JPS62252176A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPS62252176A JPS62252176A JP9537786A JP9537786A JPS62252176A JP S62252176 A JPS62252176 A JP S62252176A JP 9537786 A JP9537786 A JP 9537786A JP 9537786 A JP9537786 A JP 9537786A JP S62252176 A JPS62252176 A JP S62252176A
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- diaphragm
- pressure sensor
- pressure
- silicon
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- Pending
Links
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Landscapes
- 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】
産業上の利用分野
本発明は、半導体圧力センサ、とりわけ、絶対圧検出を
も可能にし、プラスチックパッケージへの高信頼マウン
トにも通した素子に関するものである。
も可能にし、プラスチックパッケージへの高信頼マウン
トにも通した素子に関するものである。
従来の技術
近年、自動車用や家電用など多分野において圧力センサ
の利用が盛んになって来た。その中でもピエゾ抵抗効果
を利用した半導体圧力センサは、その製造技術が著しく
進歩し、小型化、低価格化の要求とあいまって、活発に
利用され出している。
の利用が盛んになって来た。その中でもピエゾ抵抗効果
を利用した半導体圧力センサは、その製造技術が著しく
進歩し、小型化、低価格化の要求とあいまって、活発に
利用され出している。
従来の典型的な半導体圧力センサは、単結晶シリコンの
極薄ダイヤフラム中の拡散抵抗が利用されている。その
代表的な例を第２図と第３図の各断面図によって示す。
極薄ダイヤフラム中の拡散抵抗が利用されている。その
代表的な例を第２図と第３図の各断面図によって示す。
第２図は、Ｎ＋形シリコン１にＮ形エピタキシャル層２
およびシリコン酸化膜３、さらに、Ｎ形シリコン２中に
Ｐ形拡散抵抗領域４、これに接触するポンディングパッ
ド５およびダイヤフラム部６の直下に、常時真空部７を
有し、この真空部７がシリコン台８の封着によって、維
持されている。この結果、絶対圧センサである。加減圧
領域１ｏは拡散抵抗４を有するチップ表面側となってい
る。第３図は、チップ表面側が台座９によって固定され
、同台座９に設けられた穴の部分が加減圧領域１０とな
るタイプである。そして、このチップがプラスチックパ
ッケージヘマウントされるとゲージ圧センサとなる。た
だしチップ表面側は通常はパッケージに穴を設は大気圧
にしである。もしもこのチップがメタルパッケージ内に
マウントされ、真空封止されると絶対圧センサとなり得
る。
およびシリコン酸化膜３、さらに、Ｎ形シリコン２中に
Ｐ形拡散抵抗領域４、これに接触するポンディングパッ
ド５およびダイヤフラム部６の直下に、常時真空部７を
有し、この真空部７がシリコン台８の封着によって、維
持されている。この結果、絶対圧センサである。加減圧
領域１ｏは拡散抵抗４を有するチップ表面側となってい
る。第３図は、チップ表面側が台座９によって固定され
、同台座９に設けられた穴の部分が加減圧領域１０とな
るタイプである。そして、このチップがプラスチックパ
ッケージヘマウントされるとゲージ圧センサとなる。た
だしチップ表面側は通常はパッケージに穴を設は大気圧
にしである。もしもこのチップがメタルパッケージ内に
マウントされ、真空封止されると絶対圧センサとなり得
る。
発明が解決しようとする問題点
一般に上記半導体圧力センサは、天候による大気圧変動
があっても、高地においても使用できることが望ましい
。それゆえ、第１に大気圧の影響を受けない絶対圧セン
サであることが望まれる。
があっても、高地においても使用できることが望ましい
。それゆえ、第１に大気圧の影響を受けない絶対圧セン
サであることが望まれる。
そのうえ、第２に、低価格、第３に、加減圧領域１０の
ガスに対しても高信頼性でなければならない。
ガスに対しても高信頼性でなければならない。
本発明は、上述の第１．第２．第３の全ての要求を同時
に満す半導体圧力センサを提案するのがねらいである。
に満す半導体圧力センサを提案するのがねらいである。
まず、第２図の構造では、絶対圧センサという第１の条
件を満している。このチップはプラスチックパッケージ
にマウント可能なため、メタルパッケージにくらべれば
低価格であり、第２の条件をも満し得る。しかし加減圧
領域１０のガスがチップ表面側で接触するので、長時間
使用している間に、次第にガスがチップ表面を劣化させ
る恐れがある。また、チップ表面側にある拡散抵抗４の
表面やポンディングパッド５のアルミニウムなどに腐蝕
してしまう。その結果第３の条件は満されない。したが
って第２図の構造は十分でない。
件を満している。このチップはプラスチックパッケージ
にマウント可能なため、メタルパッケージにくらべれば
低価格であり、第２の条件をも満し得る。しかし加減圧
領域１０のガスがチップ表面側で接触するので、長時間
使用している間に、次第にガスがチップ表面を劣化させ
る恐れがある。また、チップ表面側にある拡散抵抗４の
表面やポンディングパッド５のアルミニウムなどに腐蝕
してしまう。その結果第３の条件は満されない。したが
って第２図の構造は十分でない。
次に、第３図の構造では、絶対圧センサにするため、メ
タルパッケージを採用すると、低価格という上記第２の
条件を満さない。一方、低価格なプラスチックパッケー
ジへの組立後においては、およそ１ｍｔｏｒｒより良い
真空度に保てない。それゆえ、第１の条件の絶対圧セン
サには適さない。
タルパッケージを採用すると、低価格という上記第２の
条件を満さない。一方、低価格なプラスチックパッケー
ジへの組立後においては、およそ１ｍｔｏｒｒより良い
真空度に保てない。それゆえ、第１の条件の絶対圧セン
サには適さない。
したがって、第３図の構造もやはり不十分である。
問題点を解決するための手段
本発明は、ピエゾ抵抗用拡散部と真空封止された感圧ダ
イヤフラム室を備えた第１チップと、ピエゾ抵抗用拡散
部と被測定圧力を導入できる感圧ダイヤフラム室を備え
た第２チップとを内蔵した半導体圧力センサである。
イヤフラム室を備えた第１チップと、ピエゾ抵抗用拡散
部と被測定圧力を導入できる感圧ダイヤフラム室を備え
た第２チップとを内蔵した半導体圧力センサである。
作用
この発明の構造にすると、まず真空部に接したダイヤフ
ラム部を有するので絶対圧検出が可能となる。それゆえ
、上記第１の条件は満される。次に、加減圧領域に接し
た別のダイヤフラムでは加減圧領域１０がダイヤフラム
の裏面に接している。それゆえ、加減圧領域１０のガス
に対して上記腐蝕の問題点はなくなり、よって、第３の
条件は満される。最後に、プラスチックパッケージを採
用するのも可能となる。それゆえ、第２の条件素材とし
てはＮ／Ｎ十形の単結晶シリコンが用いられた。低抵抗
Ｎ＋十形リコン基板ｌの上に、比抵抗２Ω・備、厚さ２
０μｍのＮ形エピタキシャルシリコン層２を有している
。次に、シリコンウェファの表面側にＰ形拡散抵抗層４
と低抵抗配線用の広い幅のＰ形拡散領域とを同時に形成
する。ここで第１図に相当する各ダイヤプラム部を有す
る両チップは同一シリコンウェファ内で隣り合せになる
よう設計しである。拡散抵抗層４は各チップ表面でブリ
ッジを形成する。なお、ブリッジは、真空部７と加減圧
領域１０とのすぐ上に後工程で作られる各々のダイヤフ
ラム部に作る。ついで、拡散抵抗層４のウェファ裏面側
を、丁度Ｎ形エピタキシャル層が残るようにエツチング
する。その結果、第１図のようなダイヤプラム部６が形
成される。一方、第２の単結晶シリコンウェファを用意
し、第１図のシリコン８となるよう穴を形成しておく。
ラム部を有するので絶対圧検出が可能となる。それゆえ
、上記第１の条件は満される。次に、加減圧領域に接し
た別のダイヤフラムでは加減圧領域１０がダイヤフラム
の裏面に接している。それゆえ、加減圧領域１０のガス
に対して上記腐蝕の問題点はなくなり、よって、第３の
条件は満される。最後に、プラスチックパッケージを採
用するのも可能となる。それゆえ、第２の条件素材とし
てはＮ／Ｎ十形の単結晶シリコンが用いられた。低抵抗
Ｎ＋十形リコン基板ｌの上に、比抵抗２Ω・備、厚さ２
０μｍのＮ形エピタキシャルシリコン層２を有している
。次に、シリコンウェファの表面側にＰ形拡散抵抗層４
と低抵抗配線用の広い幅のＰ形拡散領域とを同時に形成
する。ここで第１図に相当する各ダイヤプラム部を有す
る両チップは同一シリコンウェファ内で隣り合せになる
よう設計しである。拡散抵抗層４は各チップ表面でブリ
ッジを形成する。なお、ブリッジは、真空部７と加減圧
領域１０とのすぐ上に後工程で作られる各々のダイヤフ
ラム部に作る。ついで、拡散抵抗層４のウェファ裏面側
を、丁度Ｎ形エピタキシャル層が残るようにエツチング
する。その結果、第１図のようなダイヤプラム部６が形
成される。一方、第２の単結晶シリコンウェファを用意
し、第１図のシリコン８となるよう穴を形成しておく。
次に、上記ダイヤフラム部６を有する第１のウェファと
穴を有する第２のウェファをメタライズ貼付する。その
際、高真空中でメタライズ貼付する。それから、チップ
表面上にアルミニウム配線とポンディングパッド５を形
成する。その結果、第１図のように真空部７が貼付ウェ
ファ内にダイヤプラム部一つ飛びに形成される。また、
貼付ウェファの加減圧領域１０用穴も真空部７を間にお
いてダイヤフラム部７つ飛びに形成される。他方、別に
貫通孔を有する台ＩＩＥ９を用意する。台座９としては
シリコンと膨張係数の近い材質であるガラスを選んだ。
穴を有する第２のウェファをメタライズ貼付する。その
際、高真空中でメタライズ貼付する。それから、チップ
表面上にアルミニウム配線とポンディングパッド５を形
成する。その結果、第１図のように真空部７が貼付ウェ
ファ内にダイヤプラム部一つ飛びに形成される。また、
貼付ウェファの加減圧領域１０用穴も真空部７を間にお
いてダイヤフラム部７つ飛びに形成される。他方、別に
貫通孔を有する台ＩＩＥ９を用意する。台座９としては
シリコンと膨張係数の近い材質であるガラスを選んだ。
台座９をプラスチックパッケージにマウントする。貼付
ウェファダイシングした後、両チップを台座９の上にグ
イボンドする。その結果、断面構造は第１図のようにな
る。加減圧領域１０はダイヤフラム部へと貫通していな
ければならない。それから金線をワイヤボンドする。そ
れから、シリコンゲルをチップ表面に塗布する。その後
、貫通孔を有するプラスチック製もキャップをプラスチ
ックケースにキャッピングする。
ウェファダイシングした後、両チップを台座９の上にグ
イボンドする。その結果、断面構造は第１図のようにな
る。加減圧領域１０はダイヤフラム部へと貫通していな
ければならない。それから金線をワイヤボンドする。そ
れから、シリコンゲルをチップ表面に塗布する。その後
、貫通孔を有するプラスチック製もキャップをプラスチ
ックケースにキャッピングする。
なお、本発明は、他の回路を有するＩＣ構造への展開も
可能である。また、化合物半導体でも本発明と同様のこ
とが可能である。
可能である。また、化合物半導体でも本発明と同様のこ
とが可能である。
発明の効果
以上の実施例により、第１図の構造の半導体圧力センサ
が試作された。この構造は次の長所を有する。低価格タ
イプのプラスチックパッケージ採用である。それにもか
かわらず、高信頼性が実現されている。その上、ＩＣな
どを利用することにより絶対圧センサとして有用である
。さらに、この構造を採用したことにより、従来別途必
要であった大気圧検出用センサは不必要となる。
が試作された。この構造は次の長所を有する。低価格タ
イプのプラスチックパッケージ採用である。それにもか
かわらず、高信頼性が実現されている。その上、ＩＣな
どを利用することにより絶対圧センサとして有用である
。さらに、この構造を採用したことにより、従来別途必
要であった大気圧検出用センサは不必要となる。
以上のように、本発明の構造は極めて効果が多大である
。
。
第１図は本発明になる半導体圧力センサの略断面図、第
２図、第３図は従来各側の半導体圧力センサの略断面図
である。 １・・・・・・Ｎ＋形シリコン、２・・・・・・Ｎ形シ
リコン、３・・・・・・シリコン酸化膜、４・・・・・
・Ｐ形拡散抵抗、５・・・・・・ポンディングパッド、
６・・・・・・ダイヤフラム部、７・・・・・・真空部
、８・・・・・・シリコン、９・・・・・・台座、１０
・・・・・・加減圧領域。
２図、第３図は従来各側の半導体圧力センサの略断面図
である。 １・・・・・・Ｎ＋形シリコン、２・・・・・・Ｎ形シ
リコン、３・・・・・・シリコン酸化膜、４・・・・・
・Ｐ形拡散抵抗、５・・・・・・ポンディングパッド、
６・・・・・・ダイヤフラム部、７・・・・・・真空部
、８・・・・・・シリコン、９・・・・・・台座、１０
・・・・・・加減圧領域。
Claims (1)
- ピエゾ抵抗用拡散部と真空封止された感圧ダイヤフラ
ム室を備えた第１チップと、ピエゾ抵抗用拡散部と被測
定圧力を導入できる感圧ダイヤフラム室を備えた第２チ
ップとを内蔵した半導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9537786A JPS62252176A (ja) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9537786A JPS62252176A (ja) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62252176A true JPS62252176A (ja) | 1987-11-02 |
Family
ID=14135950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9537786A Pending JPS62252176A (ja) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62252176A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7107854B1 (en) | 2005-03-10 | 2006-09-19 | Motorola, Inc. | Media isolated absolute pressure sensor |
| CN102295262A (zh) * | 2010-06-23 | 2011-12-28 | 昆山双桥传感器测控技术有限公司 | 微型动态压阻压力传感器及其制造方法 |
-
1986
- 1986-04-24 JP JP9537786A patent/JPS62252176A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7107854B1 (en) | 2005-03-10 | 2006-09-19 | Motorola, Inc. | Media isolated absolute pressure sensor |
| CN102295262A (zh) * | 2010-06-23 | 2011-12-28 | 昆山双桥传感器测控技术有限公司 | 微型动态压阻压力传感器及其制造方法 |
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