JPH0594933U - Semiconductor pressure switch - Google Patents
Semiconductor pressure switchInfo
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 加圧されスイッチがonしたときの抵抗値を
小さくする。
【構成】 受圧ダイヤフラムおよび凹部2を有するシリ
コン基板1とガラス基板9とを接合することにより前記
凹部2を大気から遮断して間隙を形成し、該間隙の内側
に形成したダイヤフラム上の接点電極6とガラス基板上
の基準電極10から構成されるスイッチ部を有し、大気
側からの圧力によって前記ダイヤフラムを歪ませてスイ
ッチ部を動作させる圧力スイッチにおいて、前記スイッ
チ部と、このスイッチ部からの信号を受けて通電制御を
行う信号出力回路部12とを前記シリコン基板上に形成
し、前記スイッチ部がONのとき信号出力回路12が通
電し、OFFのとき信号出力回路12が通電しない。
(57) [Summary] (Modified) [Purpose] To reduce the resistance when the switch is turned on under pressure. A silicon substrate 1 having a pressure receiving diaphragm and a concave portion 2 and a glass substrate 9 are bonded to each other to shield the concave portion 2 from the atmosphere to form a gap, and a contact electrode 6 on the diaphragm formed inside the gap. And a reference electrode 10 on a glass substrate, the pressure switch for operating the switch unit by distorting the diaphragm by the pressure from the atmosphere side, the switch unit and the signal from the switch unit. A signal output circuit section 12 for receiving and controlling energization is formed on the silicon substrate. When the switch section is ON, the signal output circuit 12 is energized, and when it is OFF, the signal output circuit 12 is not energized.
Description
【0001】[0001]
本考案は、低抵抗化を目的とした半導体圧力スイッチの構造に関するものであ る。 The present invention relates to a structure of a semiconductor pressure switch for reducing resistance.
【0002】[0002]
従来の半導体圧力スイッチを図4(平面図)、図5(断面図)に沿って説明す る。1はN型のシリコン基板であり、2はプラズマエッチング装置によって前記 シリコン基板1を約3μmエッチングした凹部で、該凹部と逆側にエッチングに よって厚み約20μmの肉薄となったダイヤフラム11が形成されている。3は ボロンのイオン注入によって拡散されたボロン電極である。凹部2上の配線電極 の下地の絶縁膜として酸化膜4が成膜されており、この酸化膜4上にLPCVD によって成膜された多結晶シリコンの凸部5が形成されており、凸部5上にスパ ッタによって成膜された約20μmのAu,Crの接点電極6が形成され、ボロ ン電極3に接続されている。7、8はAlのボンディングパッドである。 A conventional semiconductor pressure switch will be described with reference to FIG. 4 (plan view) and FIG. 5 (cross-sectional view). Reference numeral 1 is an N-type silicon substrate, 2 is a recessed portion obtained by etching the silicon substrate 1 by about 3 μm by a plasma etching apparatus, and a diaphragm 11 having a thickness of about 20 μm is formed on the side opposite to the recessed portion by etching ing. 3 is a boron electrode diffused by boron ion implantation. An oxide film 4 is formed as an underlying insulating film of a wiring electrode on the concave portion 2, and a convex portion 5 of polycrystalline silicon formed by LPCVD is formed on the oxide film 4, and the convex portion 5 is formed. A contact electrode 6 of Au, Cr having a thickness of about 20 μm formed by a spatter is formed on the upper surface and connected to the boron electrode 3. 7 and 8 are Al bonding pads.
【0003】 一方のガラス基板9にはスパッタによって形成されたAu、Crの基準電極1 0である。この基準電極10を形成したガラス基板9とシリコン基板1は接点電 極6と基準電極10が向かい合うようにセットされ、陽極接合によって凹部2内 と大気側を密閉封止され接着されている構造である。この従来の半導体圧力スイ ッチを加圧容器にいれ約2kg/cm2加圧し、ダイヤフラム11上の接点電極6と基 準電極10が接触し、ボンディングパッド7、8の抵抗値は約800Ωであった 。On one of the glass substrates 9 is a reference electrode 10 of Au or Cr formed by sputtering. The glass substrate 9 and the silicon substrate 1 on which the reference electrode 10 is formed are set so that the contact electrode 6 and the reference electrode 10 face each other, and the inside of the recess 2 and the atmosphere side are hermetically sealed and bonded by anodic bonding. is there. This conventional semiconductor pressure switch is put in a pressure vessel and pressurized to about 2 kg / cm2, the contact electrode 6 on the diaphragm 11 and the reference electrode 10 make contact, and the resistance value of the bonding pads 7 and 8 is about 800 Ω. It was
【0004】[0004]
しかし、従来の半導体圧力スイッチでも一応圧力の検出はできるが、2つのボ ンディングの抵抗はボロン電極、接点電極、基準電極等の抵抗値の合計なので、 スイッチのon時の抵抗が高いという課題があった。 However, although conventional semiconductor pressure switches can detect pressure for the time being, the resistance of the two bonds is the sum of the resistance values of the boron electrode, contact electrode, reference electrode, etc., so there is the problem that the resistance when the switch is on is high. there were.
【0005】[0005]
本考案は、上記のような課題を解決するため、圧力を検知するためのスイッチ 部に加え、スイッチ部の信号によって通電したりしなかったりするようなMOS トランジスタ等を含んでいるスイッチング機能をもつ信号出力回路部を同一シリ コン基板上に形成する。 In order to solve the above problems, the present invention has a switching function that includes a MOS transistor or the like that switches on and off depending on a signal from the switch, in addition to a switch for detecting pressure. The signal output circuit section is formed on the same silicon substrate.
【0006】[0006]
抵抗値の非常に小さいスイッチング機能をもつ信号出力回路部の出力を検出で きるので、スイッチのon時の抵抗値の小さい半導体圧力スイッチが製作できる 。また、MOSトランジスタ等の必要な部品を同一シリコン基板に形成できるた め手間がなくなり、しかも小型化も可能である。 Since the output of the signal output circuit that has a switching function with a very low resistance value can be detected, a semiconductor pressure switch with a low resistance value when the switch is on can be manufactured. In addition, since necessary parts such as MOS transistors can be formed on the same silicon substrate, there is no need for labor and the size can be reduced.
【0007】[0007]
本考案の半導体圧力スイッチについて図1(平面図)図2(断面図)に沿って 説明する。1は厚み525μm、外径サイズ2.5×2.0mmのN型のシリコ ン基板であり、2はプラズマエッチング装置によって約3μmエッチングされた 凹部であり、この凹部2と逆側に異方性エッチングによって形成された厚み約2 0μmの肉薄となったダイヤフラム11が形成され、ダイヤフラム11は圧力の 変化によって凹部2の大きさだけ歪むようになっている。3、13はボロンのイ オン注入によって拡散されたボロン電極である。凹部2上の配線電極の下地の絶 縁膜として酸化膜4が成膜されており、この酸化膜4上にLPCVDによって成 膜された多結晶シリコンの凸部5が形成されており、凸部5上にスパッタによっ て成膜された約20μmのAu,Crの接点電極6が形成され、7、8はAlの ボンディングパッドである。12はMOSトランジスタ14、抵抗15を形成し た信号出力回路であり、より抵抗値を小さくするためボンディングパッド7、8 と信号出力回路12は、本実施例では30μmの近距離の配置させてある。 The semiconductor pressure switch of the present invention will be described with reference to FIG. 1 (plan view) and FIG. 2 (cross-sectional view). Reference numeral 1 is an N-type silicon substrate having a thickness of 525 μm and an outer diameter size of 2.5 × 2.0 mm, and 2 is a recess etched by about 3 μm by a plasma etching apparatus. Anisotropy is opposite to the recess 2. A thin diaphragm 11 having a thickness of about 20 μm formed by etching is formed, and the diaphragm 11 is distorted by the size of the recess 2 due to a change in pressure. Reference numerals 3 and 13 denote boron electrodes diffused by boron ion implantation. An oxide film 4 is formed as a base insulating film of the wiring electrode on the concave portion 2, and a convex portion 5 of polycrystalline silicon formed by LPCVD is formed on the oxide film 4. A contact electrode 6 of Au and Cr having a thickness of about 20 μm formed by sputtering is formed on 5 and 7 and 8 are Al bonding pads. Reference numeral 12 denotes a signal output circuit in which a MOS transistor 14 and a resistor 15 are formed. In order to further reduce the resistance value, the bonding pads 7 and 8 and the signal output circuit 12 are arranged at a short distance of 30 μm in this embodiment. .
【0008】 一方のガラス基板9にはスパッタによって形成されたAu、Crの基準電極1 0である。この基準電極10を形成したガラス基板9とシリコン基板1は接点電 極6と基準電極10が向かい合うようにセットされ、陽極接合によって凹部2内 と大気側を密閉封止され接着されている構造である。 次に、信号出力回路12および本考案の使用の一実施例を図3(回路図)に沿 って説明する。信号出力回路はMOSトランジスタと1MΩの抵抗15が集積化 されている回路で、MOSトランジスタ14のゲートはダイヤフラム11上の接 点電極6に接続されており、ソース、ドレインはそれぞれボンディング7、8に 接続されている。圧力が印加されダイヤフラム11が歪み接点電極6と基準電極 10が接触してスイッチ部がonになった場合、つまり、ゲートに電圧がかかっ た場合、ソースからドレインに電流が流れるようになっている。On the other glass substrate 9, there is a reference electrode 10 of Au or Cr formed by sputtering. The glass substrate 9 and the silicon substrate 1 on which the reference electrode 10 is formed are set so that the contact electrode 6 and the reference electrode 10 face each other, and the inside of the recess 2 and the atmosphere side are hermetically sealed and bonded by anodic bonding. is there. Next, one embodiment of the use of the signal output circuit 12 and the present invention will be described with reference to FIG. 3 (circuit diagram). The signal output circuit is a circuit in which a MOS transistor and a resistor 15 of 1 MΩ are integrated. The gate of the MOS transistor 14 is connected to the contact electrode 6 on the diaphragm 11, and the source and drain are connected to bondings 7 and 8, respectively. It is connected. When pressure is applied and the diaphragm 11 is distorted and the contact electrode 6 and the reference electrode 10 come into contact with each other and the switch portion is turned on, that is, when a voltage is applied to the gate, a current flows from the source to the drain. .
【0009】 この半導体圧力スイッチを加圧容器に入れ、ボンディングパッド7、8間の抵 抗値を測定したところ、2.0kg/cm2になったところで約100MΩの抵抗が3 Ωになった。このように、従来800Ωであった抵抗が3Ωになり、この考案の 効果は顕著である。 尚、本考案ではN型シリコン基板を用いたが、P型のシリコン基板を用いても よい。また、信号出力回路はMOSトランジスタを用いたが、他のスイッチング 素子を用いてもよく、また1MΩの抵抗を用いたが、条件に応じて他の抵抗値で もよい。The semiconductor pressure switch was placed in a pressure vessel, and the resistance value between the bonding pads 7 and 8 was measured. When the resistance value reached 2.0 kg / cm 2, the resistance of about 100 MΩ became 3 Ω. Thus, the conventional resistance of 800Ω becomes 3Ω, and the effect of the present invention is remarkable. Although the N-type silicon substrate is used in the present invention, a P-type silicon substrate may be used. Further, although the signal output circuit uses the MOS transistor, another switching element may be used, and a resistor of 1 MΩ is used, but another resistance value may be used depending on the conditions.
【0010】[0010]
この考案は、抵抗値の非常に小さいスイッチング機能をもつ信号出力回路部の 出力を検出できるので、スイッチのon時の抵抗値の小さい半導体圧力スイッチ が製作できた。また、MOSトランジスタ等の必要な部品を同一シリコン基板に 形成しているため小型の半導体圧力スイッチの製作ができた。 Since this invention can detect the output of the signal output circuit having a switching function with a very small resistance value, a semiconductor pressure switch with a small resistance value when the switch is on can be manufactured. In addition, since a necessary component such as a MOS transistor is formed on the same silicon substrate, a small semiconductor pressure switch can be manufactured.
【図1】本考案の半導体圧力スイッチの平面図である。FIG. 1 is a plan view of a semiconductor pressure switch of the present invention.
【図2】本考案の半導体圧力スイッチの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the semiconductor pressure switch of the present invention.
【図3】本考案の一実施例の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.
【図4】従来の半導体圧力スイッチの平面図である。FIG. 4 is a plan view of a conventional semiconductor pressure switch.
【図5】従来の半導体圧力スイッチの断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a conventional semiconductor pressure switch.
1 シリコン基板 2 凹部 3 ボロン電極 7、8 ボンディングパッド 9 ガラス基板 10 基準電極 12 信号出力回路 14 MOSトランジスタ 15 抵抗 1 Silicon Substrate 2 Recess 3 Boron Electrode 7 and 8 Bonding Pad 9 Glass Substrate 10 Reference Electrode 12 Signal Output Circuit 14 MOS Transistor 15 Resistor
Claims (1)
リコン基板とガラス基板とを接合することにより前記凹
部を大気から遮断して間隙を形成し、該間隙の内側に形
成したダイヤフラム上の接点電極とガラス基板上の基準
電極から構成されるスイッチ部を有し、大気側からの圧
力によって前記ダイヤフラムを歪ませてスイッチ部を動
作させる圧力スイッチにおいて、前記スイッチ部と、こ
のスイッチ部からの信号を受けて通電制御を行うMOS
トランジスタ素子等を有する信号出力回路部とを前記シ
リコン基板上に形成し、前記スイッチ部がONのとき信
号出力回路が通電し、OFFのとき信号出力回路が通電
しないことを特徴とする半導体圧力スイッチ。1. A glass substrate and a silicon substrate having a pressure-receiving diaphragm and a recess are bonded to each other to shield the recess from the atmosphere to form a gap, and a contact electrode on the diaphragm formed inside the gap and a glass substrate. In a pressure switch that has a switch part composed of the upper reference electrode and operates the switch part by distorting the diaphragm by the pressure from the atmosphere side, the switch part and a signal from this switch part are received to conduct electricity. MOS to control
A semiconductor pressure switch characterized in that a signal output circuit section having a transistor element or the like is formed on the silicon substrate, and the signal output circuit is energized when the switch section is ON, and the signal output circuit is not energized when the switch section is OFF. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3640292U JPH0594933U (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Semiconductor pressure switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3640292U JPH0594933U (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Semiconductor pressure switch |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0594933U true JPH0594933U (en) | 1993-12-24 |
Family
ID=12468856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3640292U Pending JPH0594933U (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Semiconductor pressure switch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0594933U (en) |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP3640292U patent/JPH0594933U/en active Pending
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