JPH0465645A - 圧力センサアレイ - Google Patents

圧力センサアレイ

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JPH0465645A
JPH0465645A JP17782290A JP17782290A JPH0465645A JP H0465645 A JPH0465645 A JP H0465645A JP 17782290 A JP17782290 A JP 17782290A JP 17782290 A JP17782290 A JP 17782290A JP H0465645 A JPH0465645 A JP H0465645A
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JP
Japan
Prior art keywords
substrate
silicon substrate
pressure sensor
sensor array
upper silicon
Prior art date
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Pending
Application number
JP17782290A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Sekimura
関村 雅之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は圧力センサアレイの構造に関する。
(従来の技術) 半導体基板の一生面(表面)にゲージ部分を、他主面(
裏面)にダイヤフラムとすべき薄肉領域を形設し、この
ダイヤフラム構成面をガラス基板側として真空基準圧室
を構成して成る圧力センサ、もしくはこのような圧力セ
ンサをマトリックス状に配設した圧力センサアレイは、
たとえば風圧分布測定用もしくは触覚センサとして分布
圧力測定用などへの実用が期待されている。
しかして、上記圧力センサアレイは、一般的に第9図に
その要部構成を斜視的に示すような構造を成している。
すなわち、個別の圧力センサ1が基板2面上に配設され
てアレイとなっている。また、各センサ1の電極からは
それぞれ接続配線が取出され、配線ケーブル3を介して
圧力検出器本体側に接続されている。
(発明が解決しようとする課題) しかし、上記圧力センサアレイの構造では、個別の圧力
センサ1を並べているため、アセンブリの点などからア
レイ数を多くしたり、個々のセンサ1のサイズを小さく
することも容易でなく、実装密度を高めることが難しい
という問題があった。また、各センサ1の電極からはそ
れぞれ接続配線が取出されるため、アレイ数が多くなる
と電極配線も難しくなるという問題もあった。
本発明は、アレイ数を多くしたり、個々のセンサのサイ
ズも小さくすることが容易で、電極配線も簡易化され、
目的用途に適応し得る圧力センサアレイの提供を目的と
する。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明に係る圧力センサアレイは、圧力センサがマトリ
ックス状に配列された圧力センサアレイにおいて、 マトリックス状にダイヤフラムを形成する上部シリコン
基板と、 前記ダイヤフラム形成領域に対応する凹部を形成して上
部シリコン基板に一体的に貼り合せられた下部ガラス基
板もしくはシリコン基板と、前記上部シリコン基板のダ
イヤフラム面上およびこ9ダイヤフラム面に対向する下
部ガラス基板面もしくはシリコン基板面にそれぞれ形設
された圧力検出用の容量電極板と、 前記上部シリコン基板のダイアフラム面上に形設された
各圧力検出用の容量電極を互いに結線して共通電位とす
る配線とを具備して成ることを特徴とする。
(作用) 本発明に係る圧力センサアレイにおいては、個別の圧力
センサが基板上に並べられるのではなく、圧力センサア
レイが一括して形設されている。
したがって、圧力センサの多素子化や小形化などが容易
であるばかりでなく、上部シリコン基板の各ダイアフラ
ムの空隙側に形成された電極は結線されて共通電位にな
るので電極配線数を約半分に低減し、構成の簡略化も図
り得る。
(実施例) 以下第1図〜第3図を参照して本発明の詳細な説明する
第1図は上部シリコン基板4と下部ガラス基板5とを具
備して成る本発明の圧力センサアレイの構造例を示す斜
視図、第2図(a)は本発明の圧力センサアレイの構成
要素である上部シリコン基板4のガラス基板5面に対向
する面の構成を示す平面図、第2図(b)は第2図(a
)のA−A’線に沿った断面図、第2図(e)は第2図
(a)のB−B’線に沿った断面図、第3図は上部シリ
コン基板4と下部ガラス基板5を貼り合わせて構成した
圧力センサアレイの断面図(第2図(C)に相当)であ
る。
本発明に係る圧力センサアレイにおいて、一方の基板を
成す上部シリコン基板4は、異方性エツチングなどによ
り凹状加工が施されて、ダイヤフラム4aと凹部(空隙
部) 4bを形設具備している。
ダイヤフラム4a面上(凹部4bの底面)には、蒸着な
どにより圧力検出用の容量電極(たとえばAA)6がそ
れぞれ形成されている。そして、これらの各容量電極6
は蒸着などによって形成されたメタル配線(たとえばA
℃)7て結線されている。実際の製造プロセスでは、前
記容量電極6と配線7を同時に形成し得る。なお、図に
おいて40は保護膜を示す。
本発明に係る圧力センサアレイにおいて、他方の基板を
成す下部ガラス基板5は、前記上部シリコン基板4のダ
イヤフラム4a而上(凹部4bの底面)の電極板6に相
対する位置に同様に圧力検出用の容量電極(たとえばA
℃)8が形成されている。
そして、これらの各容量電極8は外部に取出すために個
々に配線され、信号は配線ケーブル3て外部に取出され
る構成となっている。なお、下部ガラス基板5にスイッ
チング用のTFTなど形設、配線しておけば外部への信
号線を減らすことができる。また、下部基板はガラスで
ある必要はなく、絶縁層を有し前記所要の配線を形成し
たシリコン基板でもよく、このようにシリコン基板を用
いると、同一基板上に周辺回路などを集積化できるとい
う利点がある。
上記のごとく構成された上部シリコン基板4と下部ガラ
ス基板(もしくはシリコン基板)5とを互いに対応する
容量電極6および8を対向させ(位置合せし)接着剤を
用いたり、静電接合法などによって貼り合わされ、本発
明に係る圧力センサアレイが構成されている。なお、前
記静電接合は、両基板4.5間に接着剤のような介在物
を必要としないので対向する電極間の距離を制御し易い
利点がある。
本発明によれば、前記のようにセンサアレイが、一方の
基板4に一括して形設されているため、従来技術のよう
な1個1個のアセンブリする必要がないのでセンサアレ
、イの組立てが非常に簡単になった。また、1個1個の
アセンブリでは、ハンドリングの点から各センサの小型
化を行い難かったが、−括形成のため小型化も容易に進
められるようになった。さらに、従来技術ではセンサア
レイの数と同じ数の配線が各センサの上部電極から取出
されているが、゛本発明に係る圧力センサアレイの場合
は、上部シリコン基板4側の容量電極6は共通電位であ
るので、上部シリコン基板4の容量電極6から取出され
る電極数は1つて済む。したがって、全体の配線数は約
半分に減り配線に必要なスペースも大幅に減らせるので
、各センサをより高密度に実装できるようになった。
このように、本発明によればより高密度に実装した圧力
センサアレイが、簡単な工程で製造できる。センサアレ
イの高密度化はセンサの高性能化、工程の簡単化は低コ
スト化であり、本発明は高性能の圧力センサアレイを低
コストで製造できるようになるという波及効果も持つ。
しかして、本発明に係る圧力センサアレイは、たとえば
風圧測定用や触覚センサのような分布圧力の測定用など
に適するといえる。特に、前記小型化ないし高密度化が
可能なことに伴い、高い空間分解能を要求される指紋検
出用センサなどに好適する。
次に、第4図〜第8図を参照して本発明の他の実施例を
説明する。
前記構成例では、上部シリコン基板4側の容量電極6は
メタル配線7で結線し、共通電位となるようにしたが、
第4図(第2図(b)に相当)に断面的に示すように、
シリコン基板4内に低抵抗層9を形成して各容量電極6
間を結線する構成としもよく、また各容量電極6を同じ
ように低抵抗層で置換えることができる。
さらに、上記実施例では容量電極6間の配線7を網目状
(第2図(a)参照)配設したが、共通電位となるので
あれば任意の配線形状、たとえば第5図に平面的に示す
ように配設・結線しもよい。
また、□上記構成例では、上部シリコン基板4の表側を
平滑面としていたが、第6図に断面的に示すように、各
センサ1を外観状互いに分離するようにxSy方向に溝
10を形設ししたり、あるいは第7図に断面的に示すご
とくはダイヤフラム4aに対応する領域面上に突起11
を形設した構成としもよい。
さらにまた、上記構成例ではダイヤフラム形成領域に対
応する凹部4bをシリコン基板4側に形設したが、第8
図に断面的に示すように下部ガラス基板5側に凹部(空
隙部) 4bを形設・具備させ、上部シリコン基板4−
を所要のダイヤフラム4a機能を呈する程度の厚さの平
板とすることも可能である。
[発明の効果゛] 上記説明したように本発明によれば、センサの多素子化
、個々のセンサの小型化、電極配線が容易になり構成な
いし製造の簡略化を図り得るばかりでなく、高性能ない
し信頼性の高い機能を呈する圧力センサアレイの提供が
可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る圧力センサアレイの構造例を示す
斜視図、第2図(a)は圧力センサアレイの構成要素で
ある上部シリコン基板の真空基準室形成面の平面図、第
2図(b)は第2図(a)  A−Aに沿う断面図、第
2図(c)は第2図(a)  B−B’に沿う断面図、
第3図は本発明に係る圧力センサアレイの構成例を示す
断面図、第4図は本発明に係る圧力センサアレイの他の
構成例を示す断面図、第5図は本発明に係る圧力センサ
アレイの電極間の他の配線形状を示す平面図、第6図、
第7因および第8図は本発明に係る圧力センサアレイの
さらに他の異なる構成例を示す断面図、第9図は従来の
圧力センサアレイの構造を示す斜視図である。 1・・・・・・圧力センサ 2・・・・・・圧力センサを配列した基板3・・・・・
・配線ケーブル 4・・・・・・上部シリコン基板 4a・・・・・・ダイヤフラム 4b・・・・・・凹部(空隙部) 4C・・・・・・保護膜 5・・・・・・下部ガラス基板 6.8・・・・・・容量型・極 7・・・・・・配線 9・・・・・・低抵抗層 10・・;・・・溝 11・・・・・・・・・突起 出願人     株式会社 東芝

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  圧力センサがマトリックス状に配列された圧力センサ
    アレイにおいて、 マトリックス状にダイヤフラムを形成する上部シリコン
    基板と、 前記ダイヤフラム形成領域に対応する凹部を形成して上
    部シリコン基板に一体的に貼り合せられた下部ガラス基
    板もしくはシリコン基板と、前記上部シリコン基板のダ
    イヤフラム面上およびこのダイヤフラム面に対向する下
    部ガラス基板面もしくはシリコン基板面にそれぞれ形設
    された圧力検出用の容量電極板と、 前記上部シリコン基板のダイヤフラム面上に形設された
    各圧力検出用の容量電極を互いに結線して共通電位とす
    る配線とを具備して成ることを特徴とする圧力センサア
    レイ。
JP17782290A 1990-07-05 1990-07-05 圧力センサアレイ Pending JPH0465645A (ja)

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