JPS58139475A - ひずみゲ−ジ - Google Patents
ひずみゲ−ジInfo
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- JPS58139475A JPS58139475A JP2227282A JP2227282A JPS58139475A JP S58139475 A JPS58139475 A JP S58139475A JP 2227282 A JP2227282 A JP 2227282A JP 2227282 A JP2227282 A JP 2227282A JP S58139475 A JPS58139475 A JP S58139475A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- amorphous semiconductor
- gauge
- strain
- semiconductor thin
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/18—Measuring force or stress, in general using properties of piezo-resistive materials, i.e. materials of which the ohmic resistance varies according to changes in magnitude or direction of force applied to the material
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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、グロー放電法を用いて絶縁基板上に堆積した
アｔ ＩＶノアス半導体薄膜の有するピエゾ抵抗効果特
性、％に縦効果特性で得られる大きなゲージ率に着目し
て構成したひずみゲージと、縦効果、横効果および斜め
効果がそれぞれ異なることに着目して構成したひずみゲ
ージに関する。
アｔ ＩＶノアス半導体薄膜の有するピエゾ抵抗効果特
性、％に縦効果特性で得られる大きなゲージ率に着目し
て構成したひずみゲージと、縦効果、横効果および斜め
効果がそれぞれ異なることに着目して構成したひずみゲ
ージに関する。
ここでアモルファス半導体とは、液体及び気体を除く物
質でありて、結晶学的に３次元的周期性ピークを持たな
い半導体を呼ぶこととする。
質でありて、結晶学的に３次元的周期性ピークを持たな
い半導体を呼ぶこととする。
従来、ひずみゲージ用センサ材料としては、一般にＣｕ
−Ｎｉ箔に代表される合金箔やＮｉ−Ｃｒ線Ｃｕ −
Ｎｉ ｇが用いられており、検出感度の高いものとして
は半導体が用いられている。合金箔な用いたものは、ダ
イナミックレンジが大きいことと、直線性がよい郷から
広（用いられているが、次のような欠点な有する。
−Ｎｉ箔に代表される合金箔やＮｉ−Ｃｒ線Ｃｕ −
Ｎｉ ｇが用いられており、検出感度の高いものとして
は半導体が用いられている。合金箔な用いたものは、ダ
イナミックレンジが大きいことと、直線性がよい郷から
広（用いられているが、次のような欠点な有する。
１、ひずみに対する抵抗率の変化の割合、すなわちゲー
ジ率Ｇが小さく、通常Ｇ−２〜４であるので、出力部に
増幅器を用いる必要がある。
ジ率Ｇが小さく、通常Ｇ−２〜４であるので、出力部に
増幅器を用いる必要がある。
島、 ゲージ率の温度依存性をなくすために温度補償回
路を設ける必要がある。
路を設ける必要がある。
Ｓ９合金価の比抵抗が小さいので、ひずみ検出部の抵抗
値なああ値（通常１０００前後）以上にするため、検出
部の形状な折り返し状ストリップ線とする必要があり、
検出部の面積が大１くなる。
値なああ値（通常１０００前後）以上にするため、検出
部の形状な折り返し状ストリップ線とする必要があり、
検出部の面積が大１くなる。
一方、半導体結晶を用いたものは比較的ゲージ率が大き
く、ゲージ率ＧがＩＧＩ≧１００であるので、検出感度
は大きい。しかし、ゲージ率の温度依存性が大きく、か
つ非直線性を示す等の幾多の欠点な有する。その結果、
検出範囲が狭く、且つ温度補償回路や非直線補正回路を
必要とする。更に、使用一度１１！囲が通常−２０Ｃ〜
１４０ ｔ：’と限定される。
く、ゲージ率ＧがＩＧＩ≧１００であるので、検出感度
は大きい。しかし、ゲージ率の温度依存性が大きく、か
つ非直線性を示す等の幾多の欠点な有する。その結果、
検出範囲が狭く、且つ温度補償回路や非直線補正回路を
必要とする。更に、使用一度１１！囲が通常−２０Ｃ〜
１４０ ｔ：’と限定される。
以上の点ＫｆＩ１１み、本発明では、発勇者らが発見し
た事実、すなわち、アモルファス半導体薄膜抵抗体の有
する高ゲージ率と直線性に着目し、且つアモルファス半
導体薄膜材料の有する薄膜形成の谷易さ・微細加工性な
生かして構成した小形でかつ高精度なひずみゲージな提
供ぜんとするものである。
た事実、すなわち、アモルファス半導体薄膜抵抗体の有
する高ゲージ率と直線性に着目し、且つアモルファス半
導体薄膜材料の有する薄膜形成の谷易さ・微細加工性な
生かして構成した小形でかつ高精度なひずみゲージな提
供ぜんとするものである。
第１図および第２Ｅは、８ぼ、とＨｌの混合ガスな用い
ＤＣグロー放電法により、ガラス基板上に堆積したｆ％
および１形ア峰ルツアス８負薄膜のひずみ一抵抗変化率
特性である。第１１Ｎ”！ｒ形の一例で、ドーピングガ
スとしては、１１＆Ｉｋ−用い、ＢｔＨｓ／ ８１Ｆ４
−５００ ｐｙｖｍ放電圧力は０．８〜１．４ Ｔ＠ｒ
ｒ。
ＤＣグロー放電法により、ガラス基板上に堆積したｆ％
および１形ア峰ルツアス８負薄膜のひずみ一抵抗変化率
特性である。第１１Ｎ”！ｒ形の一例で、ドーピングガ
スとしては、１１＆Ｉｋ−用い、ＢｔＨｓ／ ８１Ｆ４
−５００ ｐｙｖｍ放電圧力は０．８〜１．４ Ｔ＠ｒ
ｒ。
基板温度３５０ Ｃで堆積した場合である。図中よこ軸
はひずみの大きさ１（のびす＋）たて軸は抵抗変化率Ａ
ＲＣの大きさ【示し、＋は抵抗の増加を、−は減少を示
す。黒丸印は、縦効果を、Δ印は横効果を、十印は斜め
効果（ひっばり方向と抵抗体の長さ方向とのなす角度−
一４５°の時）な示す。
はひずみの大きさ１（のびす＋）たて軸は抵抗変化率Ａ
ＲＣの大きさ【示し、＋は抵抗の増加を、−は減少を示
す。黒丸印は、縦効果を、Δ印は横効果を、十印は斜め
効果（ひっばり方向と抵抗体の長さ方向とのなす角度−
一４５°の時）な示す。
この結果より、抵抗変化率’ Ｒ／Ｒはひずみの大きい
ＣＫ正比例し、ゲージ率は縦効果の時、最大−Ｇ ＝
３１５が得られ、横効果では負のゲージ率１ｋかす。ま
た、この場合のゲージ率の温度依存性は小はＩ Ｔｏｒ
ｒ ｓ基板温度はａｏｏ ｔ：’で堆積した場合で）。
ＣＫ正比例し、ゲージ率は縦効果の時、最大−Ｇ ＝
３１５が得られ、横効果では負のゲージ率１ｋかす。ま
た、この場合のゲージ率の温度依存性は小はＩ Ｔｏｒ
ｒ ｓ基板温度はａｏｏ ｔ：’で堆積した場合で）。
る。図中の記号は、第１１ＥＩと同じである。この結果
より１ｍ形の場合にも、抵抗変化率ノ４ｔ の大きさは
ひずみの大きさ＃に正比例し、ゲージ率は、縦効果、横
効釆共に負になり、斜め効果は非常に小さい、ゲージ率
の絶対値は、縦効果のとき最大となり、ＩＧＩ−Ｘｌが
得られた。又、この場合のゲージ率の温度依存性は小さ
い。
より１ｍ形の場合にも、抵抗変化率ノ４ｔ の大きさは
ひずみの大きさ＃に正比例し、ゲージ率は、縦効果、横
効釆共に負になり、斜め効果は非常に小さい、ゲージ率
の絶対値は、縦効果のとき最大となり、ＩＧＩ−Ｘｌが
得られた。又、この場合のゲージ率の温度依存性は小さ
い。
第ａｍｌは、ひずみの方−によるゲージ率の変化特性＃
を示す園で１図中、横軸はひずみ方向な、縦軸はゲージ
率な、十印、黒丸印はそれぞれ戸形。
を示す園で１図中、横軸はひずみ方向な、縦軸はゲージ
率な、十印、黒丸印はそれぞれ戸形。
１形を示す、又＃−０’、４５°、９０°はそれぞれ縦
効果、斜め効果、横効果を示す、この結果より、を形、
ＩＩ形ともにゲージ率の絶対値は共に縦効果のとき最大
となり、を形で正、ｎ形で負となる。
効果、斜め効果、横効果を示す、この結果より、を形、
ＩＩ形ともにゲージ率の絶対値は共に縦効果のとき最大
となり、を形で正、ｎ形で負となる。
以上の実験結果より、アモルファス半導体薄膜抵抗体は
秀れたピエゾ抵抗効果な示し、％に、ｆ形。
秀れたピエゾ抵抗効果な示し、％に、ｆ形。
勘決共に、縦効果のときゲージ率Ｇの絶対値は最大とな
るので、−形１ｍ形共に縦効果な生かした構造のアモル
ファス半導体薄膜抵抗体は、ひずみゲージ用センサ材料
として秀れた特性を示すことがｓｉｔできた。
るので、−形１ｍ形共に縦効果な生かした構造のアモル
ファス半導体薄膜抵抗体は、ひずみゲージ用センサ材料
として秀れた特性を示すことがｓｉｔできた。
第４＃Ａおよび第５図は本発明によるひずみゲージの一
実施例の構成な示す図で、４１に、矢印方向に応力が加
えられるととｔ−Ｓ定した場合で、＃！、４ＷＡＫ平面
ａｔ、第Ｓ図（ａ）Ｋ Ｘ −Ｘ’ Ｋおける断面図な
示す、第１１１（ｂ）は＃４１！１に示す平面図の奮分
、すなわちＷａＳ分を覆う保−膜を設けた例な示す断ｗ
ＷＡである。ここ！、前記保−膜は電極３およびリード
曽器以外の上部全体を覆い、素子が外気等により１ｌｌ
ＩＩＩな受けないようにしている。図中１は絶縁性基板
、意はｆｌｆｔ（ｍ形）アモルファス半導体薄膜抵抗体
、３．３’は、電極、４は表面ｌｉ！鰻膜、ｓ 、 ｓ
’は出力用リード線、６けひずみゲージな示す。ひずみ
ゲージ６の製造方法な次に述べる。
実施例の構成な示す図で、４１に、矢印方向に応力が加
えられるととｔ−Ｓ定した場合で、＃！、４ＷＡＫ平面
ａｔ、第Ｓ図（ａ）Ｋ Ｘ −Ｘ’ Ｋおける断面図な
示す、第１１１（ｂ）は＃４１！１に示す平面図の奮分
、すなわちＷａＳ分を覆う保−膜を設けた例な示す断ｗ
ＷＡである。ここ！、前記保−膜は電極３およびリード
曽器以外の上部全体を覆い、素子が外気等により１ｌｌ
ＩＩＩな受けないようにしている。図中１は絶縁性基板
、意はｆｌｆｔ（ｍ形）アモルファス半導体薄膜抵抗体
、３．３’は、電極、４は表面ｌｉ！鰻膜、ｓ 、 ｓ
’は出力用リード線、６けひずみゲージな示す。ひずみ
ゲージ６の製造方法な次に述べる。
絶縁性基板１の材料としては、耐熱性があり、かつヤン
グ率の大きい絶縁体や、同様の性質な有する導体板ある
いは半導体板の表面をＣＶ Ｄ ８１０ｘ膜やＣＶＤ８
１．Ｎ、膜で覆りたものが望ましく、例えばガラス板１
石英板、溶融石英ガラス板、水晶板。
グ率の大きい絶縁体や、同様の性質な有する導体板ある
いは半導体板の表面をＣＶ Ｄ ８１０ｘ膜やＣＶＤ８
１．Ｎ、膜で覆りたものが望ましく、例えばガラス板１
石英板、溶融石英ガラス板、水晶板。
ポリぐイドフィルム、金属板や半導体の表面な絶縁薄膜
（例えばＣＶＤ１１０ｗ薄膜やＣＶＤ８１．Ｎ、薄ＩＩ
）で覆ったもの等が用いられる。
（例えばＣＶＤ１１０ｗ薄膜やＣＶＤ８１．Ｎ、薄ＩＩ
）で覆ったもの等が用いられる。
この絶縁性基板ｌは
有機＃Ｉ銅轡で十分に洗浄した後、清疹な雰囲気中で一
時に乾燥させる。次ぎに８１Ｈ４又は８１Ｆ４とＨ２の
混合ガスを用い、ＤＣグロー放電法又はＲＦグロー放電
＃ｔな用いてアモルファス半導体薄１［２に堆積させる
。この場合アモルファス半導体薄膜抵抗体の導電重代が
大きいＳ望ｆＬ＜、通常へ−１（Ｑ −ｘ ） 以上
のものが用いられる。
時に乾燥させる。次ぎに８１Ｈ４又は８１Ｆ４とＨ２の
混合ガスを用い、ＤＣグロー放電法又はＲＦグロー放電
＃ｔな用いてアモルファス半導体薄１［２に堆積させる
。この場合アモルファス半導体薄膜抵抗体の導電重代が
大きいＳ望ｆＬ＜、通常へ−１（Ｑ −ｘ ） 以上
のものが用いられる。
ｐＣグロー放電法な用いた堆積条件の一例としては、放
電圧力０．１〜１０丁＠ｙｒ ｌ放電電ｆｉ−１〜１０
０１１Ａ／（ａｌｌ 、放電電圧５００〜８００ Ｖ
、 ［＠間隔３１゜基板温度２５０〜４５０ Ｃ，８１
Ｆ、／ｌ（、−１〜１０ 。
電圧力０．１〜１０丁＠ｙｒ ｌ放電電ｆｉ−１〜１０
０１１Ａ／（ａｌｌ 、放電電圧５００〜８００ Ｖ
、 ［＠間隔３１゜基板温度２５０〜４５０ Ｃ，８１
Ｆ、／ｌ（、−１〜１０ 。
−Ｈ・／８量ｙ４慇１００〜ｚｓｏｏ ｐｐｍ 、Ｐ
Ｈ，／ｇｌＦ、閣 １００〜！５００９９膳である。
この条件で堆積したアモルファス半導体薄膜として、抵
抗率”−２ｆＪ （ｒ） 、ｃｆｌＬ） を以上ものが
容易に得られている。半導体薄膜の導電率な高める方法
としては、放電電ｒＩＬを大きくする方法あるいはドー
ピングガスの割合を高（スル方法郷が一般的である。又
、磁界な印加する方法も有効である。以上の方法な用い
て半導体薄膜を堆積した場合、アモルファス膜中Ｋ １
００ Ａ 前後ｖ）微細結晶相が含まれたり、ｄ）ｌＩ
Ｉｉ晶的性質的性質ようになるがケージ率特性は保持さ
れる。又、５ｔ−Ｇ・の合金形アモルファス半導体薄膜
も高い導電率が得られる。この場合、Ｇ＊ｋｉ、の混合
ガスＫ Ｂ、Ｈ＠又はｐｎ、 ｌム−Ｉｉ、のドーピン
グガスな添加したものを用い、ＤＣｌｏ−放電法（直流
電圧な印加す４方法）、又はＩＰダグロー放電法高崗波
電圧４ｔ−加する方法）を用いてアモルファス半導体薄
膜を堆積させる。次ぎに真空蒸着法を用いて、電極用金
属膜（例えばＮｌＣｒ ５００ Ａｊ ／ムｗ１０００
ム）【堆積させる。さらにフォトエツチング技ｆＪＩｋ
−用いて不要部な除去し、電極対（３、３’）およびア
モルファス半導体薄膜抵抗体（２） Ｉｋ−形成する。
Ｈ，／ｇｌＦ、閣 １００〜！５００９９膳である。
この条件で堆積したアモルファス半導体薄膜として、抵
抗率”−２ｆＪ （ｒ） 、ｃｆｌＬ） を以上ものが
容易に得られている。半導体薄膜の導電率な高める方法
としては、放電電ｒＩＬを大きくする方法あるいはドー
ピングガスの割合を高（スル方法郷が一般的である。又
、磁界な印加する方法も有効である。以上の方法な用い
て半導体薄膜を堆積した場合、アモルファス膜中Ｋ １
００ Ａ 前後ｖ）微細結晶相が含まれたり、ｄ）ｌＩ
Ｉｉ晶的性質的性質ようになるがケージ率特性は保持さ
れる。又、５ｔ−Ｇ・の合金形アモルファス半導体薄膜
も高い導電率が得られる。この場合、Ｇ＊ｋｉ、の混合
ガスＫ Ｂ、Ｈ＠又はｐｎ、 ｌム−Ｉｉ、のドーピン
グガスな添加したものを用い、ＤＣｌｏ−放電法（直流
電圧な印加す４方法）、又はＩＰダグロー放電法高崗波
電圧４ｔ−加する方法）を用いてアモルファス半導体薄
膜を堆積させる。次ぎに真空蒸着法を用いて、電極用金
属膜（例えばＮｌＣｒ ５００ Ａｊ ／ムｗ１０００
ム）【堆積させる。さらにフォトエツチング技ｆＪＩｋ
−用いて不要部な除去し、電極対（３、３’）およびア
モルファス半導体薄膜抵抗体（２） Ｉｋ−形成する。
薄膜抵抗体（２）の形状としては、アモルファス半導体
薄膜−％に導電率の高い多結晶半導体薄膜の場４１に顕
著であるーの結晶軸方向としてはＸ＊Ｉｌ折の麹米、回
折ピークが＜ １１１ ＞に得られるので、ｅｔＰｉ等
方的物体とみなすことができる点と、ケージ単は厳効釆
の場合絶対値が１戸形、烏形共に最大となる点を考慮し
て、引張り又は圧縮方向の長さＬＬ−長くし、横方向の
長さＷを短くした形状のものが望ましい。
薄膜−％に導電率の高い多結晶半導体薄膜の場４１に顕
著であるーの結晶軸方向としてはＸ＊Ｉｌ折の麹米、回
折ピークが＜ １１１ ＞に得られるので、ｅｔＰｉ等
方的物体とみなすことができる点と、ケージ単は厳効釆
の場合絶対値が１戸形、烏形共に最大となる点を考慮し
て、引張り又は圧縮方向の長さＬＬ−長くし、横方向の
長さＷを短くした形状のものが望ましい。
このし賀◆ｉ、アモルファス半導体薄膜の導電４、ｉｇ
＊および出力インピーダンス等を考慮してきめられるが
、通常１．／Ｗ −１０〜１００に設定される。次ぎに
基板表面に保臘膜（４）な堆積すイ・。保護膜として４
ＩＣＶＤ８ｔｏ、ｌｌＩ、 ＣＶＤ８１．Ｎ、膜および
ホＩＪ ｑ （ド樹脂等を用いる。フォトエツチング技
佑を用いて、電極パッド部の保■膜な除去する。Ｓ後に
、電極対（３，３’）に取り出し用リード着対（５，５
’ ）を取り付けて完成する。リード線として（２−１
と−ふり一ド方式又は、ムａｌｌやムＵリボン線等【ワ
イヤホンデングすることＫよって構成される。以上のか
１１に７オトエツチング技術【用いたが、メタルマスク
を用いた方法でも形成できる。この場合は、アモルファ
ス半導体薄膜な堆積する時、あるいは真空蒸着法を用い
て電極金属薄を堆積する時に不＊ｔｖメタルマスクでカ
バーする方法が用いられる。
＊および出力インピーダンス等を考慮してきめられるが
、通常１．／Ｗ −１０〜１００に設定される。次ぎに
基板表面に保臘膜（４）な堆積すイ・。保護膜として４
ＩＣＶＤ８ｔｏ、ｌｌＩ、 ＣＶＤ８１．Ｎ、膜および
ホＩＪ ｑ （ド樹脂等を用いる。フォトエツチング技
佑を用いて、電極パッド部の保■膜な除去する。Ｓ後に
、電極対（３，３’）に取り出し用リード着対（５，５
’ ）を取り付けて完成する。リード線として（２−１
と−ふり一ド方式又は、ムａｌｌやムＵリボン線等【ワ
イヤホンデングすることＫよって構成される。以上のか
１１に７オトエツチング技術【用いたが、メタルマスク
を用いた方法でも形成できる。この場合は、アモルファ
ス半導体薄膜な堆積する時、あるいは真空蒸着法を用い
て電極金属薄を堆積する時に不＊ｔｖメタルマスクでカ
バーする方法が用いられる。
第６図および絡７図は本発明による他の実施例を示す図
で、第６１）Ｋ平画図を譲７図に−ｘ−ｘ’での断面図
を示す０噸中、１１は絶縁性基板、１２はｐ形（ｍ形）
ア篭ル７アス中導体薄膜抵抗体、１３゜１３′は電極対
、ｕ 、 ＬＳ’はリード一対、１６はひずみゲージを
示す、このひずみゲージ１６＆！矢印方向に引っばり応
力又は縮み応力が加えられること＆−想定した形状のも
のである０本集施例のひずみゲージ１６は前記のひずみ
ゲージ６のリード線対（５，５’）が左右２カの方向に
別れていたのを、同一方向に取り出す形としたもので、
製造方法は前記のものと同一のものな用いて構成できる
。
で、第６１）Ｋ平画図を譲７図に−ｘ−ｘ’での断面図
を示す０噸中、１１は絶縁性基板、１２はｐ形（ｍ形）
ア篭ル７アス中導体薄膜抵抗体、１３゜１３′は電極対
、ｕ 、 ＬＳ’はリード一対、１６はひずみゲージを
示す、このひずみゲージ１６＆！矢印方向に引っばり応
力又は縮み応力が加えられること＆−想定した形状のも
のである０本集施例のひずみゲージ１６は前記のひずみ
ゲージ６のリード線対（５，５’）が左右２カの方向に
別れていたのを、同一方向に取り出す形としたもので、
製造方法は前記のものと同一のものな用いて構成できる
。
−８ｍは本発ｆｉＫよる他の集施ｆａな示す図で、図中
、４は絶縁性基板、ｎはアモルファス半導体薄膜抵抗体
、２３．２３’は電極対、２５．２５’はリード線対、
２６ム、２６ｍは各ひずみ調定用抵抗、２７はひずみゲ
ージな示す、この場合、２６Ｂは２６ムな反時計方向に
９０［１ｍ転して配列される。このゲージｌは、縦効果
および横効果の両方な同一素子で測定できる構造とした
ものである。第３図に示したようにアモルファス半導体
薄膜のピエゾ抵抗効果によるゲージ率は縦効果と横効果
では、異なるので、徴ひすみＩｌｌ鉢体本ひずみゲージ
７７を貼り付けて抵梳率の変化な測定すれば、被ひずみ
測定物体のひずみ方向およびひずみの大きさ４１−同時
に調定できる。
、４は絶縁性基板、ｎはアモルファス半導体薄膜抵抗体
、２３．２３’は電極対、２５．２５’はリード線対、
２６ム、２６ｍは各ひずみ調定用抵抗、２７はひずみゲ
ージな示す、この場合、２６Ｂは２６ムな反時計方向に
９０［１ｍ転して配列される。このゲージｌは、縦効果
および横効果の両方な同一素子で測定できる構造とした
ものである。第３図に示したようにアモルファス半導体
薄膜のピエゾ抵抗効果によるゲージ率は縦効果と横効果
では、異なるので、徴ひすみＩｌｌ鉢体本ひずみゲージ
７７を貼り付けて抵梳率の変化な測定すれば、被ひずみ
測定物体のひずみ方向およびひずみの大きさ４１−同時
に調定できる。
第９−は本尭＠による他の実施例を示す図で、間中、社
は絶縁性基板、諺はアモルファス半導体薄膜抵抗体、３
３ 、 ａａ’は電極対、３６ 、３５’はリード線対
、ｓ６ム、 ０１ 、３６Ｃは各ひずみ調定用抵抗で互
いＫ ４５＠ずつ反時計方向Ｋｇ転して配列され、３７
はひずみゲージな示す。この場合、縦効果、横効果、斜
め効果が同時Ｋｉｌ定できるので、被ひずみ測定物体に
本ひずみゲージｖを貼り付けて測定すれば、被ひずみ測
定物体のひずみの大きさおよびひずみ方向な高精度でＩ
ｌｌすることができる。第１ＩＥおよびＩＩｓ図で述べ
たひずみゲージ２７．３７は、第４園および第Ｓ！ｉｉ
Ｉで示したひずみゲージ６と同一製造方法を用いて構成
できる。
は絶縁性基板、諺はアモルファス半導体薄膜抵抗体、３
３ 、 ａａ’は電極対、３６ 、３５’はリード線対
、ｓ６ム、 ０１ 、３６Ｃは各ひずみ調定用抵抗で互
いＫ ４５＠ずつ反時計方向Ｋｇ転して配列され、３７
はひずみゲージな示す。この場合、縦効果、横効果、斜
め効果が同時Ｋｉｌ定できるので、被ひずみ測定物体に
本ひずみゲージｖを貼り付けて測定すれば、被ひずみ測
定物体のひずみの大きさおよびひずみ方向な高精度でＩ
ｌｌすることができる。第１ＩＥおよびＩＩｓ図で述べ
たひずみゲージ２７．３７は、第４園および第Ｓ！ｉｉ
Ｉで示したひずみゲージ６と同一製造方法を用いて構成
できる。
次にグロー放電法について着干述べる。グロー放電法に
は直流電界中でグロー放電を発生さゼるＤＣグロー放電
法と高鴫波電界中でグロー放電を発生さ（るＲＦダグロ
ー放電法ある。第１θ図はＲＦダグロー放電法より、絶
縁性基板等にアモルファスＢ量薄膜を堆積させる懐置例
である。との装置は真空容器おと真空容器内に平行に配
列されたアノードおおよびカソード菊、ガス４１を真空
容器内に給気又は排気するための給気口４２および排気
口荀、ムｓＨ３、Ｂ２Ｈ６勢）暫添加したものが用いら
れる。
は直流電界中でグロー放電を発生さゼるＤＣグロー放電
法と高鴫波電界中でグロー放電を発生さ（るＲＦダグロ
ー放電法ある。第１θ図はＲＦダグロー放電法より、絶
縁性基板等にアモルファスＢ量薄膜を堆積させる懐置例
である。との装置は真空容器おと真空容器内に平行に配
列されたアノードおおよびカソード菊、ガス４１を真空
容器内に給気又は排気するための給気口４２および排気
口荀、ムｓＨ３、Ｂ２Ｈ６勢）暫添加したものが用いら
れる。
ロー放電法では基板温度が４００ ｔｌｌ’以下という
低温度でアモルファス半導体薄膜を堆積できるという％
像【有する（従来の薄膜製造のための熱分解法では基板
温度として６００〜７００Ｃが必要であった）。
低温度でアモルファス半導体薄膜を堆積できるという％
像【有する（従来の薄膜製造のための熱分解法では基板
温度として６００〜７００Ｃが必要であった）。
次に本発明の効果を述べる
（１） ゲージ率、導電率が共に大きなアモルファス
半導体薄膜抵抗体を用いたので高感度なひずみゲージ【
構成できる。
半導体薄膜抵抗体を用いたので高感度なひずみゲージ【
構成できる。
（２）フォトエツチング技術ＫｃＣ表される微細加工技
術が使用できるので超小形のひずみゲージ尋な構成でき
る。
術が使用できるので超小形のひずみゲージ尋な構成でき
る。
（３） 製造方法が容易なので、安価なひずみゲージ
な農作できる。
な農作できる。
（４） ゲージ率が大きく、かつ、１線性が良いので
、出力用増幅器や補正用回路の構成が容易になる。
、出力用増幅器や補正用回路の構成が容易になる。
（５１ｐｙｌ−絶縁基板上に縦効果、横効果および斜め
効果測定用抵抗素子な構成でき、しかも各効果における
ゲージ率が異なるので普ひすみ＃１定物体のひずみの大
きさおよびひずみ方向な高精度に検出するひずみゲージ
を構成できる。
効果測定用抵抗素子な構成でき、しかも各効果における
ゲージ率が異なるので普ひすみ＃１定物体のひずみの大
きさおよびひずみ方向な高精度に検出するひずみゲージ
を構成できる。
（６）温度特性がよいので比較的高温度用ひずみゲージ
な構成できる。
な構成できる。
以上述べたように、本発明によるひずみゲージは従来の
ものよりも幾多の利点な有している。
ものよりも幾多の利点な有している。
第１ｇはｒ形アモル７アヌ半導体薄膜のピエゾ抵抗効１
４１性を示す図；第２図はｌ形アモルファス半導体薄膜
のピエゾ抵抗効果特性な示す図；謝３図はアモルファス
半導体薄膜のひずみ方向に対するゲージ率の変化な示す
図；第４図および館５図は零発１１４によるひずみゲー
ジの一実施例な示す図で、第４１１は平面図、第５ ｗ
Ｊ（ａ）４！第４５２４Ｆ）曽Ｘ−Ｘ′での断面図を示
す図；第ａｌｌ（ｂ）は保鏝膜な設けた例な示す断面図
；第６図＃第７図はひずみゲージの他の実施例な示す図
で第６図は平面図、蒙７図は第８１１の−ｘ −ｘ’に
おける断面図を示す図；第８図はひず＆ゲージの他の実
施Ｓｔ示す図；第９図はひずみゲージの他の実施例な示
す図；第１０ｗＡはグロー放電法に係る鋏置例な示す図
。 −血中の１．１１．２ｍ、３１．４５は絶縁性基板、２
゜１２ 、２２ 、３２はアモルファス半導体薄層抵抗
体、３゜３ 、１３ 、１３’ 、る Ｄｌ、詔、あ′
は電極対、４は保−鯖９．５ 、５’、 １５ 、１５
’、δ、 ｘ 、 ３５ 、 ｙはり一ド鱒対、６，１
６．２７．３７はひずみゲージ、２６ム、２６Ｂ。 ３６ム、 ３６３１ 、３６Ｃは各ひずみ一定用倣抗、
１は陽−（７ノード）、菊は−ｍ（カノード）である。 代理人 小 池 龍太部 第１図 第２１１！！ｌ 第３図 第４図 第６図 第 ７ 図 ！３ 第８図 ２６０ 第９図 ＃＋１０図 第１頁の続き ■出 願 人 高橋清 東京都太田区北千束３丁目３番 ８号 ■出 願 人 小長井誠 東京部品用区南大井６丁目１８番 １号の４３７
４１性を示す図；第２図はｌ形アモルファス半導体薄膜
のピエゾ抵抗効果特性な示す図；謝３図はアモルファス
半導体薄膜のひずみ方向に対するゲージ率の変化な示す
図；第４図および館５図は零発１１４によるひずみゲー
ジの一実施例な示す図で、第４１１は平面図、第５ ｗ
Ｊ（ａ）４！第４５２４Ｆ）曽Ｘ−Ｘ′での断面図を示
す図；第ａｌｌ（ｂ）は保鏝膜な設けた例な示す断面図
；第６図＃第７図はひずみゲージの他の実施例な示す図
で第６図は平面図、蒙７図は第８１１の−ｘ −ｘ’に
おける断面図を示す図；第８図はひず＆ゲージの他の実
施Ｓｔ示す図；第９図はひずみゲージの他の実施例な示
す図；第１０ｗＡはグロー放電法に係る鋏置例な示す図
。 −血中の１．１１．２ｍ、３１．４５は絶縁性基板、２
゜１２ 、２２ 、３２はアモルファス半導体薄層抵抗
体、３゜３ 、１３ 、１３’ 、る Ｄｌ、詔、あ′
は電極対、４は保−鯖９．５ 、５’、 １５ 、１５
’、δ、 ｘ 、 ３５ 、 ｙはり一ド鱒対、６，１
６．２７．３７はひずみゲージ、２６ム、２６Ｂ。 ３６ム、 ３６３１ 、３６Ｃは各ひずみ一定用倣抗、
１は陽−（７ノード）、菊は−ｍ（カノード）である。 代理人 小 池 龍太部 第１図 第２１１！！ｌ 第３図 第４図 第６図 第 ７ 図 ！３ 第８図 ２６０ 第９図 ＃＋１０図 第１頁の続き ■出 願 人 高橋清 東京都太田区北千束３丁目３番 ８号 ■出 願 人 小長井誠 東京部品用区南大井６丁目１８番 １号の４３７
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、絶縁性基板（１）と；該基板上に設けられたアモル
ファス半導体薄膜抵抗体（２）と；前記抵抗体の両終端
部に接して設けられた電極対（３゜３′）と；前記電極
対部を除（・た表面を覆うように設けられた保躾膜（４
）と；前記電極対に接して設けられたリード線対（５，
５’）とから構成されること１−特徴とするひずみゲー
ジ。 ２、前記アモルファス半導体薄膜抵抗体の形状がストリ
ップ鐘状であることを特徴とする特許錆求の範ｌ！ｌ第
１項記載のひずみゲージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2227282A JPS58139475A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | ひずみゲ−ジ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2227282A JPS58139475A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | ひずみゲ−ジ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58139475A true JPS58139475A (ja) | 1983-08-18 |
| JPS6410109B2 JPS6410109B2 (ja) | 1989-02-21 |
Family
ID=12078122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2227282A Granted JPS58139475A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | ひずみゲ−ジ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58139475A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60195402A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-03 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | ひずみゲ−ジ |
| JPS60195403A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-03 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | ひずみ分布センサ |
| JPS6136978A (ja) * | 1984-07-28 | 1986-02-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 触視覚センサ |
| JPS63245962A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-13 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 歪センサ− |
| WO1989003592A1 (en) * | 1987-10-07 | 1989-04-20 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Semiconducteur thin-film pressure sensor and method of producing the same |
| JPH01184401A (ja) * | 1988-01-19 | 1989-07-24 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 角度センサ |
| JPH0289374A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-03-29 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | シリコン薄膜ピエゾ抵抗素子の製造法 |
| US4937550A (en) * | 1987-03-31 | 1990-06-26 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Strain sensor |
| US5191798A (en) * | 1988-09-30 | 1993-03-09 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Pressure sensor |
| US5760675A (en) * | 1995-12-08 | 1998-06-02 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Piezoresistive device and fabrication method thereof |
| RU2505782C1 (ru) * | 2012-08-21 | 2014-01-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Наклеиваемый полупроводниковый тензорезистор (варианты) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53142888A (en) * | 1977-05-18 | 1978-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Pressure converter of semiconductor |
-
1982
- 1982-02-15 JP JP2227282A patent/JPS58139475A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53142888A (en) * | 1977-05-18 | 1978-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Pressure converter of semiconductor |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60195402A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-03 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | ひずみゲ−ジ |
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| JPS6136978A (ja) * | 1984-07-28 | 1986-02-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 触視覚センサ |
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| WO1992005585A1 (en) * | 1987-03-31 | 1992-04-02 | Yoshihisa Tawada | Distortion sensor |
| WO1989003592A1 (en) * | 1987-10-07 | 1989-04-20 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Semiconducteur thin-film pressure sensor and method of producing the same |
| JPH01184401A (ja) * | 1988-01-19 | 1989-07-24 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 角度センサ |
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| RU2505782C1 (ru) * | 2012-08-21 | 2014-01-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Наклеиваемый полупроводниковый тензорезистор (варианты) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6410109B2 (ja) | 1989-02-21 |
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