JPS58103632A - 半導体圧力変換器 - Google Patents
半導体圧力変換器Info
- Publication number
- JPS58103632A JPS58103632A JP20148881A JP20148881A JPS58103632A JP S58103632 A JPS58103632 A JP S58103632A JP 20148881 A JP20148881 A JP 20148881A JP 20148881 A JP20148881 A JP 20148881A JP S58103632 A JPS58103632 A JP S58103632A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support
- epitaxial layer
- pressure transducer
- diaphragm
- layer
- 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
Classifications
-
- 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
- G01L9/0042—Constructional details associated with semiconductive diaphragm sensors, e.g. etching, or constructional details of non-semiconductive diaphragms
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は１．サファイア基板からなるダイヤフラムを備
え九半導体圧力変換器に関するものである。
え九半導体圧力変換器に関するものである。
サファイア基板上に半導体エピタキシ’ｒ ＃ 鳴ｆ成
長させてなるダイヤ７２ムを使用し九半導体圧力変換器
は、従来のＰＮ接合による絶縁構造を用いたものと異な
９、リーク電流の心配がな（、ＰＮ接會ＯＶｍ−ＩＬ４
Ｉ性に制約されることなくピエゾ抵抗効果のみに着目し
て不純物Ｉｌ＆を選択することができるという利点を有
している。
長させてなるダイヤ７２ムを使用し九半導体圧力変換器
は、従来のＰＮ接合による絶縁構造を用いたものと異な
９、リーク電流の心配がな（、ＰＮ接會ＯＶｍ−ＩＬ４
Ｉ性に制約されることなくピエゾ抵抗効果のみに着目し
て不純物Ｉｌ＆を選択することができるという利点を有
している。
この場合、上記ダイヤフラムは、一般にガラス等からな
る支持体に接合して用いる。従来、この接合には接着剤
や低融点ガラス等が用いられて−るが、この４１Ｉ会の
不安定のために、出力の時間的トリアドやヒステリシス
等が太き−という不都合があった。
る支持体に接合して用いる。従来、この接合には接着剤
や低融点ガラス等が用いられて−るが、この４１Ｉ会の
不安定のために、出力の時間的トリアドやヒステリシス
等が太き−という不都合があった。
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものでＴ
ｏＬその目的は、サファイア基板を用い九ダイヤフラム
と支持体と０１ＳＩＩＫ安走した接合が得られる半導体
圧力変換器を提供するととにある。
ｏＬその目的は、サファイア基板を用い九ダイヤフラム
と支持体と０１ＳＩＩＫ安走した接合が得られる半導体
圧力変換器を提供するととにある。
このような目的を達成する九めに、本発明は、サファイ
ア基板の両面にエピタキシャル層七＊成し、支持体と接
合する側のエピタキシャル層周縁 。
ア基板の両面にエピタキシャル層七＊成し、支持体と接
合する側のエピタキシャル層周縁 。
部に電極を設けて轟該エビメ今シャル層と支持体とを静
電接合させたものである。
電接合させたものである。
即ち、ここで静電接合とは、金属、半導体をガラスもし
くはセラミックス等、高温で固体電解質として作用する
絶縁材に振合する方法のひとつで、電界を印加すること
により、両者の融点以下の加熱で安定な機械的結合が得
られるものである。例えば、シリコンとパイレックスガ
ラスとを接合する場合には、両者の接合したい面を研拳
して合せ、３００〜５００℃の槽（大気圧で夷い）内に
放置し、シリコンを陽極、ガラスを陰極として３００〜
１，０００Ｖの電圧を約１分間印加するのみで、両者間
に機械的に安定し九摘会が得られる。特に、ガラスとそ
の相手との間に殆んど移動が見られない丸め、この靜１
１１１１合を支持体とダイヤフラムとの接合に作成が可
能である。
くはセラミックス等、高温で固体電解質として作用する
絶縁材に振合する方法のひとつで、電界を印加すること
により、両者の融点以下の加熱で安定な機械的結合が得
られるものである。例えば、シリコンとパイレックスガ
ラスとを接合する場合には、両者の接合したい面を研拳
して合せ、３００〜５００℃の槽（大気圧で夷い）内に
放置し、シリコンを陽極、ガラスを陰極として３００〜
１，０００Ｖの電圧を約１分間印加するのみで、両者間
に機械的に安定し九摘会が得られる。特に、ガラスとそ
の相手との間に殆んど移動が見られない丸め、この靜１
１１１１合を支持体とダイヤフラムとの接合に作成が可
能である。
従って、本発明では、上記サファイア基板の両面にエピ
タキシャル層を設け、一方は従来通９ピエゾ抵抗領域の
形成に用いると共に１他方の支持体に接合する側のエピ
タキシャル層には電極を設け、このエピタキシャル層と
支持体とを静電接合させることによって、サファイア基
板を用−たダイヤフラムと支持体との間に安定した接合
が得られるようにし九ものである。以下、実施例を用ｉ
て本発明を詳細Ｋ１１ｌ明する。
タキシャル層を設け、一方は従来通９ピエゾ抵抗領域の
形成に用いると共に１他方の支持体に接合する側のエピ
タキシャル層には電極を設け、このエピタキシャル層と
支持体とを静電接合させることによって、サファイア基
板を用−たダイヤフラムと支持体との間に安定した接合
が得られるようにし九ものである。以下、実施例を用ｉ
て本発明を詳細Ｋ１１ｌ明する。
第１図は、本発明の一実施ガを示す断面図である。同ｖ
Ａにおいて、１はサファイア基板、２はずファイア基板
１の主表面上Ｋｍ成し九Ｊ１１のシリコンエピタキシャ
ル層からなるＰ形のピエゾ抵抗素子、３はこのピエゾ抵
抗素子２０表面上に形成し九８１０．からなる表面保■
絶縁膜、４はピエゾ抵抗素子２の電極、５は、前記サフ
ァイア基板１の他面に形成し九嬉２のシリコンエピタキ
シャルｍ、ａはこの第２のシリコンエピタキシャル層５
を介してサファイア基板１に接合し九支持体である。こ
の支持体６は、サファイア基板１と熱膨張係数の近似し
九ガラスによってチェープ状もしくはプレート状に構成
され、図上省略したが、その下面は金−ハウジングに固
着される。前記サファイア基板１のうち、この支持体６
によって拘束されない中央部が、圧力によって起歪する
ダイヤフラム部１ｍを構成してお９、前記ピエゾ抵抗素
子２は、このダイヤフラム部１ｆｉＫ設けである◎この
ピエゾ抵抗素子２は、ブリッジ回路を構成し、その出力
電圧によって圧力が検知できるようにしである。また％
７１１ｇ２のエピタキシャル層５０表面上に形成し九
靜電接合用の電極で６９、第２図の下面図に示すように
、基板１と支持体６との接合面（同図中、斜線で示す）
８の中心点Ａに対して対称的に配置しである。
Ａにおいて、１はサファイア基板、２はずファイア基板
１の主表面上Ｋｍ成し九Ｊ１１のシリコンエピタキシャ
ル層からなるＰ形のピエゾ抵抗素子、３はこのピエゾ抵
抗素子２０表面上に形成し九８１０．からなる表面保■
絶縁膜、４はピエゾ抵抗素子２の電極、５は、前記サフ
ァイア基板１の他面に形成し九嬉２のシリコンエピタキ
シャルｍ、ａはこの第２のシリコンエピタキシャル層５
を介してサファイア基板１に接合し九支持体である。こ
の支持体６は、サファイア基板１と熱膨張係数の近似し
九ガラスによってチェープ状もしくはプレート状に構成
され、図上省略したが、その下面は金−ハウジングに固
着される。前記サファイア基板１のうち、この支持体６
によって拘束されない中央部が、圧力によって起歪する
ダイヤフラム部１ｍを構成してお９、前記ピエゾ抵抗素
子２は、このダイヤフラム部１ｆｉＫ設けである◎この
ピエゾ抵抗素子２は、ブリッジ回路を構成し、その出力
電圧によって圧力が検知できるようにしである。また％
７１１ｇ２のエピタキシャル層５０表面上に形成し九
靜電接合用の電極で６９、第２図の下面図に示すように
、基板１と支持体６との接合面（同図中、斜線で示す）
８の中心点Ａに対して対称的に配置しである。
このように電極Ｔを設け、これと支持体６との間に電圧
を印加しながら第２のエピタキシャル層５と支持体６と
を静電接合する。ことにより、このエピタキシャル層５
を介して、サファイア基板１は支持体６に安定に接合さ
れる。特に、電極Ｔを対称的に配置したことにより、接
合面８における通電時の電位分布を均一に保つことがで
き、一層均一な接合が得られる。
を印加しながら第２のエピタキシャル層５と支持体６と
を静電接合する。ことにより、このエピタキシャル層５
を介して、サファイア基板１は支持体６に安定に接合さ
れる。特に、電極Ｔを対称的に配置したことにより、接
合面８における通電時の電位分布を均一に保つことがで
き、一層均一な接合が得られる。
なお、この場合上記電極１は２１ｗ４所に配置したが、
これは接合面８に対して均等に分布させることが望まし
く、′より多数配置しても、またダイヤフラム部１１の
全図をとり囲むように連続的な形状に設けてもＪｉｌＬ
−ことは勿論である。また、４１Ｋ。
これは接合面８に対して均等に分布させることが望まし
く、′より多数配置しても、またダイヤフラム部１１の
全図をとり囲むように連続的な形状に設けてもＪｉｌＬ
−ことは勿論である。また、４１Ｋ。
第２のエピタキシャル層５がＮ−形シリコンであって、
電極Ｔとの間にシ目ット呼障−が形成されるような場合
には、電極７との接触部に高導電性のバルクコンタクト
部を形成する必要があるが、このような場合には、この
バルクコンタクト部を電極と考えて曳く、当該バルクコ
ンタクト部を、例えばダイヤフラム部１纏をと９囲むよ
うに連続して設ければ、表面上の電極Ｔそれ自体は１個
所に配置しても、全周に設は九と同様の効果を得ること
ができる。
電極Ｔとの間にシ目ット呼障−が形成されるような場合
には、電極７との接触部に高導電性のバルクコンタクト
部を形成する必要があるが、このような場合には、この
バルクコンタクト部を電極と考えて曳く、当該バルクコ
ンタクト部を、例えばダイヤフラム部１纏をと９囲むよ
うに連続して設ければ、表面上の電極Ｔそれ自体は１個
所に配置しても、全周に設は九と同様の効果を得ること
ができる。
第３図は、本発明の他の実施例を示す断面図である。同
図から明らかなように、本実施例は、ダイヤフラム部１
ａの下面部分において第２のエピタキシャル層５を除去
し九もので、圧力変換器としての特性に害を与える要因
、即ち、ヒステリシスヤサー！ルヒステリシスの原因と
な〕得る要素を極力排除して特性の向上をはかったもの
である。
図から明らかなように、本実施例は、ダイヤフラム部１
ａの下面部分において第２のエピタキシャル層５を除去
し九もので、圧力変換器としての特性に害を与える要因
、即ち、ヒステリシスヤサー！ルヒステリシスの原因と
な〕得る要素を極力排除して特性の向上をはかったもの
である。
以上説明しえように、本実＠によれば、両面に半導体エ
ピタキシャル層を形成し九ナファイア基板によってダイ
ヤフラムを構成したことにより、当咳ダイヤフラムをガ
ラス等からなる支持体に安定Ｋ１１合することができ、
半導体圧力変換器の特性を向上させることができるとい
う優れた効果を有する。
ピタキシャル層を形成し九ナファイア基板によってダイ
ヤフラムを構成したことにより、当咳ダイヤフラムをガ
ラス等からなる支持体に安定Ｋ１１合することができ、
半導体圧力変換器の特性を向上させることができるとい
う優れた効果を有する。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は同じ
く下面図、第３図は本発明０ｍ０１Ｅ施例を示す断面図
である。 １・・・・サファイア基板、１１ ・φ・・ダイヤフラ
ム部、２・・・・ピエゾ抵抗素子、５・・−−＠２Ｏシ
リコ／エピタキシャル層、６・―・拳支持体、１・・・
・静電接合用電極、８・・・−接合面。 特許出願人 山武ハネウェル株式会社
く下面図、第３図は本発明０ｍ０１Ｅ施例を示す断面図
である。 １・・・・サファイア基板、１１ ・φ・・ダイヤフラ
ム部、２・・・・ピエゾ抵抗素子、５・・−−＠２Ｏシ
リコ／エピタキシャル層、６・―・拳支持体、１・・・
・静電接合用電極、８・・・−接合面。 特許出願人 山武ハネウェル株式会社
Claims (3)
- （１）主面上に半導体エピタキシャル層を有するサファ
イア基板の周縁部を鳥温で固体電解質として作用する絶
縁材からなる支持体に！１合して中央部にダイヤ７ツム
を構成してなる半導体圧力変換器において、前記エピタ
キシャル層は、前記支持体との接合面と反対側の前記ダ
イヤフラム部に形成されかクピエゾ抵抗素子を構成する
第１０エピタキシヤル層と、前ｆｅｌｌ會藺側に形成さ
れた第２のエピタキシャル層とからなると共に、画線第
２０エピタキシャル層は周縁部に静電接合用電極を備え
たこと、を特徴とする半導体圧力変換器。 - （２）静電接合用電極は、接合面に対してはぼ均等な分
布となるように配置したことを特徴とする特許請求の範
囲ｓＩ項記載Ｏ半導体圧力変換器。 - （３）第２のエピタキシャル層は、伊ファイア基板のダ
（ヤ７ラムＳを除く部位１１ＣＯみ形成されていること
を特徴とする特許請求の範囲１１１項記載の半導体圧力
変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20148881A JPS58103632A (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 半導体圧力変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20148881A JPS58103632A (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 半導体圧力変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58103632A true JPS58103632A (ja) | 1983-06-20 |
Family
ID=16441885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20148881A Pending JPS58103632A (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 半導体圧力変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58103632A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5181417A (en) * | 1989-07-10 | 1993-01-26 | Nippon Soken, Inc. | Pressure detecting device |
| JP2016081530A (ja) * | 2014-10-21 | 2016-05-16 | ティーピーケイ タッチ ソリューションズ（シアメン）インコーポレーテッド | 透過複合基板、その製造方法、及び、タッチパネル |
-
1981
- 1981-12-16 JP JP20148881A patent/JPS58103632A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5181417A (en) * | 1989-07-10 | 1993-01-26 | Nippon Soken, Inc. | Pressure detecting device |
| JP2016081530A (ja) * | 2014-10-21 | 2016-05-16 | ティーピーケイ タッチ ソリューションズ（シアメン）インコーポレーテッド | 透過複合基板、その製造方法、及び、タッチパネル |
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