JPH0818067A

JPH0818067A - 半導体圧力センサ

Info

Publication number: JPH0818067A
Application number: JP14883294A
Authority: JP
Inventors: Koji Hosoda; 浩司細田
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体歪ゲージで構成されるブリッジ回路によ
る精度のよい且つ小型な半導体圧力センサを提供する。【構成】シリコン単結晶から適宜の結晶軸方向に切り出
されたシリコンウエハからなる基台２１にダイアフラム
２０を形成する。ダイアフラム２０の軸方向としてはｙ
軸に平行な二辺２２ａ及び２２ｂが基台２１の面に垂直
にエッチングされる結晶軸方向を選択する。辺２２ａと
２２ｂ夫々の中点を結ぶ直線２４の両端部内側及び中心
部両側にｘ軸方向からの歪み応力に感応する半導体歪ゲ
ージＲa 、Ｒb 、Ｒc 及びＲd を拡散プレーナ法により
形成・配置し、抵抗の増減が同じになる２個の歪ゲージ
が対向位置にくるようなホイートストンブリッジを構成
する。ブリッジ回路は、各歪ゲージから拡散リードを引
き出し、これに基台２１上に形成したアルミ電極を接続
し、これらアルミ電極により配線する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリコン単結晶より成
るダイアフラム表面の所定部分に選択的な不純物注入に
より形成される半導体ピエゾ抵抗素子から成る半導体圧
力センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えばシリコン単結晶から切
り出された基板に薄板状部分を形成してなるダイアフラ
ムを用いた半導体圧力センサがある。

【０００３】図６(a) は上記の半導体圧力センサの平面
図である。同図(b) はそのＡ−Ａ′断面図、同図(c) は
Ｂ−Ｂ′断面図である。同図(a),(b),(c) に示すよう
に、この半導体圧力センサは、シリコン単結晶から切り
出された基板（シリコンウエハ）１を、ウエットエッチ
ングにより不要部分を溶解・削除して空洞部２を作成す
ることにより、平行四辺形の肉薄の表面（ダイアフラ
ム）３を形成させたものである。このダイアフラム３の
肉厚は、例えば高度計など１気圧を基準として測定する
気圧計などに用いるものでおよそ５μｍ（ミクロン）前
後である。図７(a)に示すように、そのｘ軸方向に沿っ
てダイアフラム３上に拡散プレーナ法により半導体不純
物を選択的に注入して、ダイアフラム３の周辺部及び中
央部にピエゾ抵抗効果を有するＰ形の半導体歪ゲージ
（ピエゾ抵抗素子）４−１、４−２、４−３及び４−４
を形成する。これらのピエゾ抵抗素子はダイアフラム３
表面の応力に敏感な方向即ち図のｘ軸方向に向いて形成
・配置される。これらのピエゾ抵抗素子は、ダイアフラ
ム３の歪みによる表面の応力に応じて抵抗が変化する。
ダイアフラム３の中心部のピエゾ抵抗素子４−２、４−
３は圧縮応力によるピエゾ効果により抵抗値が減少し、
ダイアフラム３周辺部のピエゾ抵抗素子４−１、４−４
は引っ張り応力によるピエゾ効果によって抵抗値が上昇
する。これらのピエゾ抵抗素子から電極（拡散リード）
を引き出し、基板１上においてホイートストンブリッジ
を構成するよう配線し、このホイートストンブリッジの
出力電圧を測定することにより、ダイアフラムを歪ませ
る応力の大きさ即ち圧力の変化を測定することができる
ようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ダイアフラ
ム３には、外部から加わる圧力に対し、応力は上記ｘ軸
に直角なｙ軸方向にも少なからず発生する。そして、ピ
エゾ抵抗素子４−１、４−２、４−３及び４−４は全て
ｘ軸方向を向いてはいるが、上記ｙ軸方向の応力の影響
も受けて抵抗特性が変化する。図の上下において対向し
て傾斜する二辺５−１、５−２からほぼ等距離な位置に
在る中央部のピエゾ抵抗素子４−３、４−４とは異な
り、周辺部のピエゾ抵抗素子４−１、４−４は上記傾斜
した二辺５−１、５−２からの距離に格差があり、その
格差がある分ｙ軸方向から不均等な応力を受けて抵抗特
性の変化にばらつきが発生する。この抵抗特性の変化の
ばらつきに起因して、半導体圧力センサの出力に誤差を
生ずるという問題があった。

【０００５】他方、この問題を解決するために、図７
(b) に斜線で示すように、平行四辺形のダイアフラム３
の面内に矩形（ｙ軸方向に長い長方形又は少なくとも正
方形）となる有効領域３′を形成できるようにｙ軸に平
行する二辺を長めに設定する。これにより例えばｘ軸方
向の幅を５００μｍとしたときｙ軸方向の辺の長さが夫
々１０００μｍとなって周辺部のピエゾ抵抗素子４−
１、４−４に対する傾斜した二辺５−１、５−２からの
距離格差を相対的に減少させる。そして、その減少した
分ｙ軸方向から受ける応力の不均等さを軽減させ、これ
によって抵抗特性の変化のばらつきの大きさを軽減する
ようにしたものが在る。しかしながら、後述する理由に
より、ｙ軸に平行する二辺を長めに設定することは半導
体圧力センサの形状を不釣合いに大きくすることを意味
しており、このため、製品コストの上昇を招くという問
題ばかりでなく、近年多い装置の小型化という要望に対
応できないという問題が発生した。

【０００６】図８(a) は、上述したダイアフラム３の面
に、図の矢印Ｃで示すように上から圧力が加わってダイ
アフラム３が下方に撓み（歪み）を生じた状態を示して
いる。そして、同図(b) はそのときダイアフラム３に生
じる応力の分布特性を示している。同図(b) に示すよう
に、ダイアフラム３の応力分布は、一方では周辺部で引
っ張り応力が最大となり、他方では中心部で圧縮応力が
最大となっている。したがって、これらの位置にピエゾ
抵抗素子を形成・配置すればダイアフラムの歪み即ち外
部から加わる圧力を最も適切に検出できる。また、した
がって、ダイアフラム３の周辺部の位置を正確に特定し
てピエゾ抵抗素子を形成・配置する必要がある。ところ
が、図６(c) に示したように、基板１面に対し斜傾して
エッチングされた二辺周辺部の位置の特定は、その境界
が明確でないために極めて困難である。このため、図６
(b) に示したように、基板１面に対し垂直にエッチング
でき且つｘ軸方向のピエゾ効果が大きな結晶軸方向を探
し出してエッチングを行う必要が生じる。そうすれば、
そのように垂直エッチングにより形成した周辺部の特定
は容易であり、図７(a) に示したように、その特定され
た周辺部にピエゾ抵抗素子４−１、４−４を形成・配置
することができる。

【０００７】ところが、このとき、図９に示すように、
長方形のエッチング窓を設けて成るエッチング用マスク
６に対しｙ軸に平行な方向に垂直にエッチングできるよ
うに結晶軸を設定すると、ｘ軸に平行な方向では、シリ
コン単結晶の特性により、同図の二点鎖線で示すように
一部がマスクの内側までオーバーエッチングされ、残り
は基板１の面に対し斜傾部７を形成しながらエッチング
される。そしてエッチングが所定の位置（予め５族の半
導体不純物を注入して形成してあるＮ形半導体層）に到
達したとき対向して形成される二辺は上記垂直にエッチ
ングされたｙ軸に平行な二辺に対して直角とはならず一
定の斜めな角度をもって全体として平行四辺形を形成す
る。このような斜傾エッチング部７及び平行四辺形ダイ
アフラム３の形成が結晶軸方向の特性によって必然的に
発生するため、上記形成されたダイアフラム３の平行四
辺形内に、図７(b) に示したように矩形の有効領域３ａ
を設定できるようにするためには、上記エッチング用マ
スク６のエッチング窓の寸法を、例えばｘ軸方向の５０
０μに対しｙ軸方向を１９００μ即ち長手方向が短辺の
およそ４倍もある長方形に設定しなければならない。し
たがって、その分長大な基板１を必要とする。これが、
上述した半導体圧力センサの形状が極めて大きくなるこ
との理由である。

【０００８】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
精度がよく且つ小型な半導体圧力センサを提供すること
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、シリコン単結
晶の基台に形成されたダイアフラムと、該ダイアフラム
の中心部及び周辺部に夫々複数生成された半導体歪ゲー
ジと、該複数の歪ゲージに基づいて上記基台に構成され
たブリッジ回路とからなる半導体圧力センサを前提とす
る。

【００１０】本発明の半導体圧力センサは、上記ダイア
フラムは上記基台の面に対し垂直にエッチングされて形
成された対向する二辺と、同面に対し斜傾してエッチン
グされて形成された対向する二辺とからなる平行四辺形
を形成し、上記ダイアフラムの中心部の上記歪ゲージは
上記ダイアフラムの中心点に対称に配設され、上記ダイ
アフラムの周辺部の上記歪ゲージは上記基台の面に対し
垂直にエッチングされて形成された対向する二辺の中点
の内側に夫々配設されて構成される。

【００１１】上記ダイアフラムの中心部の歪ゲージは、
例えば請求項２記載のように、上記基台の面に対し垂直
にエッチングされて形成された対向する二辺の中点を結
ぶ直線上においてダイアフラムの中心点に近接して対称
に配設される。また、例えば請求項３記載のように、上
記基台の面に対し斜傾してエッチングされて形成された
対向する二辺の中点を結ぶ直線上においてダイアフラム
の中心点に近接して対称に配設される。また、例えば請
求項４記載のように、上記基台の面に対し垂直にエッチ
ングされて形成された対向する二辺の中点を結ぶ直線と
上記基台の面に対し斜傾してエッチングされて形成され
た対向する二辺の中点を結ぶ直線とにより四分割される
面領域上においてダイアフラムの中心点に近接して対称
に配設される。

【００１２】また、上記ダイアフラムの上記基台の面に
対し垂直にエッチングされて形成された辺の長さは、例
えば請求項５記載のように、上記基台の面に対し斜傾し
てエッチングされて形成された辺の長さと同じか又は短
いように構成される。

【００１３】

【作用】これによって、中心部の歪ゲージは、ダイアフ
ラムの中心点に近接して中心点に対称に配設されること
によりダイアフラムの圧縮歪みに精度よく応答する。ま
た、周辺部の歪ゲージは、辺の中点に配設されることに
より辺に平行な方向から加わる応力の影響が均等とな
り、これによって辺に直角な方向のダイアフラム伸長歪
みに精度よく応答する。そして、これら歪ゲージにより
構成されたブリッジ回路は、各歪ゲージがダイアフラム
の応力に精度よく応答することによりダイアフラムの応
力発生源である外部圧力の変化を精度よく検出する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は第１の実施例に係わるダイアフラムの
平面図である。同図に示すように、ダイアフラム１０
は、シリコン単結晶から適宜の結晶軸方向に切り出され
たシリコンウエハからなる基台１１に形成されている。
このダイアフラム１０の形成方法は、図９で説明した方
法と同様である。即ちｙ軸に平行な二辺１２ａ及び１２
ｂは基台１１の面に垂直にエッチングが行われて形成さ
れ、ｘ軸方向に対して斜めな二辺１３ａ及び１３ｂは基
台１１の面から下方に末広がりに斜傾したエッチングに
よって形成されている。これらｘ軸方向に沿って斜めな
二辺１３ａ及び１３ｂはｘ軸に対し角度θ（およそ３６
度）の傾きをもち、ダイアフラム１０は全体として平行
四辺形を形成している。この形状は、垂直エッチングの
可能な結晶軸をエッチングのｙ軸方向に選択すると、シ
リコン単結晶の特性によって自動的に決定される。

【００１５】この平行四辺形のダイアフラム１０のｙ軸
に平行な二辺１２ａと１２ｂ夫々の中点を結ぶ直線（同
図には破線で示す）１４上において、ダイアフラム１０
の中心即ち上記直線１４と、他の対向する二辺１３ａ及
び１３ｂ夫々の中点を結ぶ直線（これも同図には破線で
示す）１５との交点に近接し且つ対称位置に２個のピエ
ゾ抵抗素子（以下、歪ゲージという）Ｒb 及びＲc を拡
散プレーナ法により形成・配置する。さらに同じく直線
１４上において、ｙ軸に平行な二辺１２ａと１２ｂに接
して内側に夫々他の歪ゲージＲa 及びＲd を同様に拡散
プレーナ法により形成・配置する。これによって４個の
歪ゲージＲa 、Ｒb 、Ｒc 及びＲd が直線１４上に配列
される。直線１４は上述したようにｙ軸に平行な二辺１
２ａと１２ｂ夫々の中点を結ぶ線であり、したがって各
歪ゲージＲa 、Ｒb 、Ｒc 及びＲd は、いずれも他の対
向する二辺（ｘ軸方向に対して斜めな二辺）１３ａ及び
１３ｂから夫々等距離に在る。したがってｙ軸方向から
の応力を上下から均等に受けることになり、従来二辺１
３ａ及び１３ｂからの距離が不均等であったことによる
抵抗特性の変化のばらつきが本実施例においては著しく
低減する。

【００１６】図２(a) は、図１のダイアフラム１０のＥ
−Ｅ′断面矢視図であり、特に図の矢印Ｆで示すように
上から下方に圧力が加わってダイアフラム１０が下方に
撓んでいる状態を示している。この状態におけるダイア
フラム１０の表面に発生している応力分布は図８(b) に
説明した分布曲線と同様である。図２(a) にはダイアフ
ラム１０上に形成され４個の歪ゲージＲa 、Ｒb 、Ｒc
及びＲd も示している。同図に示すように、歪ゲージＲ
a 及びＲd は、上述したｘ軸方向に対して斜めな二辺１
３ａ及び１３ｂから単に等距離に在るばかりでなく、ダ
イアフラム１０の最も引っ張り応力が強く現れる周辺部
の正しい位置に配設されている。これは、上述したよう
に垂直エッチングの可能な結晶軸をｙ軸方向に選択した
ことにより、周辺部の位置の特定が容易になったことに
よる。

【００１７】図２(b) は、上記４個の歪ゲージＲa 、Ｒ
b 、Ｒc 及びＲd により構成されるホイートストンブリ
ッジを示している。歪ゲージＲa 、Ｒb 、Ｒc 及びＲd
からは、特には図示しないが、図１のダイアフラム１０
の面内に５族の半導体不純物の注入により良導体化され
た拡散リードにより形成される電極を引き出し、これら
拡散リード電極を基台１１上に形成したアルミ電極と接
続し、これらアルミ電極によって同図のブリッジ配線を
形成している。同図(b) においてホイートストンブリッ
ジを構成する上記歪ゲージＲa 、Ｒb 、Ｒc 及びＲd に
付与されている上向き又は下向きの矢印は、同図(a) の
ように外部圧力がダイアフラム１０に加わったとき、抵
抗が減少するものを下向き矢印で示し、抵抗が増加する
ものを上向き矢印で示している。抵抗の増減が同じ向き
になる、つまり同様の位置に配設されている２個の歪ゲ
ージＲa とＲd 及びＲb とＲc が夫々対になってブリッ
ジ回路上で対向する位置になるよう配線されている。こ
れにより、前述したように各歪ゲージ、特に周辺部配置
の歪ゲージＲa とＲd のｙ軸方向からの応力による抵抗
変化特性にばらつきが少なくなるため、ブリッジ入力Ｖ
in⁺、Ｖin^-に対して外部圧力に精度よく対応するブリ
ッジ出力Ｖout ⁺、Ｖout ^-が得られる。

【００１８】このように、上述の第１の実施例では、ダ
イアフラム１０周辺部の歪ゲージＲa とＲd を夫々ｘ軸
に対し斜めの二辺１３ａ及び１３ｂから等距離に配置す
ることを主眼として、４個の歪ゲージを上記斜めの二辺
１３ａ及び１３ｂから等距離な直線１４上に並べて配設
している。したがって、ダイアフラム１０中央部の歪ゲ
ージＲb 及びＲc はダイアフラム１０の中心（直線１４
と直線１５との交点）に近接して上記直線１４上に並ん
で配設されている。しかし、ダイアフラム１０中央部の
歪ゲージＲb 及びＲc は、ダイアフラム１０の中心に近
接して配設してあれば、このように直線１４上に並ぶ配
列に限定されるものではない。

【００１９】図３に、ダイアフラム１０中央部の歪ゲー
ジＲb 及びＲc の他の配列からなる第２の実施例を示
す。同図に示すように、この第２の実施例では、４個の
歪ゲージの内、中央部の歪ゲージＲb 及びＲc は、ダイ
アフラム１０の中心に近接してｙ軸に平行な二辺１２ａ
及び１２ｂから等距離にある直線１５上に配置されてい
る。尚、他の部分の構成は上記第１の実施例と同様であ
る。図８(b) に示したように圧縮応力はｙ軸に平行な二
辺１２ａ及び１２ｂの中間、即ち直線１５上に最も強く
現れるから、この線上に歪ゲージを配置すればダイアフ
ラム１０の応力に対して、より敏感に抵抗変化による応
答ができる。この第２の実施例におけるダイアフラム１
０中央部の歪ゲージＲb 及びＲc の配置は、上記のよう
な考えに基づいてなされている。

【００２０】図４(a) は、ダイアフラム１０中央部の歪
ゲージＲb 及びＲc が更に他の配列を構成している第３
の実施例である。この実施例においてダイアフラム１０
中央部の歪ゲージＲb 及びＲc は、平行四辺形の対向す
るいずれの二辺からも等距離ではないが、ダイアフラム
１０の中心に対しては近接して且つ対称に配置されてい
るものである。同図に示すように、ダイアフラム１０中
央部の歪ゲージＲb 及びＲc は、対向する二辺の中点を
結ぶ直線１４及び１５により四分割される面領域上にお
ける領域の角が広角を形成している部分において、ダイ
アフラム１０の中心点に近接して対称に配設されてい
る。この第３の実施例における歪ゲージＲb 及びＲc の
配置は、ダイアフラム１０の中心に近接してあれば圧縮
応力への応答に不足はなく、図２(b) に示したようにブ
リッジ上で対向する一対の素子を構成することから、ダ
イアフラム１０の中心に対称であれば二辺から不均等な
ことによる特性の変化は互いに打ち消し合うという考え
に基づいてなされている。同図(b) は、この配置の変形
例であり、中央部の歪ゲージＲb 及びＲc が、直線１４
及び１５により四分割される面領域上における領域の角
が狭角を形成している部分において、ダイアフラム１０
の中心点に近接して対称に配設されている例である。こ
の配置も同図(a) の場合と同様の考えに基づいてなされ
ている。

【００２１】上述した第１〜第３の実施例では、ダイア
フラム１０中央部の歪ゲージＲb 及びＲc が、ダイアフ
ラム１０の中心に対称且つ近接して配設され、ダイアフ
ラム１０周辺部の歪ゲージＲa 及びＲd が、ｘ軸に対し
斜めな二辺１３ａ及び１３ｂから等距離な位置（ｙ軸に
平行な辺の中点の近傍内側）に配設されること、即ちダ
イアフラムにおける各歪ゲージの配列位置を示した。

【００２２】次に、図５にダイアフラムの形状に係わる
第４の実施例を示す。同図に示す半導体圧力センサの基
台２１の幅は前述した第１〜第３の実施例の基台１１の
幅と同じであり、ダイアフラム２０の幅も第１〜第３の
実施例のダイアフラム１０の幅と同じである。つまりダ
イアフラム２０のｘ軸に斜めな二辺２３ａ及び２３ｂの
長さは第１〜第３の実施例のダイアフラム１０のｘ軸に
斜めな二辺２３ａ及び２３ｂの長さと同じである。した
がってダイアフラム２０上に設定される上記ｘ軸に対し
斜めな二辺２３ａ及び２３ｂから等距離な直線（ｙ軸に
平行な辺の中点を結ぶ直線）２４の長さは第１〜第３の
実施例のダイアフラム１０の直線１４の長さと同じであ
る。

【００２３】そして、この第４の実施例の場合も第１の
実施例の場合と同様に、上記の直線２４上に中央部の歪
ゲージＲb 及びＲc 並びに周辺部の歪ゲージＲa 及びＲ
d を配置する。したがって、中央部の歪ゲージＲb 及び
Ｒc は応力に感応する方向（ｘ軸方向）に対しては、第
１の実施例の場合と全く同一の条件下にあるといえる。

【００２４】一方、ｙ軸に平行な二辺２２ａ及び２２ｂ
の長さは、同図に示すように、ｘ軸に対し斜めな二辺２
３ａ及び２３ｂとほぼ等しい長さであり、ダイアフラム
２０は完全な菱形に近い形状を有している。このｙ軸に
平行な二辺２２ａ及び２２ｂが短くなった分基台２１の
上下方向の長さも短かく形成されている。この場合も、
第１〜第３の実施例の場合と同じように、周辺部の歪ゲ
ージＲa 及びＲd はｙ軸に平行な辺の中点に近接して内
側に配設する。したがって、周辺部の歪ゲージＲa 及び
Ｒd は応力を感取する方向（ｘ軸方向）に対しては勿論
のこと、ｙ軸方向から上下に受ける応力が均等であるこ
とも第１〜第３の実施例の場合と同一の条件下にあると
いえる。

【００２５】このようにして、ｙ軸に平行な二辺２２ａ
及び２２ｂが短くなった分ダイアフラム２０を小型化す
ることができ、したがってダイアフラム２０に占有され
る基台２１の上下方向の領域の長さを短かく形成するこ
とができ、これにより、小型な半導体圧力センサを構成
することができる。

【００２６】本実施例における歪ゲージの配置も、前述
した第１〜第３の実施例と同じように中央部の歪ゲージ
Ｒb 及びＲc はダイアフラム１０の中心に対称且つ近接
して配設されるためｙ軸方向からの歪み応力による影響
は殆ど無い。また周辺部の歪ゲージＲa 及びＲd はｘ軸
に対し斜めな二辺１３ａ及び１３ｂから等距離な位置
（ｙ軸に平行な辺の中点を結ぶ直線２４上）に配設され
るためｙ軸方向からの歪み応力は常に上下両方向から均
等に受け、これによる抵抗特性に変化を生じても、その
変化にばらつきを生じない。よって常にダイアフラムの
応力に正確に対応するホイートストンブリッジの出力を
保証できる。

【００２７】尚、上述の各実施例において、歪ゲージか
ら拡散リードを引き出しているが、これに限ることな
く、アルミ（Ａl ）電極を配線するようにしてもよく又
金属疲労損傷の少ない例えば金（Ａu ）等を配線するよ
うにしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
歪ゲージがダイアフラム内において均等な位置に配置さ
れるので、歪ゲージの抵抗変化特性が安定し、したがっ
てホイートストンブリッジ出力による正確な圧力測定が
可能になる。また、ダイアフラムの平行四辺形内にｙ軸
方向に長方形となる有効領域を設定する必要がないの
で、ダイアフラムをｙ軸方向に短縮することができ、し
たがって半導体圧力センサを小型化することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例を説明する図である。

【図２】(a) は第１の実施例のＥ−Ｅ′断面矢視図、
(b) はその歪ゲージのホイートストンブリッジにおける
配置を示す図である。

【図３】第２の実施例を説明する図である。

【図４】(a) は第３の実施例を説明する図、(b) はその
変形例を示す図である。

【図５】第４の実施例を説明する図である。

【図６】(a) は従来の半導体圧力センサの平面図、(b)
はそのＡ−Ａ′断面図、(c) はＢ−Ｂ′断面図である。

【図７】(a) は従来のダイアフラム上の歪ゲージの配置
を示す図、(b) は従来のダイアフラムの有効面積を説明
する図である。

【図８】(a) はダイアフラムの面が上から加わる圧力に
より歪みを生じた状態を示す図、(b) はそのときダイア
フラムに生じる応力の分布特性を示す図である。

【図９】エッチング用マスクとこれにより形成されるエ
ッチング部（溶解部）の形状を説明する図である。

【符号の説明】

１基台２空洞部３ダイアフラム３′有効部４−１、４−２、４−３、４−４歪ゲージ５−１、５−２斜めの辺６エッチング用マスク７斜傾部１０、２０ダイアフラム１１、２１基台１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂｙ軸に平行な辺１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂｘ軸に斜めな辺１４、１５、２４、２５ダイアフラムの中心線Ｒa 、Ｒb 、Ｒc 、Ｒd 歪ゲージ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコン単結晶の基台に形成されたダイ
アフラムと該ダイアフラムの中心部及び周辺部に夫々複
数生成された半導体歪ゲージと該歪ゲージに基づいて前
記基台に構成されたブリッジ回路とからなる半導体圧力
センサにおいて、前記ダイアフラムは前記基台の面に対し垂直にエッチン
グされて形成された対向する二辺と、同面に対し斜傾し
てエッチングされて形成された対向する二辺とからなる
平行四辺形を形成し、前記ダイアフラムの中心部の前記
歪ゲージは前記ダイアフラムの中心点に対称に配設さ
れ、前記ダイアフラムの周辺部の前記歪ゲージは前記基
台の面に対し垂直にエッチングされて形成された対向す
る二辺の中点の内側に夫々配設されて成ることを特徴と
する半導体圧力センサ。
【請求項２】前記ダイアフラムの中心部の前記歪ゲー
ジは、前記基台の面に対し垂直にエッチングされて形成
された対向する二辺の中点を結ぶ直線上において、前記
ダイアフラムの中心点に近接して対称に配設されること
を特徴とする請求項１記載の半導体圧力センサ。
【請求項３】前記ダイアフラムの中心部の前記歪ゲー
ジは、前記基台の面に対し斜傾してエッチングされて形
成された対向する二辺の中点を結ぶ直線上において、前
記ダイアフラムの中心点に近接して対称に配設されるこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体圧力センサ。
【請求項４】前記ダイアフラムの中心部の前記歪ゲー
ジは、前記基台の面に対し垂直にエッチングされて形成
された対向する二辺の中点を結ぶ直線と、前記基台の面
に対し斜傾してエッチングされて形成された対向する二
辺の中点を結ぶ直線とにより四分割される面領域上にお
いて、前記ダイアフラムの中心点に近接して対称に配設
されることを特徴とする請求項１記載の半導体圧力セン
サ。
【請求項５】前記ダイアフラムの前記基台の面に対し
垂直にエッチングされて形成された辺の長さは前記基台
の面に対し斜傾してエッチングされて形成された辺の長
さと同じか又は短いことを特徴とする請求項１記載の半
導体圧力センサ。