JPH01155227A - 多層薄膜絶縁層 - Google Patents
多層薄膜絶縁層Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は多層薄膜絶縁層に関するもので、歪ゲージを利
用した、圧力センサ、加速度センサ及び流量センサ等の
金属ダイヤフラム上に歪ゲージを形成した各種センサと
して利用されるものである。
用した、圧力センサ、加速度センサ及び流量センサ等の
金属ダイヤフラム上に歪ゲージを形成した各種センサと
して利用されるものである。
（従来の技術）
歪ゲージ式圧力センサはダイヤフラムとしてステンレス
薄板を用い、直接にゲージをスパッタリングにて成膜す
る方法が行われており、１回のプロセスでｌＯ〜１５μ
ｍ程度の絶縁膜が歪ゲージとダイヤフラムの間に形成さ
れている。
薄板を用い、直接にゲージをスパッタリングにて成膜す
る方法が行われており、１回のプロセスでｌＯ〜１５μ
ｍ程度の絶縁膜が歪ゲージとダイヤフラムの間に形成さ
れている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし前記絶縁膜の形成方法は、
（１）絶縁膜の成膜工程が長く、
（２）絶縁膜が厚いために密着強度が悪くなり、ダイヤ
フラムの歪量が大きくなると絶縁膜の剥離がおこりやす
（、その結果ゲージの断線又は絶縁の破壊が起こり、 （３）絶縁層が厚いために、ダイヤフラムの厚さが薄い
場合出力特性に絶縁層が影響する。
フラムの歪量が大きくなると絶縁膜の剥離がおこりやす
（、その結果ゲージの断線又は絶縁の破壊が起こり、 （３）絶縁層が厚いために、ダイヤフラムの厚さが薄い
場合出力特性に絶縁層が影響する。
という問題点がある。
本発明はダイヤフラム上に形成される絶縁膜に於いて、
短い工程で、かつ剥離のない絶縁膜を形成することを技
術的課題とするものである。
短い工程で、かつ剥離のない絶縁膜を形成することを技
術的課題とするものである。
（問題点を解決するための手段）
前記技術的課題を解決するために講じた技術的手段は次
のとおりである。すなわち、歪を利用して一定の物理量
を検出するセンサのダイヤフラムと、ダイヤフラム上に
形成される歪ゲージ又はその他の電気回路とを電気的に
絶縁するケイ素酸化物又は窒化物、アルミ酸化物及びタ
ンタル酸化物からなる絶縁膜に於いて、真空成膜技術に
て絶縁体を成膜し、前記成膜を２層以上形成した絶縁膜
である。
のとおりである。すなわち、歪を利用して一定の物理量
を検出するセンサのダイヤフラムと、ダイヤフラム上に
形成される歪ゲージ又はその他の電気回路とを電気的に
絶縁するケイ素酸化物又は窒化物、アルミ酸化物及びタ
ンタル酸化物からなる絶縁膜に於いて、真空成膜技術に
て絶縁体を成膜し、前記成膜を２層以上形成した絶縁膜
である。
（作用）
前記技術的手段は次のように作用する。
金属ダイヤフラムに２層以上・の薄膜を成形することに
より、各層の膜厚が薄く成形でき、かつ絶縁膜とダイヤ
フラムとの絶縁も完全に行うことができ、絶縁膜のはが
れもまったく生じないものである。
より、各層の膜厚が薄く成形でき、かつ絶縁膜とダイヤ
フラムとの絶縁も完全に行うことができ、絶縁膜のはが
れもまったく生じないものである。
（実施例）
以下実施例について説明する。
第１図は２層の絶縁膜を有する圧力センサのダイヤフラ
ムで、１は金属よりなる基板で、５ＵＳ３０４．５ＵＳ
６３０，５ＵＳ６３１を使用し、バフ研磨によりＲｚ
＝ ０．１μｍとする。
ムで、１は金属よりなる基板で、５ＵＳ３０４．５ＵＳ
６３０，５ＵＳ６３１を使用し、バフ研磨によりＲｚ
＝ ０．１μｍとする。
前記基板１を５分間超音波洗浄し、この基板にｒｆマグ
ネトロンスパッタで５ｉｎ２ターゲツトを用い、０．を
一定量混合した、Ａｒ雰囲気でケイ素酸化物よりなる絶
縁膜（ＳｉＯ□）２を形成する。
ネトロンスパッタで５ｉｎ２ターゲツトを用い、０．を
一定量混合した、Ａｒ雰囲気でケイ素酸化物よりなる絶
縁膜（ＳｉＯ□）２を形成する。
次にＳｉＯ□のついたこのダイヤフラムを取恒出し再び
５分間の超音波洗浄を行い、前記と同様な方法でＳｉｎ
、を２ａに示す絶縁膜の形成を行う。
５分間の超音波洗浄を行い、前記と同様な方法でＳｉｎ
、を２ａに示す絶縁膜の形成を行う。
このようにして基板１の上に２層の絶縁膜２及び２ａを
形成するものである。
形成するものである。
又２ａを成膜後にダイヤフラムを取り出し、超音波洗浄
をした後第２図に示すように３層目の絶縁膜２ｂを形成
してもよい。
をした後第２図に示すように３層目の絶縁膜２ｂを形成
してもよい。
以上の方法にて絶縁膜を２層又はそれ以上の多層膜を形
成するものである。
成するものである。
歪ゲージ３は絶縁膜上にＮｉＣｒＳｉ、Ｎ１５ｉＢのよ
うなゲージ材料をスパッタリング、真空蒸着等の方法で
形成する、この形成された薄膜はフォトリソグラフ及び
ウエットエジチング又はドライエツチングでパターン化
され、歪ゲージ３を形成する。
うなゲージ材料をスパッタリング、真空蒸着等の方法で
形成する、この形成された薄膜はフォトリソグラフ及び
ウエットエジチング又はドライエツチングでパターン化
され、歪ゲージ３を形成する。
その後第２図に示すように電極部にＦｅ成膜。
半田層５を形成し、ゲージ全体は保護膜（ＳｉＯ２）６
で外界から隔離するものである。
で外界から隔離するものである。
絶縁膜２は多層化することにより薄く成膜しても、歪ゲ
ージ３と基板１との間の絶縁ができる。
ージ３と基板１との間の絶縁ができる。
絶縁膜数と膜厚の合計の厚さ及び歩留り、絶縁との関係
を第１表に示す。
を第１表に示す。
第１表より絶縁膜は多層化することにより、より薄くす
ることができる。
ることができる。
Ｏ′よ腟２１゛・６“歩留り悪５゛・
×： られない
絶縁膜の種類はＳｉｎｇの他にＡｌ２Ｏ３，Ｔａｔ Ｏ
ｓ 、Ｓ ｉｓ Ｎａが用いられる。
ｓ 、Ｓ ｉｓ Ｎａが用いられる。
成膜方法としてはスパッタリングの他にＣＶＤ。
真空蒸着がある。
前記の方法にて形成した金属ダイヤフラムよりなる圧力
センサの出力特性を第３図の（イ）に示す。この圧力セ
ンサをガラス基板を用いたガラスダイヤフラム出力特性
に第３図（ロ）に示す。（ロ）よはヒステリシスがみら
れる。
センサの出力特性を第３図の（イ）に示す。この圧力セ
ンサをガラス基板を用いたガラスダイヤフラム出力特性
に第３図（ロ）に示す。（ロ）よはヒステリシスがみら
れる。
次に圧力印加時の出力の時間に対する変動を金属ダイヤ
フラムどガラスダイヤフラムと比較すれば、本実施例で
ある金属ダイヤフラムは第４図Ａに示すようになり、ガ
ラスダイヤフラムを用いたものはＢに示すようになり、
ガラス基板は粘弾性をもち、出力が時間とともに変化し
ている。
フラムどガラスダイヤフラムと比較すれば、本実施例で
ある金属ダイヤフラムは第４図Ａに示すようになり、ガ
ラスダイヤフラムを用いたものはＢに示すようになり、
ガラス基板は粘弾性をもち、出力が時間とともに変化し
ている。
一方金属ダイヤフラムはＡに示すように粘弾性がなく、
絶縁膜が出力特性等に悪影響していないことが分かる。
絶縁膜が出力特性等に悪影響していないことが分かる。
第５図は加速度センサの片持ち梁を金属にした場合の実
施例で（イ）は外観を示し、７はゲージ、８はウェイト
、９は片持ち梁で、（ロ）はダイヤフラムの断面で、１
０は片持ち梁のダイヤフラム部である。
施例で（イ）は外観を示し、７はゲージ、８はウェイト
、９は片持ち梁で、（ロ）はダイヤフラムの断面で、１
０は片持ち梁のダイヤフラム部である。
本発明は次の効果を有する。すなわち、（１） 短い
工程で絶縁膜を形成することができ、（２）−層の絶縁
膜より薄い膜で絶縁が得られるので剥離しにクク、かつ
起歪体の負荷に対する歪の特性に対する影響が少なく、 （３）絶縁膜を形成するときの材料（固体又はガス）が
少なくすることができる。
工程で絶縁膜を形成することができ、（２）−層の絶縁
膜より薄い膜で絶縁が得られるので剥離しにクク、かつ
起歪体の負荷に対する歪の特性に対する影響が少なく、 （３）絶縁膜を形成するときの材料（固体又はガス）が
少なくすることができる。
第１図は実施例の断面図、第２図は３層の絶縁膜を有す
る実施例の一部省略した拡大断面図、第３図の（イ）は
金属ダイヤフラムの出力特性図、（ロ）はガラスダイヤ
フラムの出力特性図、第４図は圧力印加時の出力の時間
に対する変動図、第５図は加速度センサの実施例で、（
イ）は一部省略した外観図、（ロ）は一部省略した断面
図である。 １・・・金属ダイヤフラム。 ２．２ａ、２ｂ・・・絶縁膜。 ３・・・ゲージ膜。
る実施例の一部省略した拡大断面図、第３図の（イ）は
金属ダイヤフラムの出力特性図、（ロ）はガラスダイヤ
フラムの出力特性図、第４図は圧力印加時の出力の時間
に対する変動図、第５図は加速度センサの実施例で、（
イ）は一部省略した外観図、（ロ）は一部省略した断面
図である。 １・・・金属ダイヤフラム。 ２．２ａ、２ｂ・・・絶縁膜。 ３・・・ゲージ膜。
Claims (1)
- 歪を利用して一定の物理量を検出する金属よりなるダイ
ヤフラムと、前記ダイヤフラム上に形成される歪ゲージ
又はその他の電気回路とを、電気的に絶縁するケイ素酸
化物又は窒化物、アルミ酸化物及びタンタル酸化物から
なる絶縁膜に於いて、真空成膜技術にて前記絶縁体を成
膜し、前記成膜を２層以上形成した多層薄膜絶縁層。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62314824A JPH01155227A (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 多層薄膜絶縁層 |
| US07/282,639 US4970487A (en) | 1987-12-11 | 1988-12-12 | Pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62314824A JPH01155227A (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 多層薄膜絶縁層 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01155227A true JPH01155227A (ja) | 1989-06-19 |
Family
ID=18058041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62314824A Pending JPH01155227A (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 多層薄膜絶縁層 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4970487A (ja) |
| JP (1) | JPH01155227A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007234802A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Tdk Corp | 薄膜電子部品の製造方法 |
| CN110132561A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-08-16 | 中北大学 | 一种面向极端环境的叶片应力/应变动态测试方法 |
| CN113061838A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-07-02 | 中北大学 | 薄膜传感器及其制备方法 |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
| US5154247A (en) * | 1989-10-31 | 1992-10-13 | Teraoka Seiko Co., Limited | Load cell |
| KR0163443B1 (ko) * | 1991-07-04 | 1999-03-30 | 나까오 다께시 | 압력측정장치 |
| EP0672899B1 (en) * | 1994-03-18 | 1999-10-06 | The Foxboro Company | Semiconductor pressure sensor with single-crystal silicon diaphragm and single-crystal gage elements and fabrication method therefor |
| US7260994B2 (en) * | 2005-11-03 | 2007-08-28 | Honeywell International Inc. | Low cost high-pressure sensor |
| DE102006056173A1 (de) * | 2006-11-27 | 2008-06-05 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Trennmembran für hydraulische Druckmittler sowie Druckmittler und Druckmessgeräte mit solchen Trennmembranen |
| DE102007011878A1 (de) | 2007-03-13 | 2008-09-18 | Hydac Electronic Gmbh | Isolatorschichtsystem für einen Sensor und Sensor mit einem solchen Isolatorschichtsystem |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3211968A1 (de) * | 1982-03-31 | 1983-10-13 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Drucksensor |
| DE3325539A1 (de) * | 1983-07-15 | 1985-01-24 | Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt | Messumformer |
-
1987
- 1987-12-11 JP JP62314824A patent/JPH01155227A/ja active Pending
-
1988
- 1988-12-12 US US07/282,639 patent/US4970487A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007234802A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Tdk Corp | 薄膜電子部品の製造方法 |
| CN110132561A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-08-16 | 中北大学 | 一种面向极端环境的叶片应力/应变动态测试方法 |
| CN110132561B (zh) * | 2019-05-15 | 2021-03-02 | 中北大学 | 一种面向极端环境的叶片应力/应变动态测试方法 |
| CN113061838A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-07-02 | 中北大学 | 薄膜传感器及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4970487A (en) | 1990-11-13 |
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