JPH07174652A - 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 - Google Patents
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Info
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- JPH07174652A JPH07174652A JP5343793A JP34379393A JPH07174652A JP H07174652 A JPH07174652 A JP H07174652A JP 5343793 A JP5343793 A JP 5343793A JP 34379393 A JP34379393 A JP 34379393A JP H07174652 A JPH07174652 A JP H07174652A
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- pressure sensor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高圧流体の圧力変動を検出できる半導体圧力
センサを提供する。 【構成】 角枠状のフレーム３に、面積の大きなダイア
フラム１ａと小さなダイアフラム１ｂを支持させ、ダイ
アフラム１ｂの上面に可動電極１３を形成する。フレー
ム２上にはガラス製のカバー３を重ねて接合し、カバー
３の内面には２つのダイアフラム１ａ及びダイアフラム
１ｂを望ませて窪み４を形成させ、窪み４には可動電極
１３と対向させて固定電極１４を形成する。このとき、
ダイフラム１ａには深い窪み４ａを、ダイアフラム１ｂ
には浅い窪み４ｂを形成し、窪み４内には液体（好まし
くは非圧縮性の液体）１１を充填する。フレーム２の下
面には別なガラス製のカバー９を重ねて接合して面積の
小さなダイアフラム１ｂの下面に密閉空間１０を形成
し、密閉空間１０を一定圧力に保持するように気体１２
を充填して圧力センサＥを作成する。
センサを提供する。 【構成】 角枠状のフレーム３に、面積の大きなダイア
フラム１ａと小さなダイアフラム１ｂを支持させ、ダイ
アフラム１ｂの上面に可動電極１３を形成する。フレー
ム２上にはガラス製のカバー３を重ねて接合し、カバー
３の内面には２つのダイアフラム１ａ及びダイアフラム
１ｂを望ませて窪み４を形成させ、窪み４には可動電極
１３と対向させて固定電極１４を形成する。このとき、
ダイフラム１ａには深い窪み４ａを、ダイアフラム１ｂ
には浅い窪み４ｂを形成し、窪み４内には液体（好まし
くは非圧縮性の液体）１１を充填する。フレーム２の下
面には別なガラス製のカバー９を重ねて接合して面積の
小さなダイアフラム１ｂの下面に密閉空間１０を形成
し、密閉空間１０を一定圧力に保持するように気体１２
を充填して圧力センサＥを作成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は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に関する。具体的には、
空気やガス等の流体の圧力を検出するための半導体圧力
センサ及びその製造方法並びに圧力検出方法に関する。
の製造方法並びに圧力検出方法に関する。具体的には、
空気やガス等の流体の圧力を検出するための半導体圧力
センサ及びその製造方法並びに圧力検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体圧力センサとして静電容量
型圧力センサとピエゾ抵抗型圧力センサと呼ばれる２種
類の圧力センサが開発され、実用化されつつある。これ
らの半導体圧力センサは、空気や液体などの流体の微小
圧下での圧力変動を検出したり、印加されている流体の
圧力（絶対圧又は基準圧力に対する相対圧）を測定する
ものである。
型圧力センサとピエゾ抵抗型圧力センサと呼ばれる２種
類の圧力センサが開発され、実用化されつつある。これ
らの半導体圧力センサは、空気や液体などの流体の微小
圧下での圧力変動を検出したり、印加されている流体の
圧力（絶対圧又は基準圧力に対する相対圧）を測定する
ものである。
【０００３】これらの圧力センサにおいて、流体の圧力
が薄肉状のダイアフラムに印加されると、ダイアフラム
は印加された圧力の大きさに応じて撓みを生じる。した
がって、このダイアフラムの撓み量をダイアフラムに形
成された可動電極と固定基板の内面に形成された固定電
極との間に構成された静電容量の値の変化として検出す
ることにより、印加された圧力の大きさを知ることがで
きる。また、ダイアフラム上に形成されたピエゾ抵抗素
子のような歪み検出素子の抵抗値の変化を検出して、圧
力の大きさを知ることができる。
が薄肉状のダイアフラムに印加されると、ダイアフラム
は印加された圧力の大きさに応じて撓みを生じる。した
がって、このダイアフラムの撓み量をダイアフラムに形
成された可動電極と固定基板の内面に形成された固定電
極との間に構成された静電容量の値の変化として検出す
ることにより、印加された圧力の大きさを知ることがで
きる。また、ダイアフラム上に形成されたピエゾ抵抗素
子のような歪み検出素子の抵抗値の変化を検出して、圧
力の大きさを知ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ダイア
フラムに印加される圧力が高くなるにつれて、ダイアフ
ラムに印加された圧力とダイアフラムの撓み量が正比例
せず、圧力センサの直線性がよくなかった。また、圧力
センサの直線性を向上させるために、２つの検出感度の
異なる圧力センサを用い、２つの圧力センサの出力差を
測定して差動出力を得ることが考えられるが、２つの圧
力センサに同時に同じ圧力を印加することは非常に困難
で、しかも圧力センサの出力差を測定するための配線も
複雑なものとなっていた。
フラムに印加される圧力が高くなるにつれて、ダイアフ
ラムに印加された圧力とダイアフラムの撓み量が正比例
せず、圧力センサの直線性がよくなかった。また、圧力
センサの直線性を向上させるために、２つの検出感度の
異なる圧力センサを用い、２つの圧力センサの出力差を
測定して差動出力を得ることが考えられるが、２つの圧
力センサに同時に同じ圧力を印加することは非常に困難
で、しかも圧力センサの出力差を測定するための配線も
複雑なものとなっていた。
【０００５】また、印加された圧力によってダイアフラ
ムが固定基板の内面方向に撓むため、印加される圧力が
高くなるにつれてダイアフラムと固定基板の内面とが接
触し、それ以上ダイアフラムが撓むことができず、検出
範囲が狭いものとなっていた。
ムが固定基板の内面方向に撓むため、印加される圧力が
高くなるにつれてダイアフラムと固定基板の内面とが接
触し、それ以上ダイアフラムが撓むことができず、検出
範囲が狭いものとなっていた。
【０００６】一方、図１０に示すように支持基板２１に
支持されたダイアフラム２２の上面から圧力導入口２３
を通って印加された圧力に伴ってダイアフラム２２が固
定基板２４内面から離れるように構成した圧力センサＧ
もあるが、このような圧力センサＧにあってはガラス基
板などから作成された固定基板２４に圧力導入口２３を
開口させる必要があり、圧力センサＧの作成が非常に困
難なものとなっていた。さらに、このような構造をした
圧力センサＧにあっては、圧力室２５内部に湿気等が侵
入してダイアフラム２２に破損を生じたり、ほこりなど
のために感度が低下するという問題点があった。また、
圧力室２５内の湿気などにより電極２６、２６間の誘電
率に変化を生じ、測定圧力に測定誤差やばらつきが生じ
るという問題点もあった。
支持されたダイアフラム２２の上面から圧力導入口２３
を通って印加された圧力に伴ってダイアフラム２２が固
定基板２４内面から離れるように構成した圧力センサＧ
もあるが、このような圧力センサＧにあってはガラス基
板などから作成された固定基板２４に圧力導入口２３を
開口させる必要があり、圧力センサＧの作成が非常に困
難なものとなっていた。さらに、このような構造をした
圧力センサＧにあっては、圧力室２５内部に湿気等が侵
入してダイアフラム２２に破損を生じたり、ほこりなど
のために感度が低下するという問題点があった。また、
圧力室２５内の湿気などにより電極２６、２６間の誘電
率に変化を生じ、測定圧力に測定誤差やばらつきが生じ
るという問題点もあった。
【０００７】さらに、ダイアフラム２２は薄膜状に作成
されているため、高圧下での圧力測定ができず、高圧下
で圧力測定をしようとするならばダイアフラム２２を厚
く作成しなければならず、高圧下で微小な圧力変動を測
定することが困難であった。また、最近では高圧下にお
ける圧力変動を測定できる圧力センサへのニーズも高ま
りつつある。
されているため、高圧下での圧力測定ができず、高圧下
で圧力測定をしようとするならばダイアフラム２２を厚
く作成しなければならず、高圧下で微小な圧力変動を測
定することが困難であった。また、最近では高圧下にお
ける圧力変動を測定できる圧力センサへのニーズも高ま
りつつある。
【０００８】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、圧力センサ
の検出範囲を広げ、また直線性を向上させることにあ
る。また、高圧流体の微小な圧力変動を検出できる圧力
センサを提供することにある。
れたものであり、その目的とするところは、圧力センサ
の検出範囲を広げ、また直線性を向上させることにあ
る。また、高圧流体の微小な圧力変動を検出できる圧力
センサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体圧力セン
サは、ダイアフラムを支持させた支持基板の少なくとも
一方の面に固定基板を接合した半導体圧力センサにおい
て、２つのダイアフラムを前記固定基板と前記支持基板
との間に設けた同一閉空間に臨ませて前記支持基板に支
持させ、前記各ダイアフラムに検出感度の異なる圧力検
出手段を構成したことを特徴としている。
サは、ダイアフラムを支持させた支持基板の少なくとも
一方の面に固定基板を接合した半導体圧力センサにおい
て、２つのダイアフラムを前記固定基板と前記支持基板
との間に設けた同一閉空間に臨ませて前記支持基板に支
持させ、前記各ダイアフラムに検出感度の異なる圧力検
出手段を構成したことを特徴としている。
【００１０】また、それぞれのダイアフラムの面積が異
なることとしてもよく、ダイアフラムの厚さが異なるこ
ととしてもよい。さらに、それぞれの前記ダイアフラム
と前記固定基板との距離が異なることとしてもよい。こ
れらの支持基板及びダイアフラムをシリコンより作成
し、前記固定基板をガラスより作成することができる。
なることとしてもよく、ダイアフラムの厚さが異なるこ
ととしてもよい。さらに、それぞれの前記ダイアフラム
と前記固定基板との距離が異なることとしてもよい。こ
れらの支持基板及びダイアフラムをシリコンより作成
し、前記固定基板をガラスより作成することができる。
【００１１】本発明の圧力検出方法は、上記圧力センサ
によって圧力を検出するための方法であって、２つのダ
イアフラムに設けた検出感度の異なる前記圧力検出手段
の出力の差を検出することを特徴としている。
によって圧力を検出するための方法であって、２つのダ
イアフラムに設けた検出感度の異なる前記圧力検出手段
の出力の差を検出することを特徴としている。
【００１２】本発明の第２の圧力センサは、ダイアフラ
ムを支持させた支持基板のいずれか一方の面に固定基板
を接合した半導体圧力センサにおいて、２つのダイアフ
ラムを前記固定基板と前記支持基板との間に設けた同一
閉空間に臨ませて前記支持基板に支持させ、前記閉空間
内に一定圧力の流体を充填するとともに、前記支持基板
の残る面に密閉空間形成用基板を接合して少なくともい
ずれか１つの前記ダイアフラムと前記密閉空間形成用基
板との間に密閉空間を形成し、前記密閉空間内の圧力を
前記閉空間内の圧力とほぼ同一の圧力に保持し、前記密
閉空間を形成する前記ダイアフラムに圧力検出手段を設
けたことを特徴としている。
ムを支持させた支持基板のいずれか一方の面に固定基板
を接合した半導体圧力センサにおいて、２つのダイアフ
ラムを前記固定基板と前記支持基板との間に設けた同一
閉空間に臨ませて前記支持基板に支持させ、前記閉空間
内に一定圧力の流体を充填するとともに、前記支持基板
の残る面に密閉空間形成用基板を接合して少なくともい
ずれか１つの前記ダイアフラムと前記密閉空間形成用基
板との間に密閉空間を形成し、前記密閉空間内の圧力を
前記閉空間内の圧力とほぼ同一の圧力に保持し、前記密
閉空間を形成する前記ダイアフラムに圧力検出手段を設
けたことを特徴としている。
【００１３】また、当該圧力センサに圧力を導くための
圧力導入装置を備えた密閉空間形成用基板を接合するこ
ととしてもよい。
圧力導入装置を備えた密閉空間形成用基板を接合するこ
ととしてもよい。
【００１４】さらに、第２の圧力センサにあっては、前
記支持基板及び前記ダイアフラムをシリコンより作成
し、前記固定基板及び前記密閉空間形成用基板をガラス
より作成して、ガラス／シリコン／ガラスの３層構造と
してもよい。
記支持基板及び前記ダイアフラムをシリコンより作成
し、前記固定基板及び前記密閉空間形成用基板をガラス
より作成して、ガラス／シリコン／ガラスの３層構造と
してもよい。
【００１５】また、本発明の圧力センサの製造方法は、
本発明による第２の半導体圧力センサを製造するための
方法であって、一定圧力下で前記密閉空間形成用基板を
接合して前記密閉空間を形成することを特徴としてい
る。
本発明による第２の半導体圧力センサを製造するための
方法であって、一定圧力下で前記密閉空間形成用基板を
接合して前記密閉空間を形成することを特徴としてい
る。
【００１６】さらに、本発明の第１及び第２の圧力セン
サにおいて、前記ダイアフラムに設けた可動電極と前記
固定基板に設けた固定電極との間の静電容量の変化を測
定することにより前記圧力検出手段を構成することとし
てもよく、前記ダイアフラムに設けた歪み検出素子の抵
抗値の変化を測定することにより前記圧力検出手段を構
成することとしてもよい。
サにおいて、前記ダイアフラムに設けた可動電極と前記
固定基板に設けた固定電極との間の静電容量の変化を測
定することにより前記圧力検出手段を構成することとし
てもよく、前記ダイアフラムに設けた歪み検出素子の抵
抗値の変化を測定することにより前記圧力検出手段を構
成することとしてもよい。
【００１７】
【作用】本発明の第１の半導体圧力センサにあっては、
同一閉空間内に臨ませて検出感度の異なる圧力検出手段
を２つのダイアフラムを支持基板に支持させているの
で、２つの圧力検出手段の出力差を検出することによ
り、１つの圧力センサで差動出力を有する圧力センサを
作成することができる。このため、差動出力を得るため
の圧力導入装置が従来の圧力センサのように複雑になら
ず、２つの圧力センサを接続するための配線を引き回す
必要がなくなる。また、同一閉空間内に圧力検出手段を
設けたダイアフラムを臨ませているので、基準圧力を同
一にすることができ、測定誤差を少なくすることができ
る。したがって、本発明の第１の圧力センサにあって
は、直線性が向上し、広い圧力範囲で精度よく圧力測定
が行なえる。また、圧力センサを小型化することもでき
る。
同一閉空間内に臨ませて検出感度の異なる圧力検出手段
を２つのダイアフラムを支持基板に支持させているの
で、２つの圧力検出手段の出力差を検出することによ
り、１つの圧力センサで差動出力を有する圧力センサを
作成することができる。このため、差動出力を得るため
の圧力導入装置が従来の圧力センサのように複雑になら
ず、２つの圧力センサを接続するための配線を引き回す
必要がなくなる。また、同一閉空間内に圧力検出手段を
設けたダイアフラムを臨ませているので、基準圧力を同
一にすることができ、測定誤差を少なくすることができ
る。したがって、本発明の第１の圧力センサにあって
は、直線性が向上し、広い圧力範囲で精度よく圧力測定
が行なえる。また、圧力センサを小型化することもでき
る。
【００１８】このためには、例えば面積の異なるダイア
フラムを支持させることにより、検出感度の異なる圧力
検出手段を構成することができる。また、厚さの異なる
ダイアフラムを支持させたり、ダイアフラムと固定基板
との距離を異なるようにして、検出感度の異なる圧力検
出手段を構成することができる。
フラムを支持させることにより、検出感度の異なる圧力
検出手段を構成することができる。また、厚さの異なる
ダイアフラムを支持させたり、ダイアフラムと固定基板
との距離を異なるようにして、検出感度の異なる圧力検
出手段を構成することができる。
【００１９】このためには、例えば支持基板及びダイア
フラムをシリコンより作成し、固定基板をガラスより作
成することができる。また、支持基板及びダイアフラム
をシリコンより作成すれば、半導体製造技術等により支
持基板及びダイアフラムを一体として簡単に作成するこ
とができ、検知回路等を簡単に作り込むことができる。
フラムをシリコンより作成し、固定基板をガラスより作
成することができる。また、支持基板及びダイアフラム
をシリコンより作成すれば、半導体製造技術等により支
持基板及びダイアフラムを一体として簡単に作成するこ
とができ、検知回路等を簡単に作り込むことができる。
【００２０】本発明の第２の半導体圧力センサにあって
は、２つのダイアフラムを同一閉空間に臨ませて支持基
板に支持させ、閉空間内を流体で充填しているので、圧
力検出手段が設けられたダイアフラムを固定基板から離
れる方向に変位させることができる。したがって、圧力
の増加によってもダイアフラムが固定基板に接触するこ
とがなく、このため圧力センサの測定範囲を広くするこ
とができる。また、ダイアフラムと固定基板との間には
閉空間内が形成されているので、外部から湿気やほこり
などが侵入せず、ダイアフラムの破損や感度の低下を生
じることもない。また、閉空間内の誘電率は常に一定で
あるので、安定した圧力測定を行なうことができる。さ
らに、固定基板に圧力導入口を形成する必要もないの
で、製造工程を簡単にできる。
は、２つのダイアフラムを同一閉空間に臨ませて支持基
板に支持させ、閉空間内を流体で充填しているので、圧
力検出手段が設けられたダイアフラムを固定基板から離
れる方向に変位させることができる。したがって、圧力
の増加によってもダイアフラムが固定基板に接触するこ
とがなく、このため圧力センサの測定範囲を広くするこ
とができる。また、ダイアフラムと固定基板との間には
閉空間内が形成されているので、外部から湿気やほこり
などが侵入せず、ダイアフラムの破損や感度の低下を生
じることもない。また、閉空間内の誘電率は常に一定で
あるので、安定した圧力測定を行なうことができる。さ
らに、固定基板に圧力導入口を形成する必要もないの
で、製造工程を簡単にできる。
【００２１】また、圧力検出手段を設けられたダイアフ
ラムと密閉空間形成用基板とによって形成された密閉空
間は、閉空間内に充填された流体とほぼ等しい圧力に保
持されているので、当該ダイアフラムは閉空間内に充填
された圧力との差圧に応じて変位し、高圧下における圧
力変動を測定することができる。
ラムと密閉空間形成用基板とによって形成された密閉空
間は、閉空間内に充填された流体とほぼ等しい圧力に保
持されているので、当該ダイアフラムは閉空間内に充填
された圧力との差圧に応じて変位し、高圧下における圧
力変動を測定することができる。
【００２２】また、この圧力センサにおいて、圧力導入
装置を備えた密閉空間形成用基板を支持基板に接合して
密閉空間を形成すると、簡単に圧力を圧力センサに導入
することができ、実装基板などへの装着を容易にするこ
とができる。また、圧力センサとは別に圧力導入装置が
不要になるので、コストダウンを図ることができる。
装置を備えた密閉空間形成用基板を支持基板に接合して
密閉空間を形成すると、簡単に圧力を圧力センサに導入
することができ、実装基板などへの装着を容易にするこ
とができる。また、圧力センサとは別に圧力導入装置が
不要になるので、コストダウンを図ることができる。
【００２３】さらに、固定基板、支持基板、密閉空間形
成用基板をそれぞれガラス、シリコン、ガラスより作成
して、圧力センサをガラス／シリコン／ガラスの３層構
造とすることにより、熱膨張率の違いによる歪みを緩和
して、温度特性の向上を図ることができる。
成用基板をそれぞれガラス、シリコン、ガラスより作成
して、圧力センサをガラス／シリコン／ガラスの３層構
造とすることにより、熱膨張率の違いによる歪みを緩和
して、温度特性の向上を図ることができる。
【００２４】本発明の製造方法によれば、簡単に密閉空
間内を一定圧力に保持することができる。
間内を一定圧力に保持することができる。
【００２５】
【実施例】図１（ａ）（ｂ）に示すものは、本発明の一
実施例である圧力センサＡであって、図１（ａ）はその
断面図、図１（ｂ）はその平面図である。圧力センサＡ
は、弾性を有する面積の大きな薄膜状のダイアフラム１
ａと面積の小さな薄膜状のダイアフラム１ｂがその周辺
部を角枠状をしたフレーム２にそれぞれ支持されてい
る。ダイアフラム１ａやダイアフラム１ｂ及びフレーム
２はシリコン基板（シリコンウエハ）より半導体製造技
術により一体として形成されている。ダイアフラム１ａ
の上面のほぼ全面にはイオン注入によって導電層が形成
され、可動電極５ａが形成されている。また、ダイアフ
ラム１ｂの上面のほぼ全面にもイオン注入によって導電
層が形成され、可動電極５ｂが形成されている。これら
２つの可動電極５ａ、５ｂはそれぞれ導電層の周囲に形
成されたｐｎ接合等により互いに絶縁分離されている。
また、可動電極５ａ、５ｂはそれぞれのダイアフラム１
ａ、１ｂの上面にＡｌなどの金属薄膜によって形成する
ことにしてもよい。
実施例である圧力センサＡであって、図１（ａ）はその
断面図、図１（ｂ）はその平面図である。圧力センサＡ
は、弾性を有する面積の大きな薄膜状のダイアフラム１
ａと面積の小さな薄膜状のダイアフラム１ｂがその周辺
部を角枠状をしたフレーム２にそれぞれ支持されてい
る。ダイアフラム１ａやダイアフラム１ｂ及びフレーム
２はシリコン基板（シリコンウエハ）より半導体製造技
術により一体として形成されている。ダイアフラム１ａ
の上面のほぼ全面にはイオン注入によって導電層が形成
され、可動電極５ａが形成されている。また、ダイアフ
ラム１ｂの上面のほぼ全面にもイオン注入によって導電
層が形成され、可動電極５ｂが形成されている。これら
２つの可動電極５ａ、５ｂはそれぞれ導電層の周囲に形
成されたｐｎ接合等により互いに絶縁分離されている。
また、可動電極５ａ、５ｂはそれぞれのダイアフラム１
ａ、１ｂの上面にＡｌなどの金属薄膜によって形成する
ことにしてもよい。
【００２６】フレーム２の上面にはガラス製のカバー３
が重ねられて、カバー３の周辺部は陽極接合法などによ
ってフレーム２に接合されている。また、カバー３の内
面にはダイアフラム１ａ及びダイアフラム１ｂがその厚
さ方向に自由に弾性変形できるように大きな窪み４がそ
れぞれのダイアフラム１ａ及びダイアフラム１ｂを臨ま
せて形成されていて、窪み４内には一定圧力の空気等の
気体８が充填され、基準圧力となっている。またカバー
３の内面には可動電極５ａと対向して微小なギャップを
隔てて固定電極６ａが形成され、可動電極５ａと固定電
極６ａとの間にコンデンサＣAが構成されている。さら
に、可動電極５ｂと対向して微小なギャップを隔てて固
定電極６ｂが形成され、可動電極５ｂと固定電極６ｂと
の間にコンデンサＣBが構成されている。また、ダイア
フラム１ａの下面及びダイアフラム１ｂの下面へ同時に
同じ圧力を導入できるようになっている。
が重ねられて、カバー３の周辺部は陽極接合法などによ
ってフレーム２に接合されている。また、カバー３の内
面にはダイアフラム１ａ及びダイアフラム１ｂがその厚
さ方向に自由に弾性変形できるように大きな窪み４がそ
れぞれのダイアフラム１ａ及びダイアフラム１ｂを臨ま
せて形成されていて、窪み４内には一定圧力の空気等の
気体８が充填され、基準圧力となっている。またカバー
３の内面には可動電極５ａと対向して微小なギャップを
隔てて固定電極６ａが形成され、可動電極５ａと固定電
極６ａとの間にコンデンサＣAが構成されている。さら
に、可動電極５ｂと対向して微小なギャップを隔てて固
定電極６ｂが形成され、可動電極５ｂと固定電極６ｂと
の間にコンデンサＣBが構成されている。また、ダイア
フラム１ａの下面及びダイアフラム１ｂの下面へ同時に
同じ圧力を導入できるようになっている。
【００２７】しかして、圧力センサＡのダイアフラム１
ａ及びダイアフラム１ｂに圧力が印加されると、ダイア
フラム１ａ及びダイアフラム１ｂは印加された圧力によ
り弾性変形を生じ、圧力の大きさに応じてダイアフラム
１ａ及びダイアフラム１ｂはそれぞれカバー３の内面に
向って変位する。ダイアフラム１ａ及びダイアフラム１
ｂが変位すると可動電極５ａと固定電極６ａとのギャッ
プ及び可動電極５ｂと固定電極６ｂとのギャップはそれ
ぞれ狭まり、圧力センサＡに構成された２つのコンデン
サＣA、ＣBの静電容量の値はそれぞれ印加された圧力の
大きさに応じて変化する。
ａ及びダイアフラム１ｂに圧力が印加されると、ダイア
フラム１ａ及びダイアフラム１ｂは印加された圧力によ
り弾性変形を生じ、圧力の大きさに応じてダイアフラム
１ａ及びダイアフラム１ｂはそれぞれカバー３の内面に
向って変位する。ダイアフラム１ａ及びダイアフラム１
ｂが変位すると可動電極５ａと固定電極６ａとのギャッ
プ及び可動電極５ｂと固定電極６ｂとのギャップはそれ
ぞれ狭まり、圧力センサＡに構成された２つのコンデン
サＣA、ＣBの静電容量の値はそれぞれ印加された圧力の
大きさに応じて変化する。
【００２８】図２に、ダイアフラム１ａ及びダイアフラ
ム１ｂとカバー３との間にそれぞれ構成されたコンデン
サＣA、ＣBの静電容量の値と印加圧力Ｐとの関係を示し
ている。曲線イは面積の大きなダイアフラム１ａに形成
された可動電極５ａと固定電極６ａの間に構成されたコ
ンデンサＣAの静電容量の変化を、曲線ロは面積の小さ
なダイアフラム１ｂに形成された可動電極５ｂと固定電
極６ｂの間に構成されたコンデンサＣBの静電容量の変
化を示す。曲線イに示すように面積の大きなダイアフラ
ム１ａに構成されたコンデンサＣAの静電容量は印加さ
れた圧力に応じて大きくなり、その後急激に増大する。
一方、面積の小さなダイアフラム１ｂに構成されたコン
デンサＣBの静電容量は、コンデンサＣAの静電容量変化
に較べて緩やかではあるが、同じように徐々に増加率が
大きくなっている。しかし、例えばこの２つのコンデン
サＣA、ＣBの静電容量を、それぞれ静電容量−周波数変
換回路（Ｃ−ｆ回路）により周波数ｆ1、ｆ2に変換した
のち、両者の差（Δｆ＝ｆ 1−ｆ2）として検出すること
により印加された圧力の大きさを知ることができ、この
ようにして検出特性の異なる２つのコンデンサＣA、ＣB
の出力の差を求めることにより、圧力センサＡの直線性
を向上させることができる。しかも、この圧力センサＡ
にあっては、ダイアフラム１ａ及びダイアフラム１ｂを
１枚のシリコンウエハから半導体製造技術によって作成
することができ、簡単な構造で差動型の圧力センサを作
成することができる。また、感度の異なる２つの従来型
圧力センサの出力差を測定することにより差動出力を得
ることができるが、本発明の圧力センサＡによれば２つ
の検出感度の異なる圧力検出手段を１個の圧力センサに
構成しているので、従来のように圧力を印加するための
圧力導入装置をそれぞれの圧力センサに設けたり、２つ
の圧力センサからの出力を検知回路等に接続するための
複雑な配線作業等をする必要がない。しかも、基準圧力
（窪み４内の圧力）を共通にしているので、個々の圧力
センサに基準圧力を構成する場合に比べて測定誤差を小
さくすることができる。また、２個の圧力センサを並べ
る場合に比べ省スペース化することができ、圧力センサ
を小型化することができる。
ム１ｂとカバー３との間にそれぞれ構成されたコンデン
サＣA、ＣBの静電容量の値と印加圧力Ｐとの関係を示し
ている。曲線イは面積の大きなダイアフラム１ａに形成
された可動電極５ａと固定電極６ａの間に構成されたコ
ンデンサＣAの静電容量の変化を、曲線ロは面積の小さ
なダイアフラム１ｂに形成された可動電極５ｂと固定電
極６ｂの間に構成されたコンデンサＣBの静電容量の変
化を示す。曲線イに示すように面積の大きなダイアフラ
ム１ａに構成されたコンデンサＣAの静電容量は印加さ
れた圧力に応じて大きくなり、その後急激に増大する。
一方、面積の小さなダイアフラム１ｂに構成されたコン
デンサＣBの静電容量は、コンデンサＣAの静電容量変化
に較べて緩やかではあるが、同じように徐々に増加率が
大きくなっている。しかし、例えばこの２つのコンデン
サＣA、ＣBの静電容量を、それぞれ静電容量−周波数変
換回路（Ｃ−ｆ回路）により周波数ｆ1、ｆ2に変換した
のち、両者の差（Δｆ＝ｆ 1−ｆ2）として検出すること
により印加された圧力の大きさを知ることができ、この
ようにして検出特性の異なる２つのコンデンサＣA、ＣB
の出力の差を求めることにより、圧力センサＡの直線性
を向上させることができる。しかも、この圧力センサＡ
にあっては、ダイアフラム１ａ及びダイアフラム１ｂを
１枚のシリコンウエハから半導体製造技術によって作成
することができ、簡単な構造で差動型の圧力センサを作
成することができる。また、感度の異なる２つの従来型
圧力センサの出力差を測定することにより差動出力を得
ることができるが、本発明の圧力センサＡによれば２つ
の検出感度の異なる圧力検出手段を１個の圧力センサに
構成しているので、従来のように圧力を印加するための
圧力導入装置をそれぞれの圧力センサに設けたり、２つ
の圧力センサからの出力を検知回路等に接続するための
複雑な配線作業等をする必要がない。しかも、基準圧力
（窪み４内の圧力）を共通にしているので、個々の圧力
センサに基準圧力を構成する場合に比べて測定誤差を小
さくすることができる。また、２個の圧力センサを並べ
る場合に比べ省スペース化することができ、圧力センサ
を小型化することができる。
【００２９】また、図３に示した圧力センサＢのように
２つのダイアフラム１ａ及びダイアフラム１ｂの上面
に、生じた歪みにより抵抗値の変化するピエゾ抵抗素子
や歪みゲージなどの歪み検出素子７ａ、７ｂを設け、２
つのダイアフラム１ａ、１ｂの変位により生じた抵抗値
の変化の差を検出することとしてもよい。
２つのダイアフラム１ａ及びダイアフラム１ｂの上面
に、生じた歪みにより抵抗値の変化するピエゾ抵抗素子
や歪みゲージなどの歪み検出素子７ａ、７ｂを設け、２
つのダイアフラム１ａ、１ｂの変位により生じた抵抗値
の変化の差を検出することとしてもよい。
【００３０】図４（ａ）は本発明のさらに別な実施例で
ある圧力センサＣを示す断面図、図４（ｂ）はその平面
図であって、圧力センサＣは、面積の等しい２つのダイ
アフラム１ａ及びダイアフラム１ｂがそれぞれの周辺部
をフレーム２に支持されている。また、フレーム２には
ガラス製のカバー３が重ねられて、カバー３の周辺部は
フレーム２に陽極接合されている。カバー３の内面には
２つのダイアフラム１ａ及びダイアフラム１ｂがそれぞ
れその厚さ方向に自由に弾性変形できるように、大きな
窪み４が１つ形成されている。この窪み４は、いずれか
一方のダイアフラム１ａとは大きなギャップを隔てた深
い窪み４ａと残る一方のダイアフラム１ｂとは小さなギ
ャップを隔てた浅い窪み４ｂとに形成されている。
ある圧力センサＣを示す断面図、図４（ｂ）はその平面
図であって、圧力センサＣは、面積の等しい２つのダイ
アフラム１ａ及びダイアフラム１ｂがそれぞれの周辺部
をフレーム２に支持されている。また、フレーム２には
ガラス製のカバー３が重ねられて、カバー３の周辺部は
フレーム２に陽極接合されている。カバー３の内面には
２つのダイアフラム１ａ及びダイアフラム１ｂがそれぞ
れその厚さ方向に自由に弾性変形できるように、大きな
窪み４が１つ形成されている。この窪み４は、いずれか
一方のダイアフラム１ａとは大きなギャップを隔てた深
い窪み４ａと残る一方のダイアフラム１ｂとは小さなギ
ャップを隔てた浅い窪み４ｂとに形成されている。
【００３１】しかして圧力センサＣに圧力が印加される
と、それぞれのダイアフラム１ａ及びダイアフラム１ｂ
は印加された圧力に応じて変位する。ダイアフラム１ａ
及びダイアフラム１ｂが変位すると可動電極５ａ、５ｂ
と固定電極６ａ、６ｂとのギャップがそれぞれ変化す
る。ここで、可動電極５ａと固定電極６ａとのギャップ
は大きいため、可動電極５ａと固定電極６ａとに構成さ
れたコンデンサＣAの静電容量は、図５の曲線イに示す
ように緩やかに増大する。一方、可動電極５ａと固定電
極６ｂとに構成されたコンデンサＣBの静電容量は図５
の曲線ロに示すように急激に増大する。しかし、第１の
実施例と同様にこの２つのコンデンサＣA、ＣBの静電容
量を例えば周波数ｆ1、ｆ2として出力し、出力された周
波数ｆ1、ｆ 2の差（Δｆ＝ｆ1−ｆ2）を検出すれば、直
線性の良好な差動出力を得ることができる。
と、それぞれのダイアフラム１ａ及びダイアフラム１ｂ
は印加された圧力に応じて変位する。ダイアフラム１ａ
及びダイアフラム１ｂが変位すると可動電極５ａ、５ｂ
と固定電極６ａ、６ｂとのギャップがそれぞれ変化す
る。ここで、可動電極５ａと固定電極６ａとのギャップ
は大きいため、可動電極５ａと固定電極６ａとに構成さ
れたコンデンサＣAの静電容量は、図５の曲線イに示す
ように緩やかに増大する。一方、可動電極５ａと固定電
極６ｂとに構成されたコンデンサＣBの静電容量は図５
の曲線ロに示すように急激に増大する。しかし、第１の
実施例と同様にこの２つのコンデンサＣA、ＣBの静電容
量を例えば周波数ｆ1、ｆ2として出力し、出力された周
波数ｆ1、ｆ 2の差（Δｆ＝ｆ1−ｆ2）を検出すれば、直
線性の良好な差動出力を得ることができる。
【００３２】図６は本発明のさらに別な実施例である圧
力センサＤを示す断面図であって、圧力センサＤのダイ
アフラム１ａ及びダイアフラム１ｂの面積はそれぞれ等
しいが、ダイアフラム１ａは厚く、ダイアフラム１ｂは
薄く作成されている。したがって、ダイアフラム１ａに
構成されたコンデンサＣAの静電容量は図７の曲線イに
示すように圧力Ｐの増加によっては徐々にしか増大せ
ず、ダイアフラム１ｂに構成されたコンデンサＣBの静
電容量は図７の曲線ロに示すように圧力Ｐの増加によっ
て急激に増大する。このようにして、厚さの異なるダイ
アフラム１ａ、１ｂを支持させて、差動型の圧力センサ
Ｄを作成することもできる。また、ダイアフラム上にピ
エゾ抵抗素子のような歪み検出素子を形成することでも
よい。
力センサＤを示す断面図であって、圧力センサＤのダイ
アフラム１ａ及びダイアフラム１ｂの面積はそれぞれ等
しいが、ダイアフラム１ａは厚く、ダイアフラム１ｂは
薄く作成されている。したがって、ダイアフラム１ａに
構成されたコンデンサＣAの静電容量は図７の曲線イに
示すように圧力Ｐの増加によっては徐々にしか増大せ
ず、ダイアフラム１ｂに構成されたコンデンサＣBの静
電容量は図７の曲線ロに示すように圧力Ｐの増加によっ
て急激に増大する。このようにして、厚さの異なるダイ
アフラム１ａ、１ｂを支持させて、差動型の圧力センサ
Ｄを作成することもできる。また、ダイアフラム上にピ
エゾ抵抗素子のような歪み検出素子を形成することでも
よい。
【００３３】以上に述べたように、出力特性の異なる２
つのダイアフラム１ａ及びダイアフラム１ｂを一つの窪
み４に臨ませて圧力センサを構成し、２つのダイアフラ
ム１ａ及びダイアフラム１ｂに生じたセンサ信号の差を
検出することにより差動出力型として、圧力センサの直
線性を向上させることができる。
つのダイアフラム１ａ及びダイアフラム１ｂを一つの窪
み４に臨ませて圧力センサを構成し、２つのダイアフラ
ム１ａ及びダイアフラム１ｂに生じたセンサ信号の差を
検出することにより差動出力型として、圧力センサの直
線性を向上させることができる。
【００３４】図８には本発明のさらに別な実施例である
圧力センサＥの断面図を示す。圧力センサＥには、カバ
ー３に設けられた窪み４に臨むようにして面積の大きな
ダイアフラム１ａと面積の小さなダイアフラム１ｂとが
それぞれの周辺部をフレーム２に支持されて設けられて
いる。この窪み４はダイアフラム１ａとは大きなギャッ
プを隔てた深い窪み４ａと残る一方のダイアフラム１ｂ
とは小さなギャップを隔てた浅い窪み４ｂとに形成され
ている。フレーム２の下面には別なガラス製のカバー９
が接合され、ダイアフラム１ｂの下面にはカバー９によ
って密閉空間１０が形成されている。面積の小さなダイ
アフラム１ｂにはイオン注入等により導電層が形成され
ていて、その上面は可動電極１３となっている。また、
カバー９の内面には可動電極１３と微小なギャップを隔
てて固定電極１４が形成され、可動電極１３と固定電極
１４との間にはコンデンサＣが構成されている。
圧力センサＥの断面図を示す。圧力センサＥには、カバ
ー３に設けられた窪み４に臨むようにして面積の大きな
ダイアフラム１ａと面積の小さなダイアフラム１ｂとが
それぞれの周辺部をフレーム２に支持されて設けられて
いる。この窪み４はダイアフラム１ａとは大きなギャッ
プを隔てた深い窪み４ａと残る一方のダイアフラム１ｂ
とは小さなギャップを隔てた浅い窪み４ｂとに形成され
ている。フレーム２の下面には別なガラス製のカバー９
が接合され、ダイアフラム１ｂの下面にはカバー９によ
って密閉空間１０が形成されている。面積の小さなダイ
アフラム１ｂにはイオン注入等により導電層が形成され
ていて、その上面は可動電極１３となっている。また、
カバー９の内面には可動電極１３と微小なギャップを隔
てて固定電極１４が形成され、可動電極１３と固定電極
１４との間にはコンデンサＣが構成されている。
【００３５】カバー３の窪み４内には液体１１（好まし
くは非圧縮性の流体）が充填され、また、密閉空間１０
には測定圧力（Ｐ＋ΔＰ）付近の基準圧力Ｐとなるよう
に気体１２が充填されている。例えば、２ｋｇ／ｃｍ2
付近の微小な圧力変動を測定したい場合には、密閉空間
１０内の圧力を２ｋｇ／ｃｍ2となるように気体１２を
充填すればよい。このとき、密閉空間１０内には高い圧
力精度で気体１２を充填する必要があるが、所望する定
圧容器中でフレーム２とカバー９とを接合して密閉空間
１０を形成すれば、精度よく気体１２を充填することが
できる。
くは非圧縮性の流体）が充填され、また、密閉空間１０
には測定圧力（Ｐ＋ΔＰ）付近の基準圧力Ｐとなるよう
に気体１２が充填されている。例えば、２ｋｇ／ｃｍ2
付近の微小な圧力変動を測定したい場合には、密閉空間
１０内の圧力を２ｋｇ／ｃｍ2となるように気体１２を
充填すればよい。このとき、密閉空間１０内には高い圧
力精度で気体１２を充填する必要があるが、所望する定
圧容器中でフレーム２とカバー９とを接合して密閉空間
１０を形成すれば、精度よく気体１２を充填することが
できる。
【００３６】しかして、圧力センサＥのダイアフラム１
ａに測定圧力（Ｐ＋ΔＰ）が導入されると、窪み４内に
は圧力Ｐの液体１１が充填されているため、ダイアフラ
ム１ｂにもＰ＋ΔＰの圧力が伝えられる。ダイアフラム
１ｂにＰ＋ΔＰの圧力が伝えられるとダイアフラム１ｂ
はカバー３の内面から離れる方向に変位し、コンデンサ
Ｃの静電容量は印加された圧力の変動（Ｐ＋ΔＰ−Ｐ＝
ΔＰ）に応じて変化する。したがって、コンデンサＣの
静電容量の変化を検知することにより、圧力センサＥに
印加された高圧下における圧力変動を知ることができ
る。このとき、測定圧力が印加されるダイアフラム１ａ
と固定基板３との間には大きなギャップが形成されてい
るので、大きな圧力が印加されてもダイアフラム１ａが
固定基板３に接触することがない。また、ダイアフラム
１ｂの変位によってもダイアフラム１ｂがカバー９と接
触しない程に密閉空間１０は大きいので、測定感度が低
下することなく高い圧力を測定することができる。
ａに測定圧力（Ｐ＋ΔＰ）が導入されると、窪み４内に
は圧力Ｐの液体１１が充填されているため、ダイアフラ
ム１ｂにもＰ＋ΔＰの圧力が伝えられる。ダイアフラム
１ｂにＰ＋ΔＰの圧力が伝えられるとダイアフラム１ｂ
はカバー３の内面から離れる方向に変位し、コンデンサ
Ｃの静電容量は印加された圧力の変動（Ｐ＋ΔＰ−Ｐ＝
ΔＰ）に応じて変化する。したがって、コンデンサＣの
静電容量の変化を検知することにより、圧力センサＥに
印加された高圧下における圧力変動を知ることができ
る。このとき、測定圧力が印加されるダイアフラム１ａ
と固定基板３との間には大きなギャップが形成されてい
るので、大きな圧力が印加されてもダイアフラム１ａが
固定基板３に接触することがない。また、ダイアフラム
１ｂの変位によってもダイアフラム１ｂがカバー９と接
触しない程に密閉空間１０は大きいので、測定感度が低
下することなく高い圧力を測定することができる。
【００３７】さらにこの圧力センサＥにあっては、窪み
４内は液体１１が充填されているので、可動電極１３と
固定電極１４との間の誘電率が常に一定に保たれ、測定
対象の空気などの湿度などに影響されず、測定誤差やば
らつきの少ない圧力測定を行なうことができる。
４内は液体１１が充填されているので、可動電極１３と
固定電極１４との間の誘電率が常に一定に保たれ、測定
対象の空気などの湿度などに影響されず、測定誤差やば
らつきの少ない圧力測定を行なうことができる。
【００３８】また、この圧力センサＥにあってはシリコ
ン製のフレーム２の上下面にガラス製のカバー３及びカ
バー９が接合されているため、接合時の加熱や温度変化
による歪みが小さく、圧力センサＥの温度特性を優れた
ものにすることもできる。
ン製のフレーム２の上下面にガラス製のカバー３及びカ
バー９が接合されているため、接合時の加熱や温度変化
による歪みが小さく、圧力センサＥの温度特性を優れた
ものにすることもできる。
【００３９】図９に示すものはさらに別な圧力センサＦ
の断面図であって、フレーム２の下面全面にガラス製の
別なカバー１５が重ねられ、面積の大きなダイアフラム
１ａの下面に圧力室１６が形成されている。面積の小さ
なダイアフラム１ｂの下面には密閉空間１０が形成さ
れ、密閉空間１０は気体１２が充填されている。また、
窪み４内は液体１１が充填されている。この圧力センサ
Ｆにあっては、カバー１５には導入パイプ１７が一体と
して設けられ、導入パイプ１７を介して圧力室１６に圧
力を導入することができる。このように、導入パイプ１
７が一体成型されたカバー１５をフレーム２に接合すれ
ば、圧力センサＦに圧力を導入する導入装置とダイアフ
ラム１ａ下面に密閉空間１０を形成させるためのカバー
１５とを同時に形成させることができ、しかも圧力セン
サＦの構造が簡単になって製造工程も簡略化することが
できる。また、あらかじめ導入パイプ１７を圧力センサ
Ｆに設けてあるので、圧力室１６と実装基板とを厳密に
位置合わせすることなく実装基板などに実装することが
できる。
の断面図であって、フレーム２の下面全面にガラス製の
別なカバー１５が重ねられ、面積の大きなダイアフラム
１ａの下面に圧力室１６が形成されている。面積の小さ
なダイアフラム１ｂの下面には密閉空間１０が形成さ
れ、密閉空間１０は気体１２が充填されている。また、
窪み４内は液体１１が充填されている。この圧力センサ
Ｆにあっては、カバー１５には導入パイプ１７が一体と
して設けられ、導入パイプ１７を介して圧力室１６に圧
力を導入することができる。このように、導入パイプ１
７が一体成型されたカバー１５をフレーム２に接合すれ
ば、圧力センサＦに圧力を導入する導入装置とダイアフ
ラム１ａ下面に密閉空間１０を形成させるためのカバー
１５とを同時に形成させることができ、しかも圧力セン
サＦの構造が簡単になって製造工程も簡略化することが
できる。また、あらかじめ導入パイプ１７を圧力センサ
Ｆに設けてあるので、圧力室１６と実装基板とを厳密に
位置合わせすることなく実装基板などに実装することが
できる。
【００４０】なお、図３に示した圧力センサＢのように
ダイアフラム１ｂの上面若しくは下面に歪み検出素子を
設けて圧力の変動を検出することにしてもよい。
ダイアフラム１ｂの上面若しくは下面に歪み検出素子を
設けて圧力の変動を検出することにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】本発明の第１の圧力センサにあっては、
１つの圧力センサに検出感度の異なる２つの圧力検出手
段を備えているので、差動出力型とするための導入装置
や検知回路等への接続配線が簡単になり、差動型の圧力
センサを容易に構成することができる。したがって、広
い測定範囲で精度よく圧力測定することができ、小型で
直線性の優れた圧力センサを提供することができる。
１つの圧力センサに検出感度の異なる２つの圧力検出手
段を備えているので、差動出力型とするための導入装置
や検知回路等への接続配線が簡単になり、差動型の圧力
センサを容易に構成することができる。したがって、広
い測定範囲で精度よく圧力測定することができ、小型で
直線性の優れた圧力センサを提供することができる。
【００４２】また、本発明の第２の圧力センサにあって
は、同一閉空間に臨ませてダイアフラムを支持基板に支
持させているので、印加された圧力により固定基板から
離れる方向にダイアフラムを変位させることができる。
このため、圧力が大きくなっても固定基板にダイアフラ
ムが接触することがなく、圧力センサの測定範囲を広げ
ることができる。また、閉空間内の誘電率が変化せず、
測定誤差やばらつきの少ない圧力センサを提供すること
ができる。しかも、閉空間内には湿気やほこりなどが侵
入しないので、ダイアフラムの破損や感度低下を起こす
ことがない。また、固定基板に圧力導入口を開口させる
必要がないので、製造工程を簡単にすることができる。
は、同一閉空間に臨ませてダイアフラムを支持基板に支
持させているので、印加された圧力により固定基板から
離れる方向にダイアフラムを変位させることができる。
このため、圧力が大きくなっても固定基板にダイアフラ
ムが接触することがなく、圧力センサの測定範囲を広げ
ることができる。また、閉空間内の誘電率が変化せず、
測定誤差やばらつきの少ない圧力センサを提供すること
ができる。しかも、閉空間内には湿気やほこりなどが侵
入しないので、ダイアフラムの破損や感度低下を起こす
ことがない。また、固定基板に圧力導入口を開口させる
必要がないので、製造工程を簡単にすることができる。
【００４３】さらに、ダイアフラムの上下面にはほぼ同
じ圧力が印加されているので、高い圧力下において圧力
変動を測定することができる。
じ圧力が印加されているので、高い圧力下において圧力
変動を測定することができる。
【００４４】また、この圧力センサをガラス／シリコン
／ガラスの３層構造とすれば、熱膨張率のの違いによる
歪みを緩和して圧力センサの温度特性を向上することが
できる。
／ガラスの３層構造とすれば、熱膨張率のの違いによる
歪みを緩和して圧力センサの温度特性を向上することが
できる。
【００４５】この圧力センサにおいて、圧力導入装置を
備えた基板を支持基板に接合して密閉空間を形成すれ
ば、簡単に圧力を圧力センサに導入することができ、実
装基板とへの装着も容易になる。さらに、部品点数の削
減などにより製造コストの低減を図ることができる。
備えた基板を支持基板に接合して密閉空間を形成すれ
ば、簡単に圧力を圧力センサに導入することができ、実
装基板とへの装着も容易になる。さらに、部品点数の削
減などにより製造コストの低減を図ることができる。
【００４６】また、本発明の製造方法によれば、簡単に
密閉空間内を一定圧力に保持することができる。
密閉空間内を一定圧力に保持することができる。
【図１】（ａ）は本発明の一実施例である圧力センサの
断面図、（ｂ）はその平面図である。
断面図、（ｂ）はその平面図である。
【図２】同上の圧力センサにおける２つのダイアフラム
の感度曲線図である。
の感度曲線図である。
【図３】本発明の別な実施例である圧力センサの断面図
である。
である。
【図４】（ａ）は本発明のさらに別な実施例である圧力
センサの断面図、（ｂ）はその平面図である。
センサの断面図、（ｂ）はその平面図である。
【図５】図４の圧力センサにおける２つのダイアフラム
の感度曲線図である。
の感度曲線図である。
【図６】本発明のさらに別な実施例である圧力センサの
断面図である。
断面図である。
【図７】図６の圧力センサにおける２つのダイアフラム
の感度曲線図である。
の感度曲線図である。
【図８】本発明のさらに別な実施例である圧力センサの
断面図である。
断面図である。
【図９】本発明のさらに別な実施例である圧力センサの
断面図である。
断面図である。
【図１０】従来例である圧力センサの断面図である。
１ａ、１ｂ ダイアフラム ４ 窪み ５ａ、５ｂ 可動電極 ６ａ、６ｂ 固定電極 ７ａ、７ｂ 歪み検出素子 １０ 密閉空間 １１ 液体 １７ 導入パイプ
Claims (12)
- 【請求項１】 ダイアフラムを支持させた支持基板の少
なくとも一方の面に固定基板を接合した半導体圧力セン
サにおいて、 ２つのダイアフラムを前記固定基板と前記支持基板との
間に設けた同一閉空間に臨ませて前記支持基板に支持さ
せ、前記各ダイアフラムに検出感度の異なる圧力検出手
段を構成したことを特徴とする半導体圧力センサ。 - 【請求項２】 前記各ダイアフラムの面積が異なること
を特徴とする請求項１に記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項３】 前記各ダイアフラムの厚さが異なること
を特徴とする請求項１に記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項４】 前記各ダイアフラムと前記固定基板との
距離が異なることを特徴とする請求項１に記載の半導体
圧力センサ。 - 【請求項５】 前記支持基板及び前記ダイアフラムをシ
リコンより作成し、前記固定基板をガラスより作成した
ことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の半導
体圧力センサ。 - 【請求項６】 請求項１、２、３、４又は５に記載の半
導体圧力センサによって圧力を検出するための方法であ
って、 ２つのダイアフラムに設けた検出感度の異なる前記圧力
検出手段の出力の差を検出することを特徴とする圧力検
出方法。 - 【請求項７】 ダイアフラムを支持させた支持基板のい
ずれか一方の面に固定基板を接合した半導体圧力センサ
において、 ２つのダイアフラムを前記固定基板と前記支持基板との
間に設けた同一閉空間に臨ませて前記支持基板に支持さ
せ、前記閉空間内に一定圧力の流体を充填するととも
に、前記支持基板の残る面に密閉空間形成用基板を接合
して少なくともいずれか１つの前記ダイアフラムと前記
密閉空間形成用基板との間に密閉空間を形成し、前記密
閉空間内の圧力を前記閉空間内の圧力とほぼ同一の圧力
に保持し、前記密閉空間を形成する前記ダイアフラムに
圧力検出手段を設けたことを特徴とする半導体圧力セン
サ。 - 【請求項８】 当該圧力センサに圧力を導くための圧力
導入装置を備えた密閉空間形成用基板を接合したことを
特徴とする請求項７に記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項９】 前記支持基板及び前記ダイアフラムをシ
リコンより作成し、前記固定基板及び前記密閉空間形成
用基板をガラスより作成して、ガラス／シリコン／ガラ
スの３層構造としたことを特徴とする請求項７又は８に
記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項１０】 請求項７、８又は９に記載の半導体圧
力センサを製造するための方法であって、 一定圧力下で前記密閉空間形成用基板を接合して前記密
閉空間を形成することを特徴とする半導体圧力センサの
製造方法。 - 【請求項１１】 前記圧力検出手段は、前記ダイアフラ
ムに設けた可動電極と前記固定基板に設けた固定電極と
の間の静電容量の変化を測定することにより圧力を検出
することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、７、
８又は９に記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項１２】 前記圧力検出手段は、前記ダイアフラ
ムに設けた歪み検出素子の抵抗値の変化を測定すること
により圧力を検出することを特徴とする請求項１、２、
３、４、５、７、８又は９に記載の半導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5343793A JPH07174652A (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5343793A JPH07174652A (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07174652A true JPH07174652A (ja) | 1995-07-14 |
Family
ID=18364283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5343793A Pending JPH07174652A (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07174652A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1993
- 1993-12-16 JP JP5343793A patent/JPH07174652A/ja active Pending
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