JPH0755619A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPH0755619A JPH0755619A JP21694193A JP21694193A JPH0755619A JP H0755619 A JPH0755619 A JP H0755619A JP 21694193 A JP21694193 A JP 21694193A JP 21694193 A JP21694193 A JP 21694193A JP H0755619 A JPH0755619 A JP H0755619A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属配線の形状、方向を工夫することにより
金属配線による影響をなくすことができ、検出精度を向
上させる。 【構成】 半導体基板１の表面でダイヤフラム２の外側
に４つの拡散リード２０を周方向に略等間隔をおいて形
成して隣接する半径方向の差圧検出用ゲージ３Ａと円周
方向の差圧検出用ゲージ３Ｂとを互いに接続する。ま
た、これらの拡散リード２０にアルミニウムの蒸着によ
って形成された金属配線２１の一端をそれぞれ接続す
る。拡散リード２０は、コ字状で、リード本体２０ａが
差圧検出用ゲージ３Ａ，３Ｂの拡散抵抗層３ａに対して
略４５°で交差するよう形成され、両端が隣接するセン
サ３Ａ，３Ｂの拡散抵抗層３ａにそれぞれ接続されてい
る。金属配線２１は、隣接する差圧検出用ゲージ３Ａ，
３Ｂの拡散抵抗層３ａ，３ａから略等距離になるよう半
導体基板１の対角線方向に形成され、一端が拡散リード
２０のリード本体２０ａの中央に接続される。
金属配線による影響をなくすことができ、検出精度を向
上させる。 【構成】 半導体基板１の表面でダイヤフラム２の外側
に４つの拡散リード２０を周方向に略等間隔をおいて形
成して隣接する半径方向の差圧検出用ゲージ３Ａと円周
方向の差圧検出用ゲージ３Ｂとを互いに接続する。ま
た、これらの拡散リード２０にアルミニウムの蒸着によ
って形成された金属配線２１の一端をそれぞれ接続す
る。拡散リード２０は、コ字状で、リード本体２０ａが
差圧検出用ゲージ３Ａ，３Ｂの拡散抵抗層３ａに対して
略４５°で交差するよう形成され、両端が隣接するセン
サ３Ａ，３Ｂの拡散抵抗層３ａにそれぞれ接続されてい
る。金属配線２１は、隣接する差圧検出用ゲージ３Ａ，
３Ｂの拡散抵抗層３ａ，３ａから略等距離になるよう半
導体基板１の対角線方向に形成され、一端が拡散リード
２０のリード本体２０ａの中央に接続される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は差圧あるいは圧力を検出
する半導体圧力センサに関する。
する半導体圧力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の半導体圧力センサとして
はＳｉ（シリコン）半導体ダイヤフラムを利用したもの
が知られている。このＳｉダイヤフラム型半導体圧力セ
ンサは、半導体単結晶からなる基板（以下半導体基板と
いう）の表面に不純物の拡散もしくはイオン打ち込み技
術によりピエゾ抵抗領域として作用する拡散抵抗層を形
成すると共に、Ａｌの蒸着等により金属配線を形成し、
裏面の一部をエッチングによって除去することにより厚
さ２０μｍ〜５０μｍ程度の薄肉部、すなわちダイヤフ
ラムを形成して構成したもので、ダイヤフラムの表裏面
に測定圧力をそれぞれ加えると、ダイヤフラムの変形に
伴い拡散抵抗層の比抵抗が変化し、この時の抵抗変化に
伴う出力電圧を検出し、差圧または圧力を測定するもの
である。
はＳｉ（シリコン）半導体ダイヤフラムを利用したもの
が知られている。このＳｉダイヤフラム型半導体圧力セ
ンサは、半導体単結晶からなる基板（以下半導体基板と
いう）の表面に不純物の拡散もしくはイオン打ち込み技
術によりピエゾ抵抗領域として作用する拡散抵抗層を形
成すると共に、Ａｌの蒸着等により金属配線を形成し、
裏面の一部をエッチングによって除去することにより厚
さ２０μｍ〜５０μｍ程度の薄肉部、すなわちダイヤフ
ラムを形成して構成したもので、ダイヤフラムの表裏面
に測定圧力をそれぞれ加えると、ダイヤフラムの変形に
伴い拡散抵抗層の比抵抗が変化し、この時の抵抗変化に
伴う出力電圧を検出し、差圧または圧力を測定するもの
である。
【０００３】図２および図３はこのような半導体圧力セ
ンサの従来例を示す平面図および断面図で、半導体基板
１は（１００）面のｎ型単結晶Ｓｉからなり、エッチン
グによりその裏面中央部を除去されることにより差圧ま
たは圧力に感応する薄肉円板状の感圧ダイヤフラム２を
備え、またこのダイヤフラム２の表面側にピエゾ領域と
して作用し差圧または圧力を検出する４つの差圧検出用
ゲージ３（３Ａ，３Ｂ）が設けられ、バックプレート４
上に静電接合されている。バックプレート４は、半導体
基板１と熱膨張係数が近似したパイレックスガラス、セ
ラミックス等によって形成され、中央には前記半導体基
板１の裏面に形成された凹陥部５を介してダイヤフラム
２の裏面側に測定すべき圧力Ｐ1 ，Ｐ2 のうちの一方
（Ｐ1 ）を導く貫通孔６が形成されている。
ンサの従来例を示す平面図および断面図で、半導体基板
１は（１００）面のｎ型単結晶Ｓｉからなり、エッチン
グによりその裏面中央部を除去されることにより差圧ま
たは圧力に感応する薄肉円板状の感圧ダイヤフラム２を
備え、またこのダイヤフラム２の表面側にピエゾ領域と
して作用し差圧または圧力を検出する４つの差圧検出用
ゲージ３（３Ａ，３Ｂ）が設けられ、バックプレート４
上に静電接合されている。バックプレート４は、半導体
基板１と熱膨張係数が近似したパイレックスガラス、セ
ラミックス等によって形成され、中央には前記半導体基
板１の裏面に形成された凹陥部５を介してダイヤフラム
２の裏面側に測定すべき圧力Ｐ1 ，Ｐ2 のうちの一方
（Ｐ1 ）を導く貫通孔６が形成されている。
【０００４】前記差圧検出用ゲージ３は、前記感圧ダイ
ヤフラム２の表面で差圧または圧力の印加時にダイヤフ
ラム２に発生する半径方向と周方向の応力が最大となる
周縁部寄りに拡散またはイオン打ち込み法によって周方
向に等間隔をおいて形成されており、ホイールストーン
ブリッジに結線されることでダイヤフラム２の表裏面に
加えられた測定すべき圧力Ｐ1 ，Ｐ2 の差圧信号を差動
的に出力する。測定差圧または圧力はそれぞれ最大１４
０Ｋｇｆ／ｃｍ2 ，４２０Ｋｇｆ／ｃｍ2 程度である。
また、４つの差圧検出用ゲージ３のうち半径方向の２つ
の差圧検出用ゲージ３Ａは、折り返しゲージを形成する
ことで、低濃度（１０19 個／ｃｍ3 ）で所定のシート
抵抗を有し、結晶面方位（１００）においてピエゾ抵抗
係数が最大となる＜１１０＞の結晶軸方向と平行な２つ
のゲージ部、すなわち拡散抵抗層３ａ，３ａと、これら
拡散抵抗層３ａ，３ａの一端を互いに連結する連結部３
ｂと、拡散抵抗層３ａ，３ａの他端にそれぞれ接続され
た２つの拡散リード３ｃ，３ｃとからなり、連結部３ｂ
と拡散リード３ｃ，３ｃが拡散抵抗層３ａ，３ａに対す
るこれらの影響を除くため一般に高濃度（１０21 個／
ｃｍ3 ）の導電型（ｐ+ 型）半導体物質領域を形成し
ている。一方、接線方向の２つの差圧検出用ゲージ３Ｂ
は、折り返しゲージを形成せず、低濃度（１０19 個／
ｃｍ3 ）で所定のシート抵抗を有し、結晶面方位（１
００）においてピエゾ抵抗係数が最大となる＜１１０＞
の結晶軸方向と平行な１つのゲージ部、すなわち拡散抵
抗層３ａと、拡散抵抗層３ａの端部にそれぞれ接続され
た高濃度（１０21 個／ｃｍ3 ）の導電型（ｐ+ 型）半
導体物質領域を形成する２つの拡散リード３ｃ，３ｃと
で構成されている。そして、これら差圧検出用ゲージ３
Ａ，３Ｂの拡散リード３ｃ，３ｃは、蒸着によって形成
されたアルミニウムからなる金属配線７ａ，７ｂを介し
て外部リード線（図示せず）に接続されている。金属配
線７ａ，７ｂの材質としてアルミニウムを使用する理由
は、アルミニウムが半導体基板１表面（ＳｉＯ2 ）に対
して密着性がよいことによる。
ヤフラム２の表面で差圧または圧力の印加時にダイヤフ
ラム２に発生する半径方向と周方向の応力が最大となる
周縁部寄りに拡散またはイオン打ち込み法によって周方
向に等間隔をおいて形成されており、ホイールストーン
ブリッジに結線されることでダイヤフラム２の表裏面に
加えられた測定すべき圧力Ｐ1 ，Ｐ2 の差圧信号を差動
的に出力する。測定差圧または圧力はそれぞれ最大１４
０Ｋｇｆ／ｃｍ2 ，４２０Ｋｇｆ／ｃｍ2 程度である。
また、４つの差圧検出用ゲージ３のうち半径方向の２つ
の差圧検出用ゲージ３Ａは、折り返しゲージを形成する
ことで、低濃度（１０19 個／ｃｍ3 ）で所定のシート
抵抗を有し、結晶面方位（１００）においてピエゾ抵抗
係数が最大となる＜１１０＞の結晶軸方向と平行な２つ
のゲージ部、すなわち拡散抵抗層３ａ，３ａと、これら
拡散抵抗層３ａ，３ａの一端を互いに連結する連結部３
ｂと、拡散抵抗層３ａ，３ａの他端にそれぞれ接続され
た２つの拡散リード３ｃ，３ｃとからなり、連結部３ｂ
と拡散リード３ｃ，３ｃが拡散抵抗層３ａ，３ａに対す
るこれらの影響を除くため一般に高濃度（１０21 個／
ｃｍ3 ）の導電型（ｐ+ 型）半導体物質領域を形成し
ている。一方、接線方向の２つの差圧検出用ゲージ３Ｂ
は、折り返しゲージを形成せず、低濃度（１０19 個／
ｃｍ3 ）で所定のシート抵抗を有し、結晶面方位（１
００）においてピエゾ抵抗係数が最大となる＜１１０＞
の結晶軸方向と平行な１つのゲージ部、すなわち拡散抵
抗層３ａと、拡散抵抗層３ａの端部にそれぞれ接続され
た高濃度（１０21 個／ｃｍ3 ）の導電型（ｐ+ 型）半
導体物質領域を形成する２つの拡散リード３ｃ，３ｃと
で構成されている。そして、これら差圧検出用ゲージ３
Ａ，３Ｂの拡散リード３ｃ，３ｃは、蒸着によって形成
されたアルミニウムからなる金属配線７ａ，７ｂを介し
て外部リード線（図示せず）に接続されている。金属配
線７ａ，７ｂの材質としてアルミニウムを使用する理由
は、アルミニウムが半導体基板１表面（ＳｉＯ2 ）に対
して密着性がよいことによる。
【０００５】差圧検出用ゲージ３のピエゾ抵抗係数はｐ
型，ｎ型共に半導体基板１への不純物のドーピング量が
多くなるにつれて低下する。このため、差圧検出用ゲー
ジ３の比抵抗の変化率を大きくして、圧力に対する感度
を上げ大きな出力電圧を得るには不純物濃度を低く設定
する。また、ピエゾ抵抗係数は、ｐ型とｎ型で異なり、
ｐ型の方がより大きく、このためｎ型半導体上にｐ型抵
抗層を設けるのが一般的である。
型，ｎ型共に半導体基板１への不純物のドーピング量が
多くなるにつれて低下する。このため、差圧検出用ゲー
ジ３の比抵抗の変化率を大きくして、圧力に対する感度
を上げ大きな出力電圧を得るには不純物濃度を低く設定
する。また、ピエゾ抵抗係数は、ｐ型とｎ型で異なり、
ｐ型の方がより大きく、このためｎ型半導体上にｐ型抵
抗層を設けるのが一般的である。
【０００６】差圧検出用ゲージ３の出力電圧は、ダイヤ
フラム２の形状、肉厚、差圧検出用ゲージ３の形成位
置、ゲージ自体の向き等によっても異なる。例えば、向
きについていえば、結晶面方位（００１）のＳｉ上にゲ
ージを設ける場合、ピエゾ抵抗係数が最大になる向きは
＜１１０＞の結晶軸方向であるため、この方向に差圧検
出用ゲージ３を形成することが望ましい。
フラム２の形状、肉厚、差圧検出用ゲージ３の形成位
置、ゲージ自体の向き等によっても異なる。例えば、向
きについていえば、結晶面方位（００１）のＳｉ上にゲ
ージを設ける場合、ピエゾ抵抗係数が最大になる向きは
＜１１０＞の結晶軸方向であるため、この方向に差圧検
出用ゲージ３を形成することが望ましい。
【０００７】なお、図２において８は差圧信号取出し用
端子部、９は差圧検出用電源端子部である。
端子部、９は差圧検出用電源端子部である。
【０００８】図４はダイヤフラム上の応力分布を示す図
で、縦軸は半径方向の応力σr と円周方向の応力σθ、
横軸はダイヤフラム中心からの距離である。差圧検出用
ゲージ３の出力電圧は応力の差｜σr −σθ｜に比例す
る。図から明らかなように円周付近ではこの差が最も大
きく、このためゲージ３をダイヤフラム２の周辺部に形
成している。
で、縦軸は半径方向の応力σr と円周方向の応力σθ、
横軸はダイヤフラム中心からの距離である。差圧検出用
ゲージ３の出力電圧は応力の差｜σr −σθ｜に比例す
る。図から明らかなように円周付近ではこの差が最も大
きく、このためゲージ３をダイヤフラム２の周辺部に形
成している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の半導体
圧力センサにおいて、アルミ製の金属配線７ａ，７ｂは
半導体基板１に対する密着性が良好である反面、熱膨張
係数（１７×１０-6／Ｃ°）が半導体基板１の熱膨張係
数（３×１０-6／Ｃ°）に比べて大きいため、金属配線
７ａ，７ｂの変形が半導体基板１を介して拡散抵抗層３
ａに影響を及ぼすという問題があった。すなわち、金属
配線７ａ，７ｂが周囲温度の変化によって変形すると、
この時の応力により半導体基板１全体が歪み、拡散抵抗
層３ａの比抵抗を変化させる。したがって、センサとし
ての検出精度が低下する。この場合、金属配線７ａ，７
ｂは、図２に示すように通常半導体基板１の外周縁と略
平行になるようにそれぞれ形成されているため、例えば
半径方向の２つの差圧検出用ゲージ３Ａについて見れ
ば、当該ゲージの金属配線７ａが伸縮するとと、主とし
てその長手方向の応力σ1 が半導体基板１を介して拡散
抵抗層３ａに加わる。この長手方向の応力σ1 は、半径
方向の差圧検出用ゲージ３Ａの拡散抵抗層３ａに対して
は円周方向の応力とみなすことができる。またこの時、
円周方向の２つの差圧検出用ゲージ３Ｂの金属配線７ｂ
も伸縮するため、主としてその長手方向の応力σ2 が半
導体基板１を介して前記半径方向の差圧検出用ゲージ３
Ａの拡散抵抗層３ａに加わる。この長手方向の応力σ2
は、半径方向の差圧検出用ゲージ３Ａの拡散抵抗層３ａ
に対しては径方向の応力とみなすことができる。そして
これら応力σ1 ，σ2 は互いに直交するため、互いに打
ち消し合うことはない。この結果、圧力Ｐ1 ，Ｐ2 によ
る応力の差｜σr −σθ｜が変化し、正確な差圧測定が
できなくなる。なお、円周方向の差圧検出用ゲージ３Ｂ
についても同様のことが云える。
圧力センサにおいて、アルミ製の金属配線７ａ，７ｂは
半導体基板１に対する密着性が良好である反面、熱膨張
係数（１７×１０-6／Ｃ°）が半導体基板１の熱膨張係
数（３×１０-6／Ｃ°）に比べて大きいため、金属配線
７ａ，７ｂの変形が半導体基板１を介して拡散抵抗層３
ａに影響を及ぼすという問題があった。すなわち、金属
配線７ａ，７ｂが周囲温度の変化によって変形すると、
この時の応力により半導体基板１全体が歪み、拡散抵抗
層３ａの比抵抗を変化させる。したがって、センサとし
ての検出精度が低下する。この場合、金属配線７ａ，７
ｂは、図２に示すように通常半導体基板１の外周縁と略
平行になるようにそれぞれ形成されているため、例えば
半径方向の２つの差圧検出用ゲージ３Ａについて見れ
ば、当該ゲージの金属配線７ａが伸縮するとと、主とし
てその長手方向の応力σ1 が半導体基板１を介して拡散
抵抗層３ａに加わる。この長手方向の応力σ1 は、半径
方向の差圧検出用ゲージ３Ａの拡散抵抗層３ａに対して
は円周方向の応力とみなすことができる。またこの時、
円周方向の２つの差圧検出用ゲージ３Ｂの金属配線７ｂ
も伸縮するため、主としてその長手方向の応力σ2 が半
導体基板１を介して前記半径方向の差圧検出用ゲージ３
Ａの拡散抵抗層３ａに加わる。この長手方向の応力σ2
は、半径方向の差圧検出用ゲージ３Ａの拡散抵抗層３ａ
に対しては径方向の応力とみなすことができる。そして
これら応力σ1 ，σ2 は互いに直交するため、互いに打
ち消し合うことはない。この結果、圧力Ｐ1 ，Ｐ2 によ
る応力の差｜σr −σθ｜が変化し、正確な差圧測定が
できなくなる。なお、円周方向の差圧検出用ゲージ３Ｂ
についても同様のことが云える。
【００１０】本発明は上記したような従来の問題点に鑑
みてなされたもので、金属配線の形状、方向を工夫する
ことにより金属配線による影響をなくすことができ、検
出精度を向上させるようにした半導体圧力センサを提供
することにある。
みてなされたもので、金属配線の形状、方向を工夫する
ことにより金属配線による影響をなくすことができ、検
出精度を向上させるようにした半導体圧力センサを提供
することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
本発明は、半導体単結晶からなる基板に凹陥部を形成す
ることにより円形の薄肉部を形成し、この薄肉部の主面
略同一円周上に４つの拡散抵抗層を等間隔をおいてかつ
交互に径方向および円周方向に向けて形成形成し、これ
らの拡散抵抗層に接続された拡散リードに金属配線の一
端を接続した半導体圧力センサにおいて、前記金属配線
を隣接する拡散抵抗層から略等距離位置で拡散リードに
接続すると共に、各拡散抵抗層に対して略４５°方向に
形成したものである。
本発明は、半導体単結晶からなる基板に凹陥部を形成す
ることにより円形の薄肉部を形成し、この薄肉部の主面
略同一円周上に４つの拡散抵抗層を等間隔をおいてかつ
交互に径方向および円周方向に向けて形成形成し、これ
らの拡散抵抗層に接続された拡散リードに金属配線の一
端を接続した半導体圧力センサにおいて、前記金属配線
を隣接する拡散抵抗層から略等距離位置で拡散リードに
接続すると共に、各拡散抵抗層に対して略４５°方向に
形成したものである。
【００１２】
【作用】金属配線の伸縮による応力は半導体基板を介し
て各差圧検出用ゲージの拡散抵抗層に加わる。金属配線
は拡散抵抗層に対して４５°方向に形成されているの
で、金属配線の伸縮により生じる応力は、半導体基板の
対角線方向において反対向きで互いに相殺され、拡散抵
抗層に影響を及ぼさない。
て各差圧検出用ゲージの拡散抵抗層に加わる。金属配線
は拡散抵抗層に対して４５°方向に形成されているの
で、金属配線の伸縮により生じる応力は、半導体基板の
対角線方向において反対向きで互いに相殺され、拡散抵
抗層に影響を及ぼさない。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明に係る半導体圧力センサ
の一実施例を示す平面図である。なお、図２および図３
と同一構成部材のものに対しては同一符号をもって示
し、その説明を省略する。本実施例は半導体基板１の表
面でダイヤフラム２の外側に４つの拡散リード２０を周
方向に略等間隔をおいて形成し両端を隣接する２つの差
圧検出用ゲージ３Ａ，３Ｂの拡散抵抗層３ａに接続する
と共に、金属配線２１を半導体基板１の対角線方向に形
成してその一端を拡散リード線２０にそれぞれ接続した
ものである。
詳細に説明する。図１は本発明に係る半導体圧力センサ
の一実施例を示す平面図である。なお、図２および図３
と同一構成部材のものに対しては同一符号をもって示
し、その説明を省略する。本実施例は半導体基板１の表
面でダイヤフラム２の外側に４つの拡散リード２０を周
方向に略等間隔をおいて形成し両端を隣接する２つの差
圧検出用ゲージ３Ａ，３Ｂの拡散抵抗層３ａに接続する
と共に、金属配線２１を半導体基板１の対角線方向に形
成してその一端を拡散リード線２０にそれぞれ接続した
ものである。
【００１４】拡散リード２０は、コ字状に形成されるこ
とによりリード本体２０ａと、リード本体２０ａの両端
にダイヤフラム２側に略直角に折り曲げ形成された接続
端部２０ｂ，２０ｃとからなり、リード本体２０ａが半
径方向の差圧検出用ゲージ３Ａと円周方向の差圧検出用
ゲージ３Ｂの拡散抵抗層３ａの双方に対して略４５°傾
斜しており、一方の接続端部２０ｂが半径方向の差圧検
出用ゲージ３Ａの一方の拡散抵抗層３ａの一端に接続さ
れ、他方の接続端部２０ｃが隣接する円周方向の差圧検
出用ゲージ３Ｂの拡散抵抗層３ａの一端に接続されてい
る。
とによりリード本体２０ａと、リード本体２０ａの両端
にダイヤフラム２側に略直角に折り曲げ形成された接続
端部２０ｂ，２０ｃとからなり、リード本体２０ａが半
径方向の差圧検出用ゲージ３Ａと円周方向の差圧検出用
ゲージ３Ｂの拡散抵抗層３ａの双方に対して略４５°傾
斜しており、一方の接続端部２０ｂが半径方向の差圧検
出用ゲージ３Ａの一方の拡散抵抗層３ａの一端に接続さ
れ、他方の接続端部２０ｃが隣接する円周方向の差圧検
出用ゲージ３Ｂの拡散抵抗層３ａの一端に接続されてい
る。
【００１５】前記金属配線２１は、リード本体２０ａと
略直交するよう半導体基板１の対角線方向に長く形成さ
れており、一端が隣接する差圧検出用ゲージ３Ａ，３Ｂ
の拡散抵抗層３ａ，３ａに対して略等距離になるようリ
ード本体２０ａの長手方向中央に接続されており、他端
が外部リード線（図示せず）に接続されている。したが
って、金属配線２１は全ての差圧検出用ゲージ３の拡散
抵抗層３ａに対して略４５°傾斜している。
略直交するよう半導体基板１の対角線方向に長く形成さ
れており、一端が隣接する差圧検出用ゲージ３Ａ，３Ｂ
の拡散抵抗層３ａ，３ａに対して略等距離になるようリ
ード本体２０ａの長手方向中央に接続されており、他端
が外部リード線（図示せず）に接続されている。したが
って、金属配線２１は全ての差圧検出用ゲージ３の拡散
抵抗層３ａに対して略４５°傾斜している。
【００１６】なお、本実施例においては円周方向の差圧
検出用ゲージ３Ｂの拡散抵抗層を、半径方向の差圧検出
用ゲージ３Ａと同様、長手方向に２分割された２つの拡
散抵抗層３ａ，３ａとし、これらを連結部３ｂで連結し
た構成としたが、これは本質的ではない。その他の構成
は図２および図３に示した従来のセンサと同様である。
検出用ゲージ３Ｂの拡散抵抗層を、半径方向の差圧検出
用ゲージ３Ａと同様、長手方向に２分割された２つの拡
散抵抗層３ａ，３ａとし、これらを連結部３ｂで連結し
た構成としたが、これは本質的ではない。その他の構成
は図２および図３に示した従来のセンサと同様である。
【００１７】かくしてこのような構成においては、金属
配線２１による影響を軽減防止することができる。すな
わち、金属配線２１は、各差圧検出用ゲージ３の拡散抵
抗層３ａに対して略４５°傾斜して形成されているの
で、周囲温度による金属配線２１の変形により生じる応
力σは、半導体基板１を介して拡散抵抗層３ａに対して
４５°方向から加わる。しかし、この応力σは半導体基
板１の対角線方向において互いに向きが反対であり、ま
た金属配線２１の長さが全て等しければ互いに相殺され
るため、拡散抵抗層３ａの比抵抗を何等変化させること
がない。言い換えれば、金属配線２１による影響をなく
すことができ、正確に差圧を測定することができる。ま
た、隣接する差圧検出用ゲージ３Ａ，３Ｂの拡散抵抗層
３ａ，３ａを１つの拡散リード２０によって接続し、こ
の拡散リード２０に金属配線２１の一端を接続している
ので、拡散リード２０および金属配線２１の数を従来セ
ンサに比べて半分に減らすことができ、センサの製作を
容易にする。
配線２１による影響を軽減防止することができる。すな
わち、金属配線２１は、各差圧検出用ゲージ３の拡散抵
抗層３ａに対して略４５°傾斜して形成されているの
で、周囲温度による金属配線２１の変形により生じる応
力σは、半導体基板１を介して拡散抵抗層３ａに対して
４５°方向から加わる。しかし、この応力σは半導体基
板１の対角線方向において互いに向きが反対であり、ま
た金属配線２１の長さが全て等しければ互いに相殺され
るため、拡散抵抗層３ａの比抵抗を何等変化させること
がない。言い換えれば、金属配線２１による影響をなく
すことができ、正確に差圧を測定することができる。ま
た、隣接する差圧検出用ゲージ３Ａ，３Ｂの拡散抵抗層
３ａ，３ａを１つの拡散リード２０によって接続し、こ
の拡散リード２０に金属配線２１の一端を接続している
ので、拡散リード２０および金属配線２１の数を従来セ
ンサに比べて半分に減らすことができ、センサの製作を
容易にする。
【００１８】なお、上記実施例は半導体基板１をｎ型シ
リコン、ピエゾ抵抗領域であるゲージ部３ａをｐ型シリ
コンによって構成した場合について説明したが、これは
ｐ型シリコンからなるピエゾ抵抗体を用いた方が、ｎ型
に比較して圧力−抵抗のリニアリティがよく、ピエゾ抵
抗係数が最大となる（００１）面、＜１１０＞結晶軸方
向において対称性の良好な正逆両方向の出力が取り出せ
るからであるが、本発明はこれに何等特定されるもので
はなく、ｐ型の基板にｎ型のピエゾ領域を形成してもよ
いことは勿論である。
リコン、ピエゾ抵抗領域であるゲージ部３ａをｐ型シリ
コンによって構成した場合について説明したが、これは
ｐ型シリコンからなるピエゾ抵抗体を用いた方が、ｎ型
に比較して圧力−抵抗のリニアリティがよく、ピエゾ抵
抗係数が最大となる（００１）面、＜１１０＞結晶軸方
向において対称性の良好な正逆両方向の出力が取り出せ
るからであるが、本発明はこれに何等特定されるもので
はなく、ｐ型の基板にｎ型のピエゾ領域を形成してもよ
いことは勿論である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る半導体
圧力センサは、金属配線を隣接する拡散抵抗層から略等
距離位置で拡散リードに接続すると共に、各拡散抵抗層
に対して略４５°方向から配設したので、金属配線の伸
縮により発生する応力が互いに相殺もしくは軽減されて
拡散抵抗層に対する影響を軽減防止することができ、差
圧または圧力信号を高精度に検出することができる。
圧力センサは、金属配線を隣接する拡散抵抗層から略等
距離位置で拡散リードに接続すると共に、各拡散抵抗層
に対して略４５°方向から配設したので、金属配線の伸
縮により発生する応力が互いに相殺もしくは軽減されて
拡散抵抗層に対する影響を軽減防止することができ、差
圧または圧力信号を高精度に検出することができる。
【図１】本発明に係る半導体圧力センサの一実施例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図２】半導体圧力センサの従来例を示す平面図であ
る。
る。
【図３】同センサの断面図である。
【図４】ダイヤフラムの応力分布を示す図である。
１ 半導体基板 ２ ダイヤフラム（薄肉部） ３Ａ 半径方向の差圧検出用ゲージ ３Ｂ 接線方向の差圧検出用ゲージ ３ａ 拡散抵抗層 ３ｂ 連結部 ３ｃ 拡散リード ４ バックプレート ５ 凹陥部 ７ａ，７ｂ 金属配線 ２０ 拡散リード ２１ 金属配線
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体単結晶からなる基板に凹陥部を形
成することにより円形の薄肉部を形成し、この薄肉部の
主面略同一円周上に４つの拡散抵抗層を等間隔をおいて
かつ交互に径方向および円周方向に向けて形成し、これ
らの拡散抵抗層に接続された拡散リードに金属配線の一
端を接続した半導体圧力センサにおいて、 前記金属配線を隣接する拡散抵抗層から略等距離位置で
拡散リードに接続すると共に、各拡散抵抗層に対して略
４５°方向に形成したことを特徴とする半導体圧力セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21694193A JPH0755619A (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21694193A JPH0755619A (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755619A true JPH0755619A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16696337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21694193A Pending JPH0755619A (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0755619A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6649988B2 (en) | 2001-05-10 | 2003-11-18 | Nippon Soken, Inc. | Semiconductor pressure sensor decreasing creep stress in <110> crystalline axis direction |
| WO2004077072A1 (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-10 | Hokuriku Electric Industry Co., Ltd. | 半導体加速度センサ |
| JP2006145462A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 圧力センサ |
-
1993
- 1993-08-10 JP JP21694193A patent/JPH0755619A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6649988B2 (en) | 2001-05-10 | 2003-11-18 | Nippon Soken, Inc. | Semiconductor pressure sensor decreasing creep stress in <110> crystalline axis direction |
| WO2004077072A1 (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-10 | Hokuriku Electric Industry Co., Ltd. | 半導体加速度センサ |
| JPWO2004077072A1 (ja) * | 2003-02-28 | 2006-06-08 | 北陸電気工業株式会社 | 半導体加速度センサ |
| JP4617255B2 (ja) * | 2003-02-28 | 2011-01-19 | 北陸電気工業株式会社 | 半導体加速度センサ |
| JP2006145462A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 圧力センサ |
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