JPH0134106Y2 - - Google Patents
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- JPH0134106Y2 JPH0134106Y2 JP10838883U JP10838883U JPH0134106Y2 JP H0134106 Y2 JPH0134106 Y2 JP H0134106Y2 JP 10838883 U JP10838883 U JP 10838883U JP 10838883 U JP10838883 U JP 10838883U JP H0134106 Y2 JPH0134106 Y2 JP H0134106Y2
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- layer
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- semiconductor
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 3
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- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
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Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、圧力、差圧等の被測定量に応じて固
定電極に対する移動電極が変位し、この変位によ
り電極間の静電容量が変化するのを検出して圧力
等を検出する半導体容量形圧力センサに関するも
のである。
定電極に対する移動電極が変位し、この変位によ
り電極間の静電容量が変化するのを検出して圧力
等を検出する半導体容量形圧力センサに関するも
のである。
容量形圧力センサにおいては、小型化をはかる
と感圧容量の絶対値が、たとえば、５〜5pFと小
さくなる。この場合、センサ部分に発生する浮遊
容量の影響が問題となり、通常においては、感圧
容量より大きくなつてしまう。
と感圧容量の絶対値が、たとえば、５〜5pFと小
さくなる。この場合、センサ部分に発生する浮遊
容量の影響が問題となり、通常においては、感圧
容量より大きくなつてしまう。
これ等の浮遊容量は、温度誤差、直線性の劣下
となつて特性に悪影響を及ぼす。
となつて特性に悪影響を及ぼす。
第１図、第２図は、従来より一般に使用されて
いる従来例の構成説明図で、第１図は平面図、第
２図は側断面図である。
いる従来例の構成説明図で、第１図は平面図、第
２図は側断面図である。
図において、１ａはｐ型シリコン単結晶の半導
体基板である。１１ａは基板１ａに設けられ測定
圧力Pnが導入される圧力導入孔である。２ａは
基板１ａにｎ型シリコン単結晶膜をエピタキシヤ
ル成長させたエピタキシヤル成長層である。３ａ
は透明なパイレツクスガラスよりなる絶縁カバー
で、エピタキシヤル成長層２ａに陽極接続されて
いる。３１ａは絶縁キヤツプ３ａの圧力導入孔２
ａに対向する位置に設けられた凹部である。４ａ
は凹部３１ａの表面にアルミ材が蒸着されて形成
された固定電極である。固定電極４ａはエピタキ
シヤル成長層２ａを移動電極として可変静電容量
Cnを構成する。５１ａ，５２ａはエピタキシヤ
ル成長層２ａより外部に引き出されたリード層で
ある。６１ａ，６２ａは、それぞれリード層５１
ａ，５２ａに接続された外部端子である。
体基板である。１１ａは基板１ａに設けられ測定
圧力Pnが導入される圧力導入孔である。２ａは
基板１ａにｎ型シリコン単結晶膜をエピタキシヤ
ル成長させたエピタキシヤル成長層である。３ａ
は透明なパイレツクスガラスよりなる絶縁カバー
で、エピタキシヤル成長層２ａに陽極接続されて
いる。３１ａは絶縁キヤツプ３ａの圧力導入孔２
ａに対向する位置に設けられた凹部である。４ａ
は凹部３１ａの表面にアルミ材が蒸着されて形成
された固定電極である。固定電極４ａはエピタキ
シヤル成長層２ａを移動電極として可変静電容量
Cnを構成する。５１ａ，５２ａはエピタキシヤ
ル成長層２ａより外部に引き出されたリード層で
ある。６１ａ，６２ａは、それぞれリード層５１
ａ，５２ａに接続された外部端子である。
以上の構成において、圧力導入孔１１ａに導入
された測定圧Pnの変化によつて、エピタキシヤ
ル成長層２ａと固定電極４ａとの可変静電容量
Cnは変化する。この変化量を外部端子６１ａ，
６２ａより出力することにより、圧力を検出する
ことができる。
された測定圧Pnの変化によつて、エピタキシヤ
ル成長層２ａと固定電極４ａとの可変静電容量
Cnは変化する。この変化量を外部端子６１ａ，
６２ａより出力することにより、圧力を検出する
ことができる。
このようなものにおいては、エピタキシヤル成
長層２ａとリード層５１ａ，５２ａとの間に絶縁
をとらなければならないため、たとえば、エピタ
キシアル成長層２ａをｎ型シリコン層とし、リー
ド層５１ａ，５２ａをｐ型シリコン層とすること
によりｐ−ｎ接合による絶縁をはかつている。
長層２ａとリード層５１ａ，５２ａとの間に絶縁
をとらなければならないため、たとえば、エピタ
キシアル成長層２ａをｎ型シリコン層とし、リー
ド層５１ａ，５２ａをｐ型シリコン層とすること
によりｐ−ｎ接合による絶縁をはかつている。
しかしながら、このようにｐ−ｎ接合による絶
縁を行つても、リード層５１ａと５２ａ間に浮遊
容量Csを形成する。この浮遊容量Csは、固定電極
４ａとエピタキシヤル成長層２ａとで構成される
可変静電容量Cnに並列に入り、かつ周囲温度の
変化によつて変化してしまう為、正確な圧力の測
定ができない。
縁を行つても、リード層５１ａと５２ａ間に浮遊
容量Csを形成する。この浮遊容量Csは、固定電極
４ａとエピタキシヤル成長層２ａとで構成される
可変静電容量Cnに並列に入り、かつ周囲温度の
変化によつて変化してしまう為、正確な圧力の測
定ができない。
本考案の目的は、浮遊容量が小さく周囲温度の
変化の影響が少い半導体容量形圧力センサを提供
するにある。
変化の影響が少い半導体容量形圧力センサを提供
するにある。
この目的を達成するために、半導体容量形圧力
センサにおいて、半導体基板にエピタキシヤル成
長又は不純物拡散によつて設けられた接続用リー
ドと、該リードの周囲をシールドするように不純
物が拡散されて形成されたシールド体とを具備し
たことを特徴とする半導体容量形圧力センサを構
成して、センサ内のリード間の浮遊容量を小さく
するようにして周囲温度の変化の影響を少くした
ものである。
センサにおいて、半導体基板にエピタキシヤル成
長又は不純物拡散によつて設けられた接続用リー
ドと、該リードの周囲をシールドするように不純
物が拡散されて形成されたシールド体とを具備し
たことを特徴とする半導体容量形圧力センサを構
成して、センサ内のリード間の浮遊容量を小さく
するようにして周囲温度の変化の影響を少くした
ものである。
以下、本考案の実施例について説明する。
第３図、第４図、第５図は、本考案の一実施例
の構成説明図で、第３図は正面図、第４図は第３
図のＡ−Ａ断面図、第５図は第３図のＢ−Ｂ断面
図である。
の構成説明図で、第３図は正面図、第４図は第３
図のＡ−Ａ断面図、第５図は第３図のＢ−Ｂ断面
図である。
図において、１はｐ型シリコン単結晶の半導体
基板である。１１は基板１に設けられ測定圧力
Pnが導入される圧力導入孔である。２は基板１
にｎ型シリコン単結晶膜をエピタキシヤル成長さ
せたエピタキシヤル成長層で、移動電極層を構成
する。３は透明なパイレツクスガラスよりなる絶
縁カバーで、エピタキシヤル成長層２に陽極接続
されている。２１はエピタキシヤル成長層の圧力
導入孔１１に対向する位置に設けられ、絶縁カバ
ー３と基準室２２を構成し、基準圧力Ppの導入さ
れる凹部である。３１は絶縁カバー３の、基準室
２２に面する面に設けられた固定電極である。４
３は、エピタキシヤル層２の固定電極３１に面す
る面にリング状に不純物が拡散されてｐ型半導体
として形成された絶縁層で、ｎ型シリコン単結晶
膜よりなる円板状の移動電極４１と、移動電極４
１と同心円状に設けられた比較電極４２とを囲む
ように形成されている。４１１，４２１は、それ
ぞれ、移動電極４１、あるいは、比較電極４２と
半導体基板１との電気的抵抗を少くするために設
けられた埋込みn+層である。５１，５２エピタ
キシヤル成長層２に設けられｎ型半導体で構成さ
れ、それぞれ、移動電極４１、比較電極４２に一
端が固定されたリードである。５１１，５２１
は、第５図に示す如く、不純物が拡散されて形成
され、この場合は、ｐ型半導体よりなるシールド
体である。シールド体５１１，５２１は、それぞ
れ、リード５１，５２の周囲をシールドするよう
に構成されている。５３はエピタキシヤル成長層
２に設けられ、ｐ型半導体からなり、リード５
１，５２を絶縁する。５４はエピタキシヤル成長
層２に設けられ、ｎ型半導体からなるリードで、
アルミニウム材よりなるパツド６を介して固定電
極３１に一端が接続されている。５５はエピタキ
シヤル成長層２に設けられｐ型半導体からなり、
リード５４をエピタキシヤル成長層２から絶縁す
る絶縁層である。６１，６２，６３，６４は、そ
れぞれ、リード５１，５２，５３，５４に接続さ
れた外部接続用端子である。７１は固定電極３１
に対向するエピタキシヤル成長層２に設けられた
誘電体膜で、この場合は、約1000Åの厚さに管理
された酸化シリコン膜（SiO2）が用いられてい
る。７２，７３，７４はエピタキシアル層２の外
気接触部分を保護する保護膜で、この場合は、７
２は酸化シリコン膜（SiO2）７３は窒化ケイ素
膜（Si3N4）、７４はポリシリコンが用いられて
いる。８は半導体基板１の圧力導入孔１１が設け
られている側に取付けられた、この場合はパイレ
ツクスガラスよりなる絶縁カバーである。
基板である。１１は基板１に設けられ測定圧力
Pnが導入される圧力導入孔である。２は基板１
にｎ型シリコン単結晶膜をエピタキシヤル成長さ
せたエピタキシヤル成長層で、移動電極層を構成
する。３は透明なパイレツクスガラスよりなる絶
縁カバーで、エピタキシヤル成長層２に陽極接続
されている。２１はエピタキシヤル成長層の圧力
導入孔１１に対向する位置に設けられ、絶縁カバ
ー３と基準室２２を構成し、基準圧力Ppの導入さ
れる凹部である。３１は絶縁カバー３の、基準室
２２に面する面に設けられた固定電極である。４
３は、エピタキシヤル層２の固定電極３１に面す
る面にリング状に不純物が拡散されてｐ型半導体
として形成された絶縁層で、ｎ型シリコン単結晶
膜よりなる円板状の移動電極４１と、移動電極４
１と同心円状に設けられた比較電極４２とを囲む
ように形成されている。４１１，４２１は、それ
ぞれ、移動電極４１、あるいは、比較電極４２と
半導体基板１との電気的抵抗を少くするために設
けられた埋込みn+層である。５１，５２エピタ
キシヤル成長層２に設けられｎ型半導体で構成さ
れ、それぞれ、移動電極４１、比較電極４２に一
端が固定されたリードである。５１１，５２１
は、第５図に示す如く、不純物が拡散されて形成
され、この場合は、ｐ型半導体よりなるシールド
体である。シールド体５１１，５２１は、それぞ
れ、リード５１，５２の周囲をシールドするよう
に構成されている。５３はエピタキシヤル成長層
２に設けられ、ｐ型半導体からなり、リード５
１，５２を絶縁する。５４はエピタキシヤル成長
層２に設けられ、ｎ型半導体からなるリードで、
アルミニウム材よりなるパツド６を介して固定電
極３１に一端が接続されている。５５はエピタキ
シヤル成長層２に設けられｐ型半導体からなり、
リード５４をエピタキシヤル成長層２から絶縁す
る絶縁層である。６１，６２，６３，６４は、そ
れぞれ、リード５１，５２，５３，５４に接続さ
れた外部接続用端子である。７１は固定電極３１
に対向するエピタキシヤル成長層２に設けられた
誘電体膜で、この場合は、約1000Åの厚さに管理
された酸化シリコン膜（SiO2）が用いられてい
る。７２，７３，７４はエピタキシアル層２の外
気接触部分を保護する保護膜で、この場合は、７
２は酸化シリコン膜（SiO2）７３は窒化ケイ素
膜（Si3N4）、７４はポリシリコンが用いられて
いる。８は半導体基板１の圧力導入孔１１が設け
られている側に取付けられた、この場合はパイレ
ツクスガラスよりなる絶縁カバーである。
以上の構成において、リード５１，５２は、シ
ールド体５１１，５２１により周囲をシールドさ
れているので、リード５１とリード５２との間の
浮遊容量Csを零とすることができるので、移動電
極４１と比較電極４２間の浮遊容量を最小限にす
ることができる。
ールド体５１１，５２１により周囲をシールドさ
れているので、リード５１とリード５２との間の
浮遊容量Csを零とすることができるので、移動電
極４１と比較電極４２間の浮遊容量を最小限にす
ることができる。
この結果、周囲温度の変化の影響が少い半導体
容量形圧力センサを得ることができる。
容量形圧力センサを得ることができる。
なお、前述の実施例においては、リード５１〜
５４を、エピタキシヤル成長層２中に構成した
が、半導体基板１に不純物拡散によりシールドさ
れたリードを構成してもよいことは勿論である。
５４を、エピタキシヤル成長層２中に構成した
が、半導体基板１に不純物拡散によりシールドさ
れたリードを構成してもよいことは勿論である。
なお、本考案は、ガード電極４３を使用した、
いわゆる三端子構造の静電容量検出方式を採用し
たものである。
いわゆる三端子構造の静電容量検出方式を採用し
たものである。
以上説明したように、本考案によれば、周囲温
度の変化の影響が少い半導体容量形圧力センサを
実現することができる。
度の変化の影響が少い半導体容量形圧力センサを
実現することができる。
第１図、第２図は従来より一般に使用されてい
る従来例の構成説明図で、第１図は平面図、第２
図は側断面図、第３図、第４図、第５図は本考案
の一実施例の構成説明図で、第３図は正面図、第
４図は第３図のＡ−Ａ断面図、第５図は第３図の
Ｂ−Ｂ断面図である。 １……半導体基板、１１……圧力導入孔、２…
…エピタキシヤル成長層、２１……凹部、２２…
…基準室、３……絶縁カバー、３１……固定電
極、４１……移動電極、４１１，４２１……n+
層、４２……比較電極、４３……絶縁層、５１，
５２，５３，５４……リード、５１１，５２１…
…シールド体、５５……絶縁層、６……パツド、
６１〜６４……外部接続用端子、７１……誘電体
膜、７２……酸化シリコン膜、７３，７４……保
護膜、８……絶縁カバー、Pn……測定圧、Pp…
…基準圧、Cn……測定静電容量、Cs……浮遊容
量。
る従来例の構成説明図で、第１図は平面図、第２
図は側断面図、第３図、第４図、第５図は本考案
の一実施例の構成説明図で、第３図は正面図、第
４図は第３図のＡ−Ａ断面図、第５図は第３図の
Ｂ−Ｂ断面図である。 １……半導体基板、１１……圧力導入孔、２…
…エピタキシヤル成長層、２１……凹部、２２…
…基準室、３……絶縁カバー、３１……固定電
極、４１……移動電極、４１１，４２１……n+
層、４２……比較電極、４３……絶縁層、５１，
５２，５３，５４……リード、５１１，５２１…
…シールド体、５５……絶縁層、６……パツド、
６１〜６４……外部接続用端子、７１……誘電体
膜、７２……酸化シリコン膜、７３，７４……保
護膜、８……絶縁カバー、Pn……測定圧、Pp…
…基準圧、Cn……測定静電容量、Cs……浮遊容
量。
Claims (1)
- 半導体容量形圧力センサにおいて、半導体基板
にエピタキシヤル成長又は不純物拡散によつて設
けられた接続用リードと、該リードの周囲をシー
ルドするように不純物が拡散されて形成されたシ
ールド体とを具備したことを特徴とする半導体容
量形圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10838883U JPS6015645U (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 半導体容量形圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10838883U JPS6015645U (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 半導体容量形圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6015645U JPS6015645U (ja) | 1985-02-02 |
| JPH0134106Y2 true JPH0134106Y2 (ja) | 1989-10-17 |
Family
ID=30252891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10838883U Granted JPS6015645U (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 半導体容量形圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6015645U (ja) |
-
1983
- 1983-07-13 JP JP10838883U patent/JPS6015645U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6015645U (ja) | 1985-02-02 |
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