JPS58211615A - 高圧圧力センサ - Google Patents
高圧圧力センサInfo
- Publication number
- JPS58211615A JPS58211615A JP9309182A JP9309182A JPS58211615A JP S58211615 A JPS58211615 A JP S58211615A JP 9309182 A JP9309182 A JP 9309182A JP 9309182 A JP9309182 A JP 9309182A JP S58211615 A JPS58211615 A JP S58211615A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- thin
- pressure
- pressure sensor
- single crystal
- 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
- G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
- G01L9/0052—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements
- G01L9/0054—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements integral with a semiconducting diaphragm
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (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、圧力センサに係り、特にシリコンダイアフラ
ムの適用されたピエゾ抵抗型の高圧圧力センサに関する
。
ムの適用されたピエゾ抵抗型の高圧圧力センサに関する
。
第１図に、従来比較的低圧力レンジに適用されているピ
エゾ抵抗型圧力センサの一例の説明図が示されている。
エゾ抵抗型圧力センサの一例の説明図が示されている。
第１図囚は平面図、同図（６）は断面図であり、同図（
Ｑは応力分布図である。
Ｑは応力分布図である。
第１図において、平板状のシリコン単結晶から成るダイ
アフラム１は、下面に凹部２を設けたことによって形成
された薄肉部３と、厚肉部４とを有している。このダイ
アフラム１の厚肉部４の下面は支持台５に気密接着され
ている。この支持台５には前記凹部２に連通された導通
孔６が設けられている。又、ダイアフラム１上表面の薄
肉部３領域内（以下薄肉領域と称する）の周縁近傍に、
ピエゾ抵抗素子Ｒ，Ｌ７及びＲＴ８が拡散法又はイオン
打込法によυ形成されている。なお、Ｒｔ、７は薄肉領
域の半径方向に、［１，Ｔ８は接線方向に一致させて各
々２組配置され、それらはブリッジ結線されている。
アフラム１は、下面に凹部２を設けたことによって形成
された薄肉部３と、厚肉部４とを有している。このダイ
アフラム１の厚肉部４の下面は支持台５に気密接着され
ている。この支持台５には前記凹部２に連通された導通
孔６が設けられている。又、ダイアフラム１上表面の薄
肉部３領域内（以下薄肉領域と称する）の周縁近傍に、
ピエゾ抵抗素子Ｒ，Ｌ７及びＲＴ８が拡散法又はイオン
打込法によυ形成されている。なお、Ｒｔ、７は薄肉領
域の半径方向に、［１，Ｔ８は接線方向に一致させて各
々２組配置され、それらはブリッジ結線されている。
このように形成される圧力センサにおいて、ダイアフラ
ム１の表面に図示矢印に示した方向に被測定圧力Ｐが印
加されると、ダイアフラム１の表面には第１図（Ｑに示
されるような応力分布が生ずる。第２図０の横軸は円形
薄肉領域中心線上の位置を表わし、縦軸は応力値σを表
わしており、曲線σ、は半径方向の応力、曲線σ、は接
線方向の応力を示している。
ム１の表面に図示矢印に示した方向に被測定圧力Ｐが印
加されると、ダイアフラム１の表面には第１図（Ｑに示
されるような応力分布が生ずる。第２図０の横軸は円形
薄肉領域中心線上の位置を表わし、縦軸は応力値σを表
わしており、曲線σ、は半径方向の応力、曲線σ、は接
線方向の応力を示している。
なお、上記のように形成された圧力センサの薄肉部の板
厚をｈ１半径をａ１円形中心からの距離を「、印加圧力
をＰ、ポアソン比をνとし、Ａ−３Ｐ／８ｈ” 、
ｒ＝ｒ／ａとすると、応力σ、。
厚をｈ１半径をａ１円形中心からの距離を「、印加圧力
をＰ、ポアソン比をνとし、Ａ−３Ｐ／８ｈ” 、
ｒ＝ｒ／ａとすると、応力σ、。
σ、の解析式は式（１）、 （２）に示されるものとな
り、第２図図示の実測例とよく一致していて、はとんど
薄肉部に応力が生じていることが判る。
り、第２図図示の実測例とよく一致していて、はとんど
薄肉部に応力が生じていることが判る。
σ、−ＡＣ（１−ν）−（３＋−ν）γ２〕 ・・・（
１）σｔ＝ＡＣ（ｉ−ν）−（１＋３ν）γ２〕 ・・
・（２）上記応力σ２．σ、によって前記ピエゾ抵抗素
子ＲＬ、Ｒ丁に歪が生じて抵抗値が変わる。このときの
抵抗値変化ΔＲＬ、ΔＲτは夫々次式（３）。
１）σｔ＝ＡＣ（ｉ−ν）−（１＋３ν）γ２〕 ・・
・（２）上記応力σ２．σ、によって前記ピエゾ抵抗素
子ＲＬ、Ｒ丁に歪が生じて抵抗値が変わる。このときの
抵抗値変化ΔＲＬ、ΔＲτは夫々次式（３）。
（４）にて表わされる。なお、式（３） 、 （４）中
のπＬは縦方向ピエゾ係数１．π丁は横方向ピエゾ係数
である。
のπＬは縦方向ピエゾ係数１．π丁は横方向ピエゾ係数
である。
ΔＲ，Ｌ−πＬσ、＋π丁σ１キπＬ （σ、−σ、）
・・・（３）ΔＲＴ′Ｆ−πＬ（σ１−σ、）
・・・・・・・・・（４）式（３） 、 （４）か
ら明らかなように、抵抗値変化ΔＲＬ。
・・・（３）ΔＲＴ′Ｆ−πＬ（σ１−σ、）
・・・・・・・・・（４）式（３） 、 （４）か
ら明らかなように、抵抗値変化ΔＲＬ。
Δａ丁は応力σ、とσｔとの差Δσに比例していること
から、第１図囚に示されたようにピエゾ抵抗素子ＲＬ、
ＲＴを薄肉領域内の外周近傍に配置して圧力検出感度を
向上させているのである。
から、第１図囚に示されたようにピエゾ抵抗素子ＲＬ、
ＲＴを薄肉領域内の外周近傍に配置して圧力検出感度を
向上させているのである。
なお、薄肉部の肉圧りを薄くすることにより圧力検出感
度が高められるが、薄肉部の肉厚は被測定圧力と薄肉部
の機械的強度とによって制限されるので、高圧計測の場
合（例えば１０ＭＰ、以上）には圧力に応じて肉厚を厚
くしなければならないことになる。 − しかしながら、肉厚を厚くすると、前記薄肉領域内の外
周近傍に生ずる応力分布が変って的記解析式（１） 、
（２）から外れるとともにΔσが小さくなって、測定
感度の低下や測定値のばらつきによる精度低下などの弊
害が生じていた。又、被測定圧力によって薄肉部が破損
されたとき、高圧流体などが導通孔を通って吹出したシ
、ピエゾ抵抗素子部の破損によって異常な測定信号が出
力されてしまうという障害を有していた。
度が高められるが、薄肉部の肉厚は被測定圧力と薄肉部
の機械的強度とによって制限されるので、高圧計測の場
合（例えば１０ＭＰ、以上）には圧力に応じて肉厚を厚
くしなければならないことになる。 − しかしながら、肉厚を厚くすると、前記薄肉領域内の外
周近傍に生ずる応力分布が変って的記解析式（１） 、
（２）から外れるとともにΔσが小さくなって、測定
感度の低下や測定値のばらつきによる精度低下などの弊
害が生じていた。又、被測定圧力によって薄肉部が破損
されたとき、高圧流体などが導通孔を通って吹出したシ
、ピエゾ抵抗素子部の破損によって異常な測定信号が出
力されてしまうという障害を有していた。
本発明は、測定感度及び測定精度を向上させることがで
きる高圧圧力センサを提供することにある。
きる高圧圧力センサを提供することにある。
本発明は、シリコン単結晶平板の一方の面に凹部を設け
ることにより形成された一定肉厚の薄肉部と該薄肉部を
包囲する厚肉部とを有するダイアフラムと、該ダイアプ
ラムの他面の前記厚肉部領域であって且つ前記薄肉部類
域に隣接された領域に形成されたピエゾ抵抗素子と、前
記厚内部に接合されダイアフラムを支持する支持材、と
を具えて構成されたものとすることにより、測定感度及
び測定精度を向上させようとするものである。
ることにより形成された一定肉厚の薄肉部と該薄肉部を
包囲する厚肉部とを有するダイアフラムと、該ダイアプ
ラムの他面の前記厚肉部領域であって且つ前記薄肉部類
域に隣接された領域に形成されたピエゾ抵抗素子と、前
記厚内部に接合されダイアフラムを支持する支持材、と
を具えて構成されたものとすることにより、測定感度及
び測定精度を向上させようとするものである。
まず、本発明の原理について説明する。
ダイアフラム表面に生ずる応力を有限要素法によって解
析したところ、薄肉部を厚くした高圧用のダイアフラム
にあっては、第２図の説明図に示された如く、図示矢印
の被測定圧力Ｐによりその受圧表面に生ずる応力分布は
、前述した第１図図示例のものとは著しい相異を有して
いることが判った。
析したところ、薄肉部を厚くした高圧用のダイアフラム
にあっては、第２図の説明図に示された如く、図示矢印
の被測定圧力Ｐによりその受圧表面に生ずる応力分布は
、前述した第１図図示例のものとは著しい相異を有して
いることが判った。
第２図（５）は高圧用圧力センサの要部断面図であり、
ダイアフラム１１は、第１図図示例と同様にシリコン単
結晶体の平板の下面に凹部１２が形成されたものであり
、薄肉部１３の平面形状は円形を有している。このダイ
アフラム１１は支持台１５に固着されている。第２図■
はダイアフラム１１表面の応力分布図であり、横軸は同
図囚に対応する円形薄肉領域の中心線のダイアフラム面
上の位置を示しており、縦軸は応力σを示している。
ダイアフラム１１は、第１図図示例と同様にシリコン単
結晶体の平板の下面に凹部１２が形成されたものであり
、薄肉部１３の平面形状は円形を有している。このダイ
アフラム１１は支持台１５に固着されている。第２図■
はダイアフラム１１表面の応力分布図であり、横軸は同
図囚に対応する円形薄肉領域の中心線のダイアフラム面
上の位置を示しており、縦軸は応力σを示している。
第２図刊から明らかなように、実線σ、で示された半径
方向応力σ、と点線σｔで示された接線方向応力σ、と
の差は、半径ａの薄肉領域内では殆ど見られず、σ、と
σｔの差Δσが最大になる位置は薄肉領域外の外側近傍
に現われている。しかも、有限要素法を用いた解析によ
れば、Δσが最大になる位置は、応力σ１の最大値が生
じる位置ａゆに近似的に一致しており、このａ、は次式
（５）に示された関数によって定まることが判った。
方向応力σ、と点線σｔで示された接線方向応力σ、と
の差は、半径ａの薄肉領域内では殆ど見られず、σ、と
σｔの差Δσが最大になる位置は薄肉領域外の外側近傍
に現われている。しかも、有限要素法を用いた解析によ
れば、Δσが最大になる位置は、応力σ１の最大値が生
じる位置ａゆに近似的に一致しており、このａ、は次式
（５）に示された関数によって定まることが判った。
ａ、−ｆｌｌ、（−）’″ ・Ｐ〕 ・・・・・
・（５）これによって、ΔＧが最大となる位置即ち抵抗
値変化ΔＲＬ、Δ几丁が大きくとれる位置が定まり、こ
の位置にピエゾ抵抗素子を拡散形成させることによって
、高感度、高精度の測定を行わせることができることに
なる。
・（５）これによって、ΔＧが最大となる位置即ち抵抗
値変化ΔＲＬ、Δ几丁が大きくとれる位置が定まり、こ
の位置にピエゾ抵抗素子を拡散形成させることによって
、高感度、高精度の測定を行わせることができることに
なる。
なお、夫々の応力σ１．σｔが全体に負側ヘシフトされ
て現われているのは、被測定圧力が高くなった分の応力
レベルが全体に加えられるからである。
て現われているのは、被測定圧力が高くなった分の応力
レベルが全体に加えられるからである。
この様に、被測定圧力が高い場合に厚肉部類域にも応力
が生じるのは、一般に、ローカルフレキシビリティ（固
定部分の弾性変形）と呼ばれる現象によるものであり、
しかも、ダイアフラム１１の受圧側の面が単一平面であ
るからである。例えば第３図（５）に示されたような、
シリコン単結晶平板の両面の相対する位置に凹部３２Ａ
、３２Ｂを設けることにより形成された薄肉部３３を有
するダイアフラム３１にあっては、被測定圧力（図示矢
印Ｐ）が高くても上述のようなローカルフレキシビリテ
ィ現象は現われず、その応力分布は同図（１３）に示さ
れたように、第１図（Ｑに示されたものと同じような分
布となってしまう。
が生じるのは、一般に、ローカルフレキシビリティ（固
定部分の弾性変形）と呼ばれる現象によるものであり、
しかも、ダイアフラム１１の受圧側の面が単一平面であ
るからである。例えば第３図（５）に示されたような、
シリコン単結晶平板の両面の相対する位置に凹部３２Ａ
、３２Ｂを設けることにより形成された薄肉部３３を有
するダイアフラム３１にあっては、被測定圧力（図示矢
印Ｐ）が高くても上述のようなローカルフレキシビリテ
ィ現象は現われず、その応力分布は同図（１３）に示さ
れたように、第１図（Ｑに示されたものと同じような分
布となってしまう。
以下、本発明の図示実施例に基づいて説明する。
第４図に本発明の第１実施例が示されておシ、同図囚は
平面図、同図（２）は断面図であり、形状寸法は第３図
囚に示したものと同一に形成されているものである。
平面図、同図（２）は断面図であり、形状寸法は第３図
囚に示したものと同一に形成されているものである。
第４図（４）及び■において、ダイアフラム４１はシリ
コン単結晶板の下面に鉛直断面矩形の円形凹部４２が形
成されている。なお、シリコン単結晶板はＮ形の（１０
０）結晶面を有するものである。
コン単結晶板の下面に鉛直断面矩形の円形凹部４２が形
成されている。なお、シリコン単結晶板はＮ形の（１０
０）結晶面を有するものである。
ダイアフラム４１は厚肉部４４の下面に固着された支持
台４５によって支持されている。前記凹部４２によって
形成された円形薄肉領域に隣接するダイアフラム４１の
表面部に、ピエゾ抵抗素子１１、Ｌ４７．Ｒτ４８が形
成されている。なお、ＲＬ４７は円形薄肉領域の半径方
向に、Ｒτ４８は接線方向に一致させて、且つ、シリコ
ン単結晶平板の（１１０）軸方向に一致させて各々２１
ｇ１が形成配置され、それらはブリッジ結線されている
。
台４５によって支持されている。前記凹部４２によって
形成された円形薄肉領域に隣接するダイアフラム４１の
表面部に、ピエゾ抵抗素子１１、Ｌ４７．Ｒτ４８が形
成されている。なお、ＲＬ４７は円形薄肉領域の半径方
向に、Ｒτ４８は接線方向に一致させて、且つ、シリコ
ン単結晶平板の（１１０）軸方向に一致させて各々２１
ｇ１が形成配置され、それらはブリッジ結線されている
。
このように構成することにより、図示矢印Ｐのように印
加された被測定圧力を計測するにあたって、被測定圧力
に応じて前述第２−■に示されたダイアフラム表面に生
じる応力σ、とσ、の差が最大になる位置にピエゾ抵抗
素子が配置されていることから、式（３） 、’（４）
にて示されたΔＲＬ 、ΔＢ丁は大きな値となるので、
感度が向上さ九るとともに、応力分布が平坦な特性であ
ることがらピエゾ抵抗素子の配置ずれに伴うばらつきが
なくなり、極めて測定精度が向上される。
加された被測定圧力を計測するにあたって、被測定圧力
に応じて前述第２−■に示されたダイアフラム表面に生
じる応力σ、とσ、の差が最大になる位置にピエゾ抵抗
素子が配置されていることから、式（３） 、’（４）
にて示されたΔＲＬ 、ΔＢ丁は大きな値となるので、
感度が向上さ九るとともに、応力分布が平坦な特性であ
ることがらピエゾ抵抗素子の配置ずれに伴うばらつきが
なくなり、極めて測定精度が向上される。
従って、本第１実施例によれば、ダイアフラムの薄肉部
の肉厚を被測定圧力に応じて厚くしても、高感度及び高
精度で測定することができるという効果がある。
の肉厚を被測定圧力に応じて厚くしても、高感度及び高
精度で測定することができるという効果がある。
又、本第１実施例によれば、薄肉部が破損されてもピエ
ゾ抵抗素子は破損されないで残留されることから、ブリ
ッジの出力電圧は圧力零の状態に保、持されるので異常
測定信号などによる障害を防止でき、且つ、被測定圧力
が高い（例えばＩＯＭＰ、）ので大気圧変動（例えば１
０ｋＰ、以下）を無視することができ、支持台４５には
大気圧補正用の導通孔を設ける必要がないことから、高
圧流体などが吹出すことがなく、安全性の高いものとす
ることがでらる。
ゾ抵抗素子は破損されないで残留されることから、ブリ
ッジの出力電圧は圧力零の状態に保、持されるので異常
測定信号などによる障害を防止でき、且つ、被測定圧力
が高い（例えばＩＯＭＰ、）ので大気圧変動（例えば１
０ｋＰ、以下）を無視することができ、支持台４５には
大気圧補正用の導通孔を設ける必要がないことから、高
圧流体などが吹出すことがなく、安全性の高いものとす
ることがでらる。
なお、本第１実施例においては、薄肉部を形成するため
に設けた凹部の鉛直断面形状を矩形としたが、凹部の断
面形状によってはΔσの応力増大効果を有することが判
った。
に設けた凹部の鉛直断面形状を矩形としたが、凹部の断
面形状によってはΔσの応力増大効果を有することが判
った。
そこで、凹部断面形状を変えた本発明の他の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
第５図に第２実施例、第６図に第３実施例の要部部分断
面図が示されている。図中第４図図示第１実施例と同一
符号の付されたものは同一部品。
面図が示されている。図中第４図図示第１実施例と同一
符号の付されたものは同一部品。
同一機能を有するものであυ、ダイアフラムも同様に（
１００）結晶面を有するＮ形シリコン単結晶板から形成
されている。
１００）結晶面を有するＮ形シリコン単結晶板から形成
されている。
第５図図示の第２実施例は、ダイアフラム５１下面に形
成された凹部５２の鉛直断面が台形状を有するものであ
シ、ピエゾ抵抗素子Ｒｔ、４７゜Ｒ７４８は前記台形下
辺の周縁に対応するダイアフラム上表面に形成配置され
ている。
成された凹部５２の鉛直断面が台形状を有するものであ
シ、ピエゾ抵抗素子Ｒｔ、４７゜Ｒ７４８は前記台形下
辺の周縁に対応するダイアフラム上表面に形成配置され
ている。
又、第６図図示の第３実施例は、ダイアフラム６１下面
に形成された凹部６２の鉛直断面が金球状を有するもの
であり、ピエゾ抵抗素子ＲＬ４７゜Ｒし４８は前記白球
形下辺の周縁に対応するダイアフラム上表面に形成配置
されている。
に形成された凹部６２の鉛直断面が金球状を有するもの
であり、ピエゾ抵抗素子ＲＬ４７゜Ｒし４８は前記白球
形下辺の周縁に対応するダイアフラム上表面に形成配置
されている。
このように形成される第２及び第３実施例において、図
示矢印の被測定圧力Ｐが印加されることによシ、ダイア
フラム５１．６１の表面部には第７図の実線σ１、点線
σ、に示す応力分布が生ずる。
示矢印の被測定圧力Ｐが印加されることによシ、ダイア
フラム５１．６１の表面部には第７図の実線σ１、点線
σ、に示す応力分布が生ずる。
第７図から明らかなように、薄肉部５３．６３と厚肉部
５４．６４との遷移部の外周縁にΔσの最大となる位置
が現われており、この位置にピエゾ抵抗素子４７．４８
が配置されていることがら、第４図図示実施例の効果に
加えて一層測定感度及び精度を向上させることができる
。
５４．６４との遷移部の外周縁にΔσの最大となる位置
が現われており、この位置にピエゾ抵抗素子４７．４８
が配置されていることがら、第４図図示実施例の効果に
加えて一層測定感度及び精度を向上させることができる
。
なお、第５図図示第２実施例の四部形状は、水酸化カリ
ウム水溶液によシエッチングすれば得られるものであシ
、（１００）面が最も速＜、（１１０）面が最も遅く異
方的にエツチングされる加工プロセスにより形成された
ものである。又、第６図図示第３実施例の凹部形状は、
硝酸水溶液によりエツチングさせて得られるものである
。従って、実際の製造上から形成される実形状と本発明
の効果を生ずる形状とが矛盾なく実現されることになる
。
ウム水溶液によシエッチングすれば得られるものであシ
、（１００）面が最も速＜、（１１０）面が最も遅く異
方的にエツチングされる加工プロセスにより形成された
ものである。又、第６図図示第３実施例の凹部形状は、
硝酸水溶液によりエツチングさせて得られるものである
。従って、実際の製造上から形成される実形状と本発明
の効果を生ずる形状とが矛盾なく実現されることになる
。
勿論、本発明は上記のケミカルエツチングに限られるも
のではなく、超音波加工や研削などにょ′る機械的加工
に依ることも可能であるが、結晶に与えるダメージや強
度、加工精度などの点でケミカルエツチングが優れ、且
つ、量産性においても優れている。
のではなく、超音波加工や研削などにょ′る機械的加工
に依ることも可能であるが、結晶に与えるダメージや強
度、加工精度などの点でケミカルエツチングが優れ、且
つ、量産性においても優れている。
又、ピエゾ抵抗素子の形状寸法はσ、とσ、との差の最
大部位を確実に検出させるためできるだけ短かくするこ
とが望ましい。例えば、有限要素法により詳細な応力計
算を行い、これに基づいてピエゾ抵抗素子を配置した３
５０気圧用の高圧圧力センサの実測値によれば、所期の
高感度及び０、２ ％以下の直線性を得ることができた
。上記第１〜第３実施例においては、温度特性を改善さ
せるため、支持台の材料にはクリコンダイアフラムと熱
膨張係数差の小さいパイレックスガラスを適用し、且つ
、両者を固着させるときに生ずる熱歪を低減させるため
、両者材料の融点以下の温度約４００Ｃに加熱しながら
、直流電圧約１ｏｏｏｖ、を印加し、ガラス中のＮ、イ
オンの移動にょ多接合界面に発生するイオン開力を利用
した静電接合法が適用されている。
大部位を確実に検出させるためできるだけ短かくするこ
とが望ましい。例えば、有限要素法により詳細な応力計
算を行い、これに基づいてピエゾ抵抗素子を配置した３
５０気圧用の高圧圧力センサの実測値によれば、所期の
高感度及び０、２ ％以下の直線性を得ることができた
。上記第１〜第３実施例においては、温度特性を改善さ
せるため、支持台の材料にはクリコンダイアフラムと熱
膨張係数差の小さいパイレックスガラスを適用し、且つ
、両者を固着させるときに生ずる熱歪を低減させるため
、両者材料の融点以下の温度約４００Ｃに加熱しながら
、直流電圧約１ｏｏｏｖ、を印加し、ガラス中のＮ、イ
オンの移動にょ多接合界面に発生するイオン開力を利用
した静電接合法が適用されている。
又、上記の第１〜第３実施例においては、角形ダイアフ
ラムに円形薄肉領域の形成されたダイアフラムについて
述べたが、これに限られるものではなく、円形ダイアプ
ラムや矩形薄肉領域などに依るものであっても同様の効
果を得ることがでべろ。
ラムに円形薄肉領域の形成されたダイアフラムについて
述べたが、これに限られるものではなく、円形ダイアプ
ラムや矩形薄肉領域などに依るものであっても同様の効
果を得ることがでべろ。
以上説明したように、本発明によれば、ダイアプラムの
厚みを増しても測定感度及び測定精度を向上させること
ができる。
厚みを増しても測定感度及び測定精度を向上させること
ができる。
第１図は従来例の圧力センサの説明図であり同図穴は平
面図、同図０は断面図、同図（Ｑは応力分布図、第２図
は本発明の詳細な説明図であり同図穴は断面図、同図（
２）は応力分布図、第３図は比較のだめの説明図であり
同図穴は断面図、同図０は応力分布図、第４図は本発明
の第１実施例の構成図であり同図穴は平面図、同図０３
）は断面図、第５図は本発明の第２実施例の部分断面図
、第６図は本発明の第３実施例の部分断面図、第７図は
第２及び第３実施例の応力分布説明図である。 ４１．５１．６１・・・ダイアフラム、４２，５２゜６
２・・・凹部、４３，５３．６３・・・薄肉部、４４゜
５４．６４・・・厚肉部、４５・・・支持台、４７．４
８・・・ピエゾ抵抗素子。 第 １ 図 第 ２ 図 築３図 第 ４ 図 （Ａ） ８ （Ｂ） 第 ５ 図 第 ７ ］ ］ へ （Ｑ。 〜５／７乙ｌ ＼Ｎだ
面図、同図０は断面図、同図（Ｑは応力分布図、第２図
は本発明の詳細な説明図であり同図穴は断面図、同図（
２）は応力分布図、第３図は比較のだめの説明図であり
同図穴は断面図、同図０は応力分布図、第４図は本発明
の第１実施例の構成図であり同図穴は平面図、同図０３
）は断面図、第５図は本発明の第２実施例の部分断面図
、第６図は本発明の第３実施例の部分断面図、第７図は
第２及び第３実施例の応力分布説明図である。 ４１．５１．６１・・・ダイアフラム、４２，５２゜６
２・・・凹部、４３，５３．６３・・・薄肉部、４４゜
５４．６４・・・厚肉部、４５・・・支持台、４７．４
８・・・ピエゾ抵抗素子。 第 １ 図 第 ２ 図 築３図 第 ４ 図 （Ａ） ８ （Ｂ） 第 ５ 図 第 ７ ］ ］ へ （Ｑ。 〜５／７乙ｌ ＼Ｎだ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、シリコン単結晶平板の一方の面に凹部を設けること
によシ形成された一定肉厚の薄肉部と該薄。 内部を包囲する厚肉部とを有するダイアフラムと、該ダ
イアフラムの他面の前記厚肉部領域であって且つ前記薄
肉部領域に隣接された領域に形成されたピエゾ抵抗素子
と、前記厚肉部に接合されダイアフラムを支持する支持
材と、を具えて構成されることを特徴とする高圧圧カセ
／す。 ２、特許請求の範囲第１項記載の発明において、前記ダ
イアフラムは前記薄肉部に隣接する領域の厚肉部肉厚が
厚肉部から薄肉部へ向かうに従って徐々に減少するよう
に形成されたものであることを特徴とする高圧圧力セン
ナ。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の発明におい
て、前記シリコン単結晶平板は面方位（ｉｏｏ）のＮ形
シリコン単結晶から形成されたものとし、前記ピエゾ抵
抗素子を面方位（１１０）方向に少なくとも１つ形成し
たことを特徴とする高圧圧力センサ。 ４、特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の発明におい
て、前記支持材は朋珪酸ガラスから形成され且つ前記ダ
イアフラムと静電接合されたものであることを特徴とす
る高圧圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9309182A JPS58211615A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | 高圧圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9309182A JPS58211615A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | 高圧圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58211615A true JPS58211615A (ja) | 1983-12-09 |
Family
ID=14072846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9309182A Pending JPS58211615A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | 高圧圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58211615A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5600074A (en) * | 1991-11-15 | 1997-02-04 | Robert Bosch Gmbh | Silicon chip for use in a force-detection sensor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS528878A (en) * | 1975-07-11 | 1977-01-24 | Hitachi Ltd | Semiconductor negative pressure sensor |
-
1982
- 1982-06-02 JP JP9309182A patent/JPS58211615A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS528878A (en) * | 1975-07-11 | 1977-01-24 | Hitachi Ltd | Semiconductor negative pressure sensor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5600074A (en) * | 1991-11-15 | 1997-02-04 | Robert Bosch Gmbh | Silicon chip for use in a force-detection sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2002022583A (ja) | 容量式圧力センサおよびその製造方法 | |
| KR102021103B1 (ko) | 높은 감도를 갖는 실리콘 스트레인 게이지 및 이를 포함하는 압력 변환기 | |
| EP0111640B1 (en) | Pressure sensor with semi-conductor diaphragm | |
| JPS58211615A (ja) | 高圧圧力センサ | |
| US20090212899A1 (en) | Low Pressure Transducer Using Beam and Diaphragm | |
| JPH04328434A (ja) | 複合センサ | |
| JP2775578B2 (ja) | 加速度センサとその製造方法 | |
| JPH0875581A (ja) | 半導体圧力変換器 | |
| JPH03239938A (ja) | 容量型圧力センサ | |
| JP3120388B2 (ja) | 半導体圧力変換器 | |
| JPH04119672A (ja) | 半導体圧力センサ及びその製造方法 | |
| JPS62291533A (ja) | 圧力検出器 | |
| JPS6155264B2 (ja) | ||
| JPS59186376A (ja) | 圧力センサ | |
| JPH0254137A (ja) | 半導体圧力センサー | |
| JPS5814751B2 (ja) | ダイアフラム形ひずみゲ−ジ | |
| JPH04113239A (ja) | 複合機能形センサ | |
| JPH0821774A (ja) | 半導体圧力センサ及びその製造方法 | |
| JPH06213746A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JP2573540Y2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH0712942U (ja) | 半導体圧力変換器 | |
| JPH01114731A (ja) | 半導体圧力トランスデューサ | |
| JP2023161340A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH0712940U (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH06294695A (ja) | 静電容量型半導体圧力センサ |