JPH0669519A

JPH0669519A - 半導体圧力センサ

Info

Publication number: JPH0669519A
Application number: JP21925192A
Authority: JP
Inventors: Tateki Mitani; 干城三谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Okuyama Masanori
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Okuyama Masanori
Priority date: 1992-08-18
Filing date: 1992-08-18
Publication date: 1994-03-11

Abstract

(57)【要約】【目的】１個の半導体圧力センサで複数の圧力を測定
するに当たり装置構成を簡略化する。【構成】シリコンチップ１１に、被測定圧導入用ポー
ト２５を開閉するバルブ１２を設ける。このバルブ１２
を、固定電極２１を有する固定層１９と、可動電極２２
を有する可動電極２０とで構成する。両電極を直流電源
に接続した。静電力によって可動電極２０が固定層１９
に対して接離する。したがって、バルブ１２を複数シリ
コンチップ１１に形成することで一つのシリコンチップ
１１で複数の圧力が測定される。半導体圧力センサ以外
にバルブが不要となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリコンチップにダイ
ヤフラムを設けて形成された半導体圧力センサに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体圧力センサとしては、シリ
コンチップに凹部を形成してダイヤフラムを設け、その
シリコンチップをケース内に気密封止した状態で前記凹
部内に測定圧力を導入する構造のものが多い。この種の
圧力センサを使用した装置としては、例えば図７に示す
ような自動車用燃料制御装置がある。

【０００３】図７は例えば特開平３−１９９６５３号公
報に開示された従来の半導体圧力センサを使用した自動
車用燃料制御装置の構成図である。同図において、１は
エンジン、２はこのエンジン１のインテークマニホール
ドで、このインテークマニホールド２内に形成された吸
気通路は、吸気中の塵，塵埃等を除去するエアクリーナ
３に吸気管４を介して連通されている。

【０００４】５は前記吸気管４内に設けられたスロット
ルバルブで、このスロットルバルブ５はアクセルペダル
に連結されて運転者によって操作される構造とされてい
る。６は吸気管４内に燃料を噴射するインジェクタで、
前記スロットルバルブ５より吸気流の上流側に配置され
ている。７は前記インジェクタ６から噴射される燃料の
量をエンジン運転状態に適合する最適量に制御するコン
ピュータである。

【０００５】前記コンピュータ７は吸気通路内の圧力と
大気圧とを比較して吸入空気量を演算し、その吸入空気
量に対してそのエンジン運転状態にとって最適な燃料供
給量を算出する構成とされている。吸気通路内の圧力と
大気圧とを測定するに当たって、図中符号８で示す従来
の半導体圧力センサ（以下、単に圧力センサという）が
使用されている。

【０００６】前記圧力センサ８は、測定圧力導入口に三
方ソレノイドバルブ９が連通され、この三方ソレノイド
バルブ９を介して吸気管４に接続されている。また、三
方ソレノイドバルブ９は、前記コンピュータ７からの制
御信号Ｓ₁ によって吸気連通管９ａと、大気連通管９ｂ
とを選択的に前記測定圧力導入口に連通させる構造とさ
れいる。そして、圧力センサ８は吸気管４内の圧力や大
気圧を測定信号Ｓ₂ によってコンピュータ７へ出力する
ように構成されている。

【０００７】このように構成された自動車用燃料制御装
置では、エアクリーナ３から吸気通路内に吸い込まれた
空気と、インジェクタ６から噴射された燃料とが吸気管
４内で混合され、その混合気がエンジン１に供給されて
燃焼される。

【０００８】インジェクタ６での燃料噴射量は、吸入空
気量に対してそのときのエンジン運転状態に最適な量に
コンピュータ７が制御する。吸入空気量はコンピュータ
７が求める。すなわち、吸入空気量は、三方ソレノイド
バルブ９を予め定めた時期または条件で切替え動作さ
せ、圧力センサ８の連通先を吸気連通管９ａと大気連通
管９ｂとに切替えて各々の場合の測定値を比較すること
によって求める。

【０００９】この燃料制御装置では、上述したように１
つの圧力センサ８を使用して吸入空気量を求め、その吸
入空気量を基にして燃料供給量を制御していた。

【００１０】なお、大気圧を測定しない場合であって
も、吸気通路内圧力から大気圧を推定する方法がある。
これは、例えば特開昭６１−２０５８３２号公報に示さ
れたように、図７に示した燃料制御装置で三方ソレノイ
ドバルブ９を使用しないようにした構造で、ある特別の
運転条件のときに吸気管４内の圧力を圧力センサ８によ
って測定し、その値を大気圧の近似値とするものであ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うに三方ソレノイドバルブ９を使用して圧力センサ８を
吸気管４内と大気中とに選択的に連通させる構造とした
のでは、配管構造が複雑となってエンジン室内が狭めら
れてしまう。また、三方ソレノイドバルブ９や専用配管
等によってコストが高くなってしまうという問題もあっ
た。

【００１２】さらに、大気圧の近似値を求める構造とす
ると、エンジン運転条件の制約を受けて大気圧を測定し
たいときに測定できない。このため、運転モードによっ
ては大気圧を長時間測定できなくなるという問題があっ
た。しかも、近似値であるために実際の大気圧とは誤差
があり、燃料供給量を高精度に制御することができな
い。

【００１３】本発明は上述したような問題点を解消する
ためになされたもので、異なる２つ以上の圧力（吸気管
内の圧力と大気圧）を三方ソレノイドバルブ等の付属機
器を使用することなく測定できる半導体圧力センサを得
ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る半導体
圧力センサは、シリコンチップに、凹部内とシリコンチ
ップ外とを連通する連通路を形成すると共に、ダイヤフ
ラム上面側に前記連通路を開閉するバルブを設け、この
バルブを、前記連通路に連通される開口部が形成された
固定層と、この固定層に対向し前記開口部と対向する弁
体部が形成された可動層とによって構成し、前記固定層
と可動層とに電極を互いに対向させて埋設して各電極を
直流電源に接続したものである。

【００１５】第２の発明に係る半導体圧力センサは、シ
リコンチップに、凹部内とシリコンチップ外とを連通す
る連通路を形成すると共に、ダイヤフラム上面側に前記
連通路を開閉するバルブを設け、このバルブを、シリコ
ンチップ上に可動層をシリコンチップ上面側に形成しか
つその可動層に、前記連通路のシリコンチップ側開口部
と対向する弁体部を設けて構成し、この可動層上に、シ
リコンより熱膨張係数の十分に大きい材料からなる金属
層を、絶縁層によって絶縁されたポリシリコン層を介し
て設けてそのポリシリコン層に電源を接続したものであ
る。

【００１６】

【作用】バルブによって連通路が開閉されるから、同一
シリコンチップに連通路およびバルブを複数設けてシリ
コンチップの凹部にそれらの連通路を選択的に連通させ
ることで、一つのシリコンチップで複数の圧力が測定さ
れる。

【００１７】

【実施例】実施例１．以下、第１の発明の一実施例を図
１ないし図５によって詳細に説明する。図１は第１の発
明に係る半導体圧力センサの平面図、図２は図１におけ
るII−II線断面図である。図３はシリコンチップ上にバ
ルブを形成する手法を説明するための要部拡大断面図
で、同図（ａ）は固定電極および犠牲層をシリコンチッ
プ上に形成した状態を示し、同図（ｂ）は可動電極およ
び可動膜を犠牲層上に形成した状態を示し、同図（ｃ）
は被測定圧導入用ポートを開口させた状態を示す。

【００１８】図４は第１の発明に係る半導体圧力センサ
の要部を拡大して示す断面図、図５は第１の発明に係る
半導体圧力センサが装着された自動車用燃料制御装置の
構成図である。これらの図において前記図７で説明した
ものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付
し詳細な説明は省略する。

【００１９】これらの図において、１１は第１の発明に
係る半導体圧力センサに使用するシリコンチップであ
る。このシリコンチップ１１は、その上面側の４箇所に
後述するバルブ１２〜１５が設けられており、それらの
バルブ１２〜１５に囲まれた中央部にダイヤフラム１６
が設けられている。このダイヤフラム１６を形成するに
は、シリコンチップ１１のダイヤフラム形成部分の裏面
にエッチングによって凹部１７を形成することにより行
う。

【００２０】また、このダイヤフラム１６の上面には従
来周知のブリッジ状のゲージ抵抗１８が形成されてい
る。このゲージ抵抗１８は、シリコンチップ１１の上面
側に位置するゲージ抵抗用電極１８ａ〜１８ｄに接続さ
れている。

【００２１】前記バルブ１２〜１５は概略構造を図２に
示すようにシリコンナイトライド等の絶縁体を積層して
形成されており、シリコンチップ１１の上面に固着され
た固定層１９と、この固定層１９の上方に微小間隔をお
いて対向する可動膜２０とから構成されている。そし
て、可動膜２０に下方へ向けて突出する弁体部２０ａが
設けられている。

【００２２】また、前記固定層１９と可動膜２０には固
定電極２１，可動電極２２が絶縁体および固定層１９と
可動膜２０との間の空間を介して互いに対向するように
埋設されている。固定電極２１はシリコンチップ上面側
の固定電極用パッド２３に接続され、可動電極２２はシ
リコンチップ上面側の可動電極用パッド２４に接続され
ている。前記固定電極用パッド２３と可動電極用パッド
２４との間に直流電圧を印加すると、両電極２１，２２
に静電力が作用するようになるので、両電極に印加され
る電圧の極性が異なれば可動膜２０が固定層１９に接近
し、極性が同じであれば図２に示すように離間するよう
になる。

【００２３】前記固定層１９における可動膜２０の弁体
部２０ａと対向する部分には、固定層１９および可動膜
２０によって囲まれたバルブ内空間Ａと、シリコンチッ
プ１１に形成された被測定圧導入用ポート２５とを連通
する開口部１９ａが形成されている。この開口部１９ａ
の開口寸法は、可動膜２０が固定層１９に接近したとき
に弁体部２０ａで閉塞される寸法に設定されている。

【００２４】２６はシリコンチップ１１の凹部１７内と
前記バルブ内空間Ａとを連通するための被測定圧導入用
ポートで、一端が凹部１７の側壁に開口し、他端がシリ
コンチップ１１の上面に開口している。そして、シリコ
ンチップ上面側開口は、固定層１９の開口部１９ｂを介
してバルブ内空間Ａに連通している。この被測定圧導入
用ポート２６と、前記バルブ内空間Ａと、前記被測定圧
導入用ポート１５とによって、凹部１７内とシリコンチ
ップ１１外とを連通する連通路が構成されている。すな
わち、前記バルブ１２〜１５は連通路中に配設されるこ
とになり、バルブ１２〜１５によってこの連通路が開閉
されることになる。

【００２５】上述したように構成されたシリコンチップ
１１は、図４に示すようにケース２７内に実装されて気
密封止される。このケース２７は、シリコンチップ１１
を台座２８を介して支持するステム２９と、このステム
２９上に固着されたキャップ３０とから構成されてい
る。前記台座２８は上面にシリコンチップ１１が固着さ
れ、下面がステム２９の上面に固着されている。また、
台座２８およびステム２９にはシリコンチップ１１の被
測定圧導入用ポート２５に連通する貫通孔３１，３２が
穿設されている。

【００２６】３３はステム２９の下面に固着されて前記
貫通孔３２に被測定圧を導くためのニップル、３４はス
テム２９に貫通支持されたリードで、このリードのケー
ス内端部はボンディングワイヤ３５を介してシリコンチ
ップ１１の上面側に形成された外部電極に電気的に接続
されている。なお、ニップル３３および前記貫通孔３
１，３２は、バルブ毎に設けられ、本実施例ではバルブ
の数量と同数の４つずつ設けられている。

【００２７】このように構成されたケース２７は、ステ
ム２９上に各部材を搭載した状態でそれら各搭載部材を
覆うようにキャップ３０が固着される。キャップ３０を
固着させるには、ステム２９との接合部がケース２７内
の気密を保つように行い、本実施例ではキャップ取付け
る時にケース２７内を真空状態にする。このようにケー
ス２７を上述したように組立てることによって、半導体
圧力センサ４１が完成することになる。

【００２８】すなわち、バルブ１２〜１５が開いた状態
では、ニップル３３内の通路が貫通孔３２，３１と、被
測定圧導入用ポート２５と、バルブ内空間Ａと、被測定
圧導入用ポート２６とを介してシリコンチップ１１の凹
部１７内に連通されることになる。また、バルブ１２〜
１５が閉じた状態では、被測定圧導入用ポート２５がバ
ルブ１２〜１５によって閉塞されるために上述した通路
は閉じられる。

【００２９】そして、この半導体圧力センサ４１は、図
５に示すように自動車用燃料制御装置４２に接続され
る。すなわち、４つ設けられたニップル３３のうち例え
ばバルブ１２に連通されるニップル３３が吸気連通管４
３を介して吸気管４に連通されており、バルブ１３に連
通されるニップル３３が大気連通管４４を介して大気中
に開口されている。なお、本実施例では４つあるバルブ
１２〜１５のうち２つを使用して残りは使用していな
い。また、バルブ１２，１３の開閉はコンピュータ７に
よって制御される構成とされている。

【００３０】ここで、上述したバルブ１２〜１５をシリ
コンチップ１１上に形成する手順について説明する。な
お、バルブ１２〜１５はシリコンチップをシリコンウエ
ハから分断する以前に形成する。

【００３１】先ず、図３（ａ）に示すように、シリコン
ウエハ１１ａの表裏両面にシリコンナイトライドを使用
した）の層を堆積させ、上面側に位置するシリコンナイ
トライド層の上に金属層を形成する。そして、その金属
層をリソグラフィー技術によって所定形状にパターン化
して固定電極２１を形成し、その固定電極２１の上にシ
リコンナイトライドをパッシベートして固定層１９を形
成する。

【００３２】次に、前記固定層１９およびシリコンウエ
ハ１１ａ裏面側のシリコンナイトライド層に被測定圧導
入用ポートを形成するための開口部１９ａ，１９ｂおよ
び４５，４６を形成する。これらの開口部はシリコンナ
イトライドをプラズマエッチングして形成される。

【００３３】このように開口部１９ａ，１９ｂおよび４
５，４６を形成した後、固定層１９上に犠牲層４７を堆
積させ、その犠牲層４７をバルブ内空間Ａの形状にパタ
ーン化する。そして、図３（ｂ）に示すように、犠牲層
４７上にシリコンナイトライドを堆積させ、次いで金属
層を形成する。この金属層を固定電極２１と同様にして
所定形状にパターン化して可動電極２２を形成する。

【００３４】その後、可動電極２２上にシリコンナイト
ライドをパッシベートして可動膜２０を形成する。な
お、可動膜２０の厚みは本実施例では約１ミクロンメー
タである。可動膜２０を形成した後、シリコンナイトラ
イド層にシリコンウエハ１１ａ上面側からプラズマエッ
チングを施してパッド孔４８，４９を開口させ、そのパ
ッド孔４８，４９に金属を堆積させて固定電極用パッド
２３と可動電極用パッド２４を形成する。なお、図３
（ｂ）に示すパッド２３，２４は、説明を容易にするた
めに図１に示した正規の位置とはずらして配設してあ
る。

【００３５】このようにパッド２３，２４を形成した
後、図３（ｃ）に示すように、シリコンウエハ１１ａを
裏面側から例えばＫＯＨでエッチングして被測定圧導入
用ポート２５，２６およびダイヤフラム形成用凹部１７
を形成する。そして、被測定圧導入用ポート２５，２６
から犠牲層４７を除去する。このときは、選択性エッチ
ングによって行う。犠牲層４７が除去されることによっ
て、固定層１９と可動膜２０との間にバルブ内空間Ａが
形成され、バルブ１２〜１５が完成することになる。上
述したようにバルブ１２〜１５およびダイヤフラム１６
が形成された後、シリコンチップ１１をシリコンウエハ
１１ａから個々に分断する。

【００３６】次に、上述したように構成されたバルブ１
２〜１５を備えた半導体圧力センサ４１の動作について
説明する。バルブ１２〜１５は、固定電極用パッド２３
と可動電極用パッド２４との間に直流の電圧を印加する
ことによって作動する。例えば、固定電極用パッド２３
に＋１０Ｖを印加させると共に、可動電極用パッド２４
には電圧を印加させないようにすると、固定電極２１と
可動電極２２との間に電位差が生じ、静電力によって可
動電極２２が固定電極２１に引きつけられる。

【００３７】静電力は、下記の式に示すように、物体表
面に蓄積された電荷量（Ｑ₁，Ｑ₂‥２枚の電極の間の電
圧と面積に比例する。）に比例し、その電極間の距離の
２乗に反比例する。静電力Ｆ＝（Ｑ₁・Ｑ₂）／（４π・ε₀・Ｒ²）＝〔ε₀
・Ｓ／２Ｒ²〕・Ｖ² ここで、ε₀は真空の誘電率、Ｒは両電極間の距離、Ｓ
は電極の表面積、Ｖは印加電圧を示す。本発明に係るバ
ルブ１２〜１５は固定電極２１と可動電極２２との距離
Ｒがきわめて短く、それに較べると表面積Ｓが大きいた
め、大きな力を発生することができる。そして、前記式
に示したように、Ｑ₁，Ｑ₂を正電位または負電位とする
ことによって、両電極どうしが引き合ったり、反発し合
ったりすることが分かる。

【００３８】すなわち、固定電極用パッド２３と可動電
極用パッド２４とにそれぞれ極性の異なる電圧を印加す
ることによって、可動膜２０が固定層１９に引きつけら
れ、弁体部２０ａが開口部１９ａを塞ぐことになる。こ
のようにバルブ１２〜１５が閉動作することによって被
測定圧導入用ポート２５が閉じられ、ニップル３３と凹
部１７内とを連通する通路が閉塞されることになる。

【００３９】また、固定電極用パッド２３と可動電極用
パッド２４とに同電位（例えばどちらも＋１０Ｖ）を印
加すると、固定電極２１と可動電極２２とに反発力が作
用して可動膜２０が固定層１９から離れるようになる。
このときには、ニップル３３内の通路が貫通孔３２，３
１、被測定圧導入用ポート２５、バルブ内空間Ａおよび
被測定圧導入用ポート２６を介して凹部１７内に連通さ
れることになる。すなわち、ダイヤフラム１６がニップ
ル３３内に導入される圧力に応じて歪み、ゲージ抵抗１
８が変化して導入圧力が測定される。

【００４０】したがって、吸気通路に連通されたバルブ
１２を開動作せると共に、大気に連通されたバルブ１３
を閉動作させることによって吸気通路内を測定すること
ができる。また、バルブ１２を閉動作させると共に、バ
ルブ１３を開動作させることによって大気圧を測定する
ことができる。なお、４つのバルブのうち残りの２つの
バルブ１４，１５は固定電極用パッド２３，可動電極用
パッド２４に差電位を印加させて両者とも閉動作させて
おく。

【００４１】なお、本実施例ではバルブを４個形成した
例を示したが、その数量は適宜変更することができる。

【００４２】実施例２．次に、第２の発明に係る半導体
圧力センサを図６によって説明する。第２の発明に係る
半導体圧力センサは、シリコンチップ１１に形成される
バルブを熱によって駆動する構造としたものである。

【００４３】図６は第２の発明に係る半導体圧力センサ
に使用するシリコンチップの要部を拡大して示す断面図
である。同図において前記図１ないし図４で説明したも
のと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し
詳細な説明は省略する。

【００４４】図６において、５１はシリコンウエハ１１
ａ上に形成されたＰ⁺ シリコン層（以下、単にシリコン
層５１という）で、このシリコン層５１はシリコンウエ
ハ１１ａとの間にバルブ内空間Ａが形成されている。ま
た、バルブ内空間Ａの上壁となる部分には、シリコンウ
エハ１１ａに穿設された被測定圧力導入用ポート２５と
対向する弁体部５２が設けられている。このシリコン層
５１が本実施例での可動膜（バルブ弁体）として機能す
る。

【００４５】５３は前記シリコン層５１上に絶縁層５４
を介して形成されたポリシリコン層で、このポリシリコ
ン層５３は、シリコンウエハ１１ａの上面側に位置する
電極パッド（図示せず）に電気的に接続されている。ま
た、このポリシリコン層５３上には前記絶縁層５４と一
体の絶縁層を介して金層５５が形成されている。前記絶
縁層５４の材料としては本実施例ではＳｉ₃Ｎ₄を使用し
た。

【００４６】前記金層５５はポリシリコン層５３を上方
から覆うように形成されており、ポリシリコン層５３の
凹凸部分に係合するように形成されている。また、金層
５５の形成位置は前記バルブ内空間Ａの丁度真上となる
位置に設定されている。

【００４７】すなわち、シリコンウエハ１１ａ（シリコ
ンチップ），シリコン層５１，ポリシリコン層５３，絶
縁層５４および金層５５等によってバルブ５６が構成さ
れることになる。

【００４８】ここで、上述したバルブ５６を形成する手
法について説明する。先ず、シリコンウエハ１１ａの上
面にバルブ内空間Ａと同じ形状に犠牲層（図示せず）を
形成し、その犠牲層上にＰ⁺ シリコン層５１を堆積させ
る。その後、シリコンウエハ１１ａの表裏両面に絶縁層
５４を成膜させ、さらに、上面側の絶縁層５４上にポリ
シリコン層５３を堆積させる。そのポリシリコン層５３
を所定形状にパターン化した後、そのポリシリコン層５
３を覆うように絶縁層５４を形成する。

【００４９】絶縁層５４を堆積させた後、その上に金層
５５を形成し、さらに、シリコンウエハ１１ａを裏面側
からＫＯＨによってエッチングして被測定圧導入用ポー
ト２５，２６を形成する。このときにダイヤフラム（図
示せず）をも形成する。その後、被測定圧導入用ポート
２５，２６から前記犠牲層を選択性エッチングによって
除去する。このように犠牲層を除去することによって、
バルブ内空間Ａが形成されることになる。

【００５０】上述したように構成されたバルブ５６は、
ポリシリコン層５３を抵抗体として使用して動作され
る。すなわち、ポリシリコン層５３に通電すると、それ
が発熱してシリコン層５１や金層５５を加熱するように
なる。金はシリコンより熱膨張係数が５倍大きいため、
前記加熱によって金層５５がシリコン層５１より大きく
熱膨張する。

【００５１】金層５５の伸び量がシリコン層５１より大
きくなると、シリコン層５１は弁体部５２が下がるよう
に撓むようになる。すなわち、前記伸び量が大きくなる
と弁体部５２が被測定圧力導入用ポート２５の上側開口
部を閉塞するようになり、被測定圧力導入用ポート２５
からバルブ内空間Ａを介して被測定圧導入用ポート２６
へ至る通路が閉ざされることになる。

【００５２】また、ポリシリコン層５３への通電を絶っ
てシリコン層５１，金層５５が冷えると、熱膨張による
伸びの差が小さくなって図６に示したように前記通路が
開くようになる。

【００５３】したがって、このバルブ５６ではポリシリ
コン層５３への通電を制御することによって開閉するこ
とになる。このように構成されたバルブ５６を使用して
も前記実施例と同様の効果が得られる。なお、本実施例
では金とシリコンとの熱膨張係数の違いを利用したが、
金以外の材料を使用することもできる。金以外の材料と
しては、シリコンより熱膨張係数が十分に大きいもので
あればどのようなものでもよい。

【００５４】実施例３．また、本発明に係る半導体圧力
センサは、上述した各実施例で示したようにエンジンの
吸気通路内の圧力を測定する以外に、例えば、２系統の
水圧や複数系統の油圧を測定する装置にも適用すること
もできる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係る半
導体圧力センサは、シリコンチップに、凹部内とシリコ
ンチップ外とを連通する連通路を形成すると共に、ダイ
ヤフラム上面側に前記連通路を開閉するバルブを設け、
このバルブを、前記連通路に連通される開口部が形成さ
れた固定層と、この固定層に対向し前記開口部と対向す
る弁体部が形成された可動層とによって構成し、前記固
定層と可動層とに電極を互いに対向させて埋設して各電
極を直流電源に接続したものであり、第２の発明に係る
半導体圧力センサは、シリコンチップに、凹部内とシリ
コンチップ外とを連通する連通路を形成すると共に、ダ
イヤフラム上面側に前記連通路を開閉するバルブを設
け、このバルブを、シリコンチップ上に可動層をシリコ
ンチップ上面側に形成しかつその可動層に、前記連通路
のシリコンチップ側開口部と対向する弁体部を設けて構
成し、この可動層上に、シリコンより熱膨張係数の十分
に大きい材料からなる金属層を、絶縁層によって絶縁さ
れたポリシリコン層を介して設けてそのポリシリコン層
に電源を接続したものであるため、バルブによって連通
路が開閉されるから、同一シリコンチップに連通路およ
びバルブを複数設けてシリコンチップの凹部にそれらの
連通路を選択的に連通させることで、一つのシリコンチ
ップで複数の圧力が測定される。

【００５６】したがって、三方ソレノイドバルブを使用
せずに複数の圧力を測定でき、自動車の燃料制御装置に
装着した場合にはその装置をコンパクトに形成すること
ができる。また、半導体圧力センサ以外にバルブ部材等
が不要であるので、部品点数が減ってコストダウンを図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明に係る半導体圧力センサの平面図で
ある。

【図２】図１におけるII−II線断面図である。

【図３】シリコンチップ上にバルブを形成する手法を説
明するための要部拡大断面図で、同図（ａ）は固定電極
および犠牲層をシリコンチップ上に形成した状態を示
し、同図（ｂ）は可動電極および可動膜を犠牲層上に形
成した状態を示し、同図（ｃ）は被測定圧導入用ポート
を開口させた状態を示す。

【図４】第１の発明に係る半導体圧力センサの要部を拡
大して示す断面図である。

【図５】第１の発明に係る半導体圧力センサが装着され
た自動車用燃料制御装置の構成図である。

【図６】第２の発明に係る半導体圧力センサに使用する
シリコンチップの要部を拡大して示す断面図である。

【図７】従来の半導体圧力センサを使用した自動車用燃
料制御装置の構成図である。

【符号の説明】

１１シリコンチップ１２バルブ１３バルブ１４バルブ１５バルブ１６ダイヤフラム１７凹部１９固定層２０可動膜２１固定電極２２可動電極２５被測定圧導入用ポート２６被測定圧導入用ポート５１シリコン層５３ポリシリコン層５４絶縁層５５金層５６バルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコンチップに凹部を形成してダイヤ
フラムが設けられた半導体圧力センサにおいて、前記シ
リコンチップに、前記凹部とダイヤフラム上面側とに開
口して凹部内とシリコンチップ外とを連通する連通路を
形成すると共に、ダイヤフラム上面側に前記連通路を開
閉するバルブを設けてなり、このバルブを、前記連通路
に連通される開口部が形成されシリコンチップに固着さ
れた固定層と、この固定層に微小間隔をおいて対向し前
記開口部と対向する弁体部が形成された可動層とによっ
て構成し、前記固定層と可動層とに電極を互いに対向さ
せて埋設し、各電極を直流電源に接続したことを特徴と
する半導体圧力センサ。
【請求項２】シリコンチップに凹部を形成してダイヤ
フラムが設けられた半導体圧力センサにおいて、前記シ
リコンチップに、前記凹部とダイヤフラム上面側とに開
口して凹部内とシリコンチップ外とを連通する連通路を
形成すると共に、ダイヤフラム上面側に前記連通路を開
閉するバルブを設けてなり、このバルブを、シリコンチ
ップ上に可動層をシリコンチップ上面とは微小間隔おい
て形成し、かつその可動層に、前記連通路に連通された
シリコンチップ側開口部と対向する弁体部を設けて構成
し、この可動層上に、シリコンより熱膨張係数の十分に
大きい材料からなる金属層を、絶縁層によって絶縁され
たポリシリコン層を介して設け、そのポリシリコン層に
電源を接続したことを特徴とする半導体圧力センサ。