JPH06102117A - 半導体圧力検出装置 - Google Patents
半導体圧力検出装置Info
- Publication number
- JPH06102117A JPH06102117A JP27487192A JP27487192A JPH06102117A JP H06102117 A JPH06102117 A JP H06102117A JP 27487192 A JP27487192 A JP 27487192A JP 27487192 A JP27487192 A JP 27487192A JP H06102117 A JPH06102117 A JP H06102117A
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- JP
- Japan
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- pressure
- vibration
- pressure sensing
- sensing diaphragm
- diaphragm
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 微小圧力を精度よく検出可能にする。
【構成】 半導体基板１上にこれをエッチングすること
によって形成された圧力感知ダイヤフラム２と、該圧力
感知ダイヤフラム２上に形成された圧力感知抵抗３と、
上記半導体基板１上にこれをエッチングすることによっ
て、上記圧力感知ダイヤフラム２から離れた位置に形成
された振動感知ダイヤフラム４とを備え、該振動感知ダ
イヤフラム４上に形成した振動感知抵抗５に、上記圧力
感知抵抗３が出力する振動ノイズをキャンセルするため
の振動検知信号を出力させる。
によって形成された圧力感知ダイヤフラム２と、該圧力
感知ダイヤフラム２上に形成された圧力感知抵抗３と、
上記半導体基板１上にこれをエッチングすることによっ
て、上記圧力感知ダイヤフラム２から離れた位置に形成
された振動感知ダイヤフラム４とを備え、該振動感知ダ
イヤフラム４上に形成した振動感知抵抗５に、上記圧力
感知抵抗３が出力する振動ノイズをキャンセルするため
の振動検知信号を出力させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体基板に印加さ
れる微圧領域の圧力を検出可能にする半導体圧力検出装
置に関するものである。
れる微圧領域の圧力を検出可能にする半導体圧力検出装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の半導体圧力検出装置を示す
斜視図であり、図において、１は長方形の半導体基板
で、通常シリコンウエハーを利用している。２は半導体
基板１上に正方形（あるいは円形，長方形でもよい）に
形成された圧力感知ダイヤフラムで、圧力を応力として
受けるためにエッチングによって薄く形成されている。
３は圧力感知ダイヤフラム２の表面上に形成された複数
の圧力感知抵抗で、上記応力を電気信号に変換する。
斜視図であり、図において、１は長方形の半導体基板
で、通常シリコンウエハーを利用している。２は半導体
基板１上に正方形（あるいは円形，長方形でもよい）に
形成された圧力感知ダイヤフラムで、圧力を応力として
受けるためにエッチングによって薄く形成されている。
３は圧力感知ダイヤフラム２の表面上に形成された複数
の圧力感知抵抗で、上記応力を電気信号に変換する。
【０００３】次に動作について説明する。半導体圧力検
出素子を構成する半導体基板１の裏面には、通常、台座
を介して圧力導入管（図示しない）がつながっている。
この圧力導入管より圧力が印加されると、圧力感知ダイ
ヤフラム２が圧力により変形し、この圧力感知ダイヤフ
ラム２の表面に応力が発生する。
出素子を構成する半導体基板１の裏面には、通常、台座
を介して圧力導入管（図示しない）がつながっている。
この圧力導入管より圧力が印加されると、圧力感知ダイ
ヤフラム２が圧力により変形し、この圧力感知ダイヤフ
ラム２の表面に応力が発生する。
【０００４】このため、この応力は圧力感知抵抗３に加
えられ、半導体ピエゾ抵抗効果により、その圧力感知抵
抗３の抵抗値が変化する。そこで、これらの圧力感知抵
抗３を電気回路的にブリッジ接続しておけば、上記各圧
力感知抵抗３の抵抗値の変化により上記ブリッジのバラ
ンスが崩れたときの出力電圧を得ることで、半導体の基
板の圧力を検出することができる。
えられ、半導体ピエゾ抵抗効果により、その圧力感知抵
抗３の抵抗値が変化する。そこで、これらの圧力感知抵
抗３を電気回路的にブリッジ接続しておけば、上記各圧
力感知抵抗３の抵抗値の変化により上記ブリッジのバラ
ンスが崩れたときの出力電圧を得ることで、半導体の基
板の圧力を検出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体圧力検出
装置は以上のように構成されているので、感度の高い圧
力感知抵抗３を用いた場合には、振動が発生した場合な
どに無用の振動ノイズが発生し、半導体圧力を高精度に
検出できないなどの問題点があった。
装置は以上のように構成されているので、感度の高い圧
力感知抵抗３を用いた場合には、振動が発生した場合な
どに無用の振動ノイズが発生し、半導体圧力を高精度に
検出できないなどの問題点があった。
【０００６】請求項１の発明は上記のような問題点を解
消するためになされたものであり、振動が発生した場合
の振動ノイズの出力を抑えて、能率的かつ高感度に半導
体に印加される圧力を検出することができる半導体圧力
検出装置を得ることを目的とする。
消するためになされたものであり、振動が発生した場合
の振動ノイズの出力を抑えて、能率的かつ高感度に半導
体に印加される圧力を検出することができる半導体圧力
検出装置を得ることを目的とする。
【０００７】また、請求項２の発明は振動ノイズのキャ
ンセルを高精度に実現できる半導体圧力検出装置を得る
ことを目的とする。
ンセルを高精度に実現できる半導体圧力検出装置を得る
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る半
導体圧力検出装置は、半導体基板上にこれをエッチング
することによって形成された圧力感知ダイヤフラムと、
該圧力感知ダイヤフラム上に形成された圧力感知抵抗
と、上記半導体基板上にこれをエッチングすることによ
って、上記圧力感知ダイヤフラムから離れた位置に形成
された振動感知ダイヤフラムとを備え、該振動感知ダイ
ヤフラム上に形成した振動感知抵抗に、上記圧力感知抵
抗が出力する振動ノイズをキャンセルするための振動検
知信号を出力させるようにしたものである。
導体圧力検出装置は、半導体基板上にこれをエッチング
することによって形成された圧力感知ダイヤフラムと、
該圧力感知ダイヤフラム上に形成された圧力感知抵抗
と、上記半導体基板上にこれをエッチングすることによ
って、上記圧力感知ダイヤフラムから離れた位置に形成
された振動感知ダイヤフラムとを備え、該振動感知ダイ
ヤフラム上に形成した振動感知抵抗に、上記圧力感知抵
抗が出力する振動ノイズをキャンセルするための振動検
知信号を出力させるようにしたものである。
【０００９】また、請求項２の発明に係る半導体圧力検
出装置は、圧力感知ダイヤフラムと振動感知ダイヤフラ
ムを同一形状としたものである。
出装置は、圧力感知ダイヤフラムと振動感知ダイヤフラ
ムを同一形状としたものである。
【００１０】
【作用】請求項１の発明における半導体圧力検出装置
は、振動感知抵抗を形成した振動感知ダイヤフラムを圧
力感知ダイヤフラムとは別個に設けることにより、上記
振動感知抵抗が出力する信号にて、圧力感知ダイヤフラ
ム上の圧力感知抵抗が出力する圧力検出信号中に含まれ
る振動ノイズを、キャンセルできるようにする。
は、振動感知抵抗を形成した振動感知ダイヤフラムを圧
力感知ダイヤフラムとは別個に設けることにより、上記
振動感知抵抗が出力する信号にて、圧力感知ダイヤフラ
ム上の圧力感知抵抗が出力する圧力検出信号中に含まれ
る振動ノイズを、キャンセルできるようにする。
【００１１】また、請求項２の発明における半導体圧力
検出装置は、圧力感知ダイヤフラムおよび振動感知ダイ
ヤフラムを同一形状として、これらに発生する振動ノイ
ズのレベルを等しくすることにより、これらの信号の差
動増幅によって略完全に振動ノイズ成分を除去し、圧力
信号のみを高精度検出可能にする。
検出装置は、圧力感知ダイヤフラムおよび振動感知ダイ
ヤフラムを同一形状として、これらに発生する振動ノイ
ズのレベルを等しくすることにより、これらの信号の差
動増幅によって略完全に振動ノイズ成分を除去し、圧力
信号のみを高精度検出可能にする。
【００１２】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１は長方形の半導体基板で、通常
シリコンウエハーを利用している。２は半導体基板１上
に正方形（あるいは円形，長方形でもよい）に形成され
た圧力感知ダイヤフラムで、圧力を応力として受けるた
めに、図１に示すように、エッチングによって薄く形成
されている。３は圧力感知ダイヤフラム２の表面上に形
成された複数の圧力感知抵抗で、上記応力を電気信号に
変換する。
する。図１において、１は長方形の半導体基板で、通常
シリコンウエハーを利用している。２は半導体基板１上
に正方形（あるいは円形，長方形でもよい）に形成され
た圧力感知ダイヤフラムで、圧力を応力として受けるた
めに、図１に示すように、エッチングによって薄く形成
されている。３は圧力感知ダイヤフラム２の表面上に形
成された複数の圧力感知抵抗で、上記応力を電気信号に
変換する。
【００１３】また、４は振動を感知するための振動感知
ダイヤフラムで、半導体基板１に帯状にエッチングする
ことにより形成されている。５は振動感知ダイヤフラム
４の表面上に形成された振動感知素子としての振動感知
抵抗である。なお、圧力感知ダイヤフラム２を形成する
ために、エッチングを行った部位の周辺裏面６には、例
えば台座を介して圧力導入管が接続されるようになって
いる。なお、上記振動感知素子としてカンチレバーや圧
力センサなどを用いることができる。
ダイヤフラムで、半導体基板１に帯状にエッチングする
ことにより形成されている。５は振動感知ダイヤフラム
４の表面上に形成された振動感知素子としての振動感知
抵抗である。なお、圧力感知ダイヤフラム２を形成する
ために、エッチングを行った部位の周辺裏面６には、例
えば台座を介して圧力導入管が接続されるようになって
いる。なお、上記振動感知素子としてカンチレバーや圧
力センサなどを用いることができる。
【００１４】次に動作について説明する。まず、上記台
座および圧力導入管を介して上記周辺裏面６に圧力が印
加された場合には、圧力感知ダイヤフラム２に応力が加
わる。この応力を受けて圧力感知抵抗３が圧力を感知し
て信号を出力する。一方、振動による重力加速度Ｇが半
導体基板１に加わった際にも、圧力感知ダイヤフラム２
に応力が加わり、圧力感知抵抗３がその振動による応力
をひろってしまう。
座および圧力導入管を介して上記周辺裏面６に圧力が印
加された場合には、圧力感知ダイヤフラム２に応力が加
わる。この応力を受けて圧力感知抵抗３が圧力を感知し
て信号を出力する。一方、振動による重力加速度Ｇが半
導体基板１に加わった際にも、圧力感知ダイヤフラム２
に応力が加わり、圧力感知抵抗３がその振動による応力
をひろってしまう。
【００１５】しかしながら、この時、振動感知ダイヤフ
ラム４にも圧力感知ダイヤフラム２の振動に同期した応
力が加わるため、振動感知抵抗５が振動を感知して信号
を出力する。ここで、例えば圧力感知抵抗３により得ら
れた信号と振動感知抵抗５により得られた信号とを差動
増幅してやれば、上記振動出力をキャンセルすることが
できる。従って、圧力検出信号に混入した振動雑音を除
去して、微小の圧力データをも高精度に得ることができ
る。
ラム４にも圧力感知ダイヤフラム２の振動に同期した応
力が加わるため、振動感知抵抗５が振動を感知して信号
を出力する。ここで、例えば圧力感知抵抗３により得ら
れた信号と振動感知抵抗５により得られた信号とを差動
増幅してやれば、上記振動出力をキャンセルすることが
できる。従って、圧力検出信号に混入した振動雑音を除
去して、微小の圧力データをも高精度に得ることができ
る。
【００１６】実施例２．図３はこの発明の他の実施例を
示し、符号１〜３は従来と同一の構成部分であるので、
その重複する説明を省略する。同図において、４Ａは振
動を感知するための振動感知ダイヤフラムで、図４にも
示すように、圧力感知ダイヤフラム２と同一の形状をし
ている。
示し、符号１〜３は従来と同一の構成部分であるので、
その重複する説明を省略する。同図において、４Ａは振
動を感知するための振動感知ダイヤフラムで、図４にも
示すように、圧力感知ダイヤフラム２と同一の形状をし
ている。
【００１７】５は振動感知ダイヤフラム４Ａの表面上に
形成された振動感知抵抗である。なお、圧力感知ダイヤ
フラム２を形成するためのエッチングを行った部位の周
辺裏面６には、図示しない圧力導入管が台座を介して接
続されるようになっている。
形成された振動感知抵抗である。なお、圧力感知ダイヤ
フラム２を形成するためのエッチングを行った部位の周
辺裏面６には、図示しない圧力導入管が台座を介して接
続されるようになっている。
【００１８】次に動作について説明する。まず、上記圧
力導入管より上記周辺裏面６に圧力が加わると、その応
力を圧力感知ダイヤフラム２が受圧する。このとき、振
動感知ダイヤフラム４Ａは受圧されない構造をとってい
るので、圧力感知抵抗３の変化により、圧力を電気信号
として取り出し出力できる。一方、半導体基板１に振動
による重力加速度Ｇが印加された場合には、各ダイヤフ
ラム２，４がともにその重力加速度Ｇにより変位し、応
力を発生する。
力導入管より上記周辺裏面６に圧力が加わると、その応
力を圧力感知ダイヤフラム２が受圧する。このとき、振
動感知ダイヤフラム４Ａは受圧されない構造をとってい
るので、圧力感知抵抗３の変化により、圧力を電気信号
として取り出し出力できる。一方、半導体基板１に振動
による重力加速度Ｇが印加された場合には、各ダイヤフ
ラム２，４がともにその重力加速度Ｇにより変位し、応
力を発生する。
【００１９】このため、圧力感知抵抗３には振動による
出力ノイズが発生するが、圧力感知ダイヤフラム２と振
動感知ダイヤフラムは同一形状であるため、振動感知抵
抗５には上記振動により上記出力ノイズと同等の出力が
発生することとなる。そこで、これらの２つの出力信号
を例えば差動増幅してやれば、圧力信号に発生する振動
出力ノイズをキャンセルすることができ、従って、圧力
検出信号のみを、これが微小レベルの信号であっても高
精度に検出できることとなる。
出力ノイズが発生するが、圧力感知ダイヤフラム２と振
動感知ダイヤフラムは同一形状であるため、振動感知抵
抗５には上記振動により上記出力ノイズと同等の出力が
発生することとなる。そこで、これらの２つの出力信号
を例えば差動増幅してやれば、圧力信号に発生する振動
出力ノイズをキャンセルすることができ、従って、圧力
検出信号のみを、これが微小レベルの信号であっても高
精度に検出できることとなる。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、半導体基板上にこれをエッチングすることによって
形成された圧力感知ダイヤフラムと、該圧力感知ダイヤ
フラム上に形成された圧力感知抵抗と、上記半導体基板
上にこれをエッチングすることによって、上記圧力感知
ダイヤフラムから離れた位置に形成された振動感知ダイ
ヤフラムとを備え、該振動感知ダイヤフラム上に形成し
た振動感知抵抗に、上記圧力感知抵抗が出力する振動ノ
イズをキャンセルするための振動検知信号を出力させる
ように構成したので、半導体基板が振動を受けても微小
の圧力をも検出可能となり、精度の高い検出結果を出力
できるものが得られる効果がある。
ば、半導体基板上にこれをエッチングすることによって
形成された圧力感知ダイヤフラムと、該圧力感知ダイヤ
フラム上に形成された圧力感知抵抗と、上記半導体基板
上にこれをエッチングすることによって、上記圧力感知
ダイヤフラムから離れた位置に形成された振動感知ダイ
ヤフラムとを備え、該振動感知ダイヤフラム上に形成し
た振動感知抵抗に、上記圧力感知抵抗が出力する振動ノ
イズをキャンセルするための振動検知信号を出力させる
ように構成したので、半導体基板が振動を受けても微小
の圧力をも検出可能となり、精度の高い検出結果を出力
できるものが得られる効果がある。
【００２１】また、請求項２の発明によれば、圧力感知
ダイヤフラムと振動感知ダイヤフラムを同一形状とする
ように構成したので、振動ノイズ成分の除去を確実にで
き、従って、圧力信号のみを高精度に検出できるものが
得られる効果がある。
ダイヤフラムと振動感知ダイヤフラムを同一形状とする
ように構成したので、振動ノイズ成分の除去を確実にで
き、従って、圧力信号のみを高精度に検出できるものが
得られる効果がある。
【図１】請求項１の発明の一実施例による半導体圧力検
出装置を示す斜視図である。
出装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す半導体圧力検出装置の断面図であ
る。
る。
【図３】請求項２の発明の一実施例による半導体圧力検
出装置を示す斜視図である。
出装置を示す斜視図である。
【図４】図３に示す半導体圧力検出装置の断面図であ
る。
る。
【図５】従来の半導体圧力検出装置を示す斜視図であ
る。
る。
１ 半導体基板 ２ 圧力感知ダイヤフラム ３ 圧力感知抵抗 ４ 振動感知ダイヤフラム ５ 振動感知抵抗
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板上にこれをエッチングするこ
とによって形成された圧力感知ダイヤフラムと、該圧力
感知ダイヤフラム上に形成された圧力感知抵抗と、上記
半導体基板上にこれをエッチングすることによって、上
記圧力感知ダイヤフラムから離れた位置に形成された振
動感知ダイヤフラムと、該振動感知ダイヤフラム上に形
成されて、上記圧力感知抵抗が出力する振動ノイズをキ
ャンセルするための振動検知信号を出力する振動感知抵
抗とを備えた半導体圧力検出装置。 - 【請求項２】 半導体基板上にこれをエッチングするこ
とによって形成された圧力感知ダイヤフラムと、該圧力
感知ダイヤフラム上に形成された圧力感知抵抗と、上記
半導体基板上にこれをエッチングすることによって、上
記圧力感知ダイヤフラムから離れた位置に形成された、
上記圧力感知ダイヤフラムと同一形状の振動感知ダイヤ
フラムと、該振動感知ダイヤフラム上に形成されて、上
記圧力感知抵抗が出力する振動ノイズをキャンセルする
ための振動検知信号を出力する振動感知抵抗とを備えた
半導体圧力検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27487192A JPH06102117A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 半導体圧力検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27487192A JPH06102117A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 半導体圧力検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06102117A true JPH06102117A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17547727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27487192A Pending JPH06102117A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 半導体圧力検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06102117A (ja) |
-
1992
- 1992-09-21 JP JP27487192A patent/JPH06102117A/ja active Pending
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