JPH06129925A - 半導体圧力スイッチ - Google Patents
半導体圧力スイッチInfo
- Publication number
- JPH06129925A JPH06129925A JP4277270A JP27727092A JPH06129925A JP H06129925 A JPH06129925 A JP H06129925A JP 4277270 A JP4277270 A JP 4277270A JP 27727092 A JP27727092 A JP 27727092A JP H06129925 A JPH06129925 A JP H06129925A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- silicon substrate
- diaphragm
- glass substrate
- recess
- 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
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
- H10D48/50—Devices controlled by mechanical forces, e.g. pressure
Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ダイヤフラム上の電極とガラス基板上の電極
から構成されている構造で、大気側からの圧力によって
受圧ダイヤフラムが歪み前記２つの電極が接触し電気的
な導通の状態を感知し、スイッチＯＮの時の抵抗値が低
く、温度特性、信頼性の優れた半導体圧力スイッチ。 【構成】 シリコン基板１上面とダイヤフラム９上のダ
イヤフラム電極５およびガラス基板２上のガラス電極６
とシリコン基板１上面のボンディングパット７、１８等
の配線電極をすべて金属配線とし、シリコン基板１と実
装パッケージ１０をダイヤフラム９が外側になるように
気密性良くハンダ１９で接着し、真空雰囲気中で実装パ
ッケージ１０の蓋１４をして、前記シリコン基板１で大
気とパッケージ内を遮断することによってシリコン基板
１の上面に形成された凹部３とガラス基板２に覆われた
前記凹部３内を真空に保持し、実装する。
から構成されている構造で、大気側からの圧力によって
受圧ダイヤフラムが歪み前記２つの電極が接触し電気的
な導通の状態を感知し、スイッチＯＮの時の抵抗値が低
く、温度特性、信頼性の優れた半導体圧力スイッチ。 【構成】 シリコン基板１上面とダイヤフラム９上のダ
イヤフラム電極５およびガラス基板２上のガラス電極６
とシリコン基板１上面のボンディングパット７、１８等
の配線電極をすべて金属配線とし、シリコン基板１と実
装パッケージ１０をダイヤフラム９が外側になるように
気密性良くハンダ１９で接着し、真空雰囲気中で実装パ
ッケージ１０の蓋１４をして、前記シリコン基板１で大
気とパッケージ内を遮断することによってシリコン基板
１の上面に形成された凹部３とガラス基板２に覆われた
前記凹部３内を真空に保持し、実装する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体圧力スイッチの
構造に関するものである。
構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】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は厚み５２
５μｍのＮ型のシリコン基板であり、３はプラズマエッ
チング装置によってシリコン基板上面に深さ約３μｍエ
ッチングされた凹部で、凹部３と逆側にエッチングによ
って両者の間に厚み約２０μｍの肉薄となったダイヤフ
ラム９が形成されている。１６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３上の配線電
極５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上にスパッタによって成膜された厚み約１
μｍのＡｕ，Ｃｒのダイヤフラム電極５が形成されてお
り、ボロン電極１６に接続されている。７はアルミのボ
ンディングパッドである。
図）、図５（断面図）に沿って説明する。１は厚み５２
５μｍのＮ型のシリコン基板であり、３はプラズマエッ
チング装置によってシリコン基板上面に深さ約３μｍエ
ッチングされた凹部で、凹部３と逆側にエッチングによ
って両者の間に厚み約２０μｍの肉薄となったダイヤフ
ラム９が形成されている。１６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３上の配線電
極５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上にスパッタによって成膜された厚み約１
μｍのＡｕ，Ｃｒのダイヤフラム電極５が形成されてお
り、ボロン電極１６に接続されている。７はアルミのボ
ンディングパッドである。
【０００３】一方のガラス基板２にはスパッタによって
形成された厚み１μｍのＡｕ、Ｃｒのガラス電極６が形
成され、このガラス電極６を形成したガラス基板２とシ
リコン基板１はダイヤフラム電極５とガラス電極６が向
かい合うようにセットされ、真空雰囲気で陽極接合する
ことによって凹部３を真空に保持し、密閉封止され接着
されている。
形成された厚み１μｍのＡｕ、Ｃｒのガラス電極６が形
成され、このガラス電極６を形成したガラス基板２とシ
リコン基板１はダイヤフラム電極５とガラス電極６が向
かい合うようにセットされ、真空雰囲気で陽極接合する
ことによって凹部３を真空に保持し、密閉封止され接着
されている。
【０００４】続いて、ボンディングパッド７、１８と他
の図示しない実装部品にワイヤーボンディングすること
で、圧力がダイヤフラム９にかかり真空雰囲気の凹部３
側にたわみダイヤフラム電極５とガラス電極６が接触し
た状態を検知する構造である。
の図示しない実装部品にワイヤーボンディングすること
で、圧力がダイヤフラム９にかかり真空雰囲気の凹部３
側にたわみダイヤフラム電極５とガラス電極６が接触し
た状態を検知する構造である。
【０００５】もう一つの従来の半導体圧力スイッチを図
６（平面図）図７（断面図）に沿って説明する。図のよ
うに、陽極接合部の電極部、即ち、ダイヤフラム電極
５、ガラス電極６及びボンディング電極１８を金属配線
とした場合、シリコン基板１とガラス基板２に図示しな
い隙間ができてしまい、凹部３内と大気とを遮断できな
いため、接合部にエポキシ系接着剤１７を塗布すること
で大気とを遮断し圧力を検出していた。
６（平面図）図７（断面図）に沿って説明する。図のよ
うに、陽極接合部の電極部、即ち、ダイヤフラム電極
５、ガラス電極６及びボンディング電極１８を金属配線
とした場合、シリコン基板１とガラス基板２に図示しな
い隙間ができてしまい、凹部３内と大気とを遮断できな
いため、接合部にエポキシ系接着剤１７を塗布すること
で大気とを遮断し圧力を検出していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、シリコン基板
とガラス基板との陽極接合部の配線電極をイオン注入等
のボロン電極で行った場合、一応圧力の検出は可能であ
るが、ボロン電極はシリコン基板中に高濃度に拡散して
もシート抵抗が約数十Ωと高く、つまり、圧力がかかり
導通しても抵抗が約２００Ωになってしまうという課題
があった。
とガラス基板との陽極接合部の配線電極をイオン注入等
のボロン電極で行った場合、一応圧力の検出は可能であ
るが、ボロン電極はシリコン基板中に高濃度に拡散して
もシート抵抗が約数十Ωと高く、つまり、圧力がかかり
導通しても抵抗が約２００Ωになってしまうという課題
があった。
【０００７】また、陽極接合部も金属配線とした場合、
抵抗値は下がるがシリコン基板とガラス基板との隙間を
エポキシ系接着剤等によって埋めるため、凹部と大気を
遮断はできているものの、凹部内が真空ではないため温
度特性が悪く、また、接着剤の劣化等による信頼性に課
題があった。
抵抗値は下がるがシリコン基板とガラス基板との隙間を
エポキシ系接着剤等によって埋めるため、凹部と大気を
遮断はできているものの、凹部内が真空ではないため温
度特性が悪く、また、接着剤の劣化等による信頼性に課
題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、すべての配線
電極を金属電極で配線し、シリコン基板と実装パッケー
ジをダイヤフラムが外側になるように気密性良く接着
し、真空雰囲気中で実装パッケージの蓋をして、前記シ
リコン基板で大気とパッケージ内を遮断することによっ
てシリコン基板、ガラス基板に覆われた凹部内を真空に
保持した構造にする。
電極を金属電極で配線し、シリコン基板と実装パッケー
ジをダイヤフラムが外側になるように気密性良く接着
し、真空雰囲気中で実装パッケージの蓋をして、前記シ
リコン基板で大気とパッケージ内を遮断することによっ
てシリコン基板、ガラス基板に覆われた凹部内を真空に
保持した構造にする。
【０００９】
【作用】上記のような構造により、ダイヤフラム上の配
線が金属であるため、スイッチがＯＮした際の抵抗値が
低く、また、シリコン基板と実装パッケージをダイヤフ
ラムが外側になるように気密性良く接着し、真空雰囲気
中で実装パッケージの蓋をして、前記シリコン基板で大
気とパッケージ内を遮断することによって凹部内を真空
に保持した構造であるため、温度特性、信頼性が優れた
半導体圧力スイッチを提供できる。
線が金属であるため、スイッチがＯＮした際の抵抗値が
低く、また、シリコン基板と実装パッケージをダイヤフ
ラムが外側になるように気密性良く接着し、真空雰囲気
中で実装パッケージの蓋をして、前記シリコン基板で大
気とパッケージ内を遮断することによって凹部内を真空
に保持した構造であるため、温度特性、信頼性が優れた
半導体圧力スイッチを提供できる。
【００１０】
【実施例】本発明の半導体圧力スイッチを図１（実装
図）、図２（平面図）、図３（断面図）に沿って説明す
る。１は厚み５２５μｍのＮ型のシリコン基板であり、
３はプラズマエッチング装置によってシリコン基板１の
上面が深さ約３μｍエッチングされた凹部で、凹部３と
逆側のエッチングによって両者の間に厚み約２０μｍの
肉薄となったダイヤフラム９が形成されている。凹部３
上の左側２／３及びシリコン基板１の左右の上面上には
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上にスパッタによって成膜された厚み
約１μｍのＡｕ，Ｃｒのダイヤフラム電極５がシリコン
基板１の左側に形成されており、アルミのボンディング
パッド７に接続されている。シリコン基板１の右側上面
の酸化膜４上には、スパッタによって成膜された厚み約
１μｍのアルミのボンディングパット１８が形成されて
いる。
図）、図２（平面図）、図３（断面図）に沿って説明す
る。１は厚み５２５μｍのＮ型のシリコン基板であり、
３はプラズマエッチング装置によってシリコン基板１の
上面が深さ約３μｍエッチングされた凹部で、凹部３と
逆側のエッチングによって両者の間に厚み約２０μｍの
肉薄となったダイヤフラム９が形成されている。凹部３
上の左側２／３及びシリコン基板１の左右の上面上には
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上にスパッタによって成膜された厚み
約１μｍのＡｕ，Ｃｒのダイヤフラム電極５がシリコン
基板１の左側に形成されており、アルミのボンディング
パッド７に接続されている。シリコン基板１の右側上面
の酸化膜４上には、スパッタによって成膜された厚み約
１μｍのアルミのボンディングパット１８が形成されて
いる。
【００１１】一方のガラス基板２にはスパッタによって
形成された厚み１μｍのＡｕ、Ｃｒのガラス電極６がガ
ラス２の下面の右側に形成され、このガラス電極６を形
成したガラス基板２とシリコン基板１のダイヤフラム電
極５はガラス電極６が向かい合うようにセットされ、陽
極接合されている。８はダイヤフラム電極５がガラス基
板２が接触しないようにするためにガラス基板２の左右
に形成された深さ１．８μｍのガラス凹部であり、２０
はガラス電極６とボンディングパッド１８が０．２μｍ
だけ断面方向に接触している部分である。
形成された厚み１μｍのＡｕ、Ｃｒのガラス電極６がガ
ラス２の下面の右側に形成され、このガラス電極６を形
成したガラス基板２とシリコン基板１のダイヤフラム電
極５はガラス電極６が向かい合うようにセットされ、陽
極接合されている。８はダイヤフラム電極５がガラス基
板２が接触しないようにするためにガラス基板２の左右
に形成された深さ１．８μｍのガラス凹部であり、２０
はガラス電極６とボンディングパッド１８が０．２μｍ
だけ断面方向に接触している部分である。
【００１２】続いて、ダイヤフラム９がパッケージ１０
の通気孔１２に対面するようにシリコン基板１をパッケ
ージ１０にハンダ１９によって気密性良く接着する。１
１はパッケージ１０のリードピンでガラス封止剤１３に
よってパッケージ１０と絶縁され、固定されている。ス
イッチチップ上、即ち、シリコン基板１上のボンディン
グパッド７、１８と２本のリードピン１１はＡｕワイヤ
ー１５によって電気的に接続されている。ボンディング
終了後、真空雰囲気中で実装パッケージの蓋１４をし
て、抵抗溶接によってパッケージ１０と蓋１４と接合
し、パッケージ内を真空雰囲気を保持した構造とする。
このような構造により、凹部３内を真空とすることがで
き、通気孔１２からくる圧力に対してダイヤフラム９が
変化することが可能となった。
の通気孔１２に対面するようにシリコン基板１をパッケ
ージ１０にハンダ１９によって気密性良く接着する。１
１はパッケージ１０のリードピンでガラス封止剤１３に
よってパッケージ１０と絶縁され、固定されている。ス
イッチチップ上、即ち、シリコン基板１上のボンディン
グパッド７、１８と２本のリードピン１１はＡｕワイヤ
ー１５によって電気的に接続されている。ボンディング
終了後、真空雰囲気中で実装パッケージの蓋１４をし
て、抵抗溶接によってパッケージ１０と蓋１４と接合
し、パッケージ内を真空雰囲気を保持した構造とする。
このような構造により、凹部３内を真空とすることがで
き、通気孔１２からくる圧力に対してダイヤフラム９が
変化することが可能となった。
【００１３】この製作した半導体圧力スイッチを圧力容
器にいれ、加圧して２本のリードピン１１の間の導通を
確認をした結果、２．０kg/cm2で導通が確認でき、その
時の抵抗値は約３Ωであった。そして、−２０℃から８
０℃における温度変化における導通時の圧力は違いはな
かった。さらに加圧測定を１００回繰り返し、導通する
圧力のばらつきを測定したところ、すべての圧力が±
０．０２５kg/cm2以内に入っていた。また、加圧を２万
回行っても破壊等は起こらず、導通する圧力の値の変動
はなかった。
器にいれ、加圧して２本のリードピン１１の間の導通を
確認をした結果、２．０kg/cm2で導通が確認でき、その
時の抵抗値は約３Ωであった。そして、−２０℃から８
０℃における温度変化における導通時の圧力は違いはな
かった。さらに加圧測定を１００回繰り返し、導通する
圧力のばらつきを測定したところ、すべての圧力が±
０．０２５kg/cm2以内に入っていた。また、加圧を２万
回行っても破壊等は起こらず、導通する圧力の値の変動
はなかった。
【００１４】このように、この発明に係る機構によっ
て、導通時の抵抗値の低く、しかも温度特性、信頼性の
優れた半導体圧力スイッチが製作できるようになった。
て、導通時の抵抗値の低く、しかも温度特性、信頼性の
優れた半導体圧力スイッチが製作できるようになった。
【００１５】
【発明の効果】この発明は、ダイヤフラム電極とガラス
電極が金属で、かつ、これらと接続するボンディング電
極も金属であるため、スイッチがＯＮした際の抵抗値が
３Ωと従来例の２００Ωに比べ格段に低く、また、シリ
コン基板と実装パッケージをダイヤフラムが外側になる
ように気密性良く接着し、真空雰囲気中で実装パッケー
ジの蓋をして、前記シリコン基板で大気とパッケージ内
を遮断することによってシリコン基板上の凹部内を真空
に保持した構造であるため、温度特性、信頼性が優れた
半導体圧力スイッチを提供できるようになった。
電極が金属で、かつ、これらと接続するボンディング電
極も金属であるため、スイッチがＯＮした際の抵抗値が
３Ωと従来例の２００Ωに比べ格段に低く、また、シリ
コン基板と実装パッケージをダイヤフラムが外側になる
ように気密性良く接着し、真空雰囲気中で実装パッケー
ジの蓋をして、前記シリコン基板で大気とパッケージ内
を遮断することによってシリコン基板上の凹部内を真空
に保持した構造であるため、温度特性、信頼性が優れた
半導体圧力スイッチを提供できるようになった。
【図１】本発明の半導体圧力スイッチの実装断面を示す
図である。
図である。
【図２】本発明の半導体圧力スイッチの平面図である。
【図３】本発明の半導体圧力スイッチの断面図である。
【図４】従来の半導体圧力スイッチの平面図である。
【図５】従来の半導体圧力スイッチの断面図である。
【図６】従来の半導体圧力スイッチの平面図である。
【図７】従来の半導体圧力スイッチの断面図である。
１ シリコン基板 ２ ガラス基板 ３ 凹部 ５ ダイヤフラム電極 ６ ガラス電極 ９ ダイヤフラム １０ パッケージ １１ リードピン １４ 蓋
Claims (1)
- 【請求項１】 凹部に受圧用ダイヤフラムを形成したシ
リコン基板と、上記シリコン基板を覆って接合されたガ
ラス基板とからなり、上記受圧用ダイヤフラムには、上
記凹部を隔てて対向するガラス基板側に検出電極を形成
し、反対側を受圧面とし、上記ガラス基板には、上記検
出電極に対向する側に対向電極を形成してなる半導体圧
力スイッチにおいて、 上記各電極およびこれに接続される配線電極はすべて金
属材からなり、かつ、上記シリコン基板には、上記ガラ
ス基板を接合した側が上記ガラス基板を含めて実装用パ
ッケージで蓋をされ、その内部が上記凹部とともに真空
に保持されていることを特徴とする半導体圧力スイッ
チ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4277270A JPH06129925A (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 半導体圧力スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4277270A JPH06129925A (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 半導体圧力スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06129925A true JPH06129925A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17581188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4277270A Pending JPH06129925A (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 半導体圧力スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06129925A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103257007A (zh) * | 2012-02-17 | 2013-08-21 | 苏州敏芯微电子技术有限公司 | 压力传感器介质隔离封装结构及其封装方法 |
| CN103487176A (zh) * | 2013-09-24 | 2014-01-01 | 中国科学院微电子研究所 | 一种压力传感器的封装结构及方法 |
-
1992
- 1992-10-15 JP JP4277270A patent/JPH06129925A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103257007A (zh) * | 2012-02-17 | 2013-08-21 | 苏州敏芯微电子技术有限公司 | 压力传感器介质隔离封装结构及其封装方法 |
| CN103257007B (zh) * | 2012-02-17 | 2015-07-08 | 苏州敏芯微电子技术有限公司 | 压力传感器介质隔离封装结构及其封装方法 |
| CN103487176A (zh) * | 2013-09-24 | 2014-01-01 | 中国科学院微电子研究所 | 一种压力传感器的封装结构及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3136087B2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPS6313356B2 (ja) | ||
| JP2003337075A (ja) | 絶対圧型圧力センサ | |
| JP2772111B2 (ja) | 容量型圧力センサ | |
| US5248901A (en) | Semiconductor devices and methods of assembly thereof | |
| JP3702062B2 (ja) | 圧力センサ装置 | |
| JPH06129925A (ja) | 半導体圧力スイッチ | |
| JPH041535A (ja) | 赤外線センサ | |
| JPS63175482A (ja) | 圧力センサ | |
| JPS594868B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH03209746A (ja) | 半導体パッケージ | |
| JP4095280B2 (ja) | 加速度センサ素子 | |
| JP3086305B2 (ja) | センサー及びその製造方法 | |
| JP2007278716A (ja) | 容量変化型圧力センサ | |
| JP3278926B2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH1022512A (ja) | 静電容量型圧力センサ | |
| JPH1123395A (ja) | 半導体圧力検出装置 | |
| JPH05340962A (ja) | 静電容量型加速度センサ | |
| JP2004170148A (ja) | 絶対圧タイプ圧力センサモジュール | |
| JPS6175535A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2001127208A (ja) | 半導体チップの実装構造及びその製造方法 | |
| JP4186209B2 (ja) | 圧力センサ及びその製造方法 | |
| JP2718329B2 (ja) | 蛍光表示管用半導体実装基板 | |
| JPS6043660B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2017150819A (ja) | ガスセンサ |