JPH0413975A - 半導体加速度センサ - Google Patents
半導体加速度センサInfo
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- JPH0413975A JPH0413975A JP2117088A JP11708890A JPH0413975A JP H0413975 A JPH0413975 A JP H0413975A JP 2117088 A JP2117088 A JP 2117088A JP 11708890 A JP11708890 A JP 11708890A JP H0413975 A JPH0413975 A JP H0413975A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/12—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance
- G01P15/123—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance by piezo-resistive elements, e.g. semiconductor strain gauges
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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〕
本発明は半導体加速度センサに関し、特にオフセットの
温度特性等を改善する半導体加速度センサに関する。
温度特性等を改善する半導体加速度センサに関する。
従来、この種の半導体加速度センサは、半導体基板を加
工し、梁部およびおもり部からなるカンチレバーを形成
するものが知られている。
工し、梁部およびおもり部からなるカンチレバーを形成
するものが知られている。
第4図はかかる従来の一例を示す半導体加速度センサの
斜視断面図である。
斜視断面図である。
第4図に示すように、従来の半導体加速度センサはシリ
コン基板44に加工し、梁部47とおもり部46から構
成したカンチレバー41の梁部47上にゲージ抵抗42
がホイートストンブリッジを構成するように4個形成し
である。かかるゲージ抵抗42はシリコン基板44に不
純物を拡散して形成した拡散抵抗で構成しており、導電
性物質43を介してパッド45に接続される。
コン基板44に加工し、梁部47とおもり部46から構
成したカンチレバー41の梁部47上にゲージ抵抗42
がホイートストンブリッジを構成するように4個形成し
である。かかるゲージ抵抗42はシリコン基板44に不
純物を拡散して形成した拡散抵抗で構成しており、導電
性物質43を介してパッド45に接続される。
第5図は第4図におけるゲージ抵抗の構成図である。
第5図に示すように、かかるゲージ抵抗は拡散抵抗51
を導電性物質52で接続することにより構成している。
を導電性物質52で接続することにより構成している。
この拡散抵抗51の抵抗値が加速度によって励起された
カンチレバー41上の歪みによって変化することにより
、ホイートストンブリッジのバランスか変化し、加速度
に比例した出力を得る構成である。
カンチレバー41上の歪みによって変化することにより
、ホイートストンブリッジのバランスか変化し、加速度
に比例した出力を得る構成である。
上述した従来の半導体加速度センサにおいては、4本の
拡散によるゲージ抵抗51を接続してホイートストンブ
リッジを構成しているか、拡散抵抗51の抵抗値をR、
アルミニウム等の導電性物質52および拡散抵抗51の
接触抵抗を△R3とすれば、1本当たりのケージ抵抗値
GR2は、GR2=R+△R3×2 となる。
拡散によるゲージ抵抗51を接続してホイートストンブ
リッジを構成しているか、拡散抵抗51の抵抗値をR、
アルミニウム等の導電性物質52および拡散抵抗51の
接触抵抗を△R3とすれば、1本当たりのケージ抵抗値
GR2は、GR2=R+△R3×2 となる。
上述した従来の半導体加速度センサにおいて、そのゲー
ジ抵抗はコンタクト部で歪み計測用の拡散抵抗と導電性
物質とが直接接触しているため、この間の接触抵抗が大
きく且つコンタクト毎にばらついている。このため、4
個のゲージ抵抗により構成されているホイートストンブ
リッジのオフセット値かデバイスによってばらつくとい
う欠点が有る。
ジ抵抗はコンタクト部で歪み計測用の拡散抵抗と導電性
物質とが直接接触しているため、この間の接触抵抗が大
きく且つコンタクト毎にばらついている。このため、4
個のゲージ抵抗により構成されているホイートストンブ
リッジのオフセット値かデバイスによってばらつくとい
う欠点が有る。
また、この接触抵抗と拡散抵抗の各々か持つ抵抗値の温
度係数が異なるために、ホイートストンブリッジのオフ
セラI・の温度特性のばらつきを招くという欠点が有る
。
度係数が異なるために、ホイートストンブリッジのオフ
セラI・の温度特性のばらつきを招くという欠点が有る
。
本発明の目的は、かかるホビー1〜ストンブリツジのオ
フセフl−値のデバイスばらつきを解消し且つオフセッ
トの温度特性のばらつきを解消することのできる半導体
加速度センサを提供することにある。
フセフl−値のデバイスばらつきを解消し且つオフセッ
トの温度特性のばらつきを解消することのできる半導体
加速度センサを提供することにある。
本発明の半導体加速度センサは、シリコン基板を3次元
加工して形成した梁部及びおもり部からなるカンチレバ
ーと、前記カンチレバーの梁部上に複数回の拡散により
形成したゲージ抵抗とを有して構成される。
加工して形成した梁部及びおもり部からなるカンチレバ
ーと、前記カンチレバーの梁部上に複数回の拡散により
形成したゲージ抵抗とを有して構成される。
次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第1図は本発明の第一の実施例を示す半導体加速度セン
サの斜視断面図である。
サの斜視断面図である。
第1図に示すように、本実施例は歪み計測用の拡散抵抗
とは別に高濃度の拡散抵抗をコンタクト部に形成し、ゲ
ージ抵抗を複数回の拡散により構成するものである。お
もり部9および梁部10からなるカンチレバー1は、加
速度を受はシリコン基板7上に歪みを誘起するように、
カンチレバー1の付は根の梁部10にゲージ抵抗2〜5
を形成する。このケージ抵抗2,3,4.5はアルミニ
ウムのような導電性物質6によってパッド8に接続され
、ホビー1〜ストンブリツジを構成している。
とは別に高濃度の拡散抵抗をコンタクト部に形成し、ゲ
ージ抵抗を複数回の拡散により構成するものである。お
もり部9および梁部10からなるカンチレバー1は、加
速度を受はシリコン基板7上に歪みを誘起するように、
カンチレバー1の付は根の梁部10にゲージ抵抗2〜5
を形成する。このケージ抵抗2,3,4.5はアルミニ
ウムのような導電性物質6によってパッド8に接続され
、ホビー1〜ストンブリツジを構成している。
第2図は第1図におけるゲージ抵抗の構成図である。
第2図に示すように、かかるゲージ抵抗2〜5として拡
散抵抗2’]、、22,23.24の4本を使用してい
る。これら拡散抵抗21.2223.24はコンタクト
用拡散部25およびコンタクトポール27を介してアル
ミニウム等の導電性物質26に接続されている。すなわ
ち、第2図における接触抵抗は、拡散抵抗21.222
3.24とコンタクI−用拡散部25間の抵抗、および
コンタクトホール27における拡散部25と導電性物質
26の接触面の抵抗である。そこで、前述した第5図の
従来例と同様、拡散抵抗21.22,23.24の1本
当たりの抵抗をR1拡散抵抗21,22.23.24と
コンタクト用拡散部25の間の接触抵抗を△R1、コン
タクトホール27におけるコンタク1〜用拡散部25と
導電性物質26の接触抵抗を△R2としたとき、ゲージ
抵抗1木当たりの抵抗値GR,は、GR,=R+△R1
×2+△R2×2 となる。
散抵抗2’]、、22,23.24の4本を使用してい
る。これら拡散抵抗21.2223.24はコンタクト
用拡散部25およびコンタクトポール27を介してアル
ミニウム等の導電性物質26に接続されている。すなわ
ち、第2図における接触抵抗は、拡散抵抗21.222
3.24とコンタクI−用拡散部25間の抵抗、および
コンタクトホール27における拡散部25と導電性物質
26の接触面の抵抗である。そこで、前述した第5図の
従来例と同様、拡散抵抗21.22,23.24の1本
当たりの抵抗をR1拡散抵抗21,22.23.24と
コンタクト用拡散部25の間の接触抵抗を△R1、コン
タクトホール27におけるコンタク1〜用拡散部25と
導電性物質26の接触抵抗を△R2としたとき、ゲージ
抵抗1木当たりの抵抗値GR,は、GR,=R+△R1
×2+△R2×2 となる。
ここで、上述した接触抵抗△R1,△R2と第5図で説
明した従来の接触抵抗△R3との値を比較する。接触抵
抗△R1はおなしシリコン基板中の拡散抵抗相互である
ので、極めて小さい価になる。また、アルミニウム等の
導電性物質26とシリコン基板7上の拡散抵抗の間の接
触抵抗△R2および△R3は拡散抵抗のシート抵抗値に
比例した値となるので、接触抵抗△R2はコンタクト用
拡散部25のシート抵抗に比例し、また接触抵抗ΔR3
は′拡散抵抗のシート抵抗に比例する。−船釣に、ゲー
ジ抵抗2〜5のシート抵抗はコンタクト用拡散部25の
シート抵抗より10倍程度は高いので、これら接触抵抗
は△R2〉〉△R3の関係になる。従って、これら接触
抵抗は△R1〈〈△R2く〈△R3の関係を満足する。
明した従来の接触抵抗△R3との値を比較する。接触抵
抗△R1はおなしシリコン基板中の拡散抵抗相互である
ので、極めて小さい価になる。また、アルミニウム等の
導電性物質26とシリコン基板7上の拡散抵抗の間の接
触抵抗△R2および△R3は拡散抵抗のシート抵抗値に
比例した値となるので、接触抵抗△R2はコンタクト用
拡散部25のシート抵抗に比例し、また接触抵抗ΔR3
は′拡散抵抗のシート抵抗に比例する。−船釣に、ゲー
ジ抵抗2〜5のシート抵抗はコンタクト用拡散部25の
シート抵抗より10倍程度は高いので、これら接触抵抗
は△R2〉〉△R3の関係になる。従って、これら接触
抵抗は△R1〈〈△R2く〈△R3の関係を満足する。
第3図は本発明の第二の実施例を示す半導体加速度セン
サの斜視断面図である。
サの斜視断面図である。
第3図に示すように、本実施例はおもり部を1本の梁部
で支えるカンチレバーに代えて、おもり部38を4本の
梁部31〜34で支えたマルチビーム構成のカンチレバ
ー30とした点が前述した第一の実施例と異っている。
で支えるカンチレバーに代えて、おもり部38を4本の
梁部31〜34で支えたマルチビーム構成のカンチレバ
ー30とした点が前述した第一の実施例と異っている。
すなわち、第3図ではゲージ抵抗35を各ビーム31〜
34上に2本づつ配置しており、この2本のビームで1
個のホイートストンブリッジを構成している。このゲー
ジ抵抗35の構成は第一の実施例と同様であり、歪み計
測用の拡散抵抗部とコンタクト用拡散部により構成され
、このゲージ抵抗35は導電性物質36によりパッド3
7に接続される。
34上に2本づつ配置しており、この2本のビームで1
個のホイートストンブリッジを構成している。このゲー
ジ抵抗35の構成は第一の実施例と同様であり、歪み計
測用の拡散抵抗部とコンタクト用拡散部により構成され
、このゲージ抵抗35は導電性物質36によりパッド3
7に接続される。
以上説明したように、本発明の半導体加速度センサはシ
リコン基板上に複数回の拡散工程により形成したゲージ
抵抗を有することにより、シリコン基板上の抵抗間及び
抵抗と配線間の接触抵抗が低下するので、ゲージ抵抗値
のばらつきが少なくなり、オフセットが減少するという
効果がある。
リコン基板上に複数回の拡散工程により形成したゲージ
抵抗を有することにより、シリコン基板上の抵抗間及び
抵抗と配線間の接触抵抗が低下するので、ゲージ抵抗値
のばらつきが少なくなり、オフセットが減少するという
効果がある。
また、本発明の半導体加速度センサは接触抵抗が低下す
るため、接触抵抗の温度係数の影響を軽減できる上にオ
フセット温度特性を改善できるという効果がある。
るため、接触抵抗の温度係数の影響を軽減できる上にオ
フセット温度特性を改善できるという効果がある。
第1図は本発明の第一の実施例を示す半導体加速度セン
サの斜視断面図、第2図は第1図におけるゲージ抵抗の
構成図、第3図は本発明の第二の実施例を示す半導体加
速度センサの斜視断面図、第4図は従来の一例を示す半
導体加速度センサの斜視断面図、第5図は第4図におけ
るゲージ抵抗の構成図である。 1.30・・・カンチレバー、2〜5,35・・・ゲー
ジ抵抗、6,26.36・・・導電性物質、7・・・シ
リコン基板、8,37・・・パッド、9,38・・・お
もり部、10.31〜34・・・梁(ビーム)部、21
〜24・・・拡散抵抗、25・・・コンタクト用拡散部
、27・・・コンタクトホール。
サの斜視断面図、第2図は第1図におけるゲージ抵抗の
構成図、第3図は本発明の第二の実施例を示す半導体加
速度センサの斜視断面図、第4図は従来の一例を示す半
導体加速度センサの斜視断面図、第5図は第4図におけ
るゲージ抵抗の構成図である。 1.30・・・カンチレバー、2〜5,35・・・ゲー
ジ抵抗、6,26.36・・・導電性物質、7・・・シ
リコン基板、8,37・・・パッド、9,38・・・お
もり部、10.31〜34・・・梁(ビーム)部、21
〜24・・・拡散抵抗、25・・・コンタクト用拡散部
、27・・・コンタクトホール。
Claims (3)
- 1. シリコン基板を3次元加工して形成した梁部及び
おもり部からなるカンチレバーと、前記カンチレバーの
梁部上に複数回の拡散により形成したゲージ抵抗とを有
することを特徴とする半導体加速度センサ。 - 2. 前記拡散抵抗により形成されるゲージ抵抗は複数
個形成されることを特徴とする請求項1記載の半導体加
速度センサ。 - 3. 前記カンチレバーの梁部は少なくとも一つ以上設
けたことを特徴とする請求項1記載の半導体加速度セン
サ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2117088A JPH0413975A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 半導体加速度センサ |
EP91107407A EP0456190B1 (en) | 1990-05-07 | 1991-05-07 | Piezoresistive accelerometer |
DE69121458T DE69121458T2 (de) | 1990-05-07 | 1991-05-07 | Piezoresistiver Beschleunigungsmesser |
US07/695,819 US5251485A (en) | 1990-05-07 | 1991-05-07 | Semiconductor accelerometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2117088A JPH0413975A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 半導体加速度センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0413975A true JPH0413975A (ja) | 1992-01-17 |
Family
ID=14703099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2117088A Pending JPH0413975A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 半導体加速度センサ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5251485A (ja) |
EP (1) | EP0456190B1 (ja) |
JP (1) | JPH0413975A (ja) |
DE (1) | DE69121458T2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014196320A1 (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-11 | 株式会社村田製作所 | 加速度センサ |
Families Citing this family (15)
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---|---|---|---|---|
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JP2831195B2 (ja) * | 1992-03-25 | 1998-12-02 | 富士電機株式会社 | 半導体加速度センサ |
US5780742A (en) * | 1993-04-15 | 1998-07-14 | Honeywell Inc. | Mechanical resonance, silicon accelerometer |
JPH06350105A (ja) * | 1993-06-07 | 1994-12-22 | Nec Corp | マイクロマシンとその製造方法 |
US5488862A (en) * | 1993-10-18 | 1996-02-06 | Armand P. Neukermans | Monolithic silicon rate-gyro with integrated sensors |
US6044705A (en) * | 1993-10-18 | 2000-04-04 | Xros, Inc. | Micromachined members coupled for relative rotation by torsion bars |
US6426013B1 (en) | 1993-10-18 | 2002-07-30 | Xros, Inc. | Method for fabricating micromachined members coupled for relative rotation |
US6467345B1 (en) | 1993-10-18 | 2002-10-22 | Xros, Inc. | Method of operating micromachined members coupled for relative rotation |
WO1997041632A1 (fr) * | 1996-04-26 | 1997-11-06 | The Nippon Signal Co., Ltd. | Actionneur electromagnetique et sa fabrication |
JPH08211091A (ja) * | 1995-02-07 | 1996-08-20 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体加速度検出装置 |
JP3281217B2 (ja) * | 1995-05-23 | 2002-05-13 | 富士電機株式会社 | 半導体式加速度センサと該センサのセンサ素子の特性評価方法 |
US5861549A (en) | 1996-12-10 | 1999-01-19 | Xros, Inc. | Integrated Silicon profilometer and AFM head |
US5895866A (en) * | 1996-01-22 | 1999-04-20 | Neukermans; Armand P. | Micromachined silicon micro-flow meter |
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KR100868758B1 (ko) * | 2007-01-15 | 2008-11-13 | 삼성전기주식회사 | 압저항 센서를 구비한 회전형 mems 디바이스 |
Citations (3)
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JPS62190774A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-20 | Nissan Motor Co Ltd | 加速度センサ |
JPS6341080A (ja) * | 1986-08-06 | 1988-02-22 | Nissan Motor Co Ltd | 半導体加速度センサ |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH01301174A (ja) * | 1988-05-30 | 1989-12-05 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体加速度センサ |
-
1990
- 1990-05-07 JP JP2117088A patent/JPH0413975A/ja active Pending
-
1991
- 1991-05-07 EP EP91107407A patent/EP0456190B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-07 DE DE69121458T patent/DE69121458T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-07 US US07/695,819 patent/US5251485A/en not_active Expired - Fee Related
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US10156584B2 (en) | 2013-06-04 | 2018-12-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | MEMS piezoresistive acceleration sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0456190A1 (en) | 1991-11-13 |
US5251485A (en) | 1993-10-12 |
DE69121458D1 (de) | 1996-09-26 |
DE69121458T2 (de) | 1996-12-19 |
EP0456190B1 (en) | 1996-08-21 |
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