JPH0533018Y2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0533018Y2
JPH0533018Y2 JP7081587U JP7081587U JPH0533018Y2 JP H0533018 Y2 JPH0533018 Y2 JP H0533018Y2 JP 7081587 U JP7081587 U JP 7081587U JP 7081587 U JP7081587 U JP 7081587U JP H0533018 Y2 JPH0533018 Y2 JP H0533018Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
silicon substrate
oxide film
gauge
pressure sensor
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP7081587U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63178353U (en
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP7081587U priority Critical patent/JPH0533018Y2/ja
Publication of JPS63178353U publication Critical patent/JPS63178353U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH0533018Y2 publication Critical patent/JPH0533018Y2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、シリコンのダイヤフラムに形成され
たゲージで測定圧力に対応した電気抵抗の変化と
してこの測定圧力を検出する半導体圧力センサに
係り、特にそのダイヤフラムの構成を改良した半
導体圧力センサに関する。
[Detailed description of the invention] <Industrial application field> The present invention relates to a semiconductor pressure sensor that detects measured pressure as a change in electrical resistance corresponding to the measured pressure with a gauge formed on a silicon diaphragm. The present invention relates to a semiconductor pressure sensor with an improved diaphragm configuration.

〈従来の技術〉 第3図は従来の半導体圧力センサの構成を示す
縦断面図である。
<Prior Art> FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a conventional semiconductor pressure sensor.

10はn形のシリコン単結晶で作られたダイヤ
フラムであり凹部11を有し、このダイヤフラム
10は凹部11の形成により単結晶の厚さの薄く
なつた起歪部12とその周辺の固定部13とを有
している。
Reference numeral 10 denotes a diaphragm made of n-type silicon single crystal and has a recess 11, and the diaphragm 10 includes a strain-generating part 12 in which the thickness of the single crystal is reduced due to the formation of the recess 11, and a fixed part 13 around it. It has

起歪部12と固定部13との境界の付近にはゲ
ージ14が不純物の拡散により伝導形がP形とし
て形成されている。ダイヤフラム10の上面はゲ
ージ14を保護するため酸化膜(SiO2)15で
覆われている。
A gauge 14 is formed near the boundary between the strain-generating part 12 and the fixed part 13 with a P-type conductivity due to the diffusion of impurities. The upper surface of the diaphragm 10 is covered with an oxide film (SiO 2 ) 15 to protect the gauge 14.

固定部13は測定圧力Pを導入する貫通孔16
を有するシリコンの基板17に例えばガラス薄膜
などを介して陽極接合などにより固定され、更に
基板17は金属性の筐体18に接合されている。
The fixed part 13 has a through hole 16 through which the measurement pressure P is introduced.
The substrate 17 is fixed to a silicon substrate 17 with a glass thin film or the like by anodic bonding, for example, and the substrate 17 is further bonded to a metal casing 18.

測定圧力Pがダイヤフラム10に印加される
と、これによつて起歪部12に歪みが生じ、この
歪みがゲージ14に伝達され測定圧力Pに対応し
てゲージ14の抵抗が変化する。従つて、ゲージ
14の抵抗変化から測定圧力を求めることができ
る。
When the measurement pressure P is applied to the diaphragm 10, this causes strain in the strain-generating portion 12, this strain is transmitted to the gauge 14, and the resistance of the gauge 14 changes in response to the measurement pressure P. Therefore, the measured pressure can be determined from the change in resistance of the gauge 14.

第4図はこの様な半導体圧力センサを作るため
の工程の概要を示す工程図である。
FIG. 4 is a process diagram showing an outline of the process for manufacturing such a semiconductor pressure sensor.

第4図イはn形のシリコン基板19の所定の位
置に例えばP形の不純物を拡散することにより測
定圧力に感知するゲージ14を形成し、この上を
酸化膜15で覆う工程を示している。
FIG. 4A shows a step in which a gauge 14 for sensing measurement pressure is formed by diffusing, for example, a P-type impurity in a predetermined position of an n-type silicon substrate 19, and the gauge 14 is covered with an oxide film 15. .

この後、第4図ロに示すようにシリコン基板1
9のゲージ形成側とは反対側に研削或いはエツチ
ングなどの手段により凹部11を作り、これによ
り起歪部12を形成する。
After this, as shown in FIG. 4B, the silicon substrate 1
A recess 11 is formed on the side opposite to the gage formation side of 9 by means such as grinding or etching, thereby forming a strain-generating portion 12.

以上のようにして作られたダイヤフラム10は
第4図ハに示すように基板17と例えば陽極接合
などの接合方法により接合する。
The diaphragm 10 manufactured as described above is bonded to the substrate 17 by a bonding method such as anodic bonding, as shown in FIG. 4C.

次に基板17で絶縁されたダイヤフラム10は
金属製の筐体18に固定される(第4図ニ)。
Next, the diaphragm 10 insulated by the substrate 17 is fixed to a metal housing 18 (FIG. 4D).

第3図に示す半導体圧力センサは概略以上のよ
うな工程をへて作られている。
The semiconductor pressure sensor shown in FIG. 3 is manufactured through the steps outlined above.

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら、この様な従来の半導体圧力セン
サには次のような問題点がある。
<Problems to be solved by the invention> However, such conventional semiconductor pressure sensors have the following problems.

(イ) 凹部11を研削で形成する場合、特に圧力レ
ンジが低いときは300〜500μmの厚みを持つシ
リコン基板19を50μm程度まで削る必要があ
り、このため起歪部12の厚さを正確に制御す
るのが難しい。また、研削加工の場合には第5
図に示すように起歪部の底部に突起20が残り
易く平坦に加工することがむづかしい。
(a) When forming the recess 11 by grinding, especially when the pressure range is low, it is necessary to grind the silicon substrate 19, which has a thickness of 300 to 500 μm, to about 50 μm. Difficult to control. In addition, in the case of grinding, the fifth
As shown in the figure, the protrusions 20 tend to remain at the bottom of the strain-generating portion, making it difficult to process them flat.

その上、シリコン基板19を平面上としてこ
の上に複数の孔加工をして多数のダイヤフラム
10を形成することが出来ないので、大量生産
によるコストの低減が困難となる。更に、加工
時の振動に対するゲージ14の形成面の確保が
必要になる。
Furthermore, since it is not possible to form a large number of diaphragms 10 by forming a plurality of holes on the silicon substrate 19 on a flat surface, it is difficult to reduce costs through mass production. Furthermore, it is necessary to secure the forming surface of the gauge 14 against vibrations during processing.

(ロ) 凹部11をエツチングで成形する場合に、異
方性エツチングのときは円形の孔加工が出来
づ、等方性エツチングのときは深い孔を形成す
ることが出来ない。
(b) When forming the recess 11 by etching, it is not possible to form a circular hole when using anisotropic etching, and it is not possible to form a deep hole when using isotropic etching.

筐体18とダイヤフラム10との間の絶縁を
確保するため、絶縁物の基板17を間に挟む工
程が必要である。この場合、特にダイヤフラム
10と基板17との間の接合には陽極接合など
が用いられるが、これを複数同時に行うまは困
難であり、かつ大量生産によるコスト低減が困
難である。
In order to ensure insulation between the housing 18 and the diaphragm 10, it is necessary to sandwich the insulating substrate 17 therebetween. In this case, anodic bonding or the like is used particularly for bonding between the diaphragm 10 and the substrate 17, but it is difficult to do this simultaneously in multiple cases, and it is difficult to reduce costs through mass production.

などの問題点がある。There are problems such as:

〈問題点を解決するための手段〉 この考案は、以上の問題点を解決するため、測
定圧力を導入する貫通孔が開けられたシリコン基
板と、多結晶シリコン基板の一方の面と他方の面
に酸化膜が形成されたダイヤフラムと、このダイ
ヤフラムの一方の酸化膜上の所定位置に形成され
測定圧力の印加により抵抗値が変化するピエゾ抵
抗素子と、このダイヤフラムの他方の面とシリコ
ン基板とを接合するようにして半導体圧力センサ
を構成するようにしたものである。
<Means for solving the problem> In order to solve the above problem, this invention uses a silicon substrate with a through hole for introducing measurement pressure, and a polycrystalline silicon substrate on one side and the other side. A diaphragm on which an oxide film is formed, a piezoresistive element that is formed at a predetermined position on the oxide film on one side of this diaphragm and whose resistance value changes when a measuring pressure is applied, and the other side of this diaphragm and a silicon substrate. A semiconductor pressure sensor is constructed by joining them together.

〈作用〉 貫通孔を介して測定圧力がダイヤフラムに加わ
るとこの薄肉のダイヤフラムが変形して応力が発
生し、ダイヤフラムの表面に形成されたゲージで
圧力を抵抗値の変化として測定圧力を検出する。
<Operation> When measurement pressure is applied to the diaphragm through the through hole, this thin diaphragm deforms and stress is generated, and a gauge formed on the surface of the diaphragm detects the measurement pressure as a change in resistance value.

〈実施例〉 以下、本考案の実施例について図面に基づき説
明する。第1図は本考案の一実施例を示す構成図
である。
<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

21はシリコン基板であり、その厚みは0.3mm
〜1mmで、その外形は3mm〜5mm角の程度であ
る。このシリコン基板21の中に1〜2mmの径を
持つ貫通孔22がサンドプラスト或いは研削機に
より作られている。
21 is a silicon substrate, its thickness is 0.3mm
~1 mm, and its external shape is approximately 3 mm to 5 mm square. A through hole 22 having a diameter of 1 to 2 mm is made in this silicon substrate 21 by sand blasting or a grinding machine.

23は多結晶シリコン基板であり、その厚みは
50μ〜300μmである。この上下面に酸化膜
(SiO2)25,26が形成され、上面の酸化膜
(SiO2)25にはゲージ24が形成されている。
23 is a polycrystalline silicon substrate, the thickness of which is
It is 50 μm to 300 μm. Oxide films (SiO 2 ) 25 and 26 are formed on the upper and lower surfaces, and a gauge 24 is formed on the oxide film (SiO 2 ) 25 on the upper surface.

これらの多結晶シリコン基板23、ゲージ2
4、酸化膜25,26などでダイヤフラム27を
構成している。
These polycrystalline silicon substrates 23, gauges 2
4. A diaphragm 27 is composed of oxide films 25, 26, etc.

シリコン基板21はダイヤフラム27の酸化膜
26を介してダイヤフラム27に接合され、、更
にシリコン基板21は測定圧力Pを導入する導入
孔28の開けられた筐体29に固定されている。
The silicon substrate 21 is bonded to the diaphragm 27 via the oxide film 26 of the diaphragm 27, and the silicon substrate 21 is further fixed to a casing 29 having an introduction hole 28 through which the measurement pressure P is introduced.

次に、この様な半導体圧力センサを作る工程に
ついて第2図を参照して説明する。
Next, the process of making such a semiconductor pressure sensor will be explained with reference to FIG.

まづ、シリコンで出来た厚みのある支持基板3
0の上に酸化膜31を成長させ(第2図イ)、更
に多結晶シリコン基板23のベースとなる多結晶
シリコン層32を厚さtだけ成長させる(第2図
ロ)。
First, a thick support substrate 3 made of silicon.
An oxide film 31 is grown on 0 (FIG. 2A), and a polycrystalline silicon layer 32, which will become the base of the polycrystalline silicon substrate 23, is grown to a thickness t (FIG. 2B).

次に、多結晶シリコン層32の下面に酸化膜2
6を成長させた後、この酸化膜26を介してあら
かじめ貫通孔22が開けられたシリコン基板21
に接合する(第2図ハ)。
Next, an oxide film 2 is formed on the lower surface of the polycrystalline silicon layer 32.
6, a silicon substrate 21 with a through hole 22 formed in advance through this oxide film 26 is grown.
(Figure 2 C).

この後、第2図ニに示すようにシリコンの支持
基板30をエツチングして除去する。この除去に
当たつては、酸化膜(SiO2)とシリコン(Si)
とでエツチングレートが大幅に相違するエツチン
グ液を使用する。例えば、水酸化カリウム
(KOH)水溶液の場合は、シリコンに比較して酸
化膜のエツチングレートは著しく低いので、これ
を用いて酸化膜31をストツパーとして支持基板
30を除去するのである。
Thereafter, as shown in FIG. 2D, the silicon support substrate 30 is etched and removed. During this removal, oxide film (SiO 2 ) and silicon (Si)
Use an etching solution with a significantly different etching rate. For example, in the case of a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution, since the etching rate of an oxide film is significantly lower than that of silicon, the supporting substrate 30 is removed using the oxide film 31 as a stopper.

次に、酸化膜31の上にゲージ24を、マス
ク、エツチング、および拡散などのプロセスを経
て形成する(第2図ホ)。
Next, a gauge 24 is formed on the oxide film 31 through processes such as masking, etching, and diffusion (FIG. 2E).

この後、に示すようにチツプに分割して(第2
図ヘ)筐体29に乗せて固定(第2図ト)し、第
1図に示す半導体圧力センサとする。
After this, divide it into chips as shown in (second
(F) It is mounted on a housing 29 and fixed (FIG. 2 (G)) to form the semiconductor pressure sensor shown in FIG. 1.

〈考案の効果〉 以上、実施例と共に具体的に説明したように本
考案の構成によれば、以下のような各種の効果が
ある。
<Effects of the Invention> As described above in detail with the embodiments, the configuration of the present invention provides the following various effects.

(イ) 本考案では、多結晶シリコン基板に貫通孔を
持つシリコン基板を接合する構成であるので、
凹部を研削などにより形成する必要がなく、従
つて凹部底面の平坦性を容易に確保することが
出来る。
(a) In this invention, a silicon substrate having a through hole is bonded to a polycrystalline silicon substrate.
There is no need to form the recess by grinding or the like, and therefore the flatness of the bottom surface of the recess can be easily ensured.

(ロ) 多結晶シリコン基板はその厚みを薄く成長さ
せて作ることが出来るので、低圧力レンジの半
導体圧力センサを容易に作ることができる。こ
のようにして感度が上がる結果、通常の圧力レ
ンジのときはダイヤフラムの径を小さくできる
ので、チツプの大きさを小さくできる。
(b) Since polycrystalline silicon substrates can be made by growing them thinly, semiconductor pressure sensors in the low pressure range can be easily made. As a result of this increased sensitivity, the diameter of the diaphragm can be reduced in the normal pressure range, and the size of the chip can therefore be reduced.

(ハ) 多結晶シリコン基板を乗せるシリコン基板を
厚くできるので、この多結晶シリコン基板に接
合しても熱膨脹係数の差に基づく温度ゼロ点誤
差を小さくすることができる。
(c) Since the silicon substrate on which the polycrystalline silicon substrate is placed can be made thicker, the temperature zero point error due to the difference in thermal expansion coefficients can be reduced even when bonded to this polycrystalline silicon substrate.

(ニ) 本考案の構成は、低コスト化が可能な構成で
あり、すべての工程がウエーハ単位で出来るの
で大量生産向であり、従つてウエーハの大口径
化によりスケールメリツトが出しやすく、低コ
スト化が可能となる。
(d) The configuration of the present invention is a configuration that can reduce costs, and is suitable for mass production because all processes can be performed on a wafer basis. Therefore, it is easy to achieve scale merits by increasing the diameter of the wafer, and the cost is low. It becomes possible to

(ホ) ゲージが多結晶シリコン基盤のエツチングに
より形成できるので、その幾何学的形状よりオ
フセツト電圧を把握することができる。
(e) Since the gauge can be formed by etching a polycrystalline silicon substrate, the offset voltage can be determined from its geometric shape.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の1実施例を示す構成図、第2
図は第1図に示す半導体圧力センサを作る工程を
示す工程図、第3図は従来の半導体圧力センサの
構成を示す縦断面図、第4図は第3図に示す半導
体圧力センサを作る工程を示す工程図、第5図は
第3図に示す半導体圧力センサの問題点を説明す
る説明図である。 10,27……ダイヤフラム、11……凹部、
12……起歪部、14,24……ゲージ、17…
…基盤、18,29……筐体、21……シリコン
基板、22……貫通孔、23……多結晶シリコン
基板、25,26,31……酸化膜、32……多
結晶シリコン層。
Figure 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention;
The figure is a process diagram showing the process of making the semiconductor pressure sensor shown in Fig. 1, Fig. 3 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of a conventional semiconductor pressure sensor, and Fig. 4 is the process of making the semiconductor pressure sensor shown in Fig. 3. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating problems with the semiconductor pressure sensor shown in FIG. 3. 10, 27...diaphragm, 11...recess,
12... Strain generating part, 14, 24... Gauge, 17...
... Base, 18, 29 ... Housing, 21 ... Silicon substrate, 22 ... Through hole, 23 ... Polycrystalline silicon substrate, 25, 26, 31 ... Oxide film, 32 ... Polycrystalline silicon layer.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 測定圧力を導入する貫通孔が開けられたシリコ
ン基板と、多結晶シリコン基板の一方の面と他方
の面に酸化膜が形成されたダイアフラムと、この
ダイアフラムの一方の酸化膜上の所定位置に形成
され前記測定圧力の印加により抵抗値が変化する
ピエゾ抵抗素子と、このダイアフラムの他方の面
と前記シリコン基板とを接合したことを特徴とす
る半導体圧力センサ。
A silicon substrate with a through hole for introducing measurement pressure, a diaphragm with an oxide film formed on one side and the other side of the polycrystalline silicon substrate, and a diaphragm formed at a predetermined position on one of the oxide films of this diaphragm. A semiconductor pressure sensor characterized in that a piezoresistive element whose resistance value changes upon application of the measurement pressure, and the other surface of the diaphragm and the silicon substrate are bonded.
JP7081587U 1987-05-12 1987-05-12 Expired - Lifetime JPH0533018Y2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7081587U JPH0533018Y2 (en) 1987-05-12 1987-05-12

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7081587U JPH0533018Y2 (en) 1987-05-12 1987-05-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63178353U JPS63178353U (en) 1988-11-18
JPH0533018Y2 true JPH0533018Y2 (en) 1993-08-23

Family

ID=30912794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7081587U Expired - Lifetime JPH0533018Y2 (en) 1987-05-12 1987-05-12

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0533018Y2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63178353U (en) 1988-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11226251B2 (en) Method of making a dual-cavity pressure sensor die
JP3444639B2 (en) Manufacturing method and apparatus for integrated pressure transducer
US8384170B2 (en) Pressure sensor
JP3506932B2 (en) Semiconductor pressure sensor and method of manufacturing the same
US4592238A (en) Laser-recrystallized diaphragm pressure sensor and method of making
JP2508070B2 (en) Pressure detecting element and manufacturing method thereof
JPH0533018Y2 (en)
US6308575B1 (en) Manufacturing method for the miniaturization of silicon bulk-machined pressure sensors
JP2696894B2 (en) Semiconductor pressure sensor
JPS63308390A (en) Manufacture of semiconductor pressure sensor
JP2001066208A (en) Semiconductor pressure measuring device and manufacturing method thereof
JPH0230188A (en) Manufacture of semiconductor pressure sensor
JPS63178567A (en) Manufacture of semiconductor pressure sensor
JP2894478B2 (en) Capacitive pressure sensor and method of manufacturing the same
JPH06221945A (en) Semiconductor pressure sensor and manufacture thereof
JPS6097676A (en) Semiconductor pressure sensor and manufacture thereof
JP2905902B2 (en) Semiconductor pressure gauge and method of manufacturing the same
JPS5938744B2 (en) Pressure-electricity converter and its manufacturing method
JP3573262B2 (en) Semiconductor pressure measuring device
JPS63311774A (en) Semiconductor pressure sensor and manufacture thereof
JPS63168054A (en) Manufacture of semiconductor pressure sensor
JP3356031B2 (en) Semiconductor pressure measuring device and manufacturing method thereof
JPH01145873A (en) Manufacture of semiconductor pressure sensor
JP2680471B2 (en) Semiconductor pressure sensor and method of manufacturing the same
JP3493885B2 (en) Manufacturing method of semiconductor acceleration sensor