JPS60201229A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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- JPS60201229A JPS60201229A JP5877284A JP5877284A JPS60201229A JP S60201229 A JPS60201229 A JP S60201229A JP 5877284 A JP5877284 A JP 5877284A JP 5877284 A JP5877284 A JP 5877284A JP S60201229 A JPS60201229 A JP S60201229A
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- Japan
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- diaphragm
- pressure
- gauge
- pressure receiving
- pressure sensor
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
- G01L9/0052—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements
- G01L9/0054—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements integral with a semiconducting diaphragm
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈発明の属する技術分野〉
本発明は、半導体のピエゾ抵抗効果を利用した圧力セン
ナに関するものである。
ナに関するものである。
〈従来技術〉
一般に半導体のピエゾ抵抗効果を利用した圧力センサは
、例えばシリコンからなる単結晶半導体基板に工、チン
グで受圧ダイヤフラムを形成し、かつ受圧ダイヤフラム
上に拡散技術等によシゲージ抵抗を設け、受圧ダイヤフ
ラムの両面にかかる圧力差に基づく応力をゲージ抵抗に
作用させ、ゲージ抵抗の抵抗値の変化から圧力差を検出
するものである。通常は、受圧ダイヤフラム上に２個も
しくは４個のゲージ抵抗を設け、ハーフブリッジあるい
はフルブリ、ジを構成し、ダイヤフラムにかかる圧力差
を表わす信号を得ている。ところで、この種の圧力セン
サにおいては、ゲージ抵抗の温度依存性が大きいため、
周囲温度の変化による影響を受け、出力が変動する欠点
がある。
、例えばシリコンからなる単結晶半導体基板に工、チン
グで受圧ダイヤフラムを形成し、かつ受圧ダイヤフラム
上に拡散技術等によシゲージ抵抗を設け、受圧ダイヤフ
ラムの両面にかかる圧力差に基づく応力をゲージ抵抗に
作用させ、ゲージ抵抗の抵抗値の変化から圧力差を検出
するものである。通常は、受圧ダイヤフラム上に２個も
しくは４個のゲージ抵抗を設け、ハーフブリッジあるい
はフルブリ、ジを構成し、ダイヤフラムにかかる圧力差
を表わす信号を得ている。ところで、この種の圧力セン
サにおいては、ゲージ抵抗の温度依存性が大きいため、
周囲温度の変化による影響を受け、出力が変動する欠点
がある。
よって一般には、サーミスタ、ポジスタ、トランジスタ
等の感温素子を用い、温度変化に応じてブリッジの電源
電圧を制御するととＫよって、出力変動の補償を行って
いる。この方法で精度よく補償を行うＫは、ゲージ抵抗
の温度特性と補償用感温素子の温度特性を一致させる必
要があるが、しかしながらこれらを一致させることは容
易でなく、高精度な補償は困難であった。しかもこのよ
うな補償のための調整工数は、恒温槽を使用し、ゲージ
抵抗の温度特性および補償用感温素子の温度特性をいち
いち測定して行わなければ々らない等、圧力センサの全
組立工数の半分近くを占めている。
等の感温素子を用い、温度変化に応じてブリッジの電源
電圧を制御するととＫよって、出力変動の補償を行って
いる。この方法で精度よく補償を行うＫは、ゲージ抵抗
の温度特性と補償用感温素子の温度特性を一致させる必
要があるが、しかしながらこれらを一致させることは容
易でなく、高精度な補償は困難であった。しかもこのよ
うな補償のための調整工数は、恒温槽を使用し、ゲージ
抵抗の温度特性および補償用感温素子の温度特性をいち
いち測定して行わなければ々らない等、圧力センサの全
組立工数の半分近くを占めている。
〈発明の目的〉
本発明は、周囲温度の変化による影響を有効に補償でき
る構造の圧力センサを実現するにある。
る構造の圧力センサを実現するにある。
〈発明の構成〉
本発明は、単結晶半導体基板に受圧ダイヤフラムと５と
もに中心に棒状の突起部を有する補償用ダイヤフラムを
形成し、この補償用ダイヤフラムの中心に前記突起体に
より一定変位を与えて前記単結晶半導体基板を基台に固
定するとともに、前記両ダイヤフラムにそれぞれゲージ
抵抗を設け、これらゲージ抵抗の抵抗値に基づいて前記
受圧ダイヤフラムに作用する被測定圧を算出することを
特命とするものである。
もに中心に棒状の突起部を有する補償用ダイヤフラムを
形成し、この補償用ダイヤフラムの中心に前記突起体に
より一定変位を与えて前記単結晶半導体基板を基台に固
定するとともに、前記両ダイヤフラムにそれぞれゲージ
抵抗を設け、これらゲージ抵抗の抵抗値に基づいて前記
受圧ダイヤフラムに作用する被測定圧を算出することを
特命とするものである。
〈実施例〉
第１図は本発明圧力センサの一実施例を示す斜視図、第
２図はその断面図である。両図において、１０は面方位
が（１ｏｏ ）のシリコン等の単結晶半導体基板、１１
は基板１０に等方性エツチングで形成された円形の受圧
ダイヤフラム、１２は基板１０に等方性エツチングで形
成され、中心に棒状の突起部１２ｍを有する補償用ダイ
ヤフラム、１５は基板１０の固定部である。そして第３
図に示すように補償用ダイヤフラム１２の突起部１２＆
と固定部１３との間にはわずかな初期段差δ（例えば４
ｏｏｏＸ）が設けられている。２１．２２．２３．２４
は各々拡散抵抗等のゲージ抵抗で、Ｈ、２２は受圧ダイ
ヤフラム１１の表面にその長手方向（電流方向）が直交
し、かつ近接して形成されており、２３．２４は補償用
ダイヤフラム１２の表面にその長手方向が直交し、かつ
近接して形成されている。３０はシリコンあるいはガラ
ス等の基台で、単結晶半導体基板１０の固定部１５の裏
面が陽極接合あるいは低融点ガラス接合などＫよシ固定
されている。この基板１０と基台３０との接合により、
初期段差に基づく突起部１２ｍの作用で、補償用ダイヤ
フラム１２の中心部に一定変位δがあらかじめ与えられ
る。また基台３０には受圧ダイヤフラム１１の裏面に基
準圧Ｐ。（例えば大気圧）を与えるための開口３１が設
けられるとともに、補償用ダイヤフラム１２の裏面に被
測定圧ＰＭ（基準圧Ｐ。からの差）を与えるための開口
３２が設けられている。
２図はその断面図である。両図において、１０は面方位
が（１ｏｏ ）のシリコン等の単結晶半導体基板、１１
は基板１０に等方性エツチングで形成された円形の受圧
ダイヤフラム、１２は基板１０に等方性エツチングで形
成され、中心に棒状の突起部１２ｍを有する補償用ダイ
ヤフラム、１５は基板１０の固定部である。そして第３
図に示すように補償用ダイヤフラム１２の突起部１２＆
と固定部１３との間にはわずかな初期段差δ（例えば４
ｏｏｏＸ）が設けられている。２１．２２．２３．２４
は各々拡散抵抗等のゲージ抵抗で、Ｈ、２２は受圧ダイ
ヤフラム１１の表面にその長手方向（電流方向）が直交
し、かつ近接して形成されており、２３．２４は補償用
ダイヤフラム１２の表面にその長手方向が直交し、かつ
近接して形成されている。３０はシリコンあるいはガラ
ス等の基台で、単結晶半導体基板１０の固定部１５の裏
面が陽極接合あるいは低融点ガラス接合などＫよシ固定
されている。この基板１０と基台３０との接合により、
初期段差に基づく突起部１２ｍの作用で、補償用ダイヤ
フラム１２の中心部に一定変位δがあらかじめ与えられ
る。また基台３０には受圧ダイヤフラム１１の裏面に基
準圧Ｐ。（例えば大気圧）を与えるための開口３１が設
けられるとともに、補償用ダイヤフラム１２の裏面に被
測定圧ＰＭ（基準圧Ｐ。からの差）を与えるための開口
３２が設けられている。
さらに被測定圧ＰＭは受圧ダイヤフラム１１および補償
用ダイヤフラム１２の表面に共通に与えられている。こ
れにより受圧ダイヤフラム１１は被測定圧〜に感応し、
補償用ダイヤフラム１２は被測定圧ＰＭには感応しない
。
用ダイヤフラム１２の表面に共通に与えられている。こ
れにより受圧ダイヤフラム１１は被測定圧〜に感応し、
補償用ダイヤフラム１２は被測定圧ＰＭには感応しない
。
このように構成した本発明圧力センサにおいて、ます受
圧ダイヤフラム１１に設けたゲージ抵抗２１゜２２には
、被測定圧ＰＭに基づく半径方向応力σｒＭと円周方向
応力σθやが作用する。ゲージ抵抗２１．２２の抵抗値
ＲＭｌ ｌ ＲＭ２は、基準温度ｔ。のときの初期抵抗
をＲ８ＸＲｏの抵抗温度係数をα、基準温度ｔ。のとき
の長手方向および直角方向のピエゾ抵抗係数をπｔＯＩ
ｔ。、ピエゾ抵抗係数の温度係数をβ、基準温度ｔ。か
らの温度変化をｔとするとそれぞれ次式で与えられる。
圧ダイヤフラム１１に設けたゲージ抵抗２１゜２２には
、被測定圧ＰＭに基づく半径方向応力σｒＭと円周方向
応力σθやが作用する。ゲージ抵抗２１．２２の抵抗値
ＲＭｌ ｌ ＲＭ２は、基準温度ｔ。のときの初期抵抗
をＲ８ＸＲｏの抵抗温度係数をα、基準温度ｔ。のとき
の長手方向および直角方向のピエゾ抵抗係数をπｔＯＩ
ｔ。、ピエゾ抵抗係数の温度係数をβ、基準温度ｔ。か
らの温度変化をｔとするとそれぞれ次式で与えられる。
８Ｍ１＝Ｒ（１（ｔ＋α”＋（’ＬＯ’ｒＭ＋π、。σ
θＭ）（１＋βＱ） （ｊ）ＲＭ２＝Ｒｏ（１＋αｔ）
（１＋（πｔｏσθＶπ、。σｒＭ）（１＋βｔ））
（２）そして受圧ダイヤフラム１１の構造やゲージ抵抗
２１゜２２の配置位置等で決まる定数をに１．に２とす
ると、次式の関係が成立する。
θＭ）（１＋βＱ） （ｊ）ＲＭ２＝Ｒｏ（１＋αｔ）
（１＋（πｔｏσθＶπ、。σｒＭ）（１＋βｔ））
（２）そして受圧ダイヤフラム１１の構造やゲージ抵抗
２１゜２２の配置位置等で決まる定数をに１．に２とす
ると、次式の関係が成立する。
πｔｏσθＭ＋πｔｏσｒＭ ””２２Ｍ次に補償用ダ
イヤフラム１２においては、初期段差に基づき突起部１
２ａで中心部に与えられた一定変位δによって、その中
心に力Ｆが作用する。この方Ｆは、補償用ダイヤフラム
１２の直ｉ２ｍと、突起部１２ａの直径２ｂとが２ｂ（
２ａの関係にあるので次式で表わされる。
イヤフラム１２においては、初期段差に基づき突起部１
２ａで中心部に与えられた一定変位δによって、その中
心に力Ｆが作用する。この方Ｆは、補償用ダイヤフラム
１２の直ｉ２ｍと、突起部１２ａの直径２ｂとが２ｂ（
２ａの関係にあるので次式で表わされる。
ここで、シ：ボアソン比
Ｅ：ヤング率
ｄ：補償用ダイヤフラムの厚
さ
よって、補償用ダイヤフラム１２に設けたゲージ抵抗２
３，２４４Ｃは、この力Ｆに基づく半径方向応力σｒ８
と円周方向応力σθ８が作用する。そして応力σｒｓと
σθ８の温度係数は、主にヤング率Ｅの温度係数で決ま
シ、基板１０がシリコンの場合その値は約４３×１０７
℃と充分に小さく、σｒ８’ σθ８は周囲温度の変化
を受けない基準応力となる。したがって、ゲージ抵抗２
５．２４の抵抗値Ｒ、Ｒは基８１ ８２ 準応力σｒｓ’ σθ８に基づいた値となシ、次式で与
えられる。
３，２４４Ｃは、この力Ｆに基づく半径方向応力σｒ８
と円周方向応力σθ８が作用する。そして応力σｒｓと
σθ８の温度係数は、主にヤング率Ｅの温度係数で決ま
シ、基板１０がシリコンの場合その値は約４３×１０７
℃と充分に小さく、σｒ８’ σθ８は周囲温度の変化
を受けない基準応力となる。したがって、ゲージ抵抗２
５．２４の抵抗値Ｒ、Ｒは基８１ ８２ 準応力σｒｓ’ σθ８に基づいた値となシ、次式で与
えられる。
Ｒ８１＝ＲＯ（１＋α１）（１＋（πｔｏ’ｒｓ＋π、
。σθ５）（１＋βｔ）） （５）Ｒ８２＝ＲＯ（１＋
α１）（１＋（πｔＯσθ８”ｔＯ’ｒ８）（１＋βｔ
）） （６）補償用ダイヤフラム１２の構造やゲージ抵
抗２５．２４の配置等で決まる定数なに、、 ｋ４とす
ると、次式の関係が成立する。
。σθ５）（１＋βｔ）） （５）Ｒ８２＝ＲＯ（１＋
α１）（１＋（πｔＯσθ８”ｔＯ’ｒ８）（１＋βｔ
）） （６）補償用ダイヤフラム１２の構造やゲージ抵
抗２５．２４の配置等で決まる定数なに、、 ｋ４とす
ると、次式の関係が成立する。
πｔｏσｒ８＋π、０σＯｓ ＝に３ Ｆ （７）πｔ
ｏσθＳ＋πｔｏσｒｓ＝に４Ｆ（８）よって、ゲージ
抵抗２１．２２．２５．２４の抵抗値ＲＭ１１”Ｍ２’
Ｒ８１１Ｒ８２に基づいて次式の演算を行えば、とな
シ、温度係数αとβの項を除去できる。すなわち、周囲
温度の変化による影響を受けることなく、被測定圧ＰＭ
を表わす信号を得ることができる。
ｏσθＳ＋πｔｏσｒｓ＝に４Ｆ（８）よって、ゲージ
抵抗２１．２２．２５．２４の抵抗値ＲＭ１１”Ｍ２’
Ｒ８１１Ｒ８２に基づいて次式の演算を行えば、とな
シ、温度係数αとβの項を除去できる。すなわち、周囲
温度の変化による影響を受けることなく、被測定圧ＰＭ
を表わす信号を得ることができる。
また、単結晶半導体基板１０と基台３０との接合で生ず
る残留応力などの外乱力については、通常基板１０の厚
さや接合幅を大きくしてその影響を小さくしている。さ
らに外乱力による応力がゲージ抵抗２１．２２．２５．
２４に作用しても、ゲージ抵抗２１と２２およびゲージ
抵抗２３と２４にそれぞれ同じように作用し、これに基
づく抵抗値変化はそれぞれ等しいので、その影響は（９
）式の演算を行うことＫよシ打ち消すことができる。
る残留応力などの外乱力については、通常基板１０の厚
さや接合幅を大きくしてその影響を小さくしている。さ
らに外乱力による応力がゲージ抵抗２１．２２．２５．
２４に作用しても、ゲージ抵抗２１と２２およびゲージ
抵抗２３と２４にそれぞれ同じように作用し、これに基
づく抵抗値変化はそれぞれ等しいので、その影響は（９
）式の演算を行うことＫよシ打ち消すことができる。
第４図は本発明圧力上ンサに用いる信号処理回路の一例
を示す接続図である。第４図の信号処理回路４０におい
て、４１ｍ 、 ４１ｂ 、 ４１ｅ 、 ４１ｄは各
々センサアンプで、センサアンプ４１ｍの帰還回路にゲ
ージ抵抗２１が、センサアンプ４．１ｂの帰還回路にゲ
ージ抵抗２２が、センサアンプ４１ｅの帰還回路にゲー
ジ抵抗２３が、センサアンプ４１ｄの帰還回路にゲージ
抵抗２４がそれぞれ接続されている。４２は誤差増幅器
で、その出力ＥＣが抵抗値の等しい抵抗４５ｍ 、４５
ｂ 、 ４３ｃ 、 ４５ｄをそれぞれ介してセンサア
ンプ４１ａ 、 ４１ｂ 、 ４１ｃ 、 ４１ｄの入
力に加えられている。４４ 、４５は各々減算回路であ
る。減算回路である。減算回路４４は演算増幅器４４＆
と抵抗値の等しい４個の演算抵抗４４ｂ 、 ４４ｅ
、 ４４ｄ 、 ４４・からなり、センサアンプ４１ｅ
の出力′Ｅｓ、とセンサアンプ４１ｄの出力Ｅ との差
（”８１−”８２ ）を演算２ して、誤差増幅器４２の入力端子（−）に抵抗４２ｍを
介して加える。減算回路４５は演算増幅器４５ａと抵抗
値の等しい４個の演算抵抗４５ｂ 、 ４５ｃ 、 ４
５ｄ 。
を示す接続図である。第４図の信号処理回路４０におい
て、４１ｍ 、 ４１ｂ 、 ４１ｅ 、 ４１ｄは各
々センサアンプで、センサアンプ４１ｍの帰還回路にゲ
ージ抵抗２１が、センサアンプ４．１ｂの帰還回路にゲ
ージ抵抗２２が、センサアンプ４１ｅの帰還回路にゲー
ジ抵抗２３が、センサアンプ４１ｄの帰還回路にゲージ
抵抗２４がそれぞれ接続されている。４２は誤差増幅器
で、その出力ＥＣが抵抗値の等しい抵抗４５ｍ 、４５
ｂ 、 ４３ｃ 、 ４５ｄをそれぞれ介してセンサア
ンプ４１ａ 、 ４１ｂ 、 ４１ｃ 、 ４１ｄの入
力に加えられている。４４ 、４５は各々減算回路であ
る。減算回路である。減算回路４４は演算増幅器４４＆
と抵抗値の等しい４個の演算抵抗４４ｂ 、 ４４ｅ
、 ４４ｄ 、 ４４・からなり、センサアンプ４１ｅ
の出力′Ｅｓ、とセンサアンプ４１ｄの出力Ｅ との差
（”８１−”８２ ）を演算２ して、誤差増幅器４２の入力端子（−）に抵抗４２ｍを
介して加える。減算回路４５は演算増幅器４５ａと抵抗
値の等しい４個の演算抵抗４５ｂ 、 ４５ｃ 、 ４
５ｄ 。
４５ｅトからなシ、センサアンプ４１ａの出力ＥＭ１と
センサアンプ４１ｂの出力ＥＭ□との差（”Ｍｌ−ＦＪ
Ｍ２ ）を演算して、出力端子ＯＵＴに出力電圧Ｅ。と
じて与える・４６は基準電圧源で、一定電圧ＥＲを誤差
増幅器４２０入力端子←）Ｋ与える。
センサアンプ４１ｂの出力ＥＭ□との差（”Ｍｌ−ＦＪ
Ｍ２ ）を演算して、出力端子ＯＵＴに出力電圧Ｅ。と
じて与える・４６は基準電圧源で、一定電圧ＥＲを誤差
増幅器４２０入力端子←）Ｋ与える。
このような構成の信号処理回路４０１Ｃおいては、抵抗
４３ｍ 、 ４３ｂ 、 ４Ｓｃ 、 ４３ｄの抵抗値
を等しく選び、その値をＲ６とすると各センサアンプ４
１ａ。
４３ｍ 、 ４３ｂ 、 ４Ｓｃ 、 ４３ｄの抵抗値
を等しく選び、その値をＲ６とすると各センサアンプ４
１ａ。
４１ｂ 、 ４１ｅ 、 ４１ｄの出力ＥＭ１＃ ８Ｍ
２１ Ｒ８１１”８２はそれぞれ次式で与えられる。
２１ Ｒ８１１”８２はそれぞれ次式で与えられる。
そして、誤差増幅器４２により減算回路４４の出力（Ｒ
８，−Ｅ８□）が基準電圧ＥＲと等しくなるように１セ
ンサアンプ４１ａ〜４１ｄの入力電圧ＥＣが制御される
ので、次式の関係が成立する。
８，−Ｅ８□）が基準電圧ＥＲと等しくなるように１セ
ンサアンプ４１ａ〜４１ｄの入力電圧ＥＣが制御される
ので、次式の関係が成立する。
よって、減算回路４５の出力端に得られみ出力電圧Ｅｏ
は、 とな！＋ 、（９）式の演算を実行でき、周囲温度の変
化の影響を受けることなく、被測定圧ＰＭを表わす信号
電圧Ｅ。を得ることができる。なお信号処理回路として
は、各ゲージ抵抗２１ 、２２．２３．２４に一定電流
を流し、各ゲージ抵抗の電圧降下をそれぞれｈ１０変換
器でディジタル量に変換後マイクロコンピュータで、（
９）式に相当するディジタル演算を行う等積々の構成の
ものを用いることができる。さらに信号処理回路４０を
単結晶半導体基板１０上に形成すれば、Ｓ／Ｎ向上、小
形化を図ることができる。
は、 とな！＋ 、（９）式の演算を実行でき、周囲温度の変
化の影響を受けることなく、被測定圧ＰＭを表わす信号
電圧Ｅ。を得ることができる。なお信号処理回路として
は、各ゲージ抵抗２１ 、２２．２３．２４に一定電流
を流し、各ゲージ抵抗の電圧降下をそれぞれｈ１０変換
器でディジタル量に変換後マイクロコンピュータで、（
９）式に相当するディジタル演算を行う等積々の構成の
ものを用いることができる。さらに信号処理回路４０を
単結晶半導体基板１０上に形成すれば、Ｓ／Ｎ向上、小
形化を図ることができる。
なお、外乱力による各ゲージ抵抗２１〜２４の抵抗値変
化が等しい場合には、ゲージ抵抗２２およびゲージ抵抗
２４のいずれか一方を省略して次式によシ被測定圧ＰＭ
を算出するようにしてもよい。
化が等しい場合には、ゲージ抵抗２２およびゲージ抵抗
２４のいずれか一方を省略して次式によシ被測定圧ＰＭ
を算出するようにしてもよい。
また固定部１３にゲージ抵抗２５を設ければ、ゲージ抵
抗２５には被測定圧ＰＭに基づく応力および基準応力が
作用せず、その抵抗値Ｒ２は、 Ｒ２＝Ｒｏ（１＋αｔ） で与えられるので、次式により被測定圧ＰＭを算出する
ことができる。
抗２５には被測定圧ＰＭに基づく応力および基準応力が
作用せず、その抵抗値Ｒ２は、 Ｒ２＝Ｒｏ（１＋αｔ） で与えられるので、次式により被測定圧ＰＭを算出する
ことができる。
なお上述では、単結晶半導体基板１０１Ｃ等方性エツチ
ングで円形の受圧ダイヤスラムおよび補償用ダイヤフラ
ムを形成する場合を例示したが、異方性エツチングによ
り矩形の受圧ダイヤフラムおよび補償用ダイヤプラムを
形成してもよい。仁の場合１アンダーカツト１を生かし
て、棒状の突起部１２ａの先端に第５図に示すように５
１０２の板１２ｂを形成すれば、突起部１２ａが曲がる
ことなく基台３０に接触できる。なお突起部１２ａは必
要に応じて基台５０１Ｃ固定部１３とともに接合するよ
うにしてもよい。またゲージ抵抗２１．２２（２５，２
４）として第６図に示すように一体的に形成したものを
用いれば、より特性を揃えることができ補償精度を上げ
得る。
ングで円形の受圧ダイヤスラムおよび補償用ダイヤフラ
ムを形成する場合を例示したが、異方性エツチングによ
り矩形の受圧ダイヤフラムおよび補償用ダイヤプラムを
形成してもよい。仁の場合１アンダーカツト１を生かし
て、棒状の突起部１２ａの先端に第５図に示すように５
１０２の板１２ｂを形成すれば、突起部１２ａが曲がる
ことなく基台３０に接触できる。なお突起部１２ａは必
要に応じて基台５０１Ｃ固定部１３とともに接合するよ
うにしてもよい。またゲージ抵抗２１．２２（２５，２
４）として第６図に示すように一体的に形成したものを
用いれば、より特性を揃えることができ補償精度を上げ
得る。
さらにゲージ抵抗２１ （２３）と２２ （２４）とを
被測定圧ＰＭ（一定変位δによる力Ｆ）に基づく応力が
差動的に変化する受圧ダイヤフラム（補償用ダイヤスラ
ム）の２点に別々に設ける場合には、必らずしも直交さ
せる必要はない。
被測定圧ＰＭ（一定変位δによる力Ｆ）に基づく応力が
差動的に変化する受圧ダイヤフラム（補償用ダイヤスラ
ム）の２点に別々に設ける場合には、必らずしも直交さ
せる必要はない。
できる圧力センサが得られる。
第１図は本発明圧力センサの一実施例を示す斜視図、第
２図はその断面図、第３図は本発明圧力センサの要部の
断面図、第４図は本発明圧力センサに用いる信号処理回
路の一実施例を示す接続図、第５図は本発明圧力センサ
の他の実施例の断面図、第６図は本発明圧力センサに用
いるゲージ抵抗の一例を示す平面図である。 １０・・・単結晶半導体基板、１１・・・受圧ダイヤフ
ラム、１２・・・補償用ダイヤフラム、１２ａ・・・突
起部、１３・・・固定部、２４ 、２２．２＆、 ２４
．２５・・・ゲージ抵抗、３０・・・基台、４０・・・
信号処理回路。
２図はその断面図、第３図は本発明圧力センサの要部の
断面図、第４図は本発明圧力センサに用いる信号処理回
路の一実施例を示す接続図、第５図は本発明圧力センサ
の他の実施例の断面図、第６図は本発明圧力センサに用
いるゲージ抵抗の一例を示す平面図である。 １０・・・単結晶半導体基板、１１・・・受圧ダイヤフ
ラム、１２・・・補償用ダイヤフラム、１２ａ・・・突
起部、１３・・・固定部、２４ 、２２．２＆、 ２４
．２５・・・ゲージ抵抗、３０・・・基台、４０・・・
信号処理回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （リ 単結晶半導体基板に受圧ダイヤフラム七ともに中
心に棒状の突起部を有する補償用ダイヤフラムを形成し
１、この補償用ダイヤフラムの中心に前記突起部によシ
一定変位を与えて前記単結晶半導体基板を基台に固定す
るとともに、前記両ダイヤフラムにそれぞれゲージ抵抗
を設け、これらゲージ抵抗の抵抗値に基づいて前記受圧
ダイヤフラムに作用する被測定圧を算出することを特徴
とする圧力センサ。 （２） 受圧ダイヤフラムと補償用ダイヤフラムおよび
固定部にそれぞれゲージ抵抗を設け、これらゲージ抵抗
の抵抗値に基づいて前記受圧ダイヤフラムに作用する被
測定圧を算出することを特徴とする特許請求の範８第１
′ｇｉ記載の圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5877284A JPS60201229A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5877284A JPS60201229A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60201229A true JPS60201229A (ja) | 1985-10-11 |
| JPH0542610B2 JPH0542610B2 (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=13093836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5877284A Granted JPS60201229A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60201229A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0476959A (ja) * | 1990-07-19 | 1992-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体圧力センサの製造方法 |
| JPH0476956A (ja) * | 1990-07-19 | 1992-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体加速度センサの製造方法 |
| JP2011220935A (ja) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Yamatake Corp | 圧力センサ |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55106331A (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-15 | Hitachi Ltd | Pressure sensor of semiconductor strain gauge |
| JPS5737235A (en) * | 1980-08-19 | 1982-03-01 | Omron Tateisi Electronics Co | Semiconductor pressure-sensitive device |
| JPS5782730A (en) * | 1980-11-10 | 1982-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Pressure sensor |
| JPS5826237A (ja) * | 1981-08-07 | 1983-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | 圧力センサ |
-
1984
- 1984-03-27 JP JP5877284A patent/JPS60201229A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55106331A (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-15 | Hitachi Ltd | Pressure sensor of semiconductor strain gauge |
| JPS5737235A (en) * | 1980-08-19 | 1982-03-01 | Omron Tateisi Electronics Co | Semiconductor pressure-sensitive device |
| JPS5782730A (en) * | 1980-11-10 | 1982-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Pressure sensor |
| JPS5826237A (ja) * | 1981-08-07 | 1983-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | 圧力センサ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0476959A (ja) * | 1990-07-19 | 1992-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体圧力センサの製造方法 |
| JPH0476956A (ja) * | 1990-07-19 | 1992-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体加速度センサの製造方法 |
| JP2011220935A (ja) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Yamatake Corp | 圧力センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0542610B2 (ja) | 1993-06-29 |
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