JPH09329516A

JPH09329516A - 半導体圧力センサ及びこれを用いた複合伝送器

Info

Publication number: JPH09329516A
Application number: JP14463496A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Shoji; 康則庄司; Seiichi Ukai; 征一鵜飼
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】大型化すること無く、高精度に広範囲の圧力を
測定可能な半導体圧力センサを実現する。【解決手段】第１ダイアフラム21上にピエゾ抵抗素子31
a〜31dが支持部25の近辺に配置され、抵抗素子31a、31c
は中央点Ｏを間にして互いに対向し、抵抗素子31b、31d
も中央点Ｏを間にして互いに対向して配置される。第２
ダイアフラム22上にピエゾ抵抗素子32a〜32dが剛体部24
の近辺に配置され、抵抗素子32a、32cは中央点Ｏを間に
して互いに対向し、抵抗素子32b、32dも中央点Ｏを間に
して互いに対向して配置される。ダイアフラム21上の抵
抗素子31aの配置領域にリブ26aが形成され、抵抗素子31
cの配置領域にリブ26cが形成され、抵抗素子31bの配置
領域にリブ26bが形成され、抵抗素子31dの配置領域にリ
ブ26dが形成される。ダイアフラム21のリブ26a〜26d以
外の部分はリブの厚みの約半分の厚みとなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種プラント等で
圧力等を測定する半導体圧力センサ及びこれを用いた複
合伝送器に関する。

【０００２】

【従来の技術】被測定物の圧力を受けて、変位するダイ
アフラム上に感歪ゲージとしてピエゾ抵抗を使用し、圧
力センサを構成することは、広く知られている。この圧
力センサにおいて、圧力を受けた際のダイアフラムの変
位形態が、１段階しか存在しない場合には、圧力感度は
１種類に限定されてしまい、圧力センサの測定範囲は狭
いものとなってしまう。

【０００３】そこで、例えば、論文、「Yafan Zhang an
d Kensall D. Wise,"A HIGH-ACCURACY MULTI-ELEMENT S
ILICON BAROMETRIC PRESSURE SENSOR", TRANSDUCERS' 9
5, PP. 608-611, June 1995」に記載されているよう
に、径が異なる、つまり圧力感度が互いに異なる複数の
ダイアフラムを形成し、測定する圧力範囲によって、適
切なダイアフラムを選択し、広い圧力範囲の測定を可能
としている。

【０００４】しかしながら、上記論文の技術では、圧力
感度が異なるダイアフラムが複数個配置しなければなら
ないので、圧力センサが大型化してしまうという問題点
があた。

【０００５】これに対して、特開平４−１７８５３３号
公報記載の半導体圧力センサにあっては、中央部に薄肉
化した第２ダイアフラムと、この第２ダイアフラムの周
囲に形成された中央肉厚部と、この中央肉厚部の周囲に
形成され薄肉化された第１ダイアフラムとを有してい
る。そして、第１ダイアフラムと第２ダイアフラムとの
印加圧力に対する変位量が異なることを利用して、第１
ダイアフラムを低圧測定用、第２ダイアフラムを高圧測
定用としている。

【０００６】つまり、図１９及び図２０に示すように、
センサチップ５１のダイアフラムの上部と下部との間で
圧力差が生じた場合、上部が下部に比較して高圧であれ
ば、ダイアフラムは第１ダイアフラムと第２ダイアフラ
ムとで２段階に変形する。これは、ダイアフラム内に形
成された剛体部（中央肉厚部）２４が、ダイアフラムの
支持部２５と同様に、固定端として作用するためであ
る。

【０００７】図１９に示したようなダイアフラム変形時
に、ピエゾ抵抗が配置されているダイアフラム表面付近
に発生する応力は、図２０に示すようになる。ただし、
図２０においては、縦軸が応力を示し、横軸は、ダイア
フラムの位置を示す。外周側に位置する第１ダイアフラ
ム上では、ダイアフラム支持部２５近傍で最大の引張応
力σ₁、剛体２４近傍で最大の圧縮応力が発生する。第
２ダイアフラム上では、剛体部２４近傍で最大の引張応
力σ₂が発生し、中央部で最大の圧縮応力が発生する。

【０００８】図１９に示すように、第１ダイアフラムの
外径をＡ、剛体部の外径をＤ、第２ダイアフラムの外径
をＢ、第１及び第２ダイアフラムの厚さをｈとすれば、
差圧△Ｐが、ダイアフラム上に印加されたとき、引張応
力σ₁、σ₂は次式（１）及び（２）で表される。 σ₁＝３（Ａ²−Ｄ²）△Ｐ／（１６ｈ²） −−−（１） σ₂＝３Ｂ²△Ｐ／（１６ｈ²） −−−（２）第１差圧センサによるブリッジ回路の出力をＥ₁、第２
差圧センサによるブリッジ回路の出力をＥ₂とすると、
図２１に示すように、第１差圧センサは圧力に対して高
感度であるが、非直線が大きい。一方、第２差圧センサ
は圧力に対して低感度であるが、非直線性は小さい。

【０００９】そこで、差圧△Ｐが０≦△Ｐ≦△Ｐ₁まで
を、第１差圧センサで測定し、△Ｐ₁＜△Ｐ≦△Ｐ₂まで
を第２差圧センサで測定することで、広い圧力範囲を測
定可能となる。

【００１０】このように、低圧用の第１ダイアフラムの
内周側に剛体部２４を形成し、この剛体部２４の内周側
に高圧用の第２ダイアフラムを形成することにより、圧
力センサを大型化することなく、広範囲の圧力を測定可
能となっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記半導体
圧力センサにおいて、大型化すること無く、さらに、高
精度に広範囲の圧力を測定することが望まれている。そ
こで、上記公報記載の半導体圧力センサにおいて、第１
ダイアフラムをさらに薄く形成することが考えられる
が、この場合、非直線性がさらに大となり、圧力検出精
度が低下してしまう。

【００１２】また、上記公報記載の半導体圧力センサに
おいては、図１９に示すように、差圧△Ｐがダイアフラ
ムに印加された場合には、剛体部２４は、第１ダイアフ
ラム側に傾斜すると考えられる。剛体部２４が、傾斜す
ると、この剛体部２４の近傍の薄肉部で発生する応力の
損失が生じ、測定に誤差が生じてしまう。

【００１３】本発明の目的は、大型化すること無く、さ
らに、高精度に広範囲の圧力を測定可能な半導体圧力セ
ンサ及びこれを用いた複合センサを実現することであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

（１）上記目的を達成するため、本発明は次のように構
成される。すなわち、単結晶シリコンからなり、所定の
幅を有する環状の第１ダイアフラムと、第１ダイアフラ
ムの内周側に形成され、第１ダイアフラムの最大厚みよ
り大の厚みを有する環状の剛体部と、剛体部より内周側
に形成され、剛体部より小の厚みを有し、単結晶シリコ
ンからなる第２ダイアフラムと、第１ダイアフラムの外
周側に形成され、第１ダイアフラムを支持する支持部
と、第１ダイアフラム及び第２ダイアフラム上に配置さ
れるピエゾ抵抗素子とを有する半導体圧力センサにおい
て、第１ダイアフラムは、ピエゾ抵抗素子が配置される
領域を含む所定の幅を有し、支持部から第２ダイアフラ
ムに向かって伸び、第２ダイアフラムの厚みとほぼ同じ
厚みを有する複数のリブを有し、第１ダイアフラムの上
記複数のリブ以外の領域は、これらリブの厚みより小の
厚みとなっている。

【００１５】（２）また、単結晶シリコンからなり、所
定の幅を有する環状の第１ダイアフラムと、上記第１ダ
イアフラムの内周側に形成され、第１ダイアフラムの最
大厚みより大の厚みを有する環状の剛体部と、上記剛体
部より内周側に形成され、上記剛体部より小の厚みを有
し、単結晶シリコンからなる第２ダイアフラムと、第１
ダイアフラムの外周側に形成され、上記第１ダイアフラ
ムを支持する支持部と、上記第１ダイアフラム及び第２
ダイアフラム上に配置されるピエゾ抵抗素子とを有する
半導体圧力センサにおいて、上記環状の剛体部は、ピエ
ゾ抵抗素子が配置された面とは反対側の面に、所定の幅
を有する梁が、この環状の剛体部の直径方向に接続され
ている。

【００１６】（３）上記（２）において、好ましくは、
上記所定の幅を有する板材を有する剛体部と、第２ダイ
アフラムとにより、密閉される中空部が形成される。（４）上記（１）又は（２）において、好ましくは、中
央部に、上記環状の剛体部の直径より小の径を有する圧
力導入口を有する台部を備え、この台部に上記支持部が
接合される。

【００１７】（５）上記（１）において、好ましくは、
上記環状の剛体部は、ピエゾ抵抗素子が配置された面と
は反対側の面に、所定の幅を有する梁が、この環状の剛
体部の直径方向に接続されている。

【００１８】（６）上記（１）又は（２）において、好
ましくは、上記支持部が接合される台部を備え、この台
部は、上記支持部が接合される面側は、上記環状の剛体
部の直径より大の径を有し、上記支持部が接合される面
とは反対側の面側は、上記環状の剛体部の直径より小の
径を有する圧力導入口を有する。

【００１９】（７）上記（１）から（６）のうちのいず
れか一つにおいて、上記第２ダイアフラムに形成された
ピエゾ抵抗素子から上記支持部に渡って高濃度不純物層
が形成されている。

【００２０】（８）上記（１）から（６）のうちのいず
れか一つにおいて、第１ダイアフラムには、４つのピエ
ゾ抵抗素子が、上記支持部近傍に配置され、これらの抵
抗素子のうち、２つのピエゾ抵抗素子は、その長手方向
が第１ダイアフラムの半径方向に平行であり、他の２つ
のピエゾ抵抗素子は、その長手方向が第１ダイアフラム
の接線方向に平行となるように配置され、これら４つの
ピエゾ抵抗素子により第１ホイートストインブリッジ回
路が形成され、第２ダイアフラムには、４つのピエゾ抵
抗素子が、上記剛体部近傍に配置され、これらの抵抗素
子のうち、２つのピエゾ抵抗素子は、その長手方向が第
２ダイアフラムの半径方向に平行であり、他の２つのピ
エゾ抵抗素子は、その長手方向が第２ダイアフラムの接
線方向に平行となるように配置され、これら４つのピエ
ゾ抵抗素子により第２ホイートストインブリッジ回路が
形成される。

【００２１】（９）上記（１）から（６）のうちのいず
れか一つにおいて、第１ダイアフラムには、４つのピエ
ゾ抵抗素子が、上記剛体部近傍に配置され、これらの抵
抗素子のうち、２つのピエゾ抵抗素子は、その長手方向
が第１ダイアフラムの半径方向に平行であり、他の２つ
のピエゾ抵抗素子は、その長手方向が第１ダイアフラム
の接線方向に平行となるように配置され、これら４つの
ピエゾ抵抗素子により第１ホイートストインブリッジ回
路が形成され、第２ダイアフラムには、４つのピエゾ抵
抗素子が、上記剛体部近傍に配置され、これらの抵抗素
子のうち、２つのピエゾ抵抗素子は、その長手方向が第
２ダイアフラムの半径方向に平行であり、他の２つのピ
エゾ抵抗素子は、その長手方向が第２ダイアフラムの接
線方向に平行となるように配置され、これら４つのピエ
ゾ抵抗素子により第２ホイートストインブリッジ回路が
形成される。

【００２２】（１０）上記（１）から（６）のうちのい
ずれか一つにおいて、第１ダイアフラムには、４つのピ
エゾ抵抗素子が配置され、２つのピエゾ抵抗素子は、上
記支持部近傍に配置され、その長手方向が第１ダイアフ
ラムの半径方向に平行であり、他の２つのピエゾ抵抗素
子は、上記剛体部近傍に配置され、その長手方向が第１
ダイアフラムの半径方向に平行となるように配置され、
これら４つのピエゾ抵抗素子により第１ホイートストイ
ンブリッジ回路が形成され、第２ダイアフラムには、４
つのピエゾ抵抗素子が、上記剛体部近傍に配置され、こ
れらの抵抗素子のうち、２つのピエゾ抵抗素子は、その
長手方向が第２ダイアフラムの半径方向に平行であり、
他の２つのピエゾ抵抗素子は、その長手方向が第２ダイ
アフラムの接線方向に平行となるように配置され、これ
ら４つのピエゾ抵抗素子により第２ホイートストインブ
リッジ回路が形成される。

【００２３】（１１）上記（１）から（６）のうちのい
ずれか一つにおいて、第１ダイアフラムには、４つのピ
エゾ抵抗素子が配置され、２つのピエゾ抵抗素子は、上
記支持部近傍に配置され、その長手方向が第１ダイアフ
ラムの接線方向に平行であり、他の２つのピエゾ抵抗素
子は、上記剛体部近傍に配置され、その長手方向が第１
ダイアフラムの接線方向に平行となるように配置され、
これら４つのピエゾ抵抗素子により第１ホイートストイ
ンブリッジ回路が形成され、第２ダイアフラムには、４
つのピエゾ抵抗素子が、上記剛体部近傍に配置され、こ
れらの抵抗素子のうち、２つのピエゾ抵抗素子は、その
長手方向が第２ダイアフラムの半径方向に平行であり、
他の２つのピエゾ抵抗素子は、その長手方向が第２ダイ
アフラムの接線方向に平行となるように配置され、これ
ら４つのピエゾ抵抗素子により第２ホイートストインブ
リッジ回路が形成される。

【００２４】（１２）上記（１）から（６）のうちのい
ずれか一つにおいて、上記支持部には、温度感応素子を
有する温度センサが形成され、複合化されている。

【００２５】（１３）上記（１）から（６）のうちのい
ずれか一つにおいて、上記支持部には、静圧検出用の第
３ダイアフラムが形成され、この第３ダイアフラムに４
つのピエゾ抵抗素子が配置され、この４つのピエゾ抵抗
素子により第３のホイートストンブリッジ回路が形成さ
れる静圧センサを有し、複合化されている。

【００２６】（１４）上記（１３）において、上記支持
部には、温度感応素子を有する温度センサが形成され、
上記第１及び第２のホイートストンブリッジ回路の出力
信号は、上記温度センサからの出力信号及び上記第３の
ホイートストンブリッジ回路の出力信号により補正され
る。

【００２７】（１５）上記（１４）の半導体圧力センサ
と、メモリ及びマイクロプロセッサを有し、上記半導体
圧力センサからの出力信号を、上記温度センサからの出
力信号及び上記第３のホイートストンブリッジ回路の出
力信号により補正処理する信号処理手段とを備える複合
伝送器が構成される。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
である半導体圧力センサの概略構成図であり、図２は、
図１のＡ−Ｏ−Ｂ線に沿った断面図である。図１及び図
２において、センサチップ５１は、ｎ型（００１）面シ
リコン単結晶からなり、ダイアフラム内に剛体部（肉厚
部）２４を、例えば、異方性エッチング技術を用いて、
八角形の環状に加工する。または、等方性のエッチング
により円形に加工してもよい。

【００２９】ダイアフラム内に形成した剛体部２４の内
周側には、薄肉部が形成され、これが第２のダイアフラ
ム２２となっている。また、剛体部２４の外周側には、
この剛体部２４と支持部２５との間に第１のダイアフラ
ム２１が形成されている。

【００３０】第１ダイアフラム２１、第２ダイアフラム
２２のそれぞれの表面付近には、ボロン等を拡散して、
応力に対して最も高感度な＜１１０＞方向に、ｐ型のピ
エゾ抵抗素子を配置する。このピエゾ抵抗素子は、その
長手方向に引張応力が、作用したときに、抵抗値が増加
する。この方向に配列したピエゾ抵抗素子をＬゲージと
呼ぶ。また、ピエゾ抵抗素子は、その横手方向に引張応
力が、作用したときに、抵抗値が減少する。この方向の
配列したピエゾ抵抗素子をＴゲージと呼ぶ。

【００３１】図１の例においては、第１ダイアフラム２
１上には、４つのピエゾ抵抗素子３１ａ、３１ｂ、３１
ｃ、３１ｄが、支持部２５の近辺に配置されている。そ
して、ピエゾ抵抗素子３１ａ、３１ｃは、Ｌゲージであ
り、中央点Ｏを間にして互いに対向して配置されてい
る。また、ピエゾ抵抗素子３１ｂ、３１ｄは、Ｔゲージ
であり、これらＴゲージも、中央点Ｏを間にして互いに
対向して配置されている。そして、ピエゾ抵抗素子３１
ａ−中央点Ｏ−３１ｃを結ぶ直線と、ピエゾ抵抗素子３
１ｂ−中央点Ｏ−３１ｄを結ぶ直線とが、ほぼ直交する
状態で、ピエゾ抵抗素子３１ａ〜３１ｄが、第１ダイア
フラム２１上に配置されている。

【００３２】また、第２ダイアフラム２２上には、４つ
のピエゾ抵抗素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが、
剛体部２４の近辺に配置されている。そして、ピエゾ抵
抗素子３２ａ、３２ｃは、Ｌゲージであり、中央点Ｏを
間にして互いに対向して配置されている。

【００３３】また、ピエゾ抵抗素子３２ｂ、３２ｄは、
Ｔゲージであり、これらＴゲージも、中央点Ｏを間にし
て互いに対向して配置されている。そして、ピエゾ抵抗
素子３２ａ−中央点Ｏ−３２ｃを結ぶ直線と、ピエゾ抵
抗素子３２ｂ−中央点Ｏ−３２ｄを結ぶ直線とが、ほぼ
直交する状態で、ピエゾ抵抗素子３２ａ〜３２ｄが、第
２ダイアフラム２２上に配置されている。

【００３４】また、第１ダイアフラム２１には、第２ダ
イアフラム２２の厚みと、ほぼ同等の厚み（図１の例で
は、約２０ミクロン）を有し、支持部２５から剛体部２
４に渡る４つのリブ２６ａ〜２６ｄが、ドライエッチン
グ等により形成されている。これら４つのリブ２６ａ〜
２６ｄは、ピエゾ抵抗素子３１ａ−Ｏ−３１ｃを結ぶ直
線上に、２つのリブ２６ａ、２６ｃが形成され、ピエゾ
抵抗素子３１ｂ−Ｏ−３１ｄを結ぶ直線上に、２つのリ
ブ２６ｂ、２６ｄが形成されている。

【００３５】つまり、ピエゾ抵抗素子３１ａが配置され
る所定領域にリブ２６ａが形成され、ピエゾ抵抗素子３
１ｃが配置される所定領域にリブ２６ｃが形成される。
また、ピエゾ抵抗素子３１ｂが配置される所定領域にリ
ブ２６ｂが形成され、ピエゾ抵抗素子３１ｄが配置され
る所定領域にリブ２６ｄが形成される。そして、このリ
ブ２６ａ〜２６ｄの幅は、第２ダイアフラム２２の径
が、３．５〜４．０ｍｍの場合、約０．５ｍｍとなって
いる。

【００３６】また、第１ダイアフラム２１の、上記４つ
のリブ２６ａ〜２６ｄ以外の部分は、リブ２６の厚みの
約半分の厚みとなっている。そして、センサチップ５１
は、剛体部２４の径よりも大径の孔を有するパイレック
スガラス台５２上に接合されている。

【００３７】図５に示すように、ピエゾ抵抗素子３１ａ
〜３１ｄは、ホイートストンブリッジを構成し、第１ダ
イアフラム２１とともに、第１差圧センサを構成する。
ピエゾ抵抗素子３２ａ〜３２ｄも、ホイートストンブリ
ッジを構成し、第２ダイアフラム２２とともに、第２差
圧センサを構成する。

【００３８】ダイアフラム上に圧力が印加されると、第
１ダイアフラム２１及び第２ダイアフラム２２が撓み、
ダイアフラムの上面と下面との圧力差にほぼ比例したセ
ンサ出力Ｅ₁、Ｅ₂が発生する。なお、図１の例には、静
圧センサは形成されていないので、図５における静圧セ
ンサのホイートストンブリッジも形成されない。

【００３９】ここで、第１ダイアフラム２１からなる第
１差圧センサの出力Ｅ₁と、第２ダイアフラム２２から
なる第２差圧センサの出力Ｅ₂とは、それぞれ、次式
（３）及び（４）で表される。Ｅ₁＝（１／２）・π₄₄（１−ν）σ₁・Ｅ −−−（３）Ｅ₂＝（１／２）・π₄₄（１−ν）σ₂・Ｅ −−−（４）ただし、σ₁、σ₂は上記式（１）及び（２）で算出され
た引張応力、νはポアソン比、π₄₄はせん断のピエゾ抵
抗係数、Ｅは励起電圧である。

【００４０】ここで、第１ダイアフラム２１の外径を
Ａ、第２ダイアフラム２２の外径をＢ、剛体部２４の外
径をＤとすると、Ａ：Ｄ：Ｂ＝５：３：２のとき、σ₁
はσ₂の４倍となり、第１差圧センサの出力Ｅ₁は、第２
差圧センサの出力Ｅ₂の４倍となる。外径Ａ、Ｂ、Ｄの
値を変化させることによって、２つの差圧センサの感度
比を調整することが可能である。

【００４１】また、ダイアフラムと同一基板上に集積化
される温度センサ３４は、ボロン等を拡散することによ
り形成される。この温度センサ３４は、応力変化に対し
て、ほとんど抵抗変化を示さない＜１００＞方向に配列
することで、温度に対してのみ、感度をもたせるように
される。この温度センサ３４は、図５に示すように、第
１差圧センサ、第２差圧センサと結線される。

【００４２】ピエゾ抵抗素子３１ａ〜３１ｄ、３２ａ〜
３２ｄの間、アルミニウムのコンタクトパッド１〜１０
への配線には、より高濃度にボロン等を拡散した不純物
拡散層３５とアルミ配線３６とを併用する。第２ダイア
フラム２２上のピエゾ抵抗素子３２ａ〜３２ｄからの配
線は、高濃度不純物拡散層３５を用いることで、第１ダ
イアフラム２１の外側まで引き出す。

【００４３】この配線方法により、アルミ配線等を用い
たときに生じる温度ヒステリシスを小さくすることがで
きる。この図１の例においては、第１ダイアフラム２１
の外周側や、ピエゾ抵抗素子３１ａ〜３１ｄ、３２ａ〜
３２ｄから離れた場所等、温度ヒステリシスの影響が比
較的に小さい所については、抵抗値の小さいアルミ配線
を使用したが、この他、ボンディングパッドを除く全て
の配線を高濃度不純物層とする配線方法も可能である。

【００４４】以上のように、本発明の第１の実施形態に
よれば、剛体部２４の内周側に形成された第２ダイアフ
ラム２２と、剛体部２４の外周側に形成された第１ダイ
アフラム２１とを有し、この第１ダイアフラム２１に
は、ピエゾ抵抗素子３１ａ〜３１ｄが、それぞれ配置さ
れた所定領域に、リブ２６ａ〜２６ｄが形成され、これ
らリブ２６ａ〜２６ｄが形成された領域以外の第１ダイ
アフラム２１の領域は、リブ２６ａ〜２６ｄの厚みの約
半分程度の厚みとなっている。

【００４５】これにより、第１ダイアフラム２１により
構成される第１差圧センサの圧力検出感度及び出力の直
線性は向上され、大型化すること無く、さらに、高精度
に広範囲の圧力を測定可能な半導体圧力センサ及び圧力
センサと温度センサとを有する複合センサを実現するこ
とができる。

【００４６】図３は、本発明の第２の実施形態である半
導体圧力センサの概略構成図であり、図４は、図１のＣ
−Ｏ−Ｄ線に沿った断面図である。この第２の実施形態
は、第１の実施形態に静圧検出用ダイアフラム２３ａ〜
２３ｄを形成し、これら静圧検出用ダイアフラム２３ａ
〜２３ｄ上にピエゾ抵抗素子３３ａ〜３３ｄを配置した
例であり、その他の部分は、図１の例と同様となってい
る。

【００４７】静圧検出用ダイアフラム２３ａ〜２３ｄ
は、第１ダイアフラム２１の外周側に異方エッチング等
により形成され、これら静圧検出用ダイアフラム２３ａ
〜２３ｄの表面に、ボロン等を拡散して応力に対して最
も高感度な＜１１０＞方向にｐ型のピエゾ抵抗素子３３
ａ〜３３ｄが配置されている。

【００４８】そして、静圧検出用ダイアフラム２３ａに
は、Ｌゲージのピエゾ抵抗素子３３ａが配置され、静圧
検出用ダイアフラム２３ｃには、Ｌゲージのピエゾ抵抗
素子３３ｃが配置される。また、静圧検出用ダイアフラ
ム２３ｂには、Ｔゲージのピエゾ抵抗素子３３ｂが配置
され、静圧検出用ダイアフラム２３ｄには、Ｔゲージの
ピエゾ抵抗素子３３ｄが配置される。

【００４９】これらピエゾ抵抗素子３３ａ〜３３ｄは、
図５に示すように、ホイートストンブリッジ回路を構成
し、静圧検出用ダイアフラム２３ａ〜２３ｄとともに、
静圧センサを構成する。この静圧センサは、センサチッ
プ５１のダイアフラム面に印加される被測定物の圧力
と、ダイアフラムのパイレックスガラス台５２側の一定
圧力との差（被測定物の静圧）を測定する。上述した第
２の実施形態においても、第１の実施形態と同様な効果
を得ることができる。

【００５０】なお、上述した例においては、パイレック
スガラス台５２の孔の径が、剛体部２４の最大径より大
となっており、ダイアフラムに圧力が印加されたとき
の、ダイアフラムの変位領域を確保可能となっている。
これに対して、パイレックスガラス台５２の孔の径が、
剛体部２４の最大径より小とすることも可能である。

【００５１】図６は、本発明の第３の実施形態を示す図
であり、上述した、パイレックスガラス台５２の孔の径
が、剛体部２４の最大径より小とする場合の例である。
なお、この第３の実施形態は、図６に示す剛体部２４及
びパイレックスガラス台５２の孔以外の構成は、図１の
例と同様となるので、詳細な説明は省略する。

【００５２】図６において、パイレックスガラス台５２
の孔の径ｄは、剛体部２４の最大径Ｄより小となってお
り、剛体部２４の突起先端部２７は、ダイアフラムが変
形していない状態では、パイレックスガラス台５２には
接触しないように、突起先端の長さが設定してある。

【００５３】この第３の実施形態においては、第１の実
施形態と同様な効果を得ることができる他、ダイアフラ
ムに過大な圧力が印加された場合には、突起先端部２７
がパイレックスガラス台５２に接触するため、ガラス台
５２が機械的なストッパとして作用することができ、ダ
イアフラムの過度の変形を防止して、破壊強度を超えな
いようにすることができる。

【００５４】図７は、本発明の第４の実施形態を示す図
であり、図６に示した例と同様に、パイレックスガラス
台５２の孔の径ｄが、剛体部２４の最大径Ｄよりも小の
場合の例である。ただし、図７の例においては、パイレ
ックスガラス台５２の孔は、センサチップ５１に対向し
ない側の径はＤより小であるが、センサチップ５１に対
向する側の径は、剛体部２４の最大径よりも大となって
いる。さらに、図７の例においては、突起先端２７の長
さは、図６の例より長く、図１の例と同等の長さとなっ
ている。

【００５５】この第４の実施形態においても、図６の例
と同様に、ダイアフラムに過大な圧力が印加された場合
には、突起先端部２７がパイレックスガラス台５２に接
触するため、ガラス台５２が機械的なストッパとして作
用することができ、ダイアフラムの過度の変形を防止し
て、破壊強度を超えないようにすることができる。

【００５６】図８は、本発明の第５の実施形態である半
導体圧力センサの概略構成図であり、図９は、図８のＥ
−Ｏ−Ｆ線に沿った断面図である。図８及び図９におい
て、剛体部２４の突起先端部２７は、十字形状に構成さ
れた梁２８により接続されている。この梁２８は、エッ
チングにより、剛体部２４に形成することが可能であ
る。そして、この梁２８の厚みは、図示した例において
は、２０〜１００ミクロンであり、幅は、例えば、第２
ダイアフラム２２の径が、３．５〜４．００センチの場
合には、０．３〜０．５ミリとなっている。

【００５７】そして、この第５の実施形態においては、
第１ダイアフラム２１には、リブは形成されておらず、
厚みは、第２ダイアフラムとほぼ同等となっている。そ
の他の構成は、図１の例と同等となっているので、詳細
な説明は省略する。

【００５８】この第５の実施形態においては、剛体部２
４に梁２８が形成されているため、ダイアフラムに圧力
が印加された場合、突起先端部２７が第２ダイアフラム
２２の外周側に傾斜することが防止される。つまり、図
１０の（Ａ）に示すように、剛体部２４に梁２８が形成
されていない場合は、突起先端部２７が第２ダイアフラ
ム２２の外周側に傾斜する場合があるが、剛体部２４に
梁２８が形成されている場合には、図１０の（Ｂ）に示
すように、突起先端部２７が第２ダイアフラム２２の外
周側に傾斜することが防止される。

【００５９】したがって、剛体部２４近傍の薄肉部にて
発生する応力の損失を抑制することができる。図１１
は、梁２８が形成されていない場合（破線）と、梁２８
が形成されている場合（実線）との、応力の差を示すグ
ラフである。このグラフに示されているように、剛体部
２４近傍の薄肉部にて発生する応力の損失が抑制されて
いる。

【００６０】以上のように、本発明の第５の実施形態に
よれば、剛体部２４の内周側に形成された第２ダイアフ
ラム２２と、剛体部２４の外周側に形成された第１ダイ
アフラム２１とを有し、剛体部２４の先端部に梁２８を
形成する構成としたので、剛体部２４近傍の薄肉部にて
発生する応力の損失が抑制され、圧力検出感度及び出力
の直線性は向上され、大型化すること無く、さらに、高
精度に広範囲の圧力を測定可能な半導体圧力センサ及び
圧力センサと温度センサとを有する複合センサを実現す
ることができる。

【００６１】図１２は、本発明の第６の実施形態を示す
図であり、上述した第５の実施形態において、パイレッ
クスガラス台５２の孔の径が、剛体部２４の最大径より
小とする場合の例である。なお、この第６の実施形態
は、第５の実施形態における剛体部２４及びパイレック
スガラス台５２の孔以外の構成は、同様となるので、詳
細な説明は省略する。

【００６２】図１２において、パイレックスガラス台５
２の孔の径ｄは、剛体部２４の最大径Ｄより小となって
おり、剛体部２４の梁２８は、ダイアフラムが変形して
いない状態では、パイレックスガラス台５２には接触し
ないように、長さが設定してある。

【００６３】この第６の実施形態においては、第５の実
施形態と同様な効果を得ることができる他、ダイアフラ
ムに過大な圧力が印加された場合には、梁２８がパイレ
ックスガラス台５２に接触するため、ガラス台５２が機
械的なストッパとして作用することができ、ダイアフラ
ムの過度の変形を防止して、破壊強度を超えないように
することができる。

【００６４】図１３は、本発明の第７の実施形態を示す
図であり、図１２に示した例と同様に、パイレックスガ
ラス台５２の孔の径ｄが、剛体部２４の最大径Ｄよりも
小の場合の例である。ただし、図１３の例においては、
パイレックスガラス台５２の孔は、センサチップ５１に
対向しない側の径はＤより小であるが、センサチップ５
１に対向する側の径は、剛体部２４の最大径よりも大と
なっている。さらに、図１３の例においては、剛体部２
４の長さは、図１２の例より長く、図９の例と同等の長
さとなっている。

【００６５】この第７の実施形態においても、図１２の
例と同様に、ダイアフラムに過大な圧力が印加された場
合には、梁２８がパイレックスガラス台５２に接触する
ため、ガラス台５２が機械的なストッパとして作用する
ことができ、ダイアフラムの過度の変形を防止して、破
壊強度を超えないようにすることができる。

【００６６】図１４は、本発明の第８の実施形態である
半導体圧力センサの概略構成図であり、図１５は、図１
４のＧ−Ｏ−Ｈ線に沿った断面図である。図１４及び図
１５において、剛体部２４の先端部２７には、第２ダイ
アフラム２２の径より大であり、パイレックスガラス台
５２の径より小の径を有し、ガラス等からなる板材２９
が接合されている。この板材２９と、剛体部２４と、第
２ダイアフラム２２とにより、密封空間が形成される。
その他の構成は、図８及び図９に示した例と同様である
ので、説明は省略する。

【００６７】この図１４及び図１５に示した例において
も、図８及び図９に示した例と同様に、ダイアフラムに
圧力が印加された場合、突起先端部２７が第２ダイアフ
ラム２２の外周側に傾斜することが防止され、剛体部２
４近傍の薄肉部にて発生する応力の損失を抑制すること
ができる。

【００６８】また、板材２９と、剛体部２４と、第２ダ
イアフラム２２とにより、密封空間が形成される構成と
なっているため、第２ダイアフラム２２及びこの第２ダ
イアフラム２２上に配置されるピエゾ抵抗素子により構
成されるセンサは、静圧センサとして動作する。

【００６９】通常、静圧検出用のダイアフラムは、図３
に示した例のように、差圧検出用のダイアフラムの外周
側に形成されるため、センサチップサイズの制限から、
静圧検出用のダイアフラムの径は、小さくしなければな
らず低感度となり易い。

【００７０】これに対して、図１４及び図１５に示すよ
うに、板材２９と、剛体部２４と、第２ダイアフラム２
２とにより、密封空間が形成される構成となっていれ
ば、静圧検出用のダイアフラムの径を大とすることがで
き、高感度な静圧センサを実現することができる。

【００７１】この第８の実施形態によれば、第５の実施
形態と同様な効果を得ることができる他、板材２９と、
剛体部２４と、第２ダイアフラム２２とにより、密封空
間が形成される構成となっているので、静圧検出用のダ
イアフラムの径を大とすることができ、高感度な静圧セ
ンサを実現することができる。

【００７２】図１６は、本発明の第９の実施形態を示す
図であり、図１、図２に示した例と図８、図９に示した
例とを組み合わせた例である。つまり、第１ダイアフラ
ム２１には、リブ２６が形成され、このリブ２６以外の
領域は、リブ２６より薄肉化されており、剛体部２４の
先端部２７は、梁２８で接続されている。その他の構成
は、図１又は図８の例と同様となっている。この第９の
実施形態においても、図１又は図８に示した例と同様な
効果を得ることができる。

【００７３】図１７は、本発明の複合センサをシール金
具５６に組み込んだ状態の概略断面図である。図１７に
おいて、センサチップ５１は、パイレックスガラス台５
２と接合した後、パイレックスガラス台５２は、このガ
ラス台５２のセンサチップ５１との接合面とは反対側の
面が、シリコン台５３に接合される。このシリコン台５
３は、低融点ガラス５４を介して、Ｆｅ−Ｎｉ合金等か
らなるポスト５５に接着される。

【００７４】その後、ポスト５５は、出力取り出し用金
具（シール金具）５６に溶接又は接着される。そして、
センサチップ５１のパッド１〜１６と、出力取り出し用
金具５６の出力取り出し用端子５７とをリードワイヤ５
８で接続する。この出力取り出し用金具５６は、ハーメ
チックシールによって気密構造となっている。

【００７５】図１８は、本発明による複合センサを用い
た差圧伝送器の実施形態の概略断面図である。図１８に
おいて、シール金具５６に組み込まれた複合センサを差
圧伝送器受圧部６１に組み込む。高圧力側のシールダイ
アフラム６３ａと、低圧力側のシールダイアフラム６３
ｂとに印加された圧力は、シリコーンオイル等の圧力伝
達流体７２を介してセンサチップ５１に伝達される。

【００７６】内部に設けられたセンタダイアフラム６２
は、過大圧力が印加された場合に、センサチップ５１を
保護するためのものである。複合センサからの出力は、
ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）６４を介して、信
号処理部に伝達される。この発明における複合センサの
場合、２種類の差圧、静圧、温度の４種類の出力信号
が、ＭＰＸ（マルチプレクサ）６５を介して選択的にＰ
ＧＡ（プログラマブルゲインアンプ）６６に取り込まれ
る。

【００７７】ＰＧＡ６６に取り込まれた信号は、このＰ
ＧＡ６６によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器６７によりデ
ィジタル信号に変換される。そして、ディジタル信号に
変換された信号は、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）６８
に供給される。ＲＯＭ６９には、差圧センサ、静圧セン
サ、温度センサの各センサの特性及び差圧閾値△Ｐ₁が
格納されており、このＲＯＭ６９に格納されたデータに
基づいて、ＭＰＵ６８は、センサからの出力信号を補正
演算し、差圧、静圧、温度のそれぞれの値を算出する。

【００７８】ＭＰＵ６８は、複合センサが検出した差圧
が、差圧閾値△Ｐ₁以下であるか否かを判断し、△Ｐ₁以
下の場合には、高感度な第１差圧センサの出力を使用す
る。また、複合センサが検出した差圧が、差圧閾値△Ｐ
₁より大の場合には、低感度な第２差圧センサの出力を
使用する。このようにすれば、広い圧力範囲にわたっ
て、直線性に優れたセンサ出力が得られ、高感度化を図
ることができる。

【００７９】こうして、得られた圧力値は、Ｄ／Ａ変換
器７０によりアナログ信号に変換され、Ｖ／Ｉ変換器７
１を介して、高精度なアナログ信号とディジタル信号と
の重畳信号が外部に出力される。

【００８０】なお、第１ダイアフラム２１上のピエゾ抵
抗素子３１ａ〜３１ｄの配置は、図示した配置以外のも
のでも本発明は、適用可能である。例えば、ピエゾ抵抗
素子３１ａ〜３１ｄを全て、剛体部２４の近辺に配置す
ることもできる。また、４つのピエゾ抵抗素子３１ａ〜
３１ｄを全てＬゲージとし、２つのピエゾ抵抗素子を支
持部２５近辺に配置し、他の２つのピエゾ抵抗素子を剛
体部２４の近辺に配置することもできる。

【００８１】さらに、４つのピエゾ抵抗素子３１ａ〜３
１ｄを全てＴゲージとし、２つのピエゾ抵抗素子を支持
部２５近辺に配置し、他の２つのピエゾ抵抗素子を剛体
部２４の近辺に配置することもできる。

【００８２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、次のような効果がある。剛体部の内周側に
形成された第２ダイアフラムと、剛体部の外周側に形成
された第１ダイアフラムとを有し、第１ダイアフラムに
は、ピエゾ抵抗素子が、それぞれ配置された所定領域
に、リブが形成され、これらリブが形成された領域以外
の第１ダイアフラムの領域は、リブの厚みの約半分程度
の厚みとなっている。

【００８３】これにより、第１ダイアフラムにより構成
される差圧センサの圧力検出感度及び出力の直線性は向
上され、大型化すること無く、さらに、高精度に広範囲
の圧力を測定可能な半導体圧力センサ及び圧力センサと
温度センサとを有する複合センサ、複合伝送器を実現す
ることができる。

【００８４】また、剛体部の内周側に形成された第２ダ
イアフラムと、剛体部の外周側に形成された第１ダイア
フラムとを有し、剛体部の先端部に梁を形成する構成と
したので、剛体部近傍の薄肉部にて発生する応力の損失
が抑制され、圧力検出感度及び出力の直線性は向上さ
れ、大型化すること無く、さらに、高精度に広範囲の圧
力を測定可能な半導体圧力センサ及び圧力センサと温度
センサとを有する複合センサ、複合伝送器を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態である半導体圧力セン
サの概略構成図である。

【図２】図１のＡ−Ｏ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態である半導体圧力セン
サの概略構成図である。

【図４】図３のＣ−Ｏ−Ｄ線に沿った断面図である。

【図５】図３の等価回路図である。

【図６】本発明の第３の実施形態を示す図である。

【図７】本発明の第４の実施形態を示す図である。

【図８】本発明の第５の実施形態である半導体圧力セン
サの概略構成図である。

【図９】図８のＥ−Ｏ−Ｆ線に沿った断面図である。

【図１０】図８の例の動作説明図である。

【図１１】梁が形成されていない場合と梁が形成されて
いる場合との応力の差を示すグラフである。

【図１２】本発明の第６の実施形態を示す図である。

【図１３】本発明の第７の実施形態を示す図である。

【図１４】本発明の第８の実施形態である半導体圧力セ
ンサの概略構成図である。

【図１５】図１４のＧ−Ｏ−Ｈ線に沿った断面図であ
る。

【図１６】本発明の第９の実施形態を示す図である。

【図１７】本発明の複合センサを出力取り出し用金具に
組み込んだ状態の概略断面図である。

【図１８】本発明による複合センサを用いた差圧伝送器
の実施形態の概略断面図である。

【図１９】圧力センサのダイアフラム変形時における状
態を示す図である。

【図２０】圧力センサのダイアフラム変形時における応
力分布を示すグラフである。

【図２１】圧力センサのダイアフラムへの印加圧力と出
力電圧との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１〜１６出力取り出し用アルミコンタクトパッド２１第１ダイアフラム２２第２ダイアフラム２３静圧検出用ダイアフラム２４剛体部２５ダイアフラム支持部２６リブ２７剛体先端部２８梁２９板材３１ａ〜３１ｄピエゾ抵抗素子３２ａ〜３２ｄピエゾ抵抗素子３３ａ〜３３ｄピエゾ抵抗素子３４温度センサ用抵抗素子３５高濃度不純物層配線３６アルミ配線５１センサチップ５２パイレックスガラス台５３シリコン台５４低融点ガラス層５５ポスト５６出力取り出し用金具５７出力取り出し用端子５８リードワイヤ６１差圧伝送器受圧部６２センタダイアフラム６３ａ高圧力側シールダイアフラム６３ｂ低圧力側シールダイアフラム６４フレキシブルプリント回路６５マルチプレクサ６６プログラマブルゲインアンプ６７Ａ／Ｄ変換器６８マイクロプロセッサ６９ＲＯＭ７０Ｄ／Ａ変換器７１Ｖ／Ｉ変換器７２圧力伝達流体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単結晶シリコンからなり、所定の幅を有す
る環状の第１ダイアフラムと、上記第１ダイアフラムの
内周側に形成され、第１ダイアフラムの最大厚みより大
の厚みを有する環状の剛体部と、上記剛体部より内周側
に形成され、上記剛体部より小の厚みを有し、単結晶シ
リコンからなる第２ダイアフラムと、第１ダイアフラム
の外周側に形成され、上記第１ダイアフラムを支持する
支持部と、上記第１ダイアフラム及び第２ダイアフラム
上に配置されるピエゾ抵抗素子とを有する半導体圧力セ
ンサにおいて、上記第１ダイアフラムは、上記ピエゾ抵抗素子が配置さ
れる領域を含む所定の幅を有し、上記支持部から第２ダ
イアフラムに向かって伸び、上記第２ダイアフラムの厚
みとほぼ同じ厚みを有する複数のリブを有し、上記第１
ダイアフラムの上記複数のリブ以外の領域は、これらリ
ブの厚みより小の厚みとなっていることを特徴とする半
導体圧力センサ。
【請求項２】単結晶シリコンからなり、所定の幅を有す
る環状の第１ダイアフラムと、上記第１ダイアフラムの
内周側に形成され、第１ダイアフラムの最大厚みより大
の厚みを有する環状の剛体部と、上記剛体部より内周側
に形成され、上記剛体部より小の厚みを有し、単結晶シ
リコンからなる第２ダイアフラムと、第１ダイアフラム
の外周側に形成され、上記第１ダイアフラムを支持する
支持部と、上記第１ダイアフラム及び第２ダイアフラム
上に配置されるピエゾ抵抗素子とを有する半導体圧力セ
ンサにおいて、上記環状の剛体部は、ピエゾ抵抗素子が配置された面と
は反対側の面に、所定の幅を有する梁が、この環状の剛
体部の直径方向に接続されていることを特徴とする半導
体圧力センサ。
【請求項３】請求項２記載の半導体圧力センサにおい
て、上記所定の幅を有する板材を有する剛体部と、第２
ダイアフラムとにより、密閉される中空部が形成される
ことを特徴とする半導体圧力センサ。
【請求項４】請求項１又は２項記載の半導体圧力センサ
において、中央部に、上記環状の剛体部の直径より小の
径を有する圧力導入口を有する台部を備え、この台部に
上記支持部が接合されることを特徴とする半導体圧力セ
ンサ。
【請求項５】請求項１記載の半導体圧力センサにおい
て、上記環状の剛体部は、ピエゾ抵抗素子が配置された
面とは反対側の面に、所定の幅を有する梁が、この環状
の剛体部の直径方向に接続されていることを特徴とする
半導体圧力センサ。
【請求項６】請求項１又は２項記載の半導体圧力センサ
において、上記支持部が接合される台部を備え、この台
部は、上記支持部が接合される面側は、上記環状の剛体
部の直径より大の径を有し、上記支持部が接合される面
とは反対側の面側は、上記環状の剛体部の直径より小の
径を有する圧力導入口を有することを特徴とする半導体
圧力センサ。
【請求項７】請求項１から６項のうちのいずれか一項記
載の半導体圧力センサにおいて、上記第２ダイアフラム
に形成されたピエゾ抵抗素子から上記支持部に渡って高
濃度不純物層が形成されていることを特徴とする半導体
圧力センサ。
【請求項８】請求項１から６項のうちのいずれか一項記
載の半導体圧力センサにおいて、第１ダイアフラムに
は、４つのピエゾ抵抗素子が、上記支持部近傍に配置さ
れ、これらの抵抗素子のうち、２つのピエゾ抵抗素子
は、その長手方向が第１ダイアフラムの半径方向に平行
であり、他の２つのピエゾ抵抗素子は、その長手方向が
第１ダイアフラムの接線方向に平行となるように配置さ
れ、これら４つのピエゾ抵抗素子により第１ホイートス
トインブリッジ回路が形成され、第２ダイアフラムに
は、４つのピエゾ抵抗素子が、上記剛体部近傍に配置さ
れ、これらの抵抗素子のうち、２つのピエゾ抵抗素子
は、その長手方向が第２ダイアフラムの半径方向に平行
であり、他の２つのピエゾ抵抗素子は、その長手方向が
第２ダイアフラムの接線方向に平行となるように配置さ
れ、これら４つのピエゾ抵抗素子により第２ホイートス
トインブリッジ回路が形成されることを特徴とする半導
体圧力センサ。
【請求項９】請求項１から６項のうちのいずれか一項記
載の半導体圧力センサにおいて、第１ダイアフラムに
は、４つのピエゾ抵抗素子が、上記剛体部近傍に配置さ
れ、これらの抵抗素子のうち、２つのピエゾ抵抗素子
は、その長手方向が第１ダイアフラムの半径方向に平行
であり、他の２つのピエゾ抵抗素子は、その長手方向が
第１ダイアフラムの接線方向に平行となるように配置さ
れ、これら４つのピエゾ抵抗素子により第１ホイートス
トインブリッジ回路が形成され、第２ダイアフラムに
は、４つのピエゾ抵抗素子が、上記剛体部近傍に配置さ
れ、これらの抵抗素子のうち、２つのピエゾ抵抗素子
は、その長手方向が第２ダイアフラムの半径方向に平行
であり、他の２つのピエゾ抵抗素子は、その長手方向が
第２ダイアフラムの接線方向に平行となるように配置さ
れ、これら４つのピエゾ抵抗素子により第２ホイートス
トインブリッジ回路が形成されることを特徴とする半導
体圧力センサ。
【請求項１０】請求項１から６項のうちのいずれか一項
記載の半導体圧力センサにおいて、第１ダイアフラムに
は、４つのピエゾ抵抗素子が配置され、２つのピエゾ抵
抗素子は、上記支持部近傍に配置され、その長手方向が
第１ダイアフラムの半径方向に平行であり、他の２つの
ピエゾ抵抗素子は、上記剛体部近傍に配置され、その長
手方向が第１ダイアフラムの半径方向に平行となるよう
に配置され、これら４つのピエゾ抵抗素子により第１ホ
イートストインブリッジ回路が形成され、第２ダイアフ
ラムには、４つのピエゾ抵抗素子が、上記剛体部近傍に
配置され、これらの抵抗素子のうち、２つのピエゾ抵抗
素子は、その長手方向が第２ダイアフラムの半径方向に
平行であり、他の２つのピエゾ抵抗素子は、その長手方
向が第２ダイアフラムの接線方向に平行となるように配
置され、これら４つのピエゾ抵抗素子により第２ホイー
トストインブリッジ回路が形成されることを特徴とする
半導体圧力センサ。
【請求項１１】請求項１から６項のうちのいずれか一項
記載の半導体圧力センサにおいて、第１ダイアフラムに
は、４つのピエゾ抵抗素子が配置され、２つのピエゾ抵
抗素子は、上記支持部近傍に配置され、その長手方向が
第１ダイアフラムの接線方向に平行であり、他の２つの
ピエゾ抵抗素子は、上記剛体部近傍に配置され、その長
手方向が第１ダイアフラムの接線方向に平行となるよう
に配置され、これら４つのピエゾ抵抗素子により第１ホ
イートストインブリッジ回路が形成され、第２ダイアフ
ラムには、４つのピエゾ抵抗素子が、上記剛体部近傍に
配置され、これらの抵抗素子のうち、２つのピエゾ抵抗
素子は、その長手方向が第２ダイアフラムの半径方向に
平行であり、他の２つのピエゾ抵抗素子は、その長手方
向が第２ダイアフラムの接線方向に平行となるように配
置され、これら４つのピエゾ抵抗素子により第２ホイー
トストインブリッジ回路が形成されることを特徴とする
半導体圧力センサ。
【請求項１２】請求項１から６項のうちのいずれか一項
記載の半導体圧力センサにおいて、上記支持部には、温
度感応素子を有する温度センサが形成され、複合化され
ていることを特徴とする半導体圧力センサ。
【請求項１３】請求項１から６項のうちのいずれか一項
記載の半導体圧力センサにおいて、上記支持部には、静
圧検出用の第３ダイアフラムが形成され、この第３ダイ
アフラムに４つのピエゾ抵抗素子が配置され、この４つ
のピエゾ抵抗素子により第３のホイートストンブリッジ
回路が形成される静圧センサを有し、複合化されている
ことを特徴とする半導体圧力センサ。
【請求項１４】請求項１３記載の半導体圧力センサにお
いて、上記支持部には、温度感応素子を有する温度セン
サが形成され、上記第１及び第２のホイートストンブリ
ッジ回路の出力信号は、上記温度センサからの出力信号
及び上記第３のホイートストンブリッジ回路の出力信号
により補正されることを特徴とする半導体圧力センサ。
【請求項１５】請求項１４記載の半導体圧力センサと、
メモリ及びマイクロプロセッサを有し、上記半導体圧力
センサからの出力信号を、上記温度センサからの出力信
号及び上記第３のホイートストンブリッジ回路の出力信
号により補正処理する信号処理手段とを備えることを特
徴とする複合伝送器。