JP2003194647A - 外力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の表面に正の電圧が印加される導体を設
けることにより、外部のイオンが撓み検出素子側に侵入
するのを防止する。 【解決手段】 基板１の薄肉部４のうち、枠状突起７に
取囲まれたダイヤフラム部４Ａにはピエゾ抵抗素子５を
形成する。また、基板１には、多結晶シリコン材料等か
らなる導電性接合層８を絶縁膜６と枠状突起７とにわた
って設け、その枠状部８Ａには、閉塞板１０を陽極接合
等によって接合する。そして、導電性接合層８には、電
源１５により正の電圧を印加する。これにより、閉塞板
１０中に含まれるイオンが枠状突起７等を介してピエゾ
抵抗素子５に侵入するのを導電性接合層８により防止で
き、ピエゾ抵抗素子５の抵抗値を安定的に保持できると
共に、基板１に加わる圧力を長期間にわたって高い精度
で検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばシリコン基
板に設けられた薄肉部（ダイヤフラム部）の撓み変形を
利用して圧力、荷重、振動等の外力を検出するのに好適
に用いられる外力センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、外力センサとしては、シリコン
基板にイオン注入等を行うことにより撓み検出素子を形
成し、基板に加わる圧力を撓み変形量として検出する半
導体型の圧力センサが知られている（例えば、特開平１
１−１１８６４２号公報等）。

【０００３】この種の従来技術による圧力センサは、シ
リコン基板の裏面側にエッチング加工等を施することに
よって受圧凹溝が形成され、シリコン基板のうち該受圧
凹溝に対応する表面側の部位は、周囲の部位よりも薄肉
となった薄肉部として形成されている。また、薄肉部の
表面側には、ピエゾ抵抗素子等からなる複数の撓み検出
素子が設けられ、該各撓み検出素子は、例えばシリコン
基板に不純物イオン等を注入することによって形成され
ている。

【０００４】また、基板の表面側には、各撓み検出素子
を含めて薄肉部の中央部位を取囲む枠状突起が設けられ
ている。この場合、枠状突起は、例えば酸化シリコン等
の絶縁膜を基板上に設け、この絶縁膜にエッチング処理
等を施すことによって形成されている。そして、基板の
薄肉部のうち枠状突起に取囲まれた部位は、外部から加
わる圧力に応じて撓み変形するダイヤフラム部となって
いる。

【０００５】また、枠状突起の先端面には、例えばガラ
ス材料等からなる閉塞板が陽極接合等の手段により全周
にわたって接合されている。これにより、閉塞板は、ダ
イヤフラム部の表面側に閉塞された空間を画成し、この
閉塞空間は、例えば大気圧とほぼ等しい基準の圧力に保
持された基準圧力室となっている。

【０００６】そして、圧力センサの作動時には、基板の
ダイヤフラム部に裏面側（受圧凹溝側）から圧力が加わ
ると、この圧力と基準圧力室との圧力差に応じてダイヤ
フラム部が撓み検出素子と一緒に撓み変形する。これに
より、圧力センサは、撓み検出素子の変形量に応じて検
出素子の抵抗値が変化し、この抵抗値の変化を圧力とし
て検出するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、例えばガラス材料等からなる閉塞板を基板
上の枠状突起に接合する構成としている。しかし、この
ガラス材料中に含まれるナトリウム等のイオンは、圧力
センサを長期間にわたって使用するうちに、閉塞板から
枠状突起を介して基板側へと徐々に浸透、拡散し、撓み
検出素子の内部または近傍等に侵入することがある。

【０００８】また、例えば基板の表面側に閉塞板を設け
ず、基板の裏面側にガラス板等を接合する構成とした圧
力センサにおいても、センサの使用環境によっては、例
えば基板の周囲に存在する気体や液体中に含まれるイオ
ン等が基板の内部へと徐々に侵入する場合がある。

【０００９】このため、圧力センサの作動時には、撓み
検出素子の近傍等に侵入した外部イオンの影響によって
検出素子の伝導度（抵抗値）が圧力と無関係に変動した
り、各検出素子間に基板を介して微小なリーク電流等が
流れ易くなるため、圧力の検出精度が不安定となり、信
頼性が低下するという問題がある。

【００１０】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は、外部から基板側に侵入
するイオン等によって撓み検出素子の抵抗値が変動する
のを防止でき、基板に加わる外力を長期間にわたって高
い精度で検出できると共に、耐久性、信頼性を向上でき
るようにした外力センサを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために請求項１の発明は、シリコン材料により形成され
周囲の部位よりも薄肉となった薄肉部を有する基板と、
該基板の薄肉部に設けられ前記薄肉部が外力により撓み
変形するのを検出する撓み検出素子とからなる外力セン
サにおいて、前記基板には少なくとも前記薄肉部上に位
置して導電性材料により形成された導体を設け、該導体
に正の電圧を印加する電源手段を設ける構成としたこと
を特徴としている。

【００１２】このように構成することにより、基板の薄
肉部等では、電源手段によって導体に正の電圧を印加で
きるから、この部位に正の電界を形成でき、基板の周囲
に存在するイオンが基板や撓み検出素子の近傍等に侵入
するのをクーロン力によって防止することができる。

【００１３】また、請求項２の発明によると、導体には
電源手段により撓み検出素子に印加する正の電圧と同電
圧以上を印加する構成としている。

【００１４】これにより、撓み検出素子や基板の薄肉部
等が電源電圧とほぼ等しい電圧か、または電源電圧より
も少し電圧降下した正の電圧となっているときにも、導
体をこれらの部位以上の高い電圧に保持でき、導体によ
りイオンの拡散を防止し続けることができる。

【００１５】また、請求項３の発明によると、基板はｎ
型のシリコン基板であり、撓み検出素子は該シリコン基
板の一部に不純物イオンを注入して形成したピエゾ抵抗
素子により構成している。

【００１６】これにより、例えばｎ型のシリコン基板の
表面側に不純物イオンを注入してピエゾ抵抗素子を形成
できる。また、基板の表面側では、基板中に少数キャリ
アとして存在するホール（正孔）の密度を、導体から発
生する正の電界によって減少させることができる。これ
により、ホールの移動によってピエゾ抵抗素子から外部
に漏れるリーク電流を小さく抑えることができる。

【００１７】また、請求項４の発明によると、撓み検出
素子は基板の薄肉部が圧力により撓み変形するときの変
形量を当該圧力として検出する構成としている。

【００１８】これにより、撓み検出素子を用いて圧力セ
ンサを構成でき、基板の薄肉部に加わる圧力を撓み検出
素子によって検出することができる。

【００１９】さらに、請求項５の発明では、シリコン材
料により形成され周囲の部位よりも薄肉となった薄肉部
を有する基板と、該基板の薄肉部に設けられ前記薄肉部
が圧力により撓み変形するのを検出する撓み検出素子
と、該基板の薄肉部に前記撓み検出素子を取囲んで設け
られた枠状突起と、該枠状突起に接合して設けられ前記
薄肉部との間に閉塞された空間を画成する閉塞板とから
なる外力センサにおいて、前記枠状突起には導電性材料
により形成され前記閉塞板が接合される導電性接合部を
設け、該導電性接合部に正の電圧を印加する電源手段を
設ける構成としている。

【００２０】これにより、基板と閉塞板との間には、導
電性接合部を介在させることができる。そして、導電性
接合部には、電源手段によって正の電圧を印加できるか
ら、例えば閉塞板を構成する材料中に含まれるイオンが
導電性接合部を介して基板側に拡散するのを防止するこ
とができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
外力センサとして、圧力センサを例に挙げ、添付図面に
従って詳細に説明する。

【００２２】１は圧力センサの本体部分を構成する基板
で、該基板１は、例えばリン、砒素等の不純物イオンを
含有したｎ型のシリコン基板からなり、図１、図２に示
す如く四角形の平板状に形成されると共に、表面１Ａと
裏面１Ｂとを有している。また、基板１の裏面１Ｂ側に
は、例えば酸化シリコン等の絶縁膜２をマスクとして異
方性のエッチング加工等を施すことにより、表面１Ａに
向けて窪んだ略四角形状の受圧凹溝３が設けられてい
る。

【００２３】４は基板１の中央寄りに位置して周囲の部
位よりも薄肉に形成された四角形状の薄肉部で、該薄肉
部４は、基板１のうち受圧凹溝３の底部側に位置する表
面部位により構成されている。また、薄肉部４のうち後
述の枠状突起７に取囲まれた部位は、受圧凹溝３側に加
わる圧力に応じて撓み変形する四角形状のダイヤフラム
部４Ａとなっている。

【００２４】５は基板１（薄肉部４）のダイヤフラム部
４Ａに設けられた例えば４個の撓み検出素子としてのピ
エゾ抵抗素子で、該各ピエゾ抵抗素子５は、例えばホウ
素等の不純物イオンを基板１の表面１Ａ側に注入するこ
とにより細長い線状をなして形成され、ダイヤフラム部
４Ａの４辺の近傍にそれぞれ配置されている。なお、ピ
エゾ抵抗素子５は、ホウ素等をイオン注入することによ
りｐ型の半導体として形成されている。

【００２５】また、基板１の表面１Ａ側には、ピエゾ抵
抗素子５と一緒にイオン注入を行うことによってピエゾ
抵抗素子５よりも幅広で低抵抗な帯状の配線部５Ａ，５
Ａが設けられ、該各配線部５Ａは、個々のピエゾ抵抗素
子５の両端側に接続されると共に、枠状突起７の位置を
跨いでダイヤフラム部４Ａの外側に延びている。

【００２６】そして、ピエゾ抵抗素子５は、基板１に裏
面側から圧力が加わることにより、ダイヤフラム部４Ａ
と一緒に撓み変形し、このときの変形量に応じてピエゾ
抵抗素子５の抵抗値が変化する。この場合、４個のピエ
ゾ抵抗素子５は、後述の図４に示す如く互いに接続され
てブリッジ回路１３を構成し、各ピエゾ抵抗素子５の抵
抗値の変化は、ブリッジ回路１３の出力端子１３Ａから
圧力の検出信号として出力されるものである。

【００２７】６は基板１の表面１Ａにほぼ全面にわたっ
て設けられた絶縁膜で、該絶縁膜６は、例えば酸化シリ
コン、窒化シリコン等の絶縁性材料により形成され、各
ピエゾ抵抗素子５と配線部５Ａとを覆っている。

【００２８】７は基板１の表面１Ａに絶縁膜６を介して
設けられた枠状突起で、該枠状突起７は、例えば酸化シ
リコン、窒化シリコン等の絶縁性材料により四角形の枠
状体として形成され、絶縁膜６上に突出している。そし
て、枠状突起７は、基板１のうち薄肉部４の中央部位と
各ピエゾ抵抗素子５とを取囲んで配置され、この中央部
位にダイヤフラム部４Ａを形成している。

【００２９】８は枠状突起７と絶縁膜６とにわたって設
けられた導電性接合部としての導電性接合層で、該導電
性接合層８は、例えば多結晶シリコン材料、または不純
物イオンを含有した導電性の多結晶シリコン材料等から
なり、被膜状の導体として形成されると共に、図２、図
３に示す如く枠状突起７を含めて基板１の中央寄りの部
位を覆っている。

【００３０】そして、導電性接合層８のうち枠状突起７
の先端面を覆う部位は、枠状突起７の一部を構成し四角
形の枠状に延びた枠状部８Ａとなり、該枠状部８Ａに
は、例えば陽極接合等の手段により後述の閉塞板１０が
接合されている。また、導電性接合層８の表面側には、
例えば絶縁膜６とほぼ同様の絶縁材料等により形成され
た絶縁保護膜９が設けられ、該絶縁保護膜９は、導電性
接合層８の上から基板１の表面１Ａ側をほぼ全面にわた
って覆っている。

【００３１】また、導電性接合層８は、後述の配線パタ
ーン１４等を介して電源１５に接続され、予め定められ
た正の電圧が印加されている。この場合、導電性接合層
８に印加される電圧は、電源１５から各ピエゾ抵抗素子
５（ブリッジ回路１３）に印加される最大の電圧（電源
電圧）とほぼ等しい大きさに設定され、例えば５〜１０
Ｖ程度の電圧値に保持されているものである。

【００３２】これにより、導電性接合層８は、図３に示
す如く、後述の閉塞板１０中に含まれるナトリウム等の
陽イオン１７を電気的な反発力（クーロン力）によって
閉塞板１０側に閉じ込め、これらの陽イオン１７が閉塞
板１０から導電性接合層８、枠状突起７等を介して基板
１側に浸透、拡散するのを防止している。

【００３３】また、導電性接合層８は、その電圧に応じ
た正の電界を基板１の表面１Ａ側に作用させることによ
り、ｎ型のシリコン材料中に少数キャリアとして存在す
るホール（正孔）の密度を基板１の表面１Ａ側で減少さ
せ、このホールの移動によって各ピエゾ抵抗素子５間に
リーク電流が流れるのを防止する構成となっている。

【００３４】１０は導電性接合層８を介して枠状突起７
の先端面に接合された閉塞板で、該閉塞板１０は、例え
ばガラス材料等を用いて形成され、陽極接合等の手段に
より導電性接合層８の枠状部８Ａに全周にわたって接合
されている。これにより、閉塞板１０とダイヤフラム部
４Ａとの間には、例えば大気圧とほぼ等しい基準の圧力
等をもって閉塞された基準圧力室１１が画成されてい
る。

【００３５】一方、１２は例えばアルミニウム等の金属
材料により絶縁保護膜９上に設けられた複数の配線パタ
ーンで、該各配線パターン１２は、図２に示す如く、そ
の一端側が絶縁保護膜９と絶縁膜６とを貫通して各ピエ
ゾ抵抗素子５の配線部５Ａにそれぞれ接続されている。
また、各配線パターン１２は、他端側が外部の信号処理
回路（図示せず）等に接続され、これにより各ピエゾ抵
抗素子５は、図４に示す如く、出力端子１３Ａ，１３Ａ
を有するブリッジ回路１３を構成している。

【００３６】１４は絶縁保護膜９上に設けられた他の配
線パターンで、該配線パターン１４は、絶縁保護膜９を
貫通して導電性接合層８と電源１５側との間を接続して
いるものである。

【００３７】１５は圧力センサに付設された電源で、該
電源１５は、例えばアース１６の電位を基準として５〜
１０Ｖ程度の正の電圧を出力し、この電圧を導電性接合
層８とブリッジ回路１３とに印加するものである。

【００３８】本実施の形態による圧力センサは上述如き
構成を有するもので、次にその作動について説明する。

【００３９】まず、圧力センサの作動時には、基板１の
受圧凹溝３に圧力が加わると、この圧力と基準圧力室１
１との圧力差に応じてダイヤフラム部４Ａが各ピエゾ抵
抗素子５と一緒に撓み変形し、この変形量に応じてピエ
ゾ抵抗素子５の抵抗値が変化する。そして、ブリッジ回
路１３は、電源１５から給電されることにより、ピエゾ
抵抗素子５の抵抗値の変化に応じた検出信号を出力端子
１３Ａから出力するので、この検出信号を用いて圧力を
検出することができる。

【００４０】また、圧力センサの製造後には、図３に示
す如く、閉塞板１０を構成するガラス材料中に含まれる
ナトリウム等の陽イオン１７が導電性接合層８の枠状部
８Ａ、枠状突起７等を介して基板１側に浸透、拡散しよ
うとする。しかし、導電性接合層８は、電源１５により
正の電圧に保持されているので、これらの陽イオン１７
をクーロン力の反発によって閉塞板１０側に閉じ込める
ことができる。

【００４１】また、仮りに閉塞板１０側に陰イオンが存
在する場合には、この陰イオンが導電性接合層８に引寄
せられる。しかし、この場合には、導電性接合層８から
基板１側に拡散しようとする陰イオンをクーロン力によ
り吸引して導電性接合層８内に閉じ込めることができる
から、本実施の形態では、陽イオンと陰イオンの両方に
対して基板１側への拡散を防止することができる。

【００４２】また、基板１の表面１Ａ側には、導電性接
合層８から正の電界が作用するようになるため、例えば
図３中に仮想線で示す基板１の表面部位１８等では、ｎ
型のシリコン材料中に多数キャリアとして存在する電子
の密度が増加し、少数キャリアとして存在するホールの
密度が減少する。これにより、ホールの密度に応じて各
ピエゾ抵抗素子５間に流れるリーク電流等を小さく抑え
ることができる。

【００４３】かくして、本実施の形態によれば、電源１
５により正の電圧を印加する導電性接合層８を絶縁膜６
と枠状突起７とにわたって設け、その枠状部８Ａに閉塞
板１０を接合する構成としたので、閉塞板１０中に含ま
れるナトリウム等の陽イオン１７をクーロン力の反発に
よって閉塞板１０側に留めることができ、また基板１側
に侵入しようとする陰イオンをクーロン力により吸引し
て導電性接合層８内に留めることができる。

【００４４】これにより、これらのイオンが枠状突起７
等を介して基板１のダイヤフラム部４Ａに侵入し、侵入
したイオン等によってピエゾ抵抗素子５の抵抗値（伝導
度）が不安定となるのを防止でき、ピエゾ抵抗素子５を
保護することができる。

【００４５】また、ピエゾ抵抗素子５は、絶縁膜６を挟
んで導電性接合層８と対面するように配置され、これら
３つの層は実質的にＭＯＳ型構造をなしているため、ピ
エゾ抵抗素子５の伝導度は導電性接合層８の電圧に応じ
て変動し易い。従って、導電性接合層８の電位が固定さ
れていない従来技術の圧力センサの場合には、閉塞板の
接合部位に蓄積されている電荷等によって電位が発生
し、この電位によってピエゾ抵抗素子の伝導度が変動
し、測定精度を劣化させることがある。しかし、本実施
の形態では、導電性接合層８を一定の正電圧に保持して
いるので、この電圧が不定となることによってピエゾ抵
抗素子５の伝導度が変動するのを防止でき、圧力を安定
的に検出することができる。

【００４６】従って、ダイヤフラム部４Ａに加わる圧力
をピエゾ抵抗素子５により長期間にわたって高い精度で
検出でき、簡単な構造で圧力の検出動作を安定化できる
と共に、耐久性、信頼性を向上させることができる。

【００４７】しかも、本実施の形態では、例えば基板１
としてｎ型のシリコン基板を用いているので、その表面
部位１８等では、導電性接合層８から正の電界が作用す
ることによって少数キャリア（ホール）の密度を減少さ
せることができる。これにより、各ピエゾ抵抗素子５間
にリーク電流が流れるのを防止でき、検出精度をより高
めることができる。

【００４８】また、導電性接合層８には、電源１５によ
りピエゾ抵抗素子５に印加する電圧とほぼ等しい正の電
圧を印加するようにしたので、ピエゾ抵抗素子５やダイ
ヤフラム部４Ａ等が電源電圧とほぼ等しい電圧か、また
は電源電圧よりも少し電圧降下した正の電圧となってい
るときにも、導電性接合層８をこれらの部位以上の高い
電圧に保持でき、導電性接合層８によるイオンの拡散防
止機能を安定的に維持することができる。

【００４９】また、導電性接合層８を、例えば多結晶シ
リコン材料により絶縁膜６と枠状突起７とを覆う被膜と
して形成したので、エッチング加工等の手段を用いて導
電性接合層８を容易に加工成形できると共に、配線パタ
ーン１４への接続スペースも十分に確保することができ
る。

【００５０】なお、前記実施の形態では、電源１５から
ピエゾ抵抗素子５と導電性接合層８とにほぼ等しい正の
電圧を印加する構成としたが、本発明はこれに限らず、
例えば図５に示す変形例のように、ピエゾ抵抗素子５
（ブリッジ回路１３）に正の電圧Ｖ1を印加する電源１
５と、導電性接合層８に正の電圧Ｖ2を印加する電源１
５′とを別個の電源として構成し、電源１５′の電圧Ｖ
2を電源１５の電圧Ｖ1よりも大きな電圧（Ｖ2＞Ｖ1）に
設定する構成としてもよい。

【００５１】また、実施の形態では、導電性接合層８を
枠状突起７と絶縁膜６とにわたって設ける構成とした
が、本発明はこれに限らず、例えば導電性接合層８の枠
状部８Ａだけを導体として残し、他の部位を除去する構
成としてもよい。

【００５２】また、実施の形態では、枠状突起７と導電
性接合層８とを異なる材料により形成したが、本発明は
これに限らず、例えば枠状突起と導電性接合部とを多結
晶シリコン材料により導体として一体に形成する構成と
してもよい。

【００５３】また、実施の形態では、導電性接合層８を
多結晶シリコン材料により形成したが、本発明はこれに
限らず、導電性接合部を、閉塞板と接合可能な他の導電
性材料を用いて形成する構成としてもよい。

【００５４】さらに、実施の形態では、ｎ型のシリコン
材料により形成された基板１を例に挙げて述べたが、本
発明はこれに限らず、例えばｐ型のシリコン基板を用い
てもよく、また２枚のシリコン板の間に酸化膜を介在さ
せたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏ
ｒ）基板を用いる構成としてもよい。

【００５５】また、実施の形態では、圧力センサを例に
挙げて述べたが、本発明はこれに限るものではなく、例
えば荷重、振動、加速度等を含めた各種の外力を検出す
る外力センサに適用できるのは勿論である。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明によ
れば、基板には、少なくとも薄肉部上に位置して導電性
材料により形成された導体を設け、該導体に正の電圧を
印加する電源手段を設ける構成としたので、基板の周囲
に存在する陽イオンをクーロン力の反発によって基板の
外部に留めることができ、また基板側に侵入しようとす
る陰イオンをクーロン力により吸引して導体内に留める
ことができる。これにより、これらのイオンが基板の薄
肉部に侵入し、撓み検出素子の抵抗値が不安定となった
り、導体の電圧が不定となることによって撓み検出素子
の伝導度が変動するのを確実に防止することができる。
従って、基板に加わる外力を撓み検出素子により長期間
にわたって高い精度で検出でき、簡単な構造で外力の検
出動作を安定化できると共に、耐久性、信頼性を向上さ
せることができる。

【００５７】また、請求項２の発明によれば、電性接合
部には、撓み検出素子に印加する正の電圧と同電圧以上
を印加する構成としたので、撓み検出素子や基板の薄肉
部等が電源電圧とほぼ等しい電圧か、または電源電圧よ
りも少し電圧降下した正の電圧となっているときにも、
導体をこれらの部位以上の高い電圧に保持でき、イオン
の拡散防止機能を安定的に維持することができる。

【００５８】また、請求項３の発明によれば、ｎ型のシ
リコン基板に不純物イオンを注入してピエゾ抵抗素子を
形成する構成としたので、例えば基板の表面部位等で
は、導電性接合部から正の電界が加わることによって少
数キャリア（ホール）の密度を減少させることができ
る。これにより、各ピエゾ抵抗素子間にリーク電流が流
れるのを防止でき、検出精度をより高めることができ
る。

【００５９】また、請求項４の発明によれば、撓み検出
素子は、基板の薄肉部が圧力により撓み変形するときの
変形量を当該圧力として検出する構成としたので、圧力
センサの撓み検出素子をイオン等の侵入から保護でき、
圧力の検出精度を高めることができる。

【００６０】さらに、請求項５の発明によれば、枠状突
起には、閉塞板が接合される導電性接合部を設け、該導
電性接合部には電源手段により正の電圧を印加する構成
としたので、閉塞板中に含まれる陽イオンをクーロン力
の反発によって閉塞板側に留めることができ、また基板
側に侵入しようとする陰イオンをクーロン力により吸引
して導電性接合部内に留めることができる。これによ
り、これらのイオンが枠状突起等を介して基板の薄肉部
に侵入し、撓み検出素子の抵抗値が不安定となるのを防
止できると共に、導電性接合部の電圧が不定となること
によって撓み検出素子の伝導度が変動するのを確実に防
止することができる。従って、基板に加わる圧力を撓み
検出素子により長期間にわたって高い精度で検出でき、
耐久性、信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による圧力センサを示す縦
断面図である。

【図２】図１中の矢示II−II方向からみた圧力センサの
断面図である。

【図３】枠状突起、導電性接合層等を拡大して示す図１
中の要部拡大断面図である。

【図４】ピエゾ抵抗素子によるブリッジ回路と導電性接
合層の接続状態を示す回路図である。

【図５】本発明の変形例による圧力センサの接続状態を
示す回路図である。

【符号の説明】

１ 基板 １Ａ 表面 １Ｂ 裏面 ２，６ 絶縁膜 ３ 受圧凹溝 ４ 薄肉部 ４Ａ ダイヤフラム部 ５ ピエゾ抵抗素子（撓み検出素子） ５Ａ 配線部 ７ 枠状突起 ８ 導電性接合層（導体） ８Ａ 枠状部 ９ 絶縁保護膜 １０ 閉塞板 １１ 基準圧力室 １２，１４ 配線パターン １３ ブリッジ回路 １３Ａ 出力端子 １５，１５′ 電源（電源手段） １６ アース １７ イオン １８ 表面部位

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F055 AA40 BB20 CC02 DD05 EE14 FF38 GG49 4M112 AA01 AA02 AA06 BA01 CA01 CA03 CA07 CA09 CA11 CA12 DA03 DA04 DA10 DA18 EA02 EA04 EA06 EA07 EA10 EA11 EA13 FA06 FA20

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリコン材料により形成され周囲の部位
   よりも薄肉となった薄肉部を有する基板と、該基板の薄
   肉部に設けられ前記薄肉部が外力により撓み変形するの
   を検出する撓み検出素子とからなる外力センサにおい
   て、 前記基板には少なくとも前記薄肉部上に位置して導電性
   材料により形成された導体を設け、該導体に正の電圧を
   印加する電源手段を設ける構成としたことを特徴とする
   外力センサ。
2. 【請求項２】 前記導体には前記電源手段により撓み検
   出素子に印加する正の電圧と同電圧以上を印加する構成
   としてなる請求項１に記載の外力センサ。
3. 【請求項３】 前記基板はｎ型のシリコン基板であり、
   前記撓み検出素子は該シリコン基板の一部に不純物イオ
   ンを注入して形成したピエゾ抵抗素子である請求項１ま
   たは２に記載の外力センサ。
4. 【請求項４】 前記撓み検出素子は前記基板の薄肉部が
   圧力により撓み変形するときの変形量を当該圧力として
   検出する構成としてなる請求項１，２または３に記載の
   外力センサ。
5. 【請求項５】 シリコン材料により形成され周囲の部位
   よりも薄肉となった薄肉部を有する基板と、該基板の薄
   肉部に設けられ前記薄肉部が圧力により撓み変形するの
   を検出する撓み検出素子と、該基板の薄肉部に前記撓み
   検出素子を取囲んで設けられた枠状突起と、該枠状突起
   に接合して設けられ前記薄肉部との間に閉塞された空間
   を画成する閉塞板とからなる外力センサにおいて、 前記枠状突起には導電性材料により形成され前記閉塞板
   が接合される導電性接合部を設け、該導電性接合部に正
   の電圧を印加する電源手段を設ける構成としたことを特
   徴とする外力センサ。