JPS6011128A - 半導体容量形圧力センサ - Google Patents
半導体容量形圧力センサInfo
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- JPS6011128A JPS6011128A JP11943783A JP11943783A JPS6011128A JP S6011128 A JPS6011128 A JP S6011128A JP 11943783 A JP11943783 A JP 11943783A JP 11943783 A JP11943783 A JP 11943783A JP S6011128 A JPS6011128 A JP S6011128A
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- Japan
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- layer
- moving
- moving electrode
- pressure sensor
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- 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
- G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
- G01L9/0073—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a semiconductive diaphragm
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- 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、差圧等の被測定量に応じて固定電極に
対する移動電極が変位し、この変位により電極間の静電
容献が変化するのを検出して圧力等を検出する半専体容
籟形圧力センサに関するものである。
対する移動電極が変位し、この変位により電極間の静電
容献が変化するのを検出して圧力等を検出する半専体容
籟形圧力センサに関するものである。
容幇形圧力センナにおいては、小型化をはかると感圧容
置の絶対値が、たとえば、５〜ｊ５ＰＦと小さくなる。
置の絶対値が、たとえば、５〜ｊ５ＰＦと小さくなる。
この場合、センサ部分に発生する浮遊容；６−の影響が
問題となり、通常においては、感圧き 容量より太〆くなってし１う。
問題となり、通常においては、感圧き 容量より太〆くなってし１う。
これ等の浮遊容量は、温度誤差、直線性の劣下となって
特性に悪影＃盆及ぼす。
特性に悪影＃盆及ぼす。
第１図、第２図は、従来より一般に使用されている従来
例の構成説明図で、第１図は平面図、第２図は側断面図
である。
例の構成説明図で、第１図は平面図、第２図は側断面図
である。
図において、１８はＰ型シリコン単結晶の半導体基板で
ある。１１８は基板１１Ｌに設けられ測定圧力Ｐｍが導
入される圧力導入孔である。２ａは基板１．にＮ型シリ
コン単結晶膜をエピタキシャル成長させたエピタキシャ
ル成長層でちる。６ａは透明なパイレックスガラスよシ
なる絶縁カバーで、エピタキシられた凹部である。４ａ
は四部５１８の表面にアルミ材が蒸着されて形成された
固定電極である。固定電極４ａはエピタキシャル成長Ｗ
Ｉ２ａを移動電極として可変静電容量ｃｍを構成する。
ある。１１８は基板１１Ｌに設けられ測定圧力Ｐｍが導
入される圧力導入孔である。２ａは基板１．にＮ型シリ
コン単結晶膜をエピタキシャル成長させたエピタキシャ
ル成長層でちる。６ａは透明なパイレックスガラスよシ
なる絶縁カバーで、エピタキシられた凹部である。４ａ
は四部５１８の表面にアルミ材が蒸着されて形成された
固定電極である。固定電極４ａはエピタキシャル成長Ｗ
Ｉ２ａを移動電極として可変静電容量ｃｍを構成する。
５１ａ、 ５２ａはエピタキシャル成長層２８より外部
に引き出されたリード層である。６１＆、６２８は、そ
れぞれリード層５１ａ。
に引き出されたリード層である。６１＆、６２８は、そ
れぞれリード層５１ａ。
５２ａに接続された外部端子である。
以上の構成において、圧力導入孔１１８に導入された測
定圧Ｐｍの変化によって、エピタキシャル成長層２ａと
固定電極４ａ七の可変静電容量Ｃｍは変化する。この変
化量を外部端子６１ａ、６２＆より出力することにより
、圧力を検出することができる。
定圧Ｐｍの変化によって、エピタキシャル成長層２ａと
固定電極４ａ七の可変静電容量Ｃｍは変化する。この変
化量を外部端子６１ａ、６２＆より出力することにより
、圧力を検出することができる。
このようなものにおいては、エピタキシャル成長層２＆
とリード層５１．、 ５２．との間に絶縁をとらなけれ
ばならないため、たとえば、エピタキシャル成長層２ａ
をＮ型シリコン層とし、リード層５１６゜５２８をＰ型
シリコン層とすることによりＰ−ｎ接合による絶縁をは
かつている。
とリード層５１．、 ５２．との間に絶縁をとらなけれ
ばならないため、たとえば、エピタキシャル成長層２ａ
をＮ型シリコン層とし、リード層５１６゜５２８をＰ型
シリコン層とすることによりＰ−ｎ接合による絶縁をは
かつている。
しかしながら、このようにＰ−ｎ接合による絶縁をする
と、Ｐ型とＮ型との間に空乏層を生じ、この空乏層が浮
遊容量Ｃ８を形成する。この浮遊容量Ｃ８は、半導体基
板ＩＱ全全面わたって形成されているため、固定電極４
８とエピタキシャル成長層２ａとで構成される可変静電
容−Ｗｋｃｍよりも大きく、かつ、この浮遊容量Ｃ３は
周囲温度の変化によって変化してしまう為、正確な圧力
の測定ができない。
と、Ｐ型とＮ型との間に空乏層を生じ、この空乏層が浮
遊容量Ｃ８を形成する。この浮遊容量Ｃ８は、半導体基
板ＩＱ全全面わたって形成されているため、固定電極４
８とエピタキシャル成長層２ａとで構成される可変静電
容−Ｗｋｃｍよりも大きく、かつ、この浮遊容量Ｃ３は
周囲温度の変化によって変化してしまう為、正確な圧力
の測定ができない。
本発明の目的は、浮遊容量が小さく周囲温度の変化の影
響が少ない半導体容量膨圧力センサを提供するにある。
響が少ない半導体容量膨圧力センサを提供するにある。
この目的を達成するために、半導体基板按中呻“ °
−と、前記半導体基板にエ ピタキシャル成長によって形成された移動電極層 １と
、該移動電極層に対向して設けられ該移動電極層と可変
静電容量を構成する固定電極とを具備する半導体容量膨
圧力センサにおいて、前記固定電極を囲み同心円状に設
けられたガード電極と、前記移動電極層と前記半導体基
板との間の浮遊容量が小さくなるように前記移動電極層
に不純物が拡散されて形成され該移動電極層の前記固定
電極と前記ガード電極とに対向する所要部分のみを囲み
残された他の移動電極層から絶縁するリング状の絶縁層
を具備したことを特徴とする半導体容敬形圧力センサを
構成して、半導体基板と移動電極との間の浮遊容量を小
さくするようにして周囲温度の変化の影響を少なくした
ものである。
−と、前記半導体基板にエ ピタキシャル成長によって形成された移動電極層 １と
、該移動電極層に対向して設けられ該移動電極層と可変
静電容量を構成する固定電極とを具備する半導体容量膨
圧力センサにおいて、前記固定電極を囲み同心円状に設
けられたガード電極と、前記移動電極層と前記半導体基
板との間の浮遊容量が小さくなるように前記移動電極層
に不純物が拡散されて形成され該移動電極層の前記固定
電極と前記ガード電極とに対向する所要部分のみを囲み
残された他の移動電極層から絶縁するリング状の絶縁層
を具備したことを特徴とする半導体容敬形圧力センサを
構成して、半導体基板と移動電極との間の浮遊容量を小
さくするようにして周囲温度の変化の影響を少なくした
ものである。
以下、本発明の実施例について説明する。
第３図、第４図は、本発明の一実施例の構成説明図で、
第３図は正面図、第４図は側断面図である。
第３図は正面図、第４図は側断面図である。
図において、１はＰｆｆｌシリコン単結晶の半導体基板
である。１１は基板１に設けられ測定圧力Ｐｍが導入さ
れる圧力導入孔である。２は基板１にＮ型シリコン単結
晶膜をエピタキシャル成長させたエピタキシャル成長層
で、移動電極層を構成する。
である。１１は基板１に設けられ測定圧力Ｐｍが導入さ
れる圧力導入孔である。２は基板１にＮ型シリコン単結
晶膜をエピタキシャル成長させたエピタキシャル成長層
で、移動電極層を構成する。
３は透明なパイレックスガラスよシなる絶縁カッ（−で
、エピタキシャル成長層２に陽極接続されてイル。２１
はエピタキシャル成長層２の圧力導入孔１１に対向する
位置に設けられ、絶縁カバー３と基準室２２を構成し、
基準圧力Ｐ。の導入される凹部である。４１は絶縁カバ
ー３の、基準室２２に面する面に設けられた固定電極で
ある。４２は絶縁カバー３に設けられ固定電極４１と同
心円状に設けられた比較電極である。比較電極４２は固
定電極４１による検出値に対する温度補償等のために用
いられる。４３は絶縁カバー３に設けられ、固定電極４
１と比較電極４２を囲んで設けられたガード電極で、固
定電極４１、比較電極４２における浮遊容量の検出を防
止するものである。５はエピタキシャル成長層２の固定
電極４１と比較電極４２とガード電極４３とに対向する
必要最小限部分を囲み、残された他のエピタキシャル層
２から絶縁し移動電極２５を構成するリング状の絶縁層
である。絶縁層５はエピタキシャル層２と半４体基板１
との間の浮遊容量Ｃ８が小さくなるように構成されてい
る。絶縁層５はエピタキシャル層２に不純物が拡散され
てＰ型半導体として形成されている。２４は移動電極２
３と半導体基板１との！気的接続抵抗を少なくするため
に設けられたｎ＋層である。５ｏは絶縁層５に設けられ
た突部で、移動電極２３をアルミニウム材よりなるパッ
ド６を介して、絶縁カバー３に設けられたり−ド５４に
接続するために構成されたものである。５１．５２゜５
３は、それぞれ、固定電極４１．比較電極４２．ガード
電極４５に接続されたリードである。６１．６２．６５
゜６４は、それぞれ、リード５１．５２ 、５５ 、５
４に接続さの厚さに管理された酸化シリコン膜（８１０
２）が用いられている。７２はエピタキシャル層２の外
気接触部分を保護する保設膜で、この場合は、窒化ケイ
素膜（Ｓｉ３Ｎ４）が用いられている。８は半導体基板
１の圧力導入孔１１の設けられている側に取付けられた
、この場合は、透明なパイレックスガラスよりなる絶縁
カバーである。
、エピタキシャル成長層２に陽極接続されてイル。２１
はエピタキシャル成長層２の圧力導入孔１１に対向する
位置に設けられ、絶縁カバー３と基準室２２を構成し、
基準圧力Ｐ。の導入される凹部である。４１は絶縁カバ
ー３の、基準室２２に面する面に設けられた固定電極で
ある。４２は絶縁カバー３に設けられ固定電極４１と同
心円状に設けられた比較電極である。比較電極４２は固
定電極４１による検出値に対する温度補償等のために用
いられる。４３は絶縁カバー３に設けられ、固定電極４
１と比較電極４２を囲んで設けられたガード電極で、固
定電極４１、比較電極４２における浮遊容量の検出を防
止するものである。５はエピタキシャル成長層２の固定
電極４１と比較電極４２とガード電極４３とに対向する
必要最小限部分を囲み、残された他のエピタキシャル層
２から絶縁し移動電極２５を構成するリング状の絶縁層
である。絶縁層５はエピタキシャル層２と半４体基板１
との間の浮遊容量Ｃ８が小さくなるように構成されてい
る。絶縁層５はエピタキシャル層２に不純物が拡散され
てＰ型半導体として形成されている。２４は移動電極２
３と半導体基板１との！気的接続抵抗を少なくするため
に設けられたｎ＋層である。５ｏは絶縁層５に設けられ
た突部で、移動電極２３をアルミニウム材よりなるパッ
ド６を介して、絶縁カバー３に設けられたり−ド５４に
接続するために構成されたものである。５１．５２゜５
３は、それぞれ、固定電極４１．比較電極４２．ガード
電極４５に接続されたリードである。６１．６２．６５
゜６４は、それぞれ、リード５１．５２ 、５５ 、５
４に接続さの厚さに管理された酸化シリコン膜（８１０
２）が用いられている。７２はエピタキシャル層２の外
気接触部分を保護する保設膜で、この場合は、窒化ケイ
素膜（Ｓｉ３Ｎ４）が用いられている。８は半導体基板
１の圧力導入孔１１の設けられている側に取付けられた
、この場合は、透明なパイレックスガラスよりなる絶縁
カバーである。
以上の構成において、移動電極２３はエピタキシャル層
２のうち固定電極４１と比較電極４２とガード電極４３
とに対向する必要最小限部分のみで構成されるように、
絶縁層５により区切られ、エピタキシャル層２の他の部
分から絶縁されているので、エピタキシャル層２と半導
体基板１との間の浮遊容量Ｃ８を小さくすることができ
る。したがって、周囲温度の変化の影響が少ない半導体
容量膨圧力センサを得ることができる。
２のうち固定電極４１と比較電極４２とガード電極４３
とに対向する必要最小限部分のみで構成されるように、
絶縁層５により区切られ、エピタキシャル層２の他の部
分から絶縁されているので、エピタキシャル層２と半導
体基板１との間の浮遊容量Ｃ８を小さくすることができ
る。したがって、周囲温度の変化の影響が少ない半導体
容量膨圧力センサを得ることができる。
更に、移動電極２３の表面には移動電極２５と固定電極
４１との間の電極間の誘電率とほぼ等しく、かつ絶縁性
が高い誘電体膜７１が形成されているので、可変静電容
量電極としての機能を損わずに、固定電極４１と移動電
極２３間の直流抵抗に影響を受けないものが得られる。
４１との間の電極間の誘電率とほぼ等しく、かつ絶縁性
が高い誘電体膜７１が形成されているので、可変静電容
量電極としての機能を損わずに、固定電極４１と移動電
極２３間の直流抵抗に影響を受けないものが得られる。
なお、本発明は、ガード電極４３を使用した、いわゆる
三端子構造の静電容量検出方式、を採用したものである
。
三端子構造の静電容量検出方式、を採用したものである
。
以上説明したように、本発明によれば、周囲温度の変化
の影響が少ない半導体容量膨圧力センナを実現すること
ができる。
の影響が少ない半導体容量膨圧力センナを実現すること
ができる。
第１図、第２図は従来より一般に使用されている従来例
の構成説明図で、第１図は平面図、第２図は側断面図、
第３図、第４図は本発明の一実施例の構成説明図で、第
３図は正面図、第４図は側断面図である。 １・・・半導体基板、１１・・・圧力導入孔、２・・・
エピタキシャル成長層、２１・・・凹部、２２・・・基
準室、２３・・・移動電極、２４・・・ｎ十層、３・・
・絶縁カバー、４１・・・固定電極、４２・・・比較電
極、４５・・・ガード電極、５・・・絶縁層、５０・・
・突部、５１．５２． ５３． ５４・・・リード、６
・・・パッド、６１ 、６２．６３．６４・・・外部端
子、７１・・・強誘電体膜、７２・・・保護膜、８・・
・絶縁カバー〇 １４７
の構成説明図で、第１図は平面図、第２図は側断面図、
第３図、第４図は本発明の一実施例の構成説明図で、第
３図は正面図、第４図は側断面図である。 １・・・半導体基板、１１・・・圧力導入孔、２・・・
エピタキシャル成長層、２１・・・凹部、２２・・・基
準室、２３・・・移動電極、２４・・・ｎ十層、３・・
・絶縁カバー、４１・・・固定電極、４２・・・比較電
極、４５・・・ガード電極、５・・・絶縁層、５０・・
・突部、５１．５２． ５３． ５４・・・リード、６
・・・パッド、６１ 、６２．６３．６４・・・外部端
子、７１・・・強誘電体膜、７２・・・保護膜、８・・
・絶縁カバー〇 １４７
Claims (1)
- （１）半導体基板と、前記半導体基板にエピタキシャル
成長によって形成された移動電極層と、該移動電極層に
対向して設けられ該移動電極層と可変静電容嫡を構成す
る固定電極とを具備する半導体容量膨圧力センサにおい
て、前記固定電極を囲み同心円状に設けられたガード電
極と、前記移動電極層と前記半導体基板との間の浮遊容
量が小さくなるように前記移動電極層に不純物が拡散さ
れて形成され該移動電極層の前記固定電極と前記ガード
電極とに対向する所要部分のみを囲み残された他の移動
電極層から絶縁するリング状の絶縁層とを具備したこと
を特徴とする半導体容敏形圧性の高い絶縁被膜で覆った
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体容
量膨圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11943783A JPS6011128A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 半導体容量形圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11943783A JPS6011128A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 半導体容量形圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6011128A true JPS6011128A (ja) | 1985-01-21 |
| JPH0420130B2 JPH0420130B2 (ja) | 1992-03-31 |
Family
ID=14761394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11943783A Granted JPS6011128A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 半導体容量形圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6011128A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63305229A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-12-13 | バイサラ・オーワイ | 圧力変換器のためのコンデンサー構造 |
| JPS642080U (ja) * | 1987-06-19 | 1989-01-09 | ||
| US5311732A (en) * | 1991-10-16 | 1994-05-17 | Zinser Textilmaschinen Gmbh | Apparatus for cleaning reserve surfaces of ring-spinning spindles |
| US5479770A (en) * | 1993-12-15 | 1996-01-02 | Zinser Textilmaschinen Gmbh | Cleaning reserve surfaces of ring-spinning or -twisting spindles |
| US5579630A (en) * | 1994-07-25 | 1996-12-03 | Fratelli Marzoli & C. S.P.A. | Device for eliminating the yarn reserve wound on spinning or twisting machine spindles |
| US5884469A (en) * | 1996-07-04 | 1999-03-23 | Zinser Textilmaschinen Gmbh | Ring-spinning machine with traveling underwind-residue remover |
| CN105067159A (zh) * | 2015-07-22 | 2015-11-18 | 上海交通大学 | 一种电容式压力传感器及其制备方法 |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP11943783A patent/JPS6011128A/ja active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63305229A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-12-13 | バイサラ・オーワイ | 圧力変換器のためのコンデンサー構造 |
| JPS642080U (ja) * | 1987-06-19 | 1989-01-09 | ||
| JPH0426458Y2 (ja) * | 1987-06-19 | 1992-06-25 | ||
| US5311732A (en) * | 1991-10-16 | 1994-05-17 | Zinser Textilmaschinen Gmbh | Apparatus for cleaning reserve surfaces of ring-spinning spindles |
| US5479770A (en) * | 1993-12-15 | 1996-01-02 | Zinser Textilmaschinen Gmbh | Cleaning reserve surfaces of ring-spinning or -twisting spindles |
| US5579630A (en) * | 1994-07-25 | 1996-12-03 | Fratelli Marzoli & C. S.P.A. | Device for eliminating the yarn reserve wound on spinning or twisting machine spindles |
| US5884469A (en) * | 1996-07-04 | 1999-03-23 | Zinser Textilmaschinen Gmbh | Ring-spinning machine with traveling underwind-residue remover |
| CN105067159A (zh) * | 2015-07-22 | 2015-11-18 | 上海交通大学 | 一种电容式压力传感器及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0420130B2 (ja) | 1992-03-31 |
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