JPH1038731A - 半導体圧力検出器 - Google Patents
半導体圧力検出器Info
- Publication number
- JPH1038731A JPH1038731A JP19670996A JP19670996A JPH1038731A JP H1038731 A JPH1038731 A JP H1038731A JP 19670996 A JP19670996 A JP 19670996A JP 19670996 A JP19670996 A JP 19670996A JP H1038731 A JPH1038731 A JP H1038731A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strain generating
- pressure
- generating part
- strain
- diaphragm
- 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
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低圧測定時でも測定精度を低下させることな
く、圧力−電圧出力の直線性に優れた半導体圧力検出器
を提供する。 【解決手段】 ダイアフラム１は薄肉の起歪部１ａと厚
肉の固定部１ｂとを形成する。ダイアフラム１の固定部
１ｂの起歪部１ａ周辺に溝部６を形成する。
く、圧力−電圧出力の直線性に優れた半導体圧力検出器
を提供する。 【解決手段】 ダイアフラム１は薄肉の起歪部１ａと厚
肉の固定部１ｂとを形成する。ダイアフラム１の固定部
１ｂの起歪部１ａ周辺に溝部６を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体圧力検出器
に関し、特に低圧測定用の半導体圧力検出器の圧力−出
力電圧特性の直線性改善に関するものである。
に関し、特に低圧測定用の半導体圧力検出器の圧力−出
力電圧特性の直線性改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体圧力検出器は、特公昭６３
−３６１５４号に開示されるものがあり、前記半導体圧
力検出器のダイアフラムは、シリコン（Ｓｉ）単結晶よ
り形成され、薄肉の起歪部及びそれを包囲する厚肉の固
定部を有し、前記起歪部上にはピエゾ抵抗素子が形成さ
れている。このピエゾ抵抗素子は圧力印加によるダイア
フラムの変形による抵抗値変化が得られるブリッジ回路
を形成し、出力電圧が得られるように構成されている。
−３６１５４号に開示されるものがあり、前記半導体圧
力検出器のダイアフラムは、シリコン（Ｓｉ）単結晶よ
り形成され、薄肉の起歪部及びそれを包囲する厚肉の固
定部を有し、前記起歪部上にはピエゾ抵抗素子が形成さ
れている。このピエゾ抵抗素子は圧力印加によるダイア
フラムの変形による抵抗値変化が得られるブリッジ回路
を形成し、出力電圧が得られるように構成されている。
【０００３】そして、前記ダイアフラムの裏面側には、
前記ダイアフラムと熱膨張係数が類似し、かつ前記起歪
部の略中央に対応した位置に圧力導入孔を形成した例え
ば、ガラス材料からなる台座を結合している。
前記ダイアフラムと熱膨張係数が類似し、かつ前記起歪
部の略中央に対応した位置に圧力導入孔を形成した例え
ば、ガラス材料からなる台座を結合している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た構成の圧力検出器は、極めて低い圧力を測定する場合
において、圧力と出力電圧の直線性が悪くなると言った
欠点を有するものである。それは、低圧領域を測定する
には前記ダイアフラムの前記起歪部の肉厚を薄くする必
要があるため、圧力を印加したときのたわみが大きくな
り、前記ダイアフラムの前記起歪部全体が伸び、その伸
びによる膜力の影響により前記直線性が悪くなると言っ
た、所謂バルーン効果が生じるためである。微圧レンジ
（１Kgf /cm２程度以下）の半導体圧力検出器におい
て、前記バルーン効果を防止するために、前記起歪部を
厚く形成し、感度を下げることで対処しているが、測定
精度が低下してしまうと言った問題点がある。
た構成の圧力検出器は、極めて低い圧力を測定する場合
において、圧力と出力電圧の直線性が悪くなると言った
欠点を有するものである。それは、低圧領域を測定する
には前記ダイアフラムの前記起歪部の肉厚を薄くする必
要があるため、圧力を印加したときのたわみが大きくな
り、前記ダイアフラムの前記起歪部全体が伸び、その伸
びによる膜力の影響により前記直線性が悪くなると言っ
た、所謂バルーン効果が生じるためである。微圧レンジ
（１Kgf /cm２程度以下）の半導体圧力検出器におい
て、前記バルーン効果を防止するために、前記起歪部を
厚く形成し、感度を下げることで対処しているが、測定
精度が低下してしまうと言った問題点がある。
【０００５】そこで、本発明は前記問題点に着目し、低
圧測定時でも測定精度を低下させることなく、圧力−電
圧出力の直線性に優れた半導体圧力検出器を提供するこ
とを目的とするものである。
圧測定時でも測定精度を低下させることなく、圧力−電
圧出力の直線性に優れた半導体圧力検出器を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、周辺部に厚肉
の固定部と、前記固定部の内側に薄肉の起歪部とを形成
したダイアフラムの前記起歪部面にピエゾ抵抗素子を形
成した半導体圧力検出器において、前記固定部の前記起
歪部周辺に溝部を形成してなるものである。
の固定部と、前記固定部の内側に薄肉の起歪部とを形成
したダイアフラムの前記起歪部面にピエゾ抵抗素子を形
成した半導体圧力検出器において、前記固定部の前記起
歪部周辺に溝部を形成してなるものである。
【０００７】前記溝部の外方の前記固定部上に、前記ダ
イアフラムの外部と電気的に接続するための電極部を設
けてなるものである。
イアフラムの外部と電気的に接続するための電極部を設
けてなるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、低圧測定用の半導体圧
力検出器において、厚肉の固定部と、薄肉の起歪部とを
形成したダイアフラムの前記固定部の前記起歪部周辺に
溝部を形成することにより、前記起歪部に圧力が印加さ
れ、大きなたわみが前記起歪部に生じた場合であって
も、前記起歪部が前記固定部に固定された状態の従来に
比べ、前記起歪部が前記固定部に対し自由支持に近似し
た状態になっていることから、前記起歪部の膜力が緩和
されるため、薄肉の起歪部の状態で圧力−電圧出力の直
線性に優れた半導体圧力検出器が得られるものである。
また、従来のように起歪部を厚肉にする必要がないこと
から、感度を低下させずに圧力を検出することが可能と
なる。
力検出器において、厚肉の固定部と、薄肉の起歪部とを
形成したダイアフラムの前記固定部の前記起歪部周辺に
溝部を形成することにより、前記起歪部に圧力が印加さ
れ、大きなたわみが前記起歪部に生じた場合であって
も、前記起歪部が前記固定部に固定された状態の従来に
比べ、前記起歪部が前記固定部に対し自由支持に近似し
た状態になっていることから、前記起歪部の膜力が緩和
されるため、薄肉の起歪部の状態で圧力−電圧出力の直
線性に優れた半導体圧力検出器が得られるものである。
また、従来のように起歪部を厚肉にする必要がないこと
から、感度を低下させずに圧力を検出することが可能と
なる。
【０００９】また、前記起歪部に形成されたピエゾ抵抗
素子の抵抗値変化を電気的に伝達するためのボンディン
グパット（電極部）を前記溝部の外方の前記固定部に形
成することにより、前記ボンディングパットによって前
記起歪部のたわみを阻害することがなく、良好な圧力の
検出が得られる。
素子の抵抗値変化を電気的に伝達するためのボンディン
グパット（電極部）を前記溝部の外方の前記固定部に形
成することにより、前記ボンディングパットによって前
記起歪部のたわみを阻害することがなく、良好な圧力の
検出が得られる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を添付図面に記載した実施例に
基づき説明する。
基づき説明する。
【００１１】図１は半導体圧力検出器のダイアフラムの
ピエゾ抵抗素子形成面から見た平面図、図２は図１のＡ
−Ａ’線における断面図である。
ピエゾ抵抗素子形成面から見た平面図、図２は図１のＡ
−Ａ’線における断面図である。
【００１２】図１，図２において、１は、シリコン単結
晶からなるダイアフラムであり、このダイアフラム１に
は薄肉の起歪部１ａと、起歪部１ａを包囲する厚肉の固
定部１ｂとを形成している。２は、起歪部１ａ上面に、
例えばボロンを拡散して形成するピエゾ抵抗素子からな
る歪ゲージであり、各歪ゲージ２は配線パターン３によ
りブリッジ回路４状に構成されている。５は、ブリッジ
回路４から配線パターン３を介して後述する溝部より外
方の固定部１ｂまで電気的に引き出され、各歪ゲージ２
の抵抗値変化をワイヤボンディング等の手段により図示
しない回路基板（ダイアフラム１の外部）に伝達するた
めのボンディングパット（電極部）、６は本発明の特徴
となる、後で詳述する溝部、７は、ダイアフラム１の起
歪部１ａに圧力を伝達するための圧力導入孔７ａを形成
し、ダイアフラム１と熱膨張係数が近似した、例えば硼
珪酸ガラス等からなる台座であり、以上から半導体圧力
検出器の一部を構成している。
晶からなるダイアフラムであり、このダイアフラム１に
は薄肉の起歪部１ａと、起歪部１ａを包囲する厚肉の固
定部１ｂとを形成している。２は、起歪部１ａ上面に、
例えばボロンを拡散して形成するピエゾ抵抗素子からな
る歪ゲージであり、各歪ゲージ２は配線パターン３によ
りブリッジ回路４状に構成されている。５は、ブリッジ
回路４から配線パターン３を介して後述する溝部より外
方の固定部１ｂまで電気的に引き出され、各歪ゲージ２
の抵抗値変化をワイヤボンディング等の手段により図示
しない回路基板（ダイアフラム１の外部）に伝達するた
めのボンディングパット（電極部）、６は本発明の特徴
となる、後で詳述する溝部、７は、ダイアフラム１の起
歪部１ａに圧力を伝達するための圧力導入孔７ａを形成
し、ダイアフラム１と熱膨張係数が近似した、例えば硼
珪酸ガラス等からなる台座であり、以上から半導体圧力
検出器の一部を構成している。
【００１３】本発明の特徴となる溝部６は、ダイヤフラ
ム１の固定部１ｂの起歪部１ａ周辺に、四角形状の起歪
部１ａの角部を除く各辺を囲むように、エッチング処理
により形成されており、これは従来のダイアフラムのよ
うに起歪部の周辺が固定部に確実に固定されるものに比
べ、固定部１ｂの起歪部１ａ周辺に溝部６を形成するこ
とにより、起歪部１ａが固定部１ｂに対し自由支持に近
似した状態にするためのものである。
ム１の固定部１ｂの起歪部１ａ周辺に、四角形状の起歪
部１ａの角部を除く各辺を囲むように、エッチング処理
により形成されており、これは従来のダイアフラムのよ
うに起歪部の周辺が固定部に確実に固定されるものに比
べ、固定部１ｂの起歪部１ａ周辺に溝部６を形成するこ
とにより、起歪部１ａが固定部１ｂに対し自由支持に近
似した状態にするためのものである。
【００１４】従って、前述した構成の低圧測定用のダイ
アフラム１は、起歪部１ａに圧力が印加され、大きなた
わみが起歪部１ａに生じた場合であっても、起歪部１ａ
が固定部１ｂに対し自由支持に近似した状態になってい
ることから、起歪部１ａの膜力が緩和されるため、従来
のように起歪部を厚肉に形成しなくとも圧力−電圧出力
の直線性に優れた半導体圧力検出器が得られるものであ
る。また、従来のように起歪部を厚肉にする必要がない
ことから、感度を低下させずに圧力を検出することが可
能となる。
アフラム１は、起歪部１ａに圧力が印加され、大きなた
わみが起歪部１ａに生じた場合であっても、起歪部１ａ
が固定部１ｂに対し自由支持に近似した状態になってい
ることから、起歪部１ａの膜力が緩和されるため、従来
のように起歪部を厚肉に形成しなくとも圧力−電圧出力
の直線性に優れた半導体圧力検出器が得られるものであ
る。また、従来のように起歪部を厚肉にする必要がない
ことから、感度を低下させずに圧力を検出することが可
能となる。
【００１５】また、起歪部１ａに形成するブリッジ回路
状に形成された歪ゲージ２の抵抗値変化をダイアフラム
１の外部に伝達するためのボンディングパット５を溝部
６の外方の固定部１ｂに形成することにより、ボンディ
ングパット５によって起歪部１ａのたわみを阻害するこ
とがなく、良好な圧力の検出が得られるものである。
状に形成された歪ゲージ２の抵抗値変化をダイアフラム
１の外部に伝達するためのボンディングパット５を溝部
６の外方の固定部１ｂに形成することにより、ボンディ
ングパット５によって起歪部１ａのたわみを阻害するこ
とがなく、良好な圧力の検出が得られるものである。
【００１６】尚、本実施例では溝部６の外方の固定部１
ｂにボンディングパット５を形成するため、溝部６を固
定部１ｂの全周辺に設けない構成としたが、請求項１に
記載の本発明にあっては、固定部１ｂの周辺全集に溝部
を形成し、起歪部１ａ上にボンディングパット５を形成
するようにしても良い。
ｂにボンディングパット５を形成するため、溝部６を固
定部１ｂの全周辺に設けない構成としたが、請求項１に
記載の本発明にあっては、固定部１ｂの周辺全集に溝部
を形成し、起歪部１ａ上にボンディングパット５を形成
するようにしても良い。
【００１７】また、本実施例では四角形状のダイアフラ
ム１を例に挙げてあるが、ダイアフラム形状は本実施例
に限定されるものではない。
ム１を例に挙げてあるが、ダイアフラム形状は本実施例
に限定されるものではない。
【００１８】
【発明の効果】本発明は、周辺部に厚肉の固定部と、前
記固定部の内側に薄肉の起歪部とを形成したダイアフラ
ムの前記起歪部面にピエゾ抵抗素子を形成した半導体圧
力検出器において、前記固定部の前記起歪部周辺に溝部
を形成してなるものであり、前記起歪部に圧力が印加さ
れ、大きなたわみが前記起歪部に生じた場合であって
も、前記起歪部が前記固定部に対し自由支持に近似した
状態になっていることから、前記起歪部の膜力が緩和さ
れるため、薄肉の起歪部の状態で圧力−電圧出力の直線
性に優れた半導体圧力検出器が得られるものである。ま
た、従来のように起歪部を厚肉にする必要がないことか
ら、感度を低下させずに圧力を検出することが可能とな
る。
記固定部の内側に薄肉の起歪部とを形成したダイアフラ
ムの前記起歪部面にピエゾ抵抗素子を形成した半導体圧
力検出器において、前記固定部の前記起歪部周辺に溝部
を形成してなるものであり、前記起歪部に圧力が印加さ
れ、大きなたわみが前記起歪部に生じた場合であって
も、前記起歪部が前記固定部に対し自由支持に近似した
状態になっていることから、前記起歪部の膜力が緩和さ
れるため、薄肉の起歪部の状態で圧力−電圧出力の直線
性に優れた半導体圧力検出器が得られるものである。ま
た、従来のように起歪部を厚肉にする必要がないことか
ら、感度を低下させずに圧力を検出することが可能とな
る。
【００１９】また、前記溝部の外方の前記固定部上に電
気的に接続するための電極部を設けてなるものであり、
前記電極部によって前記起歪部のたわみを阻害すること
がなく、良好な圧力の検出が得られる。
気的に接続するための電極部を設けてなるものであり、
前記電極部によって前記起歪部のたわみを阻害すること
がなく、良好な圧力の検出が得られる。
【図１】本発明の実施例を示す平面図。
【図２】同上実施例の要部断面図。
１ ダイアフラム １ａ 起歪部 １ｂ 固定部 ２ 歪ゲージ（ピエゾ抵抗素子） ５ ボンディングパット（電極部） ６ 溝部
Claims (2)
- 【請求項１】 周辺部に厚肉の固定部と、前記固定部の
内側に薄肉の起歪部とを形成したダイアフラムの前記起
歪部面にピエゾ抵抗素子を形成した半導体圧力検出器に
おいて、前記固定部の前記起歪部周辺に溝部を形成して
なることを特徴とする半導体圧力検出器。 - 【請求項２】 前記溝部の外方の前記固定部上に、前記
ダイアフラムの外部と電気的に接続するための電極部を
設けてなることを特徴とする請求項１に記載の半導体圧
力検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19670996A JPH1038731A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 半導体圧力検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19670996A JPH1038731A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 半導体圧力検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1038731A true JPH1038731A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16362292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19670996A Pending JPH1038731A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 半導体圧力検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1038731A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008082952A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体感歪センサ |
| JP2021071452A (ja) * | 2019-11-01 | 2021-05-06 | 愛知時計電機株式会社 | センサチップ |
-
1996
- 1996-07-25 JP JP19670996A patent/JPH1038731A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008082952A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体感歪センサ |
| JP2021071452A (ja) * | 2019-11-01 | 2021-05-06 | 愛知時計電機株式会社 | センサチップ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2595829B2 (ja) | 差圧センサ、及び複合機能形差圧センサ | |
| US5872315A (en) | Pressure detecting apparatus | |
| US6813956B2 (en) | Double stop structure for a pressure transducer | |
| US3697917A (en) | Semiconductor strain gage pressure transducer | |
| JP3915715B2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JP2656566B2 (ja) | 半導体圧力変換装置 | |
| JP2503290B2 (ja) | 半導体圧力・差圧測定ダイヤフラム | |
| KR20010082299A (ko) | 반도체 장치용 집적 응력차단 장치 및 기술 | |
| JPH07103837A (ja) | 物理量検出センサ | |
| JPH029704B2 (ja) | ||
| JP3873454B2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPS5952727A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH1038731A (ja) | 半導体圧力検出器 | |
| JP2004279089A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH09329516A (ja) | 半導体圧力センサ及びこれを用いた複合伝送器 | |
| JP2009265012A (ja) | 半導体センサ | |
| JPH10170367A (ja) | 半導体式圧力センサ | |
| JPH0419495B2 (ja) | ||
| JP3596199B2 (ja) | 半導体式圧力センサ | |
| JP2512220B2 (ja) | 複合機能形センサ | |
| JPH10142086A (ja) | 半導体圧力センサとその製造方法及びこれを用いた差圧伝送器 | |
| JPS6155263B2 (ja) | ||
| KR101181509B1 (ko) | 배향 접촉 거동 구조를 갖는 정전용량형 압력센서 | |
| JPH08226861A (ja) | 圧力センサ並びにその実装構造 | |
| GB2107924A (en) | Strain gauge pressure transducers |