JPH0234972A - 半導体圧力検出装置 - Google Patents
半導体圧力検出装置Info
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- JPH0234972A JPH0234972A JP18499388A JP18499388A JPH0234972A JP H0234972 A JPH0234972 A JP H0234972A JP 18499388 A JP18499388 A JP 18499388A JP 18499388 A JP18499388 A JP 18499388A JP H0234972 A JPH0234972 A JP H0234972A
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- electrode
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- resistors
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- Pending
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Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は気体又は液体の圧力を容易に感度良く測定する
ことができ、しかも出力の零点補正が容易に行えるよう
に零点補正用電極をセンサーチップ内に配置した半導体
圧力検出装置に関するものである。
ことができ、しかも出力の零点補正が容易に行えるよう
に零点補正用電極をセンサーチップ内に配置した半導体
圧力検出装置に関するものである。
従来の技術
圧力検出装置として金属ダイヤプラムに歪ゲージを取付
けたもの、半導体ダイヤフラム面上にピエゾ抵抗素子を
不純物拡散法により形成したもの等があり、特に、近年
半導体圧力センサーが簡便性と小形のため普及が著しい
。しかしこの半導体圧力センサーは拡散型抵抗のブリッ
ジを用いているため、ブリッジに組み込まれている４つ
のゲージ抵抗のバラン、スがとれていないと圧力が印加
されていない時の出力（以下オフセットと云う）を零に
保つ事が難しく、ゲージとして使用するためには外部回
路で補正を施す必要がある。外部回路で補正を施した場
合、周囲温度の変化した場合に精度良く補正する事が非
常に困難であり、従来の半導体圧力センサーの欠点の１
でもあった。又、外部回路でオフセットを補正しなくて
もよいようにするための方策は、４つのゲージ抵抗の値
を非常にバランスよく作成し、又、４つのゲージ抵抗を
つなぐための接続用パターンを夫々対称性を保ちながら
バランス良く作成することである。そのためにはブリッ
ジ抵抗のパターンを形成する際、超高精度パターン形成
技術を用い、各ゲージ抵抗のパターン幅寸法の偏差を極
力小さくし、更にこれによって形成されたシリコン酸化
膜マスクを通してｐ型不純物を拡散するが、その濃度の
ばらつきが少なくなるように、ｐ型不純物をイオン注入
によりシリコン内に打ち込み、結果として、バランスの
よいブリッジを形成できる。しかし、この方法は超高精
度なパターン形成技術やイオン注入手段に高価な設備と
熟練技術者を必要とし、コストが高くなる。
けたもの、半導体ダイヤフラム面上にピエゾ抵抗素子を
不純物拡散法により形成したもの等があり、特に、近年
半導体圧力センサーが簡便性と小形のため普及が著しい
。しかしこの半導体圧力センサーは拡散型抵抗のブリッ
ジを用いているため、ブリッジに組み込まれている４つ
のゲージ抵抗のバラン、スがとれていないと圧力が印加
されていない時の出力（以下オフセットと云う）を零に
保つ事が難しく、ゲージとして使用するためには外部回
路で補正を施す必要がある。外部回路で補正を施した場
合、周囲温度の変化した場合に精度良く補正する事が非
常に困難であり、従来の半導体圧力センサーの欠点の１
でもあった。又、外部回路でオフセットを補正しなくて
もよいようにするための方策は、４つのゲージ抵抗の値
を非常にバランスよく作成し、又、４つのゲージ抵抗を
つなぐための接続用パターンを夫々対称性を保ちながら
バランス良く作成することである。そのためにはブリッ
ジ抵抗のパターンを形成する際、超高精度パターン形成
技術を用い、各ゲージ抵抗のパターン幅寸法の偏差を極
力小さくし、更にこれによって形成されたシリコン酸化
膜マスクを通してｐ型不純物を拡散するが、その濃度の
ばらつきが少なくなるように、ｐ型不純物をイオン注入
によりシリコン内に打ち込み、結果として、バランスの
よいブリッジを形成できる。しかし、この方法は超高精
度なパターン形成技術やイオン注入手段に高価な設備と
熟練技術者を必要とし、コストが高くなる。
発明が解決しようとする課題
先に述べたように従来の半導体圧力センサーは半導体単
結晶の表面に作成した４つの非常に良くバランスのとれ
た拡散ゲージ抵抗のピエゾ抵抗効果を利用しているが、
オフセットを小さく作成する事は非常に困難であり、且
つ高価になる。この発明はこの問題点を容易に解決する
ものである。
結晶の表面に作成した４つの非常に良くバランスのとれ
た拡散ゲージ抵抗のピエゾ抵抗効果を利用しているが、
オフセットを小さく作成する事は非常に困難であり、且
つ高価になる。この発明はこの問題点を容易に解決する
ものである。
課題を解決するための手段
本発明は、圧力を受けて変形するシリコン単結晶ダイヤ
フラムと、そのダイヤフラム表面の適当な場所に４つの
ゲージ抵抗を配置すると共に、そのゲージ抵抗のつなぎ
抵抗の１ケ所に部分的にＭＯ３構造のオフセット補正電
極を配置する事によって、そのオフセット補正電極にバ
イアスを外部から印加する事により、オフセットを容易
に零に調整する事が可能な半導体圧力検出装置である。
フラムと、そのダイヤフラム表面の適当な場所に４つの
ゲージ抵抗を配置すると共に、そのゲージ抵抗のつなぎ
抵抗の１ケ所に部分的にＭＯ３構造のオフセット補正電
極を配置する事によって、そのオフセット補正電極にバ
イアスを外部から印加する事により、オフセットを容易
に零に調整する事が可能な半導体圧力検出装置である。
作用
本発明によると、圧力によって変形するシリコン単結晶
ダイヤプラムとその主面に４つのゲージ抵抗を有し、こ
れらをブリッジ結合するとともに、そのつなぎ抵抗の１
ケ所にＭＯ３構造のオフセット電極を作成する。４つの
ゲージ抵抗は従来の技術で可能な精度の製造技術で作成
する。通常、このような技術でゲージ抵抗を作成すれば
、−数的に成る値のオフセットが発生する。ブリッジに
組んであるゲージ抵抗の値は、正確に云えばゲージ抵抗
本体部分と、つなぎ抵抗部分から成り立っている。４つ
のゲージ抵抗のアンバランスだけでなく、つなぎ抵抗の
部分のアンバランスも加わって発生しているはずである
。このつなぎ抵抗の１ケ所にＭＯ８構造による電極を追
加し、この電極に印加す、るバイアス電圧を適当に加減
すればこのつばぎ抵抗部分の抵抗値がバイアスによって
加減されオフセットを零に調整することが可能である。
ダイヤプラムとその主面に４つのゲージ抵抗を有し、こ
れらをブリッジ結合するとともに、そのつなぎ抵抗の１
ケ所にＭＯ３構造のオフセット電極を作成する。４つの
ゲージ抵抗は従来の技術で可能な精度の製造技術で作成
する。通常、このような技術でゲージ抵抗を作成すれば
、−数的に成る値のオフセットが発生する。ブリッジに
組んであるゲージ抵抗の値は、正確に云えばゲージ抵抗
本体部分と、つなぎ抵抗部分から成り立っている。４つ
のゲージ抵抗のアンバランスだけでなく、つなぎ抵抗の
部分のアンバランスも加わって発生しているはずである
。このつなぎ抵抗の１ケ所にＭＯ８構造による電極を追
加し、この電極に印加す、るバイアス電圧を適当に加減
すればこのつばぎ抵抗部分の抵抗値がバイアスによって
加減されオフセットを零に調整することが可能である。
実施例
本発明の半導体ダイヤフラム式圧力検出装置について第
１図、第２図を参照して説明する。
１図、第２図を参照して説明する。
第１図は本発明の半導体単結晶ダイヤフラム式圧力検出
装置のパターン形状の一例を示す平面図である。
装置のパターン形状の一例を示す平面図である。
１はゲージ抵抗、２及び３はつなぎ抵抗部分を示す。４
はブリッジの４つの電極部分、５はＭＯ３構造のバイア
ス印加用の電極を示す。６は点線内部の裏面を薄く加工
し、シリコンダイヤプラムとした領域、そして、７はセ
ンサーチップを示す。
はブリッジの４つの電極部分、５はＭＯ３構造のバイア
ス印加用の電極を示す。６は点線内部の裏面を薄く加工
し、シリコンダイヤプラムとした領域、そして、７はセ
ンサーチップを示す。
第２図は第１図の中のＡ−Ａ ’の断面構造図である。
１１は圧力検出素子であるシリコンチップを示し、Ｎ型
半導体である。２は一方のつなぎ抵抗拡散層でＰ型不純
物が拡散されている。３はＭＯ８構造電極を備えている
他方のつなぎ抵抗の拡散層を示し、一方のつなぎ抵抗拡
散層２と同じようにＰ型不純物が拡散されている。しか
し、各つなぎ抵抗拡散層２，３の幅は一方のもの２と他
方のもの３とを比較すると、一方のもの２より他方のも
の３の方が広く設計され、ている。抵抗値はＲ−ρ−Ｃ
，で表わされるから、Ｗ２の方ＸＸＪ が大きいので、その抵抗値は低く設計されている。１４
はシリコン酸化膜を示す。５はバイアス印加用のアルミ
ニウム電極を示す。今、電極５にバイアスを印加すると
Ｐ型つなぎ抵抗のシリコン酸化膜との界面から空乏層が
発生し、印加電圧に応じた深さ迄電流が流れな（なり、
実質上、導電度制御が可能である。即ち見かけ上電極５
のある領域の抵抗値が大きくなる。オフセットを測定し
つつ電極５の電位を加減してゆけばオフセットが殆ど零
になるバイアス電圧は容易に求める事ができる。
半導体である。２は一方のつなぎ抵抗拡散層でＰ型不純
物が拡散されている。３はＭＯ８構造電極を備えている
他方のつなぎ抵抗の拡散層を示し、一方のつなぎ抵抗拡
散層２と同じようにＰ型不純物が拡散されている。しか
し、各つなぎ抵抗拡散層２，３の幅は一方のもの２と他
方のもの３とを比較すると、一方のもの２より他方のも
の３の方が広く設計され、ている。抵抗値はＲ−ρ−Ｃ
，で表わされるから、Ｗ２の方ＸＸＪ が大きいので、その抵抗値は低く設計されている。１４
はシリコン酸化膜を示す。５はバイアス印加用のアルミ
ニウム電極を示す。今、電極５にバイアスを印加すると
Ｐ型つなぎ抵抗のシリコン酸化膜との界面から空乏層が
発生し、印加電圧に応じた深さ迄電流が流れな（なり、
実質上、導電度制御が可能である。即ち見かけ上電極５
のある領域の抵抗値が大きくなる。オフセットを測定し
つつ電極５の電位を加減してゆけばオフセットが殆ど零
になるバイアス電圧は容易に求める事ができる。
発明の効果
本発明によれば、ブリッジのつなぎ抵抗の１ケ所にＭＯ
３構造の電極を追加設置する事により、従来の製造技術
によりオフセットが零に調整できる圧力検出装置が容易
に実現可能となった。オフセットを零にできると云う事
は、高精度に圧力検出が行えるばかりでなく、しかも安
価に実現し得ることが分かった。
３構造の電極を追加設置する事により、従来の製造技術
によりオフセットが零に調整できる圧力検出装置が容易
に実現可能となった。オフセットを零にできると云う事
は、高精度に圧力検出が行えるばかりでなく、しかも安
価に実現し得ることが分かった。
第１図は本発明の半導体単結晶ダイヤフラム式圧力検出
装置のパターン形状の一例を示す平面図、第２図は同装
置の要部断面図である。 １・・・・・・ゲージ抵抗、２，３・・・・・・つなぎ
抵抗、４・・・・・・ブリッジの電極部、５・・・・・
・ＭＯ３部分のバイアス印加用電極、６・・・・・・裏
面のダイヤフラム加工領域、７・・・・・・センサーチ
ップ。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名ｗｌ＜ｗ？
装置のパターン形状の一例を示す平面図、第２図は同装
置の要部断面図である。 １・・・・・・ゲージ抵抗、２，３・・・・・・つなぎ
抵抗、４・・・・・・ブリッジの電極部、５・・・・・
・ＭＯ３部分のバイアス印加用電極、６・・・・・・裏
面のダイヤフラム加工領域、７・・・・・・センサーチ
ップ。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名ｗｌ＜ｗ？
Claims (1)
- 半導体単結晶を薄く加工したダイヤフラム部分を有し、
その主面に４つのゲージ抵抗をもち、それらを互いにブ
リッジに結合し、かつ、その少なくとも１つの前記ゲー
ジ抵抗につながる領域にオフセットを零調整機能をもつ
電極を有する半導体圧力検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18499388A JPH0234972A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 半導体圧力検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18499388A JPH0234972A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 半導体圧力検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0234972A true JPH0234972A (ja) | 1990-02-05 |
Family
ID=16162911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18499388A Pending JPH0234972A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 半導体圧力検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0234972A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002524020A (ja) * | 1996-09-27 | 2002-07-30 | ハネウエル・インコーポレーテッド | 抵抗ブリッジ用補償技術 |
| US7730785B2 (en) | 2006-04-26 | 2010-06-08 | Denso Corporation | Ultrasonic sensor and manufacture method of the same |
-
1988
- 1988-07-25 JP JP18499388A patent/JPH0234972A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002524020A (ja) * | 1996-09-27 | 2002-07-30 | ハネウエル・インコーポレーテッド | 抵抗ブリッジ用補償技術 |
| US7730785B2 (en) | 2006-04-26 | 2010-06-08 | Denso Corporation | Ultrasonic sensor and manufacture method of the same |
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