JP2007263681A - Pressure detection device and intake path of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スロットル弁下流の吸気通路内の吸気負圧を検出する圧力検出装置およびこの圧力検出装置を取り付けた内燃機関の吸気通路に関する。 The present invention relates to a pressure detection device that detects intake negative pressure in an intake passage downstream of a throttle valve, and an intake passage of an internal combustion engine to which the pressure detection device is attached.
例えば自動車用エンジンに設けられる電子制御燃料噴射装置では、吸気管負圧は燃料噴射量を決定するために重要な要素である。 For example, in an electronically controlled fuel injection device provided in an automobile engine, intake pipe negative pressure is an important factor for determining the fuel injection amount.
このため吸気管負圧を検出する圧力検出装置が設けられ、吸気通路のスロットル弁よりも下流側に開口する圧力導入路を介して、圧力検出装置へ吸気通路の負圧が導かれる。 For this reason, a pressure detection device for detecting the intake pipe negative pressure is provided, and the negative pressure in the intake passage is guided to the pressure detection device via a pressure introduction passage that opens downstream from the throttle valve in the intake passage.
図3は、自動車用エンジンの概略図である。図3に示したようなエンジン40の基本的な動作を説明する。まず、吸気通路(インテーク・マニホールド)46からシリンダー50へ向かって空気が供給されている。また燃料は、燃料噴射装置45より噴射され、吸気通路46を流れる空気と供に、内燃機関のシリンダー50の中へ供給されている。
FIG. 3 is a schematic view of an automobile engine. The basic operation of the
シリンダー50内ではピストン51と弁48、点火プラグ49がそれぞれ同期を取りながら動作することにより、空気と燃料の混合気を、「吸気する」→「圧縮する」→「燃焼(点火・膨張)させる」→「排気する(排気ガス)」という一連の動作を繰り返しおこなわせることでエンジンとして動作する。
In the
エンジンの回転数やパワーを制御するためには、吸気通路46を流れる空気の量と、燃料噴射装置45より噴射させる燃料の量を制御すればよい。吸気通路46に流れる空気の量を制御するための機械的な弁がスロットル弁44である。スロットル弁44は、運転席にあるアクセルの操作に応じて開閉がおこなわれ、吸気通路46に流れる空気の量を制御している。
In order to control the engine speed and power, the amount of air flowing through the
さらに、スロットルボディ41内のスロットル弁44にて制御された吸気通路46内を流れる空気の量がどれくらいであるかを計測するために圧力導入路42を介して圧力検出装置43が用いられている。この圧力検出装置43によって計測された値はエンジン制御装置(ECU)47に出力され、圧力検出装置43の値を元にエンジン制御装置(ECU)47が燃料噴射装置45から噴射する燃料の量を制御する。これにより、シリンダー50内での燃焼効率の向上・最適化を図っている。
Further, a
近年、二酸化炭素排出量など環境負荷に対する制限が年々厳しくなっており、二輪車用エンジンの燃焼効率の向上は環境負荷対策において最も効果的な分野である。したがって、燃焼効率の向上をおこなうにあたり、吸気通路の圧力と温度を測る検出手段が重要な役割を担っている。 In recent years, restrictions on environmental loads such as carbon dioxide emissions have become stricter year by year, and improvement of the combustion efficiency of motorcycle engines is the most effective field for environmental load countermeasures. Accordingly, detection means for measuring the pressure and temperature of the intake passage plays an important role in improving combustion efficiency.
従来、この内燃機関の吸気通路の圧力を計測するための圧力検出装置(圧力センサ)としては、拡散抵抗によるピエゾ抵抗効果を用いたものや、静電容量を用いたものなどの半導体式センサが知られている。 Conventionally, as a pressure detection device (pressure sensor) for measuring the pressure of the intake passage of the internal combustion engine, a semiconductor sensor such as a device using a piezoresistance effect by diffusion resistance or a device using capacitance is used. Are known.
図4は、圧力検出装置を示す外観図であり、図5は、図4のI−Iにおける断面図ある。 FIG. 4 is an external view showing the pressure detection device, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line II in FIG.
この圧力検出装置は、樹脂でできた収納容器本体61のセンサマウント部62に、センサ素子である半導体圧力センサチップ63を搭載したガラス台座69を接着剤81等により固定し、半導体圧力センサチップ63とリード端子(リードフレーム)65とをボンディングワイヤ66によって電気的に接続し、ゲル状保護部材67で半導体圧力センサチップ63の表面およびボンディングワイヤ66を保護し、収納容器本体61に圧力導入管64を接着して圧力検出室68を構成したものである。
In this pressure detection device, a
圧力導入管64は、収納容器本体61との接合に供せられる基部71と、被測定媒体を導入するための筒部72とからなる。筒部72内には、保護部73が、圧力検出室68と筒部72内の空間とが流通した状態で圧力検出室68の入り口を略塞ぐように設けられている。筒部72内の空間は圧力の被測定空間(図示せず)に連通接続する。
The
保護部73は、筒部72内に突出するたとえば3片の突起部74,75,76によって構成されている。これら3片の突起部74,75,76は、筒部72内を基部71の反対側(図5において上側)から見たときに、3片の突起部74,75,76によって圧力検出室68内が殆どまたは完全に見えないように配置されている。なお、保護部73は2片、または4片以上の突起部で構成されていてもよい。このような、圧力検出装置では、ガソリンなどの劣化し固形化した異物が、圧力検出室内に入ってセンシング部表面に衝突するのを防ぎダイアフラムの変化量の変動を防ぐものである。このような圧力検出装置は特許文献1に述べられている。
The
図6は、図5で示した半導体圧力センサチップ63の平面図である。
FIG. 6 is a plan view of the semiconductor
これは、ピエゾ抵抗効果を用いた半導体圧力センサであり、ダイアフラム84に図示しない抵抗素子が形成されている。その周りには、抵抗素子からの信号を増幅する増幅回路、感度調整回路、オフセット調整回路、温度特性調整回路、これら調整回路へ調整用トリミングデータを送るEPROMなどからなる信号処理回路82が配置されている。チップの両側に、EPROMのトリミング、電源入力およびセンサ出力のための入出力パッド83が配置されている。
This is a semiconductor pressure sensor using a piezoresistance effect, and a resistance element (not shown) is formed on the
図7は、書き込み動作を行わせた後のEPROMの要部断面図であり、図8は、図7の等価回路図であり、図9は、EPROMの初期状態と書き込み後それぞれのMOSFETのしきい値電圧とドレイン電流の関係を示す図である。なお、初期状態の閾値電圧:Vth(ini)、書き込み後の閾値電圧:Vth(wri)である。 7 is a cross-sectional view of the main part of the EPROM after the write operation is performed, FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of FIG. 7, and FIG. 9 shows the initial state of the EPROM and the respective MOSFETs after the write. It is a figure which shows the relationship between a threshold voltage and drain current. Note that the threshold voltage in the initial state is Vth (ini), and the threshold voltage after writing is Vth (wri).
図7は、一層ポリシリコン構造にて構成されたEPROMであり、1セル分について示す。p型の半導体基板1の表面層にn型のコントロールゲート領域2が形成され、この上に、ゲート絶縁膜5を介してフローティングゲート7が形成されている。フローティングゲート7は、ドレイン領域3とソース領域4との間の半導体基板1の上に形成されたゲート絶縁膜5の上にも形成されている。半導体基板1、ドレイン領域3、ソース領域4およびフローティングゲート7より構成されるMOSFET15とコントロールゲート領域2とはLOCOS6によって分離されている。フローティングゲート7の上には、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜8が形成されており、層間絶縁膜8にコンタクト孔を形成し、コントロールゲート電極9、ドレイン電極10およびソース電極11がそれぞれ、コントロールゲート領域2、ドレイン領域3およびソース領域4と接続するように形成されている。コントロールゲート電極9、ドレイン電極10およびソース電極11の上にシリコン窒化膜からなる表面保護膜13が形成されている。ここまでが、半導体圧力センサチップ63を構成するものである。表面保護膜13の上は、図5で示したように、ゲル状保護部材14(67)により保護されている。
FIG. 7 shows an EPROM having a single-layer polysilicon structure, and shows one cell. An n-type
EPROMへ書き込みを行うには、コントロールゲート電極9とドレイン電極10にかなり高い電圧を印加する。このときソース電極11と半導体基板1を接地する。ソース領域4から半導体基板1に注入された電子がゲート絶縁膜5を突き抜けフローティングゲート7に電子(図7のマイナス電荷で示す。)が注入され、フローティングゲート7がマイナス側に帯電したような形になる。図8に示すように、コントロールゲート領域2とフローティングゲート7とその間のゲート絶縁膜5がコンデンサC1を構成し、フローティングゲート7と半導体基板1とその間のゲート絶縁膜5がコンデンサC2を構成している。図8のA部に示すように、フローティングゲート7に注入された電子は、あたかも逆起電力を起す電池のような形になり、コントロールゲート電極9より印加される電圧(Vcg)を打消すような役割を果たす。
In order to write to the EPROM, a considerably high voltage is applied to the
図9に示すように、書き込み後のEPROM特性は、判定電圧より高い電圧を入力しないとMOSFET15がオンできないような状態へ遷移する。なお、判定電圧はVth(ini)とVth(wri)との間に設定する。定常時はこの判定電圧がVcgとして与えられるような回路にしておくことにより、初期状態のセルはMOSFET15がオンし、書き込み後のセルはMOSFET15がオフする、という2値状態を作り出し、これをデジタルの”0”,”1”として用いることが可能となっている。
As shown in FIG. 9, the EPROM characteristics after writing transition to a state in which the
図3のエンジン40において、吸気中には、燃料タンク内や燃料噴射時の摩擦によって帯電したガソリンや、水分等が含まれており、これらがゲル状保護部材14表面に付着すると誤動作の原因となる。誤動作のメカニズムは以下の通りである。
In the
図10は、帯電ガソリンが表面に付着した場合のEPROMの要部断面図であり、図11は、図10の等価回路図である。 FIG. 10 is a cross-sectional view of the main part of the EPROM when charged gasoline adheres to the surface, and FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of FIG.
ゲル状保護部材14の表面に帯電したガソリン(図10のプラス電荷で示す。)が付着すると、帯電したガソリンが一方の電極となりフローティングゲート7が他方の電極となりその間にあるゲル状保護部材14,表面保護膜13,および層間絶縁膜8とでコンデンサC3が構成され、このコンデンサC3を介して、ゲル状保護部材14の表面の電位(Vgel)がフローティングゲート7に伝えられ、フローティングゲート7の電位が変動する。本来、定常状態では判定電圧(Vcg)は一定であるため、EPROMの書き込み有無によりMOSFET15のオン/オフ状態が決定するが、帯電したガソリンが付着した場合、判定電圧が狂わされた形となり、図10のように、プラスに帯電したガソリンが付着した場合は、書き込まれているEPROMが、書き込んでいない(初期状態)EPROMと等価となりすべてのMOSFET15がオンする場合があり、また、マイナスに帯電したガソリンが付着した場合は、書き込んでいないEPROMが、書き込まれているEPROMと等価となりすべてのMOSFET15がオフする場合がある。これらの場合、EPROMにて設定したデジタルデータが化けてしまい、圧力検出装置の出力の変動につながってしまう。
When charged gasoline (indicated by a positive charge in FIG. 10) adheres to the surface of the gel-like
従来、帯電したガソリンが圧力検出装置のセンシング部表面に到達しないように圧力導入路にフィルタ等を設けたものが特許文献2などで提案されている。また、圧力検出装置の半導体回路パターンが形成されていない側で圧力を感知する方式(裏面加圧方式)を採用したものが特許文献3などで知られている。
従来、2輪用、特にスポーツバイク向け圧力センサはクイックレスポンスを要求されるため燃料噴射装置の近傍に圧力検出装置が配置される場合が多い。この場合、燃料タンク内や燃料噴射時の摩擦によってガソリンが帯電することはよく知られている。圧力検出装置に感度、オフセットおよび温度特性の調整のためにEPROMトリミングを用いている場合、圧力検出装置のゲル状保護部材に帯電したガソリンが付着してセンサ性能を悪化させる問題がある。これらの問題を生じさせないために、特許文献2に記載のようにフィルタを圧力導入路に設けたり、特許文献3に記載のように裏面加圧式の圧力検出装置を選択したりすることが行われていたが、コスト的に高価となる問題があった。また、特許文献1では、帯電ガソリンの付着の問題については何ら記載されていない。今回の発明は、安価、高精度で製造でき、帯電ガソリンの影響を受けにくい表面加圧式の圧力検出装置および内燃機関の吸気通路を提供することである。
Conventionally, since pressure sensors for two-wheeled vehicles, particularly sports bikes, require a quick response, a pressure detecting device is often disposed in the vicinity of the fuel injection device. In this case, it is well known that gasoline is charged by friction in the fuel tank or during fuel injection. When EPROM trimming is used for adjusting sensitivity, offset, and temperature characteristics in the pressure detection device, there is a problem that charged gasoline adheres to the gel-like protective member of the pressure detection device and deteriorates the sensor performance. In order not to cause these problems, a filter is provided in the pressure introduction path as described in
前記課題を解決するために、内燃機関の吸気通路のスロットル弁下流側に連通接続された圧力導入路に、該圧力導入路と絶縁膜を介して位置する、半導体基板に形成されたEPROMのフローティングゲートを備えた圧力検出装置において、
前記フローティングゲート上の前記絶縁膜内に金属シールド電極を備えたものとする。
In order to solve the above-mentioned problem, a floating of an EPROM formed on a semiconductor substrate is located in a pressure introduction path that is connected to a downstream side of a throttle valve of an intake passage of an internal combustion engine, with the pressure introduction path and an insulating film interposed therebetween. In a pressure detection device with a gate,
It is assumed that a metal shield electrode is provided in the insulating film on the floating gate.
または、内燃機関の吸気通路のスロットル弁下流側に連通接続された圧力導入路に配置される圧力検出装置であって、
前記圧力検出装置は、圧力を電気信号に変換するセンサ素子と、前記センサ素子からの電気信号を処理する信号処理回路素子と、前記センサ素子および前記信号処理回路素子を収納する圧力検出室と、前記圧力検出室と前記圧力導入路とを連通接続する圧力導入管と、前記圧力センサ素子および前記信号処理回路素子を前記圧力検出室と分離する絶縁性ゲル状保護部材と、を備え、
前記信号処理回路素子には、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成されたフローティングゲートと、該フローティングゲート上に層間絶縁膜を介して形成された金属シールド電極と、該金属シールド電極上に表面保護膜を有するEPROMを備え、
前記表面保護膜上に前記ゲル状保護部材を介して前記圧力検出室が位置するものとする。
Or a pressure detection device disposed in a pressure introduction path connected to a downstream side of a throttle valve of an intake passage of an internal combustion engine,
The pressure detection device includes a sensor element that converts pressure into an electrical signal, a signal processing circuit element that processes an electrical signal from the sensor element, a pressure detection chamber that houses the sensor element and the signal processing circuit element, A pressure introduction pipe that communicates and connects the pressure detection chamber and the pressure introduction path; and an insulating gel-like protective member that separates the pressure sensor element and the signal processing circuit element from the pressure detection chamber,
The signal processing circuit element includes a floating gate formed on a semiconductor substrate through a gate insulating film, a metal shield electrode formed on the floating gate through an interlayer insulating film, and on the metal shield electrode EPROM having a surface protective film,
The pressure detection chamber is positioned on the surface protective film via the gel-like protective member.
また、前記圧力導入管の内側に、前記圧力検出室と前記被測定空間とが流通した状態で前記圧力検出室の入り口を略塞ぐように設けられた保護部を備えたものとする。 Further, it is assumed that a protective portion provided so as to substantially block the entrance of the pressure detection chamber in a state where the pressure detection chamber and the space to be measured are circulated inside the pressure introduction pipe.
また、前記センサ素子と前記信号処理回路素子とが同一半導体基板内に集積されたものとする。 The sensor element and the signal processing circuit element are integrated on the same semiconductor substrate.
また、前記センサ素子と前記信号処理回路素子とが別々の半導体基板内に形成されたものとする。 Further, it is assumed that the sensor element and the signal processing circuit element are formed in separate semiconductor substrates.
また、前記EPROMは、p型半導体基板の表面層に形成されたn型コントロールゲート領域と、該n型コントロールゲート領域に接続するコントロールゲート電極と、前記n型コントロールゲート領域上に前記層間絶縁膜を介して形成されたポリシリコンからなる前記フローティングゲートと、前記フローティングゲートをゲート電極としたn型MOSトランジスタとを備えたものとする。 The EPROM includes an n-type control gate region formed in a surface layer of a p-type semiconductor substrate, a control gate electrode connected to the n-type control gate region, and the interlayer insulating film on the n-type control gate region. And the n-type MOS transistor using the floating gate as a gate electrode.
さらに、前記金属シールド電極と前記コントロールゲート電極とが同一の材料からなるものとする。 Further, the metal shield electrode and the control gate electrode are made of the same material.
さらに、前記金属シールド電極は、接地されているものとする。 Further, the metal shield electrode is grounded.
さらに、前記金属シールド電極は、前記EPROMの電源と接続されているものとする。 Further, the metal shield electrode is connected to the power source of the EPROM.
または、内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁と、前記吸気通路に設けられた燃料噴射装置と、前記スロットル弁の下流側で前記スロットル弁と前記燃料噴射装置の間の前記吸気通路に設けられた圧力導入路と、
この圧力導入路に設けられ、該圧力導入路と絶縁膜を介して位置する半導体基板に形成されたEPROMのフローティングゲート上の絶縁膜内に金属シールド電極を備えた圧力検出装置と、を備えた内燃基板の吸気通路とする。
Alternatively, a throttle valve provided in an intake passage of an internal combustion engine, a fuel injection device provided in the intake passage, and provided in the intake passage between the throttle valve and the fuel injection device on the downstream side of the throttle valve. A pressure introduction path,
A pressure detection device provided with a metal shield electrode in the insulating film on the floating gate of the EPROM formed in the semiconductor substrate located on the semiconductor substrate located through the pressure introducing path and the insulating film. The intake passage of the internal combustion board is used.
前記解決手段により、2輪用、特にスポーツバイク向け圧力センサでクイックレスポンスを要求されるため燃料噴射装置の近傍に配置される圧力検出装置において、感度、オフセットおよび温度特性の調整にEPROMトリミングを用いている場合、フローティングゲートの上層に金属シールド電極を設けることにより、帯電ガソリンが吸気通路に設けられる負圧検出用圧力検出装置のセンシング部の表面に付着してセンサ性能を悪化させる現象を生じない、信頼性の高い圧力検出装置および内燃機関の吸気通路を提供することが可能となる。 With the above solution, in the pressure detection device disposed near the fuel injection device because a quick response is required for a pressure sensor for a motorcycle, particularly for a sports motorcycle, EPROM trimming is used to adjust sensitivity, offset and temperature characteristics. In this case, by providing a metal shield electrode in the upper layer of the floating gate, the charged gasoline adheres to the surface of the sensing part of the negative pressure detecting pressure detecting device provided in the intake passage, and the phenomenon of deteriorating the sensor performance does not occur. It is possible to provide a highly reliable pressure detection device and an intake passage for an internal combustion engine.
[実施例1]
図4、図5および図6に示す圧力検出装置において、以下に示すEPROMを製作した。
[Example 1]
In the pressure detection device shown in FIGS. 4, 5, and 6, the following EPROM was manufactured.
図1は、本発明の圧力検出装置のEPROMの要部断面図であり、図2は、図1の等価回路図を示す。 FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of the EPROM of the pressure detection device of the present invention, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of FIG.
図10と同一箇所には同一の符号を付した。図10と異なる点は、フローティングゲート7の上に金属シールド電極12を設けた点である。金属シールド電極12は、コントロールゲート電極9、ドレイン電極10およびソース電極11と同時にスパッタにより形成している。図1では、1セル分のみしか示していないが、他に複数のセルが存在し、他のセルにおいてもフローティングゲート7の上に金属シールド電極12が形成され、全ての金属シールド電極12が同電位に保持されるようにする。図2に示すように金属シールド電極12の電位は接地されている。このように、フローティングゲート7の上に金属シールド電極12を設けることにより、図2に示すように、フローティングゲート7の上層に設けられた金属シールド電極12、フッ素系ゲル(例えば、フロロシリコーンゲル)などからなるゲル状保護部材14表面からフローティングゲート7へ影響を及ぼしていた経路を遮断し、強制的にGNDへバイパスすることで、フローティングゲートへの影響(経路)を無くしてしまう効果を有している。よって、この圧力検出装置は、ゲル状保護部材14の表面に帯電したガソリンが付着しても出力の変動が抑制され、センサ性能を悪化させる現象を生じない。また、本実施例では、金属シールド電極12の膜付け処理と、コントロールゲート電極9、ドレイン電極10およびソース電極11などのチップ上の電気的な接続をするための配線に用いる金属の膜付け処理を1工程で(同時に)実施することによって従来工程に追加工数を必要としない。
The same parts as those shown in FIG. The difference from FIG. 10 is that a
また、本実施例では、図4,5,6に示した圧力検出装置を用いているため保護部73が形成されており帯電したガソリンがゲル状保護部材14に付着することも抑制することができ、より確実に圧力検出装置の出力の変動を防止することができる。なお、保護部73が形成されていない圧力検出装置であっても本発明の効果を奏することができる。
Further, in this embodiment, since the pressure detection device shown in FIGS. 4, 5, and 6 is used, the
また、本実施例では、金属シールド電極12を接地したが、EPROMの電源に接続することにより所定電位に保持してもよい。
In this embodiment, the
また、本実施例は、EPROMのフローティングゲート7と圧力検出室68との間に相関絶縁膜8、表面保護膜13、ゲル状保護部材14などの絶縁膜を備えたものにおいて適応できるものであるため、本実施例では、センサ素子として半導体圧力センサチップ63を用いたが、表面圧力を電気信号に変換するセンサ素子と、センサ素子からの電気信号を処理する上記のEPROMを備えた信号処理回路素子とを別の半導体チップとして形成してもよい。
Further, this embodiment can be applied to a case in which an insulating film such as a
1 半導体基板
2 コントロールゲート領域
3 ドレイン領域
4 ソース領域
5 ゲート絶縁膜
6 LOCOS
7 フローティングゲート
8 層間絶縁膜
9 コントロールゲート電極
10 ドレイン電極
11 ソース電極
12 金属シールド電極
13 表面保護膜
14、67 ゲル状保護部材
DESCRIPTION OF
7 Floating
Claims (10)
前記フローティングゲート上の前記絶縁膜内に金属シールド電極を備えたことを特徴とする圧力検出装置。 In a pressure detection device comprising an EPROM floating gate formed on a semiconductor substrate, located in a pressure introduction path connected to a downstream side of a throttle valve of an intake passage of an internal combustion engine, via the pressure introduction path and an insulating film ,
A pressure detection device comprising a metal shield electrode in the insulating film on the floating gate.
前記圧力検出装置は、圧力を電気信号に変換するセンサ素子と、前記センサ素子からの電気信号を処理する信号処理回路素子と、前記センサ素子および前記信号処理回路素子を収納する圧力検出室と、前記圧力検出室と前記圧力導入路とを連通接続する圧力導入管と、前記圧力センサ素子および前記信号処理回路素子を前記圧力検出室と分離する絶縁性ゲル状保護部材と、を備え、
前記信号処理回路素子には、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成されたフローティングゲートと、該フローティングゲート上に層間絶縁膜を介して形成された金属シールド電極と、該金属シールド電極上に表面保護膜を有するEPROMを備え、
前記表面保護膜上に前記ゲル状保護部材を介して前記圧力検出室が位置することを特徴とする圧力検出装置。 A pressure detection device disposed in a pressure introduction path connected to a downstream side of a throttle valve of an intake passage of an internal combustion engine,
The pressure detection device includes a sensor element that converts pressure into an electrical signal, a signal processing circuit element that processes an electrical signal from the sensor element, a pressure detection chamber that houses the sensor element and the signal processing circuit element, A pressure introduction pipe that communicates and connects the pressure detection chamber and the pressure introduction path, and an insulating gel-like protective member that separates the pressure sensor element and the signal processing circuit element from the pressure detection chamber,
The signal processing circuit element includes a floating gate formed on a semiconductor substrate via a gate insulating film, a metal shield electrode formed on the floating gate via an interlayer insulating film, and on the metal shield electrode EPROM having a surface protective film,
The pressure detection device, wherein the pressure detection chamber is located on the surface protective film via the gel-like protective member.
この圧力導入路に設けられ、該圧力導入路と絶縁膜を介して位置する半導体基板に形成されたEPROMのフローティングゲート上の絶縁膜内に金属シールド電極を備えた圧力検出装置と、を備えたことを特徴とする内燃機関の吸気通路。 A throttle valve provided in an intake passage of an internal combustion engine; a fuel injection device provided in the intake passage; and provided in the intake passage between the throttle valve and the fuel injection device downstream of the throttle valve. A pressure introduction path;
A pressure detection device provided with a metal shield electrode in the insulating film on the floating gate of the EPROM formed in the semiconductor substrate located on the semiconductor substrate located through the pressure introducing path and the insulating film. An intake passage for an internal combustion engine.
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---|---|---|---|---|
US7776677B1 (en) | 2009-03-30 | 2010-08-17 | Semiconductor Components Industries, Llc | Method of forming an EEPROM device and structure therefor |
US8129266B2 (en) | 2008-07-09 | 2012-03-06 | Semiconductor Componenets Industries, LLC | Method of forming a shielded semiconductor device and structure therefor |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1182198A (en) * | 1997-09-08 | 1999-03-26 | Denso Corp | Intake device for internal combustion engine |
JP2003188287A (en) * | 2001-12-18 | 2003-07-04 | Toshiba Corp | Non-volatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof |
JP2004301553A (en) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Denso Corp | Pressure detector |
JP2006058137A (en) * | 2004-08-20 | 2006-03-02 | Denso Corp | Humidity sensor, and composite sensor having humidity detection function |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1182198A (en) * | 1997-09-08 | 1999-03-26 | Denso Corp | Intake device for internal combustion engine |
JP2003188287A (en) * | 2001-12-18 | 2003-07-04 | Toshiba Corp | Non-volatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof |
JP2004301553A (en) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Denso Corp | Pressure detector |
JP2006058137A (en) * | 2004-08-20 | 2006-03-02 | Denso Corp | Humidity sensor, and composite sensor having humidity detection function |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8129266B2 (en) | 2008-07-09 | 2012-03-06 | Semiconductor Componenets Industries, LLC | Method of forming a shielded semiconductor device and structure therefor |
US8536685B2 (en) | 2008-07-09 | 2013-09-17 | Semiconductor Components Industries, Llc | Shielded semiconductor device structure |
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