JPH0587661A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
- Publication number
- JPH0587661A JPH0587661A JP24807591A JP24807591A JPH0587661A JP H0587661 A JPH0587661 A JP H0587661A JP 24807591 A JP24807591 A JP 24807591A JP 24807591 A JP24807591 A JP 24807591A JP H0587661 A JPH0587661 A JP H0587661A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- sensor element
- sensor
- type
- pressure
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 過大圧保護と素子保護が容易な圧力センサを
提供することを目的としている。 【構成】 その一方の面に８角形ダイアフラムを形成し
たｎ形Ｓｉ基板の側面の（１１１）面に選択的にｐ形領
域を形成し、他方の面にセンサ素子を形成し、このセン
サ素子と反対面の金属配線層とを電気的に接続するた
め、ダイアフラムを貫通するｐ形領域を形成して構成す
る。
提供することを目的としている。 【構成】 その一方の面に８角形ダイアフラムを形成し
たｎ形Ｓｉ基板の側面の（１１１）面に選択的にｐ形領
域を形成し、他方の面にセンサ素子を形成し、このセン
サ素子と反対面の金属配線層とを電気的に接続するた
め、ダイアフラムを貫通するｐ形領域を形成して構成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はダイアフラムを用いた圧
力センサに関する。
力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の圧力センサの機械的構成例
を示す図である。図において、１はＳｉ基板で、その大
きさは１辺が１０ｍｍ程度、その厚さは１ｍｍ程度であ
る。そして、その一方の面（Ｂ面）は異方性エッチング
により８角形に削り込まれている。２は底に形成された
ダイアフラム、３はＢ面の反対の面（Ａ面）に形成され
た導電膜である。ダイアフラム２と導電膜３間の距離は
０．１ｍｍ以下である。
を示す図である。図において、１はＳｉ基板で、その大
きさは１辺が１０ｍｍ程度、その厚さは１ｍｍ程度であ
る。そして、その一方の面（Ｂ面）は異方性エッチング
により８角形に削り込まれている。２は底に形成された
ダイアフラム、３はＢ面の反対の面（Ａ面）に形成され
た導電膜である。ダイアフラム２と導電膜３間の距離は
０．１ｍｍ以下である。
【０００３】４は導電膜３に取り付けられたセンサ素子
で、例えばストレンゲージ等が用いられる。このセンサ
素子４は、Ａ面とＢ面との差圧に応じた信号を出力す
る。５はＡ面の４隅に設けられた信号取出し用端子（金
属配線層）で、例えばＡｌ電極が用いられる。この信号
取出し用端子５とセンサ素子４とは、導電膜３により電
気的に接続されている。
で、例えばストレンゲージ等が用いられる。このセンサ
素子４は、Ａ面とＢ面との差圧に応じた信号を出力す
る。５はＡ面の４隅に設けられた信号取出し用端子（金
属配線層）で、例えばＡｌ電極が用いられる。この信号
取出し用端子５とセンサ素子４とは、導電膜３により電
気的に接続されている。
【０００４】図５は従来の圧力センサの使用状態を示す
図である。１０はＢ面側と接合する過大圧保護機構とし
ての台座である。図の例では、測定圧Ｐ１はＡ面から入
り、参照圧Ｐ０はＢ面から入る。センサ素子４は、測定
圧Ｐ１と参照圧Ｐ０との差圧に基づく信号を出力する。
この信号は、信号取出し用端子５とボンディング接続さ
れたリード線６から外部に取出される。
図である。１０はＢ面側と接合する過大圧保護機構とし
ての台座である。図の例では、測定圧Ｐ１はＡ面から入
り、参照圧Ｐ０はＢ面から入る。センサ素子４は、測定
圧Ｐ１と参照圧Ｐ０との差圧に基づく信号を出力する。
この信号は、信号取出し用端子５とボンディング接続さ
れたリード線６から外部に取出される。
【０００５】ここで、測定できる圧力は、ダイアフラム
２の厚さを調整することにより、可変することができ
る。つまり、微小圧測定の場合には、ダイアフラム２の
厚さを薄くして感度を上げ、高圧測定の場合には、ダイ
アフラム２の厚さを厚くして感度を下げればよい。
２の厚さを調整することにより、可変することができ
る。つまり、微小圧測定の場合には、ダイアフラム２の
厚さを薄くして感度を上げ、高圧測定の場合には、ダイ
アフラム２の厚さを厚くして感度を下げればよい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の圧力センサは、
信号取出し用端子５がセンサ素子形成面側にあるため、
センサ素子面に過大圧保護機構１０を接合することが困
難である。また、直接測定圧側にセンサ素子４が形成さ
れているため、センサ素子４が測定雰囲気の影響を受け
やすいという問題があった。
信号取出し用端子５がセンサ素子形成面側にあるため、
センサ素子面に過大圧保護機構１０を接合することが困
難である。また、直接測定圧側にセンサ素子４が形成さ
れているため、センサ素子４が測定雰囲気の影響を受け
やすいという問題があった。
【０００７】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、過大圧保護と素子保護が容易な圧力セン
サを提供することを目的としている。
ものであって、過大圧保護と素子保護が容易な圧力セン
サを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の一実施例
を示す機械的構成図である。図４と同一のものは、同一
の符号を付して示す。図において、１はＳｉ基板、２は
その一方の面（Ｂ面）に形成された８角形ダイアフラ
ム、４は他方の面（Ａ面）に形成されたセンサ素子であ
る。この圧力センサの寸法は、１辺が５ｍｍ程度、厚さ
が最大１ｍｍ程度である。図の（１００），（１１
０），（１１１）は結晶の方向性を示している。
を示す機械的構成図である。図４と同一のものは、同一
の符号を付して示す。図において、１はＳｉ基板、２は
その一方の面（Ｂ面）に形成された８角形ダイアフラ
ム、４は他方の面（Ａ面）に形成されたセンサ素子であ
る。この圧力センサの寸法は、１辺が５ｍｍ程度、厚さ
が最大１ｍｍ程度である。図の（１００），（１１
０），（１１１）は結晶の方向性を示している。
【０００９】５はＢ面側に形成した信号取出し用端子
で、例えば金属配線層でできている。７はｎ形Ｓｉ基板
１の側面の（１１１）面に選択的に形成されたｐ形領
域、８は前記センサ素子４と反対面の金属配線層５とを
電気的に接続するため、ダイアフラム２を貫通するｐ形
領域、９はＢ面に形成されたリード部である。この結
果、Ａ面側にセンサ素子４と信号取出し用端子５とは、
ｐ形領域８，ｐ形領域７及びリード部９を介して電気的
に接続されることになる。
で、例えば金属配線層でできている。７はｎ形Ｓｉ基板
１の側面の（１１１）面に選択的に形成されたｐ形領
域、８は前記センサ素子４と反対面の金属配線層５とを
電気的に接続するため、ダイアフラム２を貫通するｐ形
領域、９はＢ面に形成されたリード部である。この結
果、Ａ面側にセンサ素子４と信号取出し用端子５とは、
ｐ形領域８，ｐ形領域７及びリード部９を介して電気的
に接続されることになる。
【００１０】
【作用】センサ素子４の信号取出し口をセンサ素子４と
は反対面に拡散技術を用いて設けた。これにより過電圧
保護機構をフラットになったセンサ素子に容易に接合す
ることができ、過大圧保護と素子保護が容易になる。ま
た、本発明によれば、センサ素子４と反対の面に信号取
出し用端子５を設けることができ、組み立て作業を容易
にすることができる。
は反対面に拡散技術を用いて設けた。これにより過電圧
保護機構をフラットになったセンサ素子に容易に接合す
ることができ、過大圧保護と素子保護が容易になる。ま
た、本発明によれば、センサ素子４と反対の面に信号取
出し用端子５を設けることができ、組み立て作業を容易
にすることができる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図２は本発明の圧力センサの使用状態を示
す図である。本発明によれば、信号取り出し口をＢ面側
に設置することができるので、センサ素子４が取り付け
られているＡ面はフラットにすることができる。そこ
で、図５に示す従来例とは異なり、測定圧Ｐ１をＢ面か
ら入れ、参照圧Ｐ０をＡ面から入れるようにすることが
できる。
に説明する。図２は本発明の圧力センサの使用状態を示
す図である。本発明によれば、信号取り出し口をＢ面側
に設置することができるので、センサ素子４が取り付け
られているＡ面はフラットにすることができる。そこ
で、図５に示す従来例とは異なり、測定圧Ｐ１をＢ面か
ら入れ、参照圧Ｐ０をＡ面から入れるようにすることが
できる。
【００１２】そして、素子センサ４を過大圧から保護す
る過大圧保護機構１１をＡ面に接合することができる。
ここで、過大圧保護機構１１の中央付近には若干の窪み
（例えば窪みの深さ２μｍ程度）が形成されており、窪
みの深さ以上ダイアフラム２が変形しないようになって
いる。つまり、ダイアフラム２乃至はセンサ素子４が過
大圧のために変形して外側に張り出した場合、過大圧保
護機構１１の面に当たり、その面がストッパとなりそれ
よりも外側に張り出さないようにしている。
る過大圧保護機構１１をＡ面に接合することができる。
ここで、過大圧保護機構１１の中央付近には若干の窪み
（例えば窪みの深さ２μｍ程度）が形成されており、窪
みの深さ以上ダイアフラム２が変形しないようになって
いる。つまり、ダイアフラム２乃至はセンサ素子４が過
大圧のために変形して外側に張り出した場合、過大圧保
護機構１１の面に当たり、その面がストッパとなりそれ
よりも外側に張り出さないようにしている。
【００１３】図に示す状態で、センサ素子４は測定圧Ｐ
１と参照圧Ｐ０との差圧に基づく信号を発生する。この
差圧信号は、センサ素子４→ｐ形領域８→ｐ形領域７→
リード部９→信号取出し用端子５→リード線６のルート
で外部に取出される。
１と参照圧Ｐ０との差圧に基づく信号を発生する。この
差圧信号は、センサ素子４→ｐ形領域８→ｐ形領域７→
リード部９→信号取出し用端子５→リード線６のルート
で外部に取出される。
【００１４】図３は本発明の圧力センサの作製シーケン
スを示すフローチャートである。先ず、（１００）ｎ形
Ｓｉ基板（ウェハ）のＡ面に連結部８を拡散で形成する
（Ｓ１）。次に、Ａ面にストレンゲージ等のセンサ素子
４を形成する（Ｓ２）。次に、Ｂ面にリード部９を拡散
で形成する（Ｓ３）。
スを示すフローチャートである。先ず、（１００）ｎ形
Ｓｉ基板（ウェハ）のＡ面に連結部８を拡散で形成する
（Ｓ１）。次に、Ａ面にストレンゲージ等のセンサ素子
４を形成する（Ｓ２）。次に、Ｂ面にリード部９を拡散
で形成する（Ｓ３）。
【００１５】次に、Ｂ面に異方性エッチ（エッチング）
により８角のダイアフラム２を形成する（Ｓ４）。この
異方性エッチによれば、（１００）面のエッチング速度
が（１１１）面のエッチング速度よりも速いため、（１
１１）面が斜めに傾斜し、底の（１００）面がフラット
な窪みが形成される。
により８角のダイアフラム２を形成する（Ｓ４）。この
異方性エッチによれば、（１００）面のエッチング速度
が（１１１）面のエッチング速度よりも速いため、（１
１１）面が斜めに傾斜し、底の（１００）面がフラット
な窪みが形成される。
【００１６】次に、Ｂ面ダイアフラム側面，底面にｐ形
不純物を拡散する（Ｓ５）。この拡散膜の深さをｔ１μ
ｍとする。次に、拡散した膜をエッチにより（１００）
面のみ除去する（Ｓ６）。この時のエッチの深さはｔ１
μｍよりも深くする。従って、（１１１）面にはｐ形の
拡散膜が残ることになる（Ｓ７）。この拡散膜の領域が
図１のｐ形領域７である。最後に、酸化膜１２及び信号
取出し用端子（電極）５を形成する（Ｓ８）。この結
果、Ａ面のセンサ素子４とＢ面の信号取出し用端子５と
は電気的に接続されることになる。なお、図１の第１エ
ッチ面はステップＳ４で形成された面、第２エッチ面は
ステップＳ６で形成された面である。
不純物を拡散する（Ｓ５）。この拡散膜の深さをｔ１μ
ｍとする。次に、拡散した膜をエッチにより（１００）
面のみ除去する（Ｓ６）。この時のエッチの深さはｔ１
μｍよりも深くする。従って、（１１１）面にはｐ形の
拡散膜が残ることになる（Ｓ７）。この拡散膜の領域が
図１のｐ形領域７である。最後に、酸化膜１２及び信号
取出し用端子（電極）５を形成する（Ｓ８）。この結
果、Ａ面のセンサ素子４とＢ面の信号取出し用端子５と
は電気的に接続されることになる。なお、図１の第１エ
ッチ面はステップＳ４で形成された面、第２エッチ面は
ステップＳ６で形成された面である。
【００１７】上述の実施例では、ｎ形Ｓｉ基板の側面の
（１１１）面に選択的にｐ形領域７を形成し、センサ素
子４と反対面の金属配線層とを電気的に接続するため、
ダイアフラムを貫通するｐ形領域８を形成した場合を例
にとったが、本発明はこれに限るものではない。ｎ形と
ｐ形の関係を逆にしてもよい。つまり、ｐ形Ｓｉ基板の
側面の（１１１）面に選択的にｎ形領域７を形成し、セ
ンサ素子４と反対面の金属配線層とを電気的に接続する
ため、ダイアフラムを貫通するｎ形領域８を形成するよ
うにしてもよい。
（１１１）面に選択的にｐ形領域７を形成し、センサ素
子４と反対面の金属配線層とを電気的に接続するため、
ダイアフラムを貫通するｐ形領域８を形成した場合を例
にとったが、本発明はこれに限るものではない。ｎ形と
ｐ形の関係を逆にしてもよい。つまり、ｐ形Ｓｉ基板の
側面の（１１１）面に選択的にｎ形領域７を形成し、セ
ンサ素子４と反対面の金属配線層とを電気的に接続する
ため、ダイアフラムを貫通するｎ形領域８を形成するよ
うにしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば信号取出し部をセンサ素子反対面に設けることに
より過大圧保護と素子保護が容易な圧力センサを提供す
ることができ、センサとしての組み立て性も改善され
る。
よれば信号取出し部をセンサ素子反対面に設けることに
より過大圧保護と素子保護が容易な圧力センサを提供す
ることができ、センサとしての組み立て性も改善され
る。
【図１】本発明の一実施例を示す機械的構成図である。
【図２】本発明の圧力センサの使用状態を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の圧力センサの作製シーケンスを示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図４】従来の圧力センサの機械的構成例を示す図であ
る。
る。
【図５】従来の圧力センサの使用状態を示す図である。
１ Ｓｉ基板 ２ ダイアフラム ４ センサ素子 ５ 信号取出し用端子 ７ ｐ形領域 ８ ｐ形領域 ９ リード部
Claims (3)
- 【請求項１】 その一方の面に８角形ダイアフラムを形
成したｎ形Ｓｉ基板の側面の（１１１）面に選択的にｐ
形領域を形成し、 他方の面にセンサ素子を形成し、 このセンサ素子と反対面の金属配線層とを電気的に接続
するため、ダイアフラムを貫通するｐ形領域を形成した
ことを特徴とする圧力センサ。 - 【請求項２】 その一方の面に８角形ダイアフラムを形
成したｐ形Ｓｉ基板の側面の（１１１）面に選択的にｎ
形領域を形成し、 他方の面にセンサ素子を形成し、 このセンサ素子と反対面の金属配線層とを電気的に接続
するため、ダイアフラムを貫通するｎ形領域を形成した
ことを特徴とする圧力センサ。 - 【請求項３】 前記素子面にその中心部に窪みが形成さ
れた過電圧保護機構を接合して構成される請求項１又は
２記載の圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24807591A JPH0587661A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24807591A JPH0587661A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587661A true JPH0587661A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17172838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24807591A Pending JPH0587661A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0587661A (ja) |
-
1991
- 1991-09-26 JP JP24807591A patent/JPH0587661A/ja active Pending
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