JPS6122874B2 - - Google Patents
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- JPS6122874B2 JPS6122874B2 JP53039191A JP3919178A JPS6122874B2 JP S6122874 B2 JPS6122874 B2 JP S6122874B2 JP 53039191 A JP53039191 A JP 53039191A JP 3919178 A JP3919178 A JP 3919178A JP S6122874 B2 JPS6122874 B2 JP S6122874B2
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体圧力変換器の製造方法に係り、
特に耐環境性に優れた絶対圧形の半導体圧力変換
器の製造方法に関する。
特に耐環境性に優れた絶対圧形の半導体圧力変換
器の製造方法に関する。
自動車エンジン用センサとして圧力変換器を用
いる場合の例としては、大気圧と吸気管の圧力差
を電気信号に変換しその入力で電子燃料噴射装置
の燃料噴射量を制御したり、電子進角装置の進角
を制御してエンジンの燃焼状態を最適に維持する
方法などその用途は多種多様である。ところで、
従来の半導体圧力変換器はゲージ抵抗部すなわち
p−n接合部が測定雰囲気中たとえば高温高湿の
大気、ガソリン雰囲気、排気ガス等にさらされる
ため、ゲージ抵抗特性の劣化、p−n接合部の電
気絶縁特性の劣化等を起こしやすい。この対策と
して、米国特許第3595719号明細書に記載される
陽極式結合法により、不純物拡散側シリコンダイ
ヤフラム上のパツシベーシヨン用二酸化珪素と有
底穴を有するシリコンと熱膨張係数の類似した硼
珪酸塩ガラスよりなるカバー部材を接着し、ゲー
ジ抵抗部を真空中または不活性ガス雰囲気中とす
る方法がある。しかし、この方法ではダイヤフラ
ム基板をn形、不純物拡散側をp形に形成してシ
リコンダイヤフラム側を陽極、硼珪酸塩ガラスよ
りなるカバー部材側を陰極とし、加熱しながら高
電圧を印加して陽極結合を行なうのでダイヤフラ
ム上のp−n接合部に高電圧がかかるため接合特
性が悪くなり電気絶縁特性が劣化する欠点があつ
た。
いる場合の例としては、大気圧と吸気管の圧力差
を電気信号に変換しその入力で電子燃料噴射装置
の燃料噴射量を制御したり、電子進角装置の進角
を制御してエンジンの燃焼状態を最適に維持する
方法などその用途は多種多様である。ところで、
従来の半導体圧力変換器はゲージ抵抗部すなわち
p−n接合部が測定雰囲気中たとえば高温高湿の
大気、ガソリン雰囲気、排気ガス等にさらされる
ため、ゲージ抵抗特性の劣化、p−n接合部の電
気絶縁特性の劣化等を起こしやすい。この対策と
して、米国特許第3595719号明細書に記載される
陽極式結合法により、不純物拡散側シリコンダイ
ヤフラム上のパツシベーシヨン用二酸化珪素と有
底穴を有するシリコンと熱膨張係数の類似した硼
珪酸塩ガラスよりなるカバー部材を接着し、ゲー
ジ抵抗部を真空中または不活性ガス雰囲気中とす
る方法がある。しかし、この方法ではダイヤフラ
ム基板をn形、不純物拡散側をp形に形成してシ
リコンダイヤフラム側を陽極、硼珪酸塩ガラスよ
りなるカバー部材側を陰極とし、加熱しながら高
電圧を印加して陽極結合を行なうのでダイヤフラ
ム上のp−n接合部に高電圧がかかるため接合特
性が悪くなり電気絶縁特性が劣化する欠点があつ
た。
本発明の目的は、耐環境性および電気絶縁特性
の優れた半導体圧力変換器の製造方法を提供する
にある。
の優れた半導体圧力変換器の製造方法を提供する
にある。
本発明は、不純物拡散側シリコンダイヤフラム
上に、パツシベーシヨン膜、導電性の薄膜を順次
形成し、この薄膜とカバー部材に高電圧を印加し
て陽極結合を行なうようにしたものである。
上に、パツシベーシヨン膜、導電性の薄膜を順次
形成し、この薄膜とカバー部材に高電圧を印加し
て陽極結合を行なうようにしたものである。
本発明の一実施例を第1図の平面図、および第
2図の一部断面図にしたがつて説明する。シリコ
ンダイヤフラム1は厚肉の固定部と薄肉の受圧部
より構成され、その導電形はn形である。その片
側に導電形p形の不純物を拡散してゲージ抵抗2
を形成し、その一端にAlまたはTi−pt−Au等の
耐食性のある電極3を蒸着またはスパツタリング
により形成する。一方、シリコンダイヤフラム1
上に二酸化珪素薄層より成るパツシベーシヨン膜
4を形成する。この膜4は、後述のカバー部材を
陽極結合によりダイヤフラム1に接着する時の高
電圧によるp−n接合への影響を除くために用い
られている。パツシベーシヨン膜4の上に、電極
部を除くようにシリコンまたはAl,Ti,Pt,
Pd,Be等の導電度の十分高い金属薄膜5をスパ
ツタリング、気相成長法、または蒸着により形成
する。この金属薄膜5は、上述の絶縁性のパツシ
ベーシヨン膜4に絶縁性のカバー部材を陽極結合
法により接合するための中間部材として用いられ
る。なぜならば、陽極結合法は、絶縁物と導体の
接合のみ適用可能だからである。この場合、シリ
コンを形成した場合パツシベーシヨン用二酸化珪
素薄層を両側からシリコンが対称に挾む形となり
熱膨張係数の相異によるシリコンダイヤフラム1
の初期たわみを軽減できるので基準点の温度特性
を向上でき、また二酸化珪素への密着性も良いた
めシリコンが最も適している。この金属薄膜5を
陽極に接続し、密閉室6を作るためのカバー部材
7すなわち一部に有底穴と電極取出用の貫通孔8
を有し、かつ結合性および温度特性向上のためダ
イヤフラムの材質すなわちシリコンと熱膨張係数
が類似した硼珪酸塩ガラスを陰極に接続し、高温
雰囲気中で高電圧を加えて真空中または不活性ガ
ス中で陽極結合を行なう。一方、電極3の材料は
たとえばAlまたは耐食性を有するTi−Pt−Au等
とし、貫通孔8にキヤピラリを挿入して直接、電
極3に金線9等を超音波ボールボンデイングす
る。
2図の一部断面図にしたがつて説明する。シリコ
ンダイヤフラム1は厚肉の固定部と薄肉の受圧部
より構成され、その導電形はn形である。その片
側に導電形p形の不純物を拡散してゲージ抵抗2
を形成し、その一端にAlまたはTi−pt−Au等の
耐食性のある電極3を蒸着またはスパツタリング
により形成する。一方、シリコンダイヤフラム1
上に二酸化珪素薄層より成るパツシベーシヨン膜
4を形成する。この膜4は、後述のカバー部材を
陽極結合によりダイヤフラム1に接着する時の高
電圧によるp−n接合への影響を除くために用い
られている。パツシベーシヨン膜4の上に、電極
部を除くようにシリコンまたはAl,Ti,Pt,
Pd,Be等の導電度の十分高い金属薄膜5をスパ
ツタリング、気相成長法、または蒸着により形成
する。この金属薄膜5は、上述の絶縁性のパツシ
ベーシヨン膜4に絶縁性のカバー部材を陽極結合
法により接合するための中間部材として用いられ
る。なぜならば、陽極結合法は、絶縁物と導体の
接合のみ適用可能だからである。この場合、シリ
コンを形成した場合パツシベーシヨン用二酸化珪
素薄層を両側からシリコンが対称に挾む形となり
熱膨張係数の相異によるシリコンダイヤフラム1
の初期たわみを軽減できるので基準点の温度特性
を向上でき、また二酸化珪素への密着性も良いた
めシリコンが最も適している。この金属薄膜5を
陽極に接続し、密閉室6を作るためのカバー部材
7すなわち一部に有底穴と電極取出用の貫通孔8
を有し、かつ結合性および温度特性向上のためダ
イヤフラムの材質すなわちシリコンと熱膨張係数
が類似した硼珪酸塩ガラスを陰極に接続し、高温
雰囲気中で高電圧を加えて真空中または不活性ガ
ス中で陽極結合を行なう。一方、電極3の材料は
たとえばAlまたは耐食性を有するTi−Pt−Au等
とし、貫通孔8にキヤピラリを挿入して直接、電
極3に金線9等を超音波ボールボンデイングす
る。
さらに、耐食性の向上やマイグレーシヨンを防
止するため、貫通孔および電極部にたとえばシリ
コンゲルまたはRTV等の樹脂10をコーテイン
グすると良い。
止するため、貫通孔および電極部にたとえばシリ
コンゲルまたはRTV等の樹脂10をコーテイン
グすると良い。
一方、シリコンダイヤフラム1の抵抗拡散側と
反対の固定部に、前記カバー部材7と同様の材質
からなるパイプ11を陽極結合法により接着し圧
力導入部を形成する。
反対の固定部に、前記カバー部材7と同様の材質
からなるパイプ11を陽極結合法により接着し圧
力導入部を形成する。
また金線9の他端は第3図の圧力変換器の断面
図に示すように、副基板12の電極にワイヤボン
デイングし、リードフレーム13を通してオペア
ンプ14を有する回路側の主基板15に電気的に
接続する。
図に示すように、副基板12の電極にワイヤボン
デイングし、リードフレーム13を通してオペア
ンプ14を有する回路側の主基板15に電気的に
接続する。
一方、副基板12にチユーブ16を樹脂接着し
パイプ11を保持している。かつ副基板12に主
基板15を樹脂接着し固定し、この主基板15に
端子17を電気的に接続し、最終電気信号を取出
す。
パイプ11を保持している。かつ副基板12に主
基板15を樹脂接着し固定し、この主基板15に
端子17を電気的に接続し、最終電気信号を取出
す。
本構成によれば、真空すなわち絶対圧を基準と
する、圧力導入管内の被測定圧力との圧力差をピ
エゾ効果により電気信号に変換でき、その出力を
たとえばマイクロコンピユータに入力して電子燃
料噴射装置の噴射量を制御したり、電子進角装置
の進角を制御して、最適なエンジン状態を維持
し、排気ガスの浄化、および燃費向上に寄与し得
る。
する、圧力導入管内の被測定圧力との圧力差をピ
エゾ効果により電気信号に変換でき、その出力を
たとえばマイクロコンピユータに入力して電子燃
料噴射装置の噴射量を制御したり、電子進角装置
の進角を制御して、最適なエンジン状態を維持
し、排気ガスの浄化、および燃費向上に寄与し得
る。
本発明の一実施例によれば、ゲージ抵抗の雰囲
気が真空または不活性のため、ゲージ抵抗特性お
よびp−n接合部の電気絶縁特性は劣化しない。
気が真空または不活性のため、ゲージ抵抗特性お
よびp−n接合部の電気絶縁特性は劣化しない。
また、陽極結合時もp−n接合部に逆電圧が印
加されないため、接合部の電気絶縁特性は良好で
ある。また、シリコンダイヤフラム上の二酸化珪
素上にシリコンを形成することにより、熱膨張係
数の相異からひずみによる温度変化に対する基準
点の変動を緩和できる。
加されないため、接合部の電気絶縁特性は良好で
ある。また、シリコンダイヤフラム上の二酸化珪
素上にシリコンを形成することにより、熱膨張係
数の相異からひずみによる温度変化に対する基準
点の変動を緩和できる。
本発明の一実施例では、チツプ状での陽極結合
による構造を例としたが、ウエーハ状で陽極結合
を行なつてからペレタイズしても本発明を適用で
き量産性をさらに向上できることはあきらかであ
る。
による構造を例としたが、ウエーハ状で陽極結合
を行なつてからペレタイズしても本発明を適用で
き量産性をさらに向上できることはあきらかであ
る。
本発明によれば、耐環境性および電気絶縁特性
の優れた半導体圧力変換器の製造方法を提供し得
る効果がある。
の優れた半導体圧力変換器の製造方法を提供し得
る効果がある。
第1図は本発明の一実施例を示す受圧部付近の
平面図、第2図は一部断面図、第3図は圧力変換
器の断面図である。 1……シリコンダイヤフラム、4……パツシベ
ーシヨン膜、5……金属薄膜、6……真空室、7
……カバー部材。
平面図、第2図は一部断面図、第3図は圧力変換
器の断面図である。 1……シリコンダイヤフラム、4……パツシベ
ーシヨン膜、5……金属薄膜、6……真空室、7
……カバー部材。
Claims (1)
- 1 (a)半導体ダイヤフラム上にピエゾ抵抗を形成
するステツプと、(b)少くともこのピエゾ抵抗上に
絶縁性のパツシベイシヨン膜を形成するステツプ
と、(c)このパツシベイシヨン膜上に導電性の高い
材料より成る薄層を形成するステツプと、(d)この
薄層上に前記ダイヤフラムを熱膨張係数が類似す
る材質の絶縁体からなるカバー部材を載せ、この
カバー部材と前記薄層間に高電圧を印加し、陽極
結合法により接着し、上記半導体ダイヤフラムと
上記カバー部材の間に密閉空間を形成したことを
特徴とする半導体圧力変換器の製造方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3919178A JPS54131892A (en) | 1978-04-05 | 1978-04-05 | Semiconductor pressure converter |
FR7907650A FR2422261A1 (fr) | 1978-04-05 | 1979-03-27 | Transducteur de pression absolue semi-conducteur et procede de fabrication |
GB7911549A GB2019648B (en) | 1978-04-05 | 1979-04-03 | Semiconductor pressure transducer and method of assembly thereof |
US06/027,157 US4295115A (en) | 1978-04-05 | 1979-04-04 | Semiconductor absolute pressure transducer assembly and method |
CA324,878A CA1131759A (en) | 1978-04-05 | 1979-04-04 | Semiconductor absolute pressure transducer assembly and method |
DE2913772A DE2913772C3 (de) | 1978-04-05 | 1979-04-05 | Halbleiter-Druckwandler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3919178A JPS54131892A (en) | 1978-04-05 | 1978-04-05 | Semiconductor pressure converter |
Publications (2)
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---|---|
JPS54131892A JPS54131892A (en) | 1979-10-13 |
JPS6122874B2 true JPS6122874B2 (ja) | 1986-06-03 |
Family
ID=12546215
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Country Status (6)
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---|---|
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- 1978-04-05 JP JP3919178A patent/JPS54131892A/ja active Granted
-
1979
- 1979-03-27 FR FR7907650A patent/FR2422261A1/fr active Granted
- 1979-04-03 GB GB7911549A patent/GB2019648B/en not_active Expired
- 1979-04-04 US US06/027,157 patent/US4295115A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-04-04 CA CA324,878A patent/CA1131759A/en not_active Expired
- 1979-04-05 DE DE2913772A patent/DE2913772C3/de not_active Expired
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