JPH06267382A - 圧力スイッチ及びその製造方法 - Google Patents
圧力スイッチ及びその製造方法Info
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- JPH06267382A JPH06267382A JP5056199A JP5619993A JPH06267382A JP H06267382 A JPH06267382 A JP H06267382A JP 5056199 A JP5056199 A JP 5056199A JP 5619993 A JP5619993 A JP 5619993A JP H06267382 A JPH06267382 A JP H06267382A
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- Japan
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- pressure
- crystal silicon
- forming
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- Manufacture Of Switches (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧力センサ的な機能を持った圧力スイッチを
提供する。 【構成】 ガラス基板７と単結晶シリコン６とを接合さ
せる事によって形成した一つの圧力基準室１内に、厚み
の異なる複数のシリコンダイヤフラム９を形成して該シ
リコンダイヤフラム９毎に一つづつの金属接点を設け、
また、ガラス基板側７にも前記金属接点と同数のガラス
基板側電極を形成し、金属接点とガラス基板側電極とが
接触する事でスイイッチング動作させることにより、圧
力スイッチに掛かる圧力の大きさに応じて電気抵抗が変
化するようにし、この変化から圧力掲出を行う。
提供する。 【構成】 ガラス基板７と単結晶シリコン６とを接合さ
せる事によって形成した一つの圧力基準室１内に、厚み
の異なる複数のシリコンダイヤフラム９を形成して該シ
リコンダイヤフラム９毎に一つづつの金属接点を設け、
また、ガラス基板側７にも前記金属接点と同数のガラス
基板側電極を形成し、金属接点とガラス基板側電極とが
接触する事でスイイッチング動作させることにより、圧
力スイッチに掛かる圧力の大きさに応じて電気抵抗が変
化するようにし、この変化から圧力掲出を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車産業等に
おけるタイヤの空気圧検出用圧力スイッチ、機械産業等
において圧力を検出するために利用される圧力スイッチ
に関する。
おけるタイヤの空気圧検出用圧力スイッチ、機械産業等
において圧力を検出するために利用される圧力スイッチ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の圧力スイッチの構造は、一つの圧
力基準室内のシリコンダイヤフラム上に一対の金属接点
とガラス基板側電極とを形成していた。従って、圧力基
準室内外を結ぶ導通路も一本であった。
力基準室内のシリコンダイヤフラム上に一対の金属接点
とガラス基板側電極とを形成していた。従って、圧力基
準室内外を結ぶ導通路も一本であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の圧力スイッチで
は、一つの圧力基準室内のシリコンダイヤフラム上に一
対の金属接点とガラス基板側電極のみを形成していたの
で、特定の圧力以上であるか圧力以下であるかの単一の
情報のみを検出することしかできなかった。
は、一つの圧力基準室内のシリコンダイヤフラム上に一
対の金属接点とガラス基板側電極のみを形成していたの
で、特定の圧力以上であるか圧力以下であるかの単一の
情報のみを検出することしかできなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、一つの圧力基準室内に複数のシリコンダイヤフラム
と、当該シリコンダイヤフラム上に形成した複数の金属
接点、及び該金属接点に相対して複数のガラス基板側金
属電極を形成し、更に、前記複数のシリコンダイヤフラ
ムの膜厚を異なるように形成したことで、圧力の差に応
じて順次前記複数の金属接点とガラス基板側電極が接し
ていくようにしたものである。
め、一つの圧力基準室内に複数のシリコンダイヤフラム
と、当該シリコンダイヤフラム上に形成した複数の金属
接点、及び該金属接点に相対して複数のガラス基板側金
属電極を形成し、更に、前記複数のシリコンダイヤフラ
ムの膜厚を異なるように形成したことで、圧力の差に応
じて順次前記複数の金属接点とガラス基板側電極が接し
ていくようにしたものである。
【０００５】
【作用】本発明によれば、例えばシリコンダイヤフラム
の厚みにより、圧力が大きくになるに応じて順次複数の
金属接点とガラス基板側電極とが接し、これにより電気
的信号を伝達するための導通路が増え、電気抵抗も次第
に低下していく。従って、電気抵抗の変化を調べること
で圧力スイッチに掛かっている圧力を知ることが出来る
ので、センサ的な機能をする。
の厚みにより、圧力が大きくになるに応じて順次複数の
金属接点とガラス基板側電極とが接し、これにより電気
的信号を伝達するための導通路が増え、電気抵抗も次第
に低下していく。従って、電気抵抗の変化を調べること
で圧力スイッチに掛かっている圧力を知ることが出来る
ので、センサ的な機能をする。
【０００６】
【実施例】以下、本発明による圧力スイッチの実施例を
図面を用いて説明する。図１、図２及び図３は、本発明
による圧力スイッチの構造の一実施例を示した図であ
り、図１は上面図であり、図２は図１のＡ方向から見た
ときの断面図を表している。また、図３は図１のＢ方向
から見たときの断面図を表している。
図面を用いて説明する。図１、図２及び図３は、本発明
による圧力スイッチの構造の一実施例を示した図であ
り、図１は上面図であり、図２は図１のＡ方向から見た
ときの断面図を表している。また、図３は図１のＢ方向
から見たときの断面図を表している。
【０００７】本発明による圧力スイッチの特徴は、圧力
基準室形成のための凹部３を単結晶シリコン６をエッチ
ング加工することで一つ形成し、その後ガラス基板７と
単結晶シリコン６とを接合することで圧力基準室１を形
成する。一つの圧力基準室１内には、複数のガラス側電
極８と、該ガラス側電極に接触させるため、ガラス基板
側電極８に対応したと同数の金属接点４を形成してい
る。前記ガラス基板側電極８と金属接点４は、各々別々
の複数の不純物拡散層２ａ及び２ｂを経由して、圧力基
準室１の外部からの電気的信号を圧力基準室１内へ伝達
するためのアルミパッド５ａ及び５ｂと接続している。
また、前記複数の不純物拡散層２ａ及び２ｂは、各々圧
力基準室１の外部のアルミパッド５ａ及び５ｂと一つに
結ばれている。更に、前記各々の金属接点４はシリコン
ダイヤフラム９が撓んでガラス基板側電極８と接触する
ことによりスイッチング動作を示すが、図３に示したよ
うにシリコンダイヤフラム９ａ〜９ｂはそれぞれ厚みが
異なるために、金属接点４が撓んでガラス基板側電極８
と接触するタイミングがそれぞれ異なる。従って、金属
接点４とガラス基板側電極８の接触する数が増える毎に
導通路が増えるため、アルミパッド５ａとアルミパッド
５ｂ間の電気抵抗は低下していく。
基準室形成のための凹部３を単結晶シリコン６をエッチ
ング加工することで一つ形成し、その後ガラス基板７と
単結晶シリコン６とを接合することで圧力基準室１を形
成する。一つの圧力基準室１内には、複数のガラス側電
極８と、該ガラス側電極に接触させるため、ガラス基板
側電極８に対応したと同数の金属接点４を形成してい
る。前記ガラス基板側電極８と金属接点４は、各々別々
の複数の不純物拡散層２ａ及び２ｂを経由して、圧力基
準室１の外部からの電気的信号を圧力基準室１内へ伝達
するためのアルミパッド５ａ及び５ｂと接続している。
また、前記複数の不純物拡散層２ａ及び２ｂは、各々圧
力基準室１の外部のアルミパッド５ａ及び５ｂと一つに
結ばれている。更に、前記各々の金属接点４はシリコン
ダイヤフラム９が撓んでガラス基板側電極８と接触する
ことによりスイッチング動作を示すが、図３に示したよ
うにシリコンダイヤフラム９ａ〜９ｂはそれぞれ厚みが
異なるために、金属接点４が撓んでガラス基板側電極８
と接触するタイミングがそれぞれ異なる。従って、金属
接点４とガラス基板側電極８の接触する数が増える毎に
導通路が増えるため、アルミパッド５ａとアルミパッド
５ｂ間の電気抵抗は低下していく。
【０００８】図４は、本発明による他の実施例である
が、これは一つのシリコンダイヤフラムに対して一つの
圧力基準室を形成したタイプである。但し、このタイプ
も複数の不純物拡散層は一つのアルミパッドで結ばれて
いるため、図１〜図３に示した構造の圧力スイッチと同
じ機能をする。
が、これは一つのシリコンダイヤフラムに対して一つの
圧力基準室を形成したタイプである。但し、このタイプ
も複数の不純物拡散層は一つのアルミパッドで結ばれて
いるため、図１〜図３に示した構造の圧力スイッチと同
じ機能をする。
【０００９】図５（１）〜（５）、図６（６）〜（８）
及び図７（９）〜（１０）は、本発明による圧力スイッ
チの製造工程を示したもので、４つのシリコンダイヤフ
ラムを形成する場合の例である。図５（１）は、単結晶
シリコン６に圧力基準室形成のための凹部３ａをドライ
エッチングによって形成し、更に後工程で形成するガラ
ス基板側電極がガラス基板と単結晶シリコンを接合する
際に不都合を生じさせないために、凹部３ｂを形成した
ところである。この時の圧力基準室形成のための凹部３
ａの段差は数μｍである。図５（２）は、単結晶シリコ
ン６の片面にシリコン酸化膜１０、窒化膜１１、及びシ
リコン酸化膜１２を成膜する工程である。この時、シリ
コン酸化膜１０は、窒化膜１１と単結晶シリコン６の密
着性を向上させる働きをする。窒化膜１１は後工程で、
一方、単結晶シリコン６をエッチングする際のマスクと
して機能し、シリコン酸化膜１２は、窒化膜１１のパタ
ーニングマスクとして機能する。図５（３）では、図５
（２）で成膜したシリコン酸化膜１２をマスクとして窒
化膜１１をパターニングし、そのパターニングされた窒
化膜１１をマスクとしてシリコン酸化膜１０をエッチン
グすると同時にシリコン酸化膜１２をリムーブする工程
である。図５（４）は、レジストをマスクとしてイオン
注入法で不純物拡散層２ａ及び２ｂを形成する工程であ
る。図５（５）−（Ａ）は、図５（４）で形成した前記
凹部３ａ内の不純物拡散層２ａ上に複数の金属接点４を
形成する工程である。図５（５）−（Ｂ）は、角度を９
０度変えて見たときの断面図である。この金属接点４と
後工程で形成するガラス側電極との接触・非接触によっ
て圧力スイッチとしてのスイッチング動作が行われる。
及び図７（９）〜（１０）は、本発明による圧力スイッ
チの製造工程を示したもので、４つのシリコンダイヤフ
ラムを形成する場合の例である。図５（１）は、単結晶
シリコン６に圧力基準室形成のための凹部３ａをドライ
エッチングによって形成し、更に後工程で形成するガラ
ス基板側電極がガラス基板と単結晶シリコンを接合する
際に不都合を生じさせないために、凹部３ｂを形成した
ところである。この時の圧力基準室形成のための凹部３
ａの段差は数μｍである。図５（２）は、単結晶シリコ
ン６の片面にシリコン酸化膜１０、窒化膜１１、及びシ
リコン酸化膜１２を成膜する工程である。この時、シリ
コン酸化膜１０は、窒化膜１１と単結晶シリコン６の密
着性を向上させる働きをする。窒化膜１１は後工程で、
一方、単結晶シリコン６をエッチングする際のマスクと
して機能し、シリコン酸化膜１２は、窒化膜１１のパタ
ーニングマスクとして機能する。図５（３）では、図５
（２）で成膜したシリコン酸化膜１２をマスクとして窒
化膜１１をパターニングし、そのパターニングされた窒
化膜１１をマスクとしてシリコン酸化膜１０をエッチン
グすると同時にシリコン酸化膜１２をリムーブする工程
である。図５（４）は、レジストをマスクとしてイオン
注入法で不純物拡散層２ａ及び２ｂを形成する工程であ
る。図５（５）−（Ａ）は、図５（４）で形成した前記
凹部３ａ内の不純物拡散層２ａ上に複数の金属接点４を
形成する工程である。図５（５）−（Ｂ）は、角度を９
０度変えて見たときの断面図である。この金属接点４と
後工程で形成するガラス側電極との接触・非接触によっ
て圧力スイッチとしてのスイッチング動作が行われる。
【００１０】図６（１）は、外部への電極取り出しのた
めのパッドを形成するためにアルミ等の金属薄膜をスパ
ッタ及びパターニングしてパッド５ａ、５ｂを形成する
工程である。図６（２）−（Ａ）は、ガラス基板７の上
に予め金属薄膜をスパッタ及びパターニングしてガラス
側電極８を形成したものと、図６（１）までの工程で完
成した単結晶シリコン６を接合する工程である。図６
（２）−（Ｂ）は角度を９０度変えて見たときの断面図
である。図６（３）−（Ａ）は、図６（２）でガラス基
板７と単結晶シリコン６を接合したものにシリコンダイ
ヤフラム９を形成するために、水酸化カリウム等で窒化
膜１１のマスクに従って、単結晶シリコン６をエッチン
グする工程であり、図６（３）−（Ｂ）は角度を９０度
変えて見たときの断面図である。
めのパッドを形成するためにアルミ等の金属薄膜をスパ
ッタ及びパターニングしてパッド５ａ、５ｂを形成する
工程である。図６（２）−（Ａ）は、ガラス基板７の上
に予め金属薄膜をスパッタ及びパターニングしてガラス
側電極８を形成したものと、図６（１）までの工程で完
成した単結晶シリコン６を接合する工程である。図６
（２）−（Ｂ）は角度を９０度変えて見たときの断面図
である。図６（３）−（Ａ）は、図６（２）でガラス基
板７と単結晶シリコン６を接合したものにシリコンダイ
ヤフラム９を形成するために、水酸化カリウム等で窒化
膜１１のマスクに従って、単結晶シリコン６をエッチン
グする工程であり、図６（３）−（Ｂ）は角度を９０度
変えて見たときの断面図である。
【００１１】図７（１）は、図６（３）で形成したシリ
コンダイヤフラム９の厚みを各々変えるため、レジスト
マスクによってシリコンダイヤフラム９ａ〜９ｃを順次
ドライエッチングする工程である。図７（２）は外部か
ら電気的信号を取り入れるためにガラス基板の一部を切
断し、半導体圧力スイッチのチップサイズにダイシング
する工程を示すものである。
コンダイヤフラム９の厚みを各々変えるため、レジスト
マスクによってシリコンダイヤフラム９ａ〜９ｃを順次
ドライエッチングする工程である。図７（２）は外部か
ら電気的信号を取り入れるためにガラス基板の一部を切
断し、半導体圧力スイッチのチップサイズにダイシング
する工程を示すものである。
【００１２】本発明の圧力スイッチは、以上のこの様な
工程で作製することができる。
工程で作製することができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明の圧力スイッチによれば、圧力ス
イッチに掛かる圧力が大きくなるか、または、小さくな
るに従って電気抵抗が順次変化して行くので、電気抵抗
の変化を検出する事で、その時の圧力状態を検出する事
ができ、故に、圧力スイッチでありながらセンサ的な働
きをも可能としたものである。
イッチに掛かる圧力が大きくなるか、または、小さくな
るに従って電気抵抗が順次変化して行くので、電気抵抗
の変化を検出する事で、その時の圧力状態を検出する事
ができ、故に、圧力スイッチでありながらセンサ的な働
きをも可能としたものである。
【図１】本発明による圧力スイッチの平面図である。
【図２】本発明による圧力スイッチの断面図である。
【図３】本発明による圧力スイッチの断面図である。
【図４】本発明による他の圧力スイッチの例の断面図で
ある。
ある。
【図５】本発明による圧力スイッチの製造工程の説明図
である。
である。
【図６】本発明による圧力スイッチの製造工程説明図で
ある。
ある。
【図７】本発明による圧力スイッチの製造工程の説明図
である。
である。
１ 圧力基準室 ２ａ 不純物拡散層 ２ｂ 不純物拡散層 ３ａ 凹部 ３ｂ 凹部 ４ 金属接点 ５ａ 単結晶シリコン側アルミパッド ５ｂ ガラス基板側アルミパッド ６ 単結晶シリコン ７ ガラス基板 ８ ガラス基板側電極 ９ シリコンダイヤフラム ９ａ シリコンダイヤフラムａ ９ｂ シリコンダイヤフラムｂ ９ｃ シリコンダイヤフラムｃ ９ｄ シリコンダイヤフラムｄ １０ シリコン酸化膜 １１ 窒化膜 １２ シリコン酸化膜
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の金属接点を形成した圧力基準室形
成のための凹部と、該凹部に対応する裏面に複数の圧力
を検出するため、複数のシリコンダイヤフラムを形成し
た単結晶シリコンと、前記単結晶シリコンに形成した複
数の金属接点に対応して一方の面に金属薄膜を形成し、
前記単結晶シリコンの金属接点とガラス基板の金属薄膜
が対向するように前記単結晶シリコンとガラス基板を気
密接合して圧力基準室を形成したことを特徴とする圧力
スイッチ。 - 【請求項２】 前記単結晶シリコンに形成した複数のシ
リコンダイヤフラムは、各々が異なった厚みで形成し、
各々のシリコンダイヤフラムはそれぞれ異なる設定圧力
に応よりガラス基板の金属薄膜と凹部内の金属接点とを
接触させることを特徴とする請求項１記載の圧力スイッ
チ。 - 【請求項３】 複数のガラス基板側電極と、単結晶シリ
コンの凹部に形成された複数の金属接点にそれぞれ電気
的信号を伝達するための導通路は圧力基準室の外で各々
各一つに配線に結合し、圧力の大きさに応じて動作する
スイッチの入力数により変化する電気抵抗を検出するこ
とにより圧力を検出することを特徴とする請求項１及び
請求項２記載の圧力スイッチ。 - 【請求項４】 単結晶シリコンへフォトレジストや、シ
リコン酸化膜をマスクとしてエッチングして凹部を形成
する工程と、前記単結晶シリコンの裏面にシリコン酸化
膜を形成する工程と、前記シリコン酸化膜上にシリコン
ダイヤフラム形成用のマスクを形成する工程と、該マス
クをパターニングするためのシリコン酸化膜を形成する
工程と、該シリコン酸化膜を弗酸系の薬品でエッチング
し、パターニングする工程と、パターニングされたシリ
コン酸化膜に従って、窒化膜をエッチングする工程と、
単結晶シリコンと窒化膜の間のシリコン酸化膜をエッチ
ングする工程と、圧力基準室に外部電気的信号導通路を
形成する不純物拡散層を形成する工程と、単結晶シリコ
ンの凹部に複数の金属接点を各々形成する工程と、外部
電気信号との授受のために接続用パッドを形成する工程
と、予め複数の金属薄膜を形成したガラス基板と単結晶
シリコンとを互いの電極が向かい合うように気密接合す
る工程と、前記単結晶シリコンをエッチングして、複数
のシリコンダイヤフラムを形成する工程と、該シリコン
ダイヤフラムをレジストマスクにより順次エッチング
し、複数の厚みの異なるシリコンダイヤフラムを形成す
る工程と、前記単結晶シリコンを圧力スイッチとしての
使用サイズにダイシングする工程とからなる圧力スイッ
チの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5056199A JPH06267382A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 圧力スイッチ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5056199A JPH06267382A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 圧力スイッチ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06267382A true JPH06267382A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=13020456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5056199A Pending JPH06267382A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 圧力スイッチ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06267382A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1993
- 1993-03-16 JP JP5056199A patent/JPH06267382A/ja active Pending
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