JPH03226637A - 振動子形半導体圧力計 - Google Patents
振動子形半導体圧力計Info
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- JPH03226637A JPH03226637A JP2181290A JP2181290A JPH03226637A JP H03226637 A JPH03226637 A JP H03226637A JP 2181290 A JP2181290 A JP 2181290A JP 2181290 A JP2181290 A JP 2181290A JP H03226637 A JPH03226637 A JP H03226637A
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- diaphragm
- vibrator
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- measurement
- manometer
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 37
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 10
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Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (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。
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、小形化か容易で、感度の良好な振動子形半導
体圧力計に関するものである。
体圧力計に関するものである。
〈従来の技術〉
第４図は従来より一般に使用されている従来例の要部構
成説明図で、例えば、本願出動人の出動した、特願昭６
２−１６６１７６号、発明の名称「振動形トランスデュ
サの製造方法」、昭和６２年７月２日出願に示されてい
る。
成説明図で、例えば、本願出動人の出動した、特願昭６
２−１６６１７６号、発明の名称「振動形トランスデュ
サの製造方法」、昭和６２年７月２日出願に示されてい
る。
図において、
１は半導体単結晶基板で、２は半導体基板１に設けられ
測定圧Ｐｍを受圧する四角形状の測定ダイアフラムであ
る。
測定圧Ｐｍを受圧する四角形状の測定ダイアフラムであ
る。
３は測定ダイアフラム２に埋込み設けられた歪み検出セ
ンサで、振動子３が使用されている。
ンサで、振動子３が使用されている。
４は封止用の半導体エピタキシャル成長層からなるシェ
ルで、振動子３を測定ダイアフラム２に封止する。
ルで、振動子３を測定ダイアフラム２に封止する。
振動子３と、測定ダイアフラム２とエピタキシャル成長
層４との間には真空室５が設けられている。
層４との間には真空室５が設けられている。
振動子３は、永久磁石による磁場と、振動子３にＰｉ続
された閉ループ自励発振回路とにより、振動子３の固有
振動で発振するように構成されている。
された閉ループ自励発振回路とにより、振動子３の固有
振動で発振するように構成されている。
以上の構成において、測定ダイアフラム２に測０圧力Ｐ
ｍが加わると、振動子３の軸力が変化し固有振動数が変
化するため、発振周波数の変化により測定圧力Ｐｍの測
定が出来る。
ｍが加わると、振動子３の軸力が変化し固有振動数が変
化するため、発振周波数の変化により測定圧力Ｐｍの測
定が出来る。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、この様な装置に一部おいては、測定ダイ
アフラム２．振動子３ともシリコン半導体重結晶基板１
に異方性エツチングにより形成するため、シリコン結晶
方位と密接な関係があり、第５図に示す如く、振動子３
の長手方向が、測定ダイアフラム２の四角形の対角線上
に配置される事になる。
アフラム２．振動子３ともシリコン半導体重結晶基板１
に異方性エツチングにより形成するため、シリコン結晶
方位と密接な関係があり、第５図に示す如く、振動子３
の長手方向が、測定ダイアフラム２の四角形の対角線上
に配置される事になる。
一方、四角形のダイアフラムの場合、最大応力は四角形
の一辺に発生するため、四角形の対角線上では歪みが小
さい事になる。
の一辺に発生するため、四角形の対角線上では歪みが小
さい事になる。
また、歪みを最大限にとらえようとする場合、丸型のダ
イアフラムが適しているが、丸型のダイアフラムの加工
は、等方性エツチングか超音波加工等の機械加工でなけ
れば作る事か出来ない。
イアフラムが適しているが、丸型のダイアフラムの加工
は、等方性エツチングか超音波加工等の機械加工でなけ
れば作る事か出来ない。
等方性エツチングの場合は、グイアフラム厚さ、ダイア
プラム形状共に、エツチング時間の管理による為、その
コントロールが難しい、また、等方性エツチング液のエ
ツチングレートも、ばらつきが大きい等の問題がある。
プラム形状共に、エツチング時間の管理による為、その
コントロールが難しい、また、等方性エツチング液のエ
ツチングレートも、ばらつきが大きい等の問題がある。
一方、機械加工の場合は、半導体プロセスを使用する事
が出来ず、大量生産効果が得られ難くなり、コストアッ
プになる。
が出来ず、大量生産効果が得られ難くなり、コストアッ
プになる。
本発明は、この問題点を解決するものである。
本発明の目的は、小形化が容易で、感度が良好な半導体
圧力計を提供するにある。
圧力計を提供するにある。
く課題を解決するための手段〉
この目的を達成するために、本発明は、シリコン半導体
基板と、該半導体基板に設けられ測定圧を受圧する測定
ダイアフラムと、該測定ダイアフラムに埋込み設けられ
たシリコン振動子形歪み検出センサとを具備する振動子
形半導体圧力計において、 少なくとも２以上の結晶方位によって形成される多角形
からなる測定ダイアフラムを具備したことを特徴とする
振動子形半導体圧力計を構成したものである。
基板と、該半導体基板に設けられ測定圧を受圧する測定
ダイアフラムと、該測定ダイアフラムに埋込み設けられ
たシリコン振動子形歪み検出センサとを具備する振動子
形半導体圧力計において、 少なくとも２以上の結晶方位によって形成される多角形
からなる測定ダイアフラムを具備したことを特徴とする
振動子形半導体圧力計を構成したものである。
く作用〉
以上の構成において、測定ダイアフラムに測定圧力が加
わると、測定圧力が振動子によって検出され、測定圧力
に対応した電気信号出力が得られる。
わると、測定圧力が振動子によって検出され、測定圧力
に対応した電気信号出力が得られる。
而して、測定ダイアフラムを丸型に近くしたので、測定
ダイアフラムに対する振動子の配置位置に制約が在るに
もかかわらず、振動子は良好な感度が得られる。
ダイアフラムに対する振動子の配置位置に制約が在るに
もかかわらず、振動子は良好な感度が得られる。
以下、実施例に基づき詳細に説明する。
〈実施例〉
第１図は本発明の一実一例の要部構成説明図である。
図において、第４図と同一記号の構成は同一機能を表わ
す。
す。
以下、第４図と相違部分のみ説明する。
６は少なくとも２以上の結晶方位によって形成される多
角形からなる測定ダイアフラムで、この場合は、８角形
を成す。
角形からなる測定ダイアフラムで、この場合は、８角形
を成す。
以上の構成において、測定ダイアフラム２に測定圧力Ｐ
ｍが加わると、振動子３の軸力か変化し、固有振動数が
変化するなめ、発振周波数の変化により測定圧力Ｐｍの
測定が出来る。
ｍが加わると、振動子３の軸力か変化し、固有振動数が
変化するなめ、発振周波数の変化により測定圧力Ｐｍの
測定が出来る。
この結果、測定ダイアフラム６を丸型に近くしたので、
測定ダイアフラム６に対する振動子３の配置値１に制約
が在るにもかかわらず、振動子３の検出歪みを大きくす
る事が出来、振動子３は良好な感度が得られる。
測定ダイアフラム６に対する振動子３の配置値１に制約
が在るにもかかわらず、振動子３の検出歪みを大きくす
る事が出来、振動子３は良好な感度が得られる。
従って、充分な測定感度を得る事が出来る。
而して、特に、低圧の測定圧力を測定する場合において
も、小形で高感度の振動子形半導体圧力計が得られる。
も、小形で高感度の振動子形半導体圧力計が得られる。
第２図は、第１図の測定ダイアフラムの製作説明図であ
る。
る。
＜１ン第２図（Ａ）に示す如く、酸化シリコン膜あるい
は、窒化シリコン膜を設けた、シリコンウェハーＡの一
部を、フォトリソグラフィにより四角形Ｂ形状に、酸化
シリコン膜あるいは、窒化シリコン膜を除去する。
は、窒化シリコン膜を設けた、シリコンウェハーＡの一
部を、フォトリソグラフィにより四角形Ｂ形状に、酸化
シリコン膜あるいは、窒化シリコン膜を除去する。
而して、シリコンウェハーＡ・をヒドラジンあるいは水
酸化カリウム等のアルカリ溶液に浸す。
酸化カリウム等のアルカリ溶液に浸す。
（２）第２図（Ｂ）に示す如く、正八角形のダイアフラ
ム６が出来る。第２図（Ｃ）は第２図（Ｂ）のＣ−Ｃ断
面を示し、第２図（Ｄ）は第２図（Ｂ）のＩ）−Ｃ断面
を示す。而して、１００面はダイアフラム６の底面６１
に対して直角、１１１面は５４．７度となる複雑な形状
になる。
ム６が出来る。第２図（Ｃ）は第２図（Ｂ）のＣ−Ｃ断
面を示し、第２図（Ｄ）は第２図（Ｂ）のＩ）−Ｃ断面
を示す。而して、１００面はダイアフラム６の底面６１
に対して直角、１１１面は５４．７度となる複雑な形状
になる。
第３図に、第１図実施例の場合Ｅと、第４図従来例の場
合Ｆとの歪み分布を示す。測定ダイアフラムの中心から
周縁までの距離をａとする。
合Ｆとの歪み分布を示す。測定ダイアフラムの中心から
周縁までの距離をａとする。
この結果、同じａなる大きさのダイアフラムを比較する
と、図示のように、表面歪みの分布は大きく異なり、か
つ、振動子３の位置する周辺部の歪み分布の傾きは、他
角形タイアフラムの方が大きく出来る。
と、図示のように、表面歪みの分布は大きく異なり、か
つ、振動子３の位置する周辺部の歪み分布の傾きは、他
角形タイアフラムの方が大きく出来る。
従って、測定感度の良好な振動子形半導体圧力計が得ら
れる。
れる。
なお、前述の実施例においては、測定ダイアフラム６と
しては、正八角形であるものについて説明したか、これ
に限ることはなく、例えば、１６角形等でもよく、要す
るに、少なくとも２以上の結晶方位によって形成される
多角形であればよい。
しては、正八角形であるものについて説明したか、これ
に限ることはなく、例えば、１６角形等でもよく、要す
るに、少なくとも２以上の結晶方位によって形成される
多角形であればよい。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明は、シリコン半導体基板と
、該半導体基板に設けられ測定圧を受圧する測定ダイア
フラムと、該測定ダイアフラムに埋込み設けられたシリ
コン振動子形歪み検出センサとを具備する振動子形半導
体圧力計において、少なくとも２以上の結晶方位によっ
て形成される多角形からなる測定ダイアフラムを具備し
たことを特徴とする振動子形半導体圧力計を構成した。
、該半導体基板に設けられ測定圧を受圧する測定ダイア
フラムと、該測定ダイアフラムに埋込み設けられたシリ
コン振動子形歪み検出センサとを具備する振動子形半導
体圧力計において、少なくとも２以上の結晶方位によっ
て形成される多角形からなる測定ダイアフラムを具備し
たことを特徴とする振動子形半導体圧力計を構成した。
この結果、測定ダイアプラムを丸型に近くしたので、測
定ダイアフラムに対する振動子の配置位！に制約が在る
にもかかわらず、振動子の検出歪みを大きくする事が出
来、振動子は良好な感度が得られる。
定ダイアフラムに対する振動子の配置位！に制約が在る
にもかかわらず、振動子の検出歪みを大きくする事が出
来、振動子は良好な感度が得られる。
従って、充分な測定感度を得る事が出来る。
而して、特に、低圧の測定圧力を測定する場合において
も、小形で高感度の振動子形半導体圧力計が得られる。
も、小形で高感度の振動子形半導体圧力計が得られる。
従って、本発明によれば、小形化が容易で、感度の良好
な振動子形半導体圧力計を実現することができる。
な振動子形半導体圧力計を実現することができる。
第１図は本発明の一実施例の要部構成説明図、第２図は
第１図の要部製作説明図、第３図は第１図の動作説明図
、第４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、第５図は第４図の動作説明図である。 １・・・基板１．３・・・振動子、４・・・シェル、５
・・・真空室、６・・・測定ダイアフラム。 第 図 第 図 （１００＞ 、／
第１図の要部製作説明図、第３図は第１図の動作説明図
、第４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、第５図は第４図の動作説明図である。 １・・・基板１．３・・・振動子、４・・・シェル、５
・・・真空室、６・・・測定ダイアフラム。 第 図 第 図 （１００＞ 、／
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 シリコン半導体基板と、 該半導体基板に設けられ測定圧を受圧する測定ダイアフ
ラムと、 該測定ダイアフラムに埋込み設けられたシリコン振動子
形歪み検出センサと を具備する振動子形半導体圧力計において、少なくとも
２以上の結晶方位によって形成される多角形からなる測
定ダイアフラムを 具備したことを特徴とする振動子形半導体圧力計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2181290A JPH03226637A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 振動子形半導体圧力計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2181290A JPH03226637A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 振動子形半導体圧力計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03226637A true JPH03226637A (ja) | 1991-10-07 |
Family
ID=12065474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2181290A Pending JPH03226637A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 振動子形半導体圧力計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03226637A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60186725A (ja) * | 1984-03-06 | 1985-09-24 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 圧力センサ |
| JPS6410139A (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-13 | Yokogawa Electric Corp | Manufacture of vibration type transducer |
| JPH01255279A (ja) * | 1988-04-05 | 1989-10-12 | Yokogawa Electric Corp | 半導体圧力センサの製造方法 |
| JPH01266769A (ja) * | 1988-04-18 | 1989-10-24 | Yokogawa Electric Corp | 半導体圧力センサの製造方法 |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2181290A patent/JPH03226637A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60186725A (ja) * | 1984-03-06 | 1985-09-24 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 圧力センサ |
| JPS6410139A (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-13 | Yokogawa Electric Corp | Manufacture of vibration type transducer |
| JPH01255279A (ja) * | 1988-04-05 | 1989-10-12 | Yokogawa Electric Corp | 半導体圧力センサの製造方法 |
| JPH01266769A (ja) * | 1988-04-18 | 1989-10-24 | Yokogawa Electric Corp | 半導体圧力センサの製造方法 |
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