JPS63308969A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPS63308969A JPS63308969A JP14551587A JP14551587A JPS63308969A JP S63308969 A JPS63308969 A JP S63308969A JP 14551587 A JP14551587 A JP 14551587A JP 14551587 A JP14551587 A JP 14551587A JP S63308969 A JPS63308969 A JP S63308969A
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- electrode
- voltage
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
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- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 5
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- 238000010008 shearing Methods 0.000 abstract 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
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Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (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】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体圧力センサに関するものである。
更に詳述すれば、表面電界効果による反転層を利用した
剪断形ゲージを使用した半導体圧ツノセンサに関するも
のである。
剪断形ゲージを使用した半導体圧ツノセンサに関するも
のである。
（従来の技術）
第４図、第５図は、従来より一般に使用されている従来
例の構成で、第４図は側断面、第５図は平面図である。
例の構成で、第４図は側断面、第５図は平面図である。
剪断形ゲージは、たとえば、米国特許３２１３６８１号
「剪断ゲージ圧力測定素子」あるいは、特許出題公表昭
５７−５００４９１号公報「シリコン圧力センサＪ等に
示されている。
「剪断ゲージ圧力測定素子」あるいは、特許出題公表昭
５７−５００４９１号公報「シリコン圧力センサＪ等に
示されている。
図において、１はｎ形の半導体基板よりなる支持台であ
る。２は半導体基板に取付けられ、測定圧Ｐを受圧する
ダイアフラムである。ダイアフラム２は結晶面が（１０
０）の面方向を有するｎ形の半導体単結晶からなる。こ
の場合は、シリコン半導体よりなる。２１はダイアフラ
ム２に設けられ基準圧Ｐｓの導入される基準室である。
る。２は半導体基板に取付けられ、測定圧Ｐを受圧する
ダイアフラムである。ダイアフラム２は結晶面が（１０
０）の面方向を有するｎ形の半導体単結晶からなる。こ
の場合は、シリコン半導体よりなる。２１はダイアフラ
ム２に設けられ基準圧Ｐｓの導入される基準室である。
３はダイアフラム２に設けられ軸方向が＜１００＞をな
す、不純物がｐ形の半導体からなり、イオン注入法、熱
拡散法等により形成された剪断形ゲージである。３１．
３２は駆動電圧Ｖｓが加えられる駆動端子、３３．３４
は出力電圧Ｖｏｕｔが取り出される出力端子である。
す、不純物がｐ形の半導体からなり、イオン注入法、熱
拡散法等により形成された剪断形ゲージである。３１．
３２は駆動電圧Ｖｓが加えられる駆動端子、３３．３４
は出力電圧Ｖｏｕｔが取り出される出力端子である。
以上の構成において、測定圧Ｐにより剪断形ゲージに応
力が発生すると、出力端子３３．３４から測定圧力Ｐに
対応した出力電圧Ｖｏｕｔを検出することができる。
力が発生すると、出力端子３３．３４から測定圧力Ｐに
対応した出力電圧Ｖｏｕｔを検出することができる。
（発明が解決しようとする問題点）
このように、剪断形ゲージは、ｎ形シリコン基板にＰ形
の導電体を拡散又はイオン注入により形成される。剪断
形ゲージの抵抗値を調整するには、不純物のプリデポ、
ドライブ、拡散時間を適切に調整する必要がある。
の導電体を拡散又はイオン注入により形成される。剪断
形ゲージの抵抗値を調整するには、不純物のプリデポ、
ドライブ、拡散時間を適切に調整する必要がある。
また、剪断形ゲージにおいては、抵抗のＩ！ｉｆｔ学的
寸法を大きくしても抵抗値が大きくなるだけで、高出力
は得られない。高出力を得るためには、剪断形ゲージの
不純物濃度を小さくして、シート抵抗を大きくする必要
がある。高抵抗の剪断形ゲージを実現するには、不純物
のプリデボ又はイオンドーズ量を非常に少くしなければ
ならない。したがって、抵抗値が高い場合には、不純物
のわずかな量に影響され抵抗値のバラツキが大きくなっ
てしまう欠点がある。
寸法を大きくしても抵抗値が大きくなるだけで、高出力
は得られない。高出力を得るためには、剪断形ゲージの
不純物濃度を小さくして、シート抵抗を大きくする必要
がある。高抵抗の剪断形ゲージを実現するには、不純物
のプリデボ又はイオンドーズ量を非常に少くしなければ
ならない。したがって、抵抗値が高い場合には、不純物
のわずかな量に影響され抵抗値のバラツキが大きくなっ
てしまう欠点がある。
本発明は、この問題点を解決するものである。
本発明の目的は、高抵抗、高出力で精度が良く、小形な
半導体圧力センサを提供するにある。
半導体圧力センサを提供するにある。
（問題点を解決するための手段）
この目的を達成するために、本発明は、結晶面が（’１
００）の面方向を有する第１の伝導形シリコン基板と、
該基板の表面に四角形状の各頂点位置にそれぞれ位置す
るように拡散形成され第２の伝導形よりなり軸方向が＜
１００＞をなす方向にあり互いに対向して設けられ駆動
電圧が加えられる２個の駆動リード層と該駆動リード層
に直交しかつ相互に対向して設けられた２個の出力リー
ド層と、該リード層と前記シリコン基板との表面に形成
された酸化膜と、該酸化膜に前記シリコン基板と導通す
るように設けられ前記シリコン基板と前記リード層とを
絶縁するように前記駆動リード層の一方との間に電圧が
加えられる第１の電極と、前記基板の前記四角形状の領
域に対向して前記醸化模上に設けられ該四角形状の領域
に反転層を形成するように前記第１の電極との間に電圧
が加えられる第２の電極とを具備してなる半導体圧力セ
ンサを構成したものである。
００）の面方向を有する第１の伝導形シリコン基板と、
該基板の表面に四角形状の各頂点位置にそれぞれ位置す
るように拡散形成され第２の伝導形よりなり軸方向が＜
１００＞をなす方向にあり互いに対向して設けられ駆動
電圧が加えられる２個の駆動リード層と該駆動リード層
に直交しかつ相互に対向して設けられた２個の出力リー
ド層と、該リード層と前記シリコン基板との表面に形成
された酸化膜と、該酸化膜に前記シリコン基板と導通す
るように設けられ前記シリコン基板と前記リード層とを
絶縁するように前記駆動リード層の一方との間に電圧が
加えられる第１の電極と、前記基板の前記四角形状の領
域に対向して前記醸化模上に設けられ該四角形状の領域
に反転層を形成するように前記第１の電極との間に電圧
が加えられる第２の電極とを具備してなる半導体圧力セ
ンサを構成したものである。
（作用）
以上の構成において、第２の電極によって基板の四角形
状の領域には反転層が形成され実質的に剪断形ゲージが
形成される。而して、剪断形ゲージ部分に測定圧力によ
り応力が発生した場合に、２＠の出力リード層間の出力
電圧を測定する事により測定圧力に対応した電気信号を
取り出す事ができる。
状の領域には反転層が形成され実質的に剪断形ゲージが
形成される。而して、剪断形ゲージ部分に測定圧力によ
り応力が発生した場合に、２＠の出力リード層間の出力
電圧を測定する事により測定圧力に対応した電気信号を
取り出す事ができる。
以下、実施例に基づき詳細に説明する。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例の要部構成説明図で、第２図
は第１図の要部平面図である。
は第１図の要部平面図である。
図において、第４図と同一記号は同機能を示す。
以下、第４図と相違部分のみ説明する。
図において、３１．．３２はダイアフラム２の表面に四
角形状３０の頂点位置にＰ形の不純物が拡散形成された
駆動リード層である。駆動リード層３１．３２はリード
の軸方向が＜１００＞をなす方向にあり互いに対向して
設けられ、第３図に示す如く、駆動電圧Ｖｓが加えられ
る。３３．３４はダイアフラム２の表面に、四角形状３
０の頂点位置にＰ形の不純物が拡散形成された出力リー
ド層で、駆動リード層３１．３２に直交しかつ相互に対
向して設けられている。４１はリードＷ３＋、、３２゜
３３．３４とダイアフラム２との表面に形成された酸化
膜である。４２は酸化膜４１の表面に設けられた窒化摸
である。４３は醸化膜４１にダイアフラム２と導通する
ように設けられ、ダイアフラム２とリード層３１．３２
，３３．３４とを絶縁するように駆動リードＷＪ３１，
３２の一方との間に第３図に示す如く電圧Ｖｇ が加
えられる第１の電極である。４４はダイアフラム２の四
角形状３０の領域に対向して醸化膜３１上に設けられた
アルミ材よりなる第２の電極である。第２のＷｉ極４４
は、四角形状３０の領域に反転層を形成するように第１
の電極４３との間に、第３図に示す如く、電圧■ａ
が加えられている。
角形状３０の頂点位置にＰ形の不純物が拡散形成された
駆動リード層である。駆動リード層３１．３２はリード
の軸方向が＜１００＞をなす方向にあり互いに対向して
設けられ、第３図に示す如く、駆動電圧Ｖｓが加えられ
る。３３．３４はダイアフラム２の表面に、四角形状３
０の頂点位置にＰ形の不純物が拡散形成された出力リー
ド層で、駆動リード層３１．３２に直交しかつ相互に対
向して設けられている。４１はリードＷ３＋、、３２゜
３３．３４とダイアフラム２との表面に形成された酸化
膜である。４２は酸化膜４１の表面に設けられた窒化摸
である。４３は醸化膜４１にダイアフラム２と導通する
ように設けられ、ダイアフラム２とリード層３１．３２
，３３．３４とを絶縁するように駆動リードＷＪ３１，
３２の一方との間に第３図に示す如く電圧Ｖｇ が加
えられる第１の電極である。４４はダイアフラム２の四
角形状３０の領域に対向して醸化膜３１上に設けられた
アルミ材よりなる第２の電極である。第２のＷｉ極４４
は、四角形状３０の領域に反転層を形成するように第１
の電極４３との間に、第３図に示す如く、電圧■ａ
が加えられている。
以上の構成において、第２の電極４４と第１の電極４３
との間に電圧■ｑ が加えられているので、第２の電極
４４に対向したダイアフラム２の部分には反転層が形成
され実質的に剪断形ゲージが形成されることになる。
との間に電圧■ｑ が加えられているので、第２の電極
４４に対向したダイアフラム２の部分には反転層が形成
され実質的に剪断形ゲージが形成されることになる。
この場合、反転層部分に測定圧力Ｐによる応力が発生し
た場合に、出力リード層３３と３４間から測定圧力Ｐに
対応した出力電圧を検出することができる。
た場合に、出力リード層３３と３４間から測定圧力Ｐに
対応した出力電圧を検出することができる。
この結果、第１の電極４３と第２の電極４４との間の電
圧Ｖ（、を調節する事により、（１） 実質的に高抵
抗高出力の感度の良好な剪断形ゲージが得られる。
圧Ｖ（、を調節する事により、（１） 実質的に高抵
抗高出力の感度の良好な剪断形ゲージが得られる。
（２）剪断形ゲージの動作抵抗値は、電極電圧を変える
ことにより、任意に変えることができる。
ことにより、任意に変えることができる。
（３）熱拡散のン島度、時間等の製造プロセス条件に大
きく左右されない剪断形ゲージが実現できる。
きく左右されない剪断形ゲージが実現できる。
なお、１ＴＩＳ述の実施例においては、第２の電極４４
はアルミ材よりなると説明したが、ポリシリコン材を用
いてもよいことは勿論である。
はアルミ材よりなると説明したが、ポリシリコン材を用
いてもよいことは勿論である。
（発明の効果）
以」二説明したように、本発明は、結晶面が（１００）
の面方向を有する第１の伝導形シリコン基板と、該基板
の表面に四角形状の各頂点位竹にそれぞれ位置するよう
に拡散形成され第２の伝導形よりなり軸方向が＜１００
＞をなす方向にあり互いに対向して設けられ駆動電圧が
加えられる２＠の駆動リード層と該駆動リード層に直交
しかつ相互に対向して設けられた２個の出力リード層と
、該リード層と前記シリコン基板との表面に形成された
酢化膜と、該醸化「口に前記シリコン基板と導通するよ
ように設けられ前記シリコン基板と前記リード層とを絶
縁するように前記駆動リード層の一方との間に電圧が加
えられる第１の電極と、前記基板の曲屈四角形状の領域
に対向して前記酢化膜上に設けられ該四角形状の領域に
反転層を形成するようにｍ１記第１の電極との間に電圧
が加えられる第２の電極とを具備してなる半導体圧力セ
ンサを構成したので、第２の電極４４に対向した基板部
分に反転層が形成され実質的に剪断形ゲージが形成され
ることになる。この場合、反転層部分に測定圧力による
応力が発生した場合に、２個の出力り一ド層間から測定
圧力に対応した出力電圧を検出することができる。
の面方向を有する第１の伝導形シリコン基板と、該基板
の表面に四角形状の各頂点位竹にそれぞれ位置するよう
に拡散形成され第２の伝導形よりなり軸方向が＜１００
＞をなす方向にあり互いに対向して設けられ駆動電圧が
加えられる２＠の駆動リード層と該駆動リード層に直交
しかつ相互に対向して設けられた２個の出力リード層と
、該リード層と前記シリコン基板との表面に形成された
酢化膜と、該醸化「口に前記シリコン基板と導通するよ
ように設けられ前記シリコン基板と前記リード層とを絶
縁するように前記駆動リード層の一方との間に電圧が加
えられる第１の電極と、前記基板の曲屈四角形状の領域
に対向して前記酢化膜上に設けられ該四角形状の領域に
反転層を形成するようにｍ１記第１の電極との間に電圧
が加えられる第２の電極とを具備してなる半導体圧力セ
ンサを構成したので、第２の電極４４に対向した基板部
分に反転層が形成され実質的に剪断形ゲージが形成され
ることになる。この場合、反転層部分に測定圧力による
応力が発生した場合に、２個の出力り一ド層間から測定
圧力に対応した出力電圧を検出することができる。
この結果、第１の電極と第２の電極との間の電圧を調節
することにより、（１）実質的に高抵抗高出力の感度の
良好な剪断形ゲージが得られる。（２）剪断形ゲージの
動作抵抗値は、電極電圧を変えることにより、任意に変
えることができる。（３）熱拡散の温度、時間等の製造
プロセス条件に大きく左右されない剪断形ゲージが実現
できる。
することにより、（１）実質的に高抵抗高出力の感度の
良好な剪断形ゲージが得られる。（２）剪断形ゲージの
動作抵抗値は、電極電圧を変えることにより、任意に変
えることができる。（３）熱拡散の温度、時間等の製造
プロセス条件に大きく左右されない剪断形ゲージが実現
できる。
したがって、本発明によれば高抵抗、高出力で精度が良
く、小形な半導体圧力センサを実現することができる。
く、小形な半導体圧力センサを実現することができる。
４ 発明の詳細な説明
第１図は本発明の一実施例の要部構成説明図、第２図は
第１図の平面図、第３図は第１図の動作説明図、第４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、
第５図は第４図の平面図である。
第１図の平面図、第３図は第１図の動作説明図、第４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、
第５図は第４図の平面図である。
１・・・支持台、２・・・ダイアフラム、２１・・・基
準室、３・・・剪断形ゲージ、３０・・・四角形状、３
１．３２・・・駆動リード層、３３．３４・・・出力リ
ード層、４１・・・酸化膜、４２・・・窒化膜、４３・
・・第１の電極、４４・・・第２の電極。
準室、３・・・剪断形ゲージ、３０・・・四角形状、３
１．３２・・・駆動リード層、３３．３４・・・出力リ
ード層、４１・・・酸化膜、４２・・・窒化膜、４３・
・・第１の電極、４４・・・第２の電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 結晶面が（１００）の面方向を有する第１の伝導形シリ
コン基板と、 該基板の表面に四角形状の各頂点位置にそれぞれ位置す
るように拡散形成され第２の伝導形よりなり軸方向が＜
１００＞をなす方向にあり互いに対向して設けられ駆動
電圧が加えられる２個の駆動リード層と該駆動リード層
に直交しかつ相互に対向して設けられた２個の出力リー
ド層と、 該リード層と前記シリコン基板との表面に形成された酸
化膜と、 該酸化膜に前記シリコン基板と導通するように設けられ
前記シリコン基板と前記リード層とを絶縁するように前
記駆動リード層の一方との間に電圧が加えられる第１の
電極と、 前記基板の前記四角形状の領域に対向して前記酸化膜上
に設けられ該四角形状の領域に反転層を形成するように
前記第１の電極との間に電圧が加えられる第２の電極と
を具備してなる半導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14551587A JPS63308969A (ja) | 1987-06-11 | 1987-06-11 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14551587A JPS63308969A (ja) | 1987-06-11 | 1987-06-11 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63308969A true JPS63308969A (ja) | 1988-12-16 |
Family
ID=15387023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14551587A Pending JPS63308969A (ja) | 1987-06-11 | 1987-06-11 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63308969A (ja) |
-
1987
- 1987-06-11 JP JP14551587A patent/JPS63308969A/ja active Pending
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