JPH09329519A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPH09329519A JPH09329519A JP14881996A JP14881996A JPH09329519A JP H09329519 A JPH09329519 A JP H09329519A JP 14881996 A JP14881996 A JP 14881996A JP 14881996 A JP14881996 A JP 14881996A JP H09329519 A JPH09329519 A JP H09329519A
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- rectangular
- pedestal
- semiconductor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 零シフト信号あるいはスパンシフト信号が最
小となるように改良された半導体圧力センサを提供する
こと。 【解決手段】 一方の面に感圧力特性を有する１対の半
径方向の応カセンサ１３、１４および１対の円周方向応
力センサ１５、１６が形成され、他方の面に方形の空洞
部１７が形成された方形の単結晶半導体チップ１２が設
けられる。この半導体チップ１２に形成された前記方形
の空洞部１７に連通する断面円形の連通孔１８が中心部
に形成された直方体形状の絶縁性台座１９が設けられ
る。この絶縁性台座１９および前記半導体チップ１２間
に、この半導体チップ１２と同じ単結晶材料からなり、
中央部に前記半導体チップ１２に形成された空洞部１７
および前記絶縁性台座１９に形成された連通孔１８にそ
れぞれ連通する開口部２３を有する方形枠２２が挿入さ
れ、前記半導体チップおよび前記台座とが一体に接合さ
れる。
小となるように改良された半導体圧力センサを提供する
こと。 【解決手段】 一方の面に感圧力特性を有する１対の半
径方向の応カセンサ１３、１４および１対の円周方向応
力センサ１５、１６が形成され、他方の面に方形の空洞
部１７が形成された方形の単結晶半導体チップ１２が設
けられる。この半導体チップ１２に形成された前記方形
の空洞部１７に連通する断面円形の連通孔１８が中心部
に形成された直方体形状の絶縁性台座１９が設けられ
る。この絶縁性台座１９および前記半導体チップ１２間
に、この半導体チップ１２と同じ単結晶材料からなり、
中央部に前記半導体チップ１２に形成された空洞部１７
および前記絶縁性台座１９に形成された連通孔１８にそ
れぞれ連通する開口部２３を有する方形枠２２が挿入さ
れ、前記半導体チップおよび前記台座とが一体に接合さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、本発明は半導体圧
力センサに関するものであり、特に方形の半導体チップ
を用いた圧力センサに関するものである。
力センサに関するものであり、特に方形の半導体チップ
を用いた圧力センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体圧力センサにおいては、一
対の半径方向応力センサと一対の円周方向応力センサが
一方の表面に形成された半導体チップが用いられ、この
半導体チップの前記一方の表面と他方の表面との間にか
かる圧力差に応答するようにダイアフラム構造が採用さ
れている。すなわち、前記半導体チップの他方の面には
空洞部が形成され，その空洞を覆うように前記チップの
他方の面には円筒状の台座の一端が結合されている。
対の半径方向応力センサと一対の円周方向応力センサが
一方の表面に形成された半導体チップが用いられ、この
半導体チップの前記一方の表面と他方の表面との間にか
かる圧力差に応答するようにダイアフラム構造が採用さ
れている。すなわち、前記半導体チップの他方の面には
空洞部が形成され，その空洞を覆うように前記チップの
他方の面には円筒状の台座の一端が結合されている。
【０００３】このよう半導体圧力センサには元来、円形
の半導体チップと円筒形の台座とにより円形のダイアフ
ラムが採用されており、そのためにセンサ全体はチッ
プ、空洞および台座に共通の軸線に関して、この軸線に
垂直なｘ−ｙ平面において対称な構造であった。しか
し，最近は結晶ウェハーを切断することにより正方形半
導体チップを用いることが一般的になっており、また、
半導体チップに空洞部を形成する方法も異方性エッチン
グ法が用いられ、この空洞部を覆う台座も半導体チップ
とは異なる材料で構成された直方体の台座が用いられる
ため、全体として方形のダイアフラム構造が採用される
ようになってきた。従って，このような方形のダイアフ
ラム構造においては、半導体チップおよびこれに接合さ
れている直方体の台座に共通の軸線に関しては、ｘ−ｙ
平面における対称性はもはや示されず、ｚ軸（軸線）方
向にもその対称性が無くなっている．図１は従来の方形
ダイヤフラム構造の半導体圧力センサの一例を示す図
で、同図（Ａ）は上面図、同図（Ｂ）は側断面図であ
る。半導体圧力センサ１１は薄い正方形の半導体チップ
１２を備えている。この半導体チップ１２はシリコンの
ような単結晶半導体材料で作られる。この半導体チップ
１２の第１の表面上には半径方向の応力センサ１３、１
４が配置されている。すなわち、これらの応力センサ１
３、１４はそれらの長手方向が図１に示す半導体チップ
１２の中心を原点とする円筒座標の半径方向に沿うよう
に向けられている。半導体チップ１２の第１の表面上に
はまた、円周方向の応力センサ１５、１６が配置されて
いる。すなわち、これらの応力センサ１５、１６はそれ
らの長手方向が前記円筒座標の円周方向に沿うように向
けられている。これらの応力センサ１３、１４、１５、
１６はホウ素のような不純物を半導体チップ１２の表面
上の所定領域内に所定の形状にしたがって、例えばイオ
ン注入技術により注入拡散して形成される。これらのセ
ンサ１３、１４、１５、１６はそれぞれ感圧抵抗特性を
示し、各センサの抵抗値はそれらのセンサに加えられた
圧力に応じて変化する。
の半導体チップと円筒形の台座とにより円形のダイアフ
ラムが採用されており、そのためにセンサ全体はチッ
プ、空洞および台座に共通の軸線に関して、この軸線に
垂直なｘ−ｙ平面において対称な構造であった。しか
し，最近は結晶ウェハーを切断することにより正方形半
導体チップを用いることが一般的になっており、また、
半導体チップに空洞部を形成する方法も異方性エッチン
グ法が用いられ、この空洞部を覆う台座も半導体チップ
とは異なる材料で構成された直方体の台座が用いられる
ため、全体として方形のダイアフラム構造が採用される
ようになってきた。従って，このような方形のダイアフ
ラム構造においては、半導体チップおよびこれに接合さ
れている直方体の台座に共通の軸線に関しては、ｘ−ｙ
平面における対称性はもはや示されず、ｚ軸（軸線）方
向にもその対称性が無くなっている．図１は従来の方形
ダイヤフラム構造の半導体圧力センサの一例を示す図
で、同図（Ａ）は上面図、同図（Ｂ）は側断面図であ
る。半導体圧力センサ１１は薄い正方形の半導体チップ
１２を備えている。この半導体チップ１２はシリコンの
ような単結晶半導体材料で作られる。この半導体チップ
１２の第１の表面上には半径方向の応力センサ１３、１
４が配置されている。すなわち、これらの応力センサ１
３、１４はそれらの長手方向が図１に示す半導体チップ
１２の中心を原点とする円筒座標の半径方向に沿うよう
に向けられている。半導体チップ１２の第１の表面上に
はまた、円周方向の応力センサ１５、１６が配置されて
いる。すなわち、これらの応力センサ１５、１６はそれ
らの長手方向が前記円筒座標の円周方向に沿うように向
けられている。これらの応力センサ１３、１４、１５、
１６はホウ素のような不純物を半導体チップ１２の表面
上の所定領域内に所定の形状にしたがって、例えばイオ
ン注入技術により注入拡散して形成される。これらのセ
ンサ１３、１４、１５、１６はそれぞれ感圧抵抗特性を
示し、各センサの抵抗値はそれらのセンサに加えられた
圧力に応じて変化する。
【０００４】図１に破線で示されている方形空洞部１７
が、半導体チップ１２の第２の表面（下面）に形成され
る。図１（Ｂ）に示されるように、その空洞部１７を半
導体チップ１２の下面から覆うようにして、断面円形の
連通孔１８が中心部に形成された断面方形の台座１９が
配置され、その上面が半導体チップ１２の第２の表面に
高温処理により接合される。台座１９は検出すべき圧力
を空洞部１７へ伝えるように機能する．空洞部１９へ圧
力が伝えられると、半導体チップ１２の空洞部１７の上
部に位置する部分がダイアフラム２０を形成する。その
ダイアフラム２０の内部に引き起こされた応力は、台座
１９により伝えられた圧力と半導体チップ１２の第１の
表面に加えられる圧力との差に関係する。また、台座１
９と半導体チップ１２をそれぞれ構成する材料の高温処
理後の冷却時における圧縮率の差によりダイアフラム２
０に応力が発生する。例えば、半導体チップ１２より台
座１９の圧縮率が大きい揚合、半導体チップ１２の第１
表面に張力が発生し、これが静圧の変化を生ずる。
が、半導体チップ１２の第２の表面（下面）に形成され
る。図１（Ｂ）に示されるように、その空洞部１７を半
導体チップ１２の下面から覆うようにして、断面円形の
連通孔１８が中心部に形成された断面方形の台座１９が
配置され、その上面が半導体チップ１２の第２の表面に
高温処理により接合される。台座１９は検出すべき圧力
を空洞部１７へ伝えるように機能する．空洞部１９へ圧
力が伝えられると、半導体チップ１２の空洞部１７の上
部に位置する部分がダイアフラム２０を形成する。その
ダイアフラム２０の内部に引き起こされた応力は、台座
１９により伝えられた圧力と半導体チップ１２の第１の
表面に加えられる圧力との差に関係する。また、台座１
９と半導体チップ１２をそれぞれ構成する材料の高温処
理後の冷却時における圧縮率の差によりダイアフラム２
０に応力が発生する。例えば、半導体チップ１２より台
座１９の圧縮率が大きい揚合、半導体チップ１２の第１
表面に張力が発生し、これが静圧の変化を生ずる。
【０００５】このように構成された半導体圧力センサに
おいては、半導体チップ１２の内部に引き起こされた応
力は応力センサ１３、１４、１５、１６により検出され
る。これらのセンサの抵抗値は各センサに印加される応
力に対応して変化するが、これらの応力は半導体圧力セ
ンサの軸線に関連して記述されるべクトルσにより表さ
れる。応力ベクトルσの単位はニュートン／平方メート
ルである。すなわち、半径方向に向けられているセンサ
１３、１４の長手方向にそって引き起こされた応力を半
径方向応力σｒと呼ばれ、また、センサ１５、１６の長
手方向の応力を円周方向応力（接線方向応力とも呼ぶ）
σｃと呼ばれる。
おいては、半導体チップ１２の内部に引き起こされた応
力は応力センサ１３、１４、１５、１６により検出され
る。これらのセンサの抵抗値は各センサに印加される応
力に対応して変化するが、これらの応力は半導体圧力セ
ンサの軸線に関連して記述されるべクトルσにより表さ
れる。応力ベクトルσの単位はニュートン／平方メート
ルである。すなわち、半径方向に向けられているセンサ
１３、１４の長手方向にそって引き起こされた応力を半
径方向応力σｒと呼ばれ、また、センサ１５、１６の長
手方向の応力を円周方向応力（接線方向応力とも呼ぶ）
σｃと呼ばれる。
【０００６】４個の応力センサ１３、１４、１５、１６
は図示しないが定電流ホイートストン・ブリッジ状に電
気的に接続された時に発生される出力信号により圧力が
測定される。また、定電流ホイートストン・ブリッジ回
路により発生する出力信号電圧は次式で与えられる。
は図示しないが定電流ホイートストン・ブリッジ状に電
気的に接続された時に発生される出力信号により圧力が
測定される。また、定電流ホイートストン・ブリッジ回
路により発生する出力信号電圧は次式で与えられる。
【０００７】 ｅ＝（１／２）ｉＢＲπ44（σｒ−σｃ） （１） ここで、ｉはブリッジに供給される電流、積Ｒπ44は半
導体圧力センサの温度のみに関係して変化する定数であ
る。完全に軸対称である半導体圧力センサの場合には、
半導体チップ１２と台座１９が異なる材料で作られてい
ると、一定の静圧下では、零シフト信号が発生しないよ
うにすることが出来る。すなわち、この場合には、ダイ
アフラム２０の半導体チップ１２の表面に生ずる応力は
一様であって、方向に関係しないから、上記の（１）式
において（σｒ−σｃ）はゼロとなり、ブリッジの出力
は発生しない。しかし、半導体チップ１２が円形でなく
正方形であり、ダイアフラム２０の空洞部１７も方形
で、直方体に円形の穴の空いた台座１９が接合さている
場合には、軸対称に欠けることになる。さらに、チップ
材料が半導体単結晶で、台座材料がチップと異なる材料
で構成されるので、ｚ一軸方向にも対称性が欠けること
になるため軸対称であっても静圧下ではダイアフラムに
圧縮応力が働き、ダイアフラムが図２のように上方に凸
となるように変形する。
導体圧力センサの温度のみに関係して変化する定数であ
る。完全に軸対称である半導体圧力センサの場合には、
半導体チップ１２と台座１９が異なる材料で作られてい
ると、一定の静圧下では、零シフト信号が発生しないよ
うにすることが出来る。すなわち、この場合には、ダイ
アフラム２０の半導体チップ１２の表面に生ずる応力は
一様であって、方向に関係しないから、上記の（１）式
において（σｒ−σｃ）はゼロとなり、ブリッジの出力
は発生しない。しかし、半導体チップ１２が円形でなく
正方形であり、ダイアフラム２０の空洞部１７も方形
で、直方体に円形の穴の空いた台座１９が接合さている
場合には、軸対称に欠けることになる。さらに、チップ
材料が半導体単結晶で、台座材料がチップと異なる材料
で構成されるので、ｚ一軸方向にも対称性が欠けること
になるため軸対称であっても静圧下ではダイアフラムに
圧縮応力が働き、ダイアフラムが図２のように上方に凸
となるように変形する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の半導
体圧力センサでは，軸対称がないこと、半導体チップと
台座とが異種材料であることから、圧力センサにかかる
静庄または圧力センサの感度が変化するために，零シフ
ト信号あるいはスパンシフト信号と名づけれる偽の信号
が生ずる。ここで零シフト信号とは、圧力センサを構成
するダイアフラムの両面にかかる圧力差が零のときに生
ずる信号あるいはその変化を意味する。また、スパンシ
フト信号とは、圧力センサを構成するダイアフラムの硬
さが変化し、半導体チップの両面にかかる圧力差に応答
する応力センサの感度が変化することによって生ずる信
号を意味する。
体圧力センサでは，軸対称がないこと、半導体チップと
台座とが異種材料であることから、圧力センサにかかる
静庄または圧力センサの感度が変化するために，零シフ
ト信号あるいはスパンシフト信号と名づけれる偽の信号
が生ずる。ここで零シフト信号とは、圧力センサを構成
するダイアフラムの両面にかかる圧力差が零のときに生
ずる信号あるいはその変化を意味する。また、スパンシ
フト信号とは、圧力センサを構成するダイアフラムの硬
さが変化し、半導体チップの両面にかかる圧力差に応答
する応力センサの感度が変化することによって生ずる信
号を意味する。
【０００９】すなわち、上記（１）式は、半径方向と円
周方向との応力差が零シフト信号に直接影響することを
示している。更に、そのような応力差が存在するとき
は、（Ｒπ４４）に影響を及ぽす温度変化も零シフト信
号に寄与することを示している。しかし、先に示した式
はσｒとσｃを等しくすることにより零シフト信号を最
小にすることができ、あるいは完全になくすことができ
ることを示している。通常、応力センサは、図１に示さ
れているように、正方形の半導体チップ１２の縁部に平
行、または垂直に向けられている。理論上、センサをこ
のような向きに配置すると、応力σｒとσｃは等しくな
る。ところが、シリコン製のチップとガラス製の台座を
有する圧力センサを異なる静圧条件下において、その出
力信号を観測すると、応力信号が静圧に応答した増加が
見られることを観測した。これは、静圧によるチップと
台座の材料の圧縮率の違いによりダイアフラムは圧縮応
力を受け、台座側から圧力を受けたと同じような変形を
受け、この変形による歪みの発生が上記出力信号の増加
の原因であることが判明した。これは、丁度半導体チッ
プと台座の熱膨張率の違いによる残留歪みの影響と似て
いる。これを解決する方法は、別途静圧を測定できるセ
ンサからの信号を利用して、補償する方法がある。しか
し、この方法は信号処理が複雑で、コスト、信頼性を含
め、最良の方法とはいえない。
周方向との応力差が零シフト信号に直接影響することを
示している。更に、そのような応力差が存在するとき
は、（Ｒπ４４）に影響を及ぽす温度変化も零シフト信
号に寄与することを示している。しかし、先に示した式
はσｒとσｃを等しくすることにより零シフト信号を最
小にすることができ、あるいは完全になくすことができ
ることを示している。通常、応力センサは、図１に示さ
れているように、正方形の半導体チップ１２の縁部に平
行、または垂直に向けられている。理論上、センサをこ
のような向きに配置すると、応力σｒとσｃは等しくな
る。ところが、シリコン製のチップとガラス製の台座を
有する圧力センサを異なる静圧条件下において、その出
力信号を観測すると、応力信号が静圧に応答した増加が
見られることを観測した。これは、静圧によるチップと
台座の材料の圧縮率の違いによりダイアフラムは圧縮応
力を受け、台座側から圧力を受けたと同じような変形を
受け、この変形による歪みの発生が上記出力信号の増加
の原因であることが判明した。これは、丁度半導体チッ
プと台座の熱膨張率の違いによる残留歪みの影響と似て
いる。これを解決する方法は、別途静圧を測定できるセ
ンサからの信号を利用して、補償する方法がある。しか
し、この方法は信号処理が複雑で、コスト、信頼性を含
め、最良の方法とはいえない。
【００１０】したがって、本発明の目的は、零シフト信
号あるいはスパンシフト信号が最小となるように改良さ
れた半導体圧力センサを提供することにある。
号あるいはスパンシフト信号が最小となるように改良さ
れた半導体圧力センサを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、一方の
面に感圧力特性を有する１対の半径方向の応力センサお
よび１対の円周方向応カセンサが形成され、他方の面に
方形の空洞部が形成された方形の単結晶半導体チップ
と、この半導体チップが固定され、この半導体チップに
形成された前記方形の空洞部に連通する断面円形の連通
孔が中心部に形成された直方体形状の絶縁性台座と、こ
の絶縁性台座および前記半導体チップ間に挿入され、こ
の半導体チップと同じ単結晶材料からなり、中央部に前
記半導体チップに形成された空洞部および前記絶縁性台
座に形成された連通孔にそれぞれ連通する開口部を有す
る方形枠とを備えたことを特徴とする半導体圧力センサ
が得られる。
面に感圧力特性を有する１対の半径方向の応力センサお
よび１対の円周方向応カセンサが形成され、他方の面に
方形の空洞部が形成された方形の単結晶半導体チップ
と、この半導体チップが固定され、この半導体チップに
形成された前記方形の空洞部に連通する断面円形の連通
孔が中心部に形成された直方体形状の絶縁性台座と、こ
の絶縁性台座および前記半導体チップ間に挿入され、こ
の半導体チップと同じ単結晶材料からなり、中央部に前
記半導体チップに形成された空洞部および前記絶縁性台
座に形成された連通孔にそれぞれ連通する開口部を有す
る方形枠とを備えたことを特徴とする半導体圧力センサ
が得られる。
【００１２】また、本発明によれば、前記方形枠の開口
部はその開口面積が前記方形枠の厚み方向の中央部で小
さく、上下表面に向かって徐々に大きくなるように構成
されていることを特徴とする前記半導体圧カセンサが得
られる。
部はその開口面積が前記方形枠の厚み方向の中央部で小
さく、上下表面に向かって徐々に大きくなるように構成
されていることを特徴とする前記半導体圧カセンサが得
られる。
【００１３】さらに本発明によれば、一方の面に感圧力
特性を有する１対の半径方向の応力センサおよび１対の
円周方向応力センサが形成され、他方の面に方形の空洞
部が形成された方形の単結晶半導体チップと、この半導
体チップが固定され、この半導体チップに形成された前
記方形の空洞部に連通する断面円形の連通孔が中心部に
形成された直方体形状の絶縁性台座と、この絶縁性台座
と反対側の前記半導体チップ上に積層配置され、前記絶
縁性台座と同じ材料からなり、中央部に開口部を有する
方形枠とを備えたことを特徴とする半導体圧力センサが
得られる。
特性を有する１対の半径方向の応力センサおよび１対の
円周方向応力センサが形成され、他方の面に方形の空洞
部が形成された方形の単結晶半導体チップと、この半導
体チップが固定され、この半導体チップに形成された前
記方形の空洞部に連通する断面円形の連通孔が中心部に
形成された直方体形状の絶縁性台座と、この絶縁性台座
と反対側の前記半導体チップ上に積層配置され、前記絶
縁性台座と同じ材料からなり、中央部に開口部を有する
方形枠とを備えたことを特徴とする半導体圧力センサが
得られる。
【００１４】さらに本発明によれば、前記絶縁性台座は
ガラスで構成されていることを特徴とする前記半導体圧
カセンサが得られる。
ガラスで構成されていることを特徴とする前記半導体圧
カセンサが得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図２を用いて本発明の半導
体圧力センサの一実施形態についてに説明する。図２は
本発明の半導体圧力センサの側断面図である。この実施
形態においては、半導体圧力センサ２１は半導体チップ
１２とこの半導体チップ１２とは異種材料からなる台座
１９との間に方形枠２２を介在させた点を除いて図１に
示した従来の半導体チップ１２と同じ構成のため、対応
する部分には同一の番号を付し、その詳細な説明は省略
する。
体圧力センサの一実施形態についてに説明する。図２は
本発明の半導体圧力センサの側断面図である。この実施
形態においては、半導体圧力センサ２１は半導体チップ
１２とこの半導体チップ１２とは異種材料からなる台座
１９との間に方形枠２２を介在させた点を除いて図１に
示した従来の半導体チップ１２と同じ構成のため、対応
する部分には同一の番号を付し、その詳細な説明は省略
する。
【００１６】方形枠２２は半導体チップと同じ材料で望
ましくは同じ結晶方向からなる半導体材料により構成さ
れている。方形枠２２の開口部２３はその開口面積が方
形枠２２の厚み方向の中央部で小さく、上下表面に向か
って徐々に大きくなるように構成されている。
ましくは同じ結晶方向からなる半導体材料により構成さ
れている。方形枠２２の開口部２３はその開口面積が方
形枠２２の厚み方向の中央部で小さく、上下表面に向か
って徐々に大きくなるように構成されている。
【００１７】このように、半導体チップ１２とこの半導
体チップとは異種材料からなる台座１９との間に半導体
チップ１２と同じ材料でかつ同じ結晶方向からなる方形
枠２２を介在させることにより、半導体チップ１２とガ
ラス台座１９との高温状態からの冷却時における圧縮率
の違いを緩和し、（σｒ−σｃ）をゼロに近付けること
ができる。
体チップとは異種材料からなる台座１９との間に半導体
チップ１２と同じ材料でかつ同じ結晶方向からなる方形
枠２２を介在させることにより、半導体チップ１２とガ
ラス台座１９との高温状態からの冷却時における圧縮率
の違いを緩和し、（σｒ−σｃ）をゼロに近付けること
ができる。
【００１８】図３は本発明のさらに他の実施形態を示す
半導体圧力センサの側断面図である。この実施形態にお
いては、半導体圧力センサ２１はガラス台座１９と反対
側の半導体チップ１２上に、台座１９と同じガラス材料
からなる方形枠３１が積層配置されている。方形枠３１
の中央部に開口部３２が形成されている。
半導体圧力センサの側断面図である。この実施形態にお
いては、半導体圧力センサ２１はガラス台座１９と反対
側の半導体チップ１２上に、台座１９と同じガラス材料
からなる方形枠３１が積層配置されている。方形枠３１
の中央部に開口部３２が形成されている。
【００１９】このような構成により、半導体チップ１２
よりも弾性率の大きな台座１９と同じ材料の方形枠３１
を半導体チップ１２の第１表面側に配置固定することに
より、半導体チップ１２内の前記第１表面側に変形する
歪み量を減少させ、またはゼロにすることができる。
よりも弾性率の大きな台座１９と同じ材料の方形枠３１
を半導体チップ１２の第１表面側に配置固定することに
より、半導体チップ１２内の前記第１表面側に変形する
歪み量を減少させ、またはゼロにすることができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、温度変化
または静圧変化によりダイアフラム中に引き起こされる
半径方向と円周方向の応力変化はほぼ等しくなるため、
温度変化または圧力変化により引き起こされる零シフト
信号は非常に小さくなる．すなわち静圧変化による異種
材料の圧縮率の違いによるダイアフラムへの張力の発生
もなくなり、パッケージ側の異種材料から発生する変形
による張力も半導体チップの空洞側に設けた同一材料の
方形枠により緩和されるのでスパンシフトも非常に小さ
くなる．
または静圧変化によりダイアフラム中に引き起こされる
半径方向と円周方向の応力変化はほぼ等しくなるため、
温度変化または圧力変化により引き起こされる零シフト
信号は非常に小さくなる．すなわち静圧変化による異種
材料の圧縮率の違いによるダイアフラムへの張力の発生
もなくなり、パッケージ側の異種材料から発生する変形
による張力も半導体チップの空洞側に設けた同一材料の
方形枠により緩和されるのでスパンシフトも非常に小さ
くなる．
【図１】従来の半導体圧力センサの一例を示す平面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の一実施形態を示す即断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す即断面図である。
１１ 半導体圧力センサ １２ 半導体チップ １３ 半径方向の応力センサ １４ 半径方向の応力センサ １５ 円周方向の応力センサ １６ 円周方向の応力センサ １７ 方形空洞部 １８ 連通孔 １９ 台座 ２０ ダイアフラム ２１ 半導体圧力センサ ２２ 方形枠 ２３ 開口部 ３１ 方形枠 ３２ 開口部
Claims (4)
- 【請求項１】 一方の面に感圧力特性を有する１対の半
径方向の応力センサおよび１対の円周方向応力センサが
形成され、他方の面に方形の空洞部が形成された方形の
単結晶半導体チップと、この半導体チップが固定され、
この半導体チップに形成された前記方形の空洞部に連通
する断面円形の連通孔が中心部に形成された直方体形状
の絶縁性台座と、この絶縁性台座および前記半導体チッ
プ間に挿入され、この半導体チップと同じ単結晶材料か
らなり、中央部に前記半導体チップに形成された空洞部
および前記絶縁性台座に形成された連通孔にそれぞれ連
通する開口部を有する方形枠とを備えたことを特徴とす
る半導体圧力センサ。 - 【請求項２】 前記方形枠の開口部はその開口面積が前
記方形枠の厚み方向の中央部で小さく、上下表面に向か
って徐々に大きくなるように構成されていることを特徴
とする請求項１記載の半導体圧力センサ。 - 【請求項３】 一方の面に感圧力特性を有する１対の半
径方向の応力センサおよび１対の円周方向応力センサが
形成され、他方の面に方形の空洞部が形成された方形の
単結晶半導体チップと、この半導体チップが固定され、
この半導体チップに形成された前記方形の空洞部に連通
する断面円形の連通孔が中心部に形成された直方体形状
の絶縁性台座と、この絶縁性台座と反対側の前記半導体
チップ上に積層配置され、前記絶縁性台座と同じ材料か
らなり、中央部に開口部を有する方形枠とを備えたこと
を特徴とする半導体圧力センサ。 - 【請求項４】 前記絶縁性台座はガラスで構成されてい
ることを特徴とする請求項１または３記載の半導体圧力
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14881996A JPH09329519A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14881996A JPH09329519A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09329519A true JPH09329519A (ja) | 1997-12-22 |
Family
ID=15461435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14881996A Pending JPH09329519A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09329519A (ja) |
-
1996
- 1996-06-11 JP JP14881996A patent/JPH09329519A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040809 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040824 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20041221 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |