JPH05281067A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
- Publication number
- JPH05281067A JPH05281067A JP7739492A JP7739492A JPH05281067A JP H05281067 A JPH05281067 A JP H05281067A JP 7739492 A JP7739492 A JP 7739492A JP 7739492 A JP7739492 A JP 7739492A JP H05281067 A JPH05281067 A JP H05281067A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- diaphragms
- pressure sensor
- semiconductor pressure
- cavity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 −８０〜３００℃程度においても精度の高い
測定が使用可能な半導体圧力センサを提供する。 【構成】 ＳＯＩ基板２０に所定の距離を隔てて形成さ
れた２つのダイアフラム２２と，該ダイアフラム上に形
成された歪み検出素子２３と，前記２つのダイアフラム
の上部に形成された空洞２６と，前記２つのダイアフラ
ムの中間を仕切る隔壁部材２７からなり，前記空洞を真
空にするとともに前記ダイアフラムの一方をプロセス側
に，他方のダイアフラムを大気中に配置する。
測定が使用可能な半導体圧力センサを提供する。 【構成】 ＳＯＩ基板２０に所定の距離を隔てて形成さ
れた２つのダイアフラム２２と，該ダイアフラム上に形
成された歪み検出素子２３と，前記２つのダイアフラム
の上部に形成された空洞２６と，前記２つのダイアフラ
ムの中間を仕切る隔壁部材２７からなり，前記空洞を真
空にするとともに前記ダイアフラムの一方をプロセス側
に，他方のダイアフラムを大気中に配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，半導体圧力センサに関
し，特に，例えば−８０〜３００℃程度の広い範囲にお
いても使用可能な圧力センサに関するものである。
し，特に，例えば−８０〜３００℃程度の広い範囲にお
いても使用可能な圧力センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は半導体圧力センサの従来例を示す
断面図である。図において１はボディ，２はボディ１の
凹部に固定されたパイレックスガラスからなる支持部材
であり，この支持部材には貫通孔８が形成されている。
３は支持部材２上に陽極接合により接合されたセンサチ
ップであり，このセンサチップ３には穴９を形成するこ
とにより測定ダイアフラム４が形成されている。５はダ
イアフラム上に形成された歪み検出素子である。６はセ
ンサチップ上に配置されたシールダイアフラムであり，
縁部がボディに気密に固定されている。７はシールダイ
アフラムとセンサチップの間に封入された封液，１０は
歪み検出素子からの電気信号を外部に取り出すためのリ
ード線である。上記の構成において測定圧力がシールダ
イアフラムに印加されると，その圧力に応じて測定ダイ
アフラムが変形し，歪み検出素子に圧力に対応した電気
信号が発生する。
断面図である。図において１はボディ，２はボディ１の
凹部に固定されたパイレックスガラスからなる支持部材
であり，この支持部材には貫通孔８が形成されている。
３は支持部材２上に陽極接合により接合されたセンサチ
ップであり，このセンサチップ３には穴９を形成するこ
とにより測定ダイアフラム４が形成されている。５はダ
イアフラム上に形成された歪み検出素子である。６はセ
ンサチップ上に配置されたシールダイアフラムであり，
縁部がボディに気密に固定されている。７はシールダイ
アフラムとセンサチップの間に封入された封液，１０は
歪み検出素子からの電気信号を外部に取り出すためのリ
ード線である。上記の構成において測定圧力がシールダ
イアフラムに印加されると，その圧力に応じて測定ダイ
アフラムが変形し，歪み検出素子に圧力に対応した電気
信号が発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで，上記歪み検
出素子をｐｎ接合により絶縁した基板上に形成した場
合，ｐｎ接合による絶縁の有効性はセンサの温度が上昇
するにつれて減少する。即ち１２５℃〜１７５℃以上に
なるとその接合面は絶縁性が低下する。また，封液オイ
ルを用いているため使用温度が−４０℃程度に制限さ
れ，使用温度範囲が−４０〜１２５℃程度に制限される
という問題があった。本発明は上記従来技術の問題点を
解決するために成されたもので−８０〜３００℃程度に
おいても使用可能な半導体圧力センサを提供することを
目的とする。
出素子をｐｎ接合により絶縁した基板上に形成した場
合，ｐｎ接合による絶縁の有効性はセンサの温度が上昇
するにつれて減少する。即ち１２５℃〜１７５℃以上に
なるとその接合面は絶縁性が低下する。また，封液オイ
ルを用いているため使用温度が−４０℃程度に制限さ
れ，使用温度範囲が−４０〜１２５℃程度に制限される
という問題があった。本発明は上記従来技術の問題点を
解決するために成されたもので−８０〜３００℃程度に
おいても使用可能な半導体圧力センサを提供することを
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は，ＳＯＩ基板に所定の距離を隔てて形成され
た２つのダイアフラムと，該ダイアフラム上に形成され
た歪み検出素子と，前記２つのダイアフラムの上部に形
成された空洞と，前記２つのダイアフラムの中間を仕切
る隔壁からなり，前記空洞を真空にするとともに前記ダ
イアフラムの一方をプロセス側に，他方のダイアフラム
を大気中に配置したことを特徴とするものである。
に本発明は，ＳＯＩ基板に所定の距離を隔てて形成され
た２つのダイアフラムと，該ダイアフラム上に形成され
た歪み検出素子と，前記２つのダイアフラムの上部に形
成された空洞と，前記２つのダイアフラムの中間を仕切
る隔壁からなり，前記空洞を真空にするとともに前記ダ
イアフラムの一方をプロセス側に，他方のダイアフラム
を大気中に配置したことを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】歪み検出素子をＳＯＩ基板上に形成しているの
で３００℃程度でも電気的絶縁を保持することができ
る。また，封入オイルを使用しないので封液の熱膨張の
影響をうけない。真空室は検出素子が直接プロセス流体
に触れるのを防止し，各ダイアフラムの中間を仕切る隔
壁は固定歪みや熱歪みによる各検出素子の出力誤差をキ
ャンセルする。
で３００℃程度でも電気的絶縁を保持することができ
る。また，封入オイルを使用しないので封液の熱膨張の
影響をうけない。真空室は検出素子が直接プロセス流体
に触れるのを防止し，各ダイアフラムの中間を仕切る隔
壁は固定歪みや熱歪みによる各検出素子の出力誤差をキ
ャンセルする。
【０００６】
【実施例】以下図面を用いて本発明を説明する。図１は
本発明の半導体圧力センサの一実施例を示す断面構成図
であり，図２はセンサ部分を示す断面図である。図２に
おいて，２０はＳＯＩ（Silicon On Insurator)基板で
あり，シリコン板２０ａ上に酸化膜２０ｂを介して単結
晶シリコン膜２０ｃが形成されている。２１は基板の裏
面に所定の距離を隔てて異方性エッチングにより形成さ
れた２つの凹部で，この凹部により基板表面にダイアフ
ラム２２が形成されている。
本発明の半導体圧力センサの一実施例を示す断面構成図
であり，図２はセンサ部分を示す断面図である。図２に
おいて，２０はＳＯＩ（Silicon On Insurator)基板で
あり，シリコン板２０ａ上に酸化膜２０ｂを介して単結
晶シリコン膜２０ｃが形成されている。２１は基板の裏
面に所定の距離を隔てて異方性エッチングにより形成さ
れた２つの凹部で，この凹部により基板表面にダイアフ
ラム２２が形成されている。
【０００７】２３はシリコン膜２０ｃのダイアフラム上
に所定の濃度の不純物を注入して形成された歪み検出素
子である。２４はダイアフラム部分を除いて積層された
ポリシリコンからなる隔壁層，２５は隔壁層上に接合さ
れたパイレックスガラスからなる板体であり，この板体
２５によりダイアフラム２２との間に空洞２６が形成さ
れ，この空洞２６は真空室となっている。なお，ダイア
フラム２２および歪み検出素子２３は隔壁層２４に対し
て対称に配置され，各歪み検出素子２３からの出力は不
純物を高濃度にドープする公知の配線方法により隔壁層
の外部（Ａで示す部分）に取り出される。
に所定の濃度の不純物を注入して形成された歪み検出素
子である。２４はダイアフラム部分を除いて積層された
ポリシリコンからなる隔壁層，２５は隔壁層上に接合さ
れたパイレックスガラスからなる板体であり，この板体
２５によりダイアフラム２２との間に空洞２６が形成さ
れ，この空洞２６は真空室となっている。なお，ダイア
フラム２２および歪み検出素子２３は隔壁層２４に対し
て対称に配置され，各歪み検出素子２３からの出力は不
純物を高濃度にドープする公知の配線方法により隔壁層
の外部（Ａで示す部分）に取り出される。
【０００８】次に本発明の半導体圧力センサの製造方法
について図３の概略工程を用いて説明する。 工程１（ａ図参照）） ＳＯＩ基板の表面のＳｉ層２０Ｃに所望の位置に所定の
距離を隔てて歪み検出素子２３を形成し，同時に不純物
を高濃度にドープして出力取出しのための配線（図では
省略）も行う（図では長方形を示すが必ずしもこの形状
に限定するものではない，また，配線と歪み検出素子の
形成順序はいずれが先でもよい。
について図３の概略工程を用いて説明する。 工程１（ａ図参照）） ＳＯＩ基板の表面のＳｉ層２０Ｃに所望の位置に所定の
距離を隔てて歪み検出素子２３を形成し，同時に不純物
を高濃度にドープして出力取出しのための配線（図では
省略）も行う（図では長方形を示すが必ずしもこの形状
に限定するものではない，また，配線と歪み検出素子の
形成順序はいずれが先でもよい。
【０００９】次に基板の裏面の異方性エッチングを行っ
て穴２１を形成してダイアフラム２２を形成する。この
エッチングは歪み検出素子２３がダイアフラム上に位置
し，かつ，中心軸Ｂに対して対称となる位置になるよう
に行う。 工程２（ｂ図参照…イは平面図，ロは断面図である） 次にダイアフラム２１の上部を除いてＣＶＤ装置等によ
りポリシリコンを積層し隔壁層２４を形成する。この隔
壁層２４も中心軸Ｂに対して対称となる位置に形成す
る。
て穴２１を形成してダイアフラム２２を形成する。この
エッチングは歪み検出素子２３がダイアフラム上に位置
し，かつ，中心軸Ｂに対して対称となる位置になるよう
に行う。 工程２（ｂ図参照…イは平面図，ロは断面図である） 次にダイアフラム２１の上部を除いてＣＶＤ装置等によ
りポリシリコンを積層し隔壁層２４を形成する。この隔
壁層２４も中心軸Ｂに対して対称となる位置に形成す
る。
【００１０】工程３（ｃ図参照） 次に基板２０ａを真空中に配置し，隔壁層２４の上にパ
イレックスガラスからなる板体２５を密着させ，陽極接
合により接合する。このことにより隔壁２４のダイアフ
ラム２２の上部は板体２５により閉塞されて空洞２６は
真空室となる。
イレックスガラスからなる板体２５を密着させ，陽極接
合により接合する。このことにより隔壁２４のダイアフ
ラム２２の上部は板体２５により閉塞されて空洞２６は
真空室となる。
【００１１】図１は図２のセンサ部分３０を取り付け部
材２７に固定した状態を示すもので，隔壁部材３１はセ
ンサ部分３０のダイアフラム２２および歪み検出素子２
３に対して対称の位置を支持して気密に固定される。３
３は歪み検出素子からの電気信号を外部に取り出すため
のリード線，２８は取り付け部材２７を測定対象に固定
するための取付ねじである。
材２７に固定した状態を示すもので，隔壁部材３１はセ
ンサ部分３０のダイアフラム２２および歪み検出素子２
３に対して対称の位置を支持して気密に固定される。３
３は歪み検出素子からの電気信号を外部に取り出すため
のリード線，２８は取り付け部材２７を測定対象に固定
するための取付ねじである。
【００１２】上記の構成において，取付ねじ２８により
図示しない測定対象側に固定し，ダイアフラム２２ａを
プロセス側に，２２ｂを大気圧側に配置する。上記の構
成によれば，ゲージ圧はプロセス側に配置した検出素子
の出力と大気中に配置した検出素子の出力の差を演算し
て求め，絶対圧を測定する場合は，プロセス側に配置し
た検出素子の出力により求めることができる。
図示しない測定対象側に固定し，ダイアフラム２２ａを
プロセス側に，２２ｂを大気圧側に配置する。上記の構
成によれば，ゲージ圧はプロセス側に配置した検出素子
の出力と大気中に配置した検出素子の出力の差を演算し
て求め，絶対圧を測定する場合は，プロセス側に配置し
た検出素子の出力により求めることができる。
【００１３】そして本発明では封液を用いておらず，歪
み検出素子をＳＯＩ基板上に形成しているので−８０〜
３００℃程度で使用可能である。また，２つのダイアフ
ラムは隔壁層２４および隔壁部材３１に対して対称に形
成されているので，固定歪みや熱歪みは両方の検出素子
に同様に作用する。その結果歪みによる誤差をキャンセ
ルすることができ精度の向上をはかることができる。
み検出素子をＳＯＩ基板上に形成しているので−８０〜
３００℃程度で使用可能である。また，２つのダイアフ
ラムは隔壁層２４および隔壁部材３１に対して対称に形
成されているので，固定歪みや熱歪みは両方の検出素子
に同様に作用する。その結果歪みによる誤差をキャンセ
ルすることができ精度の向上をはかることができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明の圧力センサによれば，封入液を
用いておらずｐｎ接合による絶縁も用いていないので−
８０〜３００℃程度の広い範囲にわたって使用可能であ
り，また，２つのダイアフラムは隔壁層および隔壁部材
に対して対称に形成されているので，精度の高い半導体
センサを実現することができる。
用いておらずｐｎ接合による絶縁も用いていないので−
８０〜３００℃程度の広い範囲にわたって使用可能であ
り，また，２つのダイアフラムは隔壁層および隔壁部材
に対して対称に形成されているので，精度の高い半導体
センサを実現することができる。
【図１】本発明の半導体圧力センサの一実施例を示す断
面図である。
面図である。
【図２】センサ部分の断面図である。
【図３】本発明の半導体圧力センサの製作工程を示す概
略工程図である。
略工程図である。
【図４】従来例を示す断面図である。
２０ ＳＯＩ基板 ２１ 凹部 ２２ ダイアフラム ２３ 歪み検出素子 ２４ 隔壁層 ２５ 板体 ２６ 空洞 ２７ 取付部材 ２８ 取付ねじ ３０ センサ部分 ３１ 隔壁部材 ３３ リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 良孝 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 ＳＯＩ基板に所定の距離を隔てて形成さ
れた２つのダイアフラムと，該ダイアフラム上に形成さ
れた歪み検出素子と，前記２つのダイアフラムの上部に
形成された空洞と，前記２つのダイアフラムの中間を仕
切る隔壁部材からなり，前記空洞を真空にするとともに
前記ダイアフラムの一方をプロセス側に，他方のダイア
フラムを大気中に配置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 |
|---|---|---|---|
| JP7739492A JPH05281067A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7739492A JPH05281067A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05281067A true JPH05281067A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13632679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7739492A Pending JPH05281067A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05281067A (ja) |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP7739492A patent/JPH05281067A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3114570B2 (ja) | 静電容量型圧力センサ | |
| US10809140B2 (en) | Pressure sensor generating a transduced signal with reduced ambient temperature dependence, and manufacturing method thereof | |
| US6051853A (en) | Semiconductor pressure sensor including reference capacitor on the same substrate | |
| US6388279B1 (en) | Semiconductor substrate manufacturing method, semiconductor pressure sensor and manufacturing method thereof | |
| US6550339B1 (en) | Pressure sensor for detecting differential pressure between two spaces | |
| JPH0750789B2 (ja) | 半導体圧力変換装置の製造方法 | |
| US5589810A (en) | Semiconductor pressure sensor and related methodology with polysilicon diaphragm and single-crystal gage elements | |
| KR20030086228A (ko) | 압력 센서 | |
| CN101627292A (zh) | 压力传感器 | |
| US6518084B1 (en) | Method of producing a micromechanical structure for a micro-electromechanical element | |
| JPH0755617A (ja) | 容量式圧力変換器 | |
| JP2001523814A (ja) | マイクロメカニカル差分圧力センサ装置 | |
| JPH06265428A (ja) | 静電容量式圧力センサ | |
| JP2508070B2 (ja) | 圧力検出素子及びその製造方法 | |
| JPH07174652A (ja) | 半導体圧力センサ及びその製造方法並びに圧力検出方法 | |
| JPH0554709B2 (ja) | ||
| JPH07306107A (ja) | 容量型差圧測定圧力センサとその製造方法 | |
| JPH0554708B2 (ja) | ||
| JP2013148495A (ja) | 半導体センサ | |
| US20180003584A1 (en) | Pressure sensor suited to measuring pressure in an aggressive environment | |
| JPS63175482A (ja) | 圧力センサ | |
| JPH04350530A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH0510839A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JP2894478B2 (ja) | 静電容量型圧力センサとその製造方法 | |
| JPH1022512A (ja) | 静電容量型圧力センサ |