JPH064301Y2 - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
- Publication number
- JPH064301Y2 JPH064301Y2 JP1987122671U JP12267187U JPH064301Y2 JP H064301 Y2 JPH064301 Y2 JP H064301Y2 JP 1987122671 U JP1987122671 U JP 1987122671U JP 12267187 U JP12267187 U JP 12267187U JP H064301 Y2 JPH064301 Y2 JP H064301Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor chip
- semiconductor substrate
- semiconductor
- thermal expansion
- glass layer
- 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.)
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、半導体圧力センサに関するものである。
〈従来の技術〉 第２図は従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。
明図である。
図において、１は半導体からなるセンサチップ、１１は
センサチップ１にダイアフラム１２を形成する凹部、１
３はダイアフラム１２に設けられた半導体ピエゾ抵抗ゲ
ージ。２はセンサチップ１に一面側が接合され凹部１１
と基準室１４を構成するガラスよりなる基板。３は半導
体基板２の他面側に取付けられ金属よりなる筒状の支持
部。４は支持部３の他端が取付けられる金属よりなるハ
ウジングである。
センサチップ１にダイアフラム１２を形成する凹部、１
３はダイアフラム１２に設けられた半導体ピエゾ抵抗ゲ
ージ。２はセンサチップ１に一面側が接合され凹部１１
と基準室１４を構成するガラスよりなる基板。３は半導
体基板２の他面側に取付けられ金属よりなる筒状の支持
部。４は支持部３の他端が取付けられる金属よりなるハ
ウジングである。
以上の構成において、基準室１３に基準圧Ｐｓが導入さ
れ、ダイアフラム１２の外表面には測定圧Ｐｍが加えら
れる。測定圧Ｐｍに対応した抵抗変化が半導体ピエゾ抵
抗ゲージ１３より得られることにより、測定圧Ｐｍを測
定することができる。
れ、ダイアフラム１２の外表面には測定圧Ｐｍが加えら
れる。測定圧Ｐｍに対応した抵抗変化が半導体ピエゾ抵
抗ゲージ１３より得られることにより、測定圧Ｐｍを測
定することができる。
〈考案が解決しようとする問題点〉 このようなものにおいては、ガラスの基板２は、支持部
３との陽極接合されている。ガラスの基板２は一般的に
半導体ピエゾ抵抗ゲージ１３と熱膨張係数の近いパイレ
ックスガラスが用いられるが、ガラスの基板の厚さがセ
ンサチップの厚さと同等以上あるために、両者の熱膨脹
係数の差から生じる熱応力がダイアフラム１２に影響を
与え、陽極接合後のゼロ・オフセットの発生や、温度変
化によるダアフラム１２への外乱の要因となる。
３との陽極接合されている。ガラスの基板２は一般的に
半導体ピエゾ抵抗ゲージ１３と熱膨張係数の近いパイレ
ックスガラスが用いられるが、ガラスの基板の厚さがセ
ンサチップの厚さと同等以上あるために、両者の熱膨脹
係数の差から生じる熱応力がダイアフラム１２に影響を
与え、陽極接合後のゼロ・オフセットの発生や、温度変
化によるダアフラム１２への外乱の要因となる。
本考案は、この問題点を、解決するものである。
本考案の目的は、温度特性が良好で、接合部の信頼性が
高い、半導体圧力センサを提供するにある。
高い、半導体圧力センサを提供するにある。
〈問題を解決するための手段〉 この目的を達成するために、本考案は、半導体からなる
センサチップと、該センサチップにダイアフラムを形成
する凹部と、前記ダイアフラムに設けられた半導体ピエ
ゾ抵抗ゲージと、前記センサチップに一面側が第１接合
ガラス層を介して該センサチップと同一の材料からなり
同一の面方位で同一の結晶方向で接合され前記凹部と基
準室を構成する半導体基板と、前記半導体基板の他面側
に第２接合ガラス層を介して取り付けられ金属よりなる
筒状の支持部と、該支持部の他端が取り付けられる金属
よりなるハウジングとを具備し、前記センサチップ及び
前記半導体基板と前記支持部との熱膨張係数が極めて近
くなるような支持部材を選択し、前記センサチップ及び
前記半導体基板と前記第１、第２接合ガラス層との熱膨
張係数が極めて近くなるようなガラス材を選択してなる
半導体圧力センサを構成したものである。
センサチップと、該センサチップにダイアフラムを形成
する凹部と、前記ダイアフラムに設けられた半導体ピエ
ゾ抵抗ゲージと、前記センサチップに一面側が第１接合
ガラス層を介して該センサチップと同一の材料からなり
同一の面方位で同一の結晶方向で接合され前記凹部と基
準室を構成する半導体基板と、前記半導体基板の他面側
に第２接合ガラス層を介して取り付けられ金属よりなる
筒状の支持部と、該支持部の他端が取り付けられる金属
よりなるハウジングとを具備し、前記センサチップ及び
前記半導体基板と前記支持部との熱膨張係数が極めて近
くなるような支持部材を選択し、前記センサチップ及び
前記半導体基板と前記第１、第２接合ガラス層との熱膨
張係数が極めて近くなるようなガラス材を選択してなる
半導体圧力センサを構成したものである。
〈作用〉 以上の構成において、基準室に基準圧が導入され、ダイ
アフラムの外表面には測定圧が加えられる。測定圧に対
応した抵抗変化が半導体ピエゾ抵抗ゲージより得られる
ことにより、測定圧を測定することができる。
アフラムの外表面には測定圧が加えられる。測定圧に対
応した抵抗変化が半導体ピエゾ抵抗ゲージより得られる
ことにより、測定圧を測定することができる。
以下、実施例に基ずき詳細に説明する。
〈実施例〉 第１図は本考案の一実施例の要部構成説明図である。
図において、第２図と同一記号は同一機能を表わす。
以下、第２図と相違部分のみ説明する。
２ａはセンサチップ１に一面側が第１接合ガラス層２１
を介して該センサチップ１と同一の材料からなり同一の
面方位で同一の結晶方向で接合され凹部１１と基準室１
３を構成する半導体基板である。３は半導体基板の他面
側に第２接合ガラス層３１を介して取付けられ金属より
なる筒状の支持部である。
を介して該センサチップ１と同一の材料からなり同一の
面方位で同一の結晶方向で接合され凹部１１と基準室１
３を構成する半導体基板である。３は半導体基板の他面
側に第２接合ガラス層３１を介して取付けられ金属より
なる筒状の支持部である。
而して、センサチップ１及び半導体基板２ａと、支持部
３との熱膨脹係数が極めて近くなるような支持部材が選
択されている。この場合は、センサチップ１及び半導体
基板２ａは、シリコン（熱膨脹係数3.5×１０-6）、支
持部３は鉄−ニッケル合金（熱膨脹係数3.8×3.9×１０
-6）が使用されている。
３との熱膨脹係数が極めて近くなるような支持部材が選
択されている。この場合は、センサチップ１及び半導体
基板２ａは、シリコン（熱膨脹係数3.5×１０-6）、支
持部３は鉄−ニッケル合金（熱膨脹係数3.8×3.9×１０
-6）が使用されている。
センサチップ１及び半導体基板２ａと、第１、第２接合
ガラス層２１，３１との熱膨脹係数が極めて近くなるよ
うなガラス材が選択されている。この場合、第１、第２
接合ガラス層２１，３１はパイレックスガラス（熱膨脹
係数3.25×１０-6）が使用されている。
ガラス層２１，３１との熱膨脹係数が極めて近くなるよ
うなガラス材が選択されている。この場合、第１、第２
接合ガラス層２１，３１はパイレックスガラス（熱膨脹
係数3.25×１０-6）が使用されている。
以上の構成において、基準室１３に基準圧Ｐｓが導入さ
れ、ダイアフラム１２の外表面には測定圧Ｐｍが加えら
れる。測定圧Ｐｍに対応した抵抗変化が半導体ピエゾ抵
抗ゲージ１３より得られることにより、測定圧Ｐｍを測
定することができる。
れ、ダイアフラム１２の外表面には測定圧Ｐｍが加えら
れる。測定圧Ｐｍに対応した抵抗変化が半導体ピエゾ抵
抗ゲージ１３より得られることにより、測定圧Ｐｍを測
定することができる。
而して、 （１）センサチップ１と半導体基板２ａとが、同じ材質
（半導体）であり。両者の面方位、結晶方向が等しくな
るように接合されているので、温度が変化しても、セン
サチップ１は半導体基板２ａからの影響は受けずセンサ
チップ１は半導体基板２ａからの影響は受けず、、従っ
て、半導体基板２ａからの温度の外乱は零である。
（半導体）であり。両者の面方位、結晶方向が等しくな
るように接合されているので、温度が変化しても、セン
サチップ１は半導体基板２ａからの影響は受けずセンサ
チップ１は半導体基板２ａからの影響は受けず、、従っ
て、半導体基板２ａからの温度の外乱は零である。
（２）支持部３の熱膨脹係数がセンサチップ１及び半導
体基板２ａの熱膨脹係数と近いので、温度が変化して
も、センサチップ１は、金属支持部３からの影響は小さ
く、金属支持部３からの温度の外乱は極めて小さい。
体基板２ａの熱膨脹係数と近いので、温度が変化して
も、センサチップ１は、金属支持部３からの影響は小さ
く、金属支持部３からの温度の外乱は極めて小さい。
以上から、本考案によれば、温度の外乱の影響の小さ
い、即ち、温度特性がより改善された半導体圧力センサ
を実現できる。
い、即ち、温度特性がより改善された半導体圧力センサ
を実現できる。
（３）センサチップ１と半導体基板２ａとは同じ半導体
材料であり、これらと支持部３の熱膨脹係数は極めて近
く選択されている。また、センサチップ１と半導体基板
２ａを接合している第一接合ガラス層２１と、半導体基
板２ａと支持部３とを接合している第２接合ガラス層３
１との各ガラス層の熱膨脹係数が、センサチップ１の熱
膨脹係数と極めて近く選択されている。したがって、接
合によって接合部（ガラス層）に生じる熱応力が極めて
小さく、接合強度が高く、接合部の信頼性が高い。
材料であり、これらと支持部３の熱膨脹係数は極めて近
く選択されている。また、センサチップ１と半導体基板
２ａを接合している第一接合ガラス層２１と、半導体基
板２ａと支持部３とを接合している第２接合ガラス層３
１との各ガラス層の熱膨脹係数が、センサチップ１の熱
膨脹係数と極めて近く選択されている。したがって、接
合によって接合部（ガラス層）に生じる熱応力が極めて
小さく、接合強度が高く、接合部の信頼性が高い。
（４）センサチップ１と半導体基板２ａの接合、半導体
基板２ａと支持部３の接合を、一度の陽極接合で行なう
と、一回の温度上昇だけで、センサチップ１、半導体基
板２ａ、支持部３の三者を接合でき、製造工程が簡単と
なる。従って、安価な半導体圧力センサが得られる。
基板２ａと支持部３の接合を、一度の陽極接合で行なう
と、一回の温度上昇だけで、センサチップ１、半導体基
板２ａ、支持部３の三者を接合でき、製造工程が簡単と
なる。従って、安価な半導体圧力センサが得られる。
従って、温度特性が改善され、接合部の信頼性が向上
し、低価格の半導体圧力センサが得られる。
し、低価格の半導体圧力センサが得られる。
尚、センサチップ１として、圧力センサ以外に、歪みを
検出するセンサや、加速度、力等を検出するセンサでも
良い。
検出するセンサや、加速度、力等を検出するセンサでも
良い。
〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案は、半導体からなるセンサ
チップと、該センサチップにダイアフラムを形成する凹
部と、前記ダイアフラムに設けられた半導体ピエゾ抵抗
ゲージと、前記センサチップに一面側が第１接合ガラス
層を介して該センサチップと同一の材料からなり同一の
面方位で同一の結晶方向で接合され前記凹部と基準室を
構成する半導体基板と、前記半導体基板の他面側に第２
接合ガラス層を介して取り付けられ金属よりなる筒状の
支持部と、該支持部の他端が取り付けられる金属よりな
るハウジングとを具備し、前記センサチップ及び前記半
導体基板と前記支持部との熱膨張係数が極めて近くなる
ような支持部材を選択し、前記センサチップ及び前記半
導体基板と前記第１、第２接合ガラス層との熱膨張係数
が極めて近くなるようなガラス材を選択してなる半導体
圧力センサを構成した。
チップと、該センサチップにダイアフラムを形成する凹
部と、前記ダイアフラムに設けられた半導体ピエゾ抵抗
ゲージと、前記センサチップに一面側が第１接合ガラス
層を介して該センサチップと同一の材料からなり同一の
面方位で同一の結晶方向で接合され前記凹部と基準室を
構成する半導体基板と、前記半導体基板の他面側に第２
接合ガラス層を介して取り付けられ金属よりなる筒状の
支持部と、該支持部の他端が取り付けられる金属よりな
るハウジングとを具備し、前記センサチップ及び前記半
導体基板と前記支持部との熱膨張係数が極めて近くなる
ような支持部材を選択し、前記センサチップ及び前記半
導体基板と前記第１、第２接合ガラス層との熱膨張係数
が極めて近くなるようなガラス材を選択してなる半導体
圧力センサを構成した。
この結果、（１）センサチップと半導体基板とが、同じ
材質（半導体）であり、両者の面方位、結晶方向が等し
くなるように接合されているので、温度が変化しても、
センサチップは半導体基板からの影響は受けず、従っ
て、半導体基板からの温度の外乱は零である。（２）支
持部の熱膨脹係数がセンサチップ及び半導体基板の熱膨
脹係数と近いので、温度が変化しても、センサチップ
は、金属支持部からの影響は小さく、金属支持部からの
温度の外乱は極めて小さい。
材質（半導体）であり、両者の面方位、結晶方向が等し
くなるように接合されているので、温度が変化しても、
センサチップは半導体基板からの影響は受けず、従っ
て、半導体基板からの温度の外乱は零である。（２）支
持部の熱膨脹係数がセンサチップ及び半導体基板の熱膨
脹係数と近いので、温度が変化しても、センサチップ
は、金属支持部からの影響は小さく、金属支持部からの
温度の外乱は極めて小さい。
以上から、本考案によれば、温度の外乱の影響の小さ
い、即ち、温度特性がより改善された半導体圧力センサ
を実現できる。
い、即ち、温度特性がより改善された半導体圧力センサ
を実現できる。
（３）センサチップと半導体基板とは同じ半導体材料で
あり、これらと支持部の熱膨脹係数は極めて近く選択さ
れている。また、センサチップと半導体基板を接合して
いる第一接合ガラス層と、半導体基板と支持部とを接合
している第２接合ガラス層との各ガラス層の熱膨脹係数
がセンサチップの熱膨脹係数と極めて近く選択されてい
る。従って、接合によって接合部（ガラス層）に生じる
熱応力が極めて小さく、接合強度が高く、接合部の信頼
性が高い。（４）センサチップと半導体基板の接合、半
導体基板と支持部の接合を、一度の陽極接合で行なう
と、一回の温度上昇だけで、センサチップ、半導体基
板、支持部の三者を接合でき、製造工程が簡単となる。
従って、安価な半導体圧力センサが得られる。
あり、これらと支持部の熱膨脹係数は極めて近く選択さ
れている。また、センサチップと半導体基板を接合して
いる第一接合ガラス層と、半導体基板と支持部とを接合
している第２接合ガラス層との各ガラス層の熱膨脹係数
がセンサチップの熱膨脹係数と極めて近く選択されてい
る。従って、接合によって接合部（ガラス層）に生じる
熱応力が極めて小さく、接合強度が高く、接合部の信頼
性が高い。（４）センサチップと半導体基板の接合、半
導体基板と支持部の接合を、一度の陽極接合で行なう
と、一回の温度上昇だけで、センサチップ、半導体基
板、支持部の三者を接合でき、製造工程が簡単となる。
従って、安価な半導体圧力センサが得られる。
従って、本考案によれば、温度特性が改善され、接合部
の信頼性が向上し、低価格の半導体圧力センサを実現す
ることができる
の信頼性が向上し、低価格の半導体圧力センサを実現す
ることができる
第１図は本考案の一実施例の要部構成説明図、第２図は
従来より一般に使用されている従来例の構成説明図であ
る。 １……センサチップ、１１……凹部、１２……ダイアフ
ラム、１３……半導体ピエゾ抵抗ゲージ、１４……基準
室、２ａ……半導体基板、２１……第一接合ガラス層、
３……支持部、３１……第二接合ガラス層、４……ハウ
ジング。
従来より一般に使用されている従来例の構成説明図であ
る。 １……センサチップ、１１……凹部、１２……ダイアフ
ラム、１３……半導体ピエゾ抵抗ゲージ、１４……基準
室、２ａ……半導体基板、２１……第一接合ガラス層、
３……支持部、３１……第二接合ガラス層、４……ハウ
ジング。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体からなるセンサチップと、 該センサチップにダイアフラムを形成する凹部と、 前記ダイアフラムに設けられた半導体ピエゾ抵抗ゲージ
と、 前記センサチップに一面側が第１接合ガラス層を介して
該センサチップと同一の材料からなり同一の面方位で同
一の結晶方向で接合され前記凹部と基準室を構成する半
導体基板と、 前記半導体基板の他面側に第２接合ガラス層を介して取
り付けられ金属よりなる筒状の支持部と、 該支持部の他端が取り付けられる金属よりなるハウジン
グとを具備し、 前記センサチップ及び前記半導体基板と前記支持部との
熱膨張係数が極めて近くなるような支持部材を選択し、 前記センサチップ及び前記半導体基板と前記第１、第２
接合ガラス層との熱膨張係数が極めて近くなるようなガ
ラス材を選択してなる半導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987122671U JPH064301Y2 (ja) | 1987-08-11 | 1987-08-11 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987122671U JPH064301Y2 (ja) | 1987-08-11 | 1987-08-11 | 半導体圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6427635U JPS6427635U (ja) | 1989-02-17 |
| JPH064301Y2 true JPH064301Y2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=31370817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987122671U Expired - Lifetime JPH064301Y2 (ja) | 1987-08-11 | 1987-08-11 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH064301Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015007626A (ja) * | 2013-06-19 | 2015-01-15 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | シリコン応力隔離部材を有する統合ｓｏｉ圧力センサ |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7476695B2 (en) | 2004-03-16 | 2009-01-13 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Modified stannic oxide-zirconium oxide complex sol and method for preparing same |
| JP4683618B2 (ja) * | 2005-02-10 | 2011-05-18 | キヤノンアネルバ株式会社 | 隔膜型圧力センサ及びその製造方法 |
| US8371175B2 (en) * | 2009-10-01 | 2013-02-12 | Rosemount Inc. | Pressure transmitter with pressure sensor mount |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5441304B2 (ja) * | 1974-01-25 | 1979-12-07 | ||
| JPS54138384A (en) * | 1978-04-19 | 1979-10-26 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor pressure converter |
| JPS57171235A (en) * | 1981-04-15 | 1982-10-21 | Toshiba Corp | Semiconductor pressure converter |
-
1987
- 1987-08-11 JP JP1987122671U patent/JPH064301Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015007626A (ja) * | 2013-06-19 | 2015-01-15 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | シリコン応力隔離部材を有する統合ｓｏｉ圧力センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6427635U (ja) | 1989-02-17 |
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