JPH03248577A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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- JPH03248577A JPH03248577A JP4772890A JP4772890A JPH03248577A JP H03248577 A JPH03248577 A JP H03248577A JP 4772890 A JP4772890 A JP 4772890A JP 4772890 A JP4772890 A JP 4772890A JP H03248577 A JPH03248577 A JP H03248577A
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Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体ダイヤフラムを用いた圧力センサの製造
方法に関する。
方法に関する。
従来のこの種の圧力センサは、特開平1−199476
号公報などで開示されているように、ダイヤフラムの受
圧部となる膜部分の面に歪抵抗パターンをブリッジ接続
にて形成し、圧力に応じたダイヤフラムの変形をピエゾ
抵抗効果によって歪抵抗の抵抗変化に変換して圧力を検
出するようになっている。これは、例えば第5図に示す
ようにダイヤフラムlの膜部分2の面に歪抵抗となるポ
リシリコン層3をパターン状に形成し、かつポリシリコ
ン層3をブリ・7ジ接続するとともに給電用となる電極
4をパターン状に形成し、この電極4に出力取出用の導
電ワイヤー(図示せず)を接続するとともにポリシリコ
ン層3および電極4を覆う保護膜5を形成して構成され
ており、その製造方法の一例を第6図により説明する。
号公報などで開示されているように、ダイヤフラムの受
圧部となる膜部分の面に歪抵抗パターンをブリッジ接続
にて形成し、圧力に応じたダイヤフラムの変形をピエゾ
抵抗効果によって歪抵抗の抵抗変化に変換して圧力を検
出するようになっている。これは、例えば第5図に示す
ようにダイヤフラムlの膜部分2の面に歪抵抗となるポ
リシリコン層3をパターン状に形成し、かつポリシリコ
ン層3をブリ・7ジ接続するとともに給電用となる電極
4をパターン状に形成し、この電極4に出力取出用の導
電ワイヤー(図示せず)を接続するとともにポリシリコ
ン層3および電極4を覆う保護膜5を形成して構成され
ており、その製造方法の一例を第6図により説明する。
先ず、第6図(A)に示すようにダイヤフラム1の表面
に必要に応じ窒化シリコン(SiN)、酸化シリコン(
SiOz)などの絶縁膜(図示せず)を形成するととも
に、プラズマCVD法にてアモルファスシリコン膜3a
を形成し、次に第6図(B)に示すようにアモルファス
シリコン膜3aの表面にレーザーアニールを施し結晶化
させてポリシリコン膜3bを形成し、次に第6図(C)
に示すようにエツチングにてポリシリコン膜3bのバタ
ーニングを施して歪抵抗となるポリシリコン層3のパタ
ーンを形成し、次に第6図(D)に示すように真空蒸着
法にてアルミニウム膜4aまたはアルミニウム合金膜を
蒸着し、かつ第6図(E)のようにエツチングにてアル
ミニウム膜4aのパターニングを施してアルミニウム膜
パターンからなる電極4を形成し、この後第6図(F)
のように図示しない導電ワイヤーの接続および窒化シリ
コン(SiN)などからなる保護膜5の形成を行うもの
である。この場合、複数のポリシリコン層3は第7図の
ブリッジ回路に示す抵抗R+、 Rz、 Rx、 R4
を構成しており、これらは電極パターンにてブリッジ接
続されている。
に必要に応じ窒化シリコン(SiN)、酸化シリコン(
SiOz)などの絶縁膜(図示せず)を形成するととも
に、プラズマCVD法にてアモルファスシリコン膜3a
を形成し、次に第6図(B)に示すようにアモルファス
シリコン膜3aの表面にレーザーアニールを施し結晶化
させてポリシリコン膜3bを形成し、次に第6図(C)
に示すようにエツチングにてポリシリコン膜3bのバタ
ーニングを施して歪抵抗となるポリシリコン層3のパタ
ーンを形成し、次に第6図(D)に示すように真空蒸着
法にてアルミニウム膜4aまたはアルミニウム合金膜を
蒸着し、かつ第6図(E)のようにエツチングにてアル
ミニウム膜4aのパターニングを施してアルミニウム膜
パターンからなる電極4を形成し、この後第6図(F)
のように図示しない導電ワイヤーの接続および窒化シリ
コン(SiN)などからなる保護膜5の形成を行うもの
である。この場合、複数のポリシリコン層3は第7図の
ブリッジ回路に示す抵抗R+、 Rz、 Rx、 R4
を構成しており、これらは電極パターンにてブリッジ接
続されている。
上記従来技術においては、R1−R4の各歪抵抗を形成
するポリシリコン層3の抵抗変化特性が同一で伸びに対
し抵抗が増加するものであるため、第8図の概略図に示
すように受圧部となる膜部分2の歪み方向の異なる部分
にポリシリコン層3を形成することにより検出出力を得
るようにしている。つまり、受圧時に引張歪みを発生す
る部分2aに抵抗R,,R,を構成するポリシリコン層
3を形成し縮歪みを発生する部分2bに抵抗R2,R4
を構成するポリシリコン層3を形成して受圧時の不平衡
を得るようにしている。
するポリシリコン層3の抵抗変化特性が同一で伸びに対
し抵抗が増加するものであるため、第8図の概略図に示
すように受圧部となる膜部分2の歪み方向の異なる部分
にポリシリコン層3を形成することにより検出出力を得
るようにしている。つまり、受圧時に引張歪みを発生す
る部分2aに抵抗R,,R,を構成するポリシリコン層
3を形成し縮歪みを発生する部分2bに抵抗R2,R4
を構成するポリシリコン層3を形成して受圧時の不平衡
を得るようにしている。
しかし、このように歪み方向の異なる膜部分に歪抵抗と
なる複数のポリシリコン層3を形成することは圧力セン
サのセンサ部分に大きなスペースを必要とし小型化を妨
げるとともに異なる方向の歪み量を大きくすることは難
しいためゲージ率も低くなるという問題があった。
なる複数のポリシリコン層3を形成することは圧力セン
サのセンサ部分に大きなスペースを必要とし小型化を妨
げるとともに異なる方向の歪み量を大きくすることは難
しいためゲージ率も低くなるという問題があった。
そこで本発明は小型化およびゲージ率の向上を図ること
のできる圧力センサを提供することを目的とする。
のできる圧力センサを提供することを目的とする。
本発明は、ダイヤフラムの受圧部の面に複数の歪抵抗を
ブリッジ接続にて形成し、圧力に応じたダイヤフラムの
変形を歪抵抗の抵抗変化に変換して圧力を検出する圧力
センサにおいて、前記複数の歪抵抗を同一方向の歪み特
性を有する面に形成するとともにこれらの歪抵抗をn型
抵抗層とP型抵抗層とで形成したものである。
ブリッジ接続にて形成し、圧力に応じたダイヤフラムの
変形を歪抵抗の抵抗変化に変換して圧力を検出する圧力
センサにおいて、前記複数の歪抵抗を同一方向の歪み特
性を有する面に形成するとともにこれらの歪抵抗をn型
抵抗層とP型抵抗層とで形成したものである。
本発明はダイヤフラムの受圧部の同方向の歪みに対し、
ブリッジ接続されたn型抵抗層の抵抗とP型抵抗層の抵
抗の一方が増加し他方が減少することにより高いゲージ
率が得られる。
ブリッジ接続されたn型抵抗層の抵抗とP型抵抗層の抵
抗の一方が増加し他方が減少することにより高いゲージ
率が得られる。
以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して説明する
。
。
第1図に示すように、ダイヤフラム11の膜部分12に
おける同一方向の歪み特性を有する面13に第5図の歪
抵抗Rz(Rs)を構成するn型9937層14と歪抵
抗R,(R,)を構成するP型シリコン層15とを形成
し、かつこれらシリコン層14.15をブリッジ接続す
るとともに給電用となる電極16をパターン状に形成し
、この電極16に出力取出用の導電ワイヤー(図示せず
)を接続するとともにシリコン層14.15および電極
16を覆う保護膜17を形成して構成している。第2図
は同一方向の歪み特性を有する面13にRt、Rxを構
成する2つのn型9937層14とRI、Raを構成す
る2つのP型シリコン層15を形成し、電極16にてブ
リッジ接続した状態を概略的に示している。この場合、
n型9937層14はアモルファスシリコン(a−Si
)またはポリシリコン(P−St)またはマイクロクリ
スタルシリコン(μc−Si)などに対し不純物として
リンをドーピングしたものであり、引張歪みが生じた時
に抵抗が減少する特性を有している。またP型シリコン
層15はアモルファスシリコン(a−5i)またはポリ
シリコン(P−Si)またはマイクロクリスタルシリコ
ン(μc−Si)などに対し不純物としてポロンをドー
ピングしたものであり、引張歪みが生じた時に抵抗が増
加する特性を有している。
おける同一方向の歪み特性を有する面13に第5図の歪
抵抗Rz(Rs)を構成するn型9937層14と歪抵
抗R,(R,)を構成するP型シリコン層15とを形成
し、かつこれらシリコン層14.15をブリッジ接続す
るとともに給電用となる電極16をパターン状に形成し
、この電極16に出力取出用の導電ワイヤー(図示せず
)を接続するとともにシリコン層14.15および電極
16を覆う保護膜17を形成して構成している。第2図
は同一方向の歪み特性を有する面13にRt、Rxを構
成する2つのn型9937層14とRI、Raを構成す
る2つのP型シリコン層15を形成し、電極16にてブ
リッジ接続した状態を概略的に示している。この場合、
n型9937層14はアモルファスシリコン(a−Si
)またはポリシリコン(P−St)またはマイクロクリ
スタルシリコン(μc−Si)などに対し不純物として
リンをドーピングしたものであり、引張歪みが生じた時
に抵抗が減少する特性を有している。またP型シリコン
層15はアモルファスシリコン(a−5i)またはポリ
シリコン(P−Si)またはマイクロクリスタルシリコ
ン(μc−Si)などに対し不純物としてポロンをドー
ピングしたものであり、引張歪みが生じた時に抵抗が増
加する特性を有している。
第3図は製造方法の一例を示し、先ず第3図(A)に示
すようにダイヤフラム11の表面にプラズマCVD法に
てアモルファスシリコン1I118ヲ形成し、次に第3
図(B)に示すようにn型9937層14が形成される
部分を残してアモルファスシリコン膜18の表面にレジ
スト層19を形成し、次に第3図(C)に示すようにリ
ン化水素ガス(PH3)を原料ガスとするイオン注入法
にてレジスト層19を有しない部分のアモルファスシリ
コン層18にリンイオンを拡散させてn型9937層1
4を形成し、次に第3図(D)のようにレジスト層19
を除去するとともにP型シリコン層15が形成される部
分を残してレジスト層20を形成し、次に第3図(E)
のようにレジスト層20を有しない部分のアモルファス
シリコン層18に、ジボラン(B、H,)などのポラン
ガスを原料ガスとするイオン注入法にてボロンイオンを
拡散させてP型シリコン層15を形成し、次にレジスト
層20を除去するとともに必要に応じアモルファスシリ
コン層18を除去し、適宜方法により電極16および保
護膜17などの形成を行うものである。
すようにダイヤフラム11の表面にプラズマCVD法に
てアモルファスシリコン1I118ヲ形成し、次に第3
図(B)に示すようにn型9937層14が形成される
部分を残してアモルファスシリコン膜18の表面にレジ
スト層19を形成し、次に第3図(C)に示すようにリ
ン化水素ガス(PH3)を原料ガスとするイオン注入法
にてレジスト層19を有しない部分のアモルファスシリ
コン層18にリンイオンを拡散させてn型9937層1
4を形成し、次に第3図(D)のようにレジスト層19
を除去するとともにP型シリコン層15が形成される部
分を残してレジスト層20を形成し、次に第3図(E)
のようにレジスト層20を有しない部分のアモルファス
シリコン層18に、ジボラン(B、H,)などのポラン
ガスを原料ガスとするイオン注入法にてボロンイオンを
拡散させてP型シリコン層15を形成し、次にレジスト
層20を除去するとともに必要に応じアモルファスシリ
コン層18を除去し、適宜方法により電極16および保
護膜17などの形成を行うものである。
この場合、アモルファスシリコン膜18に対し不純物を
ドーピングしたが、ポリシリコン膜あるいはマイクロク
リスタルシリコン膜を形成し、これに対し同様な工程で
不純物をドーピングしてn型。
ドーピングしたが、ポリシリコン膜あるいはマイクロク
リスタルシリコン膜を形成し、これに対し同様な工程で
不純物をドーピングしてn型。
P型のシリコン層14.15を形成してもよい。
そして、第3図の概略説明図に示すように、同一方向の
歪み特性を有する面13に歪抵抗R,,R。
歪み特性を有する面13に歪抵抗R,,R。
を構成するn型9937層14と、R1,R4を構成す
るP型シリコン層15とを形成するものであるため、面
13に引張歪みが生じるとn型9937層14の抵抗は
増加し逆にP型シリコン層15の抵抗が減少するため、
ブリッジ回路の不平衡状態が良好に得られ高いゲージ率
を得ることができる。
るP型シリコン層15とを形成するものであるため、面
13に引張歪みが生じるとn型9937層14の抵抗は
増加し逆にP型シリコン層15の抵抗が減少するため、
ブリッジ回路の不平衡状態が良好に得られ高いゲージ率
を得ることができる。
このように上記実施例においては、同一方向の歪み特性
を有する面13にR2−R4を構成するシリコン層14
.15を形成できるためセンサ部は小スペースとなり圧
力センサの小型化を図ることができる。また、膜部分1
2の同一方向の歪みに対し、ブリフジ回路を構成する歪
抵抗Rl−Raのうちの一部の抵抗が増加し、逆に他の
抵抗が減少するためこれらの抵抗差が大きくなり、これ
に伴いゲージ率が高くなり圧力センサの精度が向上する
。
を有する面13にR2−R4を構成するシリコン層14
.15を形成できるためセンサ部は小スペースとなり圧
力センサの小型化を図ることができる。また、膜部分1
2の同一方向の歪みに対し、ブリフジ回路を構成する歪
抵抗Rl−Raのうちの一部の抵抗が増加し、逆に他の
抵抗が減少するためこれらの抵抗差が大きくなり、これ
に伴いゲージ率が高くなり圧力センサの精度が向上する
。
なお本発明は上記実施例に限定されるものではなく本発
明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である
。例えばブリフジ回路は適宜タイプに適用可能であり、
また第5図においてR+、Raをn型抵抗層、RLR3
をP型抵抗層に形成するなど適宜変更可能であり、要は
少なくとも1つの抵抗をn型にした場合は他をP型にし
、逆に少なくとも1つの抵抗をP型にした場合は他をn
型にすればよい。
明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である
。例えばブリフジ回路は適宜タイプに適用可能であり、
また第5図においてR+、Raをn型抵抗層、RLR3
をP型抵抗層に形成するなど適宜変更可能であり、要は
少なくとも1つの抵抗をn型にした場合は他をP型にし
、逆に少なくとも1つの抵抗をP型にした場合は他をn
型にすればよい。
本発明は、ダイヤフラムの受圧部の面に複数の歪抵抗を
ブリッジ接続にて形成し、圧力に応じたダイヤフラムの
変形を歪抵抗の抵抗変化に変換して圧力を検出する圧力
センサにおいて、前記複数の歪抵抗を同一方向の歪み特
性を有する面に形成するとともにこれらの歪抵抗をn型
抵抗層とP型抵抗層とで形成したものであり、小型化お
よびゲージ率の向上を図ることのできる圧力センサを提
供できる。
ブリッジ接続にて形成し、圧力に応じたダイヤフラムの
変形を歪抵抗の抵抗変化に変換して圧力を検出する圧力
センサにおいて、前記複数の歪抵抗を同一方向の歪み特
性を有する面に形成するとともにこれらの歪抵抗をn型
抵抗層とP型抵抗層とで形成したものであり、小型化お
よびゲージ率の向上を図ることのできる圧力センサを提
供できる。
第1図〜第4図は本発明の一実施例を示し、第1図は圧
力センサを示す概略説明図、第2図はブリッジ接続され
た抵抗層パターンを示す概略説明図、第3図(A)〜(
E)は製造工程を示す概略説明図、第4図は受圧状態を
示す概略説明図、第5図は従来の圧力センサを示す概略
説明図、第6図(A)〜(F)は従来の製造工程を示す
概略説明図、第7図は一般的なブリッジ回路図、第8図
は従来の受圧状態を示す概略説明図である。 11・−・ダイヤフラム 13−・−面 14−n型シリコン層(n型抵抗層)
力センサを示す概略説明図、第2図はブリッジ接続され
た抵抗層パターンを示す概略説明図、第3図(A)〜(
E)は製造工程を示す概略説明図、第4図は受圧状態を
示す概略説明図、第5図は従来の圧力センサを示す概略
説明図、第6図(A)〜(F)は従来の製造工程を示す
概略説明図、第7図は一般的なブリッジ回路図、第8図
は従来の受圧状態を示す概略説明図である。 11・−・ダイヤフラム 13−・−面 14−n型シリコン層(n型抵抗層)
Claims (1)
- (1)ダイヤフラムの受圧部の面に複数の歪抵抗をブリ
ッジ接続にて形成し、圧力に応じたダイヤフラムの変形
を歪抵抗の抵抗変化に変換して圧力を検出する圧力セン
サにおいて、前記複数の歪抵抗を同一方向の歪み特性を
有する面に形成するとともにこれらの歪抵抗をn型抵抗
層とP型抵抗層とで形成したことを特徴とする圧力セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4772890A JPH03248577A (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4772890A JPH03248577A (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | 圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03248577A true JPH03248577A (ja) | 1991-11-06 |
Family
ID=12783399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4772890A Pending JPH03248577A (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03248577A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0587649A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-06 | Nissan Motor Co Ltd | 半導体応力検出装置 |
-
1990
- 1990-02-27 JP JP4772890A patent/JPH03248577A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0587649A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-06 | Nissan Motor Co Ltd | 半導体応力検出装置 |
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