JP3116409B2 - 半導体歪みセンサ - Google Patents
半導体歪みセンサInfo
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- JP3116409B2 JP3116409B2 JP03101652A JP10165291A JP3116409B2 JP 3116409 B2 JP3116409 B2 JP 3116409B2 JP 03101652 A JP03101652 A JP 03101652A JP 10165291 A JP10165291 A JP 10165291A JP 3116409 B2 JP3116409 B2 JP 3116409B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/18—Measuring force or stress, in general using properties of piezo-resistive materials, i.e. materials of which the ohmic resistance varies according to changes in magnitude or direction of force applied to the material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/12—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance
- G01P15/123—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance by piezo-resistive elements, e.g. semiconductor strain gauges
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、加速度や圧力等を検
出するための半導体歪みセンサに関するものである。
出するための半導体歪みセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シリコンやゲルマニウム等の半導体は応
力を加えると抵抗率が変化する。この現象はピエゾ抵抗
効果と呼ばれている。このピエゾ抵抗効果を利用した圧
力センサや加速度センサ等の半導体歪みセンサとしてシ
リコンが用いられ、シリコンはピエゾ抵抗係数が大き
い、機械的強度が強い、素子作製技術が確立している等
の利点がある。
力を加えると抵抗率が変化する。この現象はピエゾ抵抗
効果と呼ばれている。このピエゾ抵抗効果を利用した圧
力センサや加速度センサ等の半導体歪みセンサとしてシ
リコンが用いられ、シリコンはピエゾ抵抗係数が大き
い、機械的強度が強い、素子作製技術が確立している等
の利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、温度特性に関
する制約から実用的なピエゾ抵抗係数は約５０×１０-1
2 cm2 ／dyn が限界であり、微小な加速度や圧力の検出
は困難である。これに対して、電子情報通信学会 技術
研究報告書，ＥＤ８８−１８，第５１〜５６ページ（１
９８８年発刊）には、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ／ＧａＡｓへ
テロ構造を利用した高感度な歪み抵抗素子等も提案され
ているが、ＧａＡｓの機械的強度が弱く実用に至ってい
ない。
する制約から実用的なピエゾ抵抗係数は約５０×１０-1
2 cm2 ／dyn が限界であり、微小な加速度や圧力の検出
は困難である。これに対して、電子情報通信学会 技術
研究報告書，ＥＤ８８−１８，第５１〜５６ページ（１
９８８年発刊）には、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ／ＧａＡｓへ
テロ構造を利用した高感度な歪み抵抗素子等も提案され
ているが、ＧａＡｓの機械的強度が弱く実用に至ってい
ない。
【０００４】この発明の目的は、高感度で、かつ、機械
的強度に優れた半導体歪みセンサを提供することにあ
る。
的強度に優れた半導体歪みセンサを提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、応力が加
わると変形する変形部を有する単結晶シリコン基板と、
前記変形部上にヘテロ接合が形成されるように積層さ
れ、層形成物質間にキャリアポテンシャルエネルギーに
差があり、かつキャリアポテンシャルエネルギーが高い
層に不純物がドーピングされた歪み抵抗素子と、前記ヘ
テロ接合部分の二次元キャリア層に電気的に接続され、
応力に応じた抵抗値変化を検出するための電極とを備
え、単結晶シリコン基板と歪み抵抗素子を形成する層形
成物質との間には、Ａｌ x Ｇａ 1-x Ａｓ（ただし、ｘ≧
０．３）よりなるシリコン不活性化層を介在させた半導
体歪みセンサをその要旨とする。
わると変形する変形部を有する単結晶シリコン基板と、
前記変形部上にヘテロ接合が形成されるように積層さ
れ、層形成物質間にキャリアポテンシャルエネルギーに
差があり、かつキャリアポテンシャルエネルギーが高い
層に不純物がドーピングされた歪み抵抗素子と、前記ヘ
テロ接合部分の二次元キャリア層に電気的に接続され、
応力に応じた抵抗値変化を検出するための電極とを備
え、単結晶シリコン基板と歪み抵抗素子を形成する層形
成物質との間には、Ａｌ x Ｇａ 1-x Ａｓ（ただし、ｘ≧
０．３）よりなるシリコン不活性化層を介在させた半導
体歪みセンサをその要旨とする。
【０００６】第２の発明は、第１の発明において、単結
晶シリコン基板内には、歪み抵抗素子と電気的に接続さ
れ、かつ当該歪み抵抗素子から応力に応じた電気信号を
取り出すための周辺回路を形成した半導体歪みセンサを
その要旨とする。
晶シリコン基板内には、歪み抵抗素子と電気的に接続さ
れ、かつ当該歪み抵抗素子から応力に応じた電気信号を
取り出すための周辺回路を形成した半導体歪みセンサを
その要旨とする。
【０００７】
【作用】第１の発明は、単結晶シリコン基板の変形部に
応力が加わると、変形部が変形する。この応力の大きさ
に応じて歪み抵抗素子を形成する半導体層の圧電効果に
よる電荷が発生して歪み抵抗素子のヘテロ接合の界面に
発生する二次元キャリア層の濃度が変化する。この二次
元キャリア層の濃度変化が抵抗変化として取り出され
る。
応力が加わると、変形部が変形する。この応力の大きさ
に応じて歪み抵抗素子を形成する半導体層の圧電効果に
よる電荷が発生して歪み抵抗素子のヘテロ接合の界面に
発生する二次元キャリア層の濃度が変化する。この二次
元キャリア層の濃度変化が抵抗変化として取り出され
る。
【０００８】また、シリコン不活性化層により歪み抵抗
素子を形成する半導体層へ侵入したシリコンがドナーと
して作用することが防止される。これは、アルミとシリ
コンが結合することによりＤｘセンタが形成されＳｉド
ナーが不活性化することによる。その結果、シリコン不
活性化層がないと、歪み抵抗素子を形成する半導体層に
もシリコンが入り込みシリコン基板との界面に高濃度の
ｎ型層が形成されてしまい電極間に本来形成されるべき
電流通路に対し、バイパス通路が形成され抵抗変化がな
くなってしまうが、それが回避される。
素子を形成する半導体層へ侵入したシリコンがドナーと
して作用することが防止される。これは、アルミとシリ
コンが結合することによりＤｘセンタが形成されＳｉド
ナーが不活性化することによる。その結果、シリコン不
活性化層がないと、歪み抵抗素子を形成する半導体層に
もシリコンが入り込みシリコン基板との界面に高濃度の
ｎ型層が形成されてしまい電極間に本来形成されるべき
電流通路に対し、バイパス通路が形成され抵抗変化がな
くなってしまうが、それが回避される。
【０００９】第２の発明は、単結晶シリコン基板内に周
辺回路が形成され、これは単結晶シリコン基板を用いる
ことにより既存の半導体技術を用いて容易にワンチップ
化できる。つまり、従来のＧａＡｓ基板を用いた場合に
は変形部と周辺回路とのワンチップ化が困難であった
が、容易にワンチップ化できる。
辺回路が形成され、これは単結晶シリコン基板を用いる
ことにより既存の半導体技術を用いて容易にワンチップ
化できる。つまり、従来のＧａＡｓ基板を用いた場合に
は変形部と周辺回路とのワンチップ化が困難であった
が、容易にワンチップ化できる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明を半導体加速度センサに具体
化した一実施例を図面に従って説明する。図２は半導体
加速度センサの全体構成を示す斜視図である。単結晶シ
リコン基板１は、｛１１１｝又は｛１００｝の面方位を
有し、この単結晶シリコン基板１の右側部分には上下に
貫通するコ字状の溝２が形成され、片持ち梁３が形成さ
れている。この片持ち梁３は、薄肉の梁部４とその先端
側の厚肉の重り部５とからなり、梁部４はシリコン基板
１をフォトリソグラフィ及びエッチングにより薄くした
ものである。
化した一実施例を図面に従って説明する。図２は半導体
加速度センサの全体構成を示す斜視図である。単結晶シ
リコン基板１は、｛１１１｝又は｛１００｝の面方位を
有し、この単結晶シリコン基板１の右側部分には上下に
貫通するコ字状の溝２が形成され、片持ち梁３が形成さ
れている。この片持ち梁３は、薄肉の梁部４とその先端
側の厚肉の重り部５とからなり、梁部４はシリコン基板
１をフォトリソグラフィ及びエッチングにより薄くした
ものである。
【００１１】図１に示すように、片持ち梁３の梁部４の
上面部にはシリコン拡散防止層としてのＡｌx Ｇａ1-x
Ａｓ層６（ただし、ｘ≧０．３）を介して歪み抵抗素子
７が配置されている。歪み抵抗素子７は二層構造をなし
ており、下からＧａＡｓ層８、ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ
層９（ただし、ｘ＝０．３）が順に積層された構造とな
っている。これらの各層６，８，９は、ＭＯＣＶＤ又は
ＭＢＥにて形成したものであり、ＧａＡｓ層８は閃亜鉛
鉱型又はダイヤモンド型の結晶構造を有する低キャリア
濃度のＧａＡｓをＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層６上にヘテロエ
ピタキシャル成長したものである。又、ｎ−Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓ層９は、ＧａＡｓ層８よりもバンドキャップが
広く、圧電定数も大きい閃亜鉛鉱型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ
をＧａＡｓ層８の上にエピタキシャル成長したものであ
る。このように、歪み抵抗素子７は、ヘテロ接合が形成
されるように積層され、層形成物質８と９との間にキャ
リアポテンシャルエネルギーに差があり、かつキャリア
ポテンシャルエネルギーが高いｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ
層９に不純物がドーピングされている。
上面部にはシリコン拡散防止層としてのＡｌx Ｇａ1-x
Ａｓ層６（ただし、ｘ≧０．３）を介して歪み抵抗素子
７が配置されている。歪み抵抗素子７は二層構造をなし
ており、下からＧａＡｓ層８、ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ
層９（ただし、ｘ＝０．３）が順に積層された構造とな
っている。これらの各層６，８，９は、ＭＯＣＶＤ又は
ＭＢＥにて形成したものであり、ＧａＡｓ層８は閃亜鉛
鉱型又はダイヤモンド型の結晶構造を有する低キャリア
濃度のＧａＡｓをＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層６上にヘテロエ
ピタキシャル成長したものである。又、ｎ−Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓ層９は、ＧａＡｓ層８よりもバンドキャップが
広く、圧電定数も大きい閃亜鉛鉱型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ
をＧａＡｓ層８の上にエピタキシャル成長したものであ
る。このように、歪み抵抗素子７は、ヘテロ接合が形成
されるように積層され、層形成物質８と９との間にキャ
リアポテンシャルエネルギーに差があり、かつキャリア
ポテンシャルエネルギーが高いｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ
層９に不純物がドーピングされている。
【００１２】又、ＧａＡｓ層８には二次元キャリア層１
０が形成されている。つまり、二次元キャリア層１０
は、ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層９からエネルギーレベル
の低いＧａＡｓ層８へ移動したキャリア（電子又は正
孔）がｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層９内の不純物イオンに
引きつけられてｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層９との界面近
傍にたまったものである。
０が形成されている。つまり、二次元キャリア層１０
は、ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層９からエネルギーレベル
の低いＧａＡｓ層８へ移動したキャリア（電子又は正
孔）がｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層９内の不純物イオンに
引きつけられてｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層９との界面近
傍にたまったものである。
【００１３】ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層９上にはオーミ
ック電極１１，１２が形成され、同電極１１，１２の不
純物の拡散によってｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層９を貫通
し、ＧａＡｓ層８内の二次元キャリア層１０と電気的に
コンタクトしている。つまり、電極材としてＡｕ３００
０Å／Ａｕ−Ｇｅ３００Åを真空蒸着にて積層してリフ
トオフ（５００℃，９０秒）することにより形成され
る。
ック電極１１，１２が形成され、同電極１１，１２の不
純物の拡散によってｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層９を貫通
し、ＧａＡｓ層８内の二次元キャリア層１０と電気的に
コンタクトしている。つまり、電極材としてＡｕ３００
０Å／Ａｕ−Ｇｅ３００Åを真空蒸着にて積層してリフ
トオフ（５００℃，９０秒）することにより形成され
る。
【００１４】又、図２において、単結晶シリコン基板１
の左側部分には、周辺回路１３が形成されている。この
周辺回路１３は単結晶シリコン基板１の一部に不純物ド
ープを行なってトランジスタやダイオードを形成して電
源回路や増幅回路や温度補償回路等の機能を持たせたも
ので歪み抵抗素子７と電気的に接続されている。次に、
このように構成した加速度センサの作用を説明する。
の左側部分には、周辺回路１３が形成されている。この
周辺回路１３は単結晶シリコン基板１の一部に不純物ド
ープを行なってトランジスタやダイオードを形成して電
源回路や増幅回路や温度補償回路等の機能を持たせたも
ので歪み抵抗素子７と電気的に接続されている。次に、
このように構成した加速度センサの作用を説明する。
【００１５】単結晶シリコン基板１の面方位が（１０
０）の場合を例にとり、その動作を説明する。尚、以下
の説明において、結晶軸のマイナス座標表示はプラス座
標表示に対し「−」を付すことにより表現する。図２に
おいてｘ軸を単結晶シリコン基板１の〔０，−１，−
１〕方向、ｙ軸を〔０，−１，１〕方向、ｚ軸を〔１０
０〕方向とすると、ｚ方向に加速度が加わった場合、重
り部５は慣性により梁部４を−ｚ方向に曲げる。そのた
め、梁部４の上に形成された歪み抵抗素子７にはｙ軸方
向に引張り応力が働く。歪み抵抗素子７のｎ−Ａｌx Ｇ
ａ1-x Ａｓ層９は閃亜鉛鉱型結晶であるため、応力が加
わると分極を生じる。
０）の場合を例にとり、その動作を説明する。尚、以下
の説明において、結晶軸のマイナス座標表示はプラス座
標表示に対し「−」を付すことにより表現する。図２に
おいてｘ軸を単結晶シリコン基板１の〔０，−１，−
１〕方向、ｙ軸を〔０，−１，１〕方向、ｚ軸を〔１０
０〕方向とすると、ｚ方向に加速度が加わった場合、重
り部５は慣性により梁部４を−ｚ方向に曲げる。そのた
め、梁部４の上に形成された歪み抵抗素子７にはｙ軸方
向に引張り応力が働く。歪み抵抗素子７のｎ−Ａｌx Ｇ
ａ1-x Ａｓ層９は閃亜鉛鉱型結晶であるため、応力が加
わると分極を生じる。
【００１６】図３は応力の方向と分極の極性の関係を示
したものである。〔０，−１，１〕方向に引っ張り応力
が働いた場合は（１００）面に負の電荷が発生し、又、
〔０，−１，−１〕方向に引っ張り応力が働いた場合に
は（１００）面に正の電荷が発生する。従って、ｎ−Ａ
ｌx Ｇａ1-x Ａｓ層９の分極によりＧａＡｓ層８とｎ−
Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層９の界面に電荷が発生するため、
ＧａＡｓ層８内のキャリアはこの分極電荷を打ち消すよ
うに再分布する。そのため、二次元キャリア層１０の濃
度が変化し、オーミック電極１１と１２の間の電気伝導
度が変化する。
したものである。〔０，−１，１〕方向に引っ張り応力
が働いた場合は（１００）面に負の電荷が発生し、又、
〔０，−１，−１〕方向に引っ張り応力が働いた場合に
は（１００）面に正の電荷が発生する。従って、ｎ−Ａ
ｌx Ｇａ1-x Ａｓ層９の分極によりＧａＡｓ層８とｎ−
Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層９の界面に電荷が発生するため、
ＧａＡｓ層８内のキャリアはこの分極電荷を打ち消すよ
うに再分布する。そのため、二次元キャリア層１０の濃
度が変化し、オーミック電極１１と１２の間の電気伝導
度が変化する。
【００１７】このように本実施例では、単結晶シリコン
基板１に梁部４（変形部）を形成し、この梁部４上にＧ
ａＡｓ層８とｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層９とを積層して
歪み抵抗素子７を配置した。つまり、ヘテロ接合が形成
されるように積層され、層形成物質間にキャリアポテン
シャルエネルギーに差があり、かつキャリアポテンシャ
ルエネルギーが高い層に不純物がドーピングされた歪み
抵抗素子７を配置した。さらに、電極１１，１２をヘテ
ロ接合部分の二次元キャリア層１０に電気的に接続し
た。その結果、従来装置では高感度を得るためにＡｌx
Ｇａ1-x Ａｓ／ＧａＡｓへテロ構造を利用しＧａＡｓを
基板として用いているために機械的強度が弱かったが、
本実施例では単結晶シリコン基板１を使用することによ
り、高感度で、かつ、機械的強度に優れたものとなる。
基板１に梁部４（変形部）を形成し、この梁部４上にＧ
ａＡｓ層８とｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層９とを積層して
歪み抵抗素子７を配置した。つまり、ヘテロ接合が形成
されるように積層され、層形成物質間にキャリアポテン
シャルエネルギーに差があり、かつキャリアポテンシャ
ルエネルギーが高い層に不純物がドーピングされた歪み
抵抗素子７を配置した。さらに、電極１１，１２をヘテ
ロ接合部分の二次元キャリア層１０に電気的に接続し
た。その結果、従来装置では高感度を得るためにＡｌx
Ｇａ1-x Ａｓ／ＧａＡｓへテロ構造を利用しＧａＡｓを
基板として用いているために機械的強度が弱かったが、
本実施例では単結晶シリコン基板１を使用することによ
り、高感度で、かつ、機械的強度に優れたものとなる。
【００１８】又、単結晶シリコン基板１と歪み抵抗素子
７との間には、シリコン拡散防止層としてのＡｌx Ｇａ
1-x Ａｓ層６（ただし、ｘ≧０．３）を介在させた。そ
の結果、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層６がないと、ＧａＡｓ層
８にもシリコンが入り込みｎ−ＧａＡｓとなってしまい
電気通路がバイパスされ抵抗変化がなくなってしまう
が、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層６によりシリコンのＧａＡｓ
層８への侵入が防止されると同時にアルミによってＡｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ層でＳｉがドナーとして機能することを
防止する。これは、アルミとシリコンが結合することに
よりＤｘセンタが形成されることによる。
７との間には、シリコン拡散防止層としてのＡｌx Ｇａ
1-x Ａｓ層６（ただし、ｘ≧０．３）を介在させた。そ
の結果、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層６がないと、ＧａＡｓ層
８にもシリコンが入り込みｎ−ＧａＡｓとなってしまい
電気通路がバイパスされ抵抗変化がなくなってしまう
が、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層６によりシリコンのＧａＡｓ
層８への侵入が防止されると同時にアルミによってＡｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ層でＳｉがドナーとして機能することを
防止する。これは、アルミとシリコンが結合することに
よりＤｘセンタが形成されることによる。
【００１９】さらに、単結晶シリコン基板１内に歪み抵
抗素子７と電気的に接続された周辺回路１３を形成し
た。その結果、従来のＧａＡｓ基板を用いた場合には片
持ち梁３と周辺回路１３とのワンチップ化が困難であっ
たが、単結晶シリコン基板１を用いることにより既存の
半導体技術を用いて容易にワンチップ化できる。尚、こ
の発明は上記実施例に限定されるものではなく、例え
ば、歪み抵抗素子としては、ＧａＡｓ／Ａｌx Ｇａ1-x
Ａｓの他にも、ＺｎＳｅx Ｓ1-x やＺｎＳｅ等を用いて
もよい。
抗素子７と電気的に接続された周辺回路１３を形成し
た。その結果、従来のＧａＡｓ基板を用いた場合には片
持ち梁３と周辺回路１３とのワンチップ化が困難であっ
たが、単結晶シリコン基板１を用いることにより既存の
半導体技術を用いて容易にワンチップ化できる。尚、こ
の発明は上記実施例に限定されるものではなく、例え
ば、歪み抵抗素子としては、ＧａＡｓ／Ａｌx Ｇａ1-x
Ａｓの他にも、ＺｎＳｅx Ｓ1-x やＺｎＳｅ等を用いて
もよい。
【００２０】又、図４のように圧力センサに具体化して
もよい。つまり、単結晶シリコン基板１４の中央を薄く
してダイヤフラム１５を形成し、その上に歪み抵抗素子
７を取り付けた構造とし、ダイヤフラム１５に圧力が加
わり変形すると歪み抵抗素子７に引っ張り応力が働き抵
抗値が変化するため、圧力の検出ができる。尚、図４で
は温度補償のため、４個の歪み抵抗素子７をダイヤフラ
ム１５の上に取り付けているが素子数は必ずしも４個で
なくてもよい。
もよい。つまり、単結晶シリコン基板１４の中央を薄く
してダイヤフラム１５を形成し、その上に歪み抵抗素子
７を取り付けた構造とし、ダイヤフラム１５に圧力が加
わり変形すると歪み抵抗素子７に引っ張り応力が働き抵
抗値が変化するため、圧力の検出ができる。尚、図４で
は温度補償のため、４個の歪み抵抗素子７をダイヤフラ
ム１５の上に取り付けているが素子数は必ずしも４個で
なくてもよい。
【００２１】さらに、歪み抵抗素子としての図５に示す
構造も考えられる。単結晶シリコン基板１６に不純物を
拡散して基板１６と反対の導電型の拡散層１７を形成す
る。この拡散層１７は単結晶シリコン基板１６と電気的
に分離された領域となる。この拡散層１７の上にｎ−Ｓ
ｉＣ層９及びオーミック電極１１，１２を形成してピエ
ゾ歪抵抗素子としてもよい。
構造も考えられる。単結晶シリコン基板１６に不純物を
拡散して基板１６と反対の導電型の拡散層１７を形成す
る。この拡散層１７は単結晶シリコン基板１６と電気的
に分離された領域となる。この拡散層１７の上にｎ−Ｓ
ｉＣ層９及びオーミック電極１１，１２を形成してピエ
ゾ歪抵抗素子としてもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、高
感度で、かつ、機械的強度に優れたものにできる優れた
効果を発揮する。
感度で、かつ、機械的強度に優れたものにできる優れた
効果を発揮する。
【図１】実施例の片持ち梁の部分の断面図である。
【図２】半導体加速度センサの全体構成を示す斜視図で
ある。
ある。
【図３】分極を説明するための図である。
【図４】別例の圧力センサの断面図である。
【図５】他の別例の圧力センサの断面図である。
１ 単結晶シリコン基板 ４ 変形部としての梁部 ６ シリコン不活性化層としてのＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層 ７ 歪み抵抗素子 ８ ＧａＡｓ層 ９ ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層 １０ 二次元キャリア層 １１ 電極 １２ 電極 １３ 周辺回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−185379（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−253289（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−18067（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−136512（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−47984（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−289163（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−49228（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭45−21300（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 29/84 G01L 9/04 101
Claims (2)
- 【請求項１】 応力が加わると変形する変形部を有する
単結晶シリコン基板と、 前記変形部上にヘテロ接合が形成されるように積層さ
れ、層形成物質間にキャリアポテンシャルエネルギーに
差があり、かつキャリアポテンシャルエネルギーが高い
層に不純物がドーピングされた歪み抵抗素子と、 前記ヘテロ接合部分の二次元キャリア層に電気的に接続
され、応力に応じた抵抗値変化を検出するための電極と
を備え、 前記単結晶シリコン基板と歪み抵抗素子を形成する層形
成物質との間には、Ａｌ x Ｇａ 1-x Ａｓ（ただし、ｘ≧
０．３）よりなるシリコン不活性化層を介在させた こと
を特徴とする半導体歪みセンサ。 - 【請求項２】 前記単結晶シリコン基板内には、前記歪
み抵抗素子と電気的に接続され、かつ当該歪み抵抗素子
から応力に応じた電気信号を取り出すための周辺回路を
形成したことを特徴とする請求項１に記載の半導体歪み
センサ。
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| JP03101652A JP3116409B2 (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 半導体歪みセンサ |
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| JP03101652A JP3116409B2 (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 半導体歪みセンサ |
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