JPH0533732B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0533732B2 JPH0533732B2 JP60224995A JP22499585A JPH0533732B2 JP H0533732 B2 JPH0533732 B2 JP H0533732B2 JP 60224995 A JP60224995 A JP 60224995A JP 22499585 A JP22499585 A JP 22499585A JP H0533732 B2 JPH0533732 B2 JP H0533732B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- absolute pressure
- insulator
- pressure transducer
- transducer according
- capacitive absolute
- 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
Links
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 37
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 20
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 37
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 239000010408 film Substances 0.000 description 8
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 2
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
- G01L9/0073—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a semiconductive diaphragm
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G5/00—Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture
- H01G5/16—Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture using variation of distance between electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
本発明は容量式絶対圧力変換器に関する。
[発明の技術的背景と問題点]
以下の刊行物は先行技術に関する引例である。
(1) サンダー(C.S.Sander)、クヌツチ(J.W.
Knutti)、メインドル(J.D.Meindl)による、
電子装置についてのIEEEの会報(IEEE
transaction on electron devices)ED−27巻
(1980)No.5 pp.927−930 (2) 米国特許4261086 (3) 米国特許4386453 (4) 米国特許4384899 (5) 米国特許4405970 (6) 米国特許3397278 (7) ビーン(K.E.Bean)による、電子装置につ
いてのIEEEの会報(IEEE transaction on
electron devices)ED−25巻(1978)No.10
pp.1185−1193 引例1は、引例6に述べられた方法を用いて接
合された、シリコンの弾性素子とガラス板からな
る容量式絶対圧力変換器について述べている。弾
性素子とガラス板の間の空間は、変換器の真空室
として働く。弾性素子と、ガラス板上の金属薄膜
とにより、圧力応答コンデンサが形成され、ガラ
ス板上の金属薄膜との伝導路は、シリコン中に拡
散した不純物よつて形成される。この変換器の最
大の欠点は、大きくて、変換器の圧力応答コンデ
ンサと並列に接続されることになる空乏層容量
が、強く温度に依存することである。これによ
り、変換器の比較的能動な領域が減少し、温度依
存性が増加する。引例2、3、4は原理的には同
じな他の圧力変換器について述べているが、伝導
体の接続法は異なつている。この装置には、ガラ
ス板上にドリルで穴が開けられ、その内部は金属
化され溶融金属で満すことで、密閉接合されてい
る。その穴部によつては寄生容量は生じない。し
かしながら、大量生産時に、穴部を接合すること
は厄介である。
Knutti)、メインドル(J.D.Meindl)による、
電子装置についてのIEEEの会報(IEEE
transaction on electron devices)ED−27巻
(1980)No.5 pp.927−930 (2) 米国特許4261086 (3) 米国特許4386453 (4) 米国特許4384899 (5) 米国特許4405970 (6) 米国特許3397278 (7) ビーン(K.E.Bean)による、電子装置につ
いてのIEEEの会報(IEEE transaction on
electron devices)ED−25巻(1978)No.10
pp.1185−1193 引例1は、引例6に述べられた方法を用いて接
合された、シリコンの弾性素子とガラス板からな
る容量式絶対圧力変換器について述べている。弾
性素子とガラス板の間の空間は、変換器の真空室
として働く。弾性素子と、ガラス板上の金属薄膜
とにより、圧力応答コンデンサが形成され、ガラ
ス板上の金属薄膜との伝導路は、シリコン中に拡
散した不純物よつて形成される。この変換器の最
大の欠点は、大きくて、変換器の圧力応答コンデ
ンサと並列に接続されることになる空乏層容量
が、強く温度に依存することである。これによ
り、変換器の比較的能動な領域が減少し、温度依
存性が増加する。引例2、3、4は原理的には同
じな他の圧力変換器について述べているが、伝導
体の接続法は異なつている。この装置には、ガラ
ス板上にドリルで穴が開けられ、その内部は金属
化され溶融金属で満すことで、密閉接合されてい
る。その穴部によつては寄生容量は生じない。し
かしながら、大量生産時に、穴部を接合すること
は厄介である。
引例5は、シリコン基板と弾性素子が、ガラス
薄膜で接合され、スパツタまたは真空蒸着により
作られた変換器について述べている。ガラス膜の
厚さにより、コンデンサの電極間距離は制御され
ている。この構造の長所は、製造材料がほとんど
全てシリコンであるということである。これによ
り、良い温度安定特性が得られる。しかしなが
ら、ガラス接合により生ずる寄生容量により、変
換器の能力は低下する。この方法では、ガラス膜
の厚さは最大10μmに制限され、その容量は2μm
の電極間距離を持つ空気コンデンに相当するにす
ぎない。変換器がそれほど大きくなければ、結果
的に、変換器の容量は密封された領域により決ま
る。
薄膜で接合され、スパツタまたは真空蒸着により
作られた変換器について述べている。ガラス膜の
厚さにより、コンデンサの電極間距離は制御され
ている。この構造の長所は、製造材料がほとんど
全てシリコンであるということである。これによ
り、良い温度安定特性が得られる。しかしなが
ら、ガラス接合により生ずる寄生容量により、変
換器の能力は低下する。この方法では、ガラス膜
の厚さは最大10μmに制限され、その容量は2μm
の電極間距離を持つ空気コンデンに相当するにす
ぎない。変換器がそれほど大きくなければ、結果
的に、変換器の容量は密封された領域により決ま
る。
引例5は、高いガラス壁により、上に述べた二
つのシリコン部分が分割されている構造の変換器
についても述べている。この装置では、寄生容量
の問題は回避されている。他方、コンデンサの間
隙の許容誤差は少なくなつている。
つのシリコン部分が分割されている構造の変換器
についても述べている。この装置では、寄生容量
の問題は回避されている。他方、コンデンサの間
隙の許容誤差は少なくなつている。
シリコンとガラス膜の接合法については、引例
6に述べられている。弾性素子を製造する先行技
術は引例7に述べられている。
6に述べられている。弾性素子を製造する先行技
術は引例7に述べられている。
[発明の目的]
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、
その目的は新しいタイプの容量式絶対圧力変換器
を提供することにある。本発明では、変換器の製
造材料としてシリコンと珪酸ボロンガラスを使用
する。その変換器の構造は、圧力応答コンデンサ
の電極が真空室内に形成され、圧力媒体との直接
の接触が防がれるようになつている。その構造に
より、変換器の外部で、真空室内の容量を測定で
きる。
その目的は新しいタイプの容量式絶対圧力変換器
を提供することにある。本発明では、変換器の製
造材料としてシリコンと珪酸ボロンガラスを使用
する。その変換器の構造は、圧力応答コンデンサ
の電極が真空室内に形成され、圧力媒体との直接
の接触が防がれるようになつている。その構造に
より、変換器の外部で、真空室内の容量を測定で
きる。
[発明の概要]
本発明による変換器は以下のようである。
容量式絶対圧力変換器では、圧力応答コンデン
サはシリコン製の弾性素子と絶縁物上の金属膜に
よつて形成される。
サはシリコン製の弾性素子と絶縁物上の金属膜に
よつて形成される。
弾性素子または絶縁物が削られた凹部は、圧力
応答コンデンサの電極間の空間となる。
応答コンデンサの電極間の空間となる。
絶縁物と弾性素子を接合することにより、ある
望ましい圧力の、または真空の室が形成され、そ
の室の内部に、圧力応答コンデンサがある。
望ましい圧力の、または真空の室が形成され、そ
の室の内部に、圧力応答コンデンサがある。
基板は、薄いガラス膜と厚いシリコンを重ねる
ことで形成される。
ことで形成される。
[発明の実施例]
本発明について、図面を参照して、実施例を以
下に詳細に説明する。
下に詳細に説明する。
弾性素子1は、<100>面が切出されたシリコン
単結晶ウエハから、化学的方法(引例7)によつ
て製造される。シリコンウエハ1の両面はエツチ
ングされ、周囲肉厚部18に囲まれた凹部3と4
が形成される。凹部3の深さは1−10μmで、圧
力応答コンデンサのための間隙と、真空室を形成
する。シリコンウエハの他の面に、エツチングに
よつて形成された凹部4は、か列に深く、200−
400μmである。非常に高い圧力を測定するよう
な特別の場合には、凹部4をもつと浅くするか、
省略する。形成過程で、凹部3と4の間には10−
400μmの厚さのシリコンダイアフラム5が残る。
変換器の圧力検出範囲は、その厚さにより決ま
る。両面間の圧力が釣合うと、シリコンダイアフ
ラム5は動かない。弾性素子の大きさは、標準的
には2×2−10×10mmである。
単結晶ウエハから、化学的方法(引例7)によつ
て製造される。シリコンウエハ1の両面はエツチ
ングされ、周囲肉厚部18に囲まれた凹部3と4
が形成される。凹部3の深さは1−10μmで、圧
力応答コンデンサのための間隙と、真空室を形成
する。シリコンウエハの他の面に、エツチングに
よつて形成された凹部4は、か列に深く、200−
400μmである。非常に高い圧力を測定するよう
な特別の場合には、凹部4をもつと浅くするか、
省略する。形成過程で、凹部3と4の間には10−
400μmの厚さのシリコンダイアフラム5が残る。
変換器の圧力検出範囲は、その厚さにより決ま
る。両面間の圧力が釣合うと、シリコンダイアフ
ラム5は動かない。弾性素子の大きさは、標準的
には2×2−10×10mmである。
弾性素子1の凹部3のある側は、引例6に述べ
られている方法で、基板2に接合されている。基
板2と凹部3によつて形成された密閉室7は、シ
ール領域6で密閉接合される。もし、その部分が
真空中で接合されれば、その室7は変換器の真空
室となり、変換器は絶対圧力変換器として働く。
られている方法で、基板2に接合されている。基
板2と凹部3によつて形成された密閉室7は、シ
ール領域6で密閉接合される。もし、その部分が
真空中で接合されれば、その室7は変換器の真空
室となり、変換器は絶対圧力変換器として働く。
基板2は、シリコンウエハ8と絶縁物(ガラス
膜)9を層状に重ねて形状される。シリコンウエ
ハの厚さは300−1000μmが、絶縁物の厚さは100
−500μmが望ましい。ウエハ8と絶縁物9は、
引例6で述べられている静電法で接合される。絶
縁物9の材料としては、シリコンに近い膨脹係数
と、より誘電特性(誘電率の低損失と低い温度係
数)を持つアルカリ珪酸ボロンガラス(コーニン
グガラス(Corning Glass)7070、およびスコツ
ト(Schott)8284の名前で市販されている)が、
よい。
膜)9を層状に重ねて形状される。シリコンウエ
ハの厚さは300−1000μmが、絶縁物の厚さは100
−500μmが望ましい。ウエハ8と絶縁物9は、
引例6で述べられている静電法で接合される。絶
縁物9の材料としては、シリコンに近い膨脹係数
と、より誘電特性(誘電率の低損失と低い温度係
数)を持つアルカリ珪酸ボロンガラス(コーニン
グガラス(Corning Glass)7070、およびスコツ
ト(Schott)8284の名前で市販されている)が、
よい。
金属薄膜でできた固定電極10が、絶縁物9上
に形成される。その領域は、シール領域6で囲ま
れた領域内にある。その形は、正方形、円形、多
角形などのうち、いずれでも良い。固定電極10
の直径は、標準的には1−5mmであり、その固定
電極10は、圧力応答コンデンサの他方の電極と
なる。
に形成される。その領域は、シール領域6で囲ま
れた領域内にある。その形は、正方形、円形、多
角形などのうち、いずれでも良い。固定電極10
の直径は、標準的には1−5mmであり、その固定
電極10は、圧力応答コンデンサの他方の電極と
なる。
基板2上に作られ、絶縁物9を通り、シリコン
ウエハ8にまで達する穴部11は、シール領域6
によつて囲まれた領域内にある。その穴部11の
全表面は、金属薄膜の一部によつて覆われてい
て、その穴部11の底12でシリコンウエハ8と
接触し、固定電極10は伝導路を形成している。
その穴部11はドリル、グラインダ、鋸、砂ジエ
ツト研磨機、レーザマシン、化学マシン、あるい
は先行技術で知られた同様な方法を用いて作られ
る。穴部の形は丸い点、長方形、リングなどで、
全ての側が固定電極10で囲まれている。穴部の
直径(幅)は100−1000μmである。
ウエハ8にまで達する穴部11は、シール領域6
によつて囲まれた領域内にある。その穴部11の
全表面は、金属薄膜の一部によつて覆われてい
て、その穴部11の底12でシリコンウエハ8と
接触し、固定電極10は伝導路を形成している。
その穴部11はドリル、グラインダ、鋸、砂ジエ
ツト研磨機、レーザマシン、化学マシン、あるい
は先行技術で知られた同様な方法を用いて作られ
る。穴部の形は丸い点、長方形、リングなどで、
全ての側が固定電極10で囲まれている。穴部の
直径(幅)は100−1000μmである。
金属薄膜でできた伝導領域13のほとんどの部
分は、シール領域6の外側にあり、一部はシール
領域6の範囲にあるが、真空室7までは達してい
ない。シール領域6の範囲にある部分において、
弾性素子と電気的に接触している。変換器と測定
回路との接続は、伝導領域13においてなされ
る。接続体の大きさは、接続方法により、 .1
× .1mmから2×2mmの間で変化する。
分は、シール領域6の外側にあり、一部はシール
領域6の範囲にあるが、真空室7までは達してい
ない。シール領域6の範囲にある部分において、
弾性素子と電気的に接触している。変換器と測定
回路との接続は、伝導領域13においてなされ
る。接続体の大きさは、接続方法により、 .1
× .1mmから2×2mmの間で変化する。
基板2上には、金属薄膜でできた伝導領域14
も形成されていて、伝導領域13と弾性素子1を
囲んでいる。領域14には、測定回路との接続の
ために、幅広くなつた部分14aがある。伝導領
域14の目的は、ガラス膜9の表面を横切つて、
端部に向かつて、変換器の活性化した端子間を流
れるリーク電流を防ぐことである。領域14は接
地され、リーク電流は、変換器の活性化した端子
から接地端子に向かつて流れる。
も形成されていて、伝導領域13と弾性素子1を
囲んでいる。領域14には、測定回路との接続の
ために、幅広くなつた部分14aがある。伝導領
域14の目的は、ガラス膜9の表面を横切つて、
端部に向かつて、変換器の活性化した端子間を流
れるリーク電流を防ぐことである。領域14は接
地され、リーク電流は、変換器の活性化した端子
から接地端子に向かつて流れる。
更に、伝導領域15が基板の表面上に形成され
ている。領域15には、穴部11と同様な穴部1
6があり、ガラス膜9を通つてシリコンウエハ8
にまで達している。金属薄膜15は穴部16の表
面にもあり、シリコンウエハと点17で電気的に
接触している。このようにして、金属薄膜10と
15の間には、シリコンウエハ8を経由して伝導
路が出来ている。穴部16の作り方、形状、大き
さは穴部11と同様である。領域15は、少なく
とも部分的には穴部16を覆い、さらに伝導体と
の接続部を形成している。
ている。領域15には、穴部11と同様な穴部1
6があり、ガラス膜9を通つてシリコンウエハ8
にまで達している。金属薄膜15は穴部16の表
面にもあり、シリコンウエハと点17で電気的に
接触している。このようにして、金属薄膜10と
15の間には、シリコンウエハ8を経由して伝導
路が出来ている。穴部16の作り方、形状、大き
さは穴部11と同様である。領域15は、少なく
とも部分的には穴部16を覆い、さらに伝導体と
の接続部を形成している。
本発明では、第1図AとBに示した実施例とは
異なる他の実施例も可能である。第2図、第3
図、第4図AとB、第5図には、本発明による変
換器の弾性素子(すなわち圧力によつて変化する
部分と、支持物)として考えられた実施例が示さ
れている。第2図と第3図のどちらも、弾性素子
に関しては都合が良いが、それらは引例1乃至4
に既に述べられている。
異なる他の実施例も可能である。第2図、第3
図、第4図AとB、第5図には、本発明による変
換器の弾性素子(すなわち圧力によつて変化する
部分と、支持物)として考えられた実施例が示さ
れている。第2図と第3図のどちらも、弾性素子
に関しては都合が良いが、それらは引例1乃至4
に既に述べられている。
第4図AとB、第5図に示す構造はさらに複雑
で、その大きさは第2図と第3図に示すものより
大きくなつている。しかし、これらの実施例には
いくつかの長所がある。すなわち、第2図と第3
図とに示す構造と比べて、大じ大きさと製造誤差
で、2倍以上の圧力検出能力を持ち、非線形誤差
は10倍以上改善される。
で、その大きさは第2図と第3図に示すものより
大きくなつている。しかし、これらの実施例には
いくつかの長所がある。すなわち、第2図と第3
図とに示す構造と比べて、大じ大きさと製造誤差
で、2倍以上の圧力検出能力を持ち、非線形誤差
は10倍以上改善される。
第4図AとBに示す弾性素子は、引例7に述べ
られた化学プロセス法、または同様な方法で作ら
れる。基本的な材料は厚さが .2−1mmのシリ
コンウエハである。領域19は、フオトエツチン
グ法を用いて、必要な深さだけエツチングされ
る。その深さにより、コンデンサの電極間距離が
決まる。シリコンウエハ18の他方の側は、フオ
トエツチング法を用いて再びエツチングされ、必
要な深さの環状領域29が形成される。領域19
と20の間には、最大で、元の材料1/5の厚さの
シリコンダイアフラム21が残る。シリコンダイ
アフラム21も環状である。その中心には、シリ
コンウエハ18と同じ厚さで、シリコンダイアフ
ラム21と比べて、少なくとも100倍の堅さをも
つ領域22が残る。領域22の幅はだいたい .
2−5mmである。リング20(シリコンダイアフ
ラム21)の幅はだいたい .2−2mmである。
シリコンウエハ1の表面間に、圧力差が加えられ
たとき、シリコンダイアフラムは動く。シリコン
の固体の部分22は曲がらないが、シリコンダイ
アフラムの動きにつれて、、下方に動く。
られた化学プロセス法、または同様な方法で作ら
れる。基本的な材料は厚さが .2−1mmのシリ
コンウエハである。領域19は、フオトエツチン
グ法を用いて、必要な深さだけエツチングされ
る。その深さにより、コンデンサの電極間距離が
決まる。シリコンウエハ18の他方の側は、フオ
トエツチング法を用いて再びエツチングされ、必
要な深さの環状領域29が形成される。領域19
と20の間には、最大で、元の材料1/5の厚さの
シリコンダイアフラム21が残る。シリコンダイ
アフラム21も環状である。その中心には、シリ
コンウエハ18と同じ厚さで、シリコンダイアフ
ラム21と比べて、少なくとも100倍の堅さをも
つ領域22が残る。領域22の幅はだいたい .
2−5mmである。リング20(シリコンダイアフ
ラム21)の幅はだいたい .2−2mmである。
シリコンウエハ1の表面間に、圧力差が加えられ
たとき、シリコンダイアフラムは動く。シリコン
の固体の部分22は曲がらないが、シリコンダイ
アフラムの動きにつれて、、下方に動く。
第5図に示す弾性素子は、その構造において第
4図に示すものと同様である。唯一の違いは、シ
リコンウエハ1で、リング20と同じ表面に、コ
ンデンサの間隙となる領域19が構成されている
ことである。シリコンダイアフラム21の他の表
面は、シリコンウエハ1のまである。弾性素子の
基板23への接合は、第4図AとBを示す構造と
比べて、反対側から行われる。ガラス板9上に、
エツチングにより凹部24が形成されたとき、そ
れがコンデンサの間隙となるように、第2図、第
3図、第4図AとB、第5図に示す弾性素子は、
第6図にしたがつて、基板2に接合される。
4図に示すものと同様である。唯一の違いは、シ
リコンウエハ1で、リング20と同じ表面に、コ
ンデンサの間隙となる領域19が構成されている
ことである。シリコンダイアフラム21の他の表
面は、シリコンウエハ1のまである。弾性素子の
基板23への接合は、第4図AとBを示す構造と
比べて、反対側から行われる。ガラス板9上に、
エツチングにより凹部24が形成されたとき、そ
れがコンデンサの間隙となるように、第2図、第
3図、第4図AとB、第5図に示す弾性素子は、
第6図にしたがつて、基板2に接合される。
[発明の効果]
本発明には、かなりの長所がある。真空室内で
固定電極に接続することにより、以下の様な長所
がある。余分なPN接合がなく、寄生容量が発生
しない。穴を埋める必要がない。接続領域により
生じる並列接続の容量がない。基板はほとんど弾
性素子と同じ材料なので、膨脹係数に関する問題
がない。
固定電極に接続することにより、以下の様な長所
がある。余分なPN接合がなく、寄生容量が発生
しない。穴を埋める必要がない。接続領域により
生じる並列接続の容量がない。基板はほとんど弾
性素子と同じ材料なので、膨脹係数に関する問題
がない。
弾性素子は以下のような特性を持つ。
高感度。よいI/Cの線形性。素子の中心部
は、可働部分と比べて、十分厚く堅いので、曲げ
応力の温度依存がない。
は、可働部分と比べて、十分厚く堅いので、曲げ
応力の温度依存がない。
したがつて、金属膜によつて作られた領域は、
以下の特長がある。測定結果に悪影響を与える、
ガラス板上の表面リーク電流を防げる。(リーク
電流は相対湿度が50%RHを越えるとき、特に問
題となる。)。同じ表面上に変換器の全ての伝導体
を置くことがでる。
以下の特長がある。測定結果に悪影響を与える、
ガラス板上の表面リーク電流を防げる。(リーク
電流は相対湿度が50%RHを越えるとき、特に問
題となる。)。同じ表面上に変換器の全ての伝導体
を置くことがでる。
第1図AとBは、それぞれ、本発明による変換
器の一実施例の横断面図と上断面図である。第2
図は、本発明による変換器の第2の実施例の横断
面図である。第3図は、本発明による変換器の第
3の実施例の横断面図である。第4図AとBは、
それぞれ、本発明による変換器の第4の実施例の
上から見た図と横断面図である。第5図は、本発
明による変換器の第5の実施例の横断面図であ
る。第6図は、本発明による変換器の第6の実施
例の横断面図である。 1……弾性素子(シリコンウエハ)、2……基
板、3,4……凹部、5……ダイアフラム、6…
…密閉接合部、7……真空室、8……ウエハ、9
……絶縁物、10……固定電極、14……リーク
電流防止パターン。
器の一実施例の横断面図と上断面図である。第2
図は、本発明による変換器の第2の実施例の横断
面図である。第3図は、本発明による変換器の第
3の実施例の横断面図である。第4図AとBは、
それぞれ、本発明による変換器の第4の実施例の
上から見た図と横断面図である。第5図は、本発
明による変換器の第5の実施例の横断面図であ
る。第6図は、本発明による変換器の第6の実施
例の横断面図である。 1……弾性素子(シリコンウエハ)、2……基
板、3,4……凹部、5……ダイアフラム、6…
…密閉接合部、7……真空室、8……ウエハ、9
……絶縁物、10……固定電極、14……リーク
電流防止パターン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 絶縁物と、前記絶縁物上に設けられた固定電
極と、前記固定電極の垂線方向から見て、少なく
とも一部が前記固定電極と重なるように、およ
び、前記固定電極との間に密閉室が形成されるよ
うに、前記固定電極から離れて形成された、電極
を持つた可働ダイアフラムと、前記固定電極およ
び前記可働ダイアフラムの電極に取付けられた各
電気的接点とからなり、前記絶縁物は、層状の基
板を得るために、伝導材料ウエハと接合されるこ
とと、コンデンサを形成する前記ダイアフラム電
極は、周辺において肉厚部に繋がつていること
と、真空室内の固定電極への伝導路は、前記絶縁
物を貫通し、前記伝導ウエハにまで達する穴部に
よつて形成されることとを特徴とする容量式絶対
圧力変換器。 2 前記伝導ウエハはシリコン製で、前記絶縁物
より厚いことを特徴とする特許請求の範囲第1項
に記載の容量式絶対圧力変換器。 3 前記ウエハの前記絶縁物に面した表面は、多
量に不純物が注入され、伝導度が良くなつている
ことを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の
容量式絶対圧力変換器。 4 前記肉厚部は、前記可働ダイアフラム電極か
ら、前記絶縁物の方向に広がつていることを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の容量式絶対
圧力変換器。 5 前記肉厚部は、前記ダイアフラムの外部表面
と前記肉厚部の内部表面が凹形となるように、前
記可働ダイアフラムから外方向に広がつているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の容
量式絶対圧力変換器。 6 前記肉厚部は、前記可働ダイアフラムから外
方向と内方向に広がつていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の容量式絶対圧力変換
器。 7 前記肉厚部が、前記可働ダイアフラム電極の
中心部にあり、前記肉厚部を囲むように凹部が形
成されていることを特徴とする特請請求の範囲第
1項、および第4項乃至第6項のうちいずれか一
項に記載の容量式絶対圧力変換器。 8 前記絶縁物は、真空室ができるように、前記
ダイアフラム電極に面した表面に、凹部があるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の容
量式絶対圧力変換器。 9 前記穴部は、前記絶縁物を貫通し、前記ウエ
ハにまで達し、その表面上において金属化される
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
容量式絶対圧力変換器。 10 前記穴部の金属化された部分は、前記固定
電極に接続されていることを特徴とする特許請求
の範囲第9項に記載の容量式絶対圧力変換器。 11 前記穴部とは別の他の穴部を、外部伝導領
域に設けることにより、前記真空室内の前記固定
電極を、前記ウエハを介して、前記外部伝導領域
に接続することを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の容量式絶対圧力変換器。 12 前記絶縁物の表面には、前記肉厚部から離
れていて、前記肉厚部を囲む、接地用金属膜パタ
ーンがあることを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の容量式絶対圧力変換器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI843989 | 1984-10-11 | ||
FI843989A FI75426C (fi) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | Absoluttryckgivare. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61221631A JPS61221631A (ja) | 1986-10-02 |
JPH0533732B2 true JPH0533732B2 (ja) | 1993-05-20 |
Family
ID=8519723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60224995A Granted JPS61221631A (ja) | 1984-10-11 | 1985-10-11 | 容量式絶対圧力変換器 |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4609966A (ja) |
JP (1) | JPS61221631A (ja) |
BR (1) | BR8505067A (ja) |
DE (1) | DE3535904C2 (ja) |
FI (1) | FI75426C (ja) |
FR (1) | FR2571855B1 (ja) |
GB (1) | GB2165652B (ja) |
IT (1) | IT1186937B (ja) |
NL (1) | NL8502795A (ja) |
NO (1) | NO854029L (ja) |
SE (1) | SE8504703L (ja) |
ZA (1) | ZA857740B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006047279A (ja) * | 2004-07-02 | 2006-02-16 | Alps Electric Co Ltd | ガラス基板及びそれを用いた静電容量型圧力センサ |
Families Citing this family (56)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0750789B2 (ja) * | 1986-07-18 | 1995-05-31 | 日産自動車株式会社 | 半導体圧力変換装置の製造方法 |
US4773972A (en) * | 1986-10-30 | 1988-09-27 | Ford Motor Company | Method of making silicon capacitive pressure sensor with glass layer between silicon wafers |
US4701826A (en) * | 1986-10-30 | 1987-10-20 | Ford Motor Company | High temperature pressure sensor with low parasitic capacitance |
SE459887B (sv) * | 1987-02-12 | 1989-08-14 | Hydrolab Ab | Tryckgivare |
FI84401C (fi) * | 1987-05-08 | 1991-11-25 | Vaisala Oy | Kapacitiv tryckgivarkonstruktion. |
FI872049A (fi) * | 1987-05-08 | 1988-11-09 | Vaisala Oy | Kondensatorkonstruktion foer anvaendning vid tryckgivare. |
JPS6410139A (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-13 | Yokogawa Electric Corp | Manufacture of vibration type transducer |
GB8718639D0 (en) * | 1987-08-06 | 1987-09-09 | Spectrol Reliance Ltd | Capacitive pressure sensors |
FI78784C (fi) * | 1988-01-18 | 1989-09-11 | Vaisala Oy | Tryckgivarkonstruktion och foerfarande foer framstaellning daerav. |
DE3811047A1 (de) * | 1988-03-31 | 1989-10-12 | Draegerwerk Ag | Fuehler zur kapazitiven messung des druckes in gasen |
SE461300B (sv) * | 1988-05-17 | 1990-01-29 | Hydrolab Ab | Tryckmaetare |
GB2225855B (en) * | 1988-11-05 | 1993-01-20 | Rolls Royce Plc | Capacitance probe |
US4996627A (en) * | 1989-01-30 | 1991-02-26 | Dresser Industries, Inc. | High sensitivity miniature pressure transducer |
US5245504A (en) * | 1989-02-28 | 1993-09-14 | United Technologies Corporation | Methodology for manufacturing hinged diaphragms for semiconductor sensors |
US4998179A (en) * | 1989-02-28 | 1991-03-05 | United Technologies Corporation | Capacitive semiconductive sensor with hinged diaphragm for planar movement |
US5165281A (en) * | 1989-09-22 | 1992-11-24 | Bell Robert L | High pressure capacitive transducer |
US5184107A (en) * | 1991-01-28 | 1993-02-02 | Honeywell, Inc. | Piezoresistive pressure transducer with a conductive elastomeric seal |
CA2058916C (en) * | 1991-01-28 | 2000-03-21 | Dean Joseph Maurer | Piezoresistive pressure transducer with a conductive elastomeric seal |
US5323656A (en) * | 1992-05-12 | 1994-06-28 | The Foxboro Company | Overpressure-protected, polysilicon, capacitive differential pressure sensor and method of making the same |
US5189591A (en) * | 1992-06-12 | 1993-02-23 | Allied-Signal Inc. | Aluminosilicate glass pressure transducer |
US5317919A (en) * | 1992-06-16 | 1994-06-07 | Teledyne Industries, Inc. | A precision capacitor sensor |
US5351550A (en) * | 1992-10-16 | 1994-10-04 | Honeywell Inc. | Pressure sensor adapted for use with a component carrier |
US5545594A (en) * | 1993-10-26 | 1996-08-13 | Yazaki Meter Co., Ltd. | Semiconductor sensor anodic-bonding process, wherein bonding of corrugation is prevented |
US5479827A (en) * | 1994-10-07 | 1996-01-02 | Yamatake-Honeywell Co., Ltd. | Capacitive pressure sensor isolating electrodes from external environment |
US5528452A (en) * | 1994-11-22 | 1996-06-18 | Case Western Reserve University | Capacitive absolute pressure sensor |
US5637802A (en) * | 1995-02-28 | 1997-06-10 | Rosemount Inc. | Capacitive pressure sensor for a pressure transmitted where electric field emanates substantially from back sides of plates |
US6484585B1 (en) | 1995-02-28 | 2002-11-26 | Rosemount Inc. | Pressure sensor for a pressure transmitter |
DE19541616C2 (de) * | 1995-11-08 | 1997-11-06 | Klaus Dr Ing Erler | Mikromechanisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung |
US5954850A (en) * | 1996-11-22 | 1999-09-21 | Bernot; Anthony J. | Method for making glass pressure capacitance transducers in batch |
US6058780A (en) * | 1997-03-20 | 2000-05-09 | Alliedsignal Inc. | Capacitive pressure sensor housing having a ceramic base |
US6324914B1 (en) | 1997-03-20 | 2001-12-04 | Alliedsignal, Inc. | Pressure sensor support base with cavity |
US6387318B1 (en) | 1997-12-05 | 2002-05-14 | Alliedsignal, Inc. | Glass-ceramic pressure sensor support base and its fabrication |
JP3339563B2 (ja) * | 1998-06-09 | 2002-10-28 | 株式会社山武 | 静電容量式センサ |
US20020003274A1 (en) * | 1998-08-27 | 2002-01-10 | Janusz Bryzek | Piezoresistive sensor with epi-pocket isolation |
US6006607A (en) * | 1998-08-31 | 1999-12-28 | Maxim Integrated Products, Inc. | Piezoresistive pressure sensor with sculpted diaphragm |
US6089106A (en) * | 1998-09-04 | 2000-07-18 | Breed Automotive Technology, Inc. | Force sensor assembly |
US6346742B1 (en) | 1998-11-12 | 2002-02-12 | Maxim Integrated Products, Inc. | Chip-scale packaged pressure sensor |
US6351996B1 (en) | 1998-11-12 | 2002-03-05 | Maxim Integrated Products, Inc. | Hermetic packaging for semiconductor pressure sensors |
US6229190B1 (en) | 1998-12-18 | 2001-05-08 | Maxim Integrated Products, Inc. | Compensated semiconductor pressure sensor |
US6505516B1 (en) | 2000-01-06 | 2003-01-14 | Rosemount Inc. | Capacitive pressure sensing with moving dielectric |
US6508129B1 (en) | 2000-01-06 | 2003-01-21 | Rosemount Inc. | Pressure sensor capsule with improved isolation |
US6561038B2 (en) | 2000-01-06 | 2003-05-13 | Rosemount Inc. | Sensor with fluid isolation barrier |
CN1151367C (zh) | 2000-01-06 | 2004-05-26 | 罗斯蒙德公司 | 微机电系统(mems)用的电互联的晶粒生长 |
US6520020B1 (en) | 2000-01-06 | 2003-02-18 | Rosemount Inc. | Method and apparatus for a direct bonded isolated pressure sensor |
WO2002073684A1 (de) † | 2001-03-14 | 2002-09-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur strukturierung eines aus glasartigen material bestehenden flächensubstrats |
EP1359402B1 (en) * | 2002-05-01 | 2014-10-01 | Infineon Technologies AG | Pressure sensor |
US6848316B2 (en) | 2002-05-08 | 2005-02-01 | Rosemount Inc. | Pressure sensor assembly |
US7030651B2 (en) * | 2003-12-04 | 2006-04-18 | Viciciv Technology | Programmable structured arrays |
JP2006170893A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Alps Electric Co Ltd | 静電容量型圧力センサ |
CN100429033C (zh) * | 2005-07-19 | 2008-10-29 | 中国石油天然气股份有限公司 | 单盘浮顶油罐单盘变形的修复方法 |
JP2007163456A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-28 | Alps Electric Co Ltd | 静電容量型圧力センサ |
US7345867B2 (en) * | 2005-11-18 | 2008-03-18 | Alps Electric Co., Ltd | Capacitive pressure sensor and method of manufacturing the same |
US8358047B2 (en) * | 2008-09-29 | 2013-01-22 | Xerox Corporation | Buried traces for sealed electrostatic membrane actuators or sensors |
CN105092111A (zh) * | 2014-05-09 | 2015-11-25 | 无锡华润上华半导体有限公司 | 电容式压力传感器和其制作方法 |
CN106092332B (zh) * | 2016-07-18 | 2018-12-18 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 自监控真空泄露的器件、制备方法、系统及自监控方法 |
JP2021105519A (ja) * | 2018-03-09 | 2021-07-26 | 株式会社村田製作所 | 圧力センサ |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1138401A (en) * | 1965-05-06 | 1969-01-01 | Mallory & Co Inc P R | Bonding |
US4261086A (en) * | 1979-09-04 | 1981-04-14 | Ford Motor Company | Method for manufacturing variable capacitance pressure transducers |
US4386453A (en) * | 1979-09-04 | 1983-06-07 | Ford Motor Company | Method for manufacturing variable capacitance pressure transducers |
DE2938205A1 (de) * | 1979-09-21 | 1981-04-09 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Kapazitiver druckgeber und auswerteeinrichtung hierfuer |
JPS5855732A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-02 | Hitachi Ltd | 静電容量型圧力センサ |
US4405970A (en) * | 1981-10-13 | 1983-09-20 | United Technologies Corporation | Silicon-glass-silicon capacitive pressure transducer |
US4384899A (en) * | 1981-11-09 | 1983-05-24 | Motorola Inc. | Bonding method adaptable for manufacturing capacitive pressure sensing elements |
DE3310643C2 (de) * | 1983-03-24 | 1986-04-10 | Karlheinz Dr. 7801 Schallstadt Ziegler | Drucksensor |
US4467394A (en) * | 1983-08-29 | 1984-08-21 | United Technologies Corporation | Three plate silicon-glass-silicon capacitive pressure transducer |
JPS60138977A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-23 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体形静電容量式圧力センサ |
FI71015C (fi) * | 1984-02-21 | 1986-10-27 | Vaisala Oy | Temperaturoberoende kapacitiv tryckgivare |
FI69211C (fi) * | 1984-02-21 | 1985-12-10 | Vaisala Oy | Kapacitiv styckgivare |
FI74350C (fi) * | 1984-02-21 | 1988-01-11 | Vaisala Oy | Kapacitiv absoluttryckgivare. |
US4530029A (en) * | 1984-03-12 | 1985-07-16 | United Technologies Corporation | Capacitive pressure sensor with low parasitic capacitance |
-
1984
- 1984-10-11 FI FI843989A patent/FI75426C/fi not_active IP Right Cessation
-
1985
- 1985-10-01 GB GB8524186A patent/GB2165652B/en not_active Expired
- 1985-10-04 US US06/784,198 patent/US4609966A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-10-08 ZA ZA857740A patent/ZA857740B/xx unknown
- 1985-10-08 DE DE3535904A patent/DE3535904C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-10-09 FR FR858514950A patent/FR2571855B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1985-10-09 IT IT12578/85A patent/IT1186937B/it active
- 1985-10-10 NO NO854029A patent/NO854029L/no unknown
- 1985-10-10 SE SE8504703A patent/SE8504703L/ not_active Application Discontinuation
- 1985-10-11 NL NL8502795A patent/NL8502795A/nl not_active Application Discontinuation
- 1985-10-11 BR BR8505067A patent/BR8505067A/pt unknown
- 1985-10-11 JP JP60224995A patent/JPS61221631A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006047279A (ja) * | 2004-07-02 | 2006-02-16 | Alps Electric Co Ltd | ガラス基板及びそれを用いた静電容量型圧力センサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2571855A1 (fr) | 1986-04-18 |
DE3535904C2 (de) | 1996-05-02 |
FR2571855B1 (fr) | 1990-11-30 |
IT8512578A0 (it) | 1985-10-09 |
GB2165652A (en) | 1986-04-16 |
BR8505067A (pt) | 1986-07-29 |
JPS61221631A (ja) | 1986-10-02 |
SE8504703D0 (sv) | 1985-10-10 |
FI843989A0 (fi) | 1984-10-11 |
IT1186937B (it) | 1987-12-16 |
ZA857740B (en) | 1986-06-25 |
GB2165652B (en) | 1989-04-05 |
SE8504703L (sv) | 1986-04-12 |
FI843989L (fi) | 1986-04-12 |
NO854029L (no) | 1986-04-14 |
DE3535904A1 (de) | 1986-04-17 |
GB8524186D0 (en) | 1985-11-06 |
FI75426B (fi) | 1988-02-29 |
FI75426C (fi) | 1988-06-09 |
NL8502795A (nl) | 1986-05-01 |
US4609966A (en) | 1986-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0533732B2 (ja) | ||
US6450039B1 (en) | Pressure sensor and method of manufacturing the same | |
JP3114570B2 (ja) | 静電容量型圧力センサ | |
US4701826A (en) | High temperature pressure sensor with low parasitic capacitance | |
US5447076A (en) | Capacitive force sensor | |
EP0376632B1 (en) | Capacitive pressure sensor and method for minimizing the parasitic capacitance in a capacitive pressure sensor | |
US4773972A (en) | Method of making silicon capacitive pressure sensor with glass layer between silicon wafers | |
EP0577720B1 (en) | Pressure sensor with high modulus support | |
KR940001481B1 (ko) | 정전용량식 압력차 검출기 | |
US7057247B2 (en) | Combined absolute differential transducer | |
US4769738A (en) | Electrostatic capacitive pressure sensor | |
US6595066B1 (en) | Stopped leadless differential sensor | |
FI74350B (fi) | Kapacitiv absoluttryckgivare. | |
KR100502497B1 (ko) | 다이어프램식 반도체 압력 센서 | |
EP0156757A2 (en) | Capacitive pressure sensor with low parasitic capacitance | |
EP1555517A2 (en) | Capacitive pressure sensor | |
US20050229711A1 (en) | Capacitive pressure sensor and method of manufacture | |
US5448444A (en) | Capacitive pressure sensor having a reduced area dielectric spacer | |
JPH06129933A (ja) | 過圧保護ポリシリコン容量性差圧センサー及びその製造方法 | |
JP3428729B2 (ja) | 容量式圧力変換器 | |
US4459855A (en) | Semiconductor pressure sensor | |
CN116134625A (zh) | 压力传感器构造、压力传感器装置及压力传感器构造的制造方法 | |
JP2007101222A (ja) | 圧力センサ | |
US5440931A (en) | Reference element for high accuracy silicon capacitive pressure sensor | |
JPH08254474A (ja) | 半導体式センサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |