JPS6029629A - 半導体容量形圧力センサ - Google Patents
半導体容量形圧力センサInfo
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- JPS6029629A JPS6029629A JP13694283A JP13694283A JPS6029629A JP S6029629 A JPS6029629 A JP S6029629A JP 13694283 A JP13694283 A JP 13694283A JP 13694283 A JP13694283 A JP 13694283A JP S6029629 A JPS6029629 A JP S6029629A
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- Japan
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- electrode
- layer
- epitaxial growth
- moving
- semiconductor
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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
- G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
- G01L9/0073—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a semiconductive diaphragm
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (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】
本発明は、圧力、差圧等の被測定量に応じて固定電極に
対する移動電極が変位し、この変位により電極間の静電
容量が変化するのを検出して圧力等を検出する半導体容
量膨圧力センサに関するものである。
対する移動電極が変位し、この変位により電極間の静電
容量が変化するのを検出して圧力等を検出する半導体容
量膨圧力センサに関するものである。
容量膨圧力センサにおいては、小型化をはかると感圧容
量の絶対値が、たとえば、５〜＋５ＰＦと小さくなる。
量の絶対値が、たとえば、５〜＋５ＰＦと小さくなる。
この場合、センサ部分に発生する浮遊容量の影響が問題
となり、通常においては、感圧容量よυ大きくなってし
まう。
となり、通常においては、感圧容量よυ大きくなってし
まう。
これ等の浮遊容量は、温度誤差、直紳性の劣下となって
特性に悪影響を及ぼす。
特性に悪影響を及ぼす。
第１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、第１図は平面図、第２図は側断面図
である。
例の構成説明図で、第１図は平面図、第２図は側断面図
である。
図において、１％Ｐ型シリコン単結晶の半導体基板であ
る。１１ は基板１に設けられ測定圧力ｐｍａ ａ が導入される圧力導入孔である◇２は基板１にＮａ ａ 型シリコン単結晶膜をエピタキシャル成長さ／暑たエピ
タキシャル成長層である。３は透明なノくイレ、クスガ
ラスよシなる絶縁カバーで、エピタキシャル成長層２に
陽極接続されている。３１ａは絶縁キャップ３の圧力導
入孔２に対向する位置に設けＢ ａ られた凹部である。４ は凹部３１ の表面にアルａ
ａ ミ材が蒸着されて形成された固定電極である。固定電極
４はエピタキシャル成長層２を移動電極とａ ａ して可変静電容量Ｃを構成する。５１ 、５２ はエピ
ｍ ａａ タキシャル成長層２より外部に引き出されたリード層で
ある。６１ 、６２ は、それぞれリード層５１ａ。
る。１１ は基板１に設けられ測定圧力ｐｍａ ａ が導入される圧力導入孔である◇２は基板１にＮａ ａ 型シリコン単結晶膜をエピタキシャル成長さ／暑たエピ
タキシャル成長層である。３は透明なノくイレ、クスガ
ラスよシなる絶縁カバーで、エピタキシャル成長層２に
陽極接続されている。３１ａは絶縁キャップ３の圧力導
入孔２に対向する位置に設けＢ ａ られた凹部である。４ は凹部３１ の表面にアルａ
ａ ミ材が蒸着されて形成された固定電極である。固定電極
４はエピタキシャル成長層２を移動電極とａ ａ して可変静電容量Ｃを構成する。５１ 、５２ はエピ
ｍ ａａ タキシャル成長層２より外部に引き出されたリード層で
ある。６１ 、６２ は、それぞれリード層５１ａ。
ａ ａ
５２ に接続された外部端子である。
以上の構成において、圧力導入孔１１ に導入された測
定圧Ｐの変化によって、エピタキシャル成長層２と固定
電極４との可変静電容量Ｃは変化すａ ａ ｍ る。この変化量を外部端子６１ 、６２ よシ出力する
ａ ａ ことにより、圧力を検出することができる。
定圧Ｐの変化によって、エピタキシャル成長層２と固定
電極４との可変静電容量Ｃは変化すａ ａ ｍ る。この変化量を外部端子６１ 、６２ よシ出力する
ａ ａ ことにより、圧力を検出することができる。
このようなものにおいては、エピタキシャル成長層２と
リード層５１．５２ との間に絶縁をとらなａ ａ ａ ければならないため、たとえば、エピタキシャル成長層
２をＮ型シリコン層とし、リード層５１ａ。
リード層５１．５２ との間に絶縁をとらなａ ａ ａ ければならないため、たとえば、エピタキシャル成長層
２をＮ型シリコン層とし、リード層５１ａ。
５２ をＰ型シリコン層とすることによりｐ−ｎ接合に
よる絶縁をはかつている。
よる絶縁をはかつている。
しかしながら、このようＫ ｐ−ｎ接合による絶縁を行
っても、固定電極４とエピタキシャル成長層２間の電極
間浮遊容量Ｃが存在し、この浮遊容量Ｃは、固定電極４
とエピタキシャル成長層２ａとでＢ ａ 構成される可変静電容量Ｃよりも大きく、かつ、この浮
遊容量Ｃは周囲温度の変化によって変化してしまう為、
正確な圧力の測定ができない。
っても、固定電極４とエピタキシャル成長層２間の電極
間浮遊容量Ｃが存在し、この浮遊容量Ｃは、固定電極４
とエピタキシャル成長層２ａとでＢ ａ 構成される可変静電容量Ｃよりも大きく、かつ、この浮
遊容量Ｃは周囲温度の変化によって変化してしまう為、
正確な圧力の測定ができない。
本発明の目的は、浮遊容量が小さく、周囲温度の変化の
影響が少い牛導体容量形圧力センサを提供するにある。
影響が少い牛導体容量形圧力センサを提供するにある。
この目的を達成するために、半導体基板によ・り構成さ
れるダイアフラムと、前記半導体基板にエピタキシャル
成長によって形成された移動電極層と、該移動電極層に
対向して設けられ該移動電極と可変静電容量を構成する
固定電極とを具備する半導体容量膨圧力センサにおいて
、前記移動電極層と前記半導体基板との間の浮遊容量が
小さくなるように前記移動電極層に不純物が拡散されて
形成され該移動電極層の前記固定電極に対向する所要部
分のみをリング状に囲み残された他の移動電極層から絶
縁しかつ囲まれた移動電極層のカード電極をもなす絶縁
層を具備したことを特徴とする半導体容量膨圧力センサ
を構成して、半導体基板と移動電極との間の浮遊容量を
小さくするようにして周囲温度の変化の影響を少くした
ものである。
れるダイアフラムと、前記半導体基板にエピタキシャル
成長によって形成された移動電極層と、該移動電極層に
対向して設けられ該移動電極と可変静電容量を構成する
固定電極とを具備する半導体容量膨圧力センサにおいて
、前記移動電極層と前記半導体基板との間の浮遊容量が
小さくなるように前記移動電極層に不純物が拡散されて
形成され該移動電極層の前記固定電極に対向する所要部
分のみをリング状に囲み残された他の移動電極層から絶
縁しかつ囲まれた移動電極層のカード電極をもなす絶縁
層を具備したことを特徴とする半導体容量膨圧力センサ
を構成して、半導体基板と移動電極との間の浮遊容量を
小さくするようにして周囲温度の変化の影響を少くした
ものである。
以下、本発明の実施例について説明する。
第３図、Ｍ４図は、本発明の一実施例の構成説明図で、
第３図は正面図、第４図は第３図のＡ−Ａ断面図である
。
第３図は正面図、第４図は第３図のＡ−Ａ断面図である
。
図において、１はＰ型シリコン単結晶の半導体基板であ
る。１１は基板１に設けられ測定圧力ｐが導入される圧
力導入孔で、基板１にダイアフラムを構成する。２は基
板１にＮ型シリコン単結晶膜をエピタキシャル成長させ
たエピタキシャル成長層で、移動電極層を構成する。５
は透明なパイレックスガツスよシなる絶縁カバーで、エ
ピタキシャル成長層２に陽極接続されている。２１はエ
ピタキシャル成長層の圧力導入孔１１に対向する位置に
設けられ、絶縁カバーｉと基準室２２を構成し、基準圧
力Ｐの導入される凹部である。３１は絶縁カッく−３の
、基準室２２に面する面に設けられた固定電極である。
る。１１は基板１に設けられ測定圧力ｐが導入される圧
力導入孔で、基板１にダイアフラムを構成する。２は基
板１にＮ型シリコン単結晶膜をエピタキシャル成長させ
たエピタキシャル成長層で、移動電極層を構成する。５
は透明なパイレックスガツスよシなる絶縁カバーで、エ
ピタキシャル成長層２に陽極接続されている。２１はエ
ピタキシャル成長層の圧力導入孔１１に対向する位置に
設けられ、絶縁カバーｉと基準室２２を構成し、基準圧
力Ｐの導入される凹部である。３１は絶縁カッく−３の
、基準室２２に面する面に設けられた固定電極である。
４３は、エピタキシャル層２の固定電極３１に面する面
にリング状に不純物が拡散されてＰ型半導体として形成
された絶縁層で、Ｎ型シリコン単結晶膜よυなる円板状
の移動電極４１と、移動電極４１と同心円状に設けられ
た比較電極４２とを囲むように形成されている。絶縁層
４３は、移動電極４１が固定電極３１に対応して必要最
小限であるようにして、移動電極４１と半導体基板１と
の間の浮遊容量Ｃが小さくなるように構成されている。
にリング状に不純物が拡散されてＰ型半導体として形成
された絶縁層で、Ｎ型シリコン単結晶膜よυなる円板状
の移動電極４１と、移動電極４１と同心円状に設けられ
た比較電極４２とを囲むように形成されている。絶縁層
４３は、移動電極４１が固定電極３１に対応して必要最
小限であるようにして、移動電極４１と半導体基板１と
の間の浮遊容量Ｃが小さくなるように構成されている。
而して、絶縁層４３はガード電極としても機能する。・
４１１１ ４２１は、それぞれ、移動電極４１、あるい
は、比較電極４２と半導体基板１との電気的抵抗を少く
するために設けられた埋込みｎ＋層である・５１．５２
はエピタキシャル成長層２に設けられＮ型半導体で構成
され、それぞれ、移動電極４１．比較電極４２に一端が
固定されたリードである０５３はエピタキシャル成長層
２に設けられ、Ｐ型半導体がらなυ、リード５１．５２
を絶縁すると共にリード５１．５２のガードの役目もす
るリードである。５４はエピタキシャル成長層２に設け
られ、Ｎ型半導体からなるリードで、アルミニウム材よ
シなる。＜ｑ−６を介して固定電極３１に一端が接続さ
れている。５５はエピタキシャル成長層２に設けられＰ
型半導体がらなシ、リード５４をエピタキシャル成長層
２がら絶縁する絶縁層である＠６１．６２．６３．６４
は１それぞれＡ リード５１．５２．５３．５４に接続
された外部端子である。
４１１１ ４２１は、それぞれ、移動電極４１、あるい
は、比較電極４２と半導体基板１との電気的抵抗を少く
するために設けられた埋込みｎ＋層である・５１．５２
はエピタキシャル成長層２に設けられＮ型半導体で構成
され、それぞれ、移動電極４１．比較電極４２に一端が
固定されたリードである０５３はエピタキシャル成長層
２に設けられ、Ｐ型半導体がらなυ、リード５１．５２
を絶縁すると共にリード５１．５２のガードの役目もす
るリードである。５４はエピタキシャル成長層２に設け
られ、Ｎ型半導体からなるリードで、アルミニウム材よ
シなる。＜ｑ−６を介して固定電極３１に一端が接続さ
れている。５５はエピタキシャル成長層２に設けられＰ
型半導体がらなシ、リード５４をエピタキシャル成長層
２がら絶縁する絶縁層である＠６１．６２．６３．６４
は１それぞれＡ リード５１．５２．５３．５４に接続
された外部端子である。
７１は固定電極３１に対向するエピタキシャル成長層２
に設けられ、移動電極４と固定電極３１との間の電極間
の誘電率とほぼ等しく、かつ絶縁性が高い誘電体膜で、
この場合は、約１０００ ’ｔ＋の厚さに管理された酸
化珪素膜（Ｓｉｎ２）が用いられている。７２゜導体基
板１の圧力導入孔１１が設けられている側に取付けられ
た、この場合はパイレックスガラスよりなる絶縁カバー
である。
に設けられ、移動電極４と固定電極３１との間の電極間
の誘電率とほぼ等しく、かつ絶縁性が高い誘電体膜で、
この場合は、約１０００ ’ｔ＋の厚さに管理された酸
化珪素膜（Ｓｉｎ２）が用いられている。７２゜導体基
板１の圧力導入孔１１が設けられている側に取付けられ
た、この場合はパイレックスガラスよりなる絶縁カバー
である。
以上の構成において、移動電極４１は、絶縁層４３によ
って、エピタキシャル成長層２の部分から絶縁シールド
されているので、移動電極４１と固定電極３１の間の電
界は電極面に垂直になシ、可変静電容量Ｃｍ以外の、電
極間浮遊容量Ｃ８を小さくすることができる。したがっ
て、周囲温度の変化の影響が少い半導体容量膨圧力セン
サを得ることができる。
って、エピタキシャル成長層２の部分から絶縁シールド
されているので、移動電極４１と固定電極３１の間の電
界は電極面に垂直になシ、可変静電容量Ｃｍ以外の、電
極間浮遊容量Ｃ８を小さくすることができる。したがっ
て、周囲温度の変化の影響が少い半導体容量膨圧力セン
サを得ることができる。
更に、凹部２１の表面には、移動電極４１と固定電極３
１との間の電極間の誘電率とほぼ等しく、かつ絶縁性が
高い誘電体膜７１が形成されているので、可変静電容量
電極としての機能を損わずに、固定電極３１と移動電極
４１間の直流抵抗に影響を受け、ないものが得られる。
１との間の電極間の誘電率とほぼ等しく、かつ絶縁性が
高い誘電体膜７１が形成されているので、可変静電容量
電極としての機能を損わずに、固定電極３１と移動電極
４１間の直流抵抗に影響を受け、ないものが得られる。
なお、本発明は、ガード電極４３を使用した、いわゆる
三端子構造の静電容量検出方式を採用したものである。
三端子構造の静電容量検出方式を採用したものである。
以上説明したように、本発明によれば、周囲温度の変化
の影響が少い半導体容量膨圧力センナを実現することが
できる。
の影響が少い半導体容量膨圧力センナを実現することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図、第２図は従来よシ一般に使用されている従来例
の構成説明図で、第１図は平面図、第２図は側断面図、
第３図、第４図は本発明の一実施例の構成説明図で、第
３図は正面図、第４図は第３図のＡ−Ａ断面図である。 １・・・半導体基板、１１・・・圧力導入孔、２・・・
エピタキシャル成長層、２１・・・凹部、２２・・・基
準室、３・・・絶縁カバー、３１・・・固定電極、４１
・・・移動電極、４１１ 。 ４２１・゛・ｎ層、４２・・°比較電極、４３・・・絶
縁層、５１，５２゜５３．５４・・・リード、５５・・
・絶縁層、６・・・パッド、６１〜６４・・・外部端子
、７１・・・誘電体膜、７２．７３ 、７４・・・保護
膜、８・・・絶縁カバー、Ｐ・・・測定圧、ｐ・・・基
準圧、ｍ Ｏ Ｃ・・・測定静電容量、Ｃ・・・浮遊容量。
の構成説明図で、第１図は平面図、第２図は側断面図、
第３図、第４図は本発明の一実施例の構成説明図で、第
３図は正面図、第４図は第３図のＡ−Ａ断面図である。 １・・・半導体基板、１１・・・圧力導入孔、２・・・
エピタキシャル成長層、２１・・・凹部、２２・・・基
準室、３・・・絶縁カバー、３１・・・固定電極、４１
・・・移動電極、４１１ 。 ４２１・゛・ｎ層、４２・・°比較電極、４３・・・絶
縁層、５１，５２゜５３．５４・・・リード、５５・・
・絶縁層、６・・・パッド、６１〜６４・・・外部端子
、７１・・・誘電体膜、７２．７３ 、７４・・・保護
膜、８・・・絶縁カバー、Ｐ・・・測定圧、ｐ・・・基
準圧、ｍ Ｏ Ｃ・・・測定静電容量、Ｃ・・・浮遊容量。
Claims (2)
- （１） 半導体基板と、該半導体基板にエピタキシャル
成長によって形成された移動電極層と、該移動電極層に
対向して設けられ該移動電極と可変静電容量を構成する
固定電極とを具備する半導体容量膨圧力センサにおいて
、前記移動電極層と前記半導体基板との間の浮遊容量が
小さくなるように前記移動電極層に不純物が拡散されて
形成され該移動電極層の前記固定電極に対向する所要部
分のみをリング状に囲み残された他の移動電極層から絶
縁しかつ囲まれた移動電極層のカード電極をもなす絶縁
層を具備したことを特徴とする半導体容量膨圧力センサ
。 - （２） 移動電極表面を固定電極との間の電極間の誘電
率と同様でかつ絶縁性の高い絶縁被覆で徨っだことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体容量膨圧力
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13694283A JPS6029629A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 半導体容量形圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13694283A JPS6029629A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 半導体容量形圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6029629A true JPS6029629A (ja) | 1985-02-15 |
| JPH0420131B2 JPH0420131B2 (ja) | 1992-03-31 |
Family
ID=15187132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13694283A Granted JPS6029629A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 半導体容量形圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6029629A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62156879A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-11 | Nec Corp | 半導体圧力検知装置の製造方法 |
| JPS645138U (ja) * | 1987-06-29 | 1989-01-12 | ||
| JPS6478830A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-24 | Nippon Samikon Kk | Composite of fiber-reinforced plastic and concrete or the like |
| JP2002531822A (ja) * | 1998-12-02 | 2002-09-24 | インペラ カーディオテヒニック アクチェンゲゼルシャフト | 圧力センサ |
| USRE40347E1 (en) | 1992-04-27 | 2008-06-03 | Denso Corporation | Acceleration sensor and process for the production thereof |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5187858B2 (ja) | 2009-01-22 | 2013-04-24 | 日本碍子株式会社 | 積層型インダクタ |
-
1983
- 1983-07-27 JP JP13694283A patent/JPS6029629A/ja active Granted
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62156879A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-11 | Nec Corp | 半導体圧力検知装置の製造方法 |
| JPS645138U (ja) * | 1987-06-29 | 1989-01-12 | ||
| JPS6478830A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-24 | Nippon Samikon Kk | Composite of fiber-reinforced plastic and concrete or the like |
| USRE40347E1 (en) | 1992-04-27 | 2008-06-03 | Denso Corporation | Acceleration sensor and process for the production thereof |
| USRE40561E1 (en) | 1992-04-27 | 2008-11-04 | Denso Corporation | Acceleration sensor and process for the production thereof |
| USRE41047E1 (en) | 1992-04-27 | 2009-12-22 | Denso Corporation | Acceleration sensor and process for the production thereof |
| USRE41213E1 (en) | 1992-04-27 | 2010-04-13 | Denso Corporation | Dynamic amount sensor and process for the production thereof |
| USRE42083E1 (en) | 1992-04-27 | 2011-02-01 | Denso Corporation | Acceleration sensor and process for the production thereof |
| JP2002531822A (ja) * | 1998-12-02 | 2002-09-24 | インペラ カーディオテヒニック アクチェンゲゼルシャフト | 圧力センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0420131B2 (ja) | 1992-03-31 |
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