JPS646546B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS646546B2 JPS646546B2 JP1668380A JP1668380A JPS646546B2 JP S646546 B2 JPS646546 B2 JP S646546B2 JP 1668380 A JP1668380 A JP 1668380A JP 1668380 A JP1668380 A JP 1668380A JP S646546 B2 JPS646546 B2 JP S646546B2
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- JP
- Japan
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- element substrate
- semiconductor
- pressure sensor
- semiconductor element
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Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 44
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 25
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は特に低圧力を測定する際に最適な半導
体圧力センサーに関するものである。
体圧力センサーに関するものである。
従来のこの種の圧力センサーとしては、例えば
第１図および第２図に示す如く、シリコン単結晶
などの半導体素子基板１の中間部２は、下面側に
切欠溝３を設けることにより半導体素子基板１に
対して平行な部分２ａが肉薄に形成されており、
中央部４および周縁部５は、中間部２より肉厚に
形成されている。６は前記中間部２の肉薄の部分
２ａの上面に不純物の拡散により形成されるひず
み抵抗素子を示す。
第１図および第２図に示す如く、シリコン単結晶
などの半導体素子基板１の中間部２は、下面側に
切欠溝３を設けることにより半導体素子基板１に
対して平行な部分２ａが肉薄に形成されており、
中央部４および周縁部５は、中間部２より肉厚に
形成されている。６は前記中間部２の肉薄の部分
２ａの上面に不純物の拡散により形成されるひず
み抵抗素子を示す。
このように構成される半導体圧力センサーにお
いて、半導体素子基板１の表面に圧力が加わる
と、中間部２にはたわみが生じて応力が発生す
る。このときに発生する応力はひずみ抵抗素子６
により検出される。
いて、半導体素子基板１の表面に圧力が加わる
と、中間部２にはたわみが生じて応力が発生す
る。このときに発生する応力はひずみ抵抗素子６
により検出される。
ところで、低圧力を測定する半導体圧力センサ
ーとしては、圧力に対して必要な出力電圧を得る
ために半導体素子基板１の中間部２の板厚をでき
るだけ薄く形成することが望まれる。しかし、余
り板厚を薄くすると、たわみが大きくなり、圧力
に対する発生応力の関係が直線的にならず、この
ため圧力と出力電圧の関係も非線形になるため、
半導体圧力センサーとしての精度が低下する。
ーとしては、圧力に対して必要な出力電圧を得る
ために半導体素子基板１の中間部２の板厚をでき
るだけ薄く形成することが望まれる。しかし、余
り板厚を薄くすると、たわみが大きくなり、圧力
に対する発生応力の関係が直線的にならず、この
ため圧力と出力電圧の関係も非線形になるため、
半導体圧力センサーとしての精度が低下する。
本発明の半導体圧力センサーは上記の点に鑑
み、圧力と発生応力との関係の非線形性を極端に
低減することにより、測定精度を向上させること
を目的とする。
み、圧力と発生応力との関係の非線形性を極端に
低減することにより、測定精度を向上させること
を目的とする。
以下本発明の一実施例を図面により説明する。
第３図および第４図において、第１図および第
２図と同一符号のものは同一部分を示す。
２図と同一符号のものは同一部分を示す。
７は半導体素子基板で、この半導体素子基板７
の中間部８と中央部９との間の、半導体素子基板
７の上面に対して垂直な部分１０は、中間部８の
下面側に設けた円環状の切欠溝１２と中央部９の
上面側に設けた円形状の切欠溝１１とによりはさ
まれて切欠溝間が肉薄に形成されている。また、
前記中間部８は、前記切欠溝１２により半導体基
板７に対して平行な部分８ａが肉薄に形成され、
周縁部１３は肉厚に形成されている。
の中間部８と中央部９との間の、半導体素子基板
７の上面に対して垂直な部分１０は、中間部８の
下面側に設けた円環状の切欠溝１２と中央部９の
上面側に設けた円形状の切欠溝１１とによりはさ
まれて切欠溝間が肉薄に形成されている。また、
前記中間部８は、前記切欠溝１２により半導体基
板７に対して平行な部分８ａが肉薄に形成され、
周縁部１３は肉厚に形成されている。
上記のように構成される半導体圧力センサーに
おいて、半導体素子基板７の上面に圧力が加わる
と、半導体素子基板７は第５図の点線で示す如く
変形する。このとき、中間部８の肉薄な部分８ａ
および中央部９と中間部８との間の肉薄な部分１
０の変形によつて生じる水平方向力Ｆは、肉薄な
部分１０の剛性の低下により非常に小さくなる。
したがつて圧力に対するひずみの非線形性が第７
図の実線Ｂで示す如く極端に減少する。
おいて、半導体素子基板７の上面に圧力が加わる
と、半導体素子基板７は第５図の点線で示す如く
変形する。このとき、中間部８の肉薄な部分８ａ
および中央部９と中間部８との間の肉薄な部分１
０の変形によつて生じる水平方向力Ｆは、肉薄な
部分１０の剛性の低下により非常に小さくなる。
したがつて圧力に対するひずみの非線形性が第７
図の実線Ｂで示す如く極端に減少する。
ちなみに、従来の半導体素子基板１は、圧力が
加わることにより第６図の点線で示す如く変形す
る。このとき、中間部２の部分２ａの変形にとも
なう伸びによつて生じる前記水平方向力Ｆは増加
し、この水平方向力Ｆが圧力に対するひずみの非
線形性は、第７図の一点鎖線Ｃで示す如く増大す
る。点線Ａは線形性を示す。
加わることにより第６図の点線で示す如く変形す
る。このとき、中間部２の部分２ａの変形にとも
なう伸びによつて生じる前記水平方向力Ｆは増加
し、この水平方向力Ｆが圧力に対するひずみの非
線形性は、第７図の一点鎖線Ｃで示す如く増大す
る。点線Ａは線形性を示す。
第８図は本発明の半導体圧力センサーにおける
半導体素子基板の他の実施例を示したもので、前
記部分１０の肉薄を、中間部８と周縁部１３との
間の部分１４に切欠部１５を設けることにより形
成したものである。また、第９図は本発明の半導
体圧力センサーにおける半導体基板のさらに他の
実施例を示すもので、前記円環状の切欠溝１１，
１２および周縁部１３に代えて、矩形の環状に切
欠溝１６，１７および周縁部１８を形成したもの
である。
半導体素子基板の他の実施例を示したもので、前
記部分１０の肉薄を、中間部８と周縁部１３との
間の部分１４に切欠部１５を設けることにより形
成したものである。また、第９図は本発明の半導
体圧力センサーにおける半導体基板のさらに他の
実施例を示すもので、前記円環状の切欠溝１１，
１２および周縁部１３に代えて、矩形の環状に切
欠溝１６，１７および周縁部１８を形成したもの
である。
本発明の半導体圧力センサーは、半導体素子基
板の下面側に環状の切欠溝を形成してこの基板を
部分的に肉薄にし、かつこの肉薄部の上面側にひ
ずみ抵抗素子を形成し、更に上面側の内、平面方
向から投影断面にしてみると、上述の環状切欠溝
で囲まれた領域内若しくはこの環状切欠溝の外周
側となる領域内に、肉薄部の厚さよりも深く切欠
部を形成したため、切欠部間が薄肉となる（基板
が折れ曲がつているようになる）。従つて、圧力
と発生応力との間の非線形性を極端に低減できる
ため、測定の精度向上を図ることができる。
板の下面側に環状の切欠溝を形成してこの基板を
部分的に肉薄にし、かつこの肉薄部の上面側にひ
ずみ抵抗素子を形成し、更に上面側の内、平面方
向から投影断面にしてみると、上述の環状切欠溝
で囲まれた領域内若しくはこの環状切欠溝の外周
側となる領域内に、肉薄部の厚さよりも深く切欠
部を形成したため、切欠部間が薄肉となる（基板
が折れ曲がつているようになる）。従つて、圧力
と発生応力との間の非線形性を極端に低減できる
ため、測定の精度向上を図ることができる。
第１図および第２図は従来の半導体圧力センサ
ーの一部を示し、第１図は平面図、第２図は側面
断面図、第３図および第４図は本発明の半導体圧
力センサーの一部を示し、第３図は平面図、第４
図は側面断面図、第５図は本発明の半導体圧力セ
ンサーにおける半導体素子基板の変形を説明する
ための図、第６図は従来の半導体圧力センサーに
おける半導体素子基板の変形を説明するための
図、第７図は本発明および従来の半導体圧力セン
サーにおけるひずみと圧力の関係を示す特性図、
第８図は本発明の半導体圧力センサーにおける半
導体素子基板の他の実施例を示す側面図、第９図
は本発明の半導体圧力センサーにおける半導体素
子基板のさらに他の実施例を示す平面図である。 ６……ひずみ抵抗素子、７……半導体素子基
板、８……中間部、９……中央部、１１，１２…
…切欠溝、１３……周縁部。
ーの一部を示し、第１図は平面図、第２図は側面
断面図、第３図および第４図は本発明の半導体圧
力センサーの一部を示し、第３図は平面図、第４
図は側面断面図、第５図は本発明の半導体圧力セ
ンサーにおける半導体素子基板の変形を説明する
ための図、第６図は従来の半導体圧力センサーに
おける半導体素子基板の変形を説明するための
図、第７図は本発明および従来の半導体圧力セン
サーにおけるひずみと圧力の関係を示す特性図、
第８図は本発明の半導体圧力センサーにおける半
導体素子基板の他の実施例を示す側面図、第９図
は本発明の半導体圧力センサーにおける半導体素
子基板のさらに他の実施例を示す平面図である。 ６……ひずみ抵抗素子、７……半導体素子基
板、８……中間部、９……中央部、１１，１２…
…切欠溝、１３……周縁部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体素子基板の下面側に環状の切欠溝を形
成することにより該半導体素子基板を部分的に肉
薄にし、かつ該肉薄部の上面側にひずみ抵抗素子
を形成してなる半導体圧力センサーにおいて、前
記半導体素子基板の上面側の内、平面方向から投
影断面にしてみると前記環状切欠溝で囲まれた領
域内に、前記肉薄部の厚さよりも深く切欠部を形
成することを特徴とする半導体圧力センサー。 ２ 半導体素子基板の下面側に環状の切欠溝を形
成することにより該半導体素子基板を部分的に肉
薄にし、かつ該肉薄部の上面側にひずみ抵抗素子
を形成してなる半導体圧力センサーにおいて、前
記半導体素子基板の上面側の内、平面方向から投
影断面にしてみると前記環状切欠溝の外周側とな
る領域内に、前記肉薄部の厚さよりも深く切欠部
を形成することを特徴とする半導体圧力センサ
ー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1668380A JPS56114378A (en) | 1980-02-15 | 1980-02-15 | Semiconductor pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1668380A JPS56114378A (en) | 1980-02-15 | 1980-02-15 | Semiconductor pressure sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56114378A JPS56114378A (en) | 1981-09-08 |
| JPS646546B2 true JPS646546B2 (ja) | 1989-02-03 |
Family
ID=11923108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1668380A Granted JPS56114378A (en) | 1980-02-15 | 1980-02-15 | Semiconductor pressure sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56114378A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59125032A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-19 | Fuji Electric Co Ltd | 差圧測定装置 |
| JPS6310575A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-18 | Nippon Denso Co Ltd | 半導体歪検出器 |
| DE3702412A1 (de) * | 1987-01-28 | 1988-08-18 | Philips Patentverwaltung | Druckaufnehmer mit einem siliziumkoerper |
| JP6275549B2 (ja) | 2014-05-26 | 2018-02-07 | 株式会社東芝 | 圧力センサ、マイクロフォン、超音波センサ、血圧センサ及びタッチパネル |
-
1980
- 1980-02-15 JP JP1668380A patent/JPS56114378A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56114378A (en) | 1981-09-08 |
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