JPH09329519A - Semiconductor pressure sensor - Google Patents

Semiconductor pressure sensor

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JPH09329519A
JPH09329519A JP14881996A JP14881996A JPH09329519A JP H09329519 A JPH09329519 A JP H09329519A JP 14881996 A JP14881996 A JP 14881996A JP 14881996 A JP14881996 A JP 14881996A JP H09329519 A JPH09329519 A JP H09329519A
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JP
Japan
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semiconductor chip
rectangular
semiconductor
pressure sensor
pedestal
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JP14881996A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoru Ohata
覚 大畠
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor pressure sensor which is improved so that a zero-shift signal or span-shift signal becomes minimum. SOLUTION: This sensor is provided with a square single-crystal semiconductor chip 12 on one side of which a pair of radial stress sensors 13 and 14 with pressure-sensing characteristics and a pair of circumferential stress sensors 15 and 16 with pressure-sensing characteristics are formed and on the other side of which a square hollowed part 17 is formed. It is also provided with a cuboid-shaped insulating base 19 in the center of which a communication hole 18 with a circular cross section is formed. The hole 18 is communicated to the above-mentioned square hollowed part 17 formed on the semiconductor chip 12. A square frame 22, which is made of the same single-crystal material as the semiconductor chip 12 and with an opening part 23 communicated to the hollowed part 17 formed on the semiconductor chip 12 and the communication hole 18 formed in the insulating base 19, is inserted between the insulating base 19 and the semiconductor chip 12. And the semiconductor chip 12 and the base 19 are integrally joined.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、本発明は半導体圧
力センサに関するものであり、特に方形の半導体チップ
を用いた圧力センサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor pressure sensor, and more particularly to a pressure sensor using a square semiconductor chip.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体圧力センサにおいては、一
対の半径方向応力センサと一対の円周方向応力センサが
一方の表面に形成された半導体チップが用いられ、この
半導体チップの前記一方の表面と他方の表面との間にか
かる圧力差に応答するようにダイアフラム構造が採用さ
れている。すなわち、前記半導体チップの他方の面には
空洞部が形成され,その空洞を覆うように前記チップの
他方の面には円筒状の台座の一端が結合されている。
2. Description of the Related Art In a conventional semiconductor pressure sensor, a semiconductor chip having a pair of radial stress sensors and a pair of circumferential stress sensors formed on one surface is used. A diaphragm structure is employed to respond to the pressure differential across the other surface. That is, a cavity is formed on the other surface of the semiconductor chip, and one end of a cylindrical pedestal is coupled to the other surface of the chip so as to cover the cavity.

【0003】このよう半導体圧力センサには元来、円形
の半導体チップと円筒形の台座とにより円形のダイアフ
ラムが採用されており、そのためにセンサ全体はチッ
プ、空洞および台座に共通の軸線に関して、この軸線に
垂直なx−y平面において対称な構造であった。しか
し,最近は結晶ウェハーを切断することにより正方形半
導体チップを用いることが一般的になっており、また、
半導体チップに空洞部を形成する方法も異方性エッチン
グ法が用いられ、この空洞部を覆う台座も半導体チップ
とは異なる材料で構成された直方体の台座が用いられる
ため、全体として方形のダイアフラム構造が採用される
ようになってきた。従って,このような方形のダイアフ
ラム構造においては、半導体チップおよびこれに接合さ
れている直方体の台座に共通の軸線に関しては、x−y
平面における対称性はもはや示されず、z軸(軸線)方
向にもその対称性が無くなっている.図1は従来の方形
ダイヤフラム構造の半導体圧力センサの一例を示す図
で、同図(A)は上面図、同図(B)は側断面図であ
る。半導体圧力センサ11は薄い正方形の半導体チップ
12を備えている。この半導体チップ12はシリコンの
ような単結晶半導体材料で作られる。この半導体チップ
12の第1の表面上には半径方向の応力センサ13、1
4が配置されている。すなわち、これらの応力センサ1
3、14はそれらの長手方向が図1に示す半導体チップ
12の中心を原点とする円筒座標の半径方向に沿うよう
に向けられている。半導体チップ12の第1の表面上に
はまた、円周方向の応力センサ15、16が配置されて
いる。すなわち、これらの応力センサ15、16はそれ
らの長手方向が前記円筒座標の円周方向に沿うように向
けられている。これらの応力センサ13、14、15、
16はホウ素のような不純物を半導体チップ12の表面
上の所定領域内に所定の形状にしたがって、例えばイオ
ン注入技術により注入拡散して形成される。これらのセ
ンサ13、14、15、16はそれぞれ感圧抵抗特性を
示し、各センサの抵抗値はそれらのセンサに加えられた
圧力に応じて変化する。
Thus, a semiconductor pressure sensor originally employs a circular diaphragm with a circular semiconductor chip and a cylindrical pedestal, so that the entire sensor has a common axis with respect to the chip, cavity and pedestal. The structure was symmetrical in the xy plane perpendicular to the axis. However, recently, it has become common to use a square semiconductor chip by cutting a crystal wafer, and
Anisotropic etching is also used to form the cavity in the semiconductor chip, and the pedestal that covers the cavity is also a rectangular parallelepiped pedestal made of a material different from that of the semiconductor chip. Has come to be adopted. Therefore, in such a rectangular diaphragm structure, the xy axis is common to the semiconductor chip and the pedestal of the rectangular parallelepiped joined to the semiconductor chip.
The symmetry in the plane is no longer shown, and the symmetry also disappears in the z-axis (axis) direction. 1A and 1B are views showing an example of a conventional semiconductor pressure sensor having a rectangular diaphragm structure. FIG. 1A is a top view and FIG. 1B is a side sectional view. The semiconductor pressure sensor 11 includes a thin square semiconductor chip 12. The semiconductor chip 12 is made of a single crystal semiconductor material such as silicon. On the first surface of the semiconductor chip 12, the radial stress sensors 13, 1
4 are arranged. That is, these stress sensors 1
3 and 14 are oriented such that their longitudinal directions are along the radial direction of the cylindrical coordinates with the center of the semiconductor chip 12 shown in FIG. 1 as the origin. On the first surface of the semiconductor chip 12 also circumferential stress sensors 15, 16 are arranged. That is, these stress sensors 15 and 16 are oriented such that their longitudinal directions are along the circumferential direction of the cylindrical coordinates. These stress sensors 13, 14, 15,
16 is formed by implanting and diffusing an impurity such as boron into a predetermined region on the surface of the semiconductor chip 12 according to a predetermined shape, for example, by an ion implantation technique. Each of these sensors 13, 14, 15, 16 exhibits a pressure-sensitive resistance characteristic, and the resistance value of each sensor changes according to the pressure applied to those sensors.

【0004】図1に破線で示されている方形空洞部17
が、半導体チップ12の第2の表面(下面)に形成され
る。図1(B)に示されるように、その空洞部17を半
導体チップ12の下面から覆うようにして、断面円形の
連通孔18が中心部に形成された断面方形の台座19が
配置され、その上面が半導体チップ12の第2の表面に
高温処理により接合される。台座19は検出すべき圧力
を空洞部17へ伝えるように機能する.空洞部19へ圧
力が伝えられると、半導体チップ12の空洞部17の上
部に位置する部分がダイアフラム20を形成する。その
ダイアフラム20の内部に引き起こされた応力は、台座
19により伝えられた圧力と半導体チップ12の第1の
表面に加えられる圧力との差に関係する。また、台座1
9と半導体チップ12をそれぞれ構成する材料の高温処
理後の冷却時における圧縮率の差によりダイアフラム2
0に応力が発生する。例えば、半導体チップ12より台
座19の圧縮率が大きい揚合、半導体チップ12の第1
表面に張力が発生し、これが静圧の変化を生ずる。
A rectangular cavity 17 is shown in phantom in FIG.
Are formed on the second surface (lower surface) of the semiconductor chip 12. As shown in FIG. 1 (B), a pedestal 19 having a rectangular cross section in which a communication hole 18 having a circular cross section is formed in the center is arranged so as to cover the cavity 17 from the lower surface of the semiconductor chip 12, and The upper surface is bonded to the second surface of the semiconductor chip 12 by high temperature treatment. The pedestal 19 functions to transmit the pressure to be detected to the cavity 17. When the pressure is transmitted to the cavity 19, the portion of the semiconductor chip 12 located above the cavity 17 forms the diaphragm 20. The stress caused inside the diaphragm 20 is related to the difference between the pressure transmitted by the pedestal 19 and the pressure applied to the first surface of the semiconductor chip 12. Also, pedestal 1
9 and the semiconductor chip 12 are different from each other in the diaphragm 2 due to the difference in compressibility at the time of cooling after the high temperature treatment.
Stress is generated at 0. For example, when the pedestal 19 has a higher compression rate than the semiconductor chip 12, the first
Tension is generated on the surface, which causes a change in static pressure.

【0005】このように構成された半導体圧力センサに
おいては、半導体チップ12の内部に引き起こされた応
力は応力センサ13、14、15、16により検出され
る。これらのセンサの抵抗値は各センサに印加される応
力に対応して変化するが、これらの応力は半導体圧力セ
ンサの軸線に関連して記述されるべクトルσにより表さ
れる。応力ベクトルσの単位はニュートン/平方メート
ルである。すなわち、半径方向に向けられているセンサ
13、14の長手方向にそって引き起こされた応力を半
径方向応力σrと呼ばれ、また、センサ15、16の長
手方向の応力を円周方向応力(接線方向応力とも呼ぶ)
σcと呼ばれる。
In the semiconductor pressure sensor thus constructed, the stress generated inside the semiconductor chip 12 is detected by the stress sensors 13, 14, 15 and 16. The resistance of these sensors varies with the stress applied to each sensor, which is represented by the vector σ described in relation to the axis of the semiconductor pressure sensor. The unit of the stress vector σ is Newton / square meter. That is, the stress caused along the longitudinal direction of the sensors 13 and 14 oriented in the radial direction is called the radial stress σr, and the longitudinal stress of the sensors 15 and 16 is the circumferential stress (tangential line). Also called directional stress)
It is called σc.

【0006】4個の応力センサ13、14、15、16
は図示しないが定電流ホイートストン・ブリッジ状に電
気的に接続された時に発生される出力信号により圧力が
測定される。また、定電流ホイートストン・ブリッジ回
路により発生する出力信号電圧は次式で与えられる。
Four stress sensors 13, 14, 15, 16
Although not shown, the pressure is measured by an output signal generated when electrically connected in a constant current Wheatstone bridge. The output signal voltage generated by the constant current Wheatstone bridge circuit is given by the following equation.

【0007】 e=(1/2)iBRπ44(σr−σc) (1) ここで、iはブリッジに供給される電流、積Rπ44は半
導体圧力センサの温度のみに関係して変化する定数であ
る。完全に軸対称である半導体圧力センサの場合には、
半導体チップ12と台座19が異なる材料で作られてい
ると、一定の静圧下では、零シフト信号が発生しないよ
うにすることが出来る。すなわち、この場合には、ダイ
アフラム20の半導体チップ12の表面に生ずる応力は
一様であって、方向に関係しないから、上記の(1)式
において(σr−σc)はゼロとなり、ブリッジの出力
は発生しない。しかし、半導体チップ12が円形でなく
正方形であり、ダイアフラム20の空洞部17も方形
で、直方体に円形の穴の空いた台座19が接合さている
場合には、軸対称に欠けることになる。さらに、チップ
材料が半導体単結晶で、台座材料がチップと異なる材料
で構成されるので、z一軸方向にも対称性が欠けること
になるため軸対称であっても静圧下ではダイアフラムに
圧縮応力が働き、ダイアフラムが図2のように上方に凸
となるように変形する。
E = (1/2) iBRπ 44 (σr−σc) (1) where i is the current supplied to the bridge, and the product Rπ 44 is a constant that changes only in relation to the temperature of the semiconductor pressure sensor. is there. In the case of a perfectly pressure-sensitive semiconductor pressure sensor,
If the semiconductor chip 12 and the pedestal 19 are made of different materials, it is possible to prevent the zero shift signal from being generated under a constant static pressure. That is, in this case, since the stress generated on the surface of the semiconductor chip 12 of the diaphragm 20 is uniform and does not relate to the direction, (σr−σc) in the above equation (1) becomes zero, and the output of the bridge Does not occur. However, when the semiconductor chip 12 is not a circle but a square, the cavity 17 of the diaphragm 20 is also a square, and the pedestal 19 with a circular hole is joined to the rectangular parallelepiped, it lacks in axial symmetry. Furthermore, since the chip material is a semiconductor single crystal and the pedestal material is made of a material different from that of the chip, symmetry is also lacking in the z-axis direction, so even if axial symmetry, compressive stress is applied to the diaphragm under static pressure. It works, and the diaphragm is deformed to be convex upward as shown in FIG.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の半導
体圧力センサでは,軸対称がないこと、半導体チップと
台座とが異種材料であることから、圧力センサにかかる
静庄または圧力センサの感度が変化するために,零シフ
ト信号あるいはスパンシフト信号と名づけれる偽の信号
が生ずる。ここで零シフト信号とは、圧力センサを構成
するダイアフラムの両面にかかる圧力差が零のときに生
ずる信号あるいはその変化を意味する。また、スパンシ
フト信号とは、圧力センサを構成するダイアフラムの硬
さが変化し、半導体チップの両面にかかる圧力差に応答
する応力センサの感度が変化することによって生ずる信
号を意味する。
In such a conventional semiconductor pressure sensor, since there is no axial symmetry and the semiconductor chip and the pedestal are different materials, the pressure applied to the pressure sensor or the sensitivity of the pressure sensor is low. Because of the change, a false signal, termed the zero shift signal or span shift signal, results. Here, the zero shift signal means a signal generated when the pressure difference applied to both surfaces of the diaphragm constituting the pressure sensor is zero, or a change thereof. Further, the span shift signal means a signal generated by a change in the hardness of the diaphragm forming the pressure sensor and a change in the sensitivity of the stress sensor in response to the pressure difference applied to both sides of the semiconductor chip.

【0009】すなわち、上記(1)式は、半径方向と円
周方向との応力差が零シフト信号に直接影響することを
示している。更に、そのような応力差が存在するとき
は、(Rπ44)に影響を及ぽす温度変化も零シフト信
号に寄与することを示している。しかし、先に示した式
はσrとσcを等しくすることにより零シフト信号を最
小にすることができ、あるいは完全になくすことができ
ることを示している。通常、応力センサは、図1に示さ
れているように、正方形の半導体チップ12の縁部に平
行、または垂直に向けられている。理論上、センサをこ
のような向きに配置すると、応力σrとσcは等しくな
る。ところが、シリコン製のチップとガラス製の台座を
有する圧力センサを異なる静圧条件下において、その出
力信号を観測すると、応力信号が静圧に応答した増加が
見られることを観測した。これは、静圧によるチップと
台座の材料の圧縮率の違いによりダイアフラムは圧縮応
力を受け、台座側から圧力を受けたと同じような変形を
受け、この変形による歪みの発生が上記出力信号の増加
の原因であることが判明した。これは、丁度半導体チッ
プと台座の熱膨張率の違いによる残留歪みの影響と似て
いる。これを解決する方法は、別途静圧を測定できるセ
ンサからの信号を利用して、補償する方法がある。しか
し、この方法は信号処理が複雑で、コスト、信頼性を含
め、最良の方法とはいえない。
That is, the above equation (1) shows that the stress difference between the radial direction and the circumferential direction directly affects the zero shift signal. Furthermore, it is shown that when such a stress difference exists, the temperature change affecting (Rπ44) also contributes to the zero shift signal. However, the above equation shows that the zero shift signal can be minimized or eliminated by making σr and σc equal. Typically, the stress sensor is oriented parallel or perpendicular to the edges of the square semiconductor chip 12, as shown in FIG. Theoretically, if the sensor is placed in such an orientation, the stresses σr and σc will be equal. However, when the output signal of a pressure sensor having a silicon chip and a pedestal made of glass was observed under different static pressure conditions, it was observed that the stress signal increased in response to static pressure. This is because the diaphragm receives compressive stress due to the difference in compressibility between the tip and pedestal materials due to static pressure, and the diaphragm is deformed in the same way as pressure is applied from the pedestal side. Was found to be the cause. This is similar to the effect of residual strain due to the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor chip and the pedestal. As a method of solving this, there is a method of compensating by using a signal from a sensor that can separately measure static pressure. However, this method is not the best method in terms of cost and reliability because the signal processing is complicated.

【0010】したがって、本発明の目的は、零シフト信
号あるいはスパンシフト信号が最小となるように改良さ
れた半導体圧力センサを提供することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved semiconductor pressure sensor such that the zero shift signal or span shift signal is minimized.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、一方の
面に感圧力特性を有する1対の半径方向の応力センサお
よび1対の円周方向応カセンサが形成され、他方の面に
方形の空洞部が形成された方形の単結晶半導体チップ
と、この半導体チップが固定され、この半導体チップに
形成された前記方形の空洞部に連通する断面円形の連通
孔が中心部に形成された直方体形状の絶縁性台座と、こ
の絶縁性台座および前記半導体チップ間に挿入され、こ
の半導体チップと同じ単結晶材料からなり、中央部に前
記半導体チップに形成された空洞部および前記絶縁性台
座に形成された連通孔にそれぞれ連通する開口部を有す
る方形枠とを備えたことを特徴とする半導体圧力センサ
が得られる。
According to the present invention, a pair of radial stress sensors and a pair of circumferential response sensors having pressure sensitive characteristics are formed on one surface and a square shape is formed on the other surface. And a rectangular single crystal semiconductor chip in which the cavity is formed, and a rectangular parallelepiped in which the semiconductor chip is fixed, and a communication hole having a circular cross section which communicates with the square cavity formed in the semiconductor chip is formed in the central portion. A shaped insulating pedestal, formed between the insulating pedestal and the semiconductor chip, made of the same single crystal material as the semiconductor chip, and formed in the cavity formed in the semiconductor chip at the center and the insulating pedestal A semiconductor pressure sensor having a rectangular frame having an opening communicating with each of the communication holes is provided.

【0012】また、本発明によれば、前記方形枠の開口
部はその開口面積が前記方形枠の厚み方向の中央部で小
さく、上下表面に向かって徐々に大きくなるように構成
されていることを特徴とする前記半導体圧カセンサが得
られる。
Further, according to the present invention, the opening portion of the rectangular frame is configured such that the opening area is small at the central portion in the thickness direction of the rectangular frame and gradually increases toward the upper and lower surfaces. The semiconductor pressure sensor characterized by the above is obtained.

【0013】さらに本発明によれば、一方の面に感圧力
特性を有する1対の半径方向の応力センサおよび1対の
円周方向応力センサが形成され、他方の面に方形の空洞
部が形成された方形の単結晶半導体チップと、この半導
体チップが固定され、この半導体チップに形成された前
記方形の空洞部に連通する断面円形の連通孔が中心部に
形成された直方体形状の絶縁性台座と、この絶縁性台座
と反対側の前記半導体チップ上に積層配置され、前記絶
縁性台座と同じ材料からなり、中央部に開口部を有する
方形枠とを備えたことを特徴とする半導体圧力センサが
得られる。
Further, according to the present invention, a pair of radial stress sensors and a pair of circumferential stress sensors having pressure-sensitive characteristics are formed on one surface, and a rectangular cavity is formed on the other surface. Rectangular shaped single crystal semiconductor chip, and a rectangular parallelepiped insulating pedestal in which the semiconductor chip is fixed and a communication hole having a circular cross section which communicates with the rectangular cavity formed in the semiconductor chip is formed in the central portion. And a rectangular frame having a square frame having an opening at the center, which is laminated and arranged on the semiconductor chip on the side opposite to the insulating pedestal, made of the same material as the insulating pedestal. Is obtained.

【0014】さらに本発明によれば、前記絶縁性台座は
ガラスで構成されていることを特徴とする前記半導体圧
カセンサが得られる。
Further, according to the present invention, the semiconductor pressure sensor can be obtained in which the insulating pedestal is made of glass.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図2を用いて本発明の半導
体圧力センサの一実施形態についてに説明する。図2は
本発明の半導体圧力センサの側断面図である。この実施
形態においては、半導体圧力センサ21は半導体チップ
12とこの半導体チップ12とは異種材料からなる台座
19との間に方形枠22を介在させた点を除いて図1に
示した従来の半導体チップ12と同じ構成のため、対応
する部分には同一の番号を付し、その詳細な説明は省略
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the semiconductor pressure sensor of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 2 is a side sectional view of the semiconductor pressure sensor of the present invention. In this embodiment, the semiconductor pressure sensor 21 is the conventional semiconductor shown in FIG. 1 except that a square frame 22 is interposed between a semiconductor chip 12 and a pedestal 19 made of a different material. Since the structure is the same as that of the chip 12, corresponding parts are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0016】方形枠22は半導体チップと同じ材料で望
ましくは同じ結晶方向からなる半導体材料により構成さ
れている。方形枠22の開口部23はその開口面積が方
形枠22の厚み方向の中央部で小さく、上下表面に向か
って徐々に大きくなるように構成されている。
The rectangular frame 22 is made of the same material as the semiconductor chip, preferably made of a semiconductor material having the same crystal orientation. The opening portion 23 of the rectangular frame 22 is configured such that the opening area is small in the central portion in the thickness direction of the rectangular frame 22 and gradually increases toward the upper and lower surfaces.

【0017】このように、半導体チップ12とこの半導
体チップとは異種材料からなる台座19との間に半導体
チップ12と同じ材料でかつ同じ結晶方向からなる方形
枠22を介在させることにより、半導体チップ12とガ
ラス台座19との高温状態からの冷却時における圧縮率
の違いを緩和し、(σr−σc)をゼロに近付けること
ができる。
As described above, by interposing the rectangular frame 22 made of the same material as the semiconductor chip 12 and having the same crystallographic direction between the semiconductor chip 12 and the pedestal 19 made of a different material, the semiconductor chip 12 is formed. It is possible to reduce the difference in compressibility between the glass 12 and the glass pedestal 19 during cooling from a high temperature state, and bring (σr−σc) close to zero.

【0018】図3は本発明のさらに他の実施形態を示す
半導体圧力センサの側断面図である。この実施形態にお
いては、半導体圧力センサ21はガラス台座19と反対
側の半導体チップ12上に、台座19と同じガラス材料
からなる方形枠31が積層配置されている。方形枠31
の中央部に開口部32が形成されている。
FIG. 3 is a side sectional view of a semiconductor pressure sensor showing still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the semiconductor pressure sensor 21 has a rectangular frame 31 made of the same glass material as the pedestal 19 stacked on the semiconductor chip 12 opposite to the glass pedestal 19. Square frame 31
An opening 32 is formed in the center of the.

【0019】このような構成により、半導体チップ12
よりも弾性率の大きな台座19と同じ材料の方形枠31
を半導体チップ12の第1表面側に配置固定することに
より、半導体チップ12内の前記第1表面側に変形する
歪み量を減少させ、またはゼロにすることができる。
With such a configuration, the semiconductor chip 12
Rectangular frame 31 made of the same material as the pedestal 19 having a larger elastic modulus than
By disposing and fixing on the first surface side of the semiconductor chip 12, it is possible to reduce or eliminate the amount of strain that deforms on the first surface side in the semiconductor chip 12.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、温度変化
または静圧変化によりダイアフラム中に引き起こされる
半径方向と円周方向の応力変化はほぼ等しくなるため、
温度変化または圧力変化により引き起こされる零シフト
信号は非常に小さくなる.すなわち静圧変化による異種
材料の圧縮率の違いによるダイアフラムへの張力の発生
もなくなり、パッケージ側の異種材料から発生する変形
による張力も半導体チップの空洞側に設けた同一材料の
方形枠により緩和されるのでスパンシフトも非常に小さ
くなる.
According to the present invention described above, since the radial and circumferential stress changes in the diaphragm caused by temperature changes or static pressure changes are approximately equal,
The zero shift signal caused by temperature or pressure changes is very small. In other words, the tension generated in the diaphragm due to the difference in compressibility of different materials due to the static pressure change is eliminated, and the tension caused by the deformation generated from the different materials on the package side is also relaxed by the rectangular frame of the same material provided on the cavity side of the semiconductor chip. Therefore, the span shift becomes very small.

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

【図1】従来の半導体圧力センサの一例を示す平面図で
ある。
FIG. 1 is a plan view showing an example of a conventional semiconductor pressure sensor.

【図2】本発明の一実施形態を示す即断面図である。FIG. 2 is an immediate sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施形態を示す即断面図である。FIG. 3 is an immediate sectional view showing another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 半導体圧力センサ 12 半導体チップ 13 半径方向の応力センサ 14 半径方向の応力センサ 15 円周方向の応力センサ 16 円周方向の応力センサ 17 方形空洞部 18 連通孔 19 台座 20 ダイアフラム 21 半導体圧力センサ 22 方形枠 23 開口部 31 方形枠 32 開口部 11 Semiconductor Pressure Sensor 12 Semiconductor Chip 13 Radial Stress Sensor 14 Radial Stress Sensor 15 Circumferential Stress Sensor 16 Circumferential Stress Sensor 17 Square Cavity 18 Communication Hole 19 Pedestal 20 Diaphragm 21 Semiconductor Pressure Sensor 22 Square Frame 23 Opening 31 Square frame 32 Opening

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一方の面に感圧力特性を有する1対の半
径方向の応力センサおよび1対の円周方向応力センサが
形成され、他方の面に方形の空洞部が形成された方形の
単結晶半導体チップと、この半導体チップが固定され、
この半導体チップに形成された前記方形の空洞部に連通
する断面円形の連通孔が中心部に形成された直方体形状
の絶縁性台座と、この絶縁性台座および前記半導体チッ
プ間に挿入され、この半導体チップと同じ単結晶材料か
らなり、中央部に前記半導体チップに形成された空洞部
および前記絶縁性台座に形成された連通孔にそれぞれ連
通する開口部を有する方形枠とを備えたことを特徴とす
る半導体圧力センサ。
1. A rectangular unit having a pair of radial stress sensors and a pair of circumferential stress sensors having pressure-sensitive characteristics on one surface and a rectangular cavity formed on the other surface. The crystalline semiconductor chip and this semiconductor chip are fixed,
A rectangular parallelepiped insulating pedestal in which a communication hole having a circular cross section is formed in the center, which communicates with the rectangular cavity formed in the semiconductor chip, and is inserted between the insulating pedestal and the semiconductor chip. A single frame made of the same single crystal material as that of the chip, and provided with a rectangular frame having a central part having a cavity formed in the semiconductor chip and an opening communicating with the communication hole formed in the insulating pedestal, respectively. Semiconductor pressure sensor.
【請求項2】 前記方形枠の開口部はその開口面積が前
記方形枠の厚み方向の中央部で小さく、上下表面に向か
って徐々に大きくなるように構成されていることを特徴
とする請求項1記載の半導体圧力センサ。
2. The opening portion of the rectangular frame is configured such that the opening area is small at the central portion in the thickness direction of the rectangular frame and gradually increases toward the upper and lower surfaces. 1. The semiconductor pressure sensor according to 1.
【請求項3】 一方の面に感圧力特性を有する1対の半
径方向の応力センサおよび1対の円周方向応力センサが
形成され、他方の面に方形の空洞部が形成された方形の
単結晶半導体チップと、この半導体チップが固定され、
この半導体チップに形成された前記方形の空洞部に連通
する断面円形の連通孔が中心部に形成された直方体形状
の絶縁性台座と、この絶縁性台座と反対側の前記半導体
チップ上に積層配置され、前記絶縁性台座と同じ材料か
らなり、中央部に開口部を有する方形枠とを備えたこと
を特徴とする半導体圧力センサ。
3. A rectangular unit having a pair of radial stress sensors and a pair of circumferential stress sensors having pressure-sensitive characteristics formed on one surface and a rectangular cavity formed on the other surface. The crystalline semiconductor chip and this semiconductor chip are fixed,
A rectangular parallelepiped insulating pedestal in which a communication hole having a circular cross section that communicates with the rectangular cavity formed in this semiconductor chip is formed in the center, and a stacked arrangement on the semiconductor chip on the opposite side of this insulating pedestal. And a square frame made of the same material as the insulating pedestal and having an opening in the center thereof.
【請求項4】 前記絶縁性台座はガラスで構成されてい
ることを特徴とする請求項1または3記載の半導体圧力
センサ。
4. The semiconductor pressure sensor according to claim 1, wherein the insulating pedestal is made of glass.
JP14881996A 1996-06-11 1996-06-11 Semiconductor pressure sensor Pending JPH09329519A (en)

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