JPH0351735A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPH0351735A JPH0351735A JP18774889A JP18774889A JPH0351735A JP H0351735 A JPH0351735 A JP H0351735A JP 18774889 A JP18774889 A JP 18774889A JP 18774889 A JP18774889 A JP 18774889A JP H0351735 A JPH0351735 A JP H0351735A
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- resistor
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- Pending
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 11
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Landscapes
- 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〕
この発明は、半導体圧力センサに関し、特にオフセット
やオフセットの温度特性を改善できる拡散抵抗の構造に
関する。
やオフセットの温度特性を改善できる拡散抵抗の構造に
関する。
従来、この種の半導体圧力センサは、第３図（ａ）に示
すように、ダイアフラム１の周辺部にゲージ抵抗２ａが
ホイートストンブリッジを構成するように４個形成して
あった。ここでゲージ抵抗２ａはシリコンに不純物を拡
散して形成した拡散抵抗で構成してあり、このゲージ抵
抗２ａは、第３図（ｂ）に示すように複数本の拡散抵抗
１１を直列に接続して構成され、各抵抗間は導電性の金
属２１で接続されていた。この拡散抵抗１１の抵抗値が
被測定流体の圧力によって励起されたダイアフラム１の
上の歪みによって変化することにより、ホイートストン
ブリッジのバランスが変化し、圧力に比例した出力が得
られるものとなっていた。なお、導電性金属２１と拡散
抵抗１１との間にスルーホール１８が設けられている。
すように、ダイアフラム１の周辺部にゲージ抵抗２ａが
ホイートストンブリッジを構成するように４個形成して
あった。ここでゲージ抵抗２ａはシリコンに不純物を拡
散して形成した拡散抵抗で構成してあり、このゲージ抵
抗２ａは、第３図（ｂ）に示すように複数本の拡散抵抗
１１を直列に接続して構成され、各抵抗間は導電性の金
属２１で接続されていた。この拡散抵抗１１の抵抗値が
被測定流体の圧力によって励起されたダイアフラム１の
上の歪みによって変化することにより、ホイートストン
ブリッジのバランスが変化し、圧力に比例した出力が得
られるものとなっていた。なお、導電性金属２１と拡散
抵抗１１との間にスルーホール１８が設けられている。
上述した従来の半導体圧力センサの構成では、複数本の
拡散抵抗１１が直列に接続されていたために、シリコン
７中の拡散抵抗部とシリコン上の接続部の間に生ずる接
触抵抗値が抵抗の本数に比例して増加していた。この接
触抵抗と実際の拡散抵抗１１の値の合計がゲージ抵抗値
になるわけであるが、その接触抵抗値がばらつくため４
個のゲージ抵抗２ａにより構成されているホビー１〜ス
トンブリツジのオフセット値がデバイスによってばらつ
いていた。また、この接触抵抗と拡散抵抗の各々が持つ
抵抗値の温度係数が異なるために、ホイートストンブリ
ッジのオフセットの温度特性のばらつきを招いていた。
拡散抵抗１１が直列に接続されていたために、シリコン
７中の拡散抵抗部とシリコン上の接続部の間に生ずる接
触抵抗値が抵抗の本数に比例して増加していた。この接
触抵抗と実際の拡散抵抗１１の値の合計がゲージ抵抗値
になるわけであるが、その接触抵抗値がばらつくため４
個のゲージ抵抗２ａにより構成されているホビー１〜ス
トンブリツジのオフセット値がデバイスによってばらつ
いていた。また、この接触抵抗と拡散抵抗の各々が持つ
抵抗値の温度係数が異なるために、ホイートストンブリ
ッジのオフセットの温度特性のばらつきを招いていた。
この拡散抵抗の抵抗値をＲ，アルミニウム等の導電性物
質と拡散抵抗の接触抵抗を△Ｒ３とすれば、この場合の
ゲージ抵抗値ＧＲ２は水式となる。
質と拡散抵抗の接触抵抗を△Ｒ３とすれば、この場合の
ゲージ抵抗値ＧＲ２は水式となる。
ＧＲ２＝ （Ｒ＋△Ｒ３Ｘ２）Ｘ３＝ＲＸ３＋ΔＲ３×
に の場合、アルミニウム等の導電性物質２１とシリコン上
の拡散抵抗１との間の接触抵抗ΔＲ３は、拡散抵抗のシ
ート抵抗値に比例した値となり、接触抵抗ΔＲ３は、拡
散抵抗１１のシート抵抗に比例する。一般的に、ゲージ
抵抗２ａのシート抵抗はコンタクト用抵抗部のシート抵
抗より１０倍程度は高いので、接触抵抗ΔＲ３が太きい 本発明の目的は、複数本の拡散抵抗を複数回の拡散によ
り形成することにより、接触抵抗を少くし、ゲージ抵抗
のばらつきを少くし、オフセット値を抑え、センサ特性
を改善した半導体圧力センサを提供することにある。
に の場合、アルミニウム等の導電性物質２１とシリコン上
の拡散抵抗１との間の接触抵抗ΔＲ３は、拡散抵抗のシ
ート抵抗値に比例した値となり、接触抵抗ΔＲ３は、拡
散抵抗１１のシート抵抗に比例する。一般的に、ゲージ
抵抗２ａのシート抵抗はコンタクト用抵抗部のシート抵
抗より１０倍程度は高いので、接触抵抗ΔＲ３が太きい 本発明の目的は、複数本の拡散抵抗を複数回の拡散によ
り形成することにより、接触抵抗を少くし、ゲージ抵抗
のばらつきを少くし、オフセット値を抑え、センサ特性
を改善した半導体圧力センサを提供することにある。
本発明の構成は、薄膜ダイアフラム部と圧力検知素子か
らなる半導体圧力センサにおいて、前記圧力検知素子を
構成する拡散抵抗を複数回の拡散工程により形成し、こ
れら拡散抵抗をコンタクト用拡散部を介して導電性物質
と接続したことを特徴とする。
らなる半導体圧力センサにおいて、前記圧力検知素子を
構成する拡散抵抗を複数回の拡散工程により形成し、こ
れら拡散抵抗をコンタクト用拡散部を介して導電性物質
と接続したことを特徴とする。
以下、この発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の半導体圧力センサの一
実施例の斜視図およびそのゲージ抵抗の平面図である。
実施例の斜視図およびそのゲージ抵抗の平面図である。
本実施例でダイアフラム１は、被測定流体の圧力を受け
てシリコン７の上に歪みを誘起する。ダイアフラム１の
周辺部にゲージ抵抗２．３，４．５を形成する。これら
ゲージ抵抗２．３，４．５は、アルミニウムのような導
電性物質６によって接続され、ホイートストンブリッジ
を構成している。
てシリコン７の上に歪みを誘起する。ダイアフラム１の
周辺部にゲージ抵抗２．３，４．５を形成する。これら
ゲージ抵抗２．３，４．５は、アルミニウムのような導
電性物質６によって接続され、ホイートストンブリッジ
を構成している。
これらゲージ抵抗の構成は、第１図（ｂ）のように、拡
散抵抗１１〜１３の３本を使用している。これら拡散抵
抗１１〜１３はコンタクト用拡散部１４〜１６を介して
アルミニウム等の導電性物質１７によって接続されてい
る。この場合、その接触抵抗は拡散抵抗１１〜１３とコ
ンタクト用拡散部１４〜１６間の抵抗、およびコンタク
トホール１８における拡散部１４〜１６と導電性物質１
７の接触面の抵抗である。拡散抵抗１１〜１３の１本当
たりの抵抗をＲ１拡散抵抗１１〜１３とコンタクト用拡
散部１４〜１６間の接触抵抗をΔＲ１、コンタクトホー
ル１８におけるコンタクト用拡散部１４〜１６と導電性
物質１７の接触抵抗を△Ｒ２としたとき、ゲージ抵抗の
抵抗値ＧＲ１は次のようになる。
散抵抗１１〜１３の３本を使用している。これら拡散抵
抗１１〜１３はコンタクト用拡散部１４〜１６を介して
アルミニウム等の導電性物質１７によって接続されてい
る。この場合、その接触抵抗は拡散抵抗１１〜１３とコ
ンタクト用拡散部１４〜１６間の抵抗、およびコンタク
トホール１８における拡散部１４〜１６と導電性物質１
７の接触面の抵抗である。拡散抵抗１１〜１３の１本当
たりの抵抗をＲ１拡散抵抗１１〜１３とコンタクト用拡
散部１４〜１６間の接触抵抗をΔＲ１、コンタクトホー
ル１８におけるコンタクト用拡散部１４〜１６と導電性
物質１７の接触抵抗を△Ｒ２としたとき、ゲージ抵抗の
抵抗値ＧＲ１は次のようになる。
ＧＲ，＝ （Ｒ＋ΔＲ１×２＋ΔＲ２Ｘ２）Ｘ３＝Ｒ×
３＋ΔＲ１×６＋ΔＲ２×６ 一方、従来の半導体圧力センサにおいては、第３図（ｂ
）のように、３本の拡散抵抗１１を用いてゲージ抵抗を
構成している。このゲージ抵抗ＧＲ２は、前述のように
次式となる。
３＋ΔＲ１×６＋ΔＲ２×６ 一方、従来の半導体圧力センサにおいては、第３図（ｂ
）のように、３本の拡散抵抗１１を用いてゲージ抵抗を
構成している。このゲージ抵抗ＧＲ２は、前述のように
次式となる。
ＧＲ２＝ （Ｒ，＋△Ｒ３Ｘ２）Ｘ３＝ＲＸ３＋ΔＲ３
×に れら接触抵抗ΔＲ１、ΔＲ２、ΔＲ３の値を比較する。
×に れら接触抵抗ΔＲ１、ΔＲ２、ΔＲ３の値を比較する。
接触抵抗△Ｒ１は同じシリコン７の中の拡散抵抗同士な
ので、極めて小さい値になる。
ので、極めて小さい値になる。
また、アルミニウム等の導電性物質とシリコン上の拡散
抵抗の間の接触抵抗△Ｒ２、ΔＲ３は、拡散抵抗のシー
ト抵抗値に比例した値となる。従って、接触抵抗ΔＲ２
はコンタクト用抵抗部のシート抵抗に比例し、接触抵抗
ΔＲ３は、拡散抵抗のシート抵抗に比例する。一般に、
ゲージ抵抗のシート抵抗はコンタクト用抵抗部のシート
抵抗より１０倍程度は高いめで、接触抵抗ΔＲ２の方が
ΔＲ３より大幅に小さく、従って、△Ｒ１くくΔＲ２〈
くΔＲ３となる。
抵抗の間の接触抵抗△Ｒ２、ΔＲ３は、拡散抵抗のシー
ト抵抗値に比例した値となる。従って、接触抵抗ΔＲ２
はコンタクト用抵抗部のシート抵抗に比例し、接触抵抗
ΔＲ３は、拡散抵抗のシート抵抗に比例する。一般に、
ゲージ抵抗のシート抵抗はコンタクト用抵抗部のシート
抵抗より１０倍程度は高いめで、接触抵抗ΔＲ２の方が
ΔＲ３より大幅に小さく、従って、△Ｒ１くくΔＲ２〈
くΔＲ３となる。
第２図は本発明の第２の実施例のゲージ抵抗部分の平面
図であり、拡散抵抗１１〜１３の３本を並列使用してい
る。これら拡散抵抗１１〜１３は、コンタクト用拡散部
１９を介してアルミニウム等の導電性物質１７により、
ブリッジを構成している０本実施例も第１の実施例の場
合と同様に、拡散抵抗１１〜１３の１本当たりの抵抗を
Ｒ、ゲージ抵抗とコンタクト用拡散部１９の接触抵抗を
ΔＲ１、コンタクト用拡散部１つと導電性物質１７の接
触抵抗を△Ｒ２としたときのゲージ抵抗の抵抗値ＧＲ３
は次のようになる。
図であり、拡散抵抗１１〜１３の３本を並列使用してい
る。これら拡散抵抗１１〜１３は、コンタクト用拡散部
１９を介してアルミニウム等の導電性物質１７により、
ブリッジを構成している０本実施例も第１の実施例の場
合と同様に、拡散抵抗１１〜１３の１本当たりの抵抗を
Ｒ、ゲージ抵抗とコンタクト用拡散部１９の接触抵抗を
ΔＲ１、コンタクト用拡散部１つと導電性物質１７の接
触抵抗を△Ｒ２としたときのゲージ抵抗の抵抗値ＧＲ３
は次のようになる。
ＧＲ９＝Ｒ／４＋ΔＲ１×２＋△Ｒ２×２従って、本実
施例では、第１の実施例の場合より接触抵抗の影響が軽
減される。
施例では、第１の実施例の場合より接触抵抗の影響が軽
減される。
以上説明したように、本発明の半導体圧力センサにおい
ては、ゲージ抵抗を複数回の拡散工程により形成した事
により、次の様な効果を有する。
ては、ゲージ抵抗を複数回の拡散工程により形成した事
により、次の様な効果を有する。
（１）接触抵抗が低下するため、ゲージ抵抗値のばらつ
きが少なくなり、オフセットが減少する。
きが少なくなり、オフセットが減少する。
（２）接触抵抗が低下するため、接触抵抗の温度係数の
影響を軽減でき、半導体圧力センサのオフセット温度特
性が改善される。
影響を軽減でき、半導体圧力センサのオフセット温度特
性が改善される。
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の半導体圧力センサの一
実施例の斜視断面図およびその半導体圧力センサのゲー
ジ抵抗部分の平面図、第２図は本発明の第２の実施例の
ゲージ抵抗の平面図、第３図（ａ）、（ｂ）は従来の半
導体圧力センサの一例の斜視断面図およびそのゲージ抵
抗の一例の平面模式図である。 １・・・ダイアフラム、２，３，４．５・・・ゲージ抵
抗、６・・・導電性金属、７・・・シリコン、８・・・
パッド、１１〜１３・・・拡散抵抗、１４〜１６．１９
・・・コンタクト用拡散部、１７・・・導電性物質、１
８・・・帛 １ 図（幻 声 ２ 図 声 ７０ ζｂ）
実施例の斜視断面図およびその半導体圧力センサのゲー
ジ抵抗部分の平面図、第２図は本発明の第２の実施例の
ゲージ抵抗の平面図、第３図（ａ）、（ｂ）は従来の半
導体圧力センサの一例の斜視断面図およびそのゲージ抵
抗の一例の平面模式図である。 １・・・ダイアフラム、２，３，４．５・・・ゲージ抵
抗、６・・・導電性金属、７・・・シリコン、８・・・
パッド、１１〜１３・・・拡散抵抗、１４〜１６．１９
・・・コンタクト用拡散部、１７・・・導電性物質、１
８・・・帛 １ 図（幻 声 ２ 図 声 ７０ ζｂ）
Claims (1)
- 薄膜ダイアフラム部と圧力検知素子からなる半導体圧力
センサにおいて、前記圧力検知素子を構成する拡散抵抗
を複数回の拡散工程により形成し、これら拡散抵抗をコ
ンタクト用拡散部を介して導電性物質と接続したことを
特徴とする半導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18774889A JPH0351735A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18774889A JPH0351735A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0351735A true JPH0351735A (ja) | 1991-03-06 |
Family
ID=16211514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18774889A Pending JPH0351735A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0351735A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018021923A (ja) * | 2017-09-12 | 2018-02-08 | 株式会社東芝 | 圧力センサ、マイクロフォン及び音響処理システム |
-
1989
- 1989-07-19 JP JP18774889A patent/JPH0351735A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018021923A (ja) * | 2017-09-12 | 2018-02-08 | 株式会社東芝 | 圧力センサ、マイクロフォン及び音響処理システム |
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