JPH11183287A - 半導体圧力センサとその製造方法 - Google Patents
半導体圧力センサとその製造方法Info
- Publication number
- JPH11183287A JPH11183287A JP36508297A JP36508297A JPH11183287A JP H11183287 A JPH11183287 A JP H11183287A JP 36508297 A JP36508297 A JP 36508297A JP 36508297 A JP36508297 A JP 36508297A JP H11183287 A JPH11183287 A JP H11183287A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- semiconductor
- pressure sensor
- gauge
- semiconductor pressure
- Prior art date
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- Pending
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- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造で感度を上げることができ、強度
も高い半導体圧力センサを提供する。 【解決手段】 シリコン等の半導体ダイアフラム１２
と、シリコンやガラス、セラミックス等の取付台１６と
を別体に設ける。半導体ダイアフラム１２の表裏面にゲ
ージ抵抗１４を形成し、半導体ダイアフラム１２と取付
台１６とを一体に接合する。また、半導体ダイアフラム
１２のゲージ抵抗２４は、半導体ダイアフラム１２の周
縁部に、互いに端部が対向して半円状に形成され、表裏
の各ゲージ抵抗２４は互いに投影位置が重なるように形
成する。
も高い半導体圧力センサを提供する。 【解決手段】 シリコン等の半導体ダイアフラム１２
と、シリコンやガラス、セラミックス等の取付台１６と
を別体に設ける。半導体ダイアフラム１２の表裏面にゲ
ージ抵抗１４を形成し、半導体ダイアフラム１２と取付
台１６とを一体に接合する。また、半導体ダイアフラム
１２のゲージ抵抗２４は、半導体ダイアフラム１２の周
縁部に、互いに端部が対向して半円状に形成され、表裏
の各ゲージ抵抗２４は互いに投影位置が重なるように形
成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、流体の圧力を検
出し電気信号として出力する半導体圧力センサとその製
造方法に関する。
出し電気信号として出力する半導体圧力センサとその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、気体等の圧力を精度よく測ること
のできる小型圧力センサとして、半導体圧力センサが提
供されている。従来の半導体圧力センサは、シリコン製
のセンサチップが、センサケースに内蔵されている。セ
ンサチップには、エッチングにより中央部分が厚さ数ミ
クロンにされたダイアフラムが一層に形成され、このシ
リコンダイアフラム上に、機械的歪みにより抵抗値の変
化する半導体抵抗が形成されている。
のできる小型圧力センサとして、半導体圧力センサが提
供されている。従来の半導体圧力センサは、シリコン製
のセンサチップが、センサケースに内蔵されている。セ
ンサチップには、エッチングにより中央部分が厚さ数ミ
クロンにされたダイアフラムが一層に形成され、このシ
リコンダイアフラム上に、機械的歪みにより抵抗値の変
化する半導体抵抗が形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の場
合、圧力センサのダイアフラムにゲージ抵抗を形成する
際に、最も感度の高い位置は限られているために、特定
の範囲内においてのみゲージ抵抗が形成され、感度を上
げるためには限界があるという問題点があった。特に、
感度を上げるにはダイアフラムを薄くする必要があり、
ダイアフラムを薄くすると強度が落ち、またダイアフラ
ムが膨らんでしまうバルーン効果が生じるという問題が
あった。
合、圧力センサのダイアフラムにゲージ抵抗を形成する
際に、最も感度の高い位置は限られているために、特定
の範囲内においてのみゲージ抵抗が形成され、感度を上
げるためには限界があるという問題点があった。特に、
感度を上げるにはダイアフラムを薄くする必要があり、
ダイアフラムを薄くすると強度が落ち、またダイアフラ
ムが膨らんでしまうバルーン効果が生じるという問題が
あった。
【０００４】この発明は上記従来の技術の問題点に鑑み
てなされたもので、簡単な構造で感度を上げることがで
き、強度も高い半導体圧力センサとその製造方法を提供
することを目的とする。
てなされたもので、簡単な構造で感度を上げることがで
き、強度も高い半導体圧力センサとその製造方法を提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、シリコン等
の半導体ダイアフラムとシリコンやガラス、セラミック
ス等の取付台とを別体に形成し、この半導体ダイアフラ
ムの表裏面にゲージ抵抗を形成し、上記半導体ダイアフ
ラムと上記取付台とを一体に接合してなる半導体圧力セ
ンサである。また、上記半導体ダイアフラムのゲージ抵
抗は、上記半導体ダイアフラムの周縁部に、互いに端部
が対向して半円状に形成され、上記表裏の各ゲージ抵抗
は互いに投影位置が重なるように形成されている。また
は、上記半導体ダイアフラムは、各々一方の面にゲージ
抵抗を形成し、各半導体ダイアフラムの上記ゲージ抵抗
を形成してない面を互いに張り合せて、表裏のゲージ抵
抗を形成しているものである。
の半導体ダイアフラムとシリコンやガラス、セラミック
ス等の取付台とを別体に形成し、この半導体ダイアフラ
ムの表裏面にゲージ抵抗を形成し、上記半導体ダイアフ
ラムと上記取付台とを一体に接合してなる半導体圧力セ
ンサである。また、上記半導体ダイアフラムのゲージ抵
抗は、上記半導体ダイアフラムの周縁部に、互いに端部
が対向して半円状に形成され、上記表裏の各ゲージ抵抗
は互いに投影位置が重なるように形成されている。また
は、上記半導体ダイアフラムは、各々一方の面にゲージ
抵抗を形成し、各半導体ダイアフラムの上記ゲージ抵抗
を形成してない面を互いに張り合せて、表裏のゲージ抵
抗を形成しているものである。
【０００６】またこの発明は、半導体ダイアフラムと取
付台とを各々別体に形成し、この半導体ダイアフラムの
表裏面にゲージ抵抗を形成し、この後上記半導体ダイア
フラムと上記取付台とを互いに一体に接合する半導体圧
力センサの製造方法である。
付台とを各々別体に形成し、この半導体ダイアフラムの
表裏面にゲージ抵抗を形成し、この後上記半導体ダイア
フラムと上記取付台とを互いに一体に接合する半導体圧
力センサの製造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面に基づいて説明する。図１は、この発明の一
実施形態を示すもので、この実施形態の半導体圧力セン
サは、図１に示すように、センサ素子１０を備え、厚さ
２００μｍ以下のシリコン単結晶板から形成されたダイ
アグラム１２が一方の面に形成されている。
いて、図面に基づいて説明する。図１は、この発明の一
実施形態を示すもので、この実施形態の半導体圧力セン
サは、図１に示すように、センサ素子１０を備え、厚さ
２００μｍ以下のシリコン単結晶板から形成されたダイ
アグラム１２が一方の面に形成されている。
【０００８】ダイアフラム１２の表面には、プレーナ技
術を用いてゲージ抵抗である拡散抵抗１４が形成され、
その拡散抵抗１４の出力を外部に取り出すための図示し
ないアルミ配線がダイアフラム１２の表面に形成されて
いる。また、ダイアフラム１２は、取付台である台座１
６より輪郭が大きく、ダイアフラム１２の裏面周縁部
に、外部接続用の電極をが形成されている。台座１６は
シリコンまたはセラミックス、ガラス等の熱伝導率がダ
イアフラムと近いものである。また、台座１６の輪郭が
ダイアフラム１２よりも小さいので、裏面側のゲージ抵
抗１４の電極を台座１６の外側に形成することができ、
容易に電気的接続が可能となる。
術を用いてゲージ抵抗である拡散抵抗１４が形成され、
その拡散抵抗１４の出力を外部に取り出すための図示し
ないアルミ配線がダイアフラム１２の表面に形成されて
いる。また、ダイアフラム１２は、取付台である台座１
６より輪郭が大きく、ダイアフラム１２の裏面周縁部
に、外部接続用の電極をが形成されている。台座１６は
シリコンまたはセラミックス、ガラス等の熱伝導率がダ
イアフラムと近いものである。また、台座１６の輪郭が
ダイアフラム１２よりも小さいので、裏面側のゲージ抵
抗１４の電極を台座１６の外側に形成することができ、
容易に電気的接続が可能となる。
【０００９】この実施形態の半導体圧力センサの製造方
法は、ダイアフラム１２を形成するシリコン単結晶板の
表裏面に、プレーナ技術により所定の位置の４ケ所に拡
散抵抗１４を形成する。さらに、拡散抵抗１４に接続し
た配線を形成する。この後、台座１６をダイアフラム１
２に接合する。この接合は、シリコン同士の場合５００
℃程度の温度で直接接合させ、ガラス等の場合は陽極接
合により一体化する。
法は、ダイアフラム１２を形成するシリコン単結晶板の
表裏面に、プレーナ技術により所定の位置の４ケ所に拡
散抵抗１４を形成する。さらに、拡散抵抗１４に接続し
た配線を形成する。この後、台座１６をダイアフラム１
２に接合する。この接合は、シリコン同士の場合５００
℃程度の温度で直接接合させ、ガラス等の場合は陽極接
合により一体化する。
【００１０】この半導体圧力センサは、ダイアフラム１
２の表裏面の拡散抵抗１４を、センサ出力が倍増される
ように接続し、感度を倍増させるものである。また、ダ
イアフラムの厚さを厚くすることもでき、強度の高い圧
力センサを形成することもできる。さらに、ゲージ抵抗
及びピエゾ抵抗係数には、温度依存性があるため、圧力
センサの零点出力と圧力感度は、ともに温度によって変
化するが、これを打ち消すように配線することもでき
る。
２の表裏面の拡散抵抗１４を、センサ出力が倍増される
ように接続し、感度を倍増させるものである。また、ダ
イアフラムの厚さを厚くすることもでき、強度の高い圧
力センサを形成することもできる。さらに、ゲージ抵抗
及びピエゾ抵抗係数には、温度依存性があるため、圧力
センサの零点出力と圧力感度は、ともに温度によって変
化するが、これを打ち消すように配線することもでき
る。
【００１１】次に、この発明の第二実施形態について、
図３を基にして説明する。この実施形態の半導体圧力セ
ンサは、図３に示すように板状の薄いダイアグラム１２
に、半円状に拡散抵抗２４を形成したものである。拡散
抵抗２４は、互いに端部が対向し、ダイアフラムの周縁
部の最も出力が大きく出る部分に形成されている。
図３を基にして説明する。この実施形態の半導体圧力セ
ンサは、図３に示すように板状の薄いダイアグラム１２
に、半円状に拡散抵抗２４を形成したものである。拡散
抵抗２４は、互いに端部が対向し、ダイアフラムの周縁
部の最も出力が大きく出る部分に形成されている。
【００１２】この実施形態の半導体圧力センサによれ
ば、拡散抵抗２４がダイアフラムの周縁部に円弧状に形
成されているので、出力が大きく感度が高い。
ば、拡散抵抗２４がダイアフラムの周縁部に円弧状に形
成されているので、出力が大きく感度が高い。
【００１３】次に、この発明の第三実施形態について、
図４を基にして説明する。この実施形態の半導体圧力セ
ンサは、図４に示すように板状の薄いダイアグラム１２
の一方の面に、半円状に拡散抵抗２６を形成し、そのダ
イアフラム１２を、２枚張り合せたものである。この張
り合せは拡散抵抗２６が形成されていない面を互いに直
接接合する。これによっても高い感度が得られ、製造も
容易である。
図４を基にして説明する。この実施形態の半導体圧力セ
ンサは、図４に示すように板状の薄いダイアグラム１２
の一方の面に、半円状に拡散抵抗２６を形成し、そのダ
イアフラム１２を、２枚張り合せたものである。この張
り合せは拡散抵抗２６が形成されていない面を互いに直
接接合する。これによっても高い感度が得られ、製造も
容易である。
【００１４】さらに、この発明の半導体圧力センサは、
上記実施の形態に限定されるものではなく、各部材の形
状や素材など適宜変更可能である。
上記実施の形態に限定されるものではなく、各部材の形
状や素材など適宜変更可能である。
【００１５】
【発明の効果】この発明の半導体圧力センサは、ダイア
フラムの表裏に拡散抵抗を形成し、感度を大きく上げる
ことができ、また、強度も上げることができるものであ
る。さらに、温度特性も良くすることができる。
フラムの表裏に拡散抵抗を形成し、感度を大きく上げる
ことができ、また、強度も上げることができるものであ
る。さらに、温度特性も良くすることができる。
【００１６】また、この発明の半導体圧力センサの製造
方法によれば、ダイアフラムの表裏面へのゲージ抵抗の
形成が容易であり、感度の高い圧力センサを簡単に形成
することができる。
方法によれば、ダイアフラムの表裏面へのゲージ抵抗の
形成が容易であり、感度の高い圧力センサを簡単に形成
することができる。
【図１】この発明の第一実施形態のセンサの平面図であ
る。
る。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】この発明の第二実施形態のセンサの分解斜視図
である。
である。
【図４】この発明の第三実施形態のセンサの分解斜視図
である。
である。
１０ センサ素子 １２ ダイアフラム １４，２４，２６ 拡散抵抗
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体ダイアフラムと取付台とを別体
に形成し、この半導体ダイアフラムの表裏にゲージ抵抗
を形成し、上記半導体ダイアフラムと上記取付台とを一
体に接合してなる半導体圧力センサ。 - 【請求項２】 上記半導体ダイアフラムのゲージ抵抗
は、上記半導体ダイアフラムの周縁部に、互いに端部が
対向して半円状に形成され、上記表裏の各ゲージ抵抗は
互いに投影位置が重なるように形成されている請求項１
記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項３】 上記半導体ダイアフラムは、各々一方
の面にゲージ抵抗を形成、各半導体ダイアフラムの上記
ゲージ抵抗を形成してない面を張り合せてなる請求項１
記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項４】 半導体ダイアフラムと取付台とを各々
別体に形成し、この半導体ダイアフラムの表裏面にゲー
ジ抵抗を形成し、この後上記半導体ダイアフラムと上記
取付台とを互いに一体に接合する半導体圧力センサの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36508297A JPH11183287A (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 半導体圧力センサとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36508297A JPH11183287A (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 半導体圧力センサとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11183287A true JPH11183287A (ja) | 1999-07-09 |
Family
ID=18483386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36508297A Pending JPH11183287A (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 半導体圧力センサとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11183287A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011220885A (ja) * | 2010-04-12 | 2011-11-04 | Denso Corp | 力学量検出装置およびその製造方法 |
| JPWO2021014890A1 (ja) * | 2019-07-24 | 2021-09-13 | Ｓｅｍｉｔｅｃ株式会社 | 接触力センサ及び接触力センサを備えた装置 |
-
1997
- 1997-12-19 JP JP36508297A patent/JPH11183287A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011220885A (ja) * | 2010-04-12 | 2011-11-04 | Denso Corp | 力学量検出装置およびその製造方法 |
| US8604565B2 (en) | 2010-04-12 | 2013-12-10 | Denso Corporation | Physical quantity detection device and method for manufacturing the same |
| JPWO2021014890A1 (ja) * | 2019-07-24 | 2021-09-13 | Ｓｅｍｉｔｅｃ株式会社 | 接触力センサ及び接触力センサを備えた装置 |
| CN114040723A (zh) * | 2019-07-24 | 2022-02-11 | 世美特株式会社 | 接触力传感器以及包括接触力传感器的装置 |
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