JPH0239474A - 半導体圧力センサー - Google Patents
半導体圧力センサーInfo
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- JPH0239474A JPH0239474A JP18950088A JP18950088A JPH0239474A JP H0239474 A JPH0239474 A JP H0239474A JP 18950088 A JP18950088 A JP 18950088A JP 18950088 A JP18950088 A JP 18950088A JP H0239474 A JPH0239474 A JP H0239474A
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Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
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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。
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、自動車のエンジンコントロール用空気吸気圧
や高地補正用大気圧など、圧力を電圧に変換する半導体
圧力センサー、中でもシリコンダイヤフラム拡散抵抗形
のものに関する。
や高地補正用大気圧など、圧力を電圧に変換する半導体
圧力センサー、中でもシリコンダイヤフラム拡散抵抗形
のものに関する。
従来の技術
一般に半導体圧力センサーを自動車用として応用する場
合、圧力−出力特性の緒特性の中でも直線性の絶対値を
良くし、そのセンサー素子間のバラツキをなくす必要が
ある。これまで、直線性の絶対値としては１００±０．
３％の範囲に入っているが、そのバラツキの程度は未だ
十分とは言えない。シリコン結晶方向によるピエゾ抵抗
係数０応力感度の分布を第３図、第４図に示したが、従
来は、同図におけるピエゾ抵抗係数πｅ、πｔの感度の
ない方向を考慮し、隣りあうゲージ抵抗をつなぐ拡散抵
抗をただ配置すれば良いとするものであった。すなわち
、第３図の（１００）面においては＜００１ ＞方向が
、第４図の（１１０）面においては＜００１＞方向がピ
エゾ抵抗係数πｅ。
合、圧力−出力特性の緒特性の中でも直線性の絶対値を
良くし、そのセンサー素子間のバラツキをなくす必要が
ある。これまで、直線性の絶対値としては１００±０．
３％の範囲に入っているが、そのバラツキの程度は未だ
十分とは言えない。シリコン結晶方向によるピエゾ抵抗
係数０応力感度の分布を第３図、第４図に示したが、従
来は、同図におけるピエゾ抵抗係数πｅ、πｔの感度の
ない方向を考慮し、隣りあうゲージ抵抗をつなぐ拡散抵
抗をただ配置すれば良いとするものであった。すなわち
、第３図の（１００）面においては＜００１ ＞方向が
、第４図の（１１０）面においては＜００１＞方向がピ
エゾ抵抗係数πｅ。
π、の応力感度がゼロの方向である。
なお、（１００）面ダイヤフラムでは、４個のゲージ拡
散抵抗の長平方向を同じ＜１１０＞方向に配置するとと
もに、ゲージ抵抗がすべてダイヤフラムの周辺領域に配
置される。また、（１１０）面ダイヤフラムでは、４ケ
のゲージ拡散抵抗の長手方向をすべて＜００１＞方向と
直角な同じく１１０〉方向に配置するとともに、ゲージ
抵抗の２ケがダイヤフラム中央領域に、他の２個がダイ
ヤフラム周辺領域に配置される。
散抵抗の長平方向を同じ＜１１０＞方向に配置するとと
もに、ゲージ抵抗がすべてダイヤフラムの周辺領域に配
置される。また、（１１０）面ダイヤフラムでは、４ケ
のゲージ拡散抵抗の長手方向をすべて＜００１＞方向と
直角な同じく１１０〉方向に配置するとともに、ゲージ
抵抗の２ケがダイヤフラム中央領域に、他の２個がダイ
ヤフラム周辺領域に配置される。
発明が解決しようとする課題
上記のつなぎ抵抗に対する配置の説明では具体性に欠け
、また、直線性のセンサー素子間のバラツキを低減する
目的のためにも十分な配置とは言えず、その位置を設定
する条件が問題となる。
、また、直線性のセンサー素子間のバラツキを低減する
目的のためにも十分な配置とは言えず、その位置を設定
する条件が問題となる。
課題を解決するための手段
本発明は、表面側に４個のＰ形ゲージ拡散抵抗を配置し
てブリッジを形成する際に、相隣る２個の前記ゲージ抵
抗と出力を引き出すためのＰ形拡散抵抗とに隣接して互
いの接続をなすためのＰ形の拡散領域が、前記Ｐ形拡散
抵抗と細幅の拡散領域で連結され、この連結部の中心部
で区切られる前記Ｐ形拡散領域に一辺を、１対１．２〜
６の割合に按分した構造の半導体圧力センサーである。
てブリッジを形成する際に、相隣る２個の前記ゲージ抵
抗と出力を引き出すためのＰ形拡散抵抗とに隣接して互
いの接続をなすためのＰ形の拡散領域が、前記Ｐ形拡散
抵抗と細幅の拡散領域で連結され、この連結部の中心部
で区切られる前記Ｐ形拡散領域に一辺を、１対１．２〜
６の割合に按分した構造の半導体圧力センサーである。
作用
本発明によると、ブリッジから出力を引き出すだめの接
続部としてのＰ形の拡散領域の一辺が、これより連結部
を出す細幅の拡散領域までの長さの按分を１対１．２〜
６の範囲の適値に設定することにより、Ｐ形の拡散領域
自体の抵抗が応力変化によって出力される抵抗変化への
関与の度合を最小にすることができる。
続部としてのＰ形の拡散領域の一辺が、これより連結部
を出す細幅の拡散領域までの長さの按分を１対１．２〜
６の範囲の適値に設定することにより、Ｐ形の拡散領域
自体の抵抗が応力変化によって出力される抵抗変化への
関与の度合を最小にすることができる。
実施例
本発明を、第１図、第２図の実施例各装置の平面図によ
り詳しくのべる。（１００）面シリコン単結晶スライス
を素材とし、そのダイヤフラム１内に、シリコン酸化膜
を形成後、その表面側にゲージ拡散抵抗２を形成した。
り詳しくのべる。（１００）面シリコン単結晶スライス
を素材とし、そのダイヤフラム１内に、シリコン酸化膜
を形成後、その表面側にゲージ拡散抵抗２を形成した。
ゲージ抵抗２の寸法は幅１５μ、１本の長さ２５０μで
５本が１個のゲージ抵抗を形成する。ダイヤフラム１の
周辺領域となるところに４個のゲージ抵抗をすべてその
長手方向がく０１１〉方向になるように配置した。これ
らゲージ抵抗と全く同時につなぎ拡散抵抗３〜８と引出
し拡散領域９，１０を形成した。
５本が１個のゲージ抵抗を形成する。ダイヤフラム１の
周辺領域となるところに４個のゲージ抵抗をすべてその
長手方向がく０１１〉方向になるように配置した。これ
らゲージ抵抗と全く同時につなぎ拡散抵抗３〜８と引出
し拡散領域９，１０を形成した。
ここで、第１図に示した連結部１１．１２の位置を決め
る一辺の長さの各按分長ｄ、、ｄ２の寸法比ｄ ＋ ／
ｄ ２の一例として６．５／３．５となるようなフォ
トマスクを使用した。その後、シリコンスライス裏面側
からエツチングによりダイヤフラムを形成した。ダイヤ
フラムの厚さは２５μであった。ついでシリコンスライ
ス裏面°側に熱膨張係数のほぼ等しいガラス台座を直接
接合した。アルミニウム電極をシリコンスライス表面側
に形成した後に、スライスをダイシングしてから、各チ
ップに分離した。各チップをパイプ付きのメタルパッケ
ージに組立てた。この際、キャップの内部は真空にして
絶対圧ゲージ用圧力センサーとした。それから測定を行
った。
る一辺の長さの各按分長ｄ、、ｄ２の寸法比ｄ ＋ ／
ｄ ２の一例として６．５／３．５となるようなフォ
トマスクを使用した。その後、シリコンスライス裏面側
からエツチングによりダイヤフラムを形成した。ダイヤ
フラムの厚さは２５μであった。ついでシリコンスライ
ス裏面°側に熱膨張係数のほぼ等しいガラス台座を直接
接合した。アルミニウム電極をシリコンスライス表面側
に形成した後に、スライスをダイシングしてから、各チ
ップに分離した。各チップをパイプ付きのメタルパッケ
ージに組立てた。この際、キャップの内部は真空にして
絶対圧ゲージ用圧力センサーとした。それから測定を行
った。
発明の効果
本発明によると、連結部１１．１２を矩形状つなぎ抵抗
３，４の辺の丁度中央に設けた場合は、直線性は１００
±０．３％であったのに対し、比ｄ＋／ｄ２を１対１．
２〜６の範囲の適値とした場合には直線性は最小、１０
０＋Ｏ，１％となり、そのセンサー素子間のばらつきが
著しく改善された。この結果は、ダイヤプラムの応力分
布解析を実施するとともに、第２図におけるピエゾ抵抗
係数πｅ、π、の応力感度ゼロの方向と、つなぎ抵抗の
具体的なパターンを考慮して、連結部を決める比ｄ ＋
／ ｄ ２を最適化したおかげである。
３，４の辺の丁度中央に設けた場合は、直線性は１００
±０．３％であったのに対し、比ｄ＋／ｄ２を１対１．
２〜６の範囲の適値とした場合には直線性は最小、１０
０＋Ｏ，１％となり、そのセンサー素子間のばらつきが
著しく改善された。この結果は、ダイヤプラムの応力分
布解析を実施するとともに、第２図におけるピエゾ抵抗
係数πｅ、π、の応力感度ゼロの方向と、つなぎ抵抗の
具体的なパターンを考慮して、連結部を決める比ｄ ＋
／ ｄ ２を最適化したおかげである。
第１図は（１００）簡単結晶シリコンダイヤフラムと各
拡散抵抗パターンを示す平面図、第２図は＜１１０＞面
ダイヤフラムの場合のパターンを示す平面図、第３図、
第４図は単結晶シリコンのピエゾ抵抗係数πｅ、πｔの
応力感度を示す（１００）面（１１０）面結晶方向依存
性分布図である。 １・・・・・・ダイヤフラム領域、２．Ｒ３〜Ｒｄ・・
・・・・ゲージ拡散抵抗、３〜８・・・・・・つなぎ拡
散抵抗、９゜１０・・・・・・引出し拡散領域、１１．
１２・・・・・・連結拡散部。
拡散抵抗パターンを示す平面図、第２図は＜１１０＞面
ダイヤフラムの場合のパターンを示す平面図、第３図、
第４図は単結晶シリコンのピエゾ抵抗係数πｅ、πｔの
応力感度を示す（１００）面（１１０）面結晶方向依存
性分布図である。 １・・・・・・ダイヤフラム領域、２．Ｒ３〜Ｒｄ・・
・・・・ゲージ拡散抵抗、３〜８・・・・・・つなぎ拡
散抵抗、９゜１０・・・・・・引出し拡散領域、１１．
１２・・・・・・連結拡散部。
Claims (1)
- 表面側に４個のＰ形ゲージ拡散抵抗を配置してブリッジ
を形成する際に、相隣る２個の前記ゲージ抵抗と出力を
引出すためのＰ形拡散抵抗とに隣接して互につなぐ働き
をするＰ形の拡散抵抗領域が、前記Ｐ形拡散抵抗と細く
短い拡散領域のみで連結され、この連結の中心部で区切
る矩形の前記Ｐ形拡散抵抗の一辺の長さを１対１、２〜
６の割合に按分したことを特徴とする半導体圧力センサ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18950088A JPH0834315B2 (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 半導体圧力センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18950088A JPH0834315B2 (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 半導体圧力センサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0239474A true JPH0239474A (ja) | 1990-02-08 |
| JPH0834315B2 JPH0834315B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=16242313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18950088A Expired - Lifetime JPH0834315B2 (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 半導体圧力センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834315B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006145462A (ja) | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 圧力センサ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008011942A1 (de) * | 2008-02-29 | 2009-09-03 | Robert Bosch Gmbh | Schaltungsanordnung |
-
1988
- 1988-07-28 JP JP18950088A patent/JPH0834315B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006145462A (ja) | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 圧力センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0834315B2 (ja) | 1996-03-29 |
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