JPS5857754A - 半導体圧力電気変換装置 - Google Patents
半導体圧力電気変換装置Info
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- JPS5857754A JPS5857754A JP15726281A JP15726281A JPS5857754A JP S5857754 A JPS5857754 A JP S5857754A JP 15726281 A JP15726281 A JP 15726281A JP 15726281 A JP15726281 A JP 15726281A JP S5857754 A JPS5857754 A JP S5857754A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/84—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure
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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】
本発明は改良された半導体圧力電気変換装置に関するも
のである。
のである。
一部にシリコンやゲルマニウムなどの半導体結晶に圧力
が加わることによって応力が発生すると電気抵抗が変化
することはピエゾ効果としてよく知られている。このピ
エゾ効果を有効に利用した半導体］モカ電気変換装置が
最近よく用いられるようになってきている。
が加わることによって応力が発生すると電気抵抗が変化
することはピエゾ効果としてよく知られている。このピ
エゾ効果を有効に利用した半導体］モカ電気変換装置が
最近よく用いられるようになってきている。
このような半導体電気変換装置に用いられるピエゾ効果
を有する感圧素子はシリコンやゲルマニウムなどの半導
体単結晶基板を用い、有効な結晶面を選び、この結晶面
に半導体単結晶基板と逆の導電型の不純物を選択的に導
入して拡散抵抗層を形成しこの拡散抵抗層を形成した而
と反対の面側の前記拡欽抵°抗層形成部分と対向した部
分を研磨法やエツチング法などで肉＃部とじ川辺は肉厚
部とし残すようにして形成される。この肉薄部は起歪部
となりここに流体又は気体により圧力を加えて歪を発生
させると、そのＩｓに生じる圧縮応力及び引張応力によ
って拡散抵抗層の抵抗値が変化し、その変化蝋を電気信
号に変換し収り出すことができる。このような原理を用
いた半導体圧力電気変換装置は、金属ダイヤプラムなど
を用い機械的に圧力を電°気に変換する装置やストレイ
ンゲージを接着剤などで貼り付゛けた圧力電気変換装置
に比較し著るしく高感度であり軽量、小型化が可能とな
り又、ストレインゲージを接着層などで貼り付けｔもの
と途ってクリープ現象が生じないなどの特徴がある。父
製造方法においてＦｉ、現在の高度に進歩したプレーナ
ＩＣ技術を駆使することによって特性の均一なものを大
量生産することが可能となりコスト的にも安い吃のが得
られるという利点もあり、最近この半導体圧力電気変換
装置が一役に広く使用されるようになってきている。
を有する感圧素子はシリコンやゲルマニウムなどの半導
体単結晶基板を用い、有効な結晶面を選び、この結晶面
に半導体単結晶基板と逆の導電型の不純物を選択的に導
入して拡散抵抗層を形成しこの拡散抵抗層を形成した而
と反対の面側の前記拡欽抵°抗層形成部分と対向した部
分を研磨法やエツチング法などで肉＃部とじ川辺は肉厚
部とし残すようにして形成される。この肉薄部は起歪部
となりここに流体又は気体により圧力を加えて歪を発生
させると、そのＩｓに生じる圧縮応力及び引張応力によ
って拡散抵抗層の抵抗値が変化し、その変化蝋を電気信
号に変換し収り出すことができる。このような原理を用
いた半導体圧力電気変換装置は、金属ダイヤプラムなど
を用い機械的に圧力を電°気に変換する装置やストレイ
ンゲージを接着剤などで貼り付゛けた圧力電気変換装置
に比較し著るしく高感度であり軽量、小型化が可能とな
り又、ストレインゲージを接着層などで貼り付けｔもの
と途ってクリープ現象が生じないなどの特徴がある。父
製造方法においてＦｉ、現在の高度に進歩したプレーナ
ＩＣ技術を駆使することによって特性の均一なものを大
量生産することが可能となりコスト的にも安い吃のが得
られるという利点もあり、最近この半導体圧力電気変換
装置が一役に広く使用されるようになってきている。
半導体圧力電気変換装置においては子方に対する感度を
よくするために起歪部として数十ｐｍの厚みの肉薄部を
形成しその肉薄部に抵抗層が形成されている。従って、
圧力以外の原因による応力による特性への彰゛響を権力
なくする工夫が構造上、又製法上考慮される。このため
、半導体圧力電気変換装置のシリコンやゲルマニクム等
半導体申結晶基板はこれと熱膨張係数が似かよった異種
材料の熱応力吸収部材を介して金属製の外装用支持体に
接着する方法が採用されている。この場合でも半導体千
力電気変換装置と熱応力吸収部材とを全く同じ材料にす
ることが不可能なため、それらの熱膨張係数の差からく
る応力が多かれ少々かれ半導体単結晶基板の起歪部に加
わり、所望の子方以外の応力による影響が特性にでてく
ることになる。
よくするために起歪部として数十ｐｍの厚みの肉薄部を
形成しその肉薄部に抵抗層が形成されている。従って、
圧力以外の原因による応力による特性への彰゛響を権力
なくする工夫が構造上、又製法上考慮される。このため
、半導体圧力電気変換装置のシリコンやゲルマニクム等
半導体申結晶基板はこれと熱膨張係数が似かよった異種
材料の熱応力吸収部材を介して金属製の外装用支持体に
接着する方法が採用されている。この場合でも半導体千
力電気変換装置と熱応力吸収部材とを全く同じ材料にす
ることが不可能なため、それらの熱膨張係数の差からく
る応力が多かれ少々かれ半導体単結晶基板の起歪部に加
わり、所望の子方以外の応力による影響が特性にでてく
ることになる。
第１図は従来の半導体千力電気変換装置を示す断面図で
ある。図に於て、（１）はシリコン単結晶基板の一方の
表面に拡散抵抗層（ｌａ）を形成し、他方の表面の前記
拡散抵抗層（ｌａ ）と対向する部分を凹状に加工し、
起歪部（Ｉｔ）ｌを形成した１・名ＦＥ素子、（２）は
接着層（３）を介してＦ４１１千素子１！１の両端部に
接着されるシリコン製の熱応力吸収部材であり、その形
状は円筒状であり、その中央部には受子伝達用通気孔（
２ａ）が設けられる。
ある。図に於て、（１）はシリコン単結晶基板の一方の
表面に拡散抵抗層（ｌａ）を形成し、他方の表面の前記
拡散抵抗層（ｌａ ）と対向する部分を凹状に加工し、
起歪部（Ｉｔ）ｌを形成した１・名ＦＥ素子、（２）は
接着層（３）を介してＦ４１１千素子１！１の両端部に
接着されるシリコン製の熱応力吸収部材であり、その形
状は円筒状であり、その中央部には受子伝達用通気孔（
２ａ）が設けられる。
１４）け熱応力吸収部材（２１を接着＠（５）を介して
接着する外装支持板であり、受圧伝達用通気孔（２ａ）
に連なる受子伝達用通気孔（４ａ）を有する。
接着する外装支持板であり、受圧伝達用通気孔（２ａ）
に連なる受子伝達用通気孔（４ａ）を有する。
この外装支持板は渉、ニッケル（４ｓ％）、合金秩、ニ
ッケル（２８％）、コパルｌ−（１８％）合金アルミナ
、ベリリヤなどが一般に用いられる。
ッケル（２８％）、コパルｌ−（１８％）合金アルミナ
、ベリリヤなどが一般に用いられる。
上記従来の半導体圧力電気変換装置は外装支持板（４）
と感圧素子ｉｌ＋及び熱応力吸”収部材Ｉｌ＋との熱膨
張係数の差に起因しろう付等の作業時に生ずる感圧素子
１１１の拡散抵抗層（ｌａ）に加わる熱歪を十分小さく
することができない。この問題を解決するために熱応力
吸収部材（りの高さを著るしく高くすることが考えられ
るが、その加工コストが非常に高いものとなり且つ組立
作業が錐しくなるという新な問題が生ずる。
と感圧素子ｉｌ＋及び熱応力吸”収部材Ｉｌ＋との熱膨
張係数の差に起因しろう付等の作業時に生ずる感圧素子
１１１の拡散抵抗層（ｌａ）に加わる熱歪を十分小さく
することができない。この問題を解決するために熱応力
吸収部材（りの高さを著るしく高くすることが考えられ
るが、その加工コストが非常に高いものとなり且つ組立
作業が錐しくなるという新な問題が生ずる。
本発明はこのような従来の半導体圧力電気変換装置の欠
点に鑑みてなされたものであり、熱応力吸収部材の全体
または一部の所定温度範囲に於る熱膨張係数を半導体単
結晶基板及び金′属製の支持体のいずれの上記所定温度
範囲に於る熱ＩＩ！眼係数よりも小さくし、低価格かつ
高性能の半導体千古電気変換装置を提供せ人とするもの
である。
点に鑑みてなされたものであり、熱応力吸収部材の全体
または一部の所定温度範囲に於る熱膨張係数を半導体単
結晶基板及び金′属製の支持体のいずれの上記所定温度
範囲に於る熱ＩＩ！眼係数よりも小さくし、低価格かつ
高性能の半導体千古電気変換装置を提供せ人とするもの
である。
第８図は本発明の一実施例を示す断面図、第３図は本発
明の他の実施例を示す断面図である。
明の他の実施例を示す断面図である。
第８図の一実施例では感圧素子１１）と前記第１図に示
す従来の圧力電気変換装置と同様の鉄ニッケル（４８％
）等の外装支持板１４）例えば伜。
す従来の圧力電気変換装置と同様の鉄ニッケル（４８％
）等の外装支持板１４）例えば伜。
う付温度に於るＭｌｌｉ眼係数がシリコン単結晶で作ら
れた・＆〔モ素子＋１１と外装支持板（４１のＳＯＯ℃
〜５００℃のろう付温度に於る熱１彰啜係勅のいずれよ
りも小さい材料を用いるＣとにある。
れた・＆〔モ素子＋１１と外装支持板（４１のＳＯＯ℃
〜５００℃のろう付温度に於る熱１彰啜係勅のいずれよ
りも小さい材料を用いるＣとにある。
Ｃ６ａ）Ｉ／′ｉ熱応力吸収部材（６１の中央部ＴｉＣ
設けられた受圧伝達通気孔、（３１け感圧素子…と熱応
力吸収部材、６）とを接着する接着層、（６）は熱応力
吸収部材（６）と外装支持板（３１とを接着する接着層
である。
設けられた受圧伝達通気孔、（３１け感圧素子…と熱応
力吸収部材、６）とを接着する接着層、（６）は熱応力
吸収部材（６）と外装支持板（３１とを接着する接着層
である。
このような構成にすることによ°りろう付等の熱処理時
の外装支持板（４１と感圧素子＋１１との熱膨張係数の
差に起因する応力は熱応力吸収部材（６）の材料の熱膨
張係数が感圧素子Ｉｌ＋及び外装支持板（４）のいずれ
の熱膨張係数よりも小さいため感Ｆ′ｆ、素子ＩＩ＋に
は外装支持板（４１の材料による応力がそのまま゛伝わ
らなくなりオフセットＦす７ト電圧が大幅に改善される
。
の外装支持板（４１と感圧素子＋１１との熱膨張係数の
差に起因する応力は熱応力吸収部材（６）の材料の熱膨
張係数が感圧素子Ｉｌ＋及び外装支持板（４）のいずれ
の熱膨張係数よりも小さいため感Ｆ′ｆ、素子ＩＩ＋に
は外装支持板（４１の材料による応力がそのまま゛伝わ
らなくなりオフセットＦす７ト電圧が大幅に改善される
。
また、外装支持板（３１から！７７Ｂ熱素子］！】へ伝
わる熱応力を小さくできるので熱応力吸゛収部材（６１
の高さを従来のものに比べて１著しく低いものにするこ
とができ、受圧伝達通気孔（６ａ）の形成の容易にでき
る。
わる熱応力を小さくできるので熱応力吸゛収部材（６１
の高さを従来のものに比べて１著しく低いものにするこ
とができ、受圧伝達通気孔（６ａ）の形成の容易にでき
る。
又、第３図に示す本発明の他の実施例では第１図にて説
明した従来の半導体圧力電気変換装置に於て、熱応力吸
゛収部材（２）と外装支持板１４）との間に％応力吸収
部材（６）を介在させるようにしたものである。
明した従来の半導体圧力電気変換装置に於て、熱応力吸
゛収部材（２）と外装支持板１４）との間に％応力吸収
部材（６）を介在させるようにしたものである。
（５）は熱応力吸収部材（２）と熱応力吸収部材（６）
とを接着する接着層である。（））け熱応力吸収部材（
６）と外装支持板（４１を接着する接着層である。
とを接着する接着層である。（））け熱応力吸収部材（
６）と外装支持板（４１を接着する接着層である。
この場合も熱応力吸収部材（６）としては前述と同じ材
料即ち鉄、ニッケル（８６％）合金等そのＳＯＯ℃゛〜
３ｏｏ℃のろう付温度に於る熱膨張係数が舊ｉ１目−−
シリコン単結晶で作られたｍｌｆ＊子Ｉ１１、シリコン
で作られた熱応力吸収部材＋２１、支持板（４１の畔料
の２００℃〜５００℃のろう付温度に於る熱膨張係数の
いずれよりも小さい材料を用いることはいうまでもなく
、このような構造にすることにより熱応力吸収部材（２
１（６）の高さを従来のオ五図に示す構造のものの熱応
力吸収部材（２１よりも比較し著るしく低くしてもオフ
セットドリフト１田特性のよいものが得られ、従ってコ
スト的にも有利になる。
料即ち鉄、ニッケル（８６％）合金等そのＳＯＯ℃゛〜
３ｏｏ℃のろう付温度に於る熱膨張係数が舊ｉ１目−−
シリコン単結晶で作られたｍｌｆ＊子Ｉ１１、シリコン
で作られた熱応力吸収部材＋２１、支持板（４１の畔料
の２００℃〜５００℃のろう付温度に於る熱膨張係数の
いずれよりも小さい材料を用いることはいうまでもなく
、このような構造にすることにより熱応力吸収部材（２
１（６）の高さを従来のオ五図に示す構造のものの熱応
力吸収部材（２１よりも比較し著るしく低くしてもオフ
セットドリフト１田特性のよいものが得られ、従ってコ
スト的にも有利になる。
以上の説明のように本発明は熱応力吸収部材の全体重た
け一部の所定温度範囲に於る熱膨張（糸数を半導体単結
晶及び金属製の支持体のいずれの上記所定湯度範囲ＶＣ
於る熱膨張係数よりも小さくしたので、低価格で、オフ
セットドリフト電子の小さい半導体圧力電気変換装置を
得ることができるという優れた効果を有する。
け一部の所定温度範囲に於る熱膨張（糸数を半導体単結
晶及び金属製の支持体のいずれの上記所定湯度範囲ＶＣ
於る熱膨張係数よりも小さくしたので、低価格で、オフ
セットドリフト電子の小さい半導体圧力電気変換装置を
得ることができるという優れた効果を有する。
第１図は従来の半導体圧力電気変換装置を示す断面図、
第８図及び第８図は本発明の一実施例及び他の実施例の
半導体圧力電気変換装置を示す断面図である。 ＋１１けＳ＋素子、（ｌａ）け拡散抵抗層、（ｌｂ ）
け起歪部°、（！１け熱応力吸収部材、（４）は支持体
、ｔｅｌｄ熱応力吸゛収部材である。 代理人 葛 野 信 − 第１図 （４θ
第８図及び第８図は本発明の一実施例及び他の実施例の
半導体圧力電気変換装置を示す断面図である。 ＋１１けＳ＋素子、（ｌａ）け拡散抵抗層、（ｌｂ ）
け起歪部°、（！１け熱応力吸収部材、（４）は支持体
、ｔｅｌｄ熱応力吸゛収部材である。 代理人 葛 野 信 − 第１図 （４θ
Claims (1)
- 半導体単結晶基板の一方の表面に拡散抵抗層が形成され
、この拡散抵抗層が形成された面と反対側の面を熱応力
°我゛収部材を介して外装支持体に接着してなる半導体
圧力電気変換装置において、前記熱応力吸収部材はその
全体または一部の所定温度範囲に於る熱膨張係数が前記
半導体単結晶基板及び金属製の支持体のいずれの上記所
定温度範囲に於る熱膨張係数よりも小さいことを特徴と
する半導体圧力電気変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15726281A JPS5857754A (ja) | 1981-10-01 | 1981-10-01 | 半導体圧力電気変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15726281A JPS5857754A (ja) | 1981-10-01 | 1981-10-01 | 半導体圧力電気変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5857754A true JPS5857754A (ja) | 1983-04-06 |
Family
ID=15645801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15726281A Pending JPS5857754A (ja) | 1981-10-01 | 1981-10-01 | 半導体圧力電気変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5857754A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH032898A (ja) * | 1989-05-31 | 1991-01-09 | Yamaha Corp | 電子楽器における楽音発生装置 |
-
1981
- 1981-10-01 JP JP15726281A patent/JPS5857754A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH032898A (ja) * | 1989-05-31 | 1991-01-09 | Yamaha Corp | 電子楽器における楽音発生装置 |
| JP2616006B2 (ja) * | 1989-05-31 | 1997-06-04 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器における楽音発生装置 |
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