JPH0557532B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0557532B2 JPH0557532B2 JP62295840A JP29584087A JPH0557532B2 JP H0557532 B2 JPH0557532 B2 JP H0557532B2 JP 62295840 A JP62295840 A JP 62295840A JP 29584087 A JP29584087 A JP 29584087A JP H0557532 B2 JPH0557532 B2 JP H0557532B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- vibrating
- vibrating beam
- base
- receiving diaphragm
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
- G01L9/0008—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations
- G01L9/0022—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of a piezoelectric element
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
本発明は、半導体の振動梁の差圧に対応した歪
みを周波数信号として検出する振動形差圧センサ
に係り、特に静圧特性を改善した振動形差圧セン
サに関する。
みを周波数信号として検出する振動形差圧センサ
に係り、特に静圧特性を改善した振動形差圧セン
サに関する。
＜従来の技術＞
シリコンの受圧ダイアフラムの上に形成されて
両端が固定され励振手段で励振された振動梁の共
振周波数の変化から圧力或いは差圧を検出する形
式のこの発明の改良のベースとなる公知の振動形
圧力センサは、例えば特願昭59−42632号「圧力
センサ」に開示されている。この提案では圧力セ
ンサとして説明してあるが差圧センサとしても用
いることができるので、以下の説明では差圧セン
サとして説明する。
両端が固定され励振手段で励振された振動梁の共
振周波数の変化から圧力或いは差圧を検出する形
式のこの発明の改良のベースとなる公知の振動形
圧力センサは、例えば特願昭59−42632号「圧力
センサ」に開示されている。この提案では圧力セ
ンサとして説明してあるが差圧センサとしても用
いることができるので、以下の説明では差圧セン
サとして説明する。
この振動形差圧センサについて、第４図と第５
図を用いてその概要を説明する。
図を用いてその概要を説明する。
第４図はこの従来の振動形差圧センサのカバー
をとつた構成を示す斜視図、第５図は第４図にお
けるＸ−Ｘ断面におけるカバーをつけた断面図で
ある。
をとつた構成を示す斜視図、第５図は第４図にお
けるＸ−Ｘ断面におけるカバーをつけた断面図で
ある。
これ等の図において、１は円筒状のシリコン基
板であり、２はこのシリコン基板１の中央を掘つ
て薄肉部を形成して上面から圧力SPを下面から圧
力（SP＋ΔP）を受ける受圧部として受圧ダイア
フラムであり、例えばシリコン基板１をエツチン
グして作られる。ここで、ΔPは測定しようとす
る差圧である。
板であり、２はこのシリコン基板１の中央を掘つ
て薄肉部を形成して上面から圧力SPを下面から圧
力（SP＋ΔP）を受ける受圧部として受圧ダイア
フラムであり、例えばシリコン基板１をエツチン
グして作られる。ここで、ΔPは測定しようとす
る差圧である。
３は受圧ダイアフラム２の上に形成され、両端
がシリコン基板１に固定された振動梁であり、振
動梁３は受圧ダイアフラム２のほぼ中央部に設け
られている。
がシリコン基板１に固定された振動梁であり、振
動梁３は受圧ダイアフラム２のほぼ中央部に設け
られている。
この振動梁３は、具体的には例えばｎ形シリコ
ン基板１の上に第１のP+形エピタキシヤル層を
形成し、その中央部を切込んで電気的に左右を分
離し、この上にｎ形エピタキシヤル層を形成した
後、さらにP+形エピタキシヤル層を形成してこ
の上を酸化膜SiO2で保護する。そして振動梁３
の下部の空洞部５はこのｎ形エピタキシヤル層を
アンダーエツチングで形成する。
ン基板１の上に第１のP+形エピタキシヤル層を
形成し、その中央部を切込んで電気的に左右を分
離し、この上にｎ形エピタキシヤル層を形成した
後、さらにP+形エピタキシヤル層を形成してこ
の上を酸化膜SiO2で保護する。そして振動梁３
の下部の空洞部５はこのｎ形エピタキシヤル層を
アンダーエツチングで形成する。
このようにして形成された振動梁３は、例えば
長さをｌ、厚さｈ、幅をｄとすれば、ｌ＝100μ
ｍ、ｈ＝1μｍ、ｄ＝5μｍの程度の大きさである。
長さをｌ、厚さｈ、幅をｄとすれば、ｌ＝100μ
ｍ、ｈ＝1μｍ、ｄ＝5μｍの程度の大きさである。
受圧ダイアフラム２の上に形成された振動梁３
の周囲は、例えばシリコンのカバー６を受圧ダイ
アフラム２に陽極接合などで接合して覆い、この
内部空間７を真空状態に保持する。
の周囲は、例えばシリコンのカバー６を受圧ダイ
アフラム２に陽極接合などで接合して覆い、この
内部空間７を真空状態に保持する。
この振動梁３、カバー６、空洞５、内部空間７
などで振動形差圧センサの検出部Ｄを形成してい
る。
などで振動形差圧センサの検出部Ｄを形成してい
る。
以上の構成において、第２のP+形エピタキシ
ヤル層である振動梁３に対して第１の左右のP+
形エピタキシヤル層の間に発振回路を接続して発
振を起こさせると、振動梁３はその固有振動数で
自梁発振を起こす。
ヤル層である振動梁３に対して第１の左右のP+
形エピタキシヤル層の間に発振回路を接続して発
振を起こさせると、振動梁３はその固有振動数で
自梁発振を起こす。
この場合、カバー６の内部空間７が真空状態に
され振動梁３が真空の中に保持されるので、共振
の鋭さを示すＱ値が大きくなり、共振周波数の検
出が容易となる。
され振動梁３が真空の中に保持されるので、共振
の鋭さを示すＱ値が大きくなり、共振周波数の検
出が容易となる。
第５図に示すように圧力SPと圧力（SP＋ΔP）
の差圧ΔPが受圧ダイアフラム２に印加されると
振動梁３は引張応力を受ける。
の差圧ΔPが受圧ダイアフラム２に印加されると
振動梁３は引張応力を受ける。
この引張応力により振動梁３の固有振動数が変
化して差圧ΔPを知ることができる。
化して差圧ΔPを知ることができる。
しかしながら、この様な従来の振動形成圧セン
サでは、薄肉の受圧ダイアフラム２の上に形成さ
れた振動梁３の上部に別に作られたシリコンのカ
バー６を陽極接合などで接合し、カバー６と受圧
ダイアフラム２とで形成された内部の空間を真空
に引かなけばならないので、振動形差圧センサの
圧力特性或いは温度特性が悪くなり精度低下の原
因をなすという問題がある。
サでは、薄肉の受圧ダイアフラム２の上に形成さ
れた振動梁３の上部に別に作られたシリコンのカ
バー６を陽極接合などで接合し、カバー６と受圧
ダイアフラム２とで形成された内部の空間を真空
に引かなけばならないので、振動形差圧センサの
圧力特性或いは温度特性が悪くなり精度低下の原
因をなすという問題がある。
そこで、本出願人はこの問題を解決するため
に、昭和62年７月２日に特願昭62−166175号「発
明の名称：振動形トランスデユーサの製造方法」
を提出している。以下、この提案の概要について
説明する。
に、昭和62年７月２日に特願昭62−166175号「発
明の名称：振動形トランスデユーサの製造方法」
を提出している。以下、この提案の概要について
説明する。
第６図はこの提案による振動形差圧センサの要
部である検出部の製造工程を示す工程図である。
部である検出部の製造工程を示す工程図である。
これは第５図における検出部Ｄに対応する振動
梁の軸方向の断面で示した検出部D′の工程を示
している。
梁の軸方向の断面で示した検出部D′の工程を示
している。
第６図イは検出部D′を作るためのベースとな
るｎ形のシリコン基板８を示す。
るｎ形のシリコン基板８を示す。
次に、このシリコン基板８を熱酸化してその表
面に酸化膜（SiO2）９を形成する（第６図ロ）。
面に酸化膜（SiO2）９を形成する（第６図ロ）。
さらに、第６図ハの工程でこの酸化膜９の中央
部を紙面に垂直方向にフオトエツチングして、溝
１０を形成する。
部を紙面に垂直方向にフオトエツチングして、溝
１０を形成する。
第６図ニの工程では、1050℃の温度で水素ガス
H2に塩酸HClを混合した雰囲気でエツチングを
することによりシリコン基板８に溝１０を介して
溝１１を形成する。
H2に塩酸HClを混合した雰囲気でエツチングを
することによりシリコン基板８に溝１０を介して
溝１１を形成する。
次に、第６図ホに示すように、溝１１の中に
1050℃の温度で水素ガスH2の雰囲気中で1018cm-3
の濃度のホウ素（Ｐ形）を選択エピタキシヤルし
て第１エピ層１２を形成する。
1050℃の温度で水素ガスH2の雰囲気中で1018cm-3
の濃度のホウ素（Ｐ形）を選択エピタキシヤルし
て第１エピ層１２を形成する。
この後、第６図ヘに示すように、第１エピ層１
２の上に1050℃の温度で水素ガスH2の雰囲気中
で1020cm-3の濃度のホウ素（Ｐ形）を選択エピタ
キシヤルして振動梁１３となる第２エピ層１４を
形成する。
２の上に1050℃の温度で水素ガスH2の雰囲気中
で1020cm-3の濃度のホウ素（Ｐ形）を選択エピタ
キシヤルして振動梁１３となる第２エピ層１４を
形成する。
振動梁１３は差圧ΔPがゼロの状態でも初期張
力を与えておかないと差圧ΔPの印加により座屈
を起こして測定できない状態となる。また、シリ
コンの共有結合半径は1.17Aであり、ホウ素のそ
れは0.88Åであるので、ホウ素が部分的にシリコ
ンの中に注入されるとその部分は引張歪みを受け
る。
力を与えておかないと差圧ΔPの印加により座屈
を起こして測定できない状態となる。また、シリ
コンの共有結合半径は1.17Aであり、ホウ素のそ
れは0.88Åであるので、ホウ素が部分的にシリコ
ンの中に注入されるとその部分は引張歪みを受け
る。
そこで、この現象を利用して例えば第２エピ層
１４のホウ素の濃度を調整することによりここに
初期張力を与えるか、或いはｎ形のシリコン基板
８の中のリン（共有結合半径は1.10A）濃度を調
整してシリコン基板８と第２エピ層１４との相対
歪みを考慮して初期張力を与えるようにする。
１４のホウ素の濃度を調整することによりここに
初期張力を与えるか、或いはｎ形のシリコン基板
８の中のリン（共有結合半径は1.10A）濃度を調
整してシリコン基板８と第２エピ層１４との相対
歪みを考慮して初期張力を与えるようにする。
次に、第６図トに示すように、第２エピ層１４
の上に1050℃の温度で水素ガスH2の雰囲気中で、
1018cm-3の濃度でホウ素（Ｐ形）を選択エピタキ
シヤルして第３エピ層１５を形成する。
の上に1050℃の温度で水素ガスH2の雰囲気中で、
1018cm-3の濃度でホウ素（Ｐ形）を選択エピタキ
シヤルして第３エピ層１５を形成する。
更に、第６図チに示すように、第３エピ層１５
の上に1050℃の温度で水素ガスH2の雰囲気中で、
1017cm-3の濃度のリン（ｎ形）を選択エピタキシ
ヤルして第４エピ層１６を形成する。
の上に1050℃の温度で水素ガスH2の雰囲気中で、
1017cm-3の濃度のリン（ｎ形）を選択エピタキシ
ヤルして第４エピ層１６を形成する。
第６図リは、第６図チに示す選択エピタキシヤ
ルの工程の後にSiO2の酸化膜９を弗化水素HFで
エツチングして除去（工程は図示せず）した状態
において、第１エピ層１２と第３エピ層１５を除
去するエツチング工程を示している。
ルの工程の後にSiO2の酸化膜９を弗化水素HFで
エツチングして除去（工程は図示せず）した状態
において、第１エピ層１２と第３エピ層１５を除
去するエツチング工程を示している。
このエツチング工程では、図示していないが、
アルカリの液中に全体が浸漬されており、ｎ形の
シリコン基板８は第４エピ層１６がｐ形の第２エ
ピ層１４に対してプラスの電位となるように直流
パルス電源１７からピーク値が5Vで繰返し周期
が0.04Hz程度の正のパルス電圧が印加されてい
る。この電圧印加によりｎ形のシリコン基板８と
第４エピ層１６はその表面に不溶性膜が形成され
て不働態化される結果そのエツチング速度が第１
エピ層１２と第３エピ層１５に対して大幅に遅く
なるので、これを利用して第１エピ層１２と第３
エピ層１５を除去する。さらに、第２エピ層１４
はドープされたホウ素の濃度が４×1019より大き
いときにはエツチング速度がドーブされないシリ
コンの場合の通常の速度から大幅に遅れる現象を
利用して、第２エピ層１４を残して全体として第
６図ヌに示すように一部に開口部１８をもち、さ
らにシリコン基板８と第２エピ層１４との間に間
〓を持つように形成される。
アルカリの液中に全体が浸漬されており、ｎ形の
シリコン基板８は第４エピ層１６がｐ形の第２エ
ピ層１４に対してプラスの電位となるように直流
パルス電源１７からピーク値が5Vで繰返し周期
が0.04Hz程度の正のパルス電圧が印加されてい
る。この電圧印加によりｎ形のシリコン基板８と
第４エピ層１６はその表面に不溶性膜が形成され
て不働態化される結果そのエツチング速度が第１
エピ層１２と第３エピ層１５に対して大幅に遅く
なるので、これを利用して第１エピ層１２と第３
エピ層１５を除去する。さらに、第２エピ層１４
はドープされたホウ素の濃度が４×1019より大き
いときにはエツチング速度がドーブされないシリ
コンの場合の通常の速度から大幅に遅れる現象を
利用して、第２エピ層１４を残して全体として第
６図ヌに示すように一部に開口部１８をもち、さ
らにシリコン基板８と第２エピ層１４との間に間
〓を持つように形成される。
第６図ルは、熱酸化の工程を示す。この工程で
は、シリコン基板８、第２エピ層１４、および第
４エピ層１６の内外の全表面にそれぞれ酸化膜
（SiO2）８ａ，１４ａ、および１６ａを形成させ
る。
は、シリコン基板８、第２エピ層１４、および第
４エピ層１６の内外の全表面にそれぞれ酸化膜
（SiO2）８ａ，１４ａ、および１６ａを形成させ
る。
第６図オはプラズマエツチングの工程を示す。
この工程では、第６図ルの工程でシリコン基板
８、第２エピ層１４、および第４エピ層１６の内
外の全表面にそれぞれ形成された酸化膜８ａ，１
４ａ，および１６のうち、シリコン基板８と第４
エピ層６外面の部分に形成された酸化膜をプラズ
マエツチングにより除去し、次の工程での選択エ
ピタキシヤル成長の準備をする。
この工程では、第６図ルの工程でシリコン基板
８、第２エピ層１４、および第４エピ層１６の内
外の全表面にそれぞれ形成された酸化膜８ａ，１
４ａ，および１６のうち、シリコン基板８と第４
エピ層６外面の部分に形成された酸化膜をプラズ
マエツチングにより除去し、次の工程での選択エ
ピタキシヤル成長の準備をする。
第６図ワの工程では、全体を1050℃の温度で水
素H2の雰囲気中でシリコン基板８と第４エピ層
１６の外面の部分にｎ形の選択エピタキシヤル成
長をさせる。この選択エピタキシヤル成長によ
り、シリコン基板８と第４エピ層１６との間に形
成された開口部１８が埋められてシエル２０が形
成され内部に棒状の第４エピ層で形成された振動
梁１３をもつ振動形差圧センサの検出部が形成さ
れる。
素H2の雰囲気中でシリコン基板８と第４エピ層
１６の外面の部分にｎ形の選択エピタキシヤル成
長をさせる。この選択エピタキシヤル成長によ
り、シリコン基板８と第４エピ層１６との間に形
成された開口部１８が埋められてシエル２０が形
成され内部に棒状の第４エピ層で形成された振動
梁１３をもつ振動形差圧センサの検出部が形成さ
れる。
この第６図ワの工程では水素H2の雰囲気中で
選択エピタキシヤル成長をさせたので、シリコン
の単結晶で出来たシリコン基板８とシエル２０と
の間に形成された中空室２１の中には水素H2が
封入されている。
選択エピタキシヤル成長をさせたので、シリコン
の単結晶で出来たシリコン基板８とシエル２０と
の間に形成された中空室２１の中には水素H2が
封入されている。
そこで、第６図カに示すように900℃で真空し
た雰囲気の中にこの検出部を持つ振動形差圧セン
サを入れて、シリコンの結晶格子の間を通してこ
の水素H2を脱気して真空とする。このようにし
て得られた真空度は１×10-3Torr以下となる。
た雰囲気の中にこの検出部を持つ振動形差圧セン
サを入れて、シリコンの結晶格子の間を通してこ
の水素H2を脱気して真空とする。このようにし
て得られた真空度は１×10-3Torr以下となる。
＜発明が解決しようとする問題点＞
以上のようにして、先願に係る振動形差圧セン
サは振動梁と共にカバーもシリコン基板と一体に
製造することができ、従来の公知の振動形差圧セ
ンサの欠点を除去することができるが、なお次に
説明する欠点を持つ。
サは振動梁と共にカバーもシリコン基板と一体に
製造することができ、従来の公知の振動形差圧セ
ンサの欠点を除去することができるが、なお次に
説明する欠点を持つ。
このような振動形差圧センサを用いて、例えば
500Kg／cm2にも及ぶ高い静圧SPの基で例えば（10
mmH2O〜10Kgｆ／cm2）のような微小な差圧ΔPを
測定する場合には、振動形差圧センサの受圧ダイ
アフラムの一方の面には静圧SPが他方の面には静
圧（SP＋ΔP）が印加されるので、この静圧SPに
より基板、受圧ダイアフラム、振動梁がεS＝SP／
ESだけ収縮する。但し、ESは体積圧縮率、ｌは振
動梁の長さである。
500Kg／cm2にも及ぶ高い静圧SPの基で例えば（10
mmH2O〜10Kgｆ／cm2）のような微小な差圧ΔPを
測定する場合には、振動形差圧センサの受圧ダイ
アフラムの一方の面には静圧SPが他方の面には静
圧（SP＋ΔP）が印加されるので、この静圧SPに
より基板、受圧ダイアフラム、振動梁がεS＝SP／
ESだけ収縮する。但し、ESは体積圧縮率、ｌは振
動梁の長さである。
従つて、振動梁にはεSだけの圧縮率が加わり、
このため振動梁の共振周波数が変化しても静圧誤
差を生じるという問題が生じる。
このため振動梁の共振周波数が変化しても静圧誤
差を生じるという問題が生じる。
＜問題点を解決するための手段＞
この発明は、以上の問題点を解決するために、
厚肉の固定部とその内側に凹部が形成されて薄く
なつた受圧ダイアフラムとを持つ半導体の基板
と、先の受圧ダイアフラムの表面付近に設けられ
歪みによつて固定振動数が変化する少なくとも１
個以上の振動梁と、先の受圧ダイアフラムの上に
これと一体に形成された先の振動梁の周囲を覆う
シエルと、先の固定部と接合され導圧孔が先の凹
部に貫通して設けられた圧力に対する体積圧縮率
が先の基板より大きい材料の基台とを具備し、こ
の基台と先の基板の内外に印加される共通の圧力
である静圧による先の振動梁の圧縮歪を先の基台
の先の静圧による圧縮に起因して先の振動梁に生
じる引張歪によりキヤンセルする値に先の基台を
体積圧縮率を選定し、先の受圧ダイアフラムに印
加される差圧に対応して先の振動梁に生じる固有
振動数の変化を測定するようにしたものである。
厚肉の固定部とその内側に凹部が形成されて薄く
なつた受圧ダイアフラムとを持つ半導体の基板
と、先の受圧ダイアフラムの表面付近に設けられ
歪みによつて固定振動数が変化する少なくとも１
個以上の振動梁と、先の受圧ダイアフラムの上に
これと一体に形成された先の振動梁の周囲を覆う
シエルと、先の固定部と接合され導圧孔が先の凹
部に貫通して設けられた圧力に対する体積圧縮率
が先の基板より大きい材料の基台とを具備し、こ
の基台と先の基板の内外に印加される共通の圧力
である静圧による先の振動梁の圧縮歪を先の基台
の先の静圧による圧縮に起因して先の振動梁に生
じる引張歪によりキヤンセルする値に先の基台を
体積圧縮率を選定し、先の受圧ダイアフラムに印
加される差圧に対応して先の振動梁に生じる固有
振動数の変化を測定するようにしたものである。
＜作用＞
基板に接合される基台として圧力する対する体
積圧縮率が基板よりも大きな材料の基台を用いる
ことにより、これ等の周囲から印加される静圧に
よりこの基台をベンデングさせて基板に形成され
た振動梁の引張応力に生じさせ、静圧による振動
梁に対する圧縮歪をこの引張応力で打ち消す。
積圧縮率が基板よりも大きな材料の基台を用いる
ことにより、これ等の周囲から印加される静圧に
よりこの基台をベンデングさせて基板に形成され
た振動梁の引張応力に生じさせ、静圧による振動
梁に対する圧縮歪をこの引張応力で打ち消す。
＜実施例＞
以下、本発明の実施例について図面に基づいて
説明する。第１図は本発明のシエルを除いた１実
施例を示す射視図、第２図はシエルを付したその
Ｘ−Ｘ断面の構成を示す断面図である。
説明する。第１図は本発明のシエルを除いた１実
施例を示す射視図、第２図はシエルを付したその
Ｘ−Ｘ断面の構成を示す断面図である。
これ等の図において、２２は円筒状のシリコン
の基板であり、２３はこの基板２２の中央を掘つ
て薄肉部を形成して静圧SP、（SP＋ΔP）を受ける
受圧部とした受圧ダイアフラムであり、例えばシ
リコンをエツチングして作られ、その周囲は円環
状に厚肉の固定部２４とされている。
の基板であり、２３はこの基板２２の中央を掘つ
て薄肉部を形成して静圧SP、（SP＋ΔP）を受ける
受圧部とした受圧ダイアフラムであり、例えばシ
リコンをエツチングして作られ、その周囲は円環
状に厚肉の固定部２４とされている。
２５は差圧による歪みを検出する振動梁、２６
は内部を例えば真空に保持するシエルであり、こ
れ等は第６図で説明した製造方法で作られる。
は内部を例えば真空に保持するシエルであり、こ
れ等は第６図で説明した製造方法で作られる。
固定部２４の底面は中央に圧力（Sb＋ΔP）を
導入する導圧孔２７を持つ円板状のシリコンの基
台２８が例えば陽極接合などにより接合されてい
る。基台２８はその体積圧縮率が基板２２のそれ
よりも大きい材料が選定されている。
導入する導圧孔２７を持つ円板状のシリコンの基
台２８が例えば陽極接合などにより接合されてい
る。基台２８はその体積圧縮率が基板２２のそれ
よりも大きい材料が選定されている。
次に、以上のように構成された第１図、第２図
に示す実施例の動作について第３図に示す動作説
明図を用いて説明する。
に示す実施例の動作について第３図に示す動作説
明図を用いて説明する。
差圧ΔPが加わつたときの動作は従来と全く同
じであるので、以下の説明では静圧SPが加わつた
ときの動作について説明する。
じであるので、以下の説明では静圧SPが加わつた
ときの動作について説明する。
静圧SPが加わると第５図に示す従来の場合と同
様に振動梁２５にはεS1／Ｅ＝SPS1なる圧縮歪が
生じる。
様に振動梁２５にはεS1／Ｅ＝SPS1なる圧縮歪が
生じる。
一方、基台２８も静圧SPにより圧縮されるが、
その体積圧縮率が基板２２の体積圧縮率よりも大
きいので第３図に示すように基台２８の方が大き
く収縮し、基板２２側に凸となるように変形して
受圧ダイアフラム３の表面近傍に設けられた振動
梁２５には引張歪εS2を生じる。
その体積圧縮率が基板２２の体積圧縮率よりも大
きいので第３図に示すように基台２８の方が大き
く収縮し、基板２２側に凸となるように変形して
受圧ダイアフラム３の表面近傍に設けられた振動
梁２５には引張歪εS2を生じる。
従つて、圧縮歪εS1と引張歪εS2との関係がεS1＝
εS2となるように、基板２２に対する基台２８の
体積圧縮率を選定することにより振動梁２５に対
する静圧誤差を小さく抑えることができる。
εS2となるように、基板２２に対する基台２８の
体積圧縮率を選定することにより振動梁２５に対
する静圧誤差を小さく抑えることができる。
さらに、基台２８の熱膨張係数を基板２２に対
して適当に選定することによつて、振動形差圧セ
ンサの温度特性を補償することもできる。
して適当に選定することによつて、振動形差圧セ
ンサの温度特性を補償することもできる。
なお、バラツキのために基台２８による静圧補
償では補償の程度が不十分な場合には、第１図お
よび第２図における固定部２４の上面或いは内部
に例えば拡散などにより歪みゲージを形成した
り、或いは振動梁２５と同じような振動梁を別に
設けてこれを静圧センサとして用い、その出力で
基台２８の静圧補償のバラツキ分を電気回路で補
償するようにすると、より完全な静圧補償を達成
できる。また、この静圧センサは基台２８側に設
けても良い。
償では補償の程度が不十分な場合には、第１図お
よび第２図における固定部２４の上面或いは内部
に例えば拡散などにより歪みゲージを形成した
り、或いは振動梁２５と同じような振動梁を別に
設けてこれを静圧センサとして用い、その出力で
基台２８の静圧補償のバラツキ分を電気回路で補
償するようにすると、より完全な静圧補償を達成
できる。また、この静圧センサは基台２８側に設
けても良い。
＜発明の効果＞
以上、実施例と共に具体的に説明したように本
発明によれば、基板に接合する基台して圧力に対
する体積圧縮率が基板より大きい材料を用いるよ
うにして静圧に対して引張歪を生じさせて静圧に
よる圧縮歪みを補償するようにしたので、静圧誤
差を小さくすることができ高精度の差圧センサが
実現できる。
発明によれば、基板に接合する基台して圧力に対
する体積圧縮率が基板より大きい材料を用いるよ
うにして静圧に対して引張歪を生じさせて静圧に
よる圧縮歪みを補償するようにしたので、静圧誤
差を小さくすることができ高精度の差圧センサが
実現できる。
第１図はシエルを除いた本発明の１実施例の構
成を示す射視図、第２図は第１図のＸ−Ｘ断面を
示す断面図、第３図は第１図と第２図に示す実施
例の動作を説明する動作説明図、第４図はシエル
を除いた公知の従来の振動形差圧センサの構成を
示す射視図、第５図は第４図のＸ−Ｘ断面を示す
断面図、第６図は先願の従来の振動形差圧センサ
を製造する工程を説明する工程図である。 １……シリコン基板、２……受圧ダイアフラ
ム、３……振動梁、５……空洞部、６……カバ
ー、７……内部空間、８……シリコン基板、１２
……第１エピ層、１３……振動梁、１４……第２
エピ層、１５……第３エピ層、１６……第４エピ
層、１８……開口部、２０……シエル、２１……
中空室、２２……基板、２３……受圧ダイアフラ
ム、２４……固定部、２５……振動梁、２６……
シエル、２８……基台。
成を示す射視図、第２図は第１図のＸ−Ｘ断面を
示す断面図、第３図は第１図と第２図に示す実施
例の動作を説明する動作説明図、第４図はシエル
を除いた公知の従来の振動形差圧センサの構成を
示す射視図、第５図は第４図のＸ−Ｘ断面を示す
断面図、第６図は先願の従来の振動形差圧センサ
を製造する工程を説明する工程図である。 １……シリコン基板、２……受圧ダイアフラ
ム、３……振動梁、５……空洞部、６……カバ
ー、７……内部空間、８……シリコン基板、１２
……第１エピ層、１３……振動梁、１４……第２
エピ層、１５……第３エピ層、１６……第４エピ
層、１８……開口部、２０……シエル、２１……
中空室、２２……基板、２３……受圧ダイアフラ
ム、２４……固定部、２５……振動梁、２６……
シエル、２８……基台。
Claims (1)
- １ 厚肉の固定部とその内側に凹部が形成されて
薄くなつた受圧ダイアフラムとを持つ半導体の基
板と、前記受圧ダイアフラムの表面付近に設けら
れ歪みによつて固有振動数が変化する少なくとも
１個以上の振動梁と、前記受圧ダイアフラムの上
にこれと一体に形成され前記振動梁の周囲を覆う
シエルと、前記固定部と接合され導圧孔が前記凹
部に貫通して設けられた圧力に対する体積圧縮率
が前記基板より大きい材料の基台とを具備し、こ
の基台と前記基板の内外に印加される共通の圧力
である静圧による前記振動梁の圧縮歪を前記基台
の前記静圧による圧縮に起因して前記振動梁に生
じる引張歪によりキヤンセルする値に前記基台を
体積圧縮率を選定し、前記受圧ダイアフラムに印
加される差圧に対応して前記振動梁に生じる固有
振動数の変化を測定することを特徴とする振動形
差圧センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29584087A JPH01138432A (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 振動形差圧センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29584087A JPH01138432A (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 振動形差圧センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01138432A JPH01138432A (ja) | 1989-05-31 |
| JPH0557532B2 true JPH0557532B2 (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=17825862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29584087A Granted JPH01138432A (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 振動形差圧センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01138432A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60186725A (ja) * | 1984-03-06 | 1985-09-24 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 圧力センサ |
-
1987
- 1987-11-24 JP JP29584087A patent/JPH01138432A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01138432A (ja) | 1989-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11226251B2 (en) | Method of making a dual-cavity pressure sensor die | |
| US5188983A (en) | Polysilicon resonating beam transducers and method of producing the same | |
| US5090254A (en) | Polysilicon resonating beam transducers | |
| JP3481627B2 (ja) | 誘電的に分離した共振マイクロセンサ | |
| US5473944A (en) | Seam pressure sensor employing dielectically isolated resonant beams and related method of manufacture | |
| JPH07104217B2 (ja) | 振動式トランスデューサとその製造方法 | |
| JP7216921B2 (ja) | 振動式圧力センサ | |
| US7013733B2 (en) | Silicon resonant type pressure sensor | |
| US20060010981A1 (en) | Vibration type pressure sensor | |
| JPH0519091B2 (ja) | ||
| JPH0519090B2 (ja) | ||
| JPH01127931A (ja) | 振動形差圧センサ | |
| JPH0468576B2 (ja) | ||
| JPH01138432A (ja) | 振動形差圧センサ | |
| JPH0468575B2 (ja) | ||
| JPH0468574B2 (ja) | ||
| JPH04304679A (ja) | 圧力センサ | |
| JPH0519088B2 (ja) | ||
| JP7327695B2 (ja) | 振動式圧力センサ | |
| JP2822596B2 (ja) | 振動形トランスデュサ | |
| JPH0786441B2 (ja) | 振動形トランスデューサの製造方法 | |
| JP2007170843A (ja) | 振動式トランスデューサおよびその製造方法 | |
| JPH0810169B2 (ja) | 振動形差圧センサ | |
| JPH0519089B2 (ja) | ||
| JP2007078406A (ja) | 振動式圧力センサ及び振動式圧力センサの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |