JPS6381867A - 半導体拡散ストレンゲ−ジ - Google Patents
半導体拡散ストレンゲ−ジInfo
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- JPS6381867A JPS6381867A JP61226632A JP22663286A JPS6381867A JP S6381867 A JPS6381867 A JP S6381867A JP 61226632 A JP61226632 A JP 61226632A JP 22663286 A JP22663286 A JP 22663286A JP S6381867 A JPS6381867 A JP S6381867A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2287—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges constructional details of the strain gauges
- G01L1/2293—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges constructional details of the strain gauges of the semi-conductor type
-
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- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49082—Resistor making
- Y10T29/49103—Strain gauge making
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Pressure Sensors (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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】
く産業上の利用分野〉
本発明は、シリコン半導体拡散抵抗型ストレンゲージの
温度特性の改善に関する。
温度特性の改善に関する。
〈従来の技術〉
従来、シリコン半導体基板に不純物元素を拡散し、スト
レンゲージを形成し２例えば圧力センサに応用したもの
として、第６図に示す構成のものが知られている。第６
図において１はｎ型シリコン基板であり、この基板の表
面にｐ型からなる抵抗層２を拡散またはイオン打込み技
術を用いて形成し、この抵抗層２の上にＳ ｉ Ｏ２か
らなる絶縁層３を形成し、この絶縁層にコンタクトホー
ル４を設けて電（本５を形成している。なお８は厚さ２
０〜５０μｍ程度のダイアフラムであり、裏面の一部を
エツチングで削ることにより形成する。
レンゲージを形成し２例えば圧力センサに応用したもの
として、第６図に示す構成のものが知られている。第６
図において１はｎ型シリコン基板であり、この基板の表
面にｐ型からなる抵抗層２を拡散またはイオン打込み技
術を用いて形成し、この抵抗層２の上にＳ ｉ Ｏ２か
らなる絶縁層３を形成し、この絶縁層にコンタクトホー
ル４を設けて電（本５を形成している。なお８は厚さ２
０〜５０μｍ程度のダイアフラムであり、裏面の一部を
エツチングで削ることにより形成する。
〈発明が解決しようとする問題点〉
上記従来の圧力センサにＪ３いて、抵抗値の温度特性と
しては２つの要素がある。すなわら。
しては２つの要素がある。すなわら。
■ 抵抗値自体が温度により変動する。
■ ストレンゲージとしての感度が温度により変動する
。
。
上記のうち■は温度抵抗係数と呼ばれ、従来。
差動方式（ブリッジ回路）を用いて打消す方法により解
決し、■はゲージ率温度係数と呼ばれ、複雑な温度補償
回路を後段に接続することにより解決している。
決し、■はゲージ率温度係数と呼ばれ、複雑な温度補償
回路を後段に接続することにより解決している。
本発明は上記問題点に鑑みて成されたもので。
ストレンゲージとしての感度であるゲージ率に影響を与
えることなく抵抗温度係数を減少させ、また、ゲージ率
の温度係数を減少させることを目的とする。
えることなく抵抗温度係数を減少させ、また、ゲージ率
の温度係数を減少させることを目的とする。
く問題点を解決するための手段〉
」−記問題点を解決づ゛るための本発明の構成は。
シリコン基板中にドナーにもアクセプタにもならない中
性不純物原子をドーピングし、このドーピング領域に拡
ｒ１．抵抗素子を形成したことを特徴とするものである
。
性不純物原子をドーピングし、このドーピング領域に拡
ｒ１．抵抗素子を形成したことを特徴とするものである
。
・〈実施例〉
第１図は本発明の半導体拡散ストレンゲージの一実施例
を示す断面構成図である。
を示す断面構成図である。
図において１は比抵抗１０Ωｃｍのｎ型３ｉ基板であり
、この基板の仝而に。
、この基板の仝而に。
イ、 加速エネルギー２００ｋｅＶ、ドーズ量５Ｘ１０
１５ｃｍ−’の条件で中性不純物原子としてのＱｅをイ
オン注入して拡散層１ｏを形成し。
１５ｃｍ−’の条件で中性不純物原子としてのＱｅをイ
オン注入して拡散層１ｏを形成し。
口、 この拡散層の上にフラズマＣＶＤによりＳ ｉ
０２を形成り、１１７０℃、２０ｈ＋７）！’ライブイ
ン拡散を行なう。
０２を形成り、１１７０℃、２０ｈ＋７）！’ライブイ
ン拡散を行なう。
ハ、 次に、このＧｅ拡散唐１ｏの上に所定の形状にボ
ロン（Ｂ）拡散層１１を形成する。
ロン（Ｂ）拡散層１１を形成する。
二、 上記のボロン拡散層を形成する際に得られる。拡
散抵抗体を覆う酸化膜層に所定の距離を隔ててコンタク
トホールを形成しＡ！電極１２を形成する。
散抵抗体を覆う酸化膜層に所定の距離を隔ててコンタク
トホールを形成しＡ！電極１２を形成する。
上記のように形成した本発明の半導体拡散スｔ・レンゲ
ージのＧｅの拡散層は、２次イオン？ｆｆｆｉ分析法（
ＳＩＭＳ分析法）によれば９表面濃度約１Ｑ”ｃｍ’、
深さ約１．６μｍであり、ボロンの拡散層の深さは１．
２μｍであった。
ージのＧｅの拡散層は、２次イオン？ｆｆｆｉ分析法（
ＳＩＭＳ分析法）によれば９表面濃度約１Ｑ”ｃｍ’、
深さ約１．６μｍであり、ボロンの拡散層の深さは１．
２μｍであった。
この様な半導体拡散ストレンゲージについて。
抵抗温度係数、１−ｔａｌｌ測定、ピエゾ係数測定を行
った結果を第２〜第５図に示す。なお、比抵抗はＢの濃
度を変えることで０．００３〜０．３Ωｃｍと変化させ
た。
った結果を第２〜第５図に示す。なお、比抵抗はＢの濃
度を変えることで０．００３〜０．３Ωｃｍと変化させ
た。
第２図は抵抗温度係数ｃｐｐｍ、”Ｋ）と比抵抗〈０ｃ
ｍ）の関係を示す図で、Ｏ印でプロツトシたものは本発
明の半導体拡散ストレンゲージを測定したもの、φ印で
プロットしたものは従来の半導体拡散ストレンゲージを
測定した結果を示すものである。図によれば、比抵抗が
０．０２Ωｃｍ以下ではＧｅの効果は少ないが、比抵抗
が大ぎくなるに従って抵抗温度係数の顕著な減少が見ら
れ。
ｍ）の関係を示す図で、Ｏ印でプロツトシたものは本発
明の半導体拡散ストレンゲージを測定したもの、φ印で
プロットしたものは従来の半導体拡散ストレンゲージを
測定した結果を示すものである。図によれば、比抵抗が
０．０２Ωｃｍ以下ではＧｅの効果は少ないが、比抵抗
が大ぎくなるに従って抵抗温度係数の顕著な減少が見ら
れ。
０．３Ωｃｍでは約１／８にまで低下していることが分
る。
る。
第３図は温度（Ｋ）とホール移動度（Ｃｍ２／ｖ−ｓｅ
ｃ）の関係を示す図で、Δ印でプロットしたものは本発
明の半導体拡散ストレンゲージを用いて測定したもの、
ム印でプロットしたものは従来の半導体拡散ストレンゲ
ージを測定した結果を示すものである。なお、この図に
は両者の比抵抗がほぼ等しい（約０．０８Ωｃｍ）試料
の測定結果を示す。図によればＧｅをドープした本発明
のものは移動度の低下が顕著であり、とくに室温付近の
温度依存性が大きく減少していることが分る。
ｃ）の関係を示す図で、Δ印でプロットしたものは本発
明の半導体拡散ストレンゲージを用いて測定したもの、
ム印でプロットしたものは従来の半導体拡散ストレンゲ
ージを測定した結果を示すものである。なお、この図に
は両者の比抵抗がほぼ等しい（約０．０８Ωｃｍ）試料
の測定結果を示す。図によればＧｅをドープした本発明
のものは移動度の低下が顕著であり、とくに室温付近の
温度依存性が大きく減少していることが分る。
第４図はストレンゲージとしての感度、Ｖなわら比抵抗
（０ｃｍ）とゲージ率（ｃｍ２／ｄｙｎ）の関係を示す
図で、Ｏ印でプロットしたものは本発明の半導体拡散ス
トレンゲージを測定したもの。
（０ｃｍ）とゲージ率（ｃｍ２／ｄｙｎ）の関係を示す
図で、Ｏ印でプロットしたものは本発明の半導体拡散ス
トレンゲージを測定したもの。
・印でプロットしたものは従来の半導体拡散ストレンゲ
ージをした結果を示すものである。なお。
ージをした結果を示すものである。なお。
この実験では（１００）の結晶面を有する８ｉ基板表面
に、＜ｉｌｏ＞方向に拡散抵抗体を形成し。
に、＜ｉｌｏ＞方向に拡散抵抗体を形成し。
＜１１０＞方向に一軸性応力を加えて測定したものであ
る。図によれば、Ｑｅが拡散された領域に拡散抵抗体を
形成してもゲージ率そのものは何らの影響も受けないこ
とを示している。
る。図によれば、Ｑｅが拡散された領域に拡散抵抗体を
形成してもゲージ率そのものは何らの影響も受けないこ
とを示している。
第５図は第４図で用いた試料を用いて比抵抗とゲージ率
の温度係数（ｐｐｍ／Ｋ）の関係を測定した結果を示す
図で、Δ印でプロットしたものは本発明の半導体拡散ス
トレンゲージを測定したもの、ム印でプロットしたもの
は従来の半導体拡散ストレンゲージを測定した結果を示
すものである。
の温度係数（ｐｐｍ／Ｋ）の関係を測定した結果を示す
図で、Δ印でプロットしたものは本発明の半導体拡散ス
トレンゲージを測定したもの、ム印でプロットしたもの
は従来の半導体拡散ストレンゲージを測定した結果を示
すものである。
図によれば、Ｑｅが拡散された領域に拡散抵抗体を形成
した場合、ゲージ率の温度係数が約１／２に減少してい
ることが分る。
した場合、ゲージ率の温度係数が約１／２に減少してい
ることが分る。
なお１本実施例においてはｎ型のＳｉ基板にＧｅをドー
プしてこの上にＢを拡散した例について説明したが、本
例に限ることなくＧｅ以外の他の■俗の中性不純物を用
いてもよく、また、のｎ型のＳｉ基板に中性不純物原子
をドーピングし、この中に拡散抵抗素子を形成してもよ
い。また、製作条件も本実施例に限定するでものではな
い。
プしてこの上にＢを拡散した例について説明したが、本
例に限ることなくＧｅ以外の他の■俗の中性不純物を用
いてもよく、また、のｎ型のＳｉ基板に中性不純物原子
をドーピングし、この中に拡散抵抗素子を形成してもよ
い。また、製作条件も本実施例に限定するでものではな
い。
〈発明の効果〉
以上、実施例とともに具体的に説明したように本発明に
よれば、ストレンゲージの感度であるゲージ率に影響を
与えることなく、抵抗温度係数の減少を計るとともにゲ
ージ率の温度係数を減少さけることが出来るので。
よれば、ストレンゲージの感度であるゲージ率に影響を
与えることなく、抵抗温度係数の減少を計るとともにゲ
ージ率の温度係数を減少さけることが出来るので。
■ 温度補償回路の高精度化をはかることができ。
高精度のストレンゲージを実現することが出来る。
■ 従来と同等な性能でよい場合には、温度補償回路の
簡略化を図ることにより安価な汎用ストレンゲージを実
現することができる。
簡略化を図ることにより安価な汎用ストレンゲージを実
現することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面構成図。
第２図は抵抗温度係数と比抵抗の関係を示す図。
第３図は温度とホール移動度の関係を示す図、第４図は
比抵抗とゲージ率の関係を示す図、第５図は比抵抗とゲ
ージ率の温度係数の関係を示す図。 第６図は従来例を示す構成図である。 １・・・ｎ型Ｓｉ基板、１１・・・Ｇｅ拡散層、１２・
・・Ｂ拡散層、１２・・・Ａ！電極。 仁Ｌ５木胱 （Ｑｃｍ） 温度 （Ｋ） 第４図 にｊ区Ｊ九 （Ωｃｍ） 第５図 にＪら流（ΩＣｍ）
比抵抗とゲージ率の関係を示す図、第５図は比抵抗とゲ
ージ率の温度係数の関係を示す図。 第６図は従来例を示す構成図である。 １・・・ｎ型Ｓｉ基板、１１・・・Ｇｅ拡散層、１２・
・・Ｂ拡散層、１２・・・Ａ！電極。 仁Ｌ５木胱 （Ｑｃｍ） 温度 （Ｋ） 第４図 にｊ区Ｊ九 （Ωｃｍ） 第５図 にＪら流（ΩＣｍ）
Claims (1)
- シリコン基板中にドナーにもアクセプタにもならない中
性不純物原子をドーピングし、このドーピング領域に拡
散抵抗素子を形成したことを特徴とする半導体拡散スト
レンゲージ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61226632A JPS6381867A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | 半導体拡散ストレンゲ−ジ |
| US07/089,504 US4841272A (en) | 1986-09-25 | 1987-08-26 | Semiconductor diffusion strain gage |
| GB8722236A GB2196790B (en) | 1986-09-25 | 1987-09-22 | Semiconductor diffusion strain gauge |
| DE19873731832 DE3731832A1 (de) | 1986-09-25 | 1987-09-22 | Halbleiter-dehnungsmesser und verfahren zu seiner herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61226632A JPS6381867A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | 半導体拡散ストレンゲ−ジ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6381867A true JPS6381867A (ja) | 1988-04-12 |
Family
ID=16848225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61226632A Pending JPS6381867A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | 半導体拡散ストレンゲ−ジ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4841272A (ja) |
| JP (1) | JPS6381867A (ja) |
| DE (1) | DE3731832A1 (ja) |
| GB (1) | GB2196790B (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK0544934T3 (ja) * | 1991-11-30 | 1997-03-17 | Endress Hauser Gmbh Co | |
| FR2685080B1 (fr) * | 1991-12-17 | 1995-09-01 | Thomson Csf | Capteur mecanique comprenant un film de polymere. |
| JPH06350105A (ja) * | 1993-06-07 | 1994-12-22 | Nec Corp | マイクロマシンとその製造方法 |
| CA2176052A1 (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-08 | James D. Seefeldt | Transducer having a resonating silicon beam and method for forming same |
| US5736430A (en) * | 1995-06-07 | 1998-04-07 | Ssi Technologies, Inc. | Transducer having a silicon diaphragm and method for forming same |
| US6021675A (en) * | 1995-06-07 | 2000-02-08 | Ssi Technologies, Inc. | Resonating structure and method for forming the resonating structure |
| US5526700A (en) * | 1995-09-29 | 1996-06-18 | Akeel; Hadi A. | Six component force gage |
| US6079277A (en) * | 1997-12-12 | 2000-06-27 | The Research Foundation Of State University Of New York | Methods and sensors for detecting strain and stress |
| GB2369889B (en) * | 2001-07-13 | 2004-06-09 | John David Barnett | Strain sensing installation |
| US6739199B1 (en) | 2003-03-10 | 2004-05-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Substrate and method of forming substrate for MEMS device with strain gage |
| JPWO2014002387A1 (ja) * | 2012-06-29 | 2016-05-30 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | ホール起電力補正装置及びホール起電力補正方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5878470A (ja) * | 1981-11-04 | 1983-05-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体圧力検出装置 |
| JPS60207360A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-18 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 半導体抵抗素子 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2753378A1 (de) * | 1977-11-04 | 1979-05-10 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren zur herstellung von silizium-bauelementen, die teilweise eine einkristalline struktur aufweisen muessen, und verwendung des verfahrens zur herstellung von drucksensoren |
| US4317126A (en) * | 1980-04-14 | 1982-02-23 | Motorola, Inc. | Silicon pressure sensor |
| US4510671A (en) * | 1981-08-31 | 1985-04-16 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | Dielectrically isolated transducer employing single crystal strain gages |
-
1986
- 1986-09-25 JP JP61226632A patent/JPS6381867A/ja active Pending
-
1987
- 1987-08-26 US US07/089,504 patent/US4841272A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-22 GB GB8722236A patent/GB2196790B/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-22 DE DE19873731832 patent/DE3731832A1/de active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5878470A (ja) * | 1981-11-04 | 1983-05-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体圧力検出装置 |
| JPS60207360A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-18 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 半導体抵抗素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4841272A (en) | 1989-06-20 |
| GB2196790A (en) | 1988-05-05 |
| GB8722236D0 (en) | 1987-10-28 |
| GB2196790B (en) | 1991-04-24 |
| DE3731832A1 (de) | 1988-04-07 |
| DE3731832C2 (ja) | 1989-11-02 |
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