JPS5925393B2 - Semiconductor strain gauge diaphragm - Google Patents

Semiconductor strain gauge diaphragm

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JPS5925393B2
JPS5925393B2 JP2967977A JP2967977A JPS5925393B2 JP S5925393 B2 JPS5925393 B2 JP S5925393B2 JP 2967977 A JP2967977 A JP 2967977A JP 2967977 A JP2967977 A JP 2967977A JP S5925393 B2 JPS5925393 B2 JP S5925393B2
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祥隆 松岡
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Description

【発明の詳細な説明】 ヨ 本発明は、シリコン等の半導体単結晶のもつピエゾ
抵抗効果を利用して圧力を電気信号に転換する半導体形
圧力変換器に係わり、特に、半導体ひずみゲージの形成
されたダイアフラムに関するものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a semiconductor pressure transducer that converts pressure into an electrical signal by utilizing the piezoresistance effect of a semiconductor single crystal such as silicon, and particularly relates to a semiconductor pressure transducer that converts pressure into an electrical signal. This relates to a diaphragm.

半導体単結晶よりなる半導体ひずみゲージ形ダイアフラ
ムとして従来用いられている構成を示したのが第1図a
およびbである。
Figure 1a shows the configuration conventionally used as a semiconductor strain gauge type diaphragm made of a semiconductor single crystal.
and b.

ダイアフラム10はシリコン単結晶の一主面に設けられ
た円形の凹部11を有し、凹部11の形成により単結晶
の厚さの薄くなつた部分が起歪部13となり、周辺の固
定部14によつて連通穴16を有する取付台15に接着
剤17によつて固定されている。起歪部13上には、不
純物の拡散により半導体ひずみゲージ、1,2,3,4
が形成されており、外部より圧力pが加わると起歪部1
3がたわみ半導体ひずみゲージ、1,2,3,4のピエ
ゾ抵抗が変る。第1図aはダイアフラム10上の半導体
ひずみゲージの配置状況を示すもので、起歪部13上の
中心を通る結晶軸く110〉方向に各一対の半径ゲージ
1,2が設けられ、これと直角な位置に各一対の接線ゲ
ージ3,4が設けられている(図では各一対のみ表し、
他は省略してある)。
The diaphragm 10 has a circular recess 11 provided on one main surface of the silicon single crystal, and the thinner part of the single crystal due to the formation of the recess 11 becomes a strain-generating part 13, and the peripheral fixed part 14 Therefore, it is fixed to a mounting base 15 having a communication hole 16 with an adhesive 17. On the strain generating part 13, semiconductor strain gauges 1, 2, 3, 4 are formed by diffusion of impurities.
is formed, and when pressure p is applied from the outside, the strain-generating portion 1
3 is a semiconductor strain gauge, and piezoresistors 1, 2, 3, and 4 change. FIG. 1a shows the arrangement of semiconductor strain gauges on the diaphragm 10, in which a pair of radius gauges 1 and 2 are provided in the direction of the crystal axis 110〉 passing through the center on the strain-generating part 13; A pair of tangent gauges 3 and 4 are provided at right angle positions (only one pair of each is shown in the figure,
Others are omitted).

これらの半径ゲージ1,2および接線ゲージ3,4を接
続してホイートストンブリツジを構成する。ここで用い
られている半径ゲージ1,2と接線ゲージ3,4の中心
は凹部中心から同一距離にあり、凹部中心からの距離r
と起歪部の半径aとの比Lはほぼ0.8になつている。
a しかし、このような従来の半導体ひずみゲージ形ダイア
フラムを用いた半導体形圧力変換器は必づしも感度が充
分満足すべきものでなかつた。
These radius gauges 1, 2 and tangent gauges 3, 4 are connected to form a Wheatstone bridge. The centers of radius gauges 1, 2 and tangent gauges 3, 4 used here are at the same distance from the center of the recess, and the distance r from the center of the recess is
The ratio L between the radius a and the radius a of the strain-generating portion is approximately 0.8.
a However, such conventional semiconductor pressure transducers using semiconductor strain gauge diaphragms do not always have sufficiently satisfactory sensitivity.

本発明は、最も大きな出力の得られる精密測定に適した
半導体ひずみゲージ形ダイアフラムを提供することを目
的とするもので、半導体単結晶の第一の主面に凹部周辺
の曲率半径cの形形凹部を有し、第二の主面の凹部に該
当する厚さhなる起歪部内に半径方向と接線方向に配列
された複数個のひずみゲージを有し、半導体単結晶の周
辺部で取付台に固定してなるダイアフラムにおいて、ダ
イアフラムの結晶面が(110)の面方位を有し、半径
ゲージを構成するピエゾ抵抗形ひずみゲージがダイアフ
ラムの起歪部の中心を通る〈111〉軸に沿い、cがh
に等しく、かつ半径ゲージの全長がa−c(aは起歪部
の半径)以内に配置してなることを特徴とするものであ
る。半導体ひずみゲージ形ダイアフラムとして必要なこ
とは、例えば圧力計として用いる場合、その出力信号が
、第一には圧力に対して正確に比例する点、第二には出
力信号が大きい点である。
An object of the present invention is to provide a semiconductor strain gauge type diaphragm suitable for precision measurement that can obtain the largest output. It has a recess, and has a plurality of strain gauges arranged in the radial direction and tangential direction in the strain-generating part with a thickness h corresponding to the recess in the second main surface, and a mounting base is installed at the peripheral part of the semiconductor single crystal. In the diaphragm fixed to the diaphragm, the crystal plane of the diaphragm has a (110) plane orientation, and the piezoresistive strain gauge constituting the radius gauge is along the <111> axis passing through the center of the strain-generating part of the diaphragm, c is h
, and the total length of the radius gauge is arranged within a-c (a is the radius of the strain-generating portion). When a semiconductor strain gauge type diaphragm is used, for example, as a pressure gauge, the first requirement is that its output signal be accurately proportional to the pressure, and the second requirement is that the output signal be large.

このためには、まず感度係数であるピエゾ抵抗係数の最
も大きい結晶軸を選ぶ必要がある。この必要を満たすた
め本発明においてはダイアフラム面として(110)面
を用い、半径ゲージを起歪部中心を通るく111〉軸と
する構成をとつた。これは、(100)面方位のシリコ
ン単結晶においてはく110〉結晶軸方向の長手方向お
よび横方向ピエゾ抵抗係数π。およびπェが、それぞれ
約Σπ44,一Σπ44(π44はピエゾ抵抗係数)で
あるのに対して(110)面方位のシリコン単結晶にお
けるく111〉結晶軸方向のπLおよびπTが、それぞ
れ普π44,−Xπ44である点に着目したものである
。次に、必要な点はゲージを最も応力の高い位置へ形成
する点にある。
To do this, it is first necessary to select the crystal axis with the largest piezoresistance coefficient, which is a sensitivity coefficient. In order to meet this need, the present invention employs a (110) plane as the diaphragm surface, and a configuration in which the radius gauge is set on the 111〉 axis passing through the center of the strain-generating portion. This is due to the piezoresistance coefficient π in the longitudinal and lateral directions of the (100) plane orientation. and πΣ are approximately Σπ44 and -Σπ44 (π44 is the piezoresistance coefficient), respectively, whereas πL and πT in the 111〉 crystal axis direction in a silicon single crystal with the (110) plane orientation are approximately Σπ44 and -Σπ44, respectively. -Xπ44. Next, it is necessary to form the gauge at the location of the highest stress.

周辺固定モデルのダイアフラムを圧力一ひずみの変換要
素として用いる場合は固定部に近い程、ひずみ(或いは
応力)が大きくなることは良く知られている。第2図a
はその状況を示すもので、この図の横軸は中心からの位
置をr/aで表してあり、縦軸には応力(KI撃)がと
つてある。σ,およびσ1はそれぞれ半径方向、接線方
向の応力を示しており、これらのσ,およびσtはA,
Bの如く固定部r/a=1の位置まで上昇することが予
想されている。しかし、ダイアフラムの凹部の周辺部1
2には第2図bに示すようにある曲率半径Cをもつて形
成される。この曲率半径Cは、この部分に対する応力集
中による破壊圧力の低下を避けるため、ほぼ起歪部13
の板厚hに等しくする。従つて、この部分に対応する部
分の応力は理想モデルのダイアフラムの場合に比べて下
がり同図のDおよびEの如くになる。このことはゲージ
を起歪部13の最外周辺部に設けることが最良でないこ
とを示しており、さらに問題となるのは、この部分は凹
部加工の際のばらつきの影響を大きく受ける点で、ばら
つきの大きな場合は20(f)に及ぶこともある。
It is well known that when a peripherally fixed model diaphragm is used as a pressure-strain conversion element, the closer it is to the fixed part, the greater the strain (or stress) becomes. Figure 2a
shows the situation; the horizontal axis of this figure represents the position from the center in r/a, and the vertical axis represents stress (KI impact). σ and σ1 indicate the stress in the radial direction and the tangential direction, respectively, and these σ and σt are A,
It is expected that the fixed part will rise to the position of r/a=1 as shown in B. However, the peripheral part 1 of the recess of the diaphragm
2 is formed with a certain radius of curvature C as shown in FIG. 2b. This radius of curvature C is set approximately at the strain-generating portion 13 in order to avoid a decrease in fracture pressure due to stress concentration in this portion.
be equal to the plate thickness h. Therefore, the stress in the portion corresponding to this portion is lower than in the case of the ideal model diaphragm, as shown in D and E in the same figure. This shows that it is not best to provide the gauge at the outermost periphery of the strain-generating section 13, and what is more problematic is that this section is greatly affected by variations in machining the recess. If the variation is large, it may reach 20(f).

すなわち、ダイアフラム上に配置したひずみゲージの抵
抗変化は次式のように、ピエゾ抵抗係数と応力との積で
表わされる。
That is, the change in resistance of the strain gauge placed on the diaphragm is expressed by the product of the piezoresistance coefficient and the stress, as shown in the following equation.

半径ゲージの抵抗変化 (P) は r 接線ゲージの低抵抗変化(茶?),は 従つて、凹部周辺部12の如く応力の乱れた部分へひず
みゲージを形成すると、特性の乱れとなつて表われ、加
工のばらつき等を特性のばらつきとして直接ひろうこと
になる。
The resistance change (P) of the radius gauge is r The low resistance change (brown?) of the tangential gauge. Therefore, if a strain gauge is formed in a part where the stress is disordered, such as the area around the recess 12, the characteristics will be disordered. In this case, variations in processing and other factors can be directly measured as variations in characteristics.

そのため、ゲージ位置を規定したのが本発明である。Therefore, the present invention defines the gauge position.

第3図は起歪部周辺におけるゲージの配置位置を示した
もので、第1図と同一部分には同一符号が付してある。
この図において、起歪部13の半径をa、起歪部周辺部
12の曲率半径をcゲージの長さを2L、ダイアフラム
中心からゲージ中心までの距離をrとすれば、ゲージが
起歪部周辺にかからない(x≧0)ためには次の条件が
必要となる。
FIG. 3 shows the arrangement positions of the gauges around the strain-generating part, and the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals.
In this figure, if the radius of the strain-generating portion 13 is a, the radius of curvature of the peripheral portion 12 of the strain-generating portion is c, the length of the gauge is 2L, and the distance from the center of the diaphragm to the center of the gauge is r, then the gauge is the strain-generating portion. The following conditions are required to avoid interference with the periphery (x≧0).

r+L≦a−c ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・(3)端部の応力集中を避けてダイアフラムの耐圧
強度を確保するため、起歪部の周辺部の曲率半径cをと
すると、(3)(4)式よりゲージの位置rはを満足す
るよう配置することが必要となる。
r+L≦a-c ・・・・・・・・・・・・・・・
...(3) In order to avoid stress concentration at the end and ensure the pressure resistance of the diaphragm, if the radius of curvature of the peripheral part of the strain-generating part is c, then from equations (3) and (4), the position r of the gauge is It is necessary to arrange it to satisfy the requirements.

この制約のもとで高い応力を検出するには、ゲージの長
さ2Lを小さくする必要がある。しかし、これらのゲー
ジは第4図に示す如く定電流励起ブリツジに接続され使
用され、その出力E,はEO二ΔRIx+RF6lx=
R7YOIx・・・・・・・・(6)ここで、ΔR・・
・・・・ひずみゲージの抵抗変化R・・・・・・ひずみ
ゲージの抵抗値F・・・・・・ひずみゲージのゲージ率 ε・・・・・・ひずみ σ・・・・・・応力 1 ・・・励起電流 x π・・・(1)(2)式におけるピエゾ抵抗係数Y・・
・・・・ヤング率となるので、大きい出力信号を得るに
は、ゲージ抵抗Rを大きくする必要があり、このためゲ
ージの長さ2Lを小さくすることは望ましくない。
In order to detect high stress under this restriction, it is necessary to reduce the gauge length 2L. However, these gauges are used connected to a constant current excitation bridge as shown in Figure 4, and the output E, is EO2ΔRIx+RF6lx=
R7YOIx...(6) Here, ΔR...
...Resistance change of the strain gauge R...Resistance value F of the strain gauge...Gauge factor ε of the strain gauge...Strain σ...Stress 1 ...Excitation current x π...Piezoresistance coefficient Y in equations (1) and (2)...
...Young's modulus, so in order to obtain a large output signal, it is necessary to increase the gauge resistance R, and therefore it is not desirable to reduce the gauge length 2L.

これに対して本発明においては、ひずみゲージの有効長
2Lを確保するため半径方向に旦↓の長さをn有する細
条を配設し、これら低抵抗体で直列に接続する方法で、
ゲージ抵抗値を確保した。
On the other hand, in the present invention, in order to ensure the effective length of the strain gauge of 2L, strips having a length n of ↓ are arranged in the radial direction, and these low resistance bodies are connected in series.
Gauge resistance value was secured.

なお、圧力pと応力σとの間には、厳密には、比例関係
が成立しない。
Note that, strictly speaking, a proportional relationship does not hold between the pressure p and the stress σ.

いわゆる、大変位の問題で扱われる膜応力等が非直線項
として入り、さらに、ピエゾ抵抗係数自身の有する応力
σに対する非直線項が存在する。これらの点については
、本発明者等の検討結果によれば、入力圧力Pとブリツ
ジ出力電圧E。間の直線性はひずみゲージの配置に大き
く依存することが明らかとなつており、接線ゲージを半
径ゲージより少し内側に配置すれば直線性の良好な半導
体ひずみゲージ形ダイアフラムを得ることができる。し
かし、この場合においても実用上問題となるのは出力信
号をできるだけ大とした上で両者の直線性を確保するこ
とが必要な点である。
Membrane stress and the like handled in so-called large displacement problems are included as non-linear terms, and there is also a non-linear term for the stress σ of the piezoresistance coefficient itself. Regarding these points, according to the study results of the present inventors, the input pressure P and the bridge output voltage E. It has become clear that the linearity between the two is highly dependent on the arrangement of the strain gauges, and a semiconductor strain gauge type diaphragm with good linearity can be obtained by arranging the tangential gauge slightly inside the radius gauge. However, even in this case, a practical problem is that it is necessary to make the output signal as large as possible and to ensure the linearity of both signals.

本発明はかかる考察の結果得られたものである。以下、
実施例について説明する。
The present invention was obtained as a result of such considerations. below,
An example will be explained.

第5図A,bは一実施例を示すもので、第1図と同一の
部分には同一符号が付してある。
FIGS. 5A and 5B show one embodiment, and the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals.

ダイアフラムはn形導電性のシリコン単結晶よりなり(
011)面方位を有し、裏面に設けられた凹部によつて
起歪部13と固定部14が形成されている。この凹部周
辺の曲率半径cは起歪部13の厚さhに等しくなつてお
り、固定部14を取付台15に気密に接着し、接着強度
を確保するために取付台15の材質にはシリコンを用い
、ダイアフラム10と金−シリコン共晶合金で接合して
いる。ダイアフラム10の起歪部13上にはく111〉
軸、すなわち、く111〉,く111〉軸に沿つて半径
方向に配列したひずみゲージ21,22;31,32:
41,42;51,52がp型不純物の拡散により形成
されており、その位置は(5)式を満足する位置に配置
される。またく110〉軸から45るの軸上には接線方
向に配列するひずみゲージ23,24:33,34:4
3,44:53,54が前述と同様な方法で形成され、
これらの半径方向ゲージ、例えば21と接線方向ゲージ
24との間はブリツジ結線用のアルミニウムの蒸着配線
25、電極5に接続する配線26が設けられている。こ
のように構成された半導体ひずみゲージダイアフラムの
表面に第5図bの矢印方向より圧力pが加わると、第2
図に示されるような応力が発生する0この際、半径ゲー
ジ21,22にはピエゾ抵抗効果に基づいて(1)式に
則つた正の抵抗変化を示し、接線ゲージ23,24には
(2)式に則つた負の抵抗変化を示すので、第4図に示
したブリツジ結線をして(6)式に則る出力を得ること
ができ、応力σあるいは歪εは圧力にほぼ比例するので
ブリツジ出力電圧eは圧力pにほぼ比例する。
The diaphragm is made of silicon single crystal with n-type conductivity (
011) The strain generating portion 13 and the fixing portion 14 are formed by a recessed portion provided on the back surface. The radius of curvature c around this concave portion is equal to the thickness h of the strain-generating portion 13, and the fixing portion 14 is airtightly bonded to the mounting base 15, and the material of the mounting base 15 is silicon to ensure adhesive strength. It is joined to the diaphragm 10 using a gold-silicon eutectic alloy. 111 on the strain-generating portion 13 of the diaphragm 10
Strain gauges 21, 22; 31, 32 arranged radially along the axes, i.e.
41, 42; 51, 52 are formed by diffusion of p-type impurities, and are arranged at positions that satisfy equation (5). Strain gauges 23, 24:33, 34:4 are arranged tangentially on the 45th axis from the 110〉 axis.
3,44:53,54 are formed in the same manner as described above,
Between these radial gauges, for example 21 and the tangential gauge 24, there are provided an aluminum evaporated wiring 25 for bridge connection and a wiring 26 connected to the electrode 5. When a pressure p is applied to the surface of the semiconductor strain gauge diaphragm constructed in this way from the direction of the arrow in FIG.
At this time, the radius gauges 21 and 22 show a positive resistance change according to equation (1) based on the piezoresistance effect, and the tangent gauges 23 and 24 show (2 ) shows a negative resistance change according to the equation (6), so by making the bridge connection shown in Figure 4, it is possible to obtain an output according to the equation (6), and since the stress σ or strain ε is approximately proportional to the pressure, The bridge output voltage e is approximately proportional to the pressure p.

第6図A,bはさらに他の実施例を示したもので、第5
図と異なる点は半径ゲージの構成が異なる点である。
FIGS. 6A and 6b show still other embodiments, and the fifth
The difference from the figure is the configuration of the radius gauge.

第5図と同一部分には同一の符号がしてある。この実施
例の半径ゲージは〈111〉軸と並行に配列する四本の
ひずみゲージ細条21a,21b,21c,21dより
なり、低抵抗体よりなる接続部材6b,6c,6dによ
つて直列に接続され、両端部は接続部材6a,6eを介
して電極5a,5bに接続している。これらのひずみゲ
ージ細条は前述の実施例と同じくp型不純物の拡散層に
よつて形成され、低抵抗部材6a,6b・・・および電
極5a,5bは蒸着法等により形成される。これらひず
みゲージ細条の長さ方向の中点は(5)式を満足する位
置に形成されている。第6図bは同図aのF−F断面を
示しており、7は酸化膜を示す。このような構成の半径
ゲージを用いる場合も、第5図の実施例と同様な作用、
効果を得られるがひずみゲージ細条の実効部分が起歪部
の周辺部に位置するため感度の点ではすぐれており大き
な出力が得られる。
The same parts as in FIG. 5 are given the same reference numerals. The radius gauge of this embodiment consists of four strain gauge strips 21a, 21b, 21c, and 21d arranged parallel to the <111> axis, and connected in series by connecting members 6b, 6c, and 6d made of low resistance materials. Both ends are connected to electrodes 5a, 5b via connecting members 6a, 6e. These strain gauge strips are formed of a p-type impurity diffusion layer as in the previous embodiment, and the low resistance members 6a, 6b, . . . and electrodes 5a, 5b are formed by vapor deposition or the like. The midpoint in the length direction of these strain gauge strips is formed at a position that satisfies equation (5). FIG. 6b shows a cross section taken along line FF in FIG. 6a, and 7 indicates an oxide film. Even when using a radius gauge with such a configuration, the same effects as in the embodiment shown in FIG. 5 can be obtained.
However, since the effective part of the strain gauge strip is located in the periphery of the strain-generating part, it has excellent sensitivity and a large output can be obtained.

以上の如く、本実施例記載の半導体ひずみゲージ形ダイ
アフラムにおいては(1)半径ゲージ、接続ゲージが最
大感度を有する結晶軸に配列しており、かつ、半径ゲー
ジは起歪部の周辺部に配置されているため、大きい応力
を集中的に検出できるので出力信号が大きく圧力と出力
電圧との直線性も確保できる。
As described above, in the semiconductor strain gauge type diaphragm described in this example, (1) the radius gauge and the connection gauge are arranged on the crystal axis having the maximum sensitivity, and the radius gauge is arranged in the periphery of the strain-generating part. Since large stress can be detected intensively, the output signal is large and linearity between pressure and output voltage can be ensured.

(2)ダイアフラム凹部の曲率半径を起歪部の厚さにほ
ぼ等しくしているので、ダイアフラムの耐圧強度が確保
でき、ひずみゲージはダイアフラム凹部の周辺部の曲率
を有する部分にかからない構成となつているので応力の
乱れによる特性のばらつきが小さい。
(2) Since the radius of curvature of the diaphragm recess is made almost equal to the thickness of the strain-generating portion, the pressure resistance of the diaphragm can be ensured, and the strain gauge is configured so that it does not cover the curvature of the periphery of the diaphragm recess. Therefore, variations in characteristics due to stress disturbances are small.

以上の如く、本発明ひずみゲージ形ダイアJャ■■た半
導体ひずみゲージ形ダイアフラムの提供を可能とするも
ので、工業的効果の大なるものである。
As described above, it is possible to provide a semiconductor strain gauge type diaphragm using the strain gauge type diaphragm of the present invention, which has great industrial effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図aは従来の半導体ひずみゲージ形ダイアフラムの
要部平面図、第1図bは同じく断面図、第2図aは本発
明半導体ひずみゲージ形ダイアフラムの原理を説明する
ための特性図、第2図bはダイアフラム要部の断面図、
第3図は同じく、ダイアフラムの要部断面図、第4図は
同じくブリツジ回路図、第5図aは同じく一実施例の要
部平面図、第5図bは同じく断面図、第6図aは同じく
他の実施例の要部平面図、第6図bは第6図aのF−F
断面図である。 10・・・ダイアフラム、12・・・(ダイアフラムの
凹部の)周辺部、13・・・起歪部、14・・・固定部
、21,22,31,32,41,42,51,52・
・・半径ゲージ、23,24,33,34,43,44
,53,54・・・接線ゲージ、21a,21b,21
c,21d,21e・・・ひずみゲージ細条、6a,6
b,6c,6d・・・低抵抗部材、5a,5b・・・電
極。
FIG. 1a is a plan view of essential parts of a conventional semiconductor strain gauge type diaphragm, FIG. 1b is a cross-sectional view of the same, FIG. Figure 2b is a cross-sectional view of the main part of the diaphragm.
FIG. 3 is a sectional view of the main part of the diaphragm, FIG. 4 is a bridge circuit diagram, FIG. 5a is a plan view of the main part of an embodiment, FIG. 5b is a sectional view, and FIG. is a plan view of the main part of another embodiment, and FIG. 6b is taken along the line FF in FIG. 6a.
FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Diaphragm, 12... Peripheral part (of the recessed part of the diaphragm), 13... Strain generating part, 14... Fixing part, 21, 22, 31, 32, 41, 42, 51, 52.
・Radius gauge, 23, 24, 33, 34, 43, 44
, 53, 54... tangent gauge, 21a, 21b, 21
c, 21d, 21e...Strain gauge strips, 6a, 6
b, 6c, 6d...low resistance member, 5a, 5b... electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 半導体単結晶の第一の主面に凹部周辺の曲率半径c
の円形凹部を有し、前記半導体単結晶の第二の主面の該
凹部に該当する厚さhなる起歪部内に半径方向と接線方
向に配列された複数個のひずみゲージを有し、前記半導
体単結晶の周辺部で取付台に固定してなるダイアフラム
において、前記ダイアフラムの結晶面が(110)の面
方面を有し、前記半径ゲージを構成するピエゾ抵抗形ひ
ずみゲージが前記ダイアフラムの起歪部の中心を通る〈
111〉軸に沿い、かつ前記cが前記hに等しく、かつ
前記半径ゲージの全長がa−c(aは起歪部の半径)以
内に配置してなることを特徴とする半導体ひずみゲージ
形ダイアフラム。 2 前記半径ゲージが、 r/a≒1−[h+L]/a ここで、2Lは半径ゲージの半径方向の長さの関係を満
足する位置に配置されている特許請求の範囲第1項記載
の半導体ひずみゲージ形ダイアフラム。 3 前記半径ゲージが互いに平行な複数個の細条よりな
り、低抵抗体により直列に接続されている特許請求の範
囲第1項または第2項記載の半導体ひずみゲージ形ダイ
アフラム。 4 前記半導体がシリコンである特許請求の範囲第1項
から第3項までの何れか一項記載の半導体ひずみゲージ
形ダイアフラム。
[Claims] 1. A radius of curvature c around the concave portion on the first principal surface of the semiconductor single crystal.
and a plurality of strain gauges arranged in a radial direction and a tangential direction in a strain-generating portion with a thickness h corresponding to the recess of the second main surface of the semiconductor single crystal, In a diaphragm fixed to a mounting base at the periphery of a semiconductor single crystal, the crystal plane of the diaphragm has a (110) plane, and the piezoresistive strain gauge constituting the radius gauge passing through the center of the
111> axis, the c is equal to the h, and the total length of the radius gauge is within a-c (a is the radius of the strain-generating part). . 2. The radius gauge is arranged at a position that satisfies the relationship of r/a≈1−[h+L]/a, where 2L is the length of the radius gauge in the radial direction. Semiconductor strain gauge type diaphragm. 3. The semiconductor strain gauge type diaphragm according to claim 1 or 2, wherein the radius gauge comprises a plurality of strips parallel to each other and connected in series by a low resistance element. 4. A semiconductor strain gauge type diaphragm according to any one of claims 1 to 3, wherein the semiconductor is silicon.
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