JPS59176639A - 半導体圧力変換器 - Google Patents
半導体圧力変換器Info
- Publication number
- JPS59176639A JPS59176639A JP5197783A JP5197783A JPS59176639A JP S59176639 A JPS59176639 A JP S59176639A JP 5197783 A JP5197783 A JP 5197783A JP 5197783 A JP5197783 A JP 5197783A JP S59176639 A JPS59176639 A JP S59176639A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- pressure
- base
- glass
- temperature
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/14—Housings
- G01L19/147—Details about the mounting of the sensor to support or covering means
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Glass Compositions (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は半導体結晶の肉薄ダイヤフラム面に起歪抵抗ゲ
ージを形成した感圧ペレットを基台に固定してなる半導
体圧力変換器の改良に関する。
ージを形成した感圧ペレットを基台に固定してなる半導
体圧力変換器の改良に関する。
流体圧力を検出する圧力変換器として、半導体のピエゾ
抵抗変化を利用したものが実用化されている。この種の
半導体圧力変換器は、その基本的構成を図に示すように
、例えばシリコン（Ｓｔ） からなる半導体単結晶板
１の中央部に、圧力に感応する肉薄ダイヤフラム面２を
形成し、このダイヤフラム面の一方に、基板１とは逆導
電形の拡散抵抗層３を形成し、これを起歪抵抗ゲージと
している。そして、前記基板１０表面を保護するべく設
けられたＳｉｎ、絶縁膜４に窓部を設け、この窓部を介
して前記起歪抵抗ゲージ３に対する電極配線５をアルミ
ニウム等により形成している。しかして、このように構
成された感圧ペレットは、前記半導体単結晶板Ｉの周辺
肉厚部を基台６に接着剤７等を用いて固定され、上記基
台６の・中央に設けられた圧力導入孔８を介して導入さ
れた圧力Ｐに感応するものとなっている。
抵抗変化を利用したものが実用化されている。この種の
半導体圧力変換器は、その基本的構成を図に示すように
、例えばシリコン（Ｓｔ） からなる半導体単結晶板
１の中央部に、圧力に感応する肉薄ダイヤフラム面２を
形成し、このダイヤフラム面の一方に、基板１とは逆導
電形の拡散抵抗層３を形成し、これを起歪抵抗ゲージと
している。そして、前記基板１０表面を保護するべく設
けられたＳｉｎ、絶縁膜４に窓部を設け、この窓部を介
して前記起歪抵抗ゲージ３に対する電極配線５をアルミ
ニウム等により形成している。しかして、このように構
成された感圧ペレットは、前記半導体単結晶板Ｉの周辺
肉厚部を基台６に接着剤７等を用いて固定され、上記基
台６の・中央に設けられた圧力導入孔８を介して導入さ
れた圧力Ｐに感応するものとなっている。
しかして、前記起歪抵抗ダーツ３は、前記圧力Ｐによっ
て歪を生じるダイヤフラムによって抵抗値変化を示し、
この抵抗値変化は前記起歪抵抗ゲージ３を含んで構成さ
れるフルブリッジ回路等により検出される。これにより
、例えば微弱な圧力変化をも高感度に検出されるように
なっている。
て歪を生じるダイヤフラムによって抵抗値変化を示し、
この抵抗値変化は前記起歪抵抗ゲージ３を含んで構成さ
れるフルブリッジ回路等により検出される。これにより
、例えば微弱な圧力変化をも高感度に検出されるように
なっている。
ところで、このような半導体圧力変換器は上述したよう
にダイヤフラムに生じた歪によって微弱な圧力をも高感
度に検出するものであるから、当然のこと乍ら、感圧ペ
レットに加わる残留応力やその温度変化が問題となる。
にダイヤフラムに生じた歪によって微弱な圧力をも高感
度に検出するものであるから、当然のこと乍ら、感圧ペ
レットに加わる残留応力やその温度変化が問題となる。
この為には、基台６に固定される感圧４レツトに応力が
加わらないように、その基台６および接着剤７について
も半導体結晶板１であるシリコンとの熱膨張を整合させ
る必要がある。この為、前記基台６としては従来一般的
にシリコンが用いられている。
加わらないように、その基台６および接着剤７について
も半導体結晶板１であるシリコンとの熱膨張を整合させ
る必要がある。この為、前記基台６としては従来一般的
にシリコンが用いられている。
然し乍ら、シリコンを基台６として用いることは高価で
あると云う不具合を招くばかりか、その接着剤７として
例えば金・シリコンの共晶や低融点ハンダガラスを用い
ざるを得ない為、これらの高膨張率の材料に起因する残
留応力を除去することができないと云う問題があった。
あると云う不具合を招くばかりか、その接着剤７として
例えば金・シリコンの共晶や低融点ハンダガラスを用い
ざるを得ない為、これらの高膨張率の材料に起因する残
留応力を除去することができないと云う問題があった。
これに対して最近では、前記基台６として、パイレック
ス等の商品名で知られるホウケイ酸ガラスを用いること
が試みられている。このホウケイ酸ガラスを用いれば、
感圧ペレットとの接合をそのガラス転移温度以上に加熱
することによって行い得るので前記した接着剤６が不要
となり、しかも感圧ペレットとの間で広い範囲で熱膨張
の整合を図り得ると云う効果が奏せられる。しかし、一
般的に上記ホウケイ酸ガラスのガラス転移温度は５００
℃以上であり、上記接合を行う為には上記ガラスをその
ガラス転移温度より５０〜１００℃程度高く加熱するこ
とが必要である。このとき、前記感圧被レットの電極配
線５を為すアルミニウムが上記加熱によって変質し、電
極としての役割を失ってしまう。
ス等の商品名で知られるホウケイ酸ガラスを用いること
が試みられている。このホウケイ酸ガラスを用いれば、
感圧ペレットとの接合をそのガラス転移温度以上に加熱
することによって行い得るので前記した接着剤６が不要
となり、しかも感圧ペレットとの間で広い範囲で熱膨張
の整合を図り得ると云う効果が奏せられる。しかし、一
般的に上記ホウケイ酸ガラスのガラス転移温度は５００
℃以上であり、上記接合を行う為には上記ガラスをその
ガラス転移温度より５０〜１００℃程度高く加熱するこ
とが必要である。このとき、前記感圧被レットの電極配
線５を為すアルミニウムが上記加熱によって変質し、電
極としての役割を失ってしまう。
これ故、電極配線材として高価な金・白金系材料を用い
なければならないと云う不具合が生じた。また、感圧ペ
レットの基台６への接合固定ののちにアルミニウムによ
る電極配線５を形成することも考えられるが、その製造
工程が複雑化する等の問題があった。
なければならないと云う不具合が生じた。また、感圧ペ
レットの基台６への接合固定ののちにアルミニウムによ
る電極配線５を形成することも考えられるが、その製造
工程が複雑化する等の問題があった。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、アルミニウムによる電極配線が
可能であり、しかも感圧ペレットに対する残留応力の発
生の少ない安価で実用性の高い半導体圧力変換器を提供
することにある。
の目的とするところは、アルミニウムによる電極配線が
可能であり、しかも感圧ペレットに対する残留応力の発
生の少ない安価で実用性の高い半導体圧力変換器を提供
することにある。
本発明は感圧ペレットを固定支持する基台として、ガラ
ス転移温度が５００℃よりも低く、且つその固着温度ま
での平均熱膨張係数が３２〜３６ Ｘ １０−？／℃で
あるホウケイ酸ガラスを用い、前記感圧ペレットの電極
配線をアルミニウムによって行うことを可能としたもの
である。
ス転移温度が５００℃よりも低く、且つその固着温度ま
での平均熱膨張係数が３２〜３６ Ｘ １０−？／℃で
あるホウケイ酸ガラスを用い、前記感圧ペレットの電極
配線をアルミニウムによって行うことを可能としたもの
である。
そして、上記特性を有する基台としてのホウケイ酸ガラ
スとしては、５ｉＯ１を６５〜７６重量％＋ ８２０３
を１３．５〜２０重量％、 Ａｔ、Ｏ，を１．５〜４．
０重量％ 、 Ｎａ１Ｏを２．０〜４．０重量％ 、
Ｋ、Ｏを０〜２重量％、 Ｌｉ、Ｏ，を０〜１重量％（
但し、Ｎａ、Ｏ、Ｋ、Ｏ、Ｌｉ、Ｏの総和は３．０〜５
．０重量％）。
スとしては、５ｉＯ１を６５〜７６重量％＋ ８２０３
を１３．５〜２０重量％、 Ａｔ、Ｏ，を１．５〜４．
０重量％ 、 Ｎａ１Ｏを２．０〜４．０重量％ 、
Ｋ、Ｏを０〜２重量％、 Ｌｉ、Ｏ，を０〜１重量％（
但し、Ｎａ、Ｏ、Ｋ、Ｏ、Ｌｉ、Ｏの総和は３．０〜５
．０重量％）。
ｐｂｏを０〜５重量％、そして１重量−以下の清澄剤を
含む組成としたものである。
含む組成としたものである。
かくして本発明によれば、感圧ペレットをホウケイ酸ガ
ラスからなる基台に直接接合して、上記感圧にレットに
対する残留応力の発生を効果的に抑えることができる。
ラスからなる基台に直接接合して、上記感圧にレットに
対する残留応力の発生を効果的に抑えることができる。
しかも上記基台としてのホウケイ酸ガラスのガラス転移
温度が低いので、その加熱による感圧ペレットの接合時
に、感圧滅レットの電極配線としてアルミニウムを用い
てあったとしても、このアルミニウムが変質することが
ない。またホウケイ酸ガラスの固着温度までの平均熱膨
張係数が３２〜３６ＸＩＯ’、＆である為、感圧被レッ
ドとの固着時に発生する残留応力の温度変化が実質的に
許容できる程度に十分率゛さくなり、その補償が簡易と
なる。従って残留応力の悪影響を受けることのない半導
体圧力変換器を簡易に、しかも安価に製作することが可
能となり、実用上絶大なる効果が奏せられる。
温度が低いので、その加熱による感圧ペレットの接合時
に、感圧滅レットの電極配線としてアルミニウムを用い
てあったとしても、このアルミニウムが変質することが
ない。またホウケイ酸ガラスの固着温度までの平均熱膨
張係数が３２〜３６ＸＩＯ’、＆である為、感圧被レッ
ドとの固着時に発生する残留応力の温度変化が実質的に
許容できる程度に十分率゛さくなり、その補償が簡易と
なる。従って残留応力の悪影響を受けることのない半導
体圧力変換器を簡易に、しかも安価に製作することが可
能となり、実用上絶大なる効果が奏せられる。
以下、本発明に対する考察と、その実施例につき説明す
る。
る。
感圧波レットを構成するシリコン単結晶板の熱膨張係数
は、その温度が高くなる程太きくなる。そして、この感
圧ベレットとホウケイ酸ガラスとの固着温度を５００℃
とすると、この温度における上記シリコン単結晶板の平
均的熱膨張係数は約３５ Ｘ １０−’／℃ となる
。一方、上記感圧ペレットを固定支持する基台として用
いようとするホウケイ酸ガラスの熱膨張係数は、その組
成によって多少異なるが、一般に上記シリコンに比較し
て温度変化が少ないと云う性質を有している。従って、
その固着温度以下の全ての温度範囲において両者の熱膨
張係数を一致させることは到底不可能である。然し乍ら
、僅かの残留応力によって発生する前記感圧ベレット上
の起歪抵抗ダーツの抵抗値のずれは、比較的簡単に、素
子の零点移動として電気的に補償することが可能である
。けれども、上記残留応力が、変換器の実用的な温度変
化によって異なる場合には、当然上記補償が極めて困難
となる。
は、その温度が高くなる程太きくなる。そして、この感
圧ベレットとホウケイ酸ガラスとの固着温度を５００℃
とすると、この温度における上記シリコン単結晶板の平
均的熱膨張係数は約３５ Ｘ １０−’／℃ となる
。一方、上記感圧ペレットを固定支持する基台として用
いようとするホウケイ酸ガラスの熱膨張係数は、その組
成によって多少異なるが、一般に上記シリコンに比較し
て温度変化が少ないと云う性質を有している。従って、
その固着温度以下の全ての温度範囲において両者の熱膨
張係数を一致させることは到底不可能である。然し乍ら
、僅かの残留応力によって発生する前記感圧ベレット上
の起歪抵抗ダーツの抵抗値のずれは、比較的簡単に、素
子の零点移動として電気的に補償することが可能である
。けれども、上記残留応力が、変換器の実用的な温度変
化によって異なる場合には、当然上記補償が極めて困難
となる。
そこで本発明者らは各種ガラスについて、上記残留応力
の温度変化が実用上許容し得る範囲について実験的に調
べたところ、その固着温度までの平均熱膨張係数が３２
〜３６ Ｘ １０−’／℃なる範囲であればよいことを
見出した。尚、ここで用いられるガラスは、所謂アルカ
リホウケイ酸ガラスであり、その組成と熱膨張、ガラス
転移温度等の熱特性や、またその化学的耐久性等の関係
は良く知られる通りである。
の温度変化が実用上許容し得る範囲について実験的に調
べたところ、その固着温度までの平均熱膨張係数が３２
〜３６ Ｘ １０−’／℃なる範囲であればよいことを
見出した。尚、ここで用いられるガラスは、所謂アルカ
リホウケイ酸ガラスであり、その組成と熱膨張、ガラス
転移温度等の熱特性や、またその化学的耐久性等の関係
は良く知られる通りである。
ところが上述した熱膨張係数に対する要請を満たすホウ
ケイ酸ガラスを得るには、その全アルカリ濃度を５重量
製以下に抑える必要がある。
ケイ酸ガラスを得るには、その全アルカリ濃度を５重量
製以下に抑える必要がある。
このような低アルカリ濃度のホウケイ酸ガラスを実現す
るには、それに加えるホウ酸の濃度を１２〜１３重量％
とすることが必要であり、従来一般に上記ホウ酸の濃度
をこれより多くすると耐薬品性の著しい低下を招来する
と云われている。しかも、このようなホウ酸濃度のホウ
ケイ酸ガラスのガラス転移温度が必然的に５００℃を越
えることも判明していた。更には、上述した低アルカリ
濃度域ではガラスの高温粘性が著しく大きくなり、その
実用的な限界である１６００℃の溶融でも残留泡が多い
等の障害が予想されている。
るには、それに加えるホウ酸の濃度を１２〜１３重量％
とすることが必要であり、従来一般に上記ホウ酸の濃度
をこれより多くすると耐薬品性の著しい低下を招来する
と云われている。しかも、このようなホウ酸濃度のホウ
ケイ酸ガラスのガラス転移温度が必然的に５００℃を越
えることも判明していた。更には、上述した低アルカリ
濃度域ではガラスの高温粘性が著しく大きくなり、その
実用的な限界である１６００℃の溶融でも残留泡が多い
等の障害が予想されている。
そこで本発明では、先ずホウケイ酸ガラスの基本組成を
吟味し、Ａｔ２０．やｐｂｏの添加等を試みて、基台と
して適当な諸物件を示すホウケイ酸ガラスを以下に示す
ように実現した。先ずホウケイ酸ガラスの基本組成につ
いて述べる。
吟味し、Ａｔ２０．やｐｂｏの添加等を試みて、基台と
して適当な諸物件を示すホウケイ酸ガラスを以下に示す
ように実現した。先ずホウケイ酸ガラスの基本組成につ
いて述べる。
（Ｉ） Ｓｉｎ！はガラスの基本成分であり、低膨張
と耐薬品性の向上に犬きく寄与するが、その反面ガラス
転移温度と高温粘性の増大をもたらす。そして、その組
成比が６５重量％以下では熱膨張係数が前述した最適条
件範囲を越え、或いは化学的耐久性の大幅な劣化を招く
と云う性質を呈する。まだその組成比が７５重量％を越
えると、ガラス転移温度が５００℃以上となり、しかも
その脱泡が著しく困難になると云う性質を呈する。
と耐薬品性の向上に犬きく寄与するが、その反面ガラス
転移温度と高温粘性の増大をもたらす。そして、その組
成比が６５重量％以下では熱膨張係数が前述した最適条
件範囲を越え、或いは化学的耐久性の大幅な劣化を招く
と云う性質を呈する。まだその組成比が７５重量％を越
えると、ガラス転移温度が５００℃以上となり、しかも
その脱泡が著しく困難になると云う性質を呈する。
（＋ＯＢ、０３もガラスの基本成分の１つであり、その
組成比が１３．５重量％より低いと前記ガラス転移源ゝ
度を５００℃以下にすることができず、また２０．０重
量−以上であると、その化学的耐久性の極めて著しい劣
化を招来すると太う性質を呈する。
組成比が１３．５重量％より低いと前記ガラス転移源ゝ
度を５００℃以下にすることができず、また２０．０重
量−以上であると、その化学的耐久性の極めて著しい劣
化を招来すると太う性質を呈する。
（ＩＩＩ） Ａｔ２０ｇはガラスの化学的耐久性を向
上させる為の必須成分であるが、その効果を発揮させる
には組成比で１．５重量％以上必要である。
上させる為の必須成分であるが、その効果を発揮させる
には組成比で１．５重量％以上必要である。
然し乍ら、その組成比が４．０重量％以上になると、ガ
ラス転移温度の上昇をもたらし、その温度を５００℃以
下に抑えることが著しく困難になる。
ラス転移温度の上昇をもたらし、その温度を５００℃以
下に抑えることが著しく困難になる。
ＯＶ） Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ等のアルカリ酸
化物は、ガラスの所謂網目塑成酸化物として必要なもの
であり、ガラスの低融化と化学的耐久性の向上を図り得
る。しかしその反面、ガラスの熱膨張係数を増大させ、
ガラス転移温度も増大させると云う性質を有する。その
効果はアルカリの種類によって多少異なるが、Ｎａ２Ｑ
を基準とした場合、ＫｔＯは熱膨張増加傾向は少ないが
低融化能力に劣り、またＬｉ２Ｏは高温粘性低下能が高
いが、化学的耐久性向上効果が小さいと云う性質を備え
ている。そして、これらのアルカリ酸化物の、全アルカ
リ濃度はガラス組成に対して３〜５重量％の範囲が適当
であり、これより低いときには化学的耐久性の低下を、
捷だ高いときには熱膨張の所要範囲から外れると云う性
質を有する。
化物は、ガラスの所謂網目塑成酸化物として必要なもの
であり、ガラスの低融化と化学的耐久性の向上を図り得
る。しかしその反面、ガラスの熱膨張係数を増大させ、
ガラス転移温度も増大させると云う性質を有する。その
効果はアルカリの種類によって多少異なるが、Ｎａ２Ｑ
を基準とした場合、ＫｔＯは熱膨張増加傾向は少ないが
低融化能力に劣り、またＬｉ２Ｏは高温粘性低下能が高
いが、化学的耐久性向上効果が小さいと云う性質を備え
ている。そして、これらのアルカリ酸化物の、全アルカ
リ濃度はガラス組成に対して３〜５重量％の範囲が適当
であり、これより低いときには化学的耐久性の低下を、
捷だ高いときには熱膨張の所要範囲から外れると云う性
質を有する。
（■）ＰｂＯはガラスの低融性と化学的耐久性を向上さ
せる副成分として作用するものであり、通常５重量％を
越えない範囲で添加される。
せる副成分として作用するものであり、通常５重量％を
越えない範囲で添加される。
以上がホウケイ酸ガラスの基本的組成とその性質である
が、これらに加えて、ガラスの脱泡に不可欠な成分とし
て清澄剤が少量加えられる。
が、これらに加えて、ガラスの脱泡に不可欠な成分とし
て清澄剤が少量加えられる。
この清澄剤は、Ａｓ２Ｏ３１ＳＪ ０３ 、 ＮａＣ６
等からなり、高濃度である程その効果は大きいが、１重
量％を越えると、ガラスを溶融するルツデの腐食や分相
等の悪影響を招来する。この為、その濃度は１重量％以
下に抑えられる。
等からなり、高濃度である程その効果は大きいが、１重
量％を越えると、ガラスを溶融するルツデの腐食や分相
等の悪影響を招来する。この為、その濃度は１重量％以
下に抑えられる。
次表は、以上の組成を濃度を変えて作成されたホウケイ
酸ガラスについて示すものであり、通常のガラス溶解法
によって作成される。
酸ガラスについて示すものであり、通常のガラス溶解法
によって作成される。
この表に示されるように、ホウケイ酸ガラスの組成比を
工夫し、Ａｓ２Ｏ３、５ｂ２０３ 、 ＮａＣ１を添加
することによって、従来その諸物件との兼合いからガラ
ス転移温度を５００℃以下にすることは到底望み得ない
と思われてホウケイ酸ガラスのガラス転移温度を５００
℃以下に抑えることが可能となった。しかもその熱シ張
係数も３２〜３６ Ｘ １０−７／℃の範囲に設定する
ことが可能となった。
工夫し、Ａｓ２Ｏ３、５ｂ２０３ 、 ＮａＣ１を添加
することによって、従来その諸物件との兼合いからガラ
ス転移温度を５００℃以下にすることは到底望み得ない
と思われてホウケイ酸ガラスのガラス転移温度を５００
℃以下に抑えることが可能となった。しかもその熱シ張
係数も３２〜３６ Ｘ １０−７／℃の範囲に設定する
ことが可能となった。
本発明はこのような組成からなり、そのガラス転移温度
を５００℃以下、また熱膨張係数を３２〜３６Ｘ１０−
７／℃としたホウケイ酸ガラスを基台とし、この基台に
感圧ペレットを接合して構成されるものである。尚、上
記感圧ベレットは従来より周知のものであり、その電極
配線をアルミニウムにて行ったものである。そして、コ
ノ感圧被レッドを前述したホウケイ酸ガラスからなる基
台上に炭素製の治具等を用いてその接合面の位置合せを
行って載置し、これを電気炉等を用いて５５０℃以下の
温度まで荷重を加え乍ら昇温・加熱して、その接合が行
われる。
を５００℃以下、また熱膨張係数を３２〜３６Ｘ１０−
７／℃としたホウケイ酸ガラスを基台とし、この基台に
感圧ペレットを接合して構成されるものである。尚、上
記感圧ベレットは従来より周知のものであり、その電極
配線をアルミニウムにて行ったものである。そして、コ
ノ感圧被レッドを前述したホウケイ酸ガラスからなる基
台上に炭素製の治具等を用いてその接合面の位置合せを
行って載置し、これを電気炉等を用いて５５０℃以下の
温度まで荷重を加え乍ら昇温・加熱して、その接合が行
われる。
かくして、このような構造の半導体圧力変換器によれば
、その基台が安価なガラス材によって構成され、しかも
感圧ペレットとの接合をアルミニウムからなる電極配線
の変質を招くことのない温度で行い得るので、安価に製
作することができる。またガラス製基台が感圧ペレット
に与える残留応力の影響が少ないので微弱な圧力を高感
度に、しかも高精度に検出することができる等の実用上
絶大なる効果が奏せられる。
、その基台が安価なガラス材によって構成され、しかも
感圧ペレットとの接合をアルミニウムからなる電極配線
の変質を招くことのない温度で行い得るので、安価に製
作することができる。またガラス製基台が感圧ペレット
に与える残留応力の影響が少ないので微弱な圧力を高感
度に、しかも高精度に検出することができる等の実用上
絶大なる効果が奏せられる。
次に、本発明の一実施例につき説明する。先ず、感圧被
レッドは、両面研磨されたｎ型の［１１１］シリコン基
板を用意し、Ｐ型紙抗層を拡散法にて形成する。しかる
のち、この基板に蒸着されたアルミニウムを、フォトリ
ングラフィ技術を用いてノ４ターニングし、上記Ｐ型紙
抗層を起歪抵抗グーノとするブリッジ回路を形成する。
レッドは、両面研磨されたｎ型の［１１１］シリコン基
板を用意し、Ｐ型紙抗層を拡散法にて形成する。しかる
のち、この基板に蒸着されたアルミニウムを、フォトリ
ングラフィ技術を用いてノ４ターニングし、上記Ｐ型紙
抗層を起歪抵抗グーノとするブリッジ回路を形成する。
そして、ＰＳＧの保護膜を形成したのち、ダイヤフラム
面をエツチング法により形成する。これによって、直径
８ ｍ 、厚さ１５０μｍの肉薄ダイヤフラムを有する
１ ０ Ｘ １０ ｃｍ 、厚さ４００μｍノ感圧被レ
ットを作成する。尚、この感圧ベレットの感度は、最大
圧力４ ｆ／ｃｒＡ に設定されている。
面をエツチング法により形成する。これによって、直径
８ ｍ 、厚さ１５０μｍの肉薄ダイヤフラムを有する
１ ０ Ｘ １０ ｃｍ 、厚さ４００μｍノ感圧被レ
ットを作成する。尚、この感圧ベレットの感度は、最大
圧力４ ｆ／ｃｒＡ に設定されている。
一方、基台は、前記衣に示す組成のホウケイ酸ガラスを
用いて形成される。このホウケイ酸ガラスは、精製ケイ
砂、ホウ酸、アルミナ、炭酸ソーダ、炭酸カリ、鉛丹、
亜砒酸、酸化アンチモン等からなるガラス原料、約１〜
を白金ルツボに入れ、１５００〜１６００℃に加熱して
溶融する。この溶融によって得られたガラスをスデンレ
ス板上に流し出して固化させたのち、十分に徐冷して板
状としたのち、所定形状に切出し、穴あけ加工を施して
基台が形成される。
用いて形成される。このホウケイ酸ガラスは、精製ケイ
砂、ホウ酸、アルミナ、炭酸ソーダ、炭酸カリ、鉛丹、
亜砒酸、酸化アンチモン等からなるガラス原料、約１〜
を白金ルツボに入れ、１５００〜１６００℃に加熱して
溶融する。この溶融によって得られたガラスをスデンレ
ス板上に流し出して固化させたのち、十分に徐冷して板
状としたのち、所定形状に切出し、穴あけ加工を施して
基台が形成される。
尚、上記の如く形成されたガラスを、約２倍に薄めた硝
酸中で煮沸しても、その表面変質が生 ・しないこと
が確認された。
酸中で煮沸しても、その表面変質が生 ・しないこと
が確認された。
そして、このようなガラス製基台と前記感圧ベレットと
を位置合せして接合し、３ Ｋ９の荷重を加えた上で上
記ガラス製基台のガラス転移温度より５０℃高く加熱し
て接着する。
を位置合せして接合し、３ Ｋ９の荷重を加えた上で上
記ガラス製基台のガラス転移温度より５０℃高く加熱し
て接着する。
このようにして得られた半導体圧力変換器のアルミニウ
ム電極配線を調べだところ、その変質は認められなかっ
た。また圧力零における残留抵抗の温度変化、真空リー
クの有無、および素子破壊圧力を調べたところ、いずれ
も目的としている仕様を満足していることが確認された
。
ム電極配線を調べだところ、その変質は認められなかっ
た。また圧力零における残留抵抗の温度変化、真空リー
クの有無、および素子破壊圧力を調べたところ、いずれ
も目的としている仕様を満足していることが確認された
。
即ち残留抵抗の温度変化は一３０℃〜＋１００℃の範囲
で２％以内であり、真空度１０ ” Ｔｏｒｒ以下であ
ってもリークがなく、破壊圧力が１０Ｋｓ＋／−以上で
あることが確認された。
で２％以内であり、真空度１０ ” Ｔｏｒｒ以下であ
ってもリークがなく、破壊圧力が１０Ｋｓ＋／−以上で
あることが確認された。
このように本発明によれば、安価で検出感度が高く、し
かも精度の高い半導体圧が変換器を提供することができ
、その実用的利点が絶大である。
かも精度の高い半導体圧が変換器を提供することができ
、その実用的利点が絶大である。
図、は半導体圧力変換器の基本的な構成図である。
Ｉ・・・半導体結晶板、２・・・肉薄ダイヤフラム、３
・・・起歪抵抗グーノ、５・・・電極配線、６・・・基
台。
・・・起歪抵抗グーノ、５・・・電極配線、６・・・基
台。
Claims (2)
- （１）半導体結晶板の肉薄ダイヤフラム面に起歪抵抗ゲ
ージを形成し、この起歪抵抗ケ゛−ジに対してアルミニ
ウム材からなる電極配線を施した感圧被レットと、この
感圧被レッドを異物層を介することなく固定支持すると
共に、その中央部に前記肉薄ダイヤフラム面に対して圧
力を導入する圧力導入孔を設けてなる基台とからなり、
この基台は、ガラス転移温度が５００℃より低く、且つ
その固着温度までの平均熱膨張係数が３２〜３６ Ｘ
１０’Ａなるホウケイ酸ガラスからなることを特徴とす
る半導体圧力変換器。 - （２）基台となるホウケイ酸ガラスは、５ｉ０２を６５
〜７６重量％ 、Ｂ２Ｏ３を１３．５〜２０Ｍ量係。 Ａｔ２ｏ、を１．５〜４．０重量％ 、 Ｎａ２Ｏを２
．０〜４．０重量％ 、Ｋｔｏを０〜２重量％ 、 Ｌ
ｉ２Ｏを０〜１重量％（但し、上記Ｎａｎｏ Ｉ Ｋ２
Ｏ、Ｌｉ２Ｏの総和を３．０〜５．０重量％とする）、
ｐｂｏを０〜５重量％、そして１重量％以下の清澄剤と
からなる組成を有するものである特許請求の範囲第１項
記載の半導体圧力変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5197783A JPS59176639A (ja) | 1983-03-28 | 1983-03-28 | 半導体圧力変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5197783A JPS59176639A (ja) | 1983-03-28 | 1983-03-28 | 半導体圧力変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59176639A true JPS59176639A (ja) | 1984-10-06 |
| JPH0536738B2 JPH0536738B2 (ja) | 1993-05-31 |
Family
ID=12901921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5197783A Granted JPS59176639A (ja) | 1983-03-28 | 1983-03-28 | 半導体圧力変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59176639A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63177030A (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-21 | Nippon Denso Co Ltd | 半導体圧力センサ |
| JPH0274536A (ja) * | 1988-09-07 | 1990-03-14 | Toshiba Glass Co Ltd | プレス成形用硬質ガラス |
| JPH0483139A (ja) * | 1990-07-26 | 1992-03-17 | Nippondenso Co Ltd | 半導体歪みセンサ |
| EP2993455A1 (en) * | 2014-09-04 | 2016-03-09 | Yokogawa Electric Corporation | Sensor, strain sensor, and pressure sensor |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4924208A (ja) * | 1972-06-30 | 1974-03-04 | ||
| JPS51110982A (ja) * | 1975-03-26 | 1976-09-30 | Hitachi Ltd | Handotaiatsuryokuhenkanki |
| JPS55106331A (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-15 | Hitachi Ltd | Pressure sensor of semiconductor strain gauge |
| JPS57186136A (en) * | 1981-05-13 | 1982-11-16 | Hitachi Ltd | Semiconductor pressure transducer |
-
1983
- 1983-03-28 JP JP5197783A patent/JPS59176639A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4924208A (ja) * | 1972-06-30 | 1974-03-04 | ||
| JPS51110982A (ja) * | 1975-03-26 | 1976-09-30 | Hitachi Ltd | Handotaiatsuryokuhenkanki |
| JPS55106331A (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-15 | Hitachi Ltd | Pressure sensor of semiconductor strain gauge |
| JPS57186136A (en) * | 1981-05-13 | 1982-11-16 | Hitachi Ltd | Semiconductor pressure transducer |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63177030A (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-21 | Nippon Denso Co Ltd | 半導体圧力センサ |
| JPH0274536A (ja) * | 1988-09-07 | 1990-03-14 | Toshiba Glass Co Ltd | プレス成形用硬質ガラス |
| JPH0483139A (ja) * | 1990-07-26 | 1992-03-17 | Nippondenso Co Ltd | 半導体歪みセンサ |
| EP2993455A1 (en) * | 2014-09-04 | 2016-03-09 | Yokogawa Electric Corporation | Sensor, strain sensor, and pressure sensor |
| CN105403244A (zh) * | 2014-09-04 | 2016-03-16 | 横河电机株式会社 | 传感器装置、应变传感器装置及压力传感器装置 |
| JP2016053541A (ja) * | 2014-09-04 | 2016-04-14 | 横河電機株式会社 | センサ装置、歪センサ装置、及び圧力センサ装置 |
| US9891119B2 (en) | 2014-09-04 | 2018-02-13 | Yokogawa Electric Corporation | Sensor, strain sensor, and pressure sensor |
| CN105403244B (zh) * | 2014-09-04 | 2019-01-15 | 横河电机株式会社 | 应变传感器装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0536738B2 (ja) | 1993-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6604337B2 (ja) | ガラス基板、積層基板、およびガラス基板の製造方法 | |
| JP3762157B2 (ja) | 陽極接合用ガラス | |
| US4675643A (en) | Pressure transducer utilizing a transduction element | |
| JP3144830B2 (ja) | 結晶化ガラス | |
| JP7287524B2 (ja) | 無アルカリガラス基板、積層基板、およびガラス基板の製造方法 | |
| US11897812B2 (en) | Alkali-free glass | |
| JPS625965B2 (ja) | ||
| JPS59176639A (ja) | 半導体圧力変換器 | |
| JPS6050970A (ja) | 半導体圧力変換器 | |
| JP2577493B2 (ja) | シリコン台座用ガラス、シリコン基材型センサー、及びシリコン基材型圧力センサー | |
| JP2006344927A (ja) | 半導体素子用ガラス基板およびそれを用いたチップスケールパッケージ | |
| JPWO2018025727A1 (ja) | 無アルカリガラス基板、積層基板、およびガラス基板の製造方法 | |
| JP6936954B2 (ja) | マイクロ流路デバイス用ガラス基板 | |
| JPH07247134A (ja) | シリコン台座用ガラス及びシリコン基材型センサー | |
| JP7289612B2 (ja) | 紫外線透過ガラス及びその製造方法 | |
| JP2008013434A (ja) | 耐クラック性に優れた無アルカリガラス | |
| JPS6278128A (ja) | アモルフアス磁気ヘツト用耐水性低温軟化ガラス組成物 | |
| JPS59116146A (ja) | シリコン半導体素子接着用ガラス | |
| JPH0269630A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JP2018039701A (ja) | マイクロ流路デバイス用ガラス基板 | |
| JPS57136132A (en) | Semiconductor pressure transducer | |
| RU2293955C1 (ru) | Тензопреобразователь давления | |
| JP2960485B2 (ja) | 接着用ガラス組成物 | |
| JPS5856476A (ja) | 半導体圧力変換器 | |
| JPS598379A (ja) | 半導体圧力センサの製造方法 |