JPH0483139A - 半導体歪みセンサ - Google Patents
半導体歪みセンサInfo
- Publication number
- JPH0483139A JPH0483139A JP19860890A JP19860890A JPH0483139A JP H0483139 A JPH0483139 A JP H0483139A JP 19860890 A JP19860890 A JP 19860890A JP 19860890 A JP19860890 A JP 19860890A JP H0483139 A JPH0483139 A JP H0483139A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strain
- sensitive chip
- linear expansion
- glass
- deflection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 12
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 4
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、ピエゾ抵抗効果を利用した半導体歪みセンサ
に関する。
に関する。
従来、半導体歪みセンサの一般的な基本構造としては、
Ｓｉから成る感歪チップを近似的に等しい線膨張係数の
パイレックスガラス（コーニング社製婁７７４０）から
成る台座に陽極接合した後、ハウジングを構成するステ
ムに固着したものが知られている。
Ｓｉから成る感歪チップを近似的に等しい線膨張係数の
パイレックスガラス（コーニング社製婁７７４０）から
成る台座に陽極接合した後、ハウジングを構成するステ
ムに固着したものが知られている。
【発明が解決しようとする課！ｉｉｉ】ここで、Ｓｌの
線膨張係数は３． Ｏｘ １０−６／℃、又、パイレッ
クスガラスの線膨張係数は３．２Ｘ １０−６／℃であ
り線膨張係数が異なっている。 このため、温度変化が生じると、Ｓｉから成る感歪チッ
プとパイレックスガラスから成る台座との間に歪みが生
じ、これが半導体歪みセンサの感歪チップのピエゾ抵抗
に影響を与えることになる。 即ち、被測定圧力や加速度による歪みに対して半導体歪
みセンサの出力する電圧を調整するオフセット電圧が大
きく変化して、検出精度が悪くなるという問題があった
。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもので
あり、その目的とするところは、前述の欠点を無くし高
精度に歪み検出できる半導体歪みセンサを提供すること
である。
線膨張係数は３． Ｏｘ １０−６／℃、又、パイレッ
クスガラスの線膨張係数は３．２Ｘ １０−６／℃であ
り線膨張係数が異なっている。 このため、温度変化が生じると、Ｓｉから成る感歪チッ
プとパイレックスガラスから成る台座との間に歪みが生
じ、これが半導体歪みセンサの感歪チップのピエゾ抵抗
に影響を与えることになる。 即ち、被測定圧力や加速度による歪みに対して半導体歪
みセンサの出力する電圧を調整するオフセット電圧が大
きく変化して、検出精度が悪くなるという問題があった
。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもので
あり、その目的とするところは、前述の欠点を無くし高
精度に歪み検出できる半導体歪みセンサを提供すること
である。
上記課題を解決するための発明の構成は、Ｓｌから成り
、ピエゾ抵抗効果により歪みを検出する感歪チップと、
前記感歪チップと接合され、２５℃（常温）から２００
℃までの平均線膨張係数が２．２×１０−６／℃以上、
２．９Ｘ １０−６／℃以下であるガラスから成る台座
とを備えたことを特徴とする。
、ピエゾ抵抗効果により歪みを検出する感歪チップと、
前記感歪チップと接合され、２５℃（常温）から２００
℃までの平均線膨張係数が２．２×１０−６／℃以上、
２．９Ｘ １０−６／℃以下であるガラスから成る台座
とを備えたことを特徴とする。
感歪チップはＳｌから成り、ピエゾ抵抗効果により歪み
を検出する。 そして、台座は２５℃（常温）から２００℃までの平均
線膨張係数が２．２Ｘ １０−６／℃以上、２．９ｘ
ｉｏ−６／℃以下であるガラスから成り、上記感歪チッ
プと接合される。 上記平均線膨張係数のガラスから成る台座と線膨張係数
が３． Ｏｘ １０−６／℃のＳｉから成る感歪チップ
とが接合されて構成された半導体歪みセンサは、オフセ
ット電圧の変化が極めて小さくなるので検出精度が良い
。
を検出する。 そして、台座は２５℃（常温）から２００℃までの平均
線膨張係数が２．２Ｘ １０−６／℃以上、２．９ｘ
ｉｏ−６／℃以下であるガラスから成り、上記感歪チッ
プと接合される。 上記平均線膨張係数のガラスから成る台座と線膨張係数
が３． Ｏｘ １０−６／℃のＳｉから成る感歪チップ
とが接合されて構成された半導体歪みセンサは、オフセ
ット電圧の変化が極めて小さくなるので検出精度が良い
。
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
第１図は本発明に係る半導体歪みセンサを構成する感歪
チップと台座との接合状態を示した縦断面図である。 感歪チップ１０は Ｓ１単結晶から成る Ｓｉ基板１１
を用い、半導体製造技術にて製造される。 ８１基板１１の中央部には、エツチング技術により薄く
加工したダイヤフラム部１２が形成される。 又、周知の拡散技術或いはイオン打ち込み技術により抵
抗体１３及び拡散リード部１４が形成される。 又、抵抗体１３及び拡散リード部１４上に保護膜１７が
設けられ、この保護膜１７の一部にコンタクト孔１５が
明けられる。 そして、拡散リード部１４上及びコンタクト孔１５内に
Ａｌ（アルミニウム）を蒸着した後、エツチングして電
極１６が形成される。 台座２０にはパイレックスガラスの線膨張係数（３，２
ｘ １０−’／’ｊ： ）よりも小さい線膨張係数（２
，７Ｘ１０−’／ｌ ）のガラスを用い、上記感歪チッ
プ１０と陽極接合される。 これをハウジングを構成する図示しないステムに組み付
は固着して半導体歪みセンサとする。 尚、２１は台座２０に貫通され、感歪チップエ０のダイ
ヤフラム部１２に被測定圧力を導入する圧力導入孔であ
る。 以上の構成により作製された半導体歪みセンサに対し、
発明者等の実験研究によると、温度を２５℃（常温）か
ら１２０℃まで変化させたときのオフセット電圧の変化
は従来のパイレックスガラスを台座として用いたものに
比べて１１５０以下と激減し、検出精度が向上した。 次に、第２の実施例として、上述の感歪チップ１０と線
膨張係数が２．４Ｘ １０−６／℃のガラスから成る台
座２０とを陽極接合した。 これを、上述き同様に、ステムに組み付は半導体歪みセ
ンサとする。 このように構成された半導体歪みセンサに対し、温度を
２５℃（常温）から１２５℃まで変化させたときのオフ
セット電圧の変化は従来のものに比べて１７５０以下と
小さくでき、検出精度が大幅に向上した。 第２図は、台座２０に用いるガラスの線膨張係数〔２５
℃（常温）から２００℃までの平均線膨張係数〕に対し
てその台座２０を用いて構成された半導体歪みセンサを
温度２５℃（常温）から１２０℃まで変化させたときの
オフセット電圧の変化（規準化した値）を示した特性図
である。 第２図から明らかなように、ガラスの線膨張係数が２．
２Ｘ １０−’／ｌより小さく、又、２．９Ｘ １０−
６／℃より大きくなるとオフセット電圧の変化が急激に
大きくなる。 尚、上述の実施例ではＳｉ単結晶から成る感歪チップ１
０をピエゾ抵抗体として用いた場合を示したが、ポリシ
リコンから成る感歪チップ１０をピエゾ抵抗体として用
いた場合にもほぼ同様の効果を得ることができる。 又、上述の実施例では感歪チップ１０と台座２０とが陽
極接合された場合を示したが、台座２０として線膨張係
数が２．７Ｘ １０−’／ｌのガラスを用い、低軟化点
のガラス（例えば、日本電気ガラス社製ＬＳ １３０１
）フリットでＳｌから成る感歪チップｌＯと溶着させて
もほぼ同様の効果が得られた。 この場合のオフセット電圧の変化は０．２となり、従来
の１７６０以下となった。 又、上述のガラスは半導体歪みセンサのみならず、歪み
を受けて作用する加速度センサ等に用いることにより同
様の効果を得ることができる。
チップと台座との接合状態を示した縦断面図である。 感歪チップ１０は Ｓ１単結晶から成る Ｓｉ基板１１
を用い、半導体製造技術にて製造される。 ８１基板１１の中央部には、エツチング技術により薄く
加工したダイヤフラム部１２が形成される。 又、周知の拡散技術或いはイオン打ち込み技術により抵
抗体１３及び拡散リード部１４が形成される。 又、抵抗体１３及び拡散リード部１４上に保護膜１７が
設けられ、この保護膜１７の一部にコンタクト孔１５が
明けられる。 そして、拡散リード部１４上及びコンタクト孔１５内に
Ａｌ（アルミニウム）を蒸着した後、エツチングして電
極１６が形成される。 台座２０にはパイレックスガラスの線膨張係数（３，２
ｘ １０−’／’ｊ： ）よりも小さい線膨張係数（２
，７Ｘ１０−’／ｌ ）のガラスを用い、上記感歪チッ
プ１０と陽極接合される。 これをハウジングを構成する図示しないステムに組み付
は固着して半導体歪みセンサとする。 尚、２１は台座２０に貫通され、感歪チップエ０のダイ
ヤフラム部１２に被測定圧力を導入する圧力導入孔であ
る。 以上の構成により作製された半導体歪みセンサに対し、
発明者等の実験研究によると、温度を２５℃（常温）か
ら１２０℃まで変化させたときのオフセット電圧の変化
は従来のパイレックスガラスを台座として用いたものに
比べて１１５０以下と激減し、検出精度が向上した。 次に、第２の実施例として、上述の感歪チップ１０と線
膨張係数が２．４Ｘ １０−６／℃のガラスから成る台
座２０とを陽極接合した。 これを、上述き同様に、ステムに組み付は半導体歪みセ
ンサとする。 このように構成された半導体歪みセンサに対し、温度を
２５℃（常温）から１２５℃まで変化させたときのオフ
セット電圧の変化は従来のものに比べて１７５０以下と
小さくでき、検出精度が大幅に向上した。 第２図は、台座２０に用いるガラスの線膨張係数〔２５
℃（常温）から２００℃までの平均線膨張係数〕に対し
てその台座２０を用いて構成された半導体歪みセンサを
温度２５℃（常温）から１２０℃まで変化させたときの
オフセット電圧の変化（規準化した値）を示した特性図
である。 第２図から明らかなように、ガラスの線膨張係数が２．
２Ｘ １０−’／ｌより小さく、又、２．９Ｘ １０−
６／℃より大きくなるとオフセット電圧の変化が急激に
大きくなる。 尚、上述の実施例ではＳｉ単結晶から成る感歪チップ１
０をピエゾ抵抗体として用いた場合を示したが、ポリシ
リコンから成る感歪チップ１０をピエゾ抵抗体として用
いた場合にもほぼ同様の効果を得ることができる。 又、上述の実施例では感歪チップ１０と台座２０とが陽
極接合された場合を示したが、台座２０として線膨張係
数が２．７Ｘ １０−’／ｌのガラスを用い、低軟化点
のガラス（例えば、日本電気ガラス社製ＬＳ １３０１
）フリットでＳｌから成る感歪チップｌＯと溶着させて
もほぼ同様の効果が得られた。 この場合のオフセット電圧の変化は０．２となり、従来
の１７６０以下となった。 又、上述のガラスは半導体歪みセンサのみならず、歪み
を受けて作用する加速度センサ等に用いることにより同
様の効果を得ることができる。
本発明は、Ｓｉから成り、ピエゾ抵抗効果により歪みを
検出する感歪チップと、その感歪チップと接合され、２
５℃（常温）から２００℃までの平均線膨張係数が２．
２Ｘ １０−’／’ｊ：以上、２．９Ｘ １０−６／℃
以下であるガラスから成る台座とを備えているので、こ
の半導体歪みセンサにおいては、２５℃（常温）から１
２０℃まで温度を変化させたときのオフセット電圧の変
化が極めて小さくできる。 従って、高精度に歪み検出できる半導体歪みセンサが提
供できるという効果を有する。
検出する感歪チップと、その感歪チップと接合され、２
５℃（常温）から２００℃までの平均線膨張係数が２．
２Ｘ １０−’／’ｊ：以上、２．９Ｘ １０−６／℃
以下であるガラスから成る台座とを備えているので、こ
の半導体歪みセンサにおいては、２５℃（常温）から１
２０℃まで温度を変化させたときのオフセット電圧の変
化が極めて小さくできる。 従って、高精度に歪み検出できる半導体歪みセンサが提
供できるという効果を有する。
第１図は本発明の具体的な一実施例に係る半導体歪みセ
ンサを構成する感歪チップと台座との接合状態を示した
縦断面図。第２図は同実施例に係る台座２０に用いるガ
ラスの線膨張係数〔２５℃（常温）から２００℃までの
平均線膨張係数〕に対して半導体歪みセンサを温度２５
℃（常温）から１２０℃まで変化させたときのオフセッ
ト電圧の変化（規準化した値）を示した特性図である。 感歪チップ １１−３ ｉ（シリコン）基板ダイヤフラ
ム部 １３°−抵抗体 拡散リード部 １５ ・コンタクト孔 電極 １７゛“・保護膜 台座 ２１−圧力導入孔
ンサを構成する感歪チップと台座との接合状態を示した
縦断面図。第２図は同実施例に係る台座２０に用いるガ
ラスの線膨張係数〔２５℃（常温）から２００℃までの
平均線膨張係数〕に対して半導体歪みセンサを温度２５
℃（常温）から１２０℃まで変化させたときのオフセッ
ト電圧の変化（規準化した値）を示した特性図である。 感歪チップ １１−３ ｉ（シリコン）基板ダイヤフラ
ム部 １３°−抵抗体 拡散リード部 １５ ・コンタクト孔 電極 １７゛“・保護膜 台座 ２１−圧力導入孔
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｓｉ（シリコン）から成り、ピエゾ抵抗効果により歪
みを検出する感歪チップと、 前記感歪チップと接合され、２５℃（常温）から２００
℃までの平均線膨張係数が２．２×１０＾−＾６／℃以
上、２．９×１０＾−＾６／℃以下であるガラスから成
る台座とを備えたことを特徴とする半導体歪みセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19860890A JPH0483139A (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 半導体歪みセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19860890A JPH0483139A (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 半導体歪みセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0483139A true JPH0483139A (ja) | 1992-03-17 |
Family
ID=16394026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19860890A Pending JPH0483139A (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 半導体歪みセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0483139A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5600197A (en) * | 1994-02-14 | 1997-02-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive film element and method of producing the same |
| US5973590A (en) * | 1998-03-12 | 1999-10-26 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | Ultra thin surface mount wafer sensor structures and methods for fabricating same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59176639A (ja) * | 1983-03-28 | 1984-10-06 | Toshiba Corp | 半導体圧力変換器 |
| JPS62150131A (ja) * | 1985-12-24 | 1987-07-04 | Nippon Soken Inc | 圧力検出器 |
| JPH03106077A (ja) * | 1989-09-20 | 1991-05-02 | Ishizuka Glass Co Ltd | 半導体用ステムの製造法 |
-
1990
- 1990-07-26 JP JP19860890A patent/JPH0483139A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59176639A (ja) * | 1983-03-28 | 1984-10-06 | Toshiba Corp | 半導体圧力変換器 |
| JPS62150131A (ja) * | 1985-12-24 | 1987-07-04 | Nippon Soken Inc | 圧力検出器 |
| JPH03106077A (ja) * | 1989-09-20 | 1991-05-02 | Ishizuka Glass Co Ltd | 半導体用ステムの製造法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5600197A (en) * | 1994-02-14 | 1997-02-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive film element and method of producing the same |
| US5774961A (en) * | 1994-02-14 | 1998-07-07 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of producing piezoelectric/electrostrictive film element |
| US5973590A (en) * | 1998-03-12 | 1999-10-26 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | Ultra thin surface mount wafer sensor structures and methods for fabricating same |
| US6210989B1 (en) * | 1998-03-12 | 2001-04-03 | Kulite Semiconductor Products Inc. | Ultra thin surface mount wafer sensor structures and methods for fabricating same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6051853A (en) | Semiconductor pressure sensor including reference capacitor on the same substrate | |
| US6813956B2 (en) | Double stop structure for a pressure transducer | |
| US5537882A (en) | Semiconductor sensor for detecting physical amount without thermal hypsteresis where output wiring is disposed in a stress insensitive direction | |
| US5589810A (en) | Semiconductor pressure sensor and related methodology with polysilicon diaphragm and single-crystal gage elements | |
| JPS5855732A (ja) | 静電容量型圧力センサ | |
| US11643324B2 (en) | MEMS sensor | |
| JPH0483139A (ja) | 半導体歪みセンサ | |
| JPH0447244A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH1022511A (ja) | 半導体圧力センサ及びその製造方法 | |
| JP2715738B2 (ja) | 半導体応力検出装置 | |
| JPH0554708B2 (ja) | ||
| JPH10132684A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH04328434A (ja) | 複合センサ | |
| JP2694593B2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JP3120388B2 (ja) | 半導体圧力変換器 | |
| JP2694594B2 (ja) | 圧力センサ | |
| JPH0419495B2 (ja) | ||
| JPH0821774A (ja) | 半導体圧力センサ及びその製造方法 | |
| JPS6222040A (ja) | 半導体圧力センサ− | |
| JPS5836998Y2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH02151076A (ja) | 半導体圧力センサ及びその製造方法 | |
| JP2573539Y2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
| KR20030064534A (ko) | 금속박막형 압력센서 및 그 제조방법 | |
| JP2006250837A (ja) | 圧力センサ | |
| JP2611330B2 (ja) | 半導体圧力センサ |