JPH0447762B2 - - Google Patents
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- JPH0447762B2 JPH0447762B2 JP58232498A JP23249883A JPH0447762B2 JP H0447762 B2 JPH0447762 B2 JP H0447762B2 JP 58232498 A JP58232498 A JP 58232498A JP 23249883 A JP23249883 A JP 23249883A JP H0447762 B2 JPH0447762 B2 JP H0447762B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
この発明は、たとえば構造物などに発生した歪
を電気信号に変換して取出す形式の歪センサの構
造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to the structure of a strain sensor that converts strain generated in, for example, a structure into an electrical signal and extracts it.
先行技術の説明
従来より、たとえば構造物などに生じた歪を検
出する手段として、歪ゲージが広範に使用されて
いる。第1図は、従来の歪ゲージの一使用例を示
す略図的断面図である。歪ゲージ1は、たとえば
ポリエステルなどからなるプラスチツク基板2上
に、たとえば金属箔やフイラメント状の金属細線
からなる感歪抵抗体3を固定した構造を有し、プ
ラスチツク基板2を介して伝達された歪により金
属箔などの感歪抵抗体3の電気抵抗が変化するこ
とを利用して歪を電気信号として検出するもので
ある。第1図に示した構造では、歪ゲージ1は、
検出対象部材4上に接着剤5により接着・固定さ
れており、したがつて検出対象物4において発生
した歪は接着剤5、プラスチツク基板2を介して
感歪抵抗体3に伝達される。感歪抵抗体3が歪む
ことにより、その電気抵抗値は変化し、これがリ
ード線6a,6bにより取出されるように構成さ
れている。Description of the Prior Art Conventionally, strain gauges have been widely used as means for detecting strain occurring in, for example, structures. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the use of a conventional strain gauge. The strain gauge 1 has a structure in which a strain-sensitive resistor 3 made of, for example, metal foil or filament-like thin metal wire is fixed on a plastic substrate 2 made of, for example, polyester. The strain is detected as an electric signal by utilizing the change in the electric resistance of the strain-sensitive resistor 3 such as metal foil. In the structure shown in FIG. 1, the strain gauge 1 is
It is adhered and fixed onto the detection target member 4 with an adhesive 5, and therefore, the strain generated in the detection target 4 is transmitted to the strain sensitive resistor 3 via the adhesive 5 and the plastic substrate 2. When the strain-sensitive resistor 3 is distorted, its electrical resistance value changes, and this is configured to be taken out by the lead wires 6a, 6b.
ところで、上述のように従来の歪ゲージ1は、
接着剤5を用いて検出対象物4に接着されて使用
されるものであるため、検出対象物4が頻繁に
振動を繰返すものである場合、あるいは外部か
ら振動・衝撃などが加わつた場合、接着剤5が劣
化し、接着力の低下により歪ゲージ1が検出対象
物4から剥離するという問題があつた。また、80
℃以上の高温の環境の下で使用した場合には、接
着剤5が軟化するため、検出対象物4に歪が発生
したとしても正確にその歪を検出し得ないという
欠点があつた。 By the way, as mentioned above, the conventional strain gauge 1 is
Since it is used by being bonded to the object to be detected 4 using adhesive 5, if the object to be detected 4 vibrates frequently, or if external vibrations or shocks are applied, the adhesion may fail. There was a problem in that the strain gauge 1 peeled off from the object to be detected 4 due to the deterioration of the adhesive 5 and the decrease in adhesive strength. Also, 80
When used in a high temperature environment of .degree. C. or higher, the adhesive 5 softens, so that even if distortion occurs in the detection object 4, the distortion cannot be accurately detected.
また、従来の歪ゲージ1では、接着剤5により
検出対象物4に接着固定するものであるため、正
確な歪検出を行なうには接着剤5を均一にむらな
く塗布することが必要であるが、この作業にはか
なりの熟練を要するという問題もあつた。 In addition, since the conventional strain gauge 1 is fixed to the detection target 4 using an adhesive 5, it is necessary to apply the adhesive 5 evenly and evenly in order to perform accurate strain detection. Another problem was that this work required considerable skill.
発明の目的
この発明の目的は、上述の諸問題に鑑み、外部
からの振動や衝撃が繰返し加えられも感歪部は剥
離を生ずることがなく、また80℃以上の高温下で
使用しても繰返し使用することができるととも
に、良好な歪−電気抵抗変換作用を示し、信頼性
に優れた歪検出を行なうことが可能な歪センサを
提供することにある。Purpose of the Invention In view of the above-mentioned problems, the purpose of the present invention is to ensure that the strain-sensitive part does not peel off even when subjected to repeated external vibrations and shocks, and even when used at high temperatures of 80°C or higher. It is an object of the present invention to provide a strain sensor that can be used repeatedly, exhibits a good strain-to-electrical resistance conversion effect, and can perform highly reliable strain detection.
発明の構成
この発明に従つた歪センサは、受歪構造部材
と、感歪抵抗層と、複数個の電極層とを備える。
受歪構造部材は、加えられる力に応じて歪を発生
する。感歪抵抗層は、受歪構造部材の上に直接、
蒸着形成され、かつ歪に従つてその電気抵抗が変
化する。電極層は感歪抵抗層の上に形成されてい
る。感歪抵抗層は、第1の半導体層と第2の半導
体層とを含む。第1の半導体層は受歪構造部材側
に形成され、第1の電気抵抗を有する。第2の半
導体層は電極層側に形成され、第1の電気抵抗よ
りも低い第2の電気抵抗を有し、第1の半導体層
と同一の半導体成分を含む。電極層間において少
なくとも受歪構造部材を通る経路の電気抵抗が、
電極層間において第2の半導体層のみを通る経路
の電気抵抗の102倍以上である。Structure of the Invention A strain sensor according to the present invention includes a strain-receiving structural member, a strain-sensitive resistance layer, and a plurality of electrode layers.
The strain-receiving structural member generates strain in response to applied force. The strain-sensitive resistance layer is directly on the strain-sensitive structural member.
It is formed by vapor deposition, and its electrical resistance changes according to strain. The electrode layer is formed on the strain sensitive resistance layer. The strain sensitive resistance layer includes a first semiconductor layer and a second semiconductor layer. The first semiconductor layer is formed on the strain-receiving structure member side and has a first electrical resistance. The second semiconductor layer is formed on the electrode layer side, has a second electrical resistance lower than the first electrical resistance, and contains the same semiconductor component as the first semiconductor layer. The electrical resistance of at least the path passing through the strain-receiving structural member between the electrode layers is
The electrical resistance is 10 2 times or more the electrical resistance of a path passing only through the second semiconductor layer between the electrode layers.
この発明のその他の特徴は、以下の実施例の説
明により明らかとなろう。 Other features of the invention will become clear from the following description of the embodiments.
実施例の説明
第2図は、この発明の第1の実施例を説明する
ための略図的正面断面図である。この実施例は、
検出対象物14の歪を測定するものであるが、こ
こでは検出対象物14自身が受歪構造部材とな
る。すなわち、受歪構造部材としての検出対象物
14上に、直接感歪抵抗薄膜層17が、たとえば
化学蒸着および物理蒸着などの蒸着法その他の薄
膜形成手段により密着形成されている。感歪抵抗
薄膜層17は、2層のシリコン薄膜抵抗層18,
19から構成されており、第2のシリコン薄膜抵
抗層19上にはリード線16a,16bを接続す
るための取出電極21a,21bが形成されてい
る。なお、22は防湿のための樹脂層を示す。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS FIG. 2 is a schematic front sectional view for explaining a first embodiment of the present invention. This example is
Although the strain of the detection object 14 is measured, the detection object 14 itself becomes the strain-receiving structural member here. That is, a direct strain-sensitive resistive thin film layer 17 is closely formed on the detection target 14 as a strain-receiving structural member by vapor deposition methods such as chemical vapor deposition and physical vapor deposition, or other thin film forming means. The strain-sensitive resistive thin film layer 17 includes two silicon thin film resistive layers 18,
On the second silicon thin film resistance layer 19, lead electrodes 21a and 21b are formed for connecting lead wires 16a and 16b. Note that 22 indicates a resin layer for moisture proofing.
第1のシリコン抵抗薄膜層18は、第2のシリ
コン抵抗薄膜層19に比べて相対的に高い電気抵
抗を有するように構成されている。すなわち、第
1のシリコン抵抗薄膜層18が、感歪抵抗薄膜層
17の第1の領域を構成し、他方、第2のシリコ
ン抵抗薄膜層19が第2の領域を構成している。 The first silicon resistive thin film layer 18 is configured to have a relatively high electrical resistance compared to the second silicon resistive thin film layer 19. That is, the first silicon resistive thin film layer 18 constitutes the first region of the strain sensitive resistive thin film layer 17, while the second silicon resistive thin film layer 19 constitutes the second region.
さらに、電極21a,21b間において、第2
のシリコン抵抗薄膜層19、第1のシリコン抵抗
薄膜層18、受歪構造部材としての検出対象部材
14、第1のシリコン抵抗薄膜層18および第2
のシリコン抵抗薄膜層19を順次通る経路の電気
抵抗が、第2のシリコン抵抗薄膜層19を介した
電極21a,21b間の電気抵抗の102倍以上と
されている。したがつて、いま検出対象物を兼ね
る受歪構造部材14に歪が発生したとき感歪抵抗
薄膜層17も同様に歪むが、検出対象部材14が
導電性であつても、感歪抵抗薄膜層17が上述の
ように構成されているため、感歪抵抗薄膜層17
の第2のシリコン抵抗薄膜層19における歪に基
づく電気抵抗の変化を正確にリード線16a,1
6bにより取出すことができる。これを、第2図
に示した実施例の等価回路図を示す第3図に則し
てより具体的に説明する。なお第3図では、電極
21a,21bおよび検出対象物14の抵抗は0
と近似してある。第3図において、AおよびB
は、それぞれリード線16a,16bを示し、
R1は、第2図の電極21a−第2のシリコン抵
抗薄膜層19−電極21b間の電気抵抗を示し、
R2は電極21a−第2のシリコン抵抗薄膜層1
9−第1のシリコン抵抗薄膜層18−受歪構造部
材としての検出対象物14間の抵抗を示し、R3
は電極21b−第2のシリコン抵抗薄膜層19−
第1のシリコン抵抗薄膜層18−検出対象物14
間の抵抗を示す。感歪抵抗薄膜層17が上述のよ
うに構成されているため、第3図の回路図におい
て、R1,R2,R3の抵抗値の関係は、R2≫R1,R3
≫R1となる。 Further, between the electrodes 21a and 21b, a second
silicon resistive thin film layer 19, first silicon resistive thin film layer 18, detection target member 14 as a strain receiving structural member, first silicon resistive thin film layer 18, and second silicon resistive thin film layer 18.
The electrical resistance of the path sequentially passing through the silicon resistive thin film layer 19 is 10 2 times or more the electrical resistance between the electrodes 21a and 21b via the second silicon resistive thin film layer 19. Therefore, when strain occurs in the strain-receiving structural member 14 that also serves as the object to be detected, the strain-sensitive resistor thin film layer 17 is also distorted, but even if the member 14 to be detected is conductive, the strain-sensitive resistor thin film layer 17 is configured as described above, the strain-sensitive resistive thin film layer 17
The change in electrical resistance due to strain in the second silicon resistive thin film layer 19 can be accurately measured using the lead wires 16a, 1.
6b. This will be explained in more detail with reference to FIG. 3, which shows an equivalent circuit diagram of the embodiment shown in FIG. In addition, in FIG. 3, the resistance of the electrodes 21a, 21b and the detection object 14 is 0.
It is approximated as In Figure 3, A and B
indicate lead wires 16a and 16b, respectively;
R1 represents the electrical resistance between the electrode 21a-second silicon resistance thin film layer 19-electrode 21b in FIG.
R 2 is electrode 21a - second silicon resistance thin film layer 1
9 - represents the resistance between the first silicon resistive thin film layer 18 and the detection object 14 as a strain-receiving structural member, R 3
is electrode 21b - second silicon resistance thin film layer 19 -
First silicon resistive thin film layer 18 - detection target 14
shows the resistance between Since the strain-sensitive resistive thin film layer 17 is configured as described above, the relationship between the resistance values of R 1 , R 2 , and R 3 in the circuit diagram of FIG .
≫R becomes 1 .
したがつて、感歪抵抗薄膜層17の第2のシリ
コン抵抗薄膜層19を介した電極21a,21b
間の電気抵抗は、検出対象物14から確実に絶縁
され、良好な歪−電気抵抗変換作用を示し、信頼
性に優れた歪検出を行なうことが可能である。 Therefore, the electrodes 21a and 21b of the strain-sensitive resistive thin film layer 17 are connected to each other through the second silicon resistive thin film layer 19.
The electrical resistance between them is reliably insulated from the detection target 14, exhibiting a good strain-to-electrical resistance conversion effect, and making it possible to perform highly reliable strain detection.
なお、本願発明者達の実験によれば、上述のよ
うな絶縁作用を十分に発揮させるためには、第1
のシリコン抵抗薄膜層18の電気抵抗率は1×
104Ωcm以上とすることが好ましいことがわかつ
ている。また、感歪抵抗薄膜層17の歪−電気抵
抗変化に良好な感度を与え、かつ第2のシリコン
抵抗薄膜層19から電気出力信号を外部に取出す
場合に抵抗値を低くし、S/N比を向上させ、よ
り精度の優れた検出を行なうには、第2のシリコ
ン抵抗薄膜層19の電気抵抗率を1×102Ωcm以
下とすることが望ましいことがわかつている。 According to experiments conducted by the inventors of the present application, in order to fully exhibit the above-mentioned insulating effect, the first
The electrical resistivity of the silicon resistive thin film layer 18 is 1×
It has been found that it is preferable to set the resistance to 10 4 Ωcm or more. In addition, it provides good sensitivity to strain-electrical resistance changes of the strain-sensitive resistive thin film layer 17, and lowers the resistance value when extracting the electrical output signal from the second silicon resistive thin film layer 19 to the outside, thereby reducing the S/N ratio. In order to improve the resistance and perform detection with higher accuracy, it has been found that it is desirable to set the electrical resistivity of the second silicon resistive thin film layer 19 to 1×10 2 Ωcm or less.
上述のように、第2図に示した実施例では、受
歪構造部材が検出対象部材14を兼ねているもの
であり、この検出対象部材14上に、感歪抵抗薄
膜層17および電極21a,21bが直接形成さ
れるため、従来のように接着剤を用いずに歪セン
サを構成することができ、したがつて接着剤層の
存在に基づく種々の問題をすべて解消し得ること
がわかる。すなわち接着剤層の剥離あるいは接着
剤層の軟化に伴なう検出精度の低下等を効果的に
解消できる。 As described above, in the embodiment shown in FIG. 2, the strain-receiving structural member also serves as the detection target member 14, and on the detection target member 14, the strain-sensitive resistive thin film layer 17 and the electrodes 21a, It can be seen that since 21b is directly formed, the strain sensor can be constructed without using an adhesive as in the conventional case, and therefore all the various problems caused by the presence of the adhesive layer can be solved. That is, it is possible to effectively eliminate problems such as deterioration in detection accuracy due to peeling of the adhesive layer or softening of the adhesive layer.
なお、第2図に示した実施例では感歪抵抗薄膜
層17は2層のシリコン抵抗薄膜層18,19に
より構成されており、したがつて検出対象物とし
ての受歪構造部材14上に形成するに際し、同一
の設備で同一主成分の材料を用いて連続的に成膜
することができる。混入すべき不純物の濃度を変
えることにより、容易に電気抵抗の異なる2個の
領域を形成し得るからである。また、薄膜形成技
術により形成するものであるため、膜質も均一で
あり、したがつて検出精度をより一層高めること
ができ、さらにはコストの低減にも大きく寄与す
る。 In the embodiment shown in FIG. 2, the strain-sensitive resistive thin film layer 17 is composed of two silicon resistive thin film layers 18 and 19, and is therefore formed on the strain-sensitive structural member 14 as the detection target. In this case, films can be continuously formed using the same equipment and materials having the same main components. This is because by changing the concentration of impurities to be mixed, two regions having different electrical resistances can be easily formed. Furthermore, since it is formed using a thin film formation technique, the film quality is uniform, and therefore detection accuracy can be further improved, and furthermore, it greatly contributes to cost reduction.
なお、感歪抵抗薄膜層17を構成する材料は、
上記したアモルフアスシリコンに限らず、ゲルマ
ニウム炭素(ダイヤモンド)、ガリウム−ヒ素、
ガリウム、燐など様々な材料を用いることができ
る。また、感歪抵抗薄膜層17を構成する2個の
電気抵抗の異なる領域は、別々に形成してもよ
く、さらに3層以上の多層薄膜により構成しても
よいことは言うまでもない。また、受歪構造部材
としての検出対象物14は、金属等の導電性材料
でなくともよく、すなわち絶縁材よりなるもので
もよい。 The material constituting the strain-sensitive resistive thin film layer 17 is as follows:
In addition to the amorphous silicon mentioned above, germanium carbon (diamond), gallium-arsenic,
Various materials such as gallium and phosphorus can be used. Further, it goes without saying that the two regions having different electric resistances constituting the strain-sensitive resistive thin film layer 17 may be formed separately, or may be formed of a multilayer thin film of three or more layers. Further, the detection target 14 as a strain-receiving structural member does not need to be made of a conductive material such as metal, that is, it may be made of an insulating material.
第4図は、第2図に示した実施例を応用した圧
力センサを示す縦断面図である。圧力センサ31
は、圧力を検出すべき流体が取込まれる導入孔3
2を有する円筒部材33と、円筒部材33が螺着
された本体34とを備え、本体34には、流体の
圧力により歪み得る受歪構造部材35が設けられ
ている。この受歪構造部材35上に上述した第1
のシリコン抵抗薄膜層18、第2のシリコン抵抗
薄膜層19および電極21a,21bが直接形成
されている。電極21a,21bの上方には合成
樹脂からなる防湿層22が形成されており、防湿
層22から上方に引出されたリード線16a,1
6bは、支持体36の内面に固定された円板37
の開口38、樹脂モールド層39、キヤツプ40
の開口41を介して、圧力センサ31外へ引出さ
れている。したがつて、リード線16a,16b
に外力が加わつたとしても、樹脂モールド層39
において固定されているため、この外力は樹脂モ
ールド層39で受止められ、歪センサ部分には伝
達されない。 FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a pressure sensor to which the embodiment shown in FIG. 2 is applied. Pressure sensor 31
is the introduction hole 3 into which the fluid whose pressure is to be detected is introduced.
2 and a main body 34 to which the cylindrical member 33 is screwed, and the main body 34 is provided with a strain-receiving structural member 35 that can be distorted by fluid pressure. The above-mentioned first
A silicon resistive thin film layer 18, a second silicon resistive thin film layer 19, and electrodes 21a and 21b are directly formed. A moisture-proof layer 22 made of synthetic resin is formed above the electrodes 21a, 21b, and lead wires 16a, 1 drawn upward from the moisture-proof layer 22 are formed.
6b is a disk 37 fixed to the inner surface of the support 36;
opening 38, resin mold layer 39, cap 40
The pressure sensor 31 is drawn out through the opening 41 of the pressure sensor 31 . Therefore, the lead wires 16a, 16b
Even if an external force is applied to the resin mold layer 39
This external force is received by the resin mold layer 39 and is not transmitted to the strain sensor portion.
第4図に示した圧力センサ31では、流体の圧
力が、受歪構造部材35を介して第2のシリコン
抵抗薄膜層19に伝達された歪に基づきリード線
16a,16bより電気抵抗の変化として検出さ
れる。このように、第2図に示した実施例は、圧
力センサ31のように専用のセンサとして構成し
た場合特に有利である。受歪構造部材35上に予
め蒸着等の薄膜形成手段により感歪抵抗薄膜層を
形成し得るからである。 In the pressure sensor 31 shown in FIG. 4, the pressure of the fluid is transmitted to the lead wires 16a, 16b as a change in electrical resistance based on the strain transmitted to the second silicon resistance thin film layer 19 via the strain receiving structural member 35. Detected. The embodiment shown in FIG. 2 is thus particularly advantageous when constructed as a dedicated sensor, such as pressure sensor 31. This is because the strain-sensitive resistance thin film layer can be formed on the strain-receiving structure member 35 in advance by a thin film forming means such as vapor deposition.
なお、第2図に示した実施例では、複数の電極
として2個の電極21a,21bを設けていた
が、これに限らず、3個以上の任意の電極を形成
してもよい。たとえば第5図に略図的回路図で示
すように、4個の電極を形成し、ブリツジを形成
してもよい。第5図において、61,62,6
3,64は感歪抵抗薄膜層の第2の領域を、Eお
よびRは外部電源および外部抵抗を示す。 In the embodiment shown in FIG. 2, two electrodes 21a and 21b are provided as the plurality of electrodes, but the present invention is not limited to this, and three or more arbitrary electrodes may be formed. For example, four electrodes may be formed to form a bridge, as shown in the schematic circuit diagram of FIG. In Figure 5, 61, 62, 6
3 and 64 indicate the second region of the strain-sensitive resistive thin film layer, and E and R indicate the external power source and external resistance.
発明の効果
以上のように、この発明によれば、歪を発生す
る受歪構造部材の上に感歪抵抗層が直接、蒸着形
成されているので、従来、問題となつていた接着
剤層を省略することができる。したがつて、外部
からの振動や衝撃が繰返し加えられても感歪抵抗
層は受歪構造部材から剥離することがなく、また
80℃以上の高温度下で使用しても繰返し使用する
ことができ、信頼性に優れた歪センサを得ること
ができる。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the strain-sensitive resistive layer is directly vapor-deposited on the strain-receiving structural member that generates strain. Can be omitted. Therefore, even if external vibrations or shocks are repeatedly applied, the strain-sensitive resistance layer will not peel off from the strain-receiving structural member.
It is possible to obtain a highly reliable strain sensor that can be used repeatedly even at high temperatures of 80°C or higher.
また、感歪抵抗層は第1と第2の半導体層を含
み、受歪構造部材側に形成された第1の半導体層
の電気抵抗が、電極層側に形成された第2の半導
体層よりも高くなつている。そのため、受歪構造
部材が導電性を示す場合において、受歪構造部材
と感歪抵抗体となる領域との間に電気抵抗率の極
めて高い絶縁層を形成しなくても、電極層間にお
いて第2の半導体層のみを通る経路が受歪構造部
材から確実に絶縁され得る。その結果、感歪抵抗
体となる第2の半導体層が良好な歪−電気抵抗変
換作用を示し、信頼性に優れた歪検出を行なうこ
とが可能になる。 The strain-sensitive resistance layer includes first and second semiconductor layers, and the electrical resistance of the first semiconductor layer formed on the strain-sensitive structure member side is higher than that of the second semiconductor layer formed on the electrode layer side. prices are also getting higher. Therefore, when the strain-receiving structural member exhibits conductivity, even if an insulating layer with extremely high electrical resistivity is not formed between the strain-receiving structural member and the region that becomes the strain-sensitive resistor, a second layer between the electrode layers can be formed. The path passing only through the semiconductor layer can be reliably insulated from the strain-sensitive structure member. As a result, the second semiconductor layer serving as the strain-sensitive resistor exhibits a good strain-to-electrical resistance conversion effect, making it possible to perform highly reliable strain detection.
さらに、感歪抵抗層を構成する2種類の半導体
層は同一の半導体成分を含んでいる。そのため、
この2種類の半導体層は同一の設備で同一主成分
の材料を用いて連続的に形成され得る。半導体層
に混入すべき不純物の濃度を変えることにより、
容易に電気抵抗の異なる2種類の半導体層を形成
することができる。また、これらの半導体層は蒸
着形成されるので、その膜質も均一である。した
がつて、歪センサの検出精度をより一層高めるこ
とができ、さらには生産コストの低減にも大きく
寄与することができる。 Furthermore, the two types of semiconductor layers constituting the strain-sensitive resistance layer contain the same semiconductor component. Therefore,
These two types of semiconductor layers can be formed successively in the same equipment using the same main component material. By changing the concentration of impurities to be mixed into the semiconductor layer,
Two types of semiconductor layers having different electrical resistances can be easily formed. Furthermore, since these semiconductor layers are formed by vapor deposition, their film quality is also uniform. Therefore, the detection accuracy of the strain sensor can be further improved, and furthermore, it can greatly contribute to reducing production costs.
第1図は、従来の歪ゲージの一使用例を示す略
図的断面図である。第2図は、この発明の一実施
例を示す略図的断面図である。第3図は、第2図
に示した実施例の等価回路図である。第4図は、
第2図に示した実施例を応用した圧力センサの具
体的構造を示す縦断面図である。第5図は、この
発明のさらに他の実施例の等価回路図である。
図において、14,35,51は受歪構造部
材、17は感歪抵抗薄膜層、18は第1の領域と
しての第1の半導体抵抗薄膜層、19,61,6
2,63,64は第2の領域としての第2の半導
体抵抗薄膜層、21a,21bは電極を示す。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the use of a conventional strain gauge. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of the present invention. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the embodiment shown in FIG. 2. Figure 4 shows
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a specific structure of a pressure sensor to which the embodiment shown in FIG. 2 is applied. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of still another embodiment of the present invention. In the figure, 14, 35, 51 are strain-receiving structural members, 17 is a strain-sensitive resistive thin film layer, 18 is a first semiconductor resistive thin film layer as a first region, 19, 61, 6
Reference numerals 2, 63, and 64 indicate second semiconductor resistor thin film layers as a second region, and 21a and 21b indicate electrodes.
Claims (1)
部材と、 前記受歪構造部材の上に直接、蒸着形成され、
かつ前記歪に従つてその電気抵抗が変化する感歪
抵抗層と、 前記感歪抵抗層の上に形成された複数個の電極
層とを備え、 前記感歪抵抗層は、前記受歪構造部材側に形成
され、第1の電気抵抗を有する第1の半導体層
と、前記電極層側に形成され、前記第1の電気抵
抗よりも低い第2の電気抵抗を有し、前記第1の
半導体層と同一の半導体成分を含む第2の半導体
層とを含み、 前記電極層間において少なくとも前記受歪構造
部材を通る経路の電気抵抗が、前記電極層間にお
いて前記第2の半導体層のみを通る経路の電気抵
抗の102倍以上であることを特徴とする、歪セン
サ。 2 前記第1の半導体層の電気抵抗率が1×
104Ωcm以上であり、前記第2の半導体層の電気
抵抗率が1×102Ωcm以下である、特許請求の範
囲第1項に記載の歪センサ。[Scope of Claims] 1. A strain-receiving structural member that generates strain in response to applied force; and a strain-receiving structural member formed directly on the strain-receiving structural member by vapor deposition,
and a strain-sensitive resistance layer whose electrical resistance changes in accordance with the strain; and a plurality of electrode layers formed on the strain-sensitive resistance layer, the strain-sensitive resistance layer being connected to the strain-sensitive structural member. a first semiconductor layer formed on the side of the electrode layer and having a first electrical resistance; a second semiconductor layer formed on the electrode layer side and having a second electrical resistance lower than the first electrical resistance; a second semiconductor layer containing the same semiconductor component as the second semiconductor layer, the electrical resistance of a path passing through at least the strain-receiving structural member between the electrode layers is greater than that of a path passing only through the second semiconductor layer between the electrode layers. A strain sensor characterized by having electrical resistance more than 10 times higher. 2 The electrical resistivity of the first semiconductor layer is 1×
10 4 Ωcm or more, and the electrical resistivity of the second semiconductor layer is 1×10 2 Ωcm or less, the strain sensor according to claim 1 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58232498A JPS60124877A (en) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | Strain sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58232498A JPS60124877A (en) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | Strain sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60124877A JPS60124877A (en) | 1985-07-03 |
| JPH0447762B2 true JPH0447762B2 (en) | 1992-08-04 |
Family
ID=16940263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58232498A Granted JPS60124877A (en) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | Strain sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60124877A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55113381A (en) * | 1979-02-23 | 1980-09-01 | Hitachi Ltd | Semiconductor displacement transducer |
-
1983
- 1983-12-08 JP JP58232498A patent/JPS60124877A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60124877A (en) | 1985-07-03 |
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