JPH11344402A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPH11344402A JPH11344402A JP10149908A JP14990898A JPH11344402A JP H11344402 A JPH11344402 A JP H11344402A JP 10149908 A JP10149908 A JP 10149908A JP 14990898 A JP14990898 A JP 14990898A JP H11344402 A JPH11344402 A JP H11344402A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体圧力センサにおいて、熱ヒステリシス
による出力変動を低減する。 【解決手段】 ダイヤフラム部１０ａの周辺領域に、温
度変化（室温から高温又は低温にしその後室温に戻す）
によって複数の歪みゲージ１ａ〜１ｄのそれぞれの位置
で生じる応力変化を、降伏応力による残留歪みによって
バランスさせる、Ａｌの応力バランス膜２ａ〜２ｄを設
けた。
による出力変動を低減する。 【解決手段】 ダイヤフラム部１０ａの周辺領域に、温
度変化（室温から高温又は低温にしその後室温に戻す）
によって複数の歪みゲージ１ａ〜１ｄのそれぞれの位置
で生じる応力変化を、降伏応力による残留歪みによって
バランスさせる、Ａｌの応力バランス膜２ａ〜２ｄを設
けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体圧力センサ
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に半導体圧力センサにおけるセンサ
チップの平面構成を示す。センサチップ１０は、シリコ
ンで構成され、図中の点線で示すように、薄肉のダイヤ
フラム部１０ａを有している。このダイヤフラム部１０
ａには不純物拡散層からなる４つのピエゾ抵抗（歪みゲ
ージ）１ａ〜１ｄが形成されており、中央に配置された
２つの歪みゲージ１ａ、１ｂはセンターゲージ、周辺に
配置された２つの歪みゲージ１ｃ、１ｄはサイドゲージ
であって、それぞれ図５に示すようにブリッジ結線され
ており、ＯA 端子、ＯB 端子から圧力に応じた電気信号
を出力するようになっている。また、ダイヤフラム部１
０ａの周辺領域には、歪みゲージ１ａ〜１ｄと電気接続
されたＡｌの引き出し配線２が形成されており、その引
き出し配線２に接続された図示しない回路部からセンサ
出力を得ることができるように成っている。
チップの平面構成を示す。センサチップ１０は、シリコ
ンで構成され、図中の点線で示すように、薄肉のダイヤ
フラム部１０ａを有している。このダイヤフラム部１０
ａには不純物拡散層からなる４つのピエゾ抵抗（歪みゲ
ージ）１ａ〜１ｄが形成されており、中央に配置された
２つの歪みゲージ１ａ、１ｂはセンターゲージ、周辺に
配置された２つの歪みゲージ１ｃ、１ｄはサイドゲージ
であって、それぞれ図５に示すようにブリッジ結線され
ており、ＯA 端子、ＯB 端子から圧力に応じた電気信号
を出力するようになっている。また、ダイヤフラム部１
０ａの周辺領域には、歪みゲージ１ａ〜１ｄと電気接続
されたＡｌの引き出し配線２が形成されており、その引
き出し配線２に接続された図示しない回路部からセンサ
出力を得ることができるように成っている。
【０００３】また、センサチップ１０は、図６に示すよ
うに、ガラス台座１１に陽極接合され、このガラス台座
１１は、シリコーン系接着剤１２によって、ＰＢＴ（ポ
リブチレンテレフタレート）などで構成されたケース１
３内に接着固定されている。また、センサチップ１０の
表面にはシリコーンゲル１４が塗布されている。
うに、ガラス台座１１に陽極接合され、このガラス台座
１１は、シリコーン系接着剤１２によって、ＰＢＴ（ポ
リブチレンテレフタレート）などで構成されたケース１
３内に接着固定されている。また、センサチップ１０の
表面にはシリコーンゲル１４が塗布されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した構成において
は、ケース１３からセンサチップ１０への熱歪みの影響
が問題になる。このため、図６に示すように、ガラス台
座１１の下面に、４２アロイで構成されたプレート１５
をシリコーン系接着剤１６で接着固定し、そのプレート
１５によって、ケース１３からセンサチップ１０への熱
歪みの影響を低減するようにしている。
は、ケース１３からセンサチップ１０への熱歪みの影響
が問題になる。このため、図６に示すように、ガラス台
座１１の下面に、４２アロイで構成されたプレート１５
をシリコーン系接着剤１６で接着固定し、そのプレート
１５によって、ケース１３からセンサチップ１０への熱
歪みの影響を低減するようにしている。
【０００５】しかしながら、本発明者等が上記した構成
のものについてさらに検討を進めたところ、センサチッ
プ１０の雰囲気温度を、室温（２５℃）から７０℃以上
の高温又は−３０℃以下の低温にし、その後室温に戻し
たとき、センサ出力が変化する熱ヒステリシスの影響が
出ていることを新たに見出した。具体的には、室温から
７０℃の高温にした後、室温に戻したとき、図７中のＡ
で示すように、センサ出力がマイナス側に変動した。な
お、図７中のＡにおけるダイヤフラム部からの距離２７
２μｍは、ダイヤフラム部１０ａの４隅の端部と引き出
し配線２までの距離を示している。
のものについてさらに検討を進めたところ、センサチッ
プ１０の雰囲気温度を、室温（２５℃）から７０℃以上
の高温又は−３０℃以下の低温にし、その後室温に戻し
たとき、センサ出力が変化する熱ヒステリシスの影響が
出ていることを新たに見出した。具体的には、室温から
７０℃の高温にした後、室温に戻したとき、図７中のＡ
で示すように、センサ出力がマイナス側に変動した。な
お、図７中のＡにおけるダイヤフラム部からの距離２７
２μｍは、ダイヤフラム部１０ａの４隅の端部と引き出
し配線２までの距離を示している。
【０００６】本発明は、上記した熱ヒステリシスによる
出力変動を低減することを目的とする。
出力変動を低減することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記した問
題について鋭意検討し、温度変化によって複数の歪みゲ
ージ１ａ〜１ｄのそれぞれの位置で生じる応力変化に差
が生じているのではないかと考えた。そこで、Ａｌ膜に
応力緩和作用があることに着目し、図８に示すように、
ダイヤフラム部１０ａの４隅にＡｌ膜２ａ〜２ｄを形成
（この場合、引き出し配線２の一部として形成）し、こ
のものについて出力変動を測定した。その結果、図７中
のＢに示すように、センサ出力がプラス側に変動した。
題について鋭意検討し、温度変化によって複数の歪みゲ
ージ１ａ〜１ｄのそれぞれの位置で生じる応力変化に差
が生じているのではないかと考えた。そこで、Ａｌ膜に
応力緩和作用があることに着目し、図８に示すように、
ダイヤフラム部１０ａの４隅にＡｌ膜２ａ〜２ｄを形成
（この場合、引き出し配線２の一部として形成）し、こ
のものについて出力変動を測定した。その結果、図７中
のＢに示すように、センサ出力がプラス側に変動した。
【０００８】このことについて考察すると、ダイヤフラ
ム部１０ａの４隅にＡｌ膜２ａ〜２ｄを形成しない場合
には、図４、図８中のｘ方向の位置における応力σが、
室温のとき（図中の上側の線で示す）と、室温から高温
（７０℃）にしその後室温に戻したとき（図中の下側の
線で示す）とで図９（ａ）に示すように変化し、センタ
ーゲージ１ａ、１ｂにおける応力差（室温での応力と、
室温から高温にしその後室温に戻したときの応力との
差）Δσc と、サイドゲージ１ｃ、１ｄにおける応力差
Δσs が、Δσc −Δσs ＜０になる。
ム部１０ａの４隅にＡｌ膜２ａ〜２ｄを形成しない場合
には、図４、図８中のｘ方向の位置における応力σが、
室温のとき（図中の上側の線で示す）と、室温から高温
（７０℃）にしその後室温に戻したとき（図中の下側の
線で示す）とで図９（ａ）に示すように変化し、センタ
ーゲージ１ａ、１ｂにおける応力差（室温での応力と、
室温から高温にしその後室温に戻したときの応力との
差）Δσc と、サイドゲージ１ｃ、１ｄにおける応力差
Δσs が、Δσc −Δσs ＜０になる。
【０００９】また、ダイヤフラム部１０ａの４隅にＡｌ
膜２ａ〜２ｄを形成した場合、Ａｌ膜は降伏応力が１５
ＭＰａと非常に小さいため上記した温度変化が生じたと
きＡｌ膜にかかる応力が容易に降伏応力を超えてしま
い、Ａｌ膜２ａ〜２ｄに残留歪み（応力が開放されても
残る応力）が生じる。この残留歪みが生じたことによっ
て、図９（ｂ）に示すように、センターゲージ１ａ、１
ｂにおける応力差Δσcと、サイドゲージ１ｃ、１ｄに
おける応力差Δσs が、Δσc −Δσs ＞０になる。こ
のため、ダイヤフラム部１０ａの４隅にＡｌ膜２ａ〜２
ｄを形成しない場合と、形成した場合とで、センサ出力
がマイナス側とプラス側に変化する。
膜２ａ〜２ｄを形成した場合、Ａｌ膜は降伏応力が１５
ＭＰａと非常に小さいため上記した温度変化が生じたと
きＡｌ膜にかかる応力が容易に降伏応力を超えてしま
い、Ａｌ膜２ａ〜２ｄに残留歪み（応力が開放されても
残る応力）が生じる。この残留歪みが生じたことによっ
て、図９（ｂ）に示すように、センターゲージ１ａ、１
ｂにおける応力差Δσcと、サイドゲージ１ｃ、１ｄに
おける応力差Δσs が、Δσc −Δσs ＞０になる。こ
のため、ダイヤフラム部１０ａの４隅にＡｌ膜２ａ〜２
ｄを形成しない場合と、形成した場合とで、センサ出力
がマイナス側とプラス側に変化する。
【００１０】従って、ダイヤフラム部１０ａの４隅に形
成するＡｌ膜２ａ〜２ｄを最適化すれば、センサ出力の
変動をなくすことができる。そこで、次に、図１０に示
すように、ダイヤフラム部１０ａの４隅に形成するＡｌ
膜２ａ〜２ｄを形成する位置を変化させ、ダイヤフラム
部１０ａの端部（ダイヤフラム端）との距離ｄと、セン
サ出力の変動量（熱ヒステリシス量）との関係について
検討を行った。その結果を図１１に示す。この図１１か
ら分かるように、距離ｄが大きくなるほど熱ヒステリシ
ス量が小さくなっており、距離ｄが約８０μｍのとき熱
ヒステリシス量がほぼ０になる。そして、距離ｄが約８
０μｍとなるようにダイヤフラム部１０ａの４隅にＡｌ
膜２ａ〜２ｄを形成したものについて出力変動を測定し
た結果、図７中のＣに示すように、センサ出力がほぼ０
となった。
成するＡｌ膜２ａ〜２ｄを最適化すれば、センサ出力の
変動をなくすことができる。そこで、次に、図１０に示
すように、ダイヤフラム部１０ａの４隅に形成するＡｌ
膜２ａ〜２ｄを形成する位置を変化させ、ダイヤフラム
部１０ａの端部（ダイヤフラム端）との距離ｄと、セン
サ出力の変動量（熱ヒステリシス量）との関係について
検討を行った。その結果を図１１に示す。この図１１か
ら分かるように、距離ｄが大きくなるほど熱ヒステリシ
ス量が小さくなっており、距離ｄが約８０μｍのとき熱
ヒステリシス量がほぼ０になる。そして、距離ｄが約８
０μｍとなるようにダイヤフラム部１０ａの４隅にＡｌ
膜２ａ〜２ｄを形成したものについて出力変動を測定し
た結果、図７中のＣに示すように、センサ出力がほぼ０
となった。
【００１１】従って、このように配置されたＡｌ膜２ａ
〜２ｄは、温度変化によって４つの歪みゲージ１ａ〜１
ｄのそれぞれの位置で生じる応力変化をバランスさせる
ように応力を発生する応力バランス膜として機能してい
る。なお、室温から高温（７０℃）にしその後室温に戻
した場合以外に、室温から低温（（−３０℃）にしその
後室温に戻した場合も、上記したのと同様に、出力変動
をほぼ０にすることができた。
〜２ｄは、温度変化によって４つの歪みゲージ１ａ〜１
ｄのそれぞれの位置で生じる応力変化をバランスさせる
ように応力を発生する応力バランス膜として機能してい
る。なお、室温から高温（７０℃）にしその後室温に戻
した場合以外に、室温から低温（（−３０℃）にしその
後室温に戻した場合も、上記したのと同様に、出力変動
をほぼ０にすることができた。
【００１２】本発明は上記した検討を基になされたもの
で、請求項１に記載の発明においては、半導体圧力セン
サにおいて、温度変化によって複数の歪みゲージ（１ａ
〜１ｄ）のそれぞれの位置で生じる応力変化をバランス
させるように応力を発生する応力バランス膜（２ａ〜２
ｄ）を設けたことを特徴としている。また、請求項２に
記載の発明においては、センサチップ（１０）の雰囲気
温度を２５℃から７０℃まで変化させその後２５℃に戻
したときに複数の歪みゲージ（１ａ〜１ｄ）のそれぞれ
の位置で生じる応力変化をバランスさせるように応力を
発生する応力バランス膜（２ａ〜２ｄ）を設けたことを
特徴としている。
で、請求項１に記載の発明においては、半導体圧力セン
サにおいて、温度変化によって複数の歪みゲージ（１ａ
〜１ｄ）のそれぞれの位置で生じる応力変化をバランス
させるように応力を発生する応力バランス膜（２ａ〜２
ｄ）を設けたことを特徴としている。また、請求項２に
記載の発明においては、センサチップ（１０）の雰囲気
温度を２５℃から７０℃まで変化させその後２５℃に戻
したときに複数の歪みゲージ（１ａ〜１ｄ）のそれぞれ
の位置で生じる応力変化をバランスさせるように応力を
発生する応力バランス膜（２ａ〜２ｄ）を設けたことを
特徴としている。
【００１３】また、請求項３に記載の発明においては、
センサチップ（１０）の雰囲気温度を２５℃から−３０
℃まで変化させその後２５℃に戻したときに複数の歪み
ゲージ（１ａ〜１ｄ）のそれぞれの位置で生じる応力変
化をバランスさせるように応力を発生する応力バランス
膜（２ａ〜２ｄ）を設けたことを特徴としている。請求
項１乃至３に記載の発明によれば、上記したように、熱
ヒステリシスによる出力変動を低減することができる。
センサチップ（１０）の雰囲気温度を２５℃から−３０
℃まで変化させその後２５℃に戻したときに複数の歪み
ゲージ（１ａ〜１ｄ）のそれぞれの位置で生じる応力変
化をバランスさせるように応力を発生する応力バランス
膜（２ａ〜２ｄ）を設けたことを特徴としている。請求
項１乃至３に記載の発明によれば、上記したように、熱
ヒステリシスによる出力変動を低減することができる。
【００１４】なお、応力バランス膜（２ａ〜２ｄ）とし
ては、請求項４に記載の発明のように、降伏応力による
残留歪みによって応力変化をバランスさせるものとする
ことができる。また、応力バランス膜（２ａ〜２ｄ）
は、請求項５に記載の発明のように、ダイヤフラム部
（１０ａ）の周辺領域に複数形成されたものとすること
ができ、さらに、請求項６に記載の発明のように、複数
の歪みゲージ（１ａ〜１ｄ）の引き出し配線（２）の一
部として形成することができる。
ては、請求項４に記載の発明のように、降伏応力による
残留歪みによって応力変化をバランスさせるものとする
ことができる。また、応力バランス膜（２ａ〜２ｄ）
は、請求項５に記載の発明のように、ダイヤフラム部
（１０ａ）の周辺領域に複数形成されたものとすること
ができ、さらに、請求項６に記載の発明のように、複数
の歪みゲージ（１ａ〜１ｄ）の引き出し配線（２）の一
部として形成することができる。
【００１５】なお、上記した括弧内の符号は、後述する
実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。
実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施形態に係る
半導体圧力センサの平面図を示し、図２に図１中のII−
II断面図を示す。センサチップ１０は、図２に示すよう
に、Ｐ型のシリコン基板３にＮ型の埋め込み層４が形成
され、さらにＰ型のシリコン基板３の上にＮ型のエピタ
キシャル層５が形成された構成になっている。そして、
Ｐ型のシリコン基板３の一部はエッチングによって除去
され、その部分が薄肉のダイヤフラム部１０ａとなって
いる。
半導体圧力センサの平面図を示し、図２に図１中のII−
II断面図を示す。センサチップ１０は、図２に示すよう
に、Ｐ型のシリコン基板３にＮ型の埋め込み層４が形成
され、さらにＰ型のシリコン基板３の上にＮ型のエピタ
キシャル層５が形成された構成になっている。そして、
Ｐ型のシリコン基板３の一部はエッチングによって除去
され、その部分が薄肉のダイヤフラム部１０ａとなって
いる。
【００１７】このダイヤフラム部１０ａには、図１に示
すように、センターゲージ１ａ、１ｂ、サイドゲージ１
ｃ、１ｄが不純物拡散によって形成されており、これら
センターゲージ１ａ、１ｂとサイドゲージ１ｃ、１ｄ
は、図５に示すように、ブリッジ結線されてブリッジ回
路を構成している。また、Ｎ型のエピタキシャル層５に
はＰ型のアイソレーション領域６が形成され、ダイヤフ
ラム部１０ａが周囲から絶縁された領域になっている。
そして、Ｎ型のエピタキシャル層５の上に酸化膜７が形
成され、さらにその上のダイヤフラム部１０ａの周辺領
域にＡｌの引き出し配線２が形成され、さらにその上に
は酸化膜、窒化膜などの保護膜８が形成されている。
すように、センターゲージ１ａ、１ｂ、サイドゲージ１
ｃ、１ｄが不純物拡散によって形成されており、これら
センターゲージ１ａ、１ｂとサイドゲージ１ｃ、１ｄ
は、図５に示すように、ブリッジ結線されてブリッジ回
路を構成している。また、Ｎ型のエピタキシャル層５に
はＰ型のアイソレーション領域６が形成され、ダイヤフ
ラム部１０ａが周囲から絶縁された領域になっている。
そして、Ｎ型のエピタキシャル層５の上に酸化膜７が形
成され、さらにその上のダイヤフラム部１０ａの周辺領
域にＡｌの引き出し配線２が形成され、さらにその上に
は酸化膜、窒化膜などの保護膜８が形成されている。
【００１８】センターゲージ１ａ、１ｂ、サイドゲージ
は、酸化膜７に形成されたコンタクト穴を介して引き出
し配線２と電気接続されており、引き出し配線２は、Ｎ
型のエピタキシャル層５に形成された図示しない回路部
に電気的に接続されている。そして、その回路部にてブ
リッジ回路からの電気信号を処理し、センサ出力として
外部に出力する。
は、酸化膜７に形成されたコンタクト穴を介して引き出
し配線２と電気接続されており、引き出し配線２は、Ｎ
型のエピタキシャル層５に形成された図示しない回路部
に電気的に接続されている。そして、その回路部にてブ
リッジ回路からの電気信号を処理し、センサ出力として
外部に出力する。
【００１９】また、ダイヤフラム部１０ａの４隅には、
図１に示すように、応力バランス膜としてのＡｌ膜２ａ
〜２ｄが引き出し配線２の一部として形成されている。
この場合、ダイヤフラム端からの距離ｄは、約８０μｍ
としている。従って、この実施形態のものによれば、図
７中のＣで示すように、熱ヒステリシスによる出力変動
がほぼ０となった半導体圧力センサとすることができ
る。
図１に示すように、応力バランス膜としてのＡｌ膜２ａ
〜２ｄが引き出し配線２の一部として形成されている。
この場合、ダイヤフラム端からの距離ｄは、約８０μｍ
としている。従って、この実施形態のものによれば、図
７中のＣで示すように、熱ヒステリシスによる出力変動
がほぼ０となった半導体圧力センサとすることができ
る。
【００２０】次に、上記した半導体圧力センサの製造方
法について説明する。図３にその工程図を示す。まず、
Ｐ型のシリコン基板３にＮ型の埋め込み層４が形成さ
れ、さらにＰ型のシリコン基板３の上にＮ型のエピタキ
シャル層５が形成された半導体基板を用意する（図３
（ａ）参照）。次に、Ｎ型のエピタキシャル層５にＰ型
のアイソレーション領域６を形成し（図３（ｂ）参
照）、Ｎ型のエピタキシャル層５の上に酸化膜７を形成
する（図３（ｃ）参照）。
法について説明する。図３にその工程図を示す。まず、
Ｐ型のシリコン基板３にＮ型の埋め込み層４が形成さ
れ、さらにＰ型のシリコン基板３の上にＮ型のエピタキ
シャル層５が形成された半導体基板を用意する（図３
（ａ）参照）。次に、Ｎ型のエピタキシャル層５にＰ型
のアイソレーション領域６を形成し（図３（ｂ）参
照）、Ｎ型のエピタキシャル層５の上に酸化膜７を形成
する（図３（ｃ）参照）。
【００２１】この後、引き出し配線２および応力バラン
ス膜２ａ〜２ｄをＡｌで形成する（図３（ｄ）参照）。
そして、保護膜８を形成した（図３（ｅ）参照）後、Ｐ
型のシリコン基板３を裏面側からエッチングしてダイヤ
フラム部１０ａを形成する（図３（ｆ）参照）。このよ
うにして、図１、図２に示す半導体圧力センサが構成さ
れる。
ス膜２ａ〜２ｄをＡｌで形成する（図３（ｄ）参照）。
そして、保護膜８を形成した（図３（ｅ）参照）後、Ｐ
型のシリコン基板３を裏面側からエッチングしてダイヤ
フラム部１０ａを形成する（図３（ｆ）参照）。このよ
うにして、図１、図２に示す半導体圧力センサが構成さ
れる。
【００２２】従って、上記した製造方法によれば、応力
バランス膜２ａ〜２ｄを引き出し配線２と同一工程で形
成しているため、従来の製造工程に対し特別な工程を設
けることなく、応力バランス膜２ａ〜２ｄを形成するこ
とができる。なお、上記した実施形態においては、応力
バランス膜としてのＡｌ膜２ａ〜２ｄを引き出し配線２
の一部として形成するものを示したが、引き出し配線２
と分離して応力バランス膜としてのＡｌ膜２ａ〜２ｄを
形成するようにしてもよい。
バランス膜２ａ〜２ｄを引き出し配線２と同一工程で形
成しているため、従来の製造工程に対し特別な工程を設
けることなく、応力バランス膜２ａ〜２ｄを形成するこ
とができる。なお、上記した実施形態においては、応力
バランス膜としてのＡｌ膜２ａ〜２ｄを引き出し配線２
の一部として形成するものを示したが、引き出し配線２
と分離して応力バランス膜としてのＡｌ膜２ａ〜２ｄを
形成するようにしてもよい。
【００２３】また、その応力バランス膜２ａ〜２ｄの形
状は、三角形に限らず、他の形状であってもよい。ま
た、その配置もダイヤフラム部１０ａの４隅に限らず他
の個所に配置されていてもよい。また、応力バランス膜
２ａ〜２ｄとしては、降伏応力が小さい膜であればＡｌ
以外に、ＡＬ−Ｓｉ、Ｎｉなどの膜を用いることができ
る。
状は、三角形に限らず、他の形状であってもよい。ま
た、その配置もダイヤフラム部１０ａの４隅に限らず他
の個所に配置されていてもよい。また、応力バランス膜
２ａ〜２ｄとしては、降伏応力が小さい膜であればＡｌ
以外に、ＡＬ−Ｓｉ、Ｎｉなどの膜を用いることができ
る。
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体圧力センサの
平面図である。
平面図である。
【図２】図１中のII−II断面図である。
【図３】図１、図２に示す半導体圧力センサの製造工程
を示す図である。
を示す図である。
【図４】従来の半導体圧力センサの平面図である。
【図５】歪みゲージ１ａ〜１ｄによるブリッジ回路の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図６】半導体圧力センサをケース１３に固定した状態
を示す図である。
を示す図である。
【図７】ダイヤフラム端からのＡｌ膜２ａ〜２ｄまでの
距離と高温後出力変動量との関係を示す図である。
距離と高温後出力変動量との関係を示す図である。
【図８】ダイヤフラム部１０ａの４隅にＡｌ膜２ａ〜２
ｄを形成した状態を示す図である。
ｄを形成した状態を示す図である。
【図９】ダイヤフラム部１０ａの４隅にＡｌ膜２ａ〜２
ｄを形成しない場合と、形成した場合の応力変化を説明
するための図である。
ｄを形成しない場合と、形成した場合の応力変化を説明
するための図である。
【図１０】ダイヤフラム部１０ａの４隅に形成するＡｌ
膜２ａ〜２ｄを形成する位置を変化させた状態を示す図
である。
膜２ａ〜２ｄを形成する位置を変化させた状態を示す図
である。
【図１１】ダイヤフラム端からＡｌ膜２ａ〜２ｄまでの
距離ｄと熱ヒステリシス量との関係を示す図である。
距離ｄと熱ヒステリシス量との関係を示す図である。
１ａ〜１ｄ…歪みゲージ、２…引き出し配線、２ａ〜２
ｄ…応力バランス膜としてのＡｌ膜、１０…センサチッ
プ、１０ａ…ダイヤフラム部。
ｄ…応力バランス膜としてのＡｌ膜、１０…センサチッ
プ、１０ａ…ダイヤフラム部。
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体で構成され、圧力を受けて変位す
るダイヤフラム部（１０ａ）を有するセンサチップ（１
０）と、 前記ダイヤフラム部（１０ａ）に形成された複数の歪み
ゲージ（１ａ〜１ｄ）と、 温度変化によって前記複数の歪みゲージ（１ａ〜１ｄ）
のそれぞれの位置で生じる応力変化をバランスさせるよ
うに応力を発生する応力バランス膜（２ａ〜２ｄ）とを
備えたことを特徴とする半導体圧力センサ。 - 【請求項２】 半導体で構成され、圧力を受けて変位す
るダイヤフラム部（１０ａ）を有するセンサチップ（１
０）と、 前記ダイヤフラム部（１０ａ）に形成された複数の歪み
ゲージ（１ａ〜１ｄ）と、 前記センサチップ（１０）の雰囲気温度を２５℃から７
０℃まで変化させその後２５℃に戻したときに前記複数
の歪みゲージ（１ａ〜１ｄ）のそれぞれの位置で生じる
応力変化をバランスさせるように応力を発生する応力バ
ランス膜（２ａ〜２ｄ）とを備えたことを特徴とする半
導体圧力センサ。 - 【請求項３】 半導体で構成され、圧力を受けて変位す
るダイヤフラム部（１０ａ）を有するセンサチップ（１
０）と、 前記ダイヤフラム部（１０ａ）に形成された複数の歪み
ゲージ（１ａ〜１ｄ）と、 前記センサチップ（１０）の雰囲気温度を２５℃から−
３０℃まで変化させその後２５℃に戻したときに前記複
数の歪みゲージ（１ａ〜１ｄ）のそれぞれの位置で生じ
る応力変化をバランスさせるように応力を発生する応力
バランス膜（２ａ〜２ｄ）とを備えたことを特徴とする
半導体圧力センサ。 - 【請求項４】 前記応力バランス膜は、降伏応力による
残留歪みによって前記応力変化をバランスさせるもので
あることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに
記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項５】 前記応力バランス膜（２ａ〜２ｄ）は、
前記ダイヤフラム部（１０ａ）の周辺領域に複数形成さ
れていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１
つに記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項６】 前記ダイヤフラム部（１０ａ）の周辺領
域に前記複数の歪みゲージ（１ａ〜１ｄ）の引き出し配
線（２）が形成されており、前記応力バランス膜（２ａ
〜２ｄ）は、前記引き出し配線（２）の一部として形成
されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体圧
力センサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14990898A JP3873454B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 半導体圧力センサ |
| DE19924061A DE19924061B4 (de) | 1998-05-29 | 1999-05-26 | Halbleiterdrucksensor mit Dehnungsmeßstreifen und Spannungsausgleichsfilm |
| US09/322,033 US6184561B1 (en) | 1998-05-29 | 1999-05-28 | Semiconductor pressure sensor having strain gauges and stress balance film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14990898A JP3873454B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 半導体圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11344402A true JPH11344402A (ja) | 1999-12-14 |
| JP3873454B2 JP3873454B2 (ja) | 2007-01-24 |
Family
ID=15485230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14990898A Expired - Fee Related JP3873454B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 半導体圧力センサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6184561B1 (ja) |
| JP (1) | JP3873454B2 (ja) |
| DE (1) | DE19924061B4 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004506522A (ja) * | 2000-03-21 | 2004-03-04 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 精密機械素子及び調整方法 |
| KR20150082119A (ko) | 2014-01-06 | 2015-07-15 | 알프스 덴키 가부시키가이샤 | Mems 센서 |
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| US6528340B2 (en) * | 2001-01-03 | 2003-03-04 | Honeywell International Inc. | Pressure transducer with composite diaphragm |
| US7075103B2 (en) * | 2003-12-19 | 2006-07-11 | General Electric Company | Multilayer device and method of making |
| CN100419397C (zh) * | 2005-06-14 | 2008-09-17 | 探微科技股份有限公司 | 校正压力传感器的零点偏移电压的方法 |
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| US20090001930A1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-01 | Nokia Corporation | Electronic apparatus and associated methods |
| JP6212000B2 (ja) * | 2014-07-02 | 2017-10-11 | 株式会社東芝 | 圧力センサ、並びに圧力センサを用いたマイクロフォン、血圧センサ、及びタッチパネル |
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| US11060929B2 (en) * | 2019-03-04 | 2021-07-13 | Silicon Microstructures, Inc. | Pressure sensor die attach |
| DE102021211561A1 (de) * | 2020-11-19 | 2022-05-19 | Vitesco Technologies USA, LLC | Mems-druckerfassungselement mit spannungsjustierern |
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| DE4137624A1 (de) * | 1991-11-15 | 1993-05-19 | Bosch Gmbh Robert | Silizium-chip zur verwendung in einem kraftsensor |
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-
1998
- 1998-05-29 JP JP14990898A patent/JP3873454B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-05-26 DE DE19924061A patent/DE19924061B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-05-28 US US09/322,033 patent/US6184561B1/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE19924061B4 (de) | 2009-06-18 |
| US6184561B1 (en) | 2001-02-06 |
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| DE19924061A1 (de) | 1999-12-02 |
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