JPH06125097A - 半導体圧力スイッチ - Google Patents

半導体圧力スイッチ

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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
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Pending
Application number
JP27302592A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Koseki
修 小関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP27302592A priority Critical patent/JPH06125097A/ja
Publication of JPH06125097A publication Critical patent/JPH06125097A/ja
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【符号の説明】
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)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP27302592A 1992-10-12 1992-10-12 半導体圧力スイッチ Pending JPH06125097A (ja)

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JPH06125097A true JPH06125097A (ja) 1994-05-06

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