JPH08181331A - Dynamic quantity sensor - Google Patents

Dynamic quantity sensor

Info

Publication number
JPH08181331A
JPH08181331A JP33733294A JP33733294A JPH08181331A JP H08181331 A JPH08181331 A JP H08181331A JP 33733294 A JP33733294 A JP 33733294A JP 33733294 A JP33733294 A JP 33733294A JP H08181331 A JPH08181331 A JP H08181331A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor layer
gauge
temperature coefficient
resistance
insulating film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33733294A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshito Takehana
良人 竹花
Yutaka Shimotori
裕 霜鳥
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.)
Nippon Seiki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Seiki Co Ltd filed Critical Nippon Seiki Co Ltd
Priority to JP33733294A priority Critical patent/JPH08181331A/en
Publication of JPH08181331A publication Critical patent/JPH08181331A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To obtain a dynamic quantity sensor which approximates the temperature coefficient of an output voltage to zero and is hardly affected by an ambient temperature by a method wherein a p-n junction diode with a negative temperature coefficient of resistance is formed of a first semiconductor layer and of a second semiconductor layer which is formed so as to be situated at its inside and in a contact hole place. CONSTITUTION: A second semiconductor layer 9 which is connected in series with a gage resistance 4 due to a relationship to a first semiconductor layer 8 and constitutes p-n junction diodes 6a, 6b with a negative temperature coefficient of resistance is formed inside the first semiconductor layer 8 so as to be situated in a contact hole 10 formed in an insulating film 7 used to connect a conductor 11 for wiring to the gage resistor 4. The p-n junction diodes 6a, 6b are connected across gage resistors 4c, 4d on the side of a ground GND and the ground GND. Thereby, it is possible to realize a dynamic quantity sensor which can improve the temperature coefficient of an output voltage V0 in the direction to be approximated to zero and is hardly affected by an ambient temperature.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、拡散,イオン注入,エ
ピタキシャル成長等の適宜方法により形成された半導体
層からなるゲージ抵抗を、例えば複数個でブリッジ回路
に組み、圧力検出,加速度検出等の各種センサとして利
用できる力学量センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to various types of pressure detection, acceleration detection, etc., in which a plurality of gauge resistors made of semiconductor layers formed by an appropriate method such as diffusion, ion implantation, epitaxial growth, etc. are assembled in a bridge circuit. The present invention relates to a mechanical quantity sensor that can be used as a sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば特開平6-102118号,同160218号,
同207871号の各公報において、力学量センサを用いた圧
力センサが開示されている。この種圧力センサは、圧力
の導入によってゲージ抵抗の歪を発生させ、そのゲージ
抵抗のピエゾ抵抗効果による抵抗変化をブリッジ回路の
電気信号に変換して圧力の値を検出するものである。
2. Description of the Related Art For example, JP-A-6-102118, JP-A-160218,
Each of the publications of 207871 discloses a pressure sensor using a mechanical quantity sensor. This type of pressure sensor is designed to generate strain in a gauge resistance by introducing pressure, convert resistance change due to a piezoresistive effect of the gauge resistance into an electric signal of a bridge circuit, and detect a pressure value.

【0003】図5は、従来例の基本構造を示しており、
固定部となる周辺の肉厚状の額縁部2及び中央の圧力を
受ける薄肉状のダイアフラム部(感歪部)3を有するn
型シリコン基板(半導体基板)1のダイアフラム部3内
に、p型領域からなるピエゾ抵抗効果を有する4個のゲ
ージ抵抗4を形成し、これらゲージ抵抗4(4a〜4
d)を、図6で示すように、ブリッジ回路5に組み、こ
れに電源電圧Vccを印加することにより、ダイアフラム
部3の表裏の圧力の差によるダイアフラム部3の歪によ
るゲージ抵抗4の変化で、そのブリッジ回路5から圧力
に応じた出力電圧Voを取り出すことができる。
FIG. 5 shows a basic structure of a conventional example.
N having a peripheral thick-walled frame portion 2 that serves as a fixed portion and a thin-walled diaphragm portion (distortion sensitive portion) 3 that receives a central pressure
In the diaphragm portion 3 of the type silicon substrate (semiconductor substrate) 1, four gauge resistors 4 having a piezoresistive effect formed of a p-type region are formed, and these gauge resistors 4 (4a to 4a-4
As shown in FIG. 6, the bridge circuit 5 is assembled and the power supply voltage Vcc is applied to the bridge circuit 5 to change the gauge resistance 4 due to the distortion of the diaphragm portion 3 due to the pressure difference between the front and back sides of the diaphragm portion 3. , The output voltage Vo corresponding to the pressure can be taken out from the bridge circuit 5.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】かかる圧力センサで
は、周囲の温度が高くなると、ゲージ率が低下する負の
ゲージ率温度係数を有し、これに伴いブリッジ回路5も
そのゲージ率が低下する負のゲージ率温度係数TCKを
持つことが知られており、その値は一般に−1600〜−20
00ppm/℃程度である。このため、狭い使用温度範囲であ
っても通常何らかの温度補償手段を必要とし、ブリッジ
回路5の出力電圧Voの温度係数を零に近付ける方向で
改善することが必要であった。
Such a pressure sensor has a negative temperature coefficient of the gauge rate, which decreases when the ambient temperature rises, and the bridge circuit 5 also has a negative temperature coefficient of the gauge rate. It is known to have a gauge factor temperature coefficient TCK of, and its value is generally -1600 to -20.
It is about 00 ppm / ° C. Therefore, some kind of temperature compensating means is usually required even in a narrow operating temperature range, and it is necessary to improve the temperature coefficient of the output voltage Vo of the bridge circuit 5 in the direction of approaching zero.

【0005】例えば前記温度補償手段として、図7で示
すような、周囲の温度が上昇すると立上り電圧(電流が
流れ出す電圧)が低下する負の抵抗温度係数を有するダ
イオード6を接続することが知られている(例えば特開
平3-228364号,同228365号公報参照)。
For example, as the temperature compensating means, it is known to connect a diode 6 having a negative temperature coefficient of resistance, as shown in FIG. 7, in which the rising voltage (voltage at which the current flows) decreases when the ambient temperature rises. (See, for example, JP-A-3-228364 and JP-A-228365).

【0006】図7における出力電圧Voは、下記の数1
で求められるが、図6における電源電圧Vccを分圧して
なるブリッジ回路5に加わる入力電圧Vbが下記の数2
となることから、図7における出力電圧Voは、下記の
数3となる。なお、数1〜数3において、Rはブリッジ
回路5の合成抵抗値,ΔRは歪によるブリッジ回路5の
合成抵抗値の変化量,kはブリッジ回路5のゲージ率,
koは基準温度におけるブリッジ回路5のゲージ率,ε
は歪率,nはダイオード6の直列接続個数(以下単に個
数という),Vfはダイオード6の順方向降下電圧,V
foは基準温度におけるダイオード6の順方向降下電圧,
αはダイオード6の温度係数,ΔTは基準温度との温度
差を夫々示している。
The output voltage Vo in FIG.
The input voltage Vb applied to the bridge circuit 5 obtained by dividing the power supply voltage Vcc in FIG.
Therefore, the output voltage Vo in FIG. 7 is given by Equation 3 below. In equations 1 to 3, R is the combined resistance value of the bridge circuit 5, ΔR is the amount of change in the combined resistance value of the bridge circuit 5 due to distortion, k is the gauge factor of the bridge circuit 5,
ko is the gauge factor of the bridge circuit 5 at the reference temperature, ε
Is the distortion factor, n is the number of diodes 6 connected in series (hereinafter simply referred to as the number), Vf is the forward drop voltage of the diode 6, and V
fo is the forward voltage drop of the diode 6 at the reference temperature,
α indicates the temperature coefficient of the diode 6, and ΔT indicates the temperature difference from the reference temperature.

【0007】[0007]

【数1】 [Equation 1]

【0008】[0008]

【数2】 [Equation 2]

【0009】[0009]

【数3】 (Equation 3)

【0010】従って、ブリッジ回路5の出力電圧Voの
温度係数を零にするためには、数3より、下記の数4を
満たせば良い。
Therefore, in order to make the temperature coefficient of the output voltage Vo of the bridge circuit 5 zero, it is sufficient to satisfy the following Expression 4 from Expression 3.

【0011】[0011]

【数4】 [Equation 4]

【0012】この数4より、下記の数5を求めることが
でき、例えばTCK=−1800[ppm/℃],Vfo= 0.6
[v],α=−3300[ppm/℃]とすると、n=1,2,
3の場合のVccは、夫々約 1.7, 3.4, 5.1[v]とな
る。
From the equation 4, the following equation 5 can be obtained. For example, TCK = -1800 [ppm / ° C.], Vfo = 0.6
[V], α = −3300 [ppm / ° C.], n = 1, 2,
In the case of 3, Vcc is about 1.7, 3.4, and 5.1 [v], respectively.

【0013】[0013]

【数5】 (Equation 5)

【0014】すなわち、ダイオード6の個数に応じて電
源電圧Vccを調節することにより、あるいは、所望の電
源電圧Vccに応じてダイオード6の個数を選択すること
により、ブリッジ回路5の出力電圧Voの温度係数を零
に近付けることができる。
That is, the temperature of the output voltage Vo of the bridge circuit 5 is adjusted by adjusting the power supply voltage Vcc according to the number of the diodes 6 or by selecting the number of the diodes 6 according to the desired power supply voltage Vcc. The coefficient can be brought close to zero.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記温度補償
手段を形成する際の具体的な技術に関するもので、半導
体基板の感歪部の内部に形成された第1半導体層により
形成されて負のゲージ率温度係数を有するゲージ抵抗
と、前記半導体基板の表面に形成された絶縁膜上に形成
されて前記ゲージ抵抗と接続される配線用導体と、前記
配線用導体を前記ゲージ抵抗と接続するため前記絶縁膜
に形成されたコンタクトホール個所に位置して設けられ
て前記ゲージ抵抗と直列接続される負の抵抗温度係数を
有するpn接合ダイオードと、を有するものである。
The present invention relates to a specific technique for forming the temperature compensating means, which is formed by a first semiconductor layer formed inside a strain sensitive portion of a semiconductor substrate. A gauge resistor having a negative temperature coefficient of gauge ratio, a wiring conductor formed on an insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate and connected to the gauge resistor, and the wiring conductor connected to the gauge resistor. Therefore, a pn junction diode having a negative temperature coefficient of resistance, which is provided at a contact hole portion formed in the insulating film and is connected in series with the gauge resistor, is provided.

【0016】また、前記第1半導体層と、この第1半導
体層の内部及び前記コンタクトホール個所に位置して形
成された第2半導体層と、により前記pn接合ダイオー
ドを形成するものである。
Further, the pn junction diode is formed by the first semiconductor layer and the second semiconductor layer formed inside the first semiconductor layer and at the contact hole.

【0017】また、n型又はp型シリコン基板の感歪部
の内部に形成されたp型又はn型第1半導体層により形
成されて負のゲージ率温度係数を有するゲージ抵抗と、
前記シリコン基板の表面に形成された絶縁膜上に形成さ
れて前記ゲージ抵抗と接続される配線用導体と、前記第
1半導体層の内部及び前記配線用導体を前記ゲージ抵抗
と接続するため前記絶縁膜に形成されたコンタクトホー
ル個所に位置して形成されて前記第1半導体層との関係
で前記ゲージ抵抗と直列接続され負の抵抗温度係数を有
するpn接合ダイオードとなるn型又はp型第2半導体
層と、を有するものである。
A gauge resistor having a negative gauge coefficient temperature coefficient, which is formed by the p-type or n-type first semiconductor layer formed inside the strain sensitive portion of the n-type or p-type silicon substrate,
A wiring conductor formed on an insulating film formed on the surface of the silicon substrate and connected to the gauge resistor, and the insulation for connecting the inside of the first semiconductor layer and the wiring conductor to the gauge resistor. An n-type or p-type second diode that is formed at a contact hole formed in the film and is connected in series with the gauge resistor in relation to the first semiconductor layer to form a pn junction diode having a negative temperature coefficient of resistance. And a semiconductor layer.

【0018】[0018]

【作用】pn接合ダイオードは、負の抵抗温度係数を有
するため、その分だけ電源電圧を分圧してなる第1半導
体層のゲージ抵抗に加わる入力電圧が増加することか
ら、温度上昇に伴ってゲージ抵抗のゲージ率が低下して
も、ゲージ率が低下する割合に応じてゲージ抵抗に加わ
る入力電圧が持ち上げられることにより、出力電圧の温
度係数を零に近付ける方向で改善することができ、周囲
の温度に影響を受けにくい力学量センサを実現できる。
Since the pn-junction diode has a negative temperature coefficient of resistance, the input voltage applied to the gauge resistance of the first semiconductor layer formed by dividing the power supply voltage increases by that amount. Even if the gauge rate of resistance decreases, the input voltage applied to the gauge resistance is increased according to the rate of decrease of the gauge rate, so that the temperature coefficient of output voltage can be improved in the direction of approaching zero. It is possible to realize a mechanical quantity sensor that is hardly affected by temperature.

【0019】特に、第1半導体層と、この第1半導体層
の内部及びコンタクトホール個所に位置して形成された
第2半導体層とで、pn接合ダイオードを形成すること
により、素子分離プロセスを用いることなく、複数個の
pn接合ダイオードを得ることができる。
In particular, an element isolation process is used by forming a pn junction diode between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer formed inside the first semiconductor layer and at the contact hole. Without using a plurality of pn junction diodes.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の力学量センサを、圧力センサ
に適用した図1〜図4に記載の実施例に基づき説明する
が、前記従来例と同一もしくは相当個所には、同一符号
を付してその詳細な説明を省く。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The mechanical quantity sensor of the present invention will be described below based on the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 applied to a pressure sensor. And omit the detailed explanation.

【0021】図1は、実施例の回路図であり、ブリッジ
回路5を構成するゲージ抵抗4の内、接地GND側のゲ
ージ抵抗4c,4dと接地GNDとの間に、本発明に係
るpn接合ダイオード6a,6bを接続している。ただ
し、pn接合ダイオード6a,6bは並列的に動作する
ため、これら2個で1個分の働きとなる。この構成によ
り、出力電圧Voの温度係数を零に近付ける方向で改善
することができ、周囲の温度に影響を受けにくい力学量
センサを実現できることは、前記従来例と同様である。
なお、5a〜5eは、ブリッジ回路5の各端子である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment, in which a pn junction according to the present invention is provided between the grounding GND side gauge resistors 4c and 4d among the gauge resistors 4 constituting the bridge circuit 5 and the grounding GND. The diodes 6a and 6b are connected. However, since the pn junction diodes 6a and 6b operate in parallel, two of them function as one. With this configuration, the temperature coefficient of the output voltage Vo can be improved in the direction of approaching zero, and a mechanical quantity sensor that is less susceptible to the ambient temperature can be realized, as in the case of the conventional example.
In addition, 5 a to 5 e are respective terminals of the bridge circuit 5.

【0022】かかる構成では、pn接合ダイオード6
(6a,6b)の向きが一方向であることから、順方向
電流の条件でのみしか使用することができないという制
限があるものの、前述した通りダイオードの個数により
補償可能な電位差の幅を必要程度に得ることができ、理
論的には制限がない。
In such a configuration, the pn junction diode 6
Since the direction of (6a, 6b) is unidirectional, there is a limitation that it can be used only under the condition of forward current, but as described above, the width of the potential difference that can be compensated by the number of diodes is necessary. There is no limit theoretically.

【0023】次に、pn接合ダイオード6の製造方法に
ついて説明する。前述の通り、pn接合ダイオード6と
して用いられるダイオードは、拡散,イオン注入,エピ
タキシャル成長等の適宜方法により形成できるが、ゲー
ジ抵抗4を拡散により製造する場合には、pn接合ダイ
オード6も同じ方法を用いることにより、一連の工程で
得られることから製造コストの点で望ましく、以下にそ
の工程について、図2及び図3を用いながら説明する。
Next, a method of manufacturing the pn junction diode 6 will be described. As described above, the diode used as the pn junction diode 6 can be formed by an appropriate method such as diffusion, ion implantation, or epitaxial growth. However, when the gauge resistor 4 is manufactured by diffusion, the same method is used for the pn junction diode 6. This is desirable in terms of manufacturing cost because it can be obtained in a series of steps, and the steps will be described below with reference to FIGS. 2 and 3.

【0024】まず、半導体基板であるn型シリコン基板
1を、固定部となる周囲の肉厚状の額縁部2を残して、
KOH等のアルカリエッチング液によるウエットエッチ
ング等の適宜方法により感歪部となる中央の薄肉状ダイ
アフラム部3を形成し、その後、表裏面に二酸化シリコ
ンや窒化シリコン等からなる絶縁膜7を設ける(断面形
状については、図5の(a)参照)。
First, the n-type silicon substrate 1, which is a semiconductor substrate, is left with the thick frame portion 2 around the periphery serving as a fixing portion,
A central thin-walled diaphragm portion 3 to be a strain sensitive portion is formed by an appropriate method such as wet etching using an alkaline etching solution such as KOH, and then an insulating film 7 made of silicon dioxide, silicon nitride or the like is provided on the front and back surfaces (cross section). For the shape, refer to FIG.

【0025】次に、ダイアフラム部3において、ゲージ
抵抗4の個所に対応する表面の絶縁膜7を除去し、ボロ
ン等のp型の半導体材料を用いてシリコン基板1内に第
1半導体層8を形成する。図3で示すように、第1半導
体層8の大部分はゲージ抵抗4cとなり、一部は後述す
るpn接合ダイオード6bのp型領域となる。
Next, in the diaphragm portion 3, the insulating film 7 on the surface corresponding to the location of the gauge resistor 4 is removed, and the first semiconductor layer 8 is formed in the silicon substrate 1 using a p-type semiconductor material such as boron. Form. As shown in FIG. 3, most of the first semiconductor layer 8 becomes the gauge resistance 4c, and a part thereof becomes the p-type region of the pn junction diode 6b described later.

【0026】次に、再び表面全体に絶縁膜7を形成した
後、ダイアフラム部3において、第1半導体層8の前記
一部の個所に対応する絶縁膜7を除去し、リン等のn型
の半導体材料を用いて第1半導体層8内に第2半導体層
9を形成することにより、図3で示すように、第2半導
体層9はpn接合ダイオード6bのn型領域となり、p
型領域である第1半導体層8の前記一部とでpn接合ダ
イオード6bを構成する。なお、ゲージ抵抗4dの個所
に設けられるpn接合ダイオード6aも同様にして構成
される。
Next, after the insulating film 7 is formed again on the entire surface, the insulating film 7 corresponding to the part of the first semiconductor layer 8 in the diaphragm portion 3 is removed, and an n-type film such as phosphorus is formed. By forming the second semiconductor layer 9 in the first semiconductor layer 8 using a semiconductor material, the second semiconductor layer 9 becomes an n-type region of the pn junction diode 6b as shown in FIG.
A pn junction diode 6b is configured with the part of the first semiconductor layer 8 that is the type region. The pn junction diode 6a provided at the location of the gauge resistor 4d is also configured in the same manner.

【0027】そして、再び表面全体に絶縁膜7を形成し
た後、ゲージ抵抗4やpn接合ダイオード6を図1の回
路構成とするため、絶縁膜7にコンタクトホール10を
設け、その上に所定パターンでパターニングされたアル
ミ等からなる配線用導体11を形成する。
After forming the insulating film 7 on the entire surface again, a contact hole 10 is provided in the insulating film 7 in order to form the gauge resistance 4 and the pn junction diode 6 into the circuit configuration of FIG. 1, and a predetermined pattern is formed thereon. The wiring conductor 11 made of aluminum or the like is patterned.

【0028】このように、第1半導体層8の内部であっ
て、配線用導体11をゲージ抵抗4と接続するため絶縁
膜7に形成されたコンタクトホール10個所に位置し
て、第1半導体層8との関係でゲージ抵抗4と直列接続
され負の抵抗温度係数を有するpn接合ダイオード6
a,6bを構成する第2半導体層9を設けるものであ
り、素子分離プロセスを用いることなく、複数個のpn
接合ダイオード6a,6bを得ることができる(ただ
し、この実施例のpn接合ダイオード6a,6bは、並
列的に動作するため、これら2個で1個分の働きとなる
ことは前述した)。しかも、シリコン基板1の表面に大
きな段差が発生することはない。
As described above, inside the first semiconductor layer 8, the first semiconductor layer 8 is located at the 10 contact holes formed in the insulating film 7 for connecting the wiring conductor 11 to the gauge resistor 4. Pn junction diode 6 connected in series with gauge resistance 4 and having a negative temperature coefficient of resistance
The second semiconductor layer 9 forming a and 6b is provided, and a plurality of pns are formed without using an element isolation process.
It is possible to obtain the junction diodes 6a and 6b (however, since the pn junction diodes 6a and 6b of this embodiment operate in parallel, it is described above that the two pn junction diodes 6a and 6b function as one). Moreover, no large step is generated on the surface of the silicon substrate 1.

【0029】なお、6cは、ゲージ抵抗4a,4bの接
続中点と電源電圧Vccとの間に介設された他のpn接合
ダイオードであり、温度補償を行うためのダイオードの
個数を増やす目的で設けられており、図4で示すよう
に、シリコン基板1内に第1,2半導体層8,9を用い
てp,n型領域を形成し、pn接合ダイオード6cを構
成している。このpn接合ダイオード6cは、必要に応
じて形成すれば良い。
Reference numeral 6c is another pn junction diode interposed between the connection midpoint of the gauge resistors 4a and 4b and the power supply voltage Vcc, for the purpose of increasing the number of diodes for temperature compensation. As shown in FIG. 4, p and n type regions are formed in the silicon substrate 1 using the first and second semiconductor layers 8 and 9 to form a pn junction diode 6c. The pn junction diode 6c may be formed as needed.

【0030】なお、第2半導体層9を第1半導体層8の
内部に形成したが、第1半導体層8の表面上に設けても
良い。
Although the second semiconductor layer 9 is formed inside the first semiconductor layer 8, it may be provided on the surface of the first semiconductor layer 8.

【0031】また、シリコン基板1や第2半導体層9,
第1半導体層8のn型,p型はこれに限定されるもので
なく、お互いに逆であっても良い。
In addition, the silicon substrate 1 and the second semiconductor layer 9,
The n-type and p-type of the first semiconductor layer 8 are not limited to this, and may be opposite to each other.

【0032】また、第1,2半導体層8,9の形成にあ
たっては、実施例で説明した拡散による他、イオン注
入,エピタキシャル成長等の適宜方法を選択使用するこ
とが可能である。
Further, in forming the first and second semiconductor layers 8 and 9, it is possible to select and use an appropriate method such as ion implantation and epitaxial growth in addition to the diffusion described in the embodiment.

【0033】また、本発明は、実施例で示した複数個の
ゲージ抵抗からなるブリッジ回路を有する力学量センサ
だけでなく、単一のゲージ抵抗による力学量センサにお
いても適用することができる。また、本発明の力学量セ
ンサは、圧力センサ以外にも、加速度センサ等の他のセ
ンサとしても同様に使用することができる。
The present invention can be applied not only to the mechanical quantity sensor having the bridge circuit composed of a plurality of gauge resistors shown in the embodiment but also to the mechanical quantity sensor having a single gauge resistance. In addition to the pressure sensor, the mechanical quantity sensor of the present invention can also be used as other sensors such as an acceleration sensor.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明は、半導体基板の感歪部の内部に
形成された第1半導体層により形成されて負のゲージ率
温度係数を有するゲージ抵抗と、前記半導体基板の表面
に形成された絶縁膜上に形成されて前記ゲージ抵抗と接
続される配線用導体と、前記配線用導体を前記ゲージ抵
抗と接続するため前記絶縁膜に形成されたコンタクトホ
ール個所に位置して設けられて前記ゲージ抵抗と直列接
続される負の抵抗温度係数を有するpn接合ダイオード
と、を有することにより、周囲の温度に影響を受けにく
い力学量センサを、素子分離プロセスを用いることなく
一連の工程で得られることから、工程の簡素化と製造コ
ストを低下させることができる。
According to the present invention, a gauge resistor formed of a first semiconductor layer formed inside a strain sensitive portion of a semiconductor substrate and having a negative gauge coefficient temperature coefficient, and formed on the surface of the semiconductor substrate. A wiring conductor formed on an insulating film and connected to the gauge resistor, and the gauge provided at a contact hole portion formed in the insulating film for connecting the wiring conductor to the gauge resistor. And a pn junction diode having a negative temperature coefficient of resistance connected in series with a resistor, thereby obtaining a mechanical quantity sensor that is not easily affected by ambient temperature in a series of steps without using an element isolation process. Therefore, the process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

【0035】特に、第1半導体層と、この第1半導体層
の内部及び前記コンタクトホール個所に位置して形成さ
れた第2半導体層とにより、前記pn接合ダイオードを
形成することで、半導体基板の表面段差の発生を押さえ
ることができ、配線用導体の形成に有利となる。
Particularly, by forming the pn junction diode by the first semiconductor layer and the second semiconductor layer formed inside the first semiconductor layer and at the contact hole portion, the pn junction diode is formed. Generation of surface steps can be suppressed, which is advantageous for forming a wiring conductor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】同上実施例の平面図。FIG. 2 is a plan view of the above embodiment.

【図3】図2のIII−III個所で切断した同上実施例の要
部断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the essential part of the above-described embodiment taken along the line III-III in FIG.

【図4】図2のIV−IV個所で切断した同上実施例の要部
断面図。
FIG. 4 is a sectional view of the essential part of the above-mentioned embodiment taken along the line IV-IV in FIG.

【図5】(a)は従来例の要部断面図、(b)は同平面
図。
5A is a cross-sectional view of a main part of a conventional example, and FIG. 5B is a plan view of the same.

【図6】同上の回路図。FIG. 6 is a circuit diagram of the same.

【図7】同上従来例に温度補償手段を付加した回路図。FIG. 7 is a circuit diagram in which temperature compensating means is added to the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板(半導体基板) 2 額縁部 3 ダイアフラム部(感歪部) 4(4a,4b,4c,4d) ゲージ抵抗 5 ブリッジ回路 6(6a,6b,6c) pn接合ダイオード 7 絶縁膜 8 第1半導体層 9 第2半導体層 10 コンタクトホール 11 配線用導体 1 Silicon substrate (semiconductor substrate) 2 Frame part 3 Diaphragm part (distortion sensitive part) 4 (4a, 4b, 4c, 4d) Gauge resistance 5 Bridge circuit 6 (6a, 6b, 6c) pn junction diode 7 Insulating film 8 1st Semiconductor layer 9 Second semiconductor layer 10 Contact hole 11 Wiring conductor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の感歪部の内部に形成された
第1半導体層により形成されて負のゲージ率温度係数を
有するゲージ抵抗と、前記半導体基板の表面に形成され
た絶縁膜上に形成されて前記ゲージ抵抗と接続される配
線用導体と、前記配線用導体を前記ゲージ抵抗と接続す
るため前記絶縁膜に形成されたコンタクトホール個所に
位置して設けられて前記ゲージ抵抗と直列接続される負
の抵抗温度係数を有するpn接合ダイオードと、を有す
ることを特徴とする力学量センサ。
1. A gauge resistor formed of a first semiconductor layer formed inside a strain sensitive portion of a semiconductor substrate and having a negative temperature coefficient of gauge factor, and an insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate. A wiring conductor formed and connected to the gauge resistor, and a series connection with the gauge resistor provided at a contact hole portion formed in the insulating film for connecting the wiring conductor to the gauge resistor. And a pn junction diode having a negative temperature coefficient of resistance.
【請求項2】 前記第1半導体層と、この第1半導体層
の内部及び前記コンタクトホール個所に位置して形成さ
れた第2半導体層と、により前記pn接合ダイオードを
形成することを特徴とする請求項1記載の力学量セン
サ。
2. The pn junction diode is formed by the first semiconductor layer and a second semiconductor layer formed inside the first semiconductor layer and at the contact hole location. The mechanical quantity sensor according to claim 1.
【請求項3】 n型又はp型シリコン基板の感歪部の内
部に形成されたp型又はn型第1半導体層により形成さ
れて負のゲージ率温度係数を有するゲージ抵抗と、前記
シリコン基板の表面に形成された絶縁膜上に形成されて
前記ゲージ抵抗と接続される配線用導体と、前記第1半
導体層の内部及び前記配線用導体を前記ゲージ抵抗と接
続するため前記絶縁膜に形成されたコンタクトホール個
所に位置して形成されて前記第1半導体層との関係で前
記ゲージ抵抗と直列接続され負の抵抗温度係数を有する
pn接合ダイオードとなるn型又はp型第2半導体層
と、を有することを特徴とする力学量センサ。
3. A gauge resistor having a negative gauge coefficient temperature coefficient, which is formed by a p-type or n-type first semiconductor layer formed inside a strain sensitive portion of an n-type or p-type silicon substrate, and the silicon substrate. A wiring conductor formed on an insulating film formed on the surface of the insulating film and connected to the gauge resistor, and formed on the insulating film for connecting the inside of the first semiconductor layer and the wiring conductor to the gauge resistor. An n-type or p-type second semiconductor layer which is formed at a contact hole and is connected in series with the first semiconductor layer in series to form a pn junction diode having a negative temperature coefficient of resistance; A mechanical quantity sensor having:
JP33733294A 1994-12-26 1994-12-26 Dynamic quantity sensor Pending JPH08181331A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33733294A JPH08181331A (en) 1994-12-26 1994-12-26 Dynamic quantity sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33733294A JPH08181331A (en) 1994-12-26 1994-12-26 Dynamic quantity sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08181331A true JPH08181331A (en) 1996-07-12

Family

ID=18307637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33733294A Pending JPH08181331A (en) 1994-12-26 1994-12-26 Dynamic quantity sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08181331A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7646190B2 (en) 2006-03-28 2010-01-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Stress measurement device and stress measurement method
JP2010014131A (en) * 2008-06-30 2010-01-21 Ulvac Seimaku Kk Micro valve, its manufacturing method, and opening/closing detecting method of micro valve
JP2010117179A (en) * 2008-11-11 2010-05-27 Toyota Central R&D Labs Inc Force detecting element

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7646190B2 (en) 2006-03-28 2010-01-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Stress measurement device and stress measurement method
JP2010014131A (en) * 2008-06-30 2010-01-21 Ulvac Seimaku Kk Micro valve, its manufacturing method, and opening/closing detecting method of micro valve
JP2010117179A (en) * 2008-11-11 2010-05-27 Toyota Central R&D Labs Inc Force detecting element
US8171806B2 (en) 2008-11-11 2012-05-08 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Force detection element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6851849B2 (en) Method and apparatus for temperature measurement, and thermal infrared image sensor
US10775248B2 (en) MEMS strain gauge sensor and manufacturing method
US4258311A (en) Constant voltage generator for generating a constant voltage having a predetermined temperature coefficient
US7626377B2 (en) Hall-effect device with merged and/or non-merged complementary structure
US8186226B2 (en) Pressure sensor with on-board compensation
GB2240178A (en) Acceleration sensor with etched vibratable tongue
US4733559A (en) Thermal fluid flow sensing method and apparatus for sensing flow over a wide range of flow rates
US5622901A (en) Method of forming a semiconductor strain sensor
US20150008544A1 (en) Physical quantity sensor
EP0507582B1 (en) Semiconductor sensor
US7015706B2 (en) Semiconductor sensing device using different resistance types
JP2789291B2 (en) Pressure sensor
JPH08181331A (en) Dynamic quantity sensor
US6510742B1 (en) Sensor formed on silicon on insulator structure and having reduced power up drift
JPH0241184B2 (en)
CN216410458U (en) Pressure sensor
JPH10170368A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP2568292B2 (en) Thermo-pile type infrared sensor
JPH08162645A (en) Sensor for mechanical quantity
JPH0799346A (en) Semiconductor infrared beam sensor and manufacture thereof
JP5248439B2 (en) Semiconductor pressure sensor and manufacturing method thereof
JPH02205077A (en) Power sensor
JPH0560672B2 (en)
JP2573535Y2 (en) Pressure sensor
Mikhailenko et al. Diagnostics of thermal stress in MEMS pressure transducer based on Tenso-emf Effect