JPS6154269B2 - - Google Patents
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- JPS6154269B2 JPS6154269B2 JP55020440A JP2044080A JPS6154269B2 JP S6154269 B2 JPS6154269 B2 JP S6154269B2 JP 55020440 A JP55020440 A JP 55020440A JP 2044080 A JP2044080 A JP 2044080A JP S6154269 B2 JPS6154269 B2 JP S6154269B2
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- resistance
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Classifications
-
- 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
- G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
- G01L9/0052—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements
- G01L9/0054—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements integral with a semiconducting diaphragm
-
- 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
- G01L9/02—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 by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
- G01L9/06—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 by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices
- G01L9/065—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 by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices with temperature compensating means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体ストレンゲージに関し、特に
抵抗体を不純物濃度の異なる少なくとも二種類の
抵抗部で形成し、各抵抗部の温度係数の差異を利
用して零点温度補償を容易かつ確実化しうる半導
体ストレンゲージを提供するものである。
抵抗体を不純物濃度の異なる少なくとも二種類の
抵抗部で形成し、各抵抗部の温度係数の差異を利
用して零点温度補償を容易かつ確実化しうる半導
体ストレンゲージを提供するものである。
先ず、第１図および第２図を参照して、従来の
半導体ストレンゲージの構造を説明する。
半導体ストレンゲージの構造を説明する。
第１図および第２図において、基体１２の主面
１２Ａ上には拡散工程により４個の抵抗体G1，
G2，G3およびG4が形成されている。該主面とは
反対側の面１２Ｂはエンチングあるいは機械加工
され、前記各抵抗体を含む領域にダイヤフラム１
２Ｃが、該ダイヤフラム外側の周辺部には基体１
２を他の物体に固定するための固定部１４がそれ
ぞれ形成されている。
１２Ａ上には拡散工程により４個の抵抗体G1，
G2，G3およびG4が形成されている。該主面とは
反対側の面１２Ｂはエンチングあるいは機械加工
され、前記各抵抗体を含む領域にダイヤフラム１
２Ｃが、該ダイヤフラム外側の周辺部には基体１
２を他の物体に固定するための固定部１４がそれ
ぞれ形成されている。
各抵抗体G1〜G4は、導体C1〜C4を介してそれ
ぞれのコンタクト部D1〜D4に接続されている。
これらのコンタクト部は各抵抗体を外部回路へ接
続するためのものである（特開昭55―22125号公
報参照）。
ぞれのコンタクト部D1〜D4に接続されている。
これらのコンタクト部は各抵抗体を外部回路へ接
続するためのものである（特開昭55―22125号公
報参照）。
しかして、従来の半導体ストンゲージにあつて
は、前記抵抗体G1，G2，G3およびG4は一回の拡
散工程によつて形成され、全て（４個とも）実質
的に同一の不純物プロフイールで形成されてい
た。また、各コンタクト部、例えばD1，D1から
見た抵抗値は他の抵抗体のコンタクト部から見た
抵抗値と実質的に等しくされている。なお、前記
各抵抗体G1，G2，G3，G4は反対導電型の半導体
素子によつて構成されている。
は、前記抵抗体G1，G2，G3およびG4は一回の拡
散工程によつて形成され、全て（４個とも）実質
的に同一の不純物プロフイールで形成されてい
た。また、各コンタクト部、例えばD1，D1から
見た抵抗値は他の抵抗体のコンタクト部から見た
抵抗値と実質的に等しくされている。なお、前記
各抵抗体G1，G2，G3，G4は反対導電型の半導体
素子によつて構成されている。
このような構造の半導体ストレンゲージは、圧
力等の作用力を受けるとそのダイヤフラム１２Ｃ
が撓み、該ダイヤフラム部の主面１２Ａに拡散形
成された各抵抗体G1〜G4に歪みが生じそれらの
抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を電気信号
として取出すことにより圧力等の作用力を測定す
ることができる。
力等の作用力を受けるとそのダイヤフラム１２Ｃ
が撓み、該ダイヤフラム部の主面１２Ａに拡散形
成された各抵抗体G1〜G4に歪みが生じそれらの
抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を電気信号
として取出すことにより圧力等の作用力を測定す
ることができる。
第３図は、半導体ストレンゲージ１０に作用す
る力（圧力等）を電気信号に変換する回路を示す
図である。
る力（圧力等）を電気信号に変換する回路を示す
図である。
半導体ストレンゲージ１０内の複数個の抵抗体
G1，G2，G3，G4によつて構成されたブリツジに
励起電流Ｉが供給されると、ブリツジ出力v0は増
巾器A1，A2，A3で構成された高入力インピーダ
ンス差動増巾回路によつて所定の増巾がなされ、
出力信号V0が発せられる。
G1，G2，G3，G4によつて構成されたブリツジに
励起電流Ｉが供給されると、ブリツジ出力v0は増
巾器A1，A2，A3で構成された高入力インピーダ
ンス差動増巾回路によつて所定の増巾がなされ、
出力信号V0が発せられる。
図示の例では、直列接続された抵抗体G1，G2
と直列接続された抵抗体G4，G3とを並列に接続
し、これに励起電流Ｉが流される。ブリツジ出力
v0は抵抗体G1，G2間の点y0と抵抗体G4，G3間の
点x0との間の電圧として取り出されており、この
ブリツジ出力v0は圧力が零（零点）の時零になる
ことを目標として設定される。
と直列接続された抵抗体G4，G3とを並列に接続
し、これに励起電流Ｉが流される。ブリツジ出力
v0は抵抗体G1，G2間の点y0と抵抗体G4，G3間の
点x0との間の電圧として取り出されており、この
ブリツジ出力v0は圧力が零（零点）の時零になる
ことを目標として設定される。
ところで、前記４個の抵抗体G1，G2，G3，G4
の抵抗値は、設計上で全て等しくしてあるけれど
も、拡散プロセスでこれらを完全に等しくするこ
とは困難であり製品またはロツトによつてばらつ
きが生じる。このため、圧力零時のブリツジ出力
v0すなわち零点は製品間で多少の差が生ずるとに
なる。零点は、温度が変化するとほぼ各抵抗体
G1，G2，G3，G4の温度係数に従つて変化する。
このことは定電流励起の場合に特に顕著であるこ
とが知られている。
の抵抗値は、設計上で全て等しくしてあるけれど
も、拡散プロセスでこれらを完全に等しくするこ
とは困難であり製品またはロツトによつてばらつ
きが生じる。このため、圧力零時のブリツジ出力
v0すなわち零点は製品間で多少の差が生ずるとに
なる。零点は、温度が変化するとほぼ各抵抗体
G1，G2，G3，G4の温度係数に従つて変化する。
このことは定電流励起の場合に特に顕著であるこ
とが知られている。
第４図は、第１図に示した従来の半導体ストレ
ンゲージの零点（圧力零時のブリツジ出力v0）の
温度に対する変化の状態を例示する図表である。
この例は、各抵抗体G1，G2，G3，G4の最高不純
物濃度が１cm3当り１×1018で抵抗値が2KΩであ
り、かつ励起電流Ｉが1mAの場合である。
ンゲージの零点（圧力零時のブリツジ出力v0）の
温度に対する変化の状態を例示する図表である。
この例は、各抵抗体G1，G2，G3，G4の最高不純
物濃度が１cm3当り１×1018で抵抗値が2KΩであ
り、かつ励起電流Ｉが1mAの場合である。
第４図中の曲線２２は、基準温度（例えば20
℃）で零点v0が正の値を有する半導体ストレンゲ
ージの零点変化特性を示し、曲線２４は基準温度
で零点v0が負の値を有する半導体ストレンゲージ
の零点変化特性を示す。もつとも、設計上では、
各抵抗体G1〜G4の抵抗値を完全に等しくし零点
v0も温度に関係なく零にすることを目標とする
が、前述の如く拡散プロセスのばらつきにより製
品によつては第４図の如く零点v0が正になつたり
負になつたりする。
℃）で零点v0が正の値を有する半導体ストレンゲ
ージの零点変化特性を示し、曲線２４は基準温度
で零点v0が負の値を有する半導体ストレンゲージ
の零点変化特性を示す。もつとも、設計上では、
各抵抗体G1〜G4の抵抗値を完全に等しくし零点
v0も温度に関係なく零にすることを目標とする
が、前述の如く拡散プロセスのばらつきにより製
品によつては第４図の如く零点v0が正になつたり
負になつたりする。
しかして、従来の半導体では、各抵抗体G1〜
G4を一種類の不純物プロフイールで形成してい
たので、各抵抗体とも同じ温度係数を有してい
た。このため、基準温度（例えば20℃）で零点v0
が正の場合は、温度変化に伴なう零（v0）変化が
曲線２２の如く正の勾配となり、一方基準温度で
零点が負の場合は、温度変化に伴なう零点変変化
が曲線２４の如く負の勾配となる。すなわち、従
来の半導体ストレンゲージでは零点の正負により
零点変化の勾配が異なつていた。
G4を一種類の不純物プロフイールで形成してい
たので、各抵抗体とも同じ温度係数を有してい
た。このため、基準温度（例えば20℃）で零点v0
が正の場合は、温度変化に伴なう零（v0）変化が
曲線２２の如く正の勾配となり、一方基準温度で
零点が負の場合は、温度変化に伴なう零点変変化
が曲線２４の如く負の勾配となる。すなわち、従
来の半導体ストレンゲージでは零点の正負により
零点変化の勾配が異なつていた。
したがつて、従来の半導体ストレンゲージで
は、温度に対する零点変化をフラツト化して零点
の温度補償を行なうためには各製品に対して次の
ような作業が必要であつた。
は、温度に対する零点変化をフラツト化して零点
の温度補償を行なうためには各製品に対して次の
ような作業が必要であつた。
すなわち、第３図において、抵抗R5と電源E1
からなる補償回路２６を零点v0の負または正に応
じて、増巾器A1または増巾器A2のマイナス側x1
またはx2に接続する必要があつた。
からなる補償回路２６を零点v0の負または正に応
じて、増巾器A1または増巾器A2のマイナス側x1
またはx2に接続する必要があつた。
すなわち、零点v0が第４図中の曲線２２の如く
正の場合は補償回路２６を点x2に接続する必要が
あり、曲線２４の如く負の場合は補償回路２６を
点x1に接続する必要があつた。その理由を以下に
説明する。
正の場合は補償回路２６を点x2に接続する必要が
あり、曲線２４の如く負の場合は補償回路２６を
点x1に接続する必要があつた。その理由を以下に
説明する。
零点v0が正の場合は、基準温度（例えば20℃）
においてy0の電位を補償回路２６の電源E1の電
位と等しくすると、基準温度では補償回路（抵抗
R5）に電流が流れない。かかる状態から温度が上
昇すると、半導体ストレンゲージ１０の各抵抗体
G1，G2，G3，G4の抵抗値が例えば100℃当り25％
の割合で増加するため点y0の電位も上昇し、必然
的に点x2の電位も上昇しなければならない。この
ため、補償回路２６内で抵抗R5から電源E1へ向
う方向に電流が流れ、点x2の電位が上昇すること
になる。
においてy0の電位を補償回路２６の電源E1の電
位と等しくすると、基準温度では補償回路（抵抗
R5）に電流が流れない。かかる状態から温度が上
昇すると、半導体ストレンゲージ１０の各抵抗体
G1，G2，G3，G4の抵抗値が例えば100℃当り25％
の割合で増加するため点y0の電位も上昇し、必然
的に点x2の電位も上昇しなければならない。この
ため、補償回路２６内で抵抗R5から電源E1へ向
う方向に電流が流れ、点x2の電位が上昇すること
になる。
この点x2から抵抗R5および電源E1を通して流
れる電流は増巾器A2から抵抗R2を通して流れる
ため、温度上昇に伴ない該増巾器A2の零点出力
が増加することになる。したがつて、補償回路２
６の抵抗R5の値を適当に設定することにより、
第４図中の曲線２２の如き零点の増加勾配を打消
してこれをフラツト化することにより零点補償を
行なうことができる。
れる電流は増巾器A2から抵抗R2を通して流れる
ため、温度上昇に伴ない該増巾器A2の零点出力
が増加することになる。したがつて、補償回路２
６の抵抗R5の値を適当に設定することにより、
第４図中の曲線２２の如き零点の増加勾配を打消
してこれをフラツト化することにより零点補償を
行なうことができる。
一方、基準温度（例えば20℃）において零点v0
が負の場合は、補償回路２６の電源E1の電位を
x0の電位と等しくし、該補償回路を点x1に接続す
る。こうすると、基準温度では補償回路（抵抗
R5）に電流が流れない。かかる状態から温度が上
昇すると、半導体１０の各抵抗体G1，G2，G3，
G4の抵抗値が増加するため点x0の電位が上昇
し、必然的に増巾器A1の点x1の電位も上昇する
必要がある。このため、前述の場合と同様、補償
回路２６内で抵抗R5から電源E1へ向う方向に電
流が流れ、点x1の電位が上昇する。この補償回路
に生ずる電流は増巾器A1の抵抗R2を通して流れ
るため、温度上昇に伴なつて該増巾器A1の零点
出力が増加する。したがつて、補償回路２６の抵
抗R5の値を適当に選ぶことによつて、第４図中
の曲線２４の如き零点v0の減少勾配を打消してこ
れをフラツト化し、零点補償を行なうことができ
る。
が負の場合は、補償回路２６の電源E1の電位を
x0の電位と等しくし、該補償回路を点x1に接続す
る。こうすると、基準温度では補償回路（抵抗
R5）に電流が流れない。かかる状態から温度が上
昇すると、半導体１０の各抵抗体G1，G2，G3，
G4の抵抗値が増加するため点x0の電位が上昇
し、必然的に増巾器A1の点x1の電位も上昇する
必要がある。このため、前述の場合と同様、補償
回路２６内で抵抗R5から電源E1へ向う方向に電
流が流れ、点x1の電位が上昇する。この補償回路
に生ずる電流は増巾器A1の抵抗R2を通して流れ
るため、温度上昇に伴なつて該増巾器A1の零点
出力が増加する。したがつて、補償回路２６の抵
抗R5の値を適当に選ぶことによつて、第４図中
の曲線２４の如き零点v0の減少勾配を打消してこ
れをフラツト化し、零点補償を行なうことができ
る。
以上、従来の半導体ストレンゲージの温度の対
する零点補償の実施方法を説明したが、この説明
から明らかな如く、従来のストレンゲージでは、
各抵抗体G1〜G4のブリツジ特性（零点v0の正ま
たは負）を製品毎に判別した上で補償回路２６を
増巾回路の点x2または点x1に接続せねばならなか
つた。このため、特にこれらの回路がハイブリツ
ト化されたりモノリシツク化されたとき、いずれ
の点へ接続するかの選定作業はきわめて煩雑にな
り、非量産的でしかも作業上のミスが生じやすい
という重大な欠点があつた。
する零点補償の実施方法を説明したが、この説明
から明らかな如く、従来のストレンゲージでは、
各抵抗体G1〜G4のブリツジ特性（零点v0の正ま
たは負）を製品毎に判別した上で補償回路２６を
増巾回路の点x2または点x1に接続せねばならなか
つた。このため、特にこれらの回路がハイブリツ
ト化されたりモノリシツク化されたとき、いずれ
の点へ接続するかの選定作業はきわめて煩雑にな
り、非量産的でしかも作業上のミスが生じやすい
という重大な欠点があつた。
本発明の目的は、このような従来技述の欠点を
解消し、零点の温度補償を容易に行ないうる半導
体ストレンゲージを提供することである。
解消し、零点の温度補償を容易に行ないうる半導
体ストレンゲージを提供することである。
本発明は、複数個の抵抗体のうちの少なくとも
一つの抵抗体を異なつた不純物プロフイールから
なる温度係数の異なつた少なくとも二種類の抵抗
部で構成し、かつ、各抵抗体の抵抗値を実質的に
等しくすることにより、抵抗体相互間に温度係数
に差を設け、もつて、零点v0に温度特性の温度変
化に対する勾配を常に一定化させ、該零点の温度
補償を容易化することを特徴とする。
一つの抵抗体を異なつた不純物プロフイールから
なる温度係数の異なつた少なくとも二種類の抵抗
部で構成し、かつ、各抵抗体の抵抗値を実質的に
等しくすることにより、抵抗体相互間に温度係数
に差を設け、もつて、零点v0に温度特性の温度変
化に対する勾配を常に一定化させ、該零点の温度
補償を容易化することを特徴とする。
以下、第５図および第６図を参照して、本発明
の半導体ストレンゲージの一実施例を説明する。
の半導体ストレンゲージの一実施例を説明する。
第５図は本発明の一実施例に係わる半導体スト
レンゲージの要部を示す図であり、他の特に図示
しない部分は第１図および第２図に示した従来の
ものと実質上同じである。
レンゲージの要部を示す図であり、他の特に図示
しない部分は第１図および第２図に示した従来の
ものと実質上同じである。
第５図において、基体１２の中央部には薄板状
のダイヤフラム１２Ｃが形成され、その外側周縁
部には固定部１４が形成されている。
のダイヤフラム１２Ｃが形成され、その外側周縁
部には固定部１４が形成されている。
基体１２の主面１２Ａ上には４個の抵抗体
G1，G2，G3，G4が設けられ、それぞれの抵抗体
には外部回路と接続するためのコンタクト部
D1，D1，D2，D2，D3，D3，D4，D4が設けられて
いる。しかして、図示の半導体ストレンゲージに
あつては、各抵抗体G1〜G4は実質的なゲージ抵
抗を形成する有効ゲージ抵抗部（拡散抵抗部）
g1，g2，g3，g4と該有効ゲージ抵抗部とは異なつ
た不純物プロフイールで形成された高濃度拡散抵
抗部r1，r2，r3，r4との二種類の抵抗部によつて
構成されている。これら有効ゲージ抵抗部と高濃
度拡散抵抗部とは互いに異なつた不純物プロフイ
ールからなつているので、その温度係数も互いに
異なつており、有効ゲージ抵抗部の温度係数の方
が高濃度拡散抵抗部のそれにより大きくされてい
る。
G1，G2，G3，G4が設けられ、それぞれの抵抗体
には外部回路と接続するためのコンタクト部
D1，D1，D2，D2，D3，D3，D4，D4が設けられて
いる。しかして、図示の半導体ストレンゲージに
あつては、各抵抗体G1〜G4は実質的なゲージ抵
抗を形成する有効ゲージ抵抗部（拡散抵抗部）
g1，g2，g3，g4と該有効ゲージ抵抗部とは異なつ
た不純物プロフイールで形成された高濃度拡散抵
抗部r1，r2，r3，r4との二種類の抵抗部によつて
構成されている。これら有効ゲージ抵抗部と高濃
度拡散抵抗部とは互いに異なつた不純物プロフイ
ールからなつているので、その温度係数も互いに
異なつており、有効ゲージ抵抗部の温度係数の方
が高濃度拡散抵抗部のそれにより大きくされてい
る。
なお、前記各コンタクト部D1〜D4は不純物濃
度の高い高濃度拡散抵抗部r1〜r4に設けられてい
る。
度の高い高濃度拡散抵抗部r1〜r4に設けられてい
る。
また、第５図の半導体ストレンゲージも、前述
の場合と同様、その抵抗体G1〜G4を第３図の回
路図に示すように接続してその零点出力v0が増巾
される。しかして、第５図の実質例では、相対抗
して配置された抵抗体G1およびG3の有効ゲージ
抵抗部g1およびg3の抵抵抗値は、これらに隣接す
る抵抗体G2およびG4の有効ゲージ抵抗部g2およ
びg4の抵抗値より大きくされている。一方、抵抗
体G1およびG3の高濃度拡散抵抗部r1およびr3の抵
抗値は、抵抗体G2およびG4の高濃度拡散抵抗部r2
およびr4の抵抗値よりも小さくされ、それぞれの
コンタクト部D1〜D4から見た各抵抗体G1〜G4の
抵抗値（有効ゲージ抵抗部と高濃度拡散抵抗部と
の合成抵抗値）は全て実質上等しくされている。
の場合と同様、その抵抗体G1〜G4を第３図の回
路図に示すように接続してその零点出力v0が増巾
される。しかして、第５図の実質例では、相対抗
して配置された抵抗体G1およびG3の有効ゲージ
抵抗部g1およびg3の抵抵抗値は、これらに隣接す
る抵抗体G2およびG4の有効ゲージ抵抗部g2およ
びg4の抵抗値より大きくされている。一方、抵抗
体G1およびG3の高濃度拡散抵抗部r1およびr3の抵
抗値は、抵抗体G2およびG4の高濃度拡散抵抗部r2
およびr4の抵抗値よりも小さくされ、それぞれの
コンタクト部D1〜D4から見た各抵抗体G1〜G4の
抵抗値（有効ゲージ抵抗部と高濃度拡散抵抗部と
の合成抵抗値）は全て実質上等しくされている。
こうして、抵抗値は各抵抗体G1〜G4とも同じ
であるが、抵抗温度係数は抵抗体G1およびG3の
ものが抵抗体G2およびG3のものより大きくなつ
ている。
であるが、抵抗温度係数は抵抗体G1およびG3の
ものが抵抗体G2およびG3のものより大きくなつ
ている。
したがつて、第５図の半導体ストレンゲージを
第３図の増巾回路中のゲージ１０として接続する
と、抵抗体G1およびG3の抵抗温度係数が抵抗体
G2およびG4のそれよりも大きいことから、ブリ
ツジの零点出力v0のばらつきが正であろうと負で
あろうと、該零点出力v0は温度上昇に伴い常に増
加することになる。すなわち、第６図中の曲線２
８また３０で示すように、基準温度（例えば20
℃）における零点（圧力零時のブリツジ出力電
圧）v0がプラスであつてもマイナスであつてもそ
の温度特性を同一方向の勾配にすることができ
る。
第３図の増巾回路中のゲージ１０として接続する
と、抵抗体G1およびG3の抵抗温度係数が抵抗体
G2およびG4のそれよりも大きいことから、ブリ
ツジの零点出力v0のばらつきが正であろうと負で
あろうと、該零点出力v0は温度上昇に伴い常に増
加することになる。すなわち、第６図中の曲線２
８また３０で示すように、基準温度（例えば20
℃）における零点（圧力零時のブリツジ出力電
圧）v0がプラスであつてもマイナスであつてもそ
の温度特性を同一方向の勾配にすることができ
る。
なお、第６図に示した各曲線２８，３０の勾配
（零点v0の温度勾配）は、拡散プロフイールおよ
び各プロフイールの抵抗値によつて任意に選定で
きるため、零点温度補償すなわち零点v0の温度特
性のフラツト化に必要な特性を得ることができ
る。
（零点v0の温度勾配）は、拡散プロフイールおよ
び各プロフイールの抵抗値によつて任意に選定で
きるため、零点温度補償すなわち零点v0の温度特
性のフラツト化に必要な特性を得ることができ
る。
したがつて、第５図に示した本発明の半導体ス
トレンゲージによれば、第３図に示した零点温度
補償回路２６を接続する場合、点x1または点x2の
いずれか一方のみを選定して、各製品の全てに対
して同一点に接談続すればよい。このため、点x1
またはx2のいずれか一方の接続部のみを設ければ
よいので、回路基板を小形簡略化することができ
ると同時に接続作業の容易化並びに作業ミスの防
止を図ることができる。
トレンゲージによれば、第３図に示した零点温度
補償回路２６を接続する場合、点x1または点x2の
いずれか一方のみを選定して、各製品の全てに対
して同一点に接談続すればよい。このため、点x1
またはx2のいずれか一方の接続部のみを設ければ
よいので、回路基板を小形簡略化することができ
ると同時に接続作業の容易化並びに作業ミスの防
止を図ることができる。
さらに、前述の実施例では、コンタクト部D1
〜D4の領域に高濃度拡散抵抗部r1〜r4を形成し不
純物濃度を高くしたので、半導体ストレンゲージ
のコンタクト（接続）抵抗を減少することもでき
る。この点は半導体ストレンゲージにとつてその
性能上極めて重要なことであり、精密でかつ信頼
性に優れた半導体ストレンゲージを製作する上で
きわめて有利である。
〜D4の領域に高濃度拡散抵抗部r1〜r4を形成し不
純物濃度を高くしたので、半導体ストレンゲージ
のコンタクト（接続）抵抗を減少することもでき
る。この点は半導体ストレンゲージにとつてその
性能上極めて重要なことであり、精密でかつ信頼
性に優れた半導体ストレンゲージを製作する上で
きわめて有利である。
以上の実施例では、抵抗体G1〜G4が４個でか
つ各抵抗体を異なつた不純物プロフイール（した
がつて抵抗温度係数が異なる）からなる二種類の
抵抗部g1〜g4，r1〜r4で構成したが、これら抵抗
体の数および不純物プロフイールの種類の数につ
いては所望の数を選定することができ、場合によ
つては、最小数の２個の抵抗体を使用しそのうち
１個の抵抗体を異なつた不純物プロフイールの二
種類の抵抗部によつて構成するだけでも本発明を
実施することができる。また逆に、複数個の抵抗
体を三種類以上の温度係数の異なる抵抗部で構成
することもできる。
つ各抵抗体を異なつた不純物プロフイール（した
がつて抵抗温度係数が異なる）からなる二種類の
抵抗部g1〜g4，r1〜r4で構成したが、これら抵抗
体の数および不純物プロフイールの種類の数につ
いては所望の数を選定することができ、場合によ
つては、最小数の２個の抵抗体を使用しそのうち
１個の抵抗体を異なつた不純物プロフイールの二
種類の抵抗部によつて構成するだけでも本発明を
実施することができる。また逆に、複数個の抵抗
体を三種類以上の温度係数の異なる抵抗部で構成
することもできる。
さらに、第４図および第５図におけるG1およ
びG3とG2およびG4とを相互に置換すれば、零点
出力v0の温度特性は第６図の曲線とは逆に該零点
出力の正および負の双方で減少化する逆の勾配に
なるが、こうすることによつても前述の実施例と
実質上同じ効果を達成することができる。
びG3とG2およびG4とを相互に置換すれば、零点
出力v0の温度特性は第６図の曲線とは逆に該零点
出力の正および負の双方で減少化する逆の勾配に
なるが、こうすることによつても前述の実施例と
実質上同じ効果を達成することができる。
以上の説明から明らかな如く、本発明によれ
ば、半導体ストレンゲージの零点温度特性を温度
に対して常に一定方向の勾配にすることができる
ため、温度補償回路の簡略化並びに零点補償作業
の容易化を図ることができる。
ば、半導体ストレンゲージの零点温度特性を温度
に対して常に一定方向の勾配にすることができる
ため、温度補償回路の簡略化並びに零点補償作業
の容易化を図ることができる。
第１図は従来の半導体ストレンゲージの構造を
例示する平面図、第２図は第１図中の線―に
沿つた断面図、第３図は半導体ストレンゲージ出
力の零点温度補償回路を示す図、第４図は従来の
半導体ストレンゲージの零点出力の温度特性例
（二種類）を示す図表、第５図は本発明による半
導体ストレンゲージの構造を例示する平面図、第
６図は本発明による半導体ストレンゲージの零点
出力の温度特性例（二種類）を示す図表である。 １０……半導体ストレンゲージ、１２……基
板、１２Ａ……主面、１２Ｃ……ダイヤフラム、
G1，G2，G3，G4……抵抗体、g1，g2，g3，g4…
…有効ゲージ抵抗部、r1，r2，r3，r4……高濃度
拡散抵抗部、D1，D2，D3，D4……コンタクト
部、２８，３０……零点出力の温度特性曲線。
例示する平面図、第２図は第１図中の線―に
沿つた断面図、第３図は半導体ストレンゲージ出
力の零点温度補償回路を示す図、第４図は従来の
半導体ストレンゲージの零点出力の温度特性例
（二種類）を示す図表、第５図は本発明による半
導体ストレンゲージの構造を例示する平面図、第
６図は本発明による半導体ストレンゲージの零点
出力の温度特性例（二種類）を示す図表である。 １０……半導体ストレンゲージ、１２……基
板、１２Ａ……主面、１２Ｃ……ダイヤフラム、
G1，G2，G3，G4……抵抗体、g1，g2，g3，g4…
…有効ゲージ抵抗部、r1，r2，r3，r4……高濃度
拡散抵抗部、D1，D2，D3，D4……コンタクト
部、２８，３０……零点出力の温度特性曲線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基体の主面に少なくとも二個の反対導電形の
抵抗体を拡散形成し、該抵抗体拡散部の歪みによ
る抵抗体の抵抗値変化により作用力を測定する半
導体ストレンゲージにおいて、前記抵抗体の少な
くとも一つが異なつた不純物プロフイールからな
る少なくとも二種類の抵抗部を有し、かつ抵抗体
の抵抗値が実質的に等しくされていることを特徴
とする半導体ストレンゲージ。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の半導体ストレン
ゲージにおいて、前記抵抗体のそれぞれが少なく
とも二種類の不純物プロフイールからなり、少な
くとも一つの不純物プロフイールで形成された前
記抵抗体の有効ゲージ抵抗部の抵抗値間に実質上
の差異を設けたことを特徴とする半導体ストレン
ゲージ。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の半
導体ストレンゲージにおいて、前記各抵抗体の外
部接続部に表面不純物濃度の高い領域を設け、該
領域で高濃度拡散抵抗部を形成したことを特徴と
する半導体ストレンゲージ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2044080A JPS56118374A (en) | 1980-02-22 | 1980-02-22 | Semiconductor strain gauge |
| DE8181101182T DE3168841D1 (en) | 1980-02-22 | 1981-02-19 | Semiconductor strain gauge |
| EP81101182A EP0034807B1 (en) | 1980-02-22 | 1981-02-19 | Semiconductor strain gauge |
| US06/236,934 US4404539A (en) | 1980-02-22 | 1981-02-23 | Semiconductor strain gauge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2044080A JPS56118374A (en) | 1980-02-22 | 1980-02-22 | Semiconductor strain gauge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56118374A JPS56118374A (en) | 1981-09-17 |
| JPS6154269B2 true JPS6154269B2 (ja) | 1986-11-21 |
Family
ID=12027096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2044080A Granted JPS56118374A (en) | 1980-02-22 | 1980-02-22 | Semiconductor strain gauge |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4404539A (ja) |
| EP (1) | EP0034807B1 (ja) |
| JP (1) | JPS56118374A (ja) |
| DE (1) | DE3168841D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002524020A (ja) * | 1996-09-27 | 2002-07-30 | ハネウエル・インコーポレーテッド | 抵抗ブリッジ用補償技術 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4439752A (en) * | 1981-10-26 | 1984-03-27 | Honeywell Inc. | Semiconductor pressure transducer |
| JPS6097230A (ja) * | 1983-11-01 | 1985-05-31 | Nec Corp | 圧力変換器 |
| JPS6097231A (ja) * | 1983-11-01 | 1985-05-31 | Nec Corp | 圧力変換器 |
| JPS60253279A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-13 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 半導体歪み測定器 |
| JPH0777266B2 (ja) * | 1988-12-28 | 1995-08-16 | 株式会社豊田中央研究所 | 半導体歪み検出装置 |
| JP2612100B2 (ja) * | 1991-02-01 | 1997-05-21 | 三菱電機株式会社 | 半導体圧力センサ |
| IT1265986B1 (it) * | 1993-09-10 | 1996-12-16 | Alfred Ernst | Durometro a resistenza elettrica per determinare la durezza di materiali metallici |
| JP2002310826A (ja) * | 2001-02-08 | 2002-10-23 | Tgk Co Ltd | 圧力センサの調整方法 |
| DE10211559B4 (de) * | 2001-03-15 | 2004-07-01 | Benq Corp. | Piezo-resistive thermische Erfassungsvorrichtung |
| US6581468B2 (en) | 2001-03-22 | 2003-06-24 | Kavlico Corporation | Independent-excitation cross-coupled differential-pressure transducer |
| US7117747B2 (en) * | 2005-01-03 | 2006-10-10 | Delphi Technologies, Inc. | Integrated pressure sensor and method of manufacture |
| JP4710779B2 (ja) | 2006-09-28 | 2011-06-29 | 株式会社日立製作所 | 力学量計測装置 |
| JP5248439B2 (ja) * | 2009-07-28 | 2013-07-31 | アルプス電気株式会社 | 半導体圧力センサ及びその製造方法 |
| JP5843850B2 (ja) * | 2011-04-21 | 2016-01-13 | 株式会社日立製作所 | 力学量測定装置、半導体装置、剥離検知装置およびモジュール |
| JP6252241B2 (ja) * | 2014-02-27 | 2017-12-27 | セイコーエプソン株式会社 | 力検出装置、およびロボット |
| CN106020563A (zh) * | 2016-08-09 | 2016-10-12 | 上海天马微电子有限公司 | 显示面板和显示装置 |
| CN111122027A (zh) * | 2018-11-01 | 2020-05-08 | 中科院微电子研究所昆山分所 | 一种压力传感器 |
| CN111122044A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-05-08 | 苏州长风航空电子有限公司 | 一种机载航空高灵敏度输出压力芯片及其制备方法 |
| CN112414594B (zh) * | 2020-11-09 | 2022-04-01 | 中国电子科技集团公司第四十九研究所 | 硅压阻式压力传感器温度误差修正方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3402609A (en) * | 1964-09-29 | 1968-09-24 | Tokota Chuo Kenkyusho Kk | Semiconductor mechanical-to-electrical transducer |
| US3654545A (en) * | 1970-08-11 | 1972-04-04 | Honeywell Inc | Semiconductor strain gauge amplifier |
| US3697918A (en) * | 1971-08-03 | 1972-10-10 | Gen Electric | Silicon diaphragm pressure sensor having improved configuration of integral strain gage elements |
| DE2755211A1 (de) * | 1977-12-10 | 1979-06-13 | Philips Patentverwaltung | Anordnung zur direkten messung hydrostatischer druecke |
| US4233848A (en) * | 1978-01-06 | 1980-11-18 | Hitachi, Ltd. | Strain gauge pressure transducer apparatus having an improved impedance bridge |
| DE2841312C2 (de) * | 1978-09-22 | 1985-06-05 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Monolithischer Halbleiter-Drucksensor und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US4205556A (en) * | 1979-02-12 | 1980-06-03 | Rockwell International Corporation | Circuitry for strain sensitive apparatus |
-
1980
- 1980-02-22 JP JP2044080A patent/JPS56118374A/ja active Granted
-
1981
- 1981-02-19 DE DE8181101182T patent/DE3168841D1/de not_active Expired
- 1981-02-19 EP EP81101182A patent/EP0034807B1/en not_active Expired
- 1981-02-23 US US06/236,934 patent/US4404539A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002524020A (ja) * | 1996-09-27 | 2002-07-30 | ハネウエル・インコーポレーテッド | 抵抗ブリッジ用補償技術 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56118374A (en) | 1981-09-17 |
| EP0034807B1 (en) | 1985-02-13 |
| EP0034807A1 (en) | 1981-09-02 |
| US4404539A (en) | 1983-09-13 |
| DE3168841D1 (en) | 1985-03-28 |
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