JPH04249703A - 歪抵抗装置 - Google Patents
歪抵抗装置Info
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- JPH04249703A JPH04249703A JP26276890A JP26276890A JPH04249703A JP H04249703 A JPH04249703 A JP H04249703A JP 26276890 A JP26276890 A JP 26276890A JP 26276890 A JP26276890 A JP 26276890A JP H04249703 A JPH04249703 A JP H04249703A
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Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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、圧力センサ、加速度センサ等に利用されてい
る歪抵抗装置に関するものである。
る歪抵抗装置に関するものである。
（従来の技術）
歪抵抗装置は、機械歪による電気抵抗の変化所謂ピエゾ
抵抗効果を利用したもので、ピエゾ抵抗効果を奏する歪
ゲージを、機械的応力を受けて歪を生ずる起歪体に付設
し、起歪体の変動を電気抵抗の変化として検知し、この
抵抗値変化に基づいて起歪体に加わった応力を計測し、
被測定対象である圧力や加速度を検出するものである。
抵抗効果を利用したもので、ピエゾ抵抗効果を奏する歪
ゲージを、機械的応力を受けて歪を生ずる起歪体に付設
し、起歪体の変動を電気抵抗の変化として検知し、この
抵抗値変化に基づいて起歪体に加わった応力を計測し、
被測定対象である圧力や加速度を検出するものである。
具体的には起歪体を片持支持としたカンチレバータイプ
や、枠体に膜を張設したダイヤフラムタイプのものが存
在し、歪ゲージによる分類としては歪ゲージに独立した
金属箔や単結晶体を用いて起歪体上に接着した接着型、
半導体ウェハー自体を起歪体としてその表面に歪ゲージ
を拡散により形成する拡散型、更には起歪体の表面に直
接半導体薄膜による歪ゲージを形成する半導体薄膜型等
が知られている。
や、枠体に膜を張設したダイヤフラムタイプのものが存
在し、歪ゲージによる分類としては歪ゲージに独立した
金属箔や単結晶体を用いて起歪体上に接着した接着型、
半導体ウェハー自体を起歪体としてその表面に歪ゲージ
を拡散により形成する拡散型、更には起歪体の表面に直
接半導体薄膜による歪ゲージを形成する半導体薄膜型等
が知られている。
前記の各タイプの内、半導体薄膜型が検出感度及び耐久
性のバランスの良さからも最も使い易いものと注目され
ている。
性のバランスの良さからも最も使い易いものと注目され
ている。
ところで半導体薄膜型の歪抵抗装置は、起歪体（カンチ
レバー本体又はダイヤフラム膜体）の表面に周知の半導
体薄膜製造技術で半導体薄膜型の歪ゲージを形成するも
のであるが、歪ゲージは所定の個所に４個形成し、これ
はブリッジ回路に接続し、抵抗値の変化を電圧値の変化
として検出している。具体的には第４図の回路図に示す
通り、右回りに歪ゲージたる抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ
４をループ状に接続し（ブリッジ回路接続）、Ｒ１Ｒ４
接続点とＲ２Ｒ３接続点との間に所定の電圧Ｖｏを印加
し、Ｒ１Ｒ２接続点とＲ３Ｒ４接続点とから検出出力Ｖ
ｏｕｔを取り出すが、予め各抵抗の抵抗値においてＲ１
＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４即ちＲ１・Ｒ３＝Ｒ２・Ｒ４が成立
していると Ｖｏｕｔ≠０であり、抵抗Ｒ１及びＲ３の
抵抗値が歪によって変化することでＶｏｕｔ＝０となり
歪の程度が検出されるものである。
レバー本体又はダイヤフラム膜体）の表面に周知の半導
体薄膜製造技術で半導体薄膜型の歪ゲージを形成するも
のであるが、歪ゲージは所定の個所に４個形成し、これ
はブリッジ回路に接続し、抵抗値の変化を電圧値の変化
として検出している。具体的には第４図の回路図に示す
通り、右回りに歪ゲージたる抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ
４をループ状に接続し（ブリッジ回路接続）、Ｒ１Ｒ４
接続点とＲ２Ｒ３接続点との間に所定の電圧Ｖｏを印加
し、Ｒ１Ｒ２接続点とＲ３Ｒ４接続点とから検出出力Ｖ
ｏｕｔを取り出すが、予め各抵抗の抵抗値においてＲ１
＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４即ちＲ１・Ｒ３＝Ｒ２・Ｒ４が成立
していると Ｖｏｕｔ≠０であり、抵抗Ｒ１及びＲ３の
抵抗値が歪によって変化することでＶｏｕｔ＝０となり
歪の程度が検出されるものである。
（発明が解決しょうとする課題）
前記の歪抵抗装置の抵抗体をシリコン膜で形成した場合
、シリコン膜に対する不純物のドーピング量によって抵
抗体の抵抗温度係数（ＴＣＲ）及びゲージ率の温度係数
（ＴＣＫ）は一致しない。
、シリコン膜に対する不純物のドーピング量によって抵
抗体の抵抗温度係数（ＴＣＲ）及びゲージ率の温度係数
（ＴＣＫ）は一致しない。
また起歪体を加速度センサ等に組み込む場合、ダンパオ
イル内に収納されるが、このダンパオイルの粘度も温度
によって変化する（特公昭５２−３６３９５号）。この
ためセンサ出力に基づいての加速度の検出に際して温度
変化による補正が必要となる。
イル内に収納されるが、このダンパオイルの粘度も温度
によって変化する（特公昭５２−３６３９５号）。この
ためセンサ出力に基づいての加速度の検出に際して温度
変化による補正が必要となる。
従ってセンサに温度検出用抵抗体を設けなければならな
い製造上の煩雑さがある。
い製造上の煩雑さがある。
そこで本発明は温度検出用抵抗体を起歪体上に設けて、
その製造が容易な歪抵抗装置を提案したものである。
その製造が容易な歪抵抗装置を提案したものである。
（課題を解決するための手段）
本発明に係る歪抵抗装置は、起歪体上にブリッジ接続し
たポリシリコン薄膜による歪ゲージを形成してなる歪抵
抗装置に於て、起歪体上の非歪個所にポリシリコン薄膜
による温度検出用抵抗体を設けてなることを特徴とする
ものである。
たポリシリコン薄膜による歪ゲージを形成してなる歪抵
抗装置に於て、起歪体上の非歪個所にポリシリコン薄膜
による温度検出用抵抗体を設けてなることを特徴とする
ものである。
（作 用）
起歪体上に歪ゲージと同様の手段でポリシリコン薄膜に
よる温度検出用抵抗体を形成するものであるから、起歪
体形成工程で温度検出用抵抗体を得ることができるもの
である。
よる温度検出用抵抗体を形成するものであるから、起歪
体形成工程で温度検出用抵抗体を得ることができるもの
である。
（実施例）
次に本発明の実施例をカンチレバータイプの歪抵抗装置
の場合を例にして説明する。
の場合を例にして説明する。
カンチレバータイプの歪抵抗装置は、片持支持される基
板１表面にポリシリコン薄膜からなる歪ゲージ及び温度
検出用抵抗体を形成してなるもので、前記形成手段は常
法の薄膜製造技術で実施できるが、次に本発明に最適と
認められる製造工程に基づいて説明する。
板１表面にポリシリコン薄膜からなる歪ゲージ及び温度
検出用抵抗体を形成してなるもので、前記形成手段は常
法の薄膜製造技術で実施できるが、次に本発明に最適と
認められる製造工程に基づいて説明する。
銅合金，ニッケル基合金，ステンレス鋼等で形成された
カンチレバーの基板１の表面にＰ−ＣＶＤ法によって二
酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の絶縁層ａを形成し、次に反応
ガスをシラン（ＳｉＨ４）及びジボラン（Ｂ２Ｈ６）の
割合がシラン：ジボラン＝１：０．０００１として同様
にＰ−ＣＶＤ法で絶縁層の表面に所定の不純物としてボ
ロン（Ｂ）がドーピングされたアモルファスシリコン薄
膜ｂを形成する。次に適宜な熱処理を施して、アモルフ
ァスシリコン薄膜内の水素を放出せしめ、歪ゲージ ２
１，２２，２３，２４（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４）を形
成せんとする個所にエキシマレーザを照射してアニール
を施し、前記アモルファスシリコン薄膜の一部をポリシ
リコンｃに変成せしめ、歪ゲージ２１〜２４対応部分を
１×１０−２ｍ程度の抵抗率とする。更に温度検出用抵
抗体３を形成せんとする個所即ち起歪体における非歪個
所に、前記歪ゲージ２１〜２４部分より高濃度のドープ
ガス濃度を以てレーザードーピングを行い、ＴＣＲの大
きい温度検出用のポリシリコン抵抗ｄに形成する。而る
後所定のパターングを行って歪ゲージ２１〜２４及び温
度検出用抵抗体３を形成する。更に歪ゲージ２１〜２４
及び温度検出用抵抗体３を外部と接続するためのリード
部４を金属蒸着、パターニング等の常法手段で形成し、
適宜基板１の上面を保護膜（ＳｉＯ２及びＳｉＮｘ）５
で被覆する。
カンチレバーの基板１の表面にＰ−ＣＶＤ法によって二
酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の絶縁層ａを形成し、次に反応
ガスをシラン（ＳｉＨ４）及びジボラン（Ｂ２Ｈ６）の
割合がシラン：ジボラン＝１：０．０００１として同様
にＰ−ＣＶＤ法で絶縁層の表面に所定の不純物としてボ
ロン（Ｂ）がドーピングされたアモルファスシリコン薄
膜ｂを形成する。次に適宜な熱処理を施して、アモルフ
ァスシリコン薄膜内の水素を放出せしめ、歪ゲージ ２
１，２２，２３，２４（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４）を形
成せんとする個所にエキシマレーザを照射してアニール
を施し、前記アモルファスシリコン薄膜の一部をポリシ
リコンｃに変成せしめ、歪ゲージ２１〜２４対応部分を
１×１０−２ｍ程度の抵抗率とする。更に温度検出用抵
抗体３を形成せんとする個所即ち起歪体における非歪個
所に、前記歪ゲージ２１〜２４部分より高濃度のドープ
ガス濃度を以てレーザードーピングを行い、ＴＣＲの大
きい温度検出用のポリシリコン抵抗ｄに形成する。而る
後所定のパターングを行って歪ゲージ２１〜２４及び温
度検出用抵抗体３を形成する。更に歪ゲージ２１〜２４
及び温度検出用抵抗体３を外部と接続するためのリード
部４を金属蒸着、パターニング等の常法手段で形成し、
適宜基板１の上面を保護膜（ＳｉＯ２及びＳｉＮｘ）５
で被覆する。
前記手法で形成した歪抵抗装置は、第３図に示すように
基板１に重り６を付設し、ダンパオイル７が封入されて
いる歪抵抗装置本体部８に他端を固定し、加速度センサ
等として利用するものである。
基板１に重り６を付設し、ダンパオイル７が封入されて
いる歪抵抗装置本体部８に他端を固定し、加速度センサ
等として利用するものである。
尚、本発明は前記実施例に限定されるものでなく、基板
上に歪ゲージ及び温度検出用抵抗体としてポリシリコン
薄膜を採用しているものであれば、カンチレバータイプ
以外のダイヤフラムタイプのものにも適用され、且つ各
ポリシリコン薄膜自体の製造過程は任意である。
上に歪ゲージ及び温度検出用抵抗体としてポリシリコン
薄膜を採用しているものであれば、カンチレバータイプ
以外のダイヤフラムタイプのものにも適用され、且つ各
ポリシリコン薄膜自体の製造過程は任意である。
（発明の効果）
本発明は以上のように歪ゲージにポリシリコン薄膜を採
用し、且つ歪ゲージをフルブリッジ接続してなる歪抵抗
装置に於て、歪ゲージを形成した基板上に歪ゲージ用薄
膜形成と同様に形成される温度検出用抵抗体を形成した
もので、温度検出用抵抗体を容易に付設形成できたもの
である。
用し、且つ歪ゲージをフルブリッジ接続してなる歪抵抗
装置に於て、歪ゲージを形成した基板上に歪ゲージ用薄
膜形成と同様に形成される温度検出用抵抗体を形成した
もので、温度検出用抵抗体を容易に付設形成できたもの
である。
第１図はカンチレバー基板の平面図、第２図は製造過程
を示す図、第３図は使用状態を示す側面図である。 １は基板 ２１，２２，２３，２４は歪ゲージ（抵抗体）３は温度
検出用抵抗体 ４はリード部 ５は保護膜 ６は重り ７はダンパオイル ８は装置本体部 特許出願人 日本精機株式会社
を示す図、第３図は使用状態を示す側面図である。 １は基板 ２１，２２，２３，２４は歪ゲージ（抵抗体）３は温度
検出用抵抗体 ４はリード部 ５は保護膜 ６は重り ７はダンパオイル ８は装置本体部 特許出願人 日本精機株式会社
Claims (1)
- 【請求項１】起歪体上にブリッジ接続したポリシリコン
薄膜 による歪ゲージを形成してなる歪抵抗装置に於て、起歪
体上の非歪個所に、ポリシリコン薄膜による温度検出用
抵抗体を設けたことを特徴とする歪抵抗装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26276890A JPH04249703A (ja) | 1990-09-29 | 1990-09-29 | 歪抵抗装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26276890A JPH04249703A (ja) | 1990-09-29 | 1990-09-29 | 歪抵抗装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04249703A true JPH04249703A (ja) | 1992-09-04 |
Family
ID=17380323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26276890A Pending JPH04249703A (ja) | 1990-09-29 | 1990-09-29 | 歪抵抗装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04249703A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006258674A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Hitachi Ltd | 力学量測定装置 |
-
1990
- 1990-09-29 JP JP26276890A patent/JPH04249703A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006258674A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Hitachi Ltd | 力学量測定装置 |
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