR DE PRESSION
La présente invention concerne un capteur de pression, dans lequel un substrat semiconducteur comportant des jauges extensométriques est fixé sur une surface d'un diaphragme d'une tige métallique. Le capteur de pression détecte une pression par conversion d'une flexion du diaphragme en un signal électrique à l'aide des jauges extensométriques. Le capteur de pression peut être utilisé de façon appropriée pour détecter une pression dans un dispositif d'un véhicule par exemple.
Un capteur de pression inclut une tige métallique possédant un diaphragme pour une détection de pression, un substrat semiconducteur fixé à une surface du diaphragme et des jauges extensométriques pour convertir une flexion du diaphragme formé sur le substrat semiconducteur en un signal électrique (voir par exemple le document JP-B2-7- 11461 qui correspond au brevet US 4 986 861 et au brevet US 4 840 067).
Dans le capteur de pression, l'épaisseur d'une partie flexible est réalisée avec l'épaisseur du diaphragme et l'épaisseur du substrat semiconducteur. Dans ce cas, il est nécessaire qu'à la fois le diaphragme et le substrat semiconducteur soient rendus plus minces afin d'accroître la sensibilité du capteur. Cependant, lorsqu'on amincit le substrat semiconducteur, la solidité du substrat semiconducteur est fortement altérée.
En outre, lorsque les jauges extensométriques sont constituées par une résistance diffusée, qui est formée en utilisant un procédé de fabrication de semiconducteurs, l'isolation électrique des jauges extensométriques est en général exécutée au moyen d'une jonction PN. Dans ce cas, un courant de fuite peut être généré dans la partie de la 2872281 2 jonction PN, à une température élevée, et il est difficile de détecter de façon précise la pression dans un environnement à haute température.
Compte tenu des problèmes décrits précédemment, un but de la présente invention est de fournir un capteur de pression dont la sensibilité soit améliorée, qui cependant détecte de façon précise une pression dans un dispositif envisagé.
De façon plus précise la présente invention a trait 10 à un capteur de pression comprenant: une tige métallique possédant un diaphragme qui est déformable en réponse à une pression appliquée, un substrat semiconducteur fixé à une surface du diaphragme, le substrat semiconducteur étant une structure stratifiée, dans laquelle une couche isolante est insérée entre des première et seconde couches semiconductrices; et une pluralité de jauges extensométriques formées dans une zone prédéterminée de la première couche semiconductrice du substrat semiconducteur, pour convertir une flexion du diaphragme en un signal électrique, et les jauges extensométriques possèdent des configurations d'éléments de structure isolés et séparés les uns des autres par des tranchées, dont chacune s'étend depuis une surface de la première couche semiconductrice jusqu'à la couche isolante, le substrat semiconducteur possède une partie en renfoncement, qui est en renfoncement à partir d'une surface de la seconde couche semiconductrice jusqu'à la couche isolante et est prévue dans une position correspondant à la zone prédéterminée, et le diaphragme est inséré dans la partie en renfoncement et la couche isolante est fixée à une surface du diaphragme dans la partie en renfoncement.
Dans le capteur de pression, l'épaisseur de la 35 partie flexible pour détecter la pression correspond à la 2872281 3 somme de l'épaisseur de la partie du diaphragme de la tige métallique et de l'épaisseur de la partie correspondante de la couche isolante. Par conséquent, la sensibilité du capteur de pression peut être améliorée et une pression peut être détectée avec précision en utilisant les jauges extensométriques formées sur le premier semi-conducteur. Par exemple, le capteur de pression peut détecter une pression de carburant ou de frein.
A titre d'exemple le substrat semiconducteur est un substrat dit SOI, dans lequel les première et seconde couches semiconductrices sont toutes deux formées en silicium et la couche isolante est formée d'un film de dioxyde de silicium. En outre la couche isolante peut être reliée à la surface du diaphragme dans la partie en renfoncement à l'aide d'un matériau formé de verre.
Le diaphragme peut être pourvu d'une partie saillante dans une position correspondant à la partie en renfoncement du substrat semiconducteur; et la partie saillante du diaphragme est insérée dans 20 la partie en renfoncement et est fixée à la couche isolante dans la partie en renfoncement.
Sinon, seule la couche isolante peut être fixée au diaphragme, dans la partie en renfoncement à l'intérieur du substrat semiconducteur.
A titre d'exemple, la partie en renfoncement est définie par la couche isolante et par la seconde couche semiconductrice de sorte qu'elle présente une forme en coupe trapézoïdale qui s'élargit depuis la couche isolante en direction d'une surface de la seconde couche semiconductrice, et le diaphragme possède une partie saillante correspondant à la forme de la partie en renfoncement et la couche isolante du substrat semiconducteur est fixée à la surface de la partie saillante du diaphragme dans la partie en renfoncement.
C'est pourquoi la structure du capteur de pression peut 2872281 4 être agencée de façon simple.
En outre, la tige métallique peut possèder une surface de paroi qui s'étend vers l'extérieur à partir du diaphragme et est tournée vers la surface de la seconde couche semiconductrice, et la surface de la seconde couche semiconductrice est fixée à la surface de paroi de la tige métallique, à l'extérieur de la partie en renfoncement. C'est pourquoi, même lorsque la partie en renfoncement est prévue dans le substrat semiconducteur, la solidité du substrat semiconducteur peut être améliorée de façon efficace.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la tige métallique possède une forme creuse possédant une extrémité qui est ouverte au niveau d'une extrémité opposée au diaphragme, et un milieu de pression est appliqué au diaphragme au moyen de l'ouverture de la tige métallique.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe schématique montrant un capteur de pression selon une première forme de réalisation préférée de la présente invention; - la figure 2 est une vue en plan schématique d'un 25 substrat semiconducteur du capteur de pression de la figure 1; - les figures 3A à 3D sont des vues en coupe schématique illustrant un procédé de fabrication du substrat semiconducteur; et - la figure 4 est une vue en coupe schématique montrant un capteur de pression selon une seconde forme de réalisation préférée de la présente invention.
On va décrire ci-après une première forme de réalisation de l'invention.
La figure 1 représente un capteur de pression 100 2872281 5 et est une vue en coupe qui correspond à une coupe prise suivant la ligne I-I sur la figure 2. A titre d'exemple, le capteur de pression 100 peut être fixé à un dispositif considéré, comme par exemple une canalisation de carburant dans un système d'injection (par exemple rampe commune). Dans ce cas, le capteur de pression 100 détecte la pression d'un carburant liquide ou d'un carburant formé d'un mélange gaz - liquide dans la canalisation de carburant, en tant que milieu de pression.
Le capteur de pression 100 inclut une tige métallique 10 possédant un diaphragme 11 pour détecter une pression, un substrat semiconducteur 20 fixé à une surface du diaphragme 11 dans la tige métallique 10 et des jauges extensométriques 24 pour convertir une flexion (une déformation) du diaphragme 11 en un signal électrique.
La tige métallique 10 est formée d'un alliage Fe-Ni-Co possédant un faible coefficient de dilatation thermique par exemple. La tige métallique 10 est agencée sous la forme d'un cylindre creux comportant une partie d'extrémité fermée comme représenté sur la figure 1. La tige métallique 10 comporte le diaphragme 11 agencé sous la forme d'une section de paroi mince dans la partie d'extrémité fermée (extrémité supérieure sur la figure 1) et une partie ouverte 12 au niveau de l'autre extrémité.
Etant donné qu'une haute pression est appliquée à la tige métallique 10, le matériau de la tige métallique 10 doit en général posséder une solidité ou résistance élevée. En outre, étant donné que le substrat semiconducteur 20 formé d'un matériau semiconducteur tel que du Si est fixé à la tige métallique 10 au moyen du verre 30, on utilise un matériau ayant un faible coefficient de dilatation thermique en tant que matériau de la tige métallique 10. Par exemple, on utilise un alliage de Fe, Ni, Co ou Fe, Ni en tant que matériau principal de la tige métallique 10 et on ajoute du Ti, Nb, Al ou Ti, Nb au matériau principal en 2872281 6 tant que matériau de renforcement de dépôt. La tige métallique 10 est formée par compression, par pressage, découpage ou forgeage à froid, etc. Le substrat semiconducteur 20 est fixé à une surface du diaphragme 11 dans la tige métallique 10 par l'intermédiaire d'un matériau de liaison réalisant une isolation électrique. A titre d'exemple, dans cette forme de réalisation, le substrat semiconducteur 20 est réuni à la surface du diaphragme 11 de la tige métallique 10 au moyen d'un verre 30 possédant un bas point de fusion.
Dans cette forme de réalisation, le substrat semiconducteur 20 possède une structure stratifiée, dans laquelle une couche isolante 23 est insérée entre la première couche semiconductrice 21 et une seconde couche semiconductrice 22. Le substrat semiconducteur 20 peut être constitué par un substrat silicium - sur - isolant (SOI) dans lequel la première couche semiconductrice 21 et la seconde couche semiconductrice 22 sont formée de silicium et la couche isolante 23 est formée d'un film de dioxyde de silicium.
Comme représenté sur la figure 1, la première couche semiconductrice 21 est utilisée en tant que couche de silicium de surface de type P et possède une épaisseur d'environ 10 pm. La seconde couche semiconductrice 22 est utilisée en tant que couche de silicium de substrat et possède une épaisseur d'environ 500 pm. Ces deux couches de silicium 21, 22 sont fixées à deux surfaces de la couche isolante 23 constituée du film de dioxyde de silicium.
Comme représenté sur les figures 1 et 2, les jauges extensométriques 24 sont formées sur la première couche semiconductrice 21 du substrat semiconducteur 20. Les jauges extensométriques 24 sont isolées et séparées les unes des autres par des tranchées 25 formées depuis la surface de la première couche semiconductrice 21 jusqu'à la couche isolante 23.
2872281 7 En outre comme représenté sur la figure 2, les jauges extensométriques 24 sont connectées électriquement entre elles de manière à former un circuit en pont qui convertit une variation de résistance correspondant à une déformation du diaphragme 11 en un signal électrique.
A titre d'exemple, quatre jauges extensométriques 24 possédant chacune une forme repliée sont connectées électriquement entre elles de manière à former un circuit en pont (pont de Wheatstone).
Les parties de câblage 26, qui sont séparées les unes des autres par les tranchées 25, sont formées sur la première couche semiconductrice 21. Les parties de câblage 26 sont connectées électriquement respectivement aux jauges extensométriques 24. Un plot de connexion 27 pour la connexion avec l'extérieur est formé sur chaque partie de câblage 26. Les plots 27 peuvent être formés par dépôt par pulvérisation d'un matériau formé d'aluminium par exemple. Les plots 27 sont utilisés en tant que plots, auxquels sont connectés les fils de liaison.
Une partie en renfoncement 28 est prévue sur l'autre face du substrat semiconducteur 20. La partie en renfoncement 28 est formée dans la seconde couche semiconductrice 22 au moins dans une position correspondant à une zone dans laquelle les jauges extensométriques 24 sont formées. Comme cela est représenté sur la figure 1, la partie en renfoncement 28 est en renfoncement à partir de la surface de la seconde couche semiconductrice 22, à l'opposé de la première couche semiconductrice 21, en direction de la couche isolante 23. Les jauges extensométriques 24 sont prévues dans des positions situées au-dessus de la partie en renfoncement 28. A titre d'exemple, les jauges extensométriques 24 sont prévues dans une zone d'une partie inférieure (partie d'isolation 23) de la partie en renfoncement 28.
Comme cela est représenté sur la figure 1, le 2872281 8 diaphragme 11 de la tige métallique 10 est inséré dans la partie en renfoncement 28 de sorte que la couche isolante 23 servant à réaliser une surface (surface inférieure) de la partie en renfoncement 28 est fixée à une surface du diaphragme. A titre d'exemple, la couche isolante 23 destinée à constituer la surface de la partie en renfoncement 28 et la surface du diaphragme 11 sont réunies au moyen du verre 30 possédant un faible point de fusion. Par conséquent la partie de la couche isolante 23, servant à définir la partie en renfoncement 28, fléchit conformément à une déformation du diaphragme 11 dans le substrat semiconducteur 20.
Dans la tige métallique 10, le diaphragme 11 possède une partie saillante lla qui correspond à la partie en renfoncement 28 formée dans le substrat semiconducteur 20. La partie saillante lia du diaphragme il est insérée dans la partie en renfoncement 28 qui doit être réunie à la couche isolante 23 dans la partie en renfoncement 28.
Ci-après, on va décrire un procédé de fabrication du substrat semiconducteur 20. On fabrique un substrat semiconducteur dans un état de tranche ou pastille au moyen d'un procédé de fabrication de semiconducteurs, et on la découpe en unités formant plaquettes ou puces en utilisant un outil de découpage en dés ou puce.
Sur les figures 3A à 3D, bien que l'on ait illustré le procédé de fabrication dans l'état d'une tranche, on utilise les chiffres de référence identiques à ceux des éléments de construction du substrat semiconducteur 20 représenté sur les figures 1 et 2.
Comme représenté sur la figure 3A, on prépare une tranche semiconductrice possédant une structure de substrat SOI pour la formation du substrat semiconducteur 20. Dans la tranche semiconductrice, la première couche semiconductrice 21 et la seconde couche semiconductrice 22 sont réunies à deux surfaces de la couche isolante 23, qui 2872281 9 est formée par un film de dioxyde de silicium. C'est-à-dire que les première et seconde couches semiconductrices 21, 22 sont fixées l'une à l'autre au moyen de la couche isolante 23.
Ensuite, comme cela est illustré sur la figure 3B, on forme les plots 27 sur la surface de la première couche semiconductrice 21 en utilisant un procédé de formation de film tel qu'un dépôt par pulvérisation. On utilise les plots 27 pour exécuter une connexion électrique avec l'extérieur. Par exemple, la connexion électrique avec l'extérieur peut être réalisée au moyen d'une liaison par fil.
Ensuite, comme cela est illustré sur la figure 3C, on forme les tranches 25 qui s'étendent depuis la surface de la première couche semiconductrice 21 jusqu'à la couche isolante 23 en exécutant une attaque chimique à sec sur la première couche semiconductrice 21. De ce fait on forme les jauges extensométriques 24 et les parties de câblage 26 ayant des structures ou configurations séparées par les tranchées 25.
En outre, comme cela est représenté sur la figure 3D, on forme la partie en renfoncement 28, qui est en renfoncement par rapport à la surface de la seconde couche semiconductrice 22, en direction de la couche isolante 23 en appliquant une attaque chimique à la seconde couche semiconductrice 22. Par exemple on peut appliquer à la seconde couche semiconductrice 22 une attaque chimique à sec ou une attaque chimique anisotrope en utilisant une solution d'hydroxyde de potassium (KOH) de manière à former la partie en renfoncement 28.
Dans l'exemple de la figure 2, on forme une partie en renfoncement 28 possédant une forme plane carrée par attaque chimique anisotrope en utilisant la solution d'hydroxyde de potassium (KOH). Cependant, une partie en renfoncement 28 possédant une forme plane circulaire peut 2872281 10 être formée par l'attaque chimique à sec. En outre, la partie en renfoncement 28 peut être formée avec une forme en coupe trapézoïdale qui s'élargie depuis la couche isolante 23 en direction de la surface de la seconde couche semiconductrice 22, comme cela est représenté sur la figure 3D.
Ensuite, on découpe la tranche semiconductrice en unités formant puces de manière à former le substrat semiconducteur 20 du capteur de pression 100.
Au contraire, on forme la tige métallique 10 par pressage, découpage ou forgeage à froid. On fixe le substrat semiconducteur 20 formé ci-dessus, à la surface du diaphragme 11 de la tige métallique 10 au moyen d'une liaison avec du verre. C'est pourquoi, on fixe le substrat semiconducteur 20 à la surface du diaphragme 11 de la tige métallique 10 au moyen du verre 30. Dans la partie en renfoncement 28 du substrat semiconducteur 20, on peut obtenir une connexion de liaison forte avec le verre 30 étant donné que la surface du diaphragme 11 est fixée à la couche isolante 23 formée d'un film de dioxyde de silicium.
On peut fixer le capteur de pression 100 fabriqué comme indiqué ci-dessus à une canalisation de carburant de telle sorte que la partie ouverte 12 de la tige métallique 10 communique avec l'intérieur de la canalisation de carburant. Dans ce cas, le milieu de pression à l'intérieur de la canalisation de carburant est envoyé à l'intérieur de la tige métallique 10 à partir de la partie ouverte 12 de cette tige métallique 10. C'est pourquoi la pression à l'intérieur de la canalisation de carburant est appliquée à une surface du diaphragme 11 située à l'opposé du substrat semiconducteur 20. Par conséquent, le diaphragme 11 et la couche isolante 23 fléchissent (sont déformés) en fonction de la pression appliquée, et les jauges extensométriques 24 situées au-dessus de la surface du diaphragme 11 fléchissent (sont déformées) également sous l'effet de la 2872281 11 flexion (de la déformation) du diaphragme et de la couche isolante 23.
Les valeurs résistives des jauges extensométriques 24 varient en fonction d'un degré de contrainte de déformation, sur la base de l'effet piézorésistif. La valeur résistive des jauges extensométriques 24 est détectée en tant que signal électrique de sorte à détecter la pression à l'intérieur de la canalisation de carburant.
Par exemple, une tension prédéterminée peut être appliquée au circuit en pont constitué avec les jauges extensométriques 24. Dans ce cas, un équilibre de valeur résistive du circuit en pont est modifié en fonction d'une flexion (d'une déformation) du diaphragme 11, et une tension de sortie produite par le circuit en pont varie également. Par conséquent, la variation de la tension de sortie peut être détectée en tant que signal électrique.
Dans cette forme de réalisation, le capteur de pression 100 inclut la tige métallique 10 comportant le diaphragme 11 pour une détection de pression, le substrat semiconducteur 20 fixé à la surface du diaphragme 11 de la tige métallique 10, et les jauges extensométriques 24 pour convertir une flexion du diaphragme 11 en un signal électrique. Le substrat semiconducteur 20 possède une structure stratifiée, dans laquelle la couche isolante 23 est insérée entre la première couche semiconductrice 21 et la seconde couche semiconductrice 22.
Les jauges extensométriques 24 sont formées sur la première couche semiconductrice 21 dans le substrat semiconducteur 20, et les jauges extensométriques 24 sont isolées et séparées les unes des autres par des tranchées qui s'étendent à partir de la surface de la première couche semiconductrice 21 jusqu'à la couche isolante 23. En outre, la partie en renfoncement 28, qui est en renfoncement par rapport à une surface de la seconde couche semiconductrice 22 en direction de la couche isolante 23, 2872281 12 est formée dans la seconde couche semiconductrice 22 dans une position correspondant à la zone dans laquelle les jauges extensométriques 24 sont formées. En outre, le diaphragme 11 est inséré dans la partie en renfoncement 28 de telle sorte que la couche isolante 23 formant la surface inférieure de la partie en renfoncement 28 est fixée à la surface du diaphragme 11. A titre d'exemple, la couche isolante 23 formant la surface inférieure de la partie en renfoncement 28 est fixée à la surface du diaphragme 11 à l'aide d'un matériau de liaison comme par exemple le verre 30.
Par conséquent, une partie épaisse, qui fléchit, est constituée avec la partie épaisse du diaphragme 11 de la tige métallique 10 et la partie épaisse de la couche isolante 23 du substrat semiconducteur 20 dans le capteur de pression 100. C'est pourquoi, on peut réaliser aisément et précisément une détection de pression en utilisant les jauges extensométriques 24 formées au-dessus du diaphragme 11 et de la couche isolante 23, qui fléchit.
Dans cette forme de réalisation, on peut amincir la partie épaisse, qui fléchit, dans le substrat semiconducteur 20 en réglant son épaisseur sur celle uniquement de la couche isolante 23. C'est pourquoi, une sensibilité de pression du capteur de pression 100 peut être efficacement améliorée.
Les jauges extensométriques 24 sont constituées avec la première couche semiconductrice 21 moyennant l'utilisation de l'effet de piézorésistance. En outre, étant donné que les jauges extensométriques 24 sont séparées les unes des autres par les tranchées 25, les jauges extensométriques 24 sont isolées les unes des autres sur la couche isolante 23. C'est pourquoi il est inutile que les jauges extensométriques 24 soient isolées et séparées les unes des autres en utilisant une jonction PN.
Par conséquent, un courant de fuite à une température 2872281 13 élevée peut être empêché dans le capteur de pression 100, et une pression d'un dispositif concerné peut être détectée de façon précise en utilisant le capteur de pression 100.
Dans l'exemple décrit précédemment, le substrat semiconducteur 20 est un substrat SOI, dans lequel les première et seconde couches semiconductrices 21 et 22 sont toutes deux formées de silicium et la couche isolante 23 est formée d'un film de dioxyde de silicium. Cependant, c'est uniquement lorsque la couche isolante 23 est insérée entre les première et seconde couches semiconductrices 21 et 22 que la structure du substrat semiconducteur 20 peut être modifiée de façon appropriée.
En outre, dans la forme de réalisation décrite précédemment, la couche isolante 23 formant la surface arrière de la partie en renfoncement 28 est fixée à la surface du diaphragme 11 au moyen par exemple de la liaison par du verre (verre 30). Cependant, la fixation de la couche isolante 23 à la surface du diaphragme 11 n'est pas limitée à la liaison avec du verre (verre 30).
Dans le capteur de pression 100 de la forme de réalisation décrite précédemment, le diaphragme 11 est pourvu de la partie saillante lia qui fait saillie dans une position correspondant à la partie en renfoncement 28 du substrat semiconducteur 20. En outre, la partie saillante lia du diaphragme 11 est insérée dans la partie en renfoncement 28 et est fixée à la couche isolante 23. C'est pourquoi la surface de la pointe du diaphragme 11 peut être aisément fixée au substrat semiconducteur 20.
Dans cette forme de réalisation, l'épaisseur de la partie, qui fléchit, du substrat semiconducteur 20 peut être réduite sensiblement à l'épaisseur de la couche isolante 23. En outre l'autre partie du substrat semiconducteur 20 autour de la partie en renfoncement 28 possède une épaisseur suffisante comprenant la seconde couche semiconductrice 22. C'est pourquoi, la solidité du 2872281 14 substrat semiconducteur 20 peut être conservée d'une manière suffisante. Comme représenté sur la figure 1, la tige métallique 10 possède une surface de paroi qui s'étend depuis le diaphragme 11 vers l'extérieur et tournée vers la surface de la seconde couche semiconductrice 22, et la surface de la seconde couche semiconductrice 22 est fixée à la surface de paroi de la tige métallique 10 à l'extérieur de la partie en renfoncement 28.
On va décrire ci-après une seconde forme de réalisation de l'invention en référence à la figure 4. Dans cette seconde forme de réalisation, comme représenté sur la figure 4, un diamètre extérieur du diaphragme 11 dans la tige métallique 10 est choisi inférieur à un diamètre de la partie inférieure de la partie en renfoncement 28.
A titre d'exemple, le diamètre extérieur total de la tige métallique 10 peut être choisi inférieur au diamètre de la partie inférieure (la couche isolante 23) de la partie en renfoncement 28 du substrat semiconducteur 20 comme représenté sur la figure 4. Dans ce cas, la totalité du diaphragme 11 est inséré dans la partie en renfoncement 28 et est aisément fixée à la couche isolante 23.
Conformément à la seconde forme de réalisation, la surface du diaphragme 11 peut être aisément fixée au substrat semiconducteur 20, et la tige métallique 10 peut être aisément formée étant donné que la tige métallique 10 possède une forme simple.
On va décrire ci-après d'autres formes de réalisation de l'invention.
Bien que la présent invention ait été décrite en liaison avec certaines formes de réalisation préférée de l'invention et en référence aux dessins annexés, on notera que différents changements et modifications apparaîtront à l'évidence aux spécialistes de la technique.
Par exemple, la forme de configuration ou de 35 structure des jauges extensométriques 24 représentées sur 2872281 15 la figure 2 est un exemple et peut être modifiée de façon appropriée. En outre, dans l'exemple de la figure 2, un élément résistif servant à détecter une température peut être prévu sur le substrat semiconducteur 20 en plus des jauges extensométriques 24.
En outre, la forme de la tige métallique 10 peut être modifiée de façon appropriée uniquement lorsque la surface du diaphragme 11 de la tige 10 peut être fixée au substrat semiconducteur 20 dans la partie en renfoncement 28.
Bien que l'invention ait été décrite en référence à des formes de réalisation préférées, on comprendra qu'elle n'est pas limitée aux formes de réalisation et agencements pris à titre d'exemples. L'invention est censée englober différentes variantes et agencements équivalents. En outre bien que les différents éléments des formes de réalisation préférées soient représentés selon différentes combinaisons et configurations, qui sont données à titre d'exemple, on peut également prévoir, dans le cadre de l'invention, d'autres combinaisons et configurations.
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Claims (8)
1. Capteur de pression, caractérisé en ce qu'il comporte: une tige métallique (10) possédant un diaphragme (11) qui est déformable en réponse à une pression appliquée, un substrat semiconducteur (20) fixé à une surface du diaphragme, le substrat semiconducteur étant une structure stratifiée, dans laquelle une couche isolante (23) est insérée entre des première et seconde couches semiconductrices (21, 22); et une pluralité de jauges extensométriques (24) formées dans une zone prédéterminée de la première couche semiconductrice (21) du substrat semiconducteur (20), pour convertir une flexion du diaphragme (11) en un signal électrique, et que les jauges extensométriques (24) possèdent des configurations d'éléments de structure isolés et séparés les uns des autres par des tranchées (25), dont chacune s'étend depuis une surface de la première couche semiconductrice (21) jusqu'à la couche isolante (23), que le substrat semiconducteur possède une partie en renfoncement (28), qui est en renfoncement à partir d'une surface de la seconde couche semiconductrice (22) jusqu'à la couche isolante (23) et est prévue dans une position correspondant à la zone prédéterminée, et que le diaphragme (11) est inséré dans la partie en renfoncement (28) et que la couche isolante (23) est fixée à une surface du diaphragme (11) dans la partie en renfoncement (28).
2. Capteur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat semiconducteur (20) est un substrat dit SOI, dans lequel les première et seconde couches semiconductrices (21, 22) sont toutes deux formées en silicium et la couche isolante (23) est formée d'un film 2872281 17 de dioxyde de silicium.
3. Capteur de pression selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la couche isolante (23) est reliée à la surface du diaphragme (11) dans la partie en renfoncement (28) à l'aide d'un matériau formé de verre (30).
4. Capteur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que: le diaphragme (11) possède une partie saillante (lla) dans une position correspondant à la partie en renfoncement (28) du substrat semiconducteur (20); et la partie saillante (lla) du diaphragme (11) est insérée dans la partie en renfoncement (28) et est fixée à la couche isolante (23) dans la partie en renfoncement (28).
5. Capteur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que seule la couche isolante (23) est fixée au diaphragme (11), dans la partie en renfoncement (28) à l'intérieur du substrat semiconducteur (20).
6. Capteur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que: la partie en renfoncement est définie par la couche isolante (23) et par la seconde couche semiconductrice (22) de sorte qu'elle présente une forme en coupe trapézoïdale qui s'élargit depuis la couche isolante (23) en direction d'une surface de la seconde couche semiconductrice (22), et le diaphragme (11) possède une partie saillante (lla) correspondant à la forme de la partie en renfoncement (28)et la couche isolante (23) du substrat semiconducteur (20) est fixée à une surface de la partie saillante dans la partie en renfoncement.
7. Capteur de pression selon la revendication 6, caractérisé en ce que: la tige métallique (10) possède une surface de 2872281 18 paroi qui s'étend vers l'extérieur à partir du diaphragme (11) et est tournée vers la surface de la seconde couche semiconductrice (22), et la surface de la seconde couche semiconductrice 5 (22) est fixée à la surface de paroi de la tige métallique (10), à l'extérieur de la partie en renfoncement.
8. Capteur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que: la tige métallique (10) possède une forme creuse 10 possédant une extrémité qui est ouverte au niveau d'une extrémité opposée au diaphragme, et un milieu de pression est appliqué au diaphragme au moyen de l'ouverture de la tige métallique.
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