JPH06125097A - 半導体圧力スイッチ - Google Patents
半導体圧力スイッチInfo
- Publication number
- JPH06125097A JPH06125097A JP27302592A JP27302592A JPH06125097A JP H06125097 A JPH06125097 A JP H06125097A JP 27302592 A JP27302592 A JP 27302592A JP 27302592 A JP27302592 A JP 27302592A JP H06125097 A JPH06125097 A JP H06125097A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- pressure switch
- electrode
- pressure
- semiconductor pressure
- 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
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ダイヤフラム上の配線剥離を防止し、さらに
ダイヤフラムのたわみ量を均一にして精度の良い半導体
圧力スイッチを得る。 【構成】 受圧ダイヤフラムおよび凹部を有するシリコ
ン基板とガラス基板を接合することにより凹部を大気か
ら遮断して間隙を形成し、前記間隙の内側のダイヤフラ
ム上の接点とガラス基板上の基準電極から構成されてい
る構造で、大気側からの圧力によって受圧ダイヤフラム
が歪み前記接点と前記基準電極が接触し電気的な導通の
状態を感知する圧力スイッチ。が低い半導体圧力スイッ
チを製造する。
ダイヤフラムのたわみ量を均一にして精度の良い半導体
圧力スイッチを得る。 【構成】 受圧ダイヤフラムおよび凹部を有するシリコ
ン基板とガラス基板を接合することにより凹部を大気か
ら遮断して間隙を形成し、前記間隙の内側のダイヤフラ
ム上の接点とガラス基板上の基準電極から構成されてい
る構造で、大気側からの圧力によって受圧ダイヤフラム
が歪み前記接点と前記基準電極が接触し電気的な導通の
状態を感知する圧力スイッチ。が低い半導体圧力スイッ
チを製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体圧力スイッチの
構造に関するものである。
構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体圧力スイッチを図３（平面
図）、図４（断面図）に基づいて説明する。図面におい
て、１は厚み５２５μｍ、Ｎ型のシリコン基板であり、
２はプラズマエッチング装置によって約３μｍエッチン
グされた凹部で、該凹部と逆側にエッチングによって厚
み約０．２μｍの肉薄となったダイヤフラム７が形成さ
れている。３はボロンのイオン注入によって拡散された
ボロン電極である。又、凹部２上に設けられる配線電極
の下地の絶縁膜として酸化膜４が成膜されており、この
酸化膜４上にＬＰＣＶＤによって成膜された多結晶シリ
コンの凸部５が形成されており、該凸部５上にスパッタ
によって成膜された約０．２μｍのＡｕ，Ｃｒの接点電
極６が形成され、前記ボロン電極３に接続されている。
８はＡｌのボンディングパッドである。
図）、図４（断面図）に基づいて説明する。図面におい
て、１は厚み５２５μｍ、Ｎ型のシリコン基板であり、
２はプラズマエッチング装置によって約３μｍエッチン
グされた凹部で、該凹部と逆側にエッチングによって厚
み約０．２μｍの肉薄となったダイヤフラム７が形成さ
れている。３はボロンのイオン注入によって拡散された
ボロン電極である。又、凹部２上に設けられる配線電極
の下地の絶縁膜として酸化膜４が成膜されており、この
酸化膜４上にＬＰＣＶＤによって成膜された多結晶シリ
コンの凸部５が形成されており、該凸部５上にスパッタ
によって成膜された約０．２μｍのＡｕ，Ｃｒの接点電
極６が形成され、前記ボロン電極３に接続されている。
８はＡｌのボンディングパッドである。
【０００３】一方のガラス基板９にはスパッタによって
形成されたＡｕ、Ｃｒの基準電極１０が設けられてい
る。この基準電極１０を形成したガラス基板９とシリコ
ン基板１は接点電極６と基準電極１０が向かい合うよう
にセットされ、陽極接合によって凹部２内と大気側を密
閉封止され接着されている。
形成されたＡｕ、Ｃｒの基準電極１０が設けられてい
る。この基準電極１０を形成したガラス基板９とシリコ
ン基板１は接点電極６と基準電極１０が向かい合うよう
にセットされ、陽極接合によって凹部２内と大気側を密
閉封止され接着されている。
【０００４】また、他の従来の半導体圧力スイッチにつ
いて図５（平面図）、図６（断面図）に沿って説明す
る。この半導体圧力スイッチの場合、ダイヤフラム７上
の配線は、不純物注入や不純物熱拡散等の方法で形成さ
れたボロン電極３によってなされており、このボロン電
極３上に接点１１が形成されている。その他は図３、図
４方向に示す従来例と同様に、シリコン基板１とガラス
基板９が陽極接合されている構造である。
いて図５（平面図）、図６（断面図）に沿って説明す
る。この半導体圧力スイッチの場合、ダイヤフラム７上
の配線は、不純物注入や不純物熱拡散等の方法で形成さ
れたボロン電極３によってなされており、このボロン電
極３上に接点１１が形成されている。その他は図３、図
４方向に示す従来例と同様に、シリコン基板１とガラス
基板９が陽極接合されている構造である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ダイヤフラム上にＡ
ｕ、Ｃｒ等の金属によって配線を形成した場合、一応圧
力の検出は可能であるが、ダイヤフラムは大気側の圧力
の変化に伴って随時動くものなのでダイヤフラム上に形
成したに剥離が発生し、このため信頼性に課題があり、
ダイヤフラム上で配線をしてある部分としてない部分で
たわみ量に差が生じ、ダイヤフラムのたわみの均一性が
悪く、精度が悪くなると言う課題があった。
ｕ、Ｃｒ等の金属によって配線を形成した場合、一応圧
力の検出は可能であるが、ダイヤフラムは大気側の圧力
の変化に伴って随時動くものなのでダイヤフラム上に形
成したに剥離が発生し、このため信頼性に課題があり、
ダイヤフラム上で配線をしてある部分としてない部分で
たわみ量に差が生じ、ダイヤフラムのたわみの均一性が
悪く、精度が悪くなると言う課題があった。
【０００６】また、ボロン等の不純物注入によって配線
を形成した場合、一応精度、信頼性等問題なく圧力の検
出は可能であるが、イオン注入では拡散部の抵抗が高
く、換言すれば、導通時の抵抗値が高く、数１００Ωに
なってしまうという課題があった。
を形成した場合、一応精度、信頼性等問題なく圧力の検
出は可能であるが、イオン注入では拡散部の抵抗が高
く、換言すれば、導通時の抵抗値が高く、数１００Ωに
なってしまうという課題があった。
【０００７】図７は、不純物熱拡散によって配線を形成
した場合の陽極接合部のＡ−Ｂ断面図であり、拡散部と
非拡散部では拡散部の方が約０．２μｍ低くなっている
ため、段差の角の部分が接合されず、凹部が密閉封止で
きず、つまり、大気側の圧力変化と共に凹部内の圧力も
変化してしまい圧力検出ができないという課題があっ
た。
した場合の陽極接合部のＡ−Ｂ断面図であり、拡散部と
非拡散部では拡散部の方が約０．２μｍ低くなっている
ため、段差の角の部分が接合されず、凹部が密閉封止で
きず、つまり、大気側の圧力変化と共に凹部内の圧力も
変化してしまい圧力検出ができないという課題があっ
た。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題を解決するため、不純物拡散の方法のうち、シリコ
ン基板とガラス基板の接合部分を不純物注入によって形
成し、接合部分以外は不純物熱拡散によって配線電極を
形成する。
課題を解決するため、不純物拡散の方法のうち、シリコ
ン基板とガラス基板の接合部分を不純物注入によって形
成し、接合部分以外は不純物熱拡散によって配線電極を
形成する。
【０００９】
【作用】上記のような構造により、ダイヤフラム上の配
線が金属でないため膜の剥離の発生の恐れがなく、この
ため信頼性が高く、またダイヤフラムのたわみ量が均一
であるため精度がよく、さらにシリコン基板とガラス基
板の接合部以外は不純物熱拡散による電極であるため導
通時の抵抗値が低い半導体圧力スイッチが提供できる。
線が金属でないため膜の剥離の発生の恐れがなく、この
ため信頼性が高く、またダイヤフラムのたわみ量が均一
であるため精度がよく、さらにシリコン基板とガラス基
板の接合部以外は不純物熱拡散による電極であるため導
通時の抵抗値が低い半導体圧力スイッチが提供できる。
【００１０】
【実施例】本発明の半導体圧力スイッチについて図１
（平面図）、図２（断面図）に沿って説明する。１は厚
み５２５μｍのＮ型のシリコン基板であり、２はプラズ
マエッチング装置によって約３μｍエッチングされた凹
部で、該凹部と逆側にエッチングによって厚み約２０μ
ｍの肉薄となったダイヤフラム７が形成されている。１
２はボロンのイオン注入によって拡散された接合部ボロ
ン電極で、１３は熱拡散によって形成された非接合部ボ
ロン電極である。１１は非接合部ボロン電極上に形成さ
れた接点である。８はＡｌのボンディングパッドであ
る。
（平面図）、図２（断面図）に沿って説明する。１は厚
み５２５μｍのＮ型のシリコン基板であり、２はプラズ
マエッチング装置によって約３μｍエッチングされた凹
部で、該凹部と逆側にエッチングによって厚み約２０μ
ｍの肉薄となったダイヤフラム７が形成されている。１
２はボロンのイオン注入によって拡散された接合部ボロ
ン電極で、１３は熱拡散によって形成された非接合部ボ
ロン電極である。１１は非接合部ボロン電極上に形成さ
れた接点である。８はＡｌのボンディングパッドであ
る。
【００１１】一方のガラス基板９にはスパッタによって
形成されたＡｕ、Ｃｒの基準電極１０が設けられてお
り、この基準電極１０を形成したガラス基板９とシリコ
ン基板１は接点１１と基準電極１０が向かい合うように
セットされ、陽極接合によって凹部２内と大気側を密閉
封止され接着されている。
形成されたＡｕ、Ｃｒの基準電極１０が設けられてお
り、この基準電極１０を形成したガラス基板９とシリコ
ン基板１は接点１１と基準電極１０が向かい合うように
セットされ、陽極接合によって凹部２内と大気側を密閉
封止され接着されている。
【００１２】この製作した半導体圧力スイッチを圧力容
器にいれ、加圧して２つのボンディングパッド８の間の
導通を確認をした結果、２．０kg/cm2で導通が確認で
き、その時の抵抗値は約５０Ωであった。さらに加圧測
定を１００回繰り返し、導通する圧力のばらつきを測定
したところ、すべての圧力が±０．０２５kg/cm2以内に
入っていた。また、加圧を２万回行っても破壊等は起こ
らず、導通する圧力の値の変動はなかった。
器にいれ、加圧して２つのボンディングパッド８の間の
導通を確認をした結果、２．０kg/cm2で導通が確認で
き、その時の抵抗値は約５０Ωであった。さらに加圧測
定を１００回繰り返し、導通する圧力のばらつきを測定
したところ、すべての圧力が±０．０２５kg/cm2以内に
入っていた。また、加圧を２万回行っても破壊等は起こ
らず、導通する圧力の値の変動はなかった。
【００１３】このように、この発明に係る方法によっ
て、精度よく、さらに、耐久性等の信頼性が高く、しか
も導通時の抵抗値の低い半導体圧力スイッチが製作でき
るようになった。尚、本発明ではＮ型シリコン基板を用
いたが、Ｐ型のシリコン基板を用いたり、リン等の他の
不純物を用いてもよい。
て、精度よく、さらに、耐久性等の信頼性が高く、しか
も導通時の抵抗値の低い半導体圧力スイッチが製作でき
るようになった。尚、本発明ではＮ型シリコン基板を用
いたが、Ｐ型のシリコン基板を用いたり、リン等の他の
不純物を用いてもよい。
【００１４】
【発明の効果】この発明は、ダイヤフラム上の配線が金
属でないため膜の剥離の発生の恐れがなく信頼性が高
く、またダイヤフラムのたわみ量が均一であるため精度
がよく、また、シリコン基板とガラス基板の接合部以外
は不純物熱拡散による電極であるため導通時の抵抗値が
低い半導体圧力スイッチが提供できるようになった。
属でないため膜の剥離の発生の恐れがなく信頼性が高
く、またダイヤフラムのたわみ量が均一であるため精度
がよく、また、シリコン基板とガラス基板の接合部以外
は不純物熱拡散による電極であるため導通時の抵抗値が
低い半導体圧力スイッチが提供できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体圧力スイッチの平面図である。
【図２】本発明の半導体圧力スイッチの断面図である。
【図３】従来の半導体圧力スイッチの平面図である。
【図４】従来の半導体圧力スイッチの断面図である。
【図５】従来の半導体圧力スイッチの平面図である。
【図６】従来の半導体圧力スイッチの断面図である。
【図７】不純物熱拡散によって配線を形成した場合の陽
極接合部のＡ−Ｂ断面図である。
極接合部のＡ−Ｂ断面図である。
１ シリコンウェハ ２ 凹部 ３ ボロン電極 ７ ダイヤフラム ９ ガラス基板 １０ 基準電極 １１ 接点 １２ 接合部ボロン電極 １３ 非接合ボロン電極
Claims (1)
- 【請求項１】 受圧ダイヤフラムおよび凹部を有するシ
リコン基板とガラス基板を接合することにより凹部を大
気から遮断して間隙を形成し、該間隙の内側のダイヤフ
ラム上の電極とガラス基板上の電極から構成されている
構造で、大気側からの圧力によって受圧ダイヤフラムが
歪み前記２つの電極が接触し電気的な導通の状態を感知
する圧力スイッチにおいて、不純物拡散によって形成さ
れる配線電極のうち、前記シリコン基板とガラス基板の
接合部分を不純物注入によって形成した配線電極と、接
合部分以外は不純物熱拡散によって形成される配線電極
とで構成されることを特徴とする半導体圧力スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27302592A JPH06125097A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 半導体圧力スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27302592A JPH06125097A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 半導体圧力スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06125097A true JPH06125097A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17522120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27302592A Pending JPH06125097A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 半導体圧力スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06125097A (ja) |
-
1992
- 1992-10-12 JP JP27302592A patent/JPH06125097A/ja active Pending
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