JPH01116425A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPH01116425A JPH01116425A JP27315687A JP27315687A JPH01116425A JP H01116425 A JPH01116425 A JP H01116425A JP 27315687 A JP27315687 A JP 27315687A JP 27315687 A JP27315687 A JP 27315687A JP H01116425 A JPH01116425 A JP H01116425A
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- Japan
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- diaphragm
- resistors
- resistor
- pressure
- bridge circuit
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- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体圧力センサに関する。
第３図は従来の半導体圧力センサの構造を示す断面図で
ある。
ある。
この半導体圧力センサは、半導体チップによって形成さ
れたダイアフラム１を構造体２に接着した後、所定の電
気配線３を施し、この上から圧力導入筒４を有するキャ
ップ５を構造体２に接合し、ダイアフラム１を構造体２
とキャップ５よりなるパッケージ内に封入したものであ
る。
れたダイアフラム１を構造体２に接着した後、所定の電
気配線３を施し、この上から圧力導入筒４を有するキャ
ップ５を構造体２に接合し、ダイアフラム１を構造体２
とキャップ５よりなるパッケージ内に封入したものであ
る。
ダイアフラム１は、シリコンウェハに多数配列された単
位セルの第１主面に一部異方性エッチングや機械加工等
による凹部を設けて薄肉部を形成するとともに、第２主
面に感圧素子となるゲージ抵抗等によって第４図に示す
ようなホイットストーンブリッジ回路６を集積化し、こ
れを単位セル毎に分割したもので、シリコンを単に電気
的要素の母材としてのみならず剛性の高い機械的要素と
して用いることにより、圧力によって生じたダイアフラ
ムｌの歪をホイットストーンブリッジ回路６の電圧出力
に基づいて検出するようになっている。
位セルの第１主面に一部異方性エッチングや機械加工等
による凹部を設けて薄肉部を形成するとともに、第２主
面に感圧素子となるゲージ抵抗等によって第４図に示す
ようなホイットストーンブリッジ回路６を集積化し、こ
れを単位セル毎に分割したもので、シリコンを単に電気
的要素の母材としてのみならず剛性の高い機械的要素と
して用いることにより、圧力によって生じたダイアフラ
ムｌの歪をホイットストーンブリッジ回路６の電圧出力
に基づいて検出するようになっている。
しかしながら、このような従来の半導体圧力センサにあ
っては、半導体チップ上に構成されたホイットストーン
ブリッジ回路６の出力が温度依存性を有することから、
周囲の温度変化によって適正な圧力検出が確保し難いと
いう欠点があった。
っては、半導体チップ上に構成されたホイットストーン
ブリッジ回路６の出力が温度依存性を有することから、
周囲の温度変化によって適正な圧力検出が確保し難いと
いう欠点があった。
本発明の目的は、半導体チップ上の歪検出回路の温度依
存性を補償することができ、正確な圧力検出を確保する
ことのできる半導体圧力センサを提供することにある。
存性を補償することができ、正確な圧力検出を確保する
ことのできる半導体圧力センサを提供することにある。
本発明の半導体圧力センサは、このような目的を達成す
るために、圧力導入筒が設けられるパッケージと、この
パッケージ内に配置され、歪検出回路を集積化した半導
体チップと、前記歪検出回路の温度特性補償用の抵抗と
を備えたことを特徴としている。
るために、圧力導入筒が設けられるパッケージと、この
パッケージ内に配置され、歪検出回路を集積化した半導
体チップと、前記歪検出回路の温度特性補償用の抵抗と
を備えたことを特徴としている。
本発明によれば、温度特性補償用の抵抗によって歪検出
回路の温度特性が補償されることになり、周囲の温度変
動に影響されない適正な圧力検出を行うことができる。
回路の温度特性が補償されることになり、周囲の温度変
動に影響されない適正な圧力検出を行うことができる。
以下実施例につき本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の実施例による半導体圧力センサを示す
断面図である。
断面図である。
この半導体圧力センサは、半導体チップによって形成さ
れたダイアフラム１１と、このダイアフラム１１を保持
する構造体１２と、ダイアフラム１１に圧力を供給する
ための圧力導入筒１４を有するキャップ１５と、このキ
ャップ１５の側壁に設けられた一対のトリマ抵抗１６．
１７とを備え、ダイアフラム１１を構造体１２とキャッ
プ１５よりなるパッケージ内に封入したものである。
れたダイアフラム１１と、このダイアフラム１１を保持
する構造体１２と、ダイアフラム１１に圧力を供給する
ための圧力導入筒１４を有するキャップ１５と、このキ
ャップ１５の側壁に設けられた一対のトリマ抵抗１６．
１７とを備え、ダイアフラム１１を構造体１２とキャッ
プ１５よりなるパッケージ内に封入したものである。
ダイアフラム１１には、第２図に示すように、感圧素子
となる４つの拡散抵抗Ｒ１〜Ｒ４より構成されたホイッ
トストーンブリッジ回路１８が設けられている。この回
路では、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続端Ｃ１と、抵抗Ｒ３
と抵抗Ｒ４の接続端Ｃ３との間に電流を供給することに
より、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の接続端Ｃ２と、抵抗Ｒ４と
抵抗Ｒ１の接続端Ｃ４との間に生じる電圧を検出し、ダ
イアフラム１１の歪量に基づく圧力値を求めるようにな
っている。
となる４つの拡散抵抗Ｒ１〜Ｒ４より構成されたホイッ
トストーンブリッジ回路１８が設けられている。この回
路では、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続端Ｃ１と、抵抗Ｒ３
と抵抗Ｒ４の接続端Ｃ３との間に電流を供給することに
より、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の接続端Ｃ２と、抵抗Ｒ４と
抵抗Ｒ１の接続端Ｃ４との間に生じる電圧を検出し、ダ
イアフラム１１の歪量に基づく圧力値を求めるようにな
っている。
また、構造体１２には、ステム１９に支持されたダイア
フラム装着部２０が設けられるとともに、複数の端子２
１が設けられており、金線２２によってダイアフラム１
１のホイットストーンブリッジ回路１８に結線されてい
る。
フラム装着部２０が設けられるとともに、複数の端子２
１が設けられており、金線２２によってダイアフラム１
１のホイットストーンブリッジ回路１８に結線されてい
る。
キャップ１５は、構造体１２の上面を覆う形状のもので
、圧力導入筒１４の開口をダイアフラム１１の上面に対
向させた状態で、構造体１２に密着接合されるようにな
っている。
、圧力導入筒１４の開口をダイアフラム１１の上面に対
向させた状態で、構造体１２に密着接合されるようにな
っている。
各トリマ抵抗１６．１７は、互いにキャップ１５のちょ
うど反対側の側壁に配置され、各々の調整片１６８％１
７ａをキャップ１５の側壁より外部に突出させており、
この調整片１６ａ、１７ａをドライバ等によって操作す
ることにより、外部から抵抗値を調整できるようになっ
ている。これらトリマ抵抗１６．１７のうち、一方のト
リマ抵抗１６は、金線２３によってホイットストーンプ
リッジ回路１８に結線され、第２図に示すように、拡散
抵抗Ｒ１と並列に接続されている。また、他方のトリマ
抵抗１６は、金線２４によってホイットストーンブリッ
ジ回路１８の拡散抵抗Ｒ１と拡散抵抗Ｒ４との間に直列
に接続されている。
うど反対側の側壁に配置され、各々の調整片１６８％１
７ａをキャップ１５の側壁より外部に突出させており、
この調整片１６ａ、１７ａをドライバ等によって操作す
ることにより、外部から抵抗値を調整できるようになっ
ている。これらトリマ抵抗１６．１７のうち、一方のト
リマ抵抗１６は、金線２３によってホイットストーンプ
リッジ回路１８に結線され、第２図に示すように、拡散
抵抗Ｒ１と並列に接続されている。また、他方のトリマ
抵抗１６は、金線２４によってホイットストーンブリッ
ジ回路１８の拡散抵抗Ｒ１と拡散抵抗Ｒ４との間に直列
に接続されている。
このような半導体圧力センサでは、各トリマ抵抗１６．
１７の抵抗値を適当な値に設定することにより、ホイッ
トストーンブリッジ回路１８の温度特性の補償を行うこ
とができる。すなわち、この手順を説明すると、まず、
半導体圧力センサを所定の低温下に置いた状態で、ホイ
ットストーンブリッジ回路１８より出力される非加圧時
のオフセット電圧を零とするように一方のトリマ抵抗１
６の調整片１６ａを操作する。次に、半導体圧力センサ
を所定の高温下に置いた状態で、ホイットストーンブリ
ッジ回路１８より出力されるオフセット電圧を零とする
ように他方のトリマ抵抗１７の調整片１７ａを操作する
。これによってホイットストーンブリッジ回路１８のオ
フセット電圧が高低２つの温度下で零となり、温度の変
動に対してホイットストーンブリッジ回路１８の出力電
圧が一定に保持されることになる。
１７の抵抗値を適当な値に設定することにより、ホイッ
トストーンブリッジ回路１８の温度特性の補償を行うこ
とができる。すなわち、この手順を説明すると、まず、
半導体圧力センサを所定の低温下に置いた状態で、ホイ
ットストーンブリッジ回路１８より出力される非加圧時
のオフセット電圧を零とするように一方のトリマ抵抗１
６の調整片１６ａを操作する。次に、半導体圧力センサ
を所定の高温下に置いた状態で、ホイットストーンブリ
ッジ回路１８より出力されるオフセット電圧を零とする
ように他方のトリマ抵抗１７の調整片１７ａを操作する
。これによってホイットストーンブリッジ回路１８のオ
フセット電圧が高低２つの温度下で零となり、温度の変
動に対してホイットストーンブリッジ回路１８の出力電
圧が一定に保持されることになる。
なお、以上の実施例では、温度特性補償用の抵抗として
トリマ抵抗１６．１７を設け、ホイットストーンブリッ
ジ回路１８のオフセット電圧の実測によって抵抗値を決
定したが、所定の２つの温度下におけるホイットストー
ンブリッジ回路１８のオフセット電圧が零となる抵抗値
を予め算出し、この抵抗値を有する抵抗を用意して前述
と同様の結線によってホイットストーンブリッジ回路に
外付けしてもよい。
トリマ抵抗１６．１７を設け、ホイットストーンブリッ
ジ回路１８のオフセット電圧の実測によって抵抗値を決
定したが、所定の２つの温度下におけるホイットストー
ンブリッジ回路１８のオフセット電圧が零となる抵抗値
を予め算出し、この抵抗値を有する抵抗を用意して前述
と同様の結線によってホイットストーンブリッジ回路に
外付けしてもよい。
以上説明したように、本発明によれば、温度特性補償用
の抵抗によって半導体チップ上の歪検出回路の温度依存
性を補償することができ、正確な圧力検出を確保するこ
とができる。
の抵抗によって半導体チップ上の歪検出回路の温度依存
性を補償することができ、正確な圧力検出を確保するこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例による半導体圧力センサを示
す断面図、第°２図は同実施例の半導体圧力センサに設
けられた歪検出回路を示す回路図、第３図は半導体圧力
センサの従来例を示す断面図、第４図は同従来例の半導
体圧力センサに設けられｔ４歪検出回路を示す回路図で
ある。 １１・・・・・・ダイアフラム（半導体チップ）、１２
・・・・・・構造体、 １４・・・・・・圧力導入筒、 １５・・・・・・キャップ、 １６．１７・・・・・・トリマ抵抗、 １８・・・・・・ホイットストーンブリッジ回路。 出 願 人 日本電気株式会社 代 理 人
す断面図、第°２図は同実施例の半導体圧力センサに設
けられた歪検出回路を示す回路図、第３図は半導体圧力
センサの従来例を示す断面図、第４図は同従来例の半導
体圧力センサに設けられｔ４歪検出回路を示す回路図で
ある。 １１・・・・・・ダイアフラム（半導体チップ）、１２
・・・・・・構造体、 １４・・・・・・圧力導入筒、 １５・・・・・・キャップ、 １６．１７・・・・・・トリマ抵抗、 １８・・・・・・ホイットストーンブリッジ回路。 出 願 人 日本電気株式会社 代 理 人
Claims (1)
- 圧力導入筒が設けられるパッケージと、このパッケージ
内に配置され、歪検出回路を集積化した半導体チップと
、前記歪検出回路の温度特性補償用の抵抗とを備えたこ
とを特徴とする半導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27315687A JPH01116425A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27315687A JPH01116425A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01116425A true JPH01116425A (ja) | 1989-05-09 |
Family
ID=17523890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27315687A Pending JPH01116425A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01116425A (ja) |
-
1987
- 1987-10-30 JP JP27315687A patent/JPH01116425A/ja active Pending
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