JPH02290525A

JPH02290525A - 低誘電ドリフト容量型圧力センサ

Info

Publication number: JPH02290525A
Application number: JP2000196A
Authority: JP
Inventors: Robert H Bullis; ロバート　エイチ．ブリス; James L Swindal; ジェームス　エル．スインダル; Jr Walter J Wiegand; ウオルター　ジェイ．ワインガンド; Charles B Brahm; チャールズ　ビイ．ブレーム; Harold D Meyer; ハロルド　デイ．メイヤー
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: RTX Corp
Priority date: 1988-12-30
Filing date: 1990-01-04
Publication date: 1990-11-30
Also published as: EP0380885A1; KR900010375A; CA2006161C; IL92929A0; JP2000000011U; US4954925A; BR9000013A; EP0380885B1; CA2006161A1; DE68908152D1; IL92929A; KR0137965B1; DE68908152T2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、検出する圧力の変動に応じて容量を変化す
る容量型圧力センサに関するもので、特に、圧力変動に
応じて変位するシリコン製のダイアプラムを用いたシリ
コン重１１　（Ｓｉ　ｌ　ｉｃｏｎ−ｏｎ−Ｓｉ　１　
ｉｃｏｎ）型の小型圧力センサに関するものである。さ
らに、本発明は、二つのシリコンダイアフラム間にガラ
スを介挿して、固定シリコン基盤の上方にシリコンダイ
アフラムをガラス壁によって支持するように構成したシ
リコンーガラスーシリコン（Ｓｉ１ｉｃｏｎ−Ｇｌａｓ
ｓ−Ｓｉｌｉｃｏｎ）型の圧力センサに関するもので、
さらにセンサに生じる誘電ドリフトを減少させる技術に
関するものである。

［従来の技術及び解決課題コこの種の容量型圧力センサは、容量型変換器、マイクロ
フォン、ラプチャディスク（ｒｕｐｔｕｒｅ　ｄｉＳＣ
）、共振器、バイブレー夕等に用いられている。

これらの用途の多くにおいて、圧力センサの小型化が望
まれている。例えば、この種のセンサにおいて求められ
る大きさは、’８ｍｍ　　ｘ　　８ｍｍ程度の大きさで
ある。

シリコン製容量型圧力センサは、従来より知られており
、例えばポーリ　（ｐ０１ｙｅ）に付与されたアメリカ
特許第３．６３４．７２７号には、所定の空隙を存して
対向するシリコン板を共晶金属バンドによって連結した
構成が開示されており、測定する圧力に応じて空隙の容
量を変化させることによって、圧力に応じた容量信号を
発生するように構成されている。従って、この種の圧力
センサは、圧力によって生じる薄いダイアフラムの変形
によって圧力の検出を行っている。即ち、可変容量を形
成する二つの対向面間の距離をダイアプラムの変形によ
って変化させ、この容量変化を検出することによって、
圧力を測定を行うものである。

航空宇宙工学製品等の、高精度を要するセンサの場合、
この種の圧力センサにより達成され得る精度は、１２０
℃程度の比較的高温で、例えば２０年以上の長期間に圧
力検出要素に生じるドリフトによって制限されている。

従来より公知のシリコンーガラスーシリコン型の圧力セ
ンサの代表的な構成を第４図及び第５図に示す。この第
４図及び第５図の構成は、本発明の直接の従来技術を構
成するもので、誘電層によって形成され、センサの検出
空隙の周囲に形成された誘電性スペーサによって、検出
要素の要領の約５０％を形成している。ほうけい酸ガラ
ス等で形成されるこの誘電性スペーサに生じる経年変化
及びドリフトは、以下に”Ｃｐ”と表され、この誘電性
スペーサの経年変化及びドリフトが、検出要素のドリフ
トの主な原因となる。

第４図及び第５図に示すように、シリコン重畳型圧力セ
ンサ又は変換器１０の外形は矩形形状に形成されており
、内部の機能部Ｃｃは、第４図に示すように円形又は円
筒形に形成されている。この機能部Ｃｃには、導電性を
有し、矩形に形成され、可とう性を有し、かつ適当にド
ーピングされた上側シリコンダイアフラム１１と、導電
性を有し、適当にドーピングされた下側又は底部のシリ
コンベース又は基盤１２と、ほうけい酸ガラス等の誘電
性材料で形成され、シリコンダイアフラム１１とシリコ
ン基盤１２間に介挿された非導電性の誘電性スペーサ１
３と、シリコンダイアフラム１１とシリコン基盤１２間
に形成され、閉塞され、気密シールされた基準室１４と
によって構成されている。この基準室１４は、主にゼロ
負圧又は高基準圧によってシールされた構成となってい
る。

この基準室１４の圧力は、この圧力が基準レベルとなっ
ているときにシリコンダイアフラム１１とシリコン基盤
１２が平行となるように調整されている。

なお、添付図面の寸法は、各部の構成を明瞭に．示すた
めに便宜的に実際の寸法とは一致しない寸法で示されて
いる。例えば、ガラススペーサ１３、１６は、実際には
、５　０　ｐ　ｓ　ｉ　　（ｐｏｕｎｄ　ｐｅｒ　ｓｑ
ｕａｒｅ　ｉｎｃｈ）の圧力計測ユニットにおいて、厚
さが９μｍであり、これに対してシリコン層１１、１２
はそれぞれ０．０５０インチの厚さとなっている。

中央に形成され、円形突出部１２Ａは、基準室１４内に
突出している。第５図に示すように、この円形突出部１
２Ａの表面には、ガラス製の絶縁層１３Ａが形成されて
いる。このガラス製絶縁層１３Ａの厚さは１／２μｍと
なっており、９μｍの厚さをもつガラス製スペーサ１６
に連続している。このガラス製絶縁層１３Ａは、センサ
１０における長期間の使用によって生じるドリフトの問
題にはほとんど影響を与えない。従って、この絶縁層１
３Ａの２０年以上の長期間における変化特性は無視出来
るものとなる。

センサ１０の外部における大気圧が変化した場合、シリ
コンダイアフラム１１が変形して、シキコンダイアフラ
ム１１とシリコン基盤１２間に形成された、容量空間の
容量が変化して、センサ１０の容量を変化させる。外側
表面又は上側面１７に負荷される外部圧力の変化による
、このセンサ１０の容量が圧力及び圧力変化の測定に用
いられる。

導電体又は電極１８Ａ，１８Ｂは、シリコンンダイアフ
ラム１１とシリコン基盤１２に接続されており、この電
極を介して、センサは外部回路に接続される。なお、外
部回路・においては、センサ１０の出力量に基づいて、
測定する圧力の関数として、センサの容量を検出する。

即ち、大気圧が変化した場合、この大気圧がシリコンダ
イアフラム１１の外側表面に作用して、ダイアフラムに
弾性変形を生じさせ、これによってダイアフラムとシリ
コン基盤１２の電極間の容量を変化させる。

このとき生じる容量変化によって、圧力検出信号が発生
する。なお、シリコンダイアフラム１１の下側基準室１
４対抗面とシリコン基盤１２の突出部１２Ａ間の距離が
２μｍとなっており、センサの導入されている圧力が基
準圧に設定されており、圧力の上昇に伴って、ダイアフ
ラムが、突出部に向かって変形するように構成されてい
る。

上記の構成において、シリコンダイアフラム１１と、誘
電性スペーサ１６の内側周縁部の円１５で示す部分には
、大気圧の変化によってダイアフラムが変位して、これ
と接触するために臨界応力が生じる。この誘電性スペー
サ１６の半径方向の幅はＯ、０３６インチとされ、厚さ
は９μｍとなっている。一方、突出部１２Ａのガラス製
誘電層１３Ａ厚さは０．５μｍとなっている。この突出
部１２Ａの突出高さは６．５μｍであり、この突出部１
２Ａの直径は０．１５０インチとなっている。

シリコンダイアフラム１１及びシリコン基盤１２は、前
述したように略矩形に形成されている。

これらのシリコンダイアフラム１１及びシリコン基盤１
２の周縁部における水平方向の長さは０．２６０インチ
となっており、一方誘電性スペーサ１６の内径は、０．
１９０インチとなっている。

なお、誘電性スペーサの外周は、シリコンダイアフラム
１１及びシリコン基盤１２と同様に矩形に形成してもよ
く、また円形に形成することも出来る。

第４図に示すように、大気導入部１８は、ガラス層２０
を介してセンサに接着されている。この大気導入部１８
には、大気導入ポート１９が形成されており、この大気
導入ポート１９の内側端部は、シリコンダイアフラム１
上の上側の圧力検出面１７に対向しており、大気はこの
大気導入ポート１９より導入され、シリコンダイアフラ
ムに作用する。なお、上記したセンサの構成は、本発明
の対象となる圧力センサのＩ１２を説明するために例示
した一例であって、本発明の横ｆｆはこれに制限をされ
るものではない。

また、上記と同様にシリコンーガラスーシリコンの三層
構造をもつ圧力センサは、グランサム（Ｇｒａｎｔｈａ
ｍ）及びスイングル（Ｓｖｉｎｄａｌ）に付与され、本
出願人が所有するアメリカ特許第４．　　４６７３９４
号に示されている。シリコン及びガラスの各層の相対寸
法及び電気特性によって、誘電性スペーサ１６は、装置
全体の電気容量の約５０％をｔｌｆｆする。この周縁部
における容量は、不変であり、圧力検出性能上は好まし
くないものとなっている。

この周縁部又はダイアフラム支持部における容量の問題
を解決するために、センサ内の配線に複雑にものを用い
、また、シリコン基盤を既存のものに変更することも可
能である。しかしながら、この解決方法では、構造か複
雑化することによる生産コストの上昇が問題となり、し
かも異なる物質を用いることによって、熱膨張率の差が
問題となる。

レート（Ｌｅｈｔｏ）に付与されたアメリカ特許第４５
９７．０２７号には、シリコン基盤に凹溝を形成して、
誘電層をこの溝にそって配設することによって誘電層が
スペーサを形成しない構成を提案している。この構成に
おいては、ダイアフラムの周縁部を下向きに延長して、
第４図及び第５図の誘電性スペーサと同様のスペーサ機
能を持たせる必要が有り、上記と同様の問題を生じる。

上記以外の先行技術としては、以下のアメリカ特許があ
る。

１９８５年７月１６日にシイ．デイ．ベリスタイン（Ｃ
．　Ｄ．　Ｂｅｒｉｓｔａｉｎ）に付与された「低寄生
容量の容量型圧力センサ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ　Ｐｒ
ｅｓｓｕｒｅ　Ｓｅｎｓｏｒ　ｗｉｔｈ　Ｌｏｗ　Ｐａ
ｒａｓｉｔｉｃ　Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）Ｊに関する
アメリカ特許第４，５３０．０２９号、１９８５年５月
１４日にビイ．メイル（Ｂ．ｌ［ａｌｅ）に付与された
［容量型圧力変換器信号の調整回路（Ｃａｐａｃｉｔｉ
ｖｅ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｓｅｎｓｏｒ　Ｔｒａｎｓｄ
ｕｃｅｒ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ　
Ｃｉｒｃｕｉｔ）Ｊの関するアメリカ特許第４．５１７
．６２２号、１９８４年４月２３日にデイ．エイチ．グ
ランサム（Ｄ．　Ｈ．　Ｇｒａｎｔｈａｍ）に付与され
た［低寄生容量圧力変換器及びそのエッチング停止処理
方法（Ｌｏｗ　Ｐａｒａｓｔｉｃ　Ｃａｐａｃｉｔａｎ
ｃｅ　ＰｒｅｓｓｕｒｅＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ　ａｎｄ
　Ｅｔｃｈ　Ｓｔｏｐ　ｍｅｔｈｏｄ）Ｊに関するアメ
リカ特許第４．５１３．３４８号、１９８４年８月２１
日にデイ．エイチ．グランサム及びジエイ，エル．スウ
イングル（Ｊ．　Ｈ．　Ｓｗｉｎｄａｌ）に付与された
［シリコンーガラスーシリコン容量型圧力変換器（Ｔｈ
ｒｅｅ　Ｐｌａｔｅ　Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｇｌａｓｓ−Ｓ
ｉｌｉｃｏｎ　Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ　Ｐｒｅｓｓｕｒ
ｅ　Ｓｅｎｓｏｒ）Ｊに関するアメリカ特許第４．４６
７．３９４号、１９８４年７月３１日１こジエイ．エフ
．ブラック（Ｊ，　Ｆ，　Ｂｌａｃｋ）、テイ．ダブリ
ュー．グルドコウスキ−（Ｔ．Ｖ．Ｇｒｕｄｋｏｓｋｉ
）及びエイ．ジエイ．デマリア（Ａ．　Ｊ．ＤｅＭａｒ
ｉａ）に付与された［超薄型マイクロエレクトロニック
圧力センサ（Ｕｌｔｒａイｈｉｎ　Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｉｃ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｓｅｎｓｏｒ）Ｊに
関するアメリカ特許第４，　　４６３，３３６号、１９
８３年１１月１５日にデイ．エイチ．グランサム及びジ
エイ．エル．スウイングルに付与された［静電接着され
たシリコン容量型圧力変換器（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔ
ｉｃ　Ｂｏｎｄｅｄ，　Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｃａｐａｃｉ
ｔｉｖｅ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｓｅｎｓｏｒ）Ｊに関す
るアメリカ特許第４，４１５．９４８号、及び１９８３
年９月２０日１こデイ．エイチ．グランサム及びシエイ
．エル．スウイングルに付与された「シリコンーガラス
ーシリコン容量型圧力変換器（Ｔｈｒｅｅ　Ｐｌａｔｅ
Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｇｌａｓｓ−Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｃａｐ
ａｃｉｔｉｖｅ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｓｅｎｓｏｒ）　
Ｊに関するアメリカ特許第４，　　４０５．　　９７０
号等が有る。

しかしながら、上記したいずれの従来技術においても、
長期間の使用における誘電ドリフトに関しては十分な低
減が達成されておらず、この種のセンサの精度向上の観
点から改良が望まれていたものである。

そこで、本発明の目的は、長期間使用した場合の誘電ド
リフトを減少させて、センサの精度を向上させることに
ある。

さらに、本発明は、シリコン層一誘電スペーサシリコン
層の積層構造で形成する圧力センサ又は変換器の誘電ス
ペーサのセンサ全体の容量に対する容量比を減少させる
ことにより、誘電スペーサの経年変化による誘電ドリフ
トの影響を減少して、センサ全体としての誘電ドリフト
を減少することを目的としている。

［課題を解決するための手段］上記及び上記以外の目的を達成するために、本発明の第
一の構成によれば、導電性シリコン基盤と、導電性を有し、弾性変形可能に形成されるとともに、一
側面に測定する圧力が作用する圧力検出面を持つシリコ
ンダイアフラムと、前記シリコン基盤と前記シリコンダイフラム間に介挿さ
れるとともに、前記シリコン基盤の外周部にそって形成
され、前記シリコン基盤と前記シリコンダイアフラム間
を連結して、前記シリコン基盤と前記シリコンダイアフ
ラム間に前記検出面に作用する圧力による前記シリコン
ダイアフラムの弾性変形によって容量が変化する可変容
量気密室を形成する非導電性、誘電性スペーサとによっ
て構成され、前記誘電性スペーサの持つ容量を、センサ
全体の容量に対して２０乃至２５％以下としたことを特
徴とする容量型圧力センサ又は変換器が提供される。

また、本発明の第二の構成によれば、導電性シリコン基
盤と、導電性を有し、弾性変形可能に形成されるととも
に、一側面に測定する圧力が作用する圧力検出面を持つ
シリコンダイアフラムと、前記シリコン基盤と前記シリ
コンダイフラム間に介挿されるとともに、前記シリコン
基盤の外周部にそって形成され、前記シリコン基盤と前
記シリコンダイアフラム間を連結して、前記シリコン基
盤と前記シリコンダイアフラム間に前記検出面に作用す
る圧力による前記シリコンダイアフラムの弾性変形によ
って容量が変化する可変容量気密室を形成する非導電性
、誘電性スペーサとによって構成された容量型圧力セン
ザ又は変換器において、前記誘電性スペーサの持つ容量
を、センサ全体の容量に対して２０乃至２５゛％以下と
したことを特徴とする容量型圧力センサにおける誘電ド
リフトの減少方法が提供される。

なお、上記の本発明の第一及び第二の構成において、前
記誘電性スペーサの前記シリコンダイアフラム接合面の
幅を０．０３６インチ未満とする。

また、好ましくは、前記誘電性スペーサの前記シリコン
ダイアフラム接合面の幅を０．０１０インチ未満とする
。さらに、前記誘電性スペーサの前記シリコンダイアフ
ラム接合面の幅を０．０１０インチ未満とするとともに
、前記シリコンダイフラムが、前記接合面の放射方向外
側まで延長して形成することも出来る。また、前記シリ
コンダイアフラムは、その周縁部の厚さが、中央部の厚
さ以下にとなるように形成されている。なお、上記した
シリコンダイアフラムの厚さは、全面積において均一な
厚さに形成することを包含する。

さらに、前記誘電性スペーサの容量がセンサ全体の容量
の１６％以下とすることが望ましい。また、前記シリコ
ンダイアフラムの周縁部下面が、誘電性スペーサの対向
する面に対して離間して配設する事も出来、さらに、前
記シリコン基盤の周縁部の上面が、中央部の上面よりも
低位に位置しており、前記周縁部の上面上に前記誘電性
スペーサが形成することも出来る。

［実　施　例］以下に、本発明の好適実施例を添付図面を参照しながら
説明する。なお、以下の説明において、第１図乃至第３
図において図示のない部分に関しては、従来技術を説明
するために用いた第４図及び第５図と同様の構成となる
ため省略したもので、第１図乃至第３図において図示し
ない要素に関しては第４図及び第５図の対応する部分に
用いた参照符号を用いて説明する。

第１図は、本発明によるシリコン重畳型圧力センサの第
一実施例による構成を示すもので、誘電ドリフトを減少
させるように構成されている。この構成においては、誘
電性スペーサの厚さ及び幅が縮小されている。このため
、第１図の構成においては、誘電性スペーサ１１６の破
線で示す外側部分１１６Ａをエッチング等によって切り
欠いて構成している。この構成では、基準室１１４を形
成するシリコンダイアフラム１１１と誘電性スペーサ１
１６の部分１１５における干渉を防止する構成とはなっ
ていない。しかしながら、先に説明した従来技術におい
ては誘電性スペーサが０．０３６インチの厚みを持って
いたのに対して、本実施例の構成による誘電性スペーサ
１１６の厚さは、０．０１０インチとなっており、０．
０２６インチ分の誘電性スペーサ部分１１５が切り欠か
れている。従って、シリコンダイアフラム１１１の周縁
部は、この０．０２６インチ分誘電性スペーサ１１６の
外周面１１６Ｂよりも外側に位置することになる。

なお、本実施例においても基準室１１４側部の気密保持
のために、誘電性スペーサ１１６はある程度の厚みを有
する必要があり、これと同時に検出面１１７に作用する
大気圧の変動によるシリコンダイアフラム１１１が弾性
変形する場合における干渉部１１５における応力を過大
としないために、誘電性スペーサ１１６にはある程度の
幅が必要となる。

さらに、本実施例においては、誘電性スペーサ１１６の
外周面１１６Ｂの切欠処理を光学リトグラフ処理によっ
て行うことによって誘電性スペーサ１１６の容量を、第
４図及び第５図の構成における切削処理による切削面に
よる場合と比較して、精密に制御することが可能となる
。またさらに、光学リトグラフを用いて誘電性スペーサ
の切除処理を行うことによって、切削処理に比較してク
ランクの発生を少な《することが可能となる。

第２図及び第３図は、本発明の他の実施例を示すもので
、これらの実施例は、上記第１図の実施例の形成工程に
加えて余分な処理工程を必要とするが、一方、前記の実
施例に比べて誘電性スペーサの容量を更に減少すること
が可能となり、長期間の使用によるドリフトを減少する
ことが可能となる。しかも、誘電性スペーサ外周面の処
理精度を一層向上することが出来る。

第２図の構成においては、シリコンダイアフラム２１１
の周縁部の、誘電層・２１３で形成した誘電性スペーサ
２１６に対向する下面に切り欠き部２１１Ａを形成した
構成となっている。一方、第３図のＮ４銭においては、
誘電性スペーサ３１６に接合するシリコン基盤３１２の
外周部上端縁３１２Ａを切り欠いた構成となっている。

第２図のセンサ構造において、シリコンダイフラム２１
１に切り欠き部２１１Ａを形成して外周部におけるシリ
コンダイフラム２１１とシリコン基盤２１２の離間距離
を、第４図及び第５図に示す従来の構成における９μｍ
から０．００２インチに拡大している。さらに、シリコ
ンダイアフラム２１１と誘電性スペーサ２１６のシリコ
ンとガラスの当接面積を、従来の０．０３６インチから
０．０１０インチに減少している。

一方、第３図の構成によれば、上記の第２図の構成と同
様に、シリコン基盤３１２の上端縁３１２Ａを切り欠き
、この切り欠き部にそって誘電層を形成して誘電性スペ
ーサ３１６を構成することによって、シリコンダイフラ
ム３１１とシリコン基盤３１２の外周部における離間距
離を増大させている。なお、本実施例におけるシリコン
基盤３１２の外周部３１２Ａの切り欠き部によりこの外
周部におけるシリコンダイアフラム３１１とシリコン基
盤３１２の距離は、従来の９μｍから５０μｍに拡大し
ている。この構成によっても先の実施例と同様に、シリ
コンダイアフラム３１１と誘電性スペーサ３１６の接触
面積を減少する事が出来、また、誘電性スペーサ３１６
における容量を減少することが可能となる。

なお、第３図における各部の寸法は、表記上の便宜によ
り実際の寸法とは異なる寸法比で示されており、実際に
は、シリコン基盤３１２に外周部３１２Ａの切り欠き深
さは、誘電性スペーサ３１６の厚さに対して約５．５倍
の深さを持っている。

即ち、誘電性スペーサ３１６の厚さは９μｍであり、シ
リコン基盤３１２の外周部３１２Ａの切り欠き深さは５
０μｍである。

第３図の実施例によるセンサを製造して、試験を行った
結果、センサ要素における誘電ドリフトが減少するとと
もに、誘電率゜が８減少していた。

本発明は、上記の実施例以外にも構成可能であり、誘電
性スペーサの厚みを増大すると同時に、突出部の基準室
内への突出高さを増加させて、基準圧における２μｍの
シリコンダイアフラムと突出部上面の離間距離を維持よ
うに構成してもよい。

なお、上記した本発明の構成は、必要に応じて適宜選択
して使用されるものである。ガラス製誘電性スペーサ１
６、１１６、２１６、３１６によるセンサ周縁部の容量
はシリコンダイアフラム及びシリコン基盤で構成される
容量プレートの離間距離、誘電性スペーサの形成材料の
導電性、シリコンダイアフラムと誘電性スペーサの接合
面積等の種々の条件によって決定される。

上記の構成において、誘電性スペーサの持つ電気容量は
、センサの全容量に対して、２０乃至２５％以下、好ま
しくは１６％以下のする。

［発明の効果］上記のように、本発明によれば、シリコンダイアフラム
を支持する誘電性スペーサの電気容量をセンサ全体の電
気容量に対して相対的に減少させることによって、セン
サの長期間の使用による経年変化及び主に誘電性スペー
サの経年変化又は損耗等による誘電ドリフトを著しく減
少することが出来るものとなる。

なお、本発明は、前提技術として示した第４図及び第５
図の形状の圧力センサに適用するほか、いかなる形状及
びＮ４成の誘電ドリフトの減少が必要な容量型圧力セン
サ又は変換器にも適用可能なものである。

また、本明細書の説明に上下の位置関係は、説明の理解
を肋けるために、図示の位置関係を用いて示しているが
、この方向性に関しては、センサの取り付け態様によっ
て位置関係がいかようにも変化するものである。

さらに、本発明は、上記の実施例に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載した要件を満足するいかな
る構成をも包含するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例による容量型圧力センサの要
部を示す部分断面図、第２図及び第３因は、第１図の変形例を示す部分断面図
、第４図は、従来の容量型圧力センサを一部切り欠いて示
す斜視図、第５図は、第４図の圧力センサの要部を示す部分断面図
である。１０、１１０、２１０、３１０・・・センサ１１、１１
１、２１１、３１１・・・シリコンダイアフラム１２、１１２、２１２、３１２・・・シリコン基盤１４
、１１４、２１４、３１４・・・基準室１６、１１６、
２１６、３１６・・・誘電性スペーサ図面の浄書（内容
に変更唸し》第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導電性シリコン基盤と、導電性を有し、弾性変形可能に形成されるとともに、一
側面に測定する圧力が作用する圧力検出面を持つシリコ
ンダイアフラムと、前記シリコン基盤と前記シリコンダイフラム間に介挿さ
れるとともに、前記シリコン基盤の外周部にそって形成
され、前記シリコン基盤と前記シリコンダイアフラム間
を連結して、前記シリコン基盤と前記シリコンダイアフ
ラム間に前記検出面に作用する圧力による前記シリコン
ダイアフラムの弾性変形によって容量が変化する可変容
量気密室を形成する非導電性、誘電性スペーサとによっ
て構成され、前記誘電性スペーサの持つ容量を、センサ
全体の容量に対して２０乃至２５％以下としたことを特
徴とする容量型圧力センサ。
（２）前記誘電性スペーサの前記シリコンダイアフラム
接合面の幅を０．０３６インチ未満としたことを特徴と
する請求項第１項に記載の容量型圧力センサ。
（３）前記誘電性スペーサの前記シリコンダイアフラム
接合面の幅を０．０１０インチ未満としたことを特徴と
する請求項第１項に記載の容量型圧力センサ。
（４）前記誘電性スペーサの前記シリコンダイアフラム
接合面の幅を０．０１０インチ未満とするとともに、前
記シリコンダイフラムが、前記接合面の放射方向外側ま
で延長されていることを特徴とする請求項第１項に記載
の容量型圧力センサ。
（５）前記シリコンダイアフラムは、その周縁部の厚さ
が、中央部の厚さ以下にとなるように形成されているこ
とを特徴とする請求項第１項乃至第４項のいずれかに記
載の容量型圧力センサ。
（６）前記シリコンダイアフラムが、全面積において均
一な厚さに形成されている請求項第５項に記載の容量型
圧力センサ。
（７）前記誘電性スペーサの容量がセンサ全体の容量の
１６％以下に構成されていることを特徴とする請求項第
１項乃至第６項のいずれかに記載の容量型圧力センサ。
（８）前記シリコンダイアフラムの周縁部下面が、誘電
性スペーサの対向する面に対して離間して配設されてい
ることを特徴とする請求項第１項乃至第７項に記載の容
量型圧力センサ。
（９）前記シリコン基盤は、周縁部の上面が、中央部の
上面よりも低位に位置しており、前記周縁部の上面上に
前記誘電性スペーサが形成されていることを特徴とする
請求項第１項乃至第８項のいずれかに記載の容量型圧力
センサ。
（１０）導電性シリコン基盤と、導電性を有し、弾性変
形可能に形成されるとともに、一側面に測定する圧力が
作用する圧力検出面を持つシリコンダイアフラムと、前
記シリコン基盤と前記シリコンダイフラム間に介挿され
るとともに、前記シリコン基盤の外周部にそって形成さ
れ、前記シリコン基盤と前記シリコンダイアフラム間を
連結して、前記シリコン基盤と前記シリコンダイアフラ
ム間に前記検出面に作用する圧力による前記シリコンダ
イアフラムの弾性変形によって容量が変化する可変容量
気密室を形成する非導電性、誘電性スペーサとによって
構成された容量型圧力センサにおいて、前記誘電性スペーサの持つ容量を、センサ全体の容量に
対して２０乃至２５％以下としたことを特徴とする容量
型圧力センサにおける誘電ドリフトの減少方法。
（１１）前記誘電性スペーサの前記シリコンダイアフラ
ム接合面の幅を０．０３６インチ未満としたことを特徴
とする請求項第１０項に記載の方法。
（１２）前記誘電性スペーサの前記シリコンダイアフラ
ム接合面の幅を０．０１０インチ未満としたことを特徴
とする請求項第１０項に記載の方法。
（１３）前記誘電性スペーサの前記シリコンダイアフラ
ム接合面の幅を０．０１０インチ未満とするとともに、
前記シリコンダイアフラムが前記接合面の放射方向外側
まで延長したこと特徴とする請求項第１０項に記載の方
法。
（１４）前記シリコンダイアフラムの周縁部の厚さが、
中央部の厚さ以下にとなるように形成したことを特徴と
する請求項第１０項乃至第１３項のいずれかに記載の方
法。
（１５）前記シリコンダイアフラムを、全面積において
均一な厚さに形成した請求項第１４項に記載の方法。
（１６）前記誘電性スペーサの容量をセンサ全体の容量
の１６％以下としたことを特徴とする請求項第１０項乃
至第１５項のいずれかに記載の方法。
（１７）前記シリコンダイアフラムの周縁部下面が、誘
電性スペーサの対向する面に対して離間して配設されて
いることを特徴とする請求項第１０項乃至第７項に記載
の方法。
（１８）前記シリコン基盤は、周縁部の上面が、中央部
の上面よりも低位に位置しており、前記周縁部の上面上
に前記誘電性スペーサが形成されていることを特徴とす
る請求項第１０項乃至第１７項のいずれかに記載の方法
。