JPS6337512B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6337512B2 JPS6337512B2 JP13079382A JP13079382A JPS6337512B2 JP S6337512 B2 JPS6337512 B2 JP S6337512B2 JP 13079382 A JP13079382 A JP 13079382A JP 13079382 A JP13079382 A JP 13079382A JP S6337512 B2 JPS6337512 B2 JP S6337512B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- rigid body
- central rigid
- groove
- piezoresistive element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 18
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/84—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は圧力測定用の半導体ダイヤフラムに
関する。
関する。
差圧等の圧力を測定するのに第１図に示すよう
な周辺固定部２を有する平板状の半導体ダイヤフ
ラム１がよく使用されている。しかしながらこの
平板状の半導体ダイヤフラムは圧力が3000mm
H2O以上でないと良好なリニアリテイを得るこ
とができない。そこで近年低差圧を測定するため
に第２図に示す半導体ダイヤフラム１が提案され
ている。この半導体ダイヤフラム１は周辺固定部
２の内側に中心剛体３を設け、さらに、周辺固定
部２と前記中心剛体３の間に溝部４を設け、この
溝部４の薄肉部５の表面にピエゾ抵抗素子６を形
成して構成されている。この半導体ダイヤフラム
によれば、上記した平板ダイヤフラムに比してピ
エゾ抵抗素子のリニアリイテイを低差圧まで得る
ことができる。しかしそれも1000mmH2Oの程度
までである。
な周辺固定部２を有する平板状の半導体ダイヤフ
ラム１がよく使用されている。しかしながらこの
平板状の半導体ダイヤフラムは圧力が3000mm
H2O以上でないと良好なリニアリテイを得るこ
とができない。そこで近年低差圧を測定するため
に第２図に示す半導体ダイヤフラム１が提案され
ている。この半導体ダイヤフラム１は周辺固定部
２の内側に中心剛体３を設け、さらに、周辺固定
部２と前記中心剛体３の間に溝部４を設け、この
溝部４の薄肉部５の表面にピエゾ抵抗素子６を形
成して構成されている。この半導体ダイヤフラム
によれば、上記した平板ダイヤフラムに比してピ
エゾ抵抗素子のリニアリイテイを低差圧まで得る
ことができる。しかしそれも1000mmH2Oの程度
までである。
この発明の目的は、上記した従来の半導体ダイ
ヤフラムよりもさらに低差圧、すなわち1000mm
H2O以下の極低差圧でも良好なリニアリテイの
得られる半導体ダイヤフラムを提供するにある。
ヤフラムよりもさらに低差圧、すなわち1000mm
H2O以下の極低差圧でも良好なリニアリテイの
得られる半導体ダイヤフラムを提供するにある。
一般に、ダイヤフラムに発生する応力σダイヤ
フラム厚ｔ、ダイヤフラム変位Ｗ、ダイヤフラム
の大きさ（径）ｒ、および等分布荷重Ｐの関係は Ｗ∝r4／t3×Ｐ ……(1) σ∝r2／t2×Ｐ ……(2) で表わせる。
フラム厚ｔ、ダイヤフラム変位Ｗ、ダイヤフラム
の大きさ（径）ｒ、および等分布荷重Ｐの関係は Ｗ∝r4／t3×Ｐ ……(1) σ∝r2／t2×Ｐ ……(2) で表わせる。
ここでダイヤフラム厚ｔをたとえばt2からt1に
変更して測定レンジを変更するのに、t1＝2t2と
した場合同じ圧力を得るのに、すなわちピエゾ抵
抗素子の抵抗変化を一定にする条件σ1＝σ2とする
ため上記(2)式より圧力ＰはP1＝4P2、変位ＷはW1
＝W2／２とする必要がある。
変更して測定レンジを変更するのに、t1＝2t2と
した場合同じ圧力を得るのに、すなわちピエゾ抵
抗素子の抵抗変化を一定にする条件σ1＝σ2とする
ため上記(2)式より圧力ＰはP1＝4P2、変位ＷはW1
＝W2／２とする必要がある。
一方ダイヤフラム変位Ｗ及び応力σが等分布荷
重に比例する範囲は、ダイヤフラム厚ｔにほぼ比
例する。したがつて荷重に対する応力σが比例す
る範囲は、ダイヤフラム厚ｔの２乗に反比例す
る。すなわちダイヤフラム厚ｔが薄くなるほどピ
エゾ抵抗素子の抵抗変化はノンリニアとなり逆に
厚くなるほどリニアとなる。この発明はこの点に
着目して創出されたものである。
重に比例する範囲は、ダイヤフラム厚ｔにほぼ比
例する。したがつて荷重に対する応力σが比例す
る範囲は、ダイヤフラム厚ｔの２乗に反比例す
る。すなわちダイヤフラム厚ｔが薄くなるほどピ
エゾ抵抗素子の抵抗変化はノンリニアとなり逆に
厚くなるほどリニアとなる。この発明はこの点に
着目して創出されたものである。
上記目的を達成するためにこの発明の半導体ダ
イヤフラムは、表面にピエゾ抵抗素子が形成され
る位置に対応する溝部に周辺固定部と中央剛体を
連接する肉厚のビーム（梁）部を設けている。
イヤフラムは、表面にピエゾ抵抗素子が形成され
る位置に対応する溝部に周辺固定部と中央剛体を
連接する肉厚のビーム（梁）部を設けている。
以下、図面に示す実施例によりこの発明を詳細
に説明する。
に説明する。
第３図はこの発明の一実施例を示す半導体ダイ
ヤフラムの底面図、第４図はその上面図である。
ヤフラムの底面図、第４図はその上面図である。
Si（シリコン）またはGe（ゲルマニユーム）等
の半導体単結晶で形成されるダイヤフラム本体１
に肉厚の周辺固定部２、同じく肉厚の中央剛体
３、及び周辺固定部２と中央剛体３間に設けられ
る溝部４を備える点は、従来の半導体ダイヤフラ
ムと同様である。
の半導体単結晶で形成されるダイヤフラム本体１
に肉厚の周辺固定部２、同じく肉厚の中央剛体
３、及び周辺固定部２と中央剛体３間に設けられ
る溝部４を備える点は、従来の半導体ダイヤフラ
ムと同様である。
ダイヤフラム１の表面の、溝部４の各辺の中央
部に対応する位置に圧力検出中用のピエゾ抵抗素
子６が形成され、さらにこのピエゾ抵抗素子６が
形成される位置に対応する溝部４に周辺固定部２
と中央剛体３を連接するビーム部７が設けられて
いる。
部に対応する位置に圧力検出中用のピエゾ抵抗素
子６が形成され、さらにこのピエゾ抵抗素子６が
形成される位置に対応する溝部４に周辺固定部２
と中央剛体３を連接するビーム部７が設けられて
いる。
溝部４が形成されるダイヤフラム本体１は第５
図に示すように肉薄部５を持つが、ビーム部７が
設けられる位置は、第６図に示すように周辺固定
部２や中央剛体３と同じ肉厚となつている。これ
によりリニアリテイが改善される。
図に示すように肉薄部５を持つが、ビーム部７が
設けられる位置は、第６図に示すように周辺固定
部２や中央剛体３と同じ肉厚となつている。これ
によりリニアリテイが改善される。
なおピエゾ抵抗素子６は第７図Ａの拡大図に示
すようにビーム部７の周辺固定部２と連接される
線上及び中央剛体３と連接される線上に形成さ
れ、ビーム部７の応力は第７図Ｂに示すように、
ピエゾ抵抗素子６が形成される位置が最も大とな
る。
すようにビーム部７の周辺固定部２と連接される
線上及び中央剛体３と連接される線上に形成さ
れ、ビーム部７の応力は第７図Ｂに示すように、
ピエゾ抵抗素子６が形成される位置が最も大とな
る。
上記実施例において、ビーム部７の肉厚を周辺
固定部２や中央剛体３と同じにしているが、測定
レンジ、溝部４の薄肉部５との関係により、第８
図に示すようにビーム部７を周辺固定部２等より
も薄肉とし、段差が生じるようにしてもよい。
固定部２や中央剛体３と同じにしているが、測定
レンジ、溝部４の薄肉部５との関係により、第８
図に示すようにビーム部７を周辺固定部２等より
も薄肉とし、段差が生じるようにしてもよい。
また上記実施例では、ビーム部７を溝部４の各
辺に設けているが、相対向する１対の辺のみに設
けるものであつてもよい。
辺に設けているが、相対向する１対の辺のみに設
けるものであつてもよい。
以上のようにこの発明の半導体ダイヤフラムに
よれば、表面にピエゾ抵抗素子が形成される位置
に対応する溝部に、周辺固定部と中央剛体を連接
する肉厚のビーム部を設けるものであるから、
1000mmH2O以下の低差圧の測定が可能であり、
しかもリニアリテイの良い測定を行なうことがで
きる。
よれば、表面にピエゾ抵抗素子が形成される位置
に対応する溝部に、周辺固定部と中央剛体を連接
する肉厚のビーム部を設けるものであるから、
1000mmH2O以下の低差圧の測定が可能であり、
しかもリニアリテイの良い測定を行なうことがで
きる。
第１図は従来の平板状の半導体ダイヤフラムの
側断面図、第２図は従来の中央剛体付の半導体ダ
イヤフラムを示す図であつて同図Ａはその底面
図、同図Ｂは同図Ａを―で切つた断面図、同
図Ｃは同図Ｂのａ部分の拡大図、第３図、第４
図、第５図、第６図、第７図はこの発明の一実施
例の半導体ダイヤフラムを示す図であつて第３図
はその底面図、第４図はその上面図、第５図は第
３図を―で切断した断面図、第６図は第３図
を―で切断した断面図、第７図は第４図のｂ
部分の拡大部を示す図であつて、同図Ａは同拡大
図、同図Ｂは同部の応力特性図、第８図は他の実
施例を示す半導体ダイヤフラムの要部断面図であ
る。 １：半導体ダイヤフラム本体、２：周辺固定
部、３：中心剛体、４：溝部、５：薄肉部、６：
ピエゾ抵抗素子、７：ビーム部。
側断面図、第２図は従来の中央剛体付の半導体ダ
イヤフラムを示す図であつて同図Ａはその底面
図、同図Ｂは同図Ａを―で切つた断面図、同
図Ｃは同図Ｂのａ部分の拡大図、第３図、第４
図、第５図、第６図、第７図はこの発明の一実施
例の半導体ダイヤフラムを示す図であつて第３図
はその底面図、第４図はその上面図、第５図は第
３図を―で切断した断面図、第６図は第３図
を―で切断した断面図、第７図は第４図のｂ
部分の拡大部を示す図であつて、同図Ａは同拡大
図、同図Ｂは同部の応力特性図、第８図は他の実
施例を示す半導体ダイヤフラムの要部断面図であ
る。 １：半導体ダイヤフラム本体、２：周辺固定
部、３：中心剛体、４：溝部、５：薄肉部、６：
ピエゾ抵抗素子、７：ビーム部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 周辺固定部と、中心剛体と、前記周辺固定部
と前記中心剛体間の裏面に設けられる溝部と、こ
の溝部に対応する表面位置の所定箇所に形成され
る圧力検出用ピエゾ抵抗素子とよりなる半導体ダ
イヤフラムにおいて、 前記ピエゾ抵抗素子が形成される位置に対応す
る溝部に、前記周辺固定部と中心剛体に連接され
る肉厚のビーム部を設けたことを特徴とする半導
体ダイヤフラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13079382A JPS5921074A (ja) | 1982-07-27 | 1982-07-27 | 半導体ダイヤフラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13079382A JPS5921074A (ja) | 1982-07-27 | 1982-07-27 | 半導体ダイヤフラム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5921074A JPS5921074A (ja) | 1984-02-02 |
| JPS6337512B2 true JPS6337512B2 (ja) | 1988-07-26 |
Family
ID=15042819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13079382A Granted JPS5921074A (ja) | 1982-07-27 | 1982-07-27 | 半導体ダイヤフラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5921074A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021029397A1 (ja) | 2019-08-15 | 2021-02-18 | 東レ株式会社 | 電池用セパレータ及びその製造方法 |
| WO2021181815A1 (ja) | 2020-03-11 | 2021-09-16 | 東レ株式会社 | 電池用セパレータ |
-
1982
- 1982-07-27 JP JP13079382A patent/JPS5921074A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021029397A1 (ja) | 2019-08-15 | 2021-02-18 | 東レ株式会社 | 電池用セパレータ及びその製造方法 |
| WO2021181815A1 (ja) | 2020-03-11 | 2021-09-16 | 東レ株式会社 | 電池用セパレータ |
| KR20220148153A (ko) | 2020-03-11 | 2022-11-04 | 도레이 카부시키가이샤 | 전지용 세퍼레이터 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5921074A (ja) | 1984-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4320664A (en) | Thermally compensated silicon pressure sensor | |
| US4236137A (en) | Semiconductor transducers employing flexure frames | |
| JP4161410B2 (ja) | 圧力検出装置 | |
| JP2656566B2 (ja) | 半導体圧力変換装置 | |
| JPS60128673A (ja) | 半導体感圧装置 | |
| JP2503290B2 (ja) | 半導体圧力・差圧測定ダイヤフラム | |
| JPS5952727A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPS6337512B2 (ja) | ||
| JPS6313357B2 (ja) | ||
| JP2864700B2 (ja) | 半導体圧力センサ及びその製造方法 | |
| JPH04265829A (ja) | 計量システムのためのディスク形状トランスデューサ | |
| JPH07110277A (ja) | シリコン圧力センサ | |
| US5212986A (en) | Semiconductor acceleration sensor including off axis acceleration cancellation | |
| JPH0419495B2 (ja) | ||
| JPS6155263B2 (ja) | ||
| US3254529A (en) | Strain transducers insensitive to transverse and shear strains | |
| JPS5845533A (ja) | 圧力検出器 | |
| JP2587646Y2 (ja) | ３次元半導体力覚センサー | |
| JPH0412436Y2 (ja) | ||
| JPH08334424A (ja) | 半導体圧力検出装置 | |
| JPH0648421Y2 (ja) | 半導体加速度センサ | |
| JP3509336B2 (ja) | 集積化センサ | |
| JPH06102128A (ja) | 半導体複合機能センサ | |
| GB2107924A (en) | Strain gauge pressure transducers | |
| JPS6154271B2 (ja) |