JPH0712658A - 珪素からなる組合せセンサ - Google Patents
珪素からなる組合せセンサInfo
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- JPH0712658A JPH0712658A JP3825193A JP3825193A JPH0712658A JP H0712658 A JPH0712658 A JP H0712658A JP 3825193 A JP3825193 A JP 3825193A JP 3825193 A JP3825193 A JP 3825193A JP H0712658 A JPH0712658 A JP H0712658A
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 種々にドーピングされた熱膨張係数により、
熱による最小の歪および応力だけを生じる、珪素からな
る組合せセンサ。 【構成】 センサの変形領域および変形領域中の抵抗素
子が、専ら種々にドーピングされた珪素からなる。
熱による最小の歪および応力だけを生じる、珪素からな
る組合せセンサ。 【構成】 センサの変形領域および変形領域中の抵抗素
子が、専ら種々にドーピングされた珪素からなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも１つの変形
領域（１、２）および変形領域（１、２）中にある少な
くとも１つの抵抗素子（３〜７）を備える珪素からなる
組合せセンサに関する。
領域（１、２）および変形領域（１、２）中にある少な
くとも１つの抵抗素子（３〜７）を備える珪素からなる
組合せセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】珪素からなる組合せセンサは既に公知で
あり（Ｗｏｎｇ他、ＩＥＥＥ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔ
ｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、Ｔｒａｎｓｄｕｃｅ
ｒｓ８５、第２６〜２９頁）、該組合せセンサは、変形
領域および変形領域中にあるｎ−ドーピングされたＳｉ
層で覆われているようなｐ−ドーピングされた珪素から
なる抵抗素子を備える。しかしながら、前記センサは、
変形領域中に、付加的に酸化珪素からなる保護層を備え
ている。
あり（Ｗｏｎｇ他、ＩＥＥＥ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔ
ｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ、Ｔｒａｎｓｄｕｃｅ
ｒｓ８５、第２６〜２９頁）、該組合せセンサは、変形
領域および変形領域中にあるｎ−ドーピングされたＳｉ
層で覆われているようなｐ−ドーピングされた珪素から
なる抵抗素子を備える。しかしながら、前記センサは、
変形領域中に、付加的に酸化珪素からなる保護層を備え
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明には、前記によ
る課題が課された。
る課題が課された。
【０００４】
【課題を解決するための手段】従来技術とは異なり、独
立請求項の特徴部に記載された本発明によるセンサは、
変形領域が専ら種々にドーピングされた珪素からなると
いう利点により前記課題を解決する。それというのも、
種々にドーピングされた珪素の熱膨張係数は、ごく僅か
にしか異ならないので、また、熱による最小の歪および
応力だけを生じるからである。従って、この種のセンサ
の精度は、本質的に、種々の物質から構成されているセ
ンサの場合よりも良好である。
立請求項の特徴部に記載された本発明によるセンサは、
変形領域が専ら種々にドーピングされた珪素からなると
いう利点により前記課題を解決する。それというのも、
種々にドーピングされた珪素の熱膨張係数は、ごく僅か
にしか異ならないので、また、熱による最小の歪および
応力だけを生じるからである。従って、この種のセンサ
の精度は、本質的に、種々の物質から構成されているセ
ンサの場合よりも良好である。
【０００５】従属請求項に記載された手段によって、独
立請求項に記載されたセンサの有利な他の構成および改
善は、可能である。抵抗素子を外の影響から遮断し、か
つ表面に向かって絶縁するために、抵抗素子は、第２の
導電タイプの層の下にある。抵抗素子は、強力にドーピ
ングされた珪素からなる導電路によってかまたは抵抗素
子が変形領域の上に拡がっている限り、金属性の導電帯
によっても接触することができる。センサの感度は、変
形領域が曲げ舌状部（Ｂｉｅｇｅｚｕｎｇｅ）または膜
として構成されている場合には向上する。変形領域で複
数の抵抗素子を使用することによって、センサの特性曲
線は、例えば、４個の抵抗素子を橋状回路中で使用する
ことによって改善することができる。このセンサの製造
の際には、ｐ−導電並びにｎ−導電ウェーハから出発す
ることができる。
立請求項に記載されたセンサの有利な他の構成および改
善は、可能である。抵抗素子を外の影響から遮断し、か
つ表面に向かって絶縁するために、抵抗素子は、第２の
導電タイプの層の下にある。抵抗素子は、強力にドーピ
ングされた珪素からなる導電路によってかまたは抵抗素
子が変形領域の上に拡がっている限り、金属性の導電帯
によっても接触することができる。センサの感度は、変
形領域が曲げ舌状部（Ｂｉｅｇｅｚｕｎｇｅ）または膜
として構成されている場合には向上する。変形領域で複
数の抵抗素子を使用することによって、センサの特性曲
線は、例えば、４個の抵抗素子を橋状回路中で使用する
ことによって改善することができる。このセンサの製造
の際には、ｐ−導電並びにｎ−導電ウェーハから出発す
ることができる。
【０００６】次に、本発明の実施例を、図面につき記載
し、かつ詳説する。
し、かつ詳説する。
【０００７】
【実施例】図１は、加速センサを通る縦断面図であり、
この場合、地震物質（ｓｅｉｓｍｉｓｃｈｅ Ｍａｓｓ
ｅ）２０は、曲げ舌状部として記載されている変形領域
１によって堅固に固定された対向支承部２１に懸吊され
ている。前記の構造が加速される場合には、前記地震物
質は傾斜し、変形領域１は曲がる。
この場合、地震物質（ｓｅｉｓｍｉｓｃｈｅ Ｍａｓｓ
ｅ）２０は、曲げ舌状部として記載されている変形領域
１によって堅固に固定された対向支承部２１に懸吊され
ている。前記の構造が加速される場合には、前記地震物
質は傾斜し、変形領域１は曲がる。
【０００８】堅固に固定された対向支承部２１の近くに
は、変形領域１中の長手の抵抗素子３が存在している。
この抵抗素子３は、層８の下に存在し、かつ２つの導電
路９によって接触されている。更に、対向支承部２１上
には、金属接点２２が存在し、この金属接点は、導電路
９への直接接点を有する。構造を持たされた絶縁層２３
の使用によって、金属接点２２と対向支承部２１もしく
は層８との間の電気的接触は、阻止される。
は、変形領域１中の長手の抵抗素子３が存在している。
この抵抗素子３は、層８の下に存在し、かつ２つの導電
路９によって接触されている。更に、対向支承部２１上
には、金属接点２２が存在し、この金属接点は、導電路
９への直接接点を有する。構造を持たされた絶縁層２３
の使用によって、金属接点２２と対向支承部２１もしく
は層８との間の電気的接触は、阻止される。
【０００９】図２には、図１による加速センサが平面図
で記載されている。図１に記載の前記構造を通る縦断面
図は、直線Ｉ〜Ｉに沿って生じるものである。前記抵抗
素子３は、導電路９および対向支承部２１上に対向配置
された金属接点２２によって、抵抗素子３の電気抵抗が
測定できるように接触することができる。この場合、前
記金属接点２２は、外部の接続線の接続に使用されてい
る。更に、図２には、層８の位置が記入されている。
で記載されている。図１に記載の前記構造を通る縦断面
図は、直線Ｉ〜Ｉに沿って生じるものである。前記抵抗
素子３は、導電路９および対向支承部２１上に対向配置
された金属接点２２によって、抵抗素子３の電気抵抗が
測定できるように接触することができる。この場合、前
記金属接点２２は、外部の接続線の接続に使用されてい
る。更に、図２には、層８の位置が記入されている。
【００１０】抵抗素子の変形１によって、単結晶性珪素
のピエゾ効果に基づいて、抵抗素子３の抵抗は変化す
る。前記の抵抗の変化に基づいて、変形領域１の変形、
ひいては付帯する加速を推し量ることができる。
のピエゾ効果に基づいて、抵抗素子３の抵抗は変化す
る。前記の抵抗の変化に基づいて、変形領域１の変形、
ひいては付帯する加速を推し量ることができる。
【００１１】導電路９、抵抗素子３、層８、地震物質２
０、枠２１および変形領域１の下方領域は、珪素からな
る。さて、次の記載の場合には、本明細書で示されたセ
ンサがｎ−ドーピングされた珪素ウェーハの加工によっ
て製造されたことから出発する。しかしながら、当量的
な方法の場合には、ｐ−ドーピングされた珪素ウェーハ
からの製造も可能である。ｎ−ドーピングされた珪素ウ
ェーハの表面の中に、導電路９を形成する強力なｐ−ド
ーピングが導入される。更に、弱いｐ−ドーピングが導
入されて、これによって、抵抗素子３が形成される。こ
の場合、層８がウェーハのｎ−物質との電気的接触を有
するように、層８が配置されることが重要である。地震
物質、変形領域１および枠２１の製造のためのパターン
化法は、当業者に公知である。本明細書で示された構造
の場合には、変形領域１が誘電性の絶縁層２３によって
覆われていないことが特に重要である。この種の誘電性
の絶縁層２３は、通常、酸化珪素または窒化珪素からな
る。この２つの物質は、珪素の熱膨張率の約１０乗だけ
異なる熱膨張係数を有する。変形領域１の表面が、この
種の絶縁層で覆われている場合には、いわゆるバイメタ
ル効果に基づいて、温度の変化による変形領域の変形を
生じることになる。種々のドーピングされた珪素の熱膨
張率は、ごく僅かにしか異ならないので、加速センサの
本明細書で示された形状の場合には、センサの特性曲線
の熱的に制限された流動は、減少する。導電路９および
抵抗素子３の絶縁は、上記のｎ−ドーピングされた層８
およびこの層によって生じるｐｎ接合によって行われ
る。変形領域のこれ以上の絶縁は、不用である。
０、枠２１および変形領域１の下方領域は、珪素からな
る。さて、次の記載の場合には、本明細書で示されたセ
ンサがｎ−ドーピングされた珪素ウェーハの加工によっ
て製造されたことから出発する。しかしながら、当量的
な方法の場合には、ｐ−ドーピングされた珪素ウェーハ
からの製造も可能である。ｎ−ドーピングされた珪素ウ
ェーハの表面の中に、導電路９を形成する強力なｐ−ド
ーピングが導入される。更に、弱いｐ−ドーピングが導
入されて、これによって、抵抗素子３が形成される。こ
の場合、層８がウェーハのｎ−物質との電気的接触を有
するように、層８が配置されることが重要である。地震
物質、変形領域１および枠２１の製造のためのパターン
化法は、当業者に公知である。本明細書で示された構造
の場合には、変形領域１が誘電性の絶縁層２３によって
覆われていないことが特に重要である。この種の誘電性
の絶縁層２３は、通常、酸化珪素または窒化珪素からな
る。この２つの物質は、珪素の熱膨張率の約１０乗だけ
異なる熱膨張係数を有する。変形領域１の表面が、この
種の絶縁層で覆われている場合には、いわゆるバイメタ
ル効果に基づいて、温度の変化による変形領域の変形を
生じることになる。種々のドーピングされた珪素の熱膨
張率は、ごく僅かにしか異ならないので、加速センサの
本明細書で示された形状の場合には、センサの特性曲線
の熱的に制限された流動は、減少する。導電路９および
抵抗素子３の絶縁は、上記のｎ−ドーピングされた層８
およびこの層によって生じるｐｎ接合によって行われ
る。変形領域のこれ以上の絶縁は、不用である。
【００１２】図３には、膜として形成された変形領域２
を備えたもう１つの実施例が示されている。このセンサ
は、加速センサとして並びに圧力センサとして使用する
ことができる。枠２４、変形領域２および地震物質２０
は、単結晶性の珪素からなる。更に、抵抗素子４〜７お
よび導電路９は、同様に珪素からなる。簡略化の理由か
ら、ｎ−層８は、記入されていない。全体の変形領域に
亘って同一の厚さを得るために、前記の層８は、この層
が膜の全部の領域を覆っているように対応配置されてい
る。抵抗素子７は、更に枠２４に及ぶように拡大されて
いる。前記の場合、抵抗素子７は、金属性の導電帯１０
によって接触されていてもよい。
を備えたもう１つの実施例が示されている。このセンサ
は、加速センサとして並びに圧力センサとして使用する
ことができる。枠２４、変形領域２および地震物質２０
は、単結晶性の珪素からなる。更に、抵抗素子４〜７お
よび導電路９は、同様に珪素からなる。簡略化の理由か
ら、ｎ−層８は、記入されていない。全体の変形領域に
亘って同一の厚さを得るために、前記の層８は、この層
が膜の全部の領域を覆っているように対応配置されてい
る。抵抗素子７は、更に枠２４に及ぶように拡大されて
いる。前記の場合、抵抗素子７は、金属性の導電帯１０
によって接触されていてもよい。
【００１３】複数の抵抗素子４、５、６、７の使用によ
って、センサの精度および出力信号を向上させることが
できる。このことは、例えば４個の抵抗素子４〜７を、
橋の中で一緒に構成し、その結果、電気抵抗の温度依存
が補償されることによって達成することができる。
って、センサの精度および出力信号を向上させることが
できる。このことは、例えば４個の抵抗素子４〜７を、
橋の中で一緒に構成し、その結果、電気抵抗の温度依存
が補償されることによって達成することができる。
【００１４】抵抗の変化は、圧力または引張り応力に応
じて種々の兆候を示すので、ホイートストンブリッジと
して、出力信号を向上させるように包囲させることがで
きる。
じて種々の兆候を示すので、ホイートストンブリッジと
して、出力信号を向上させるように包囲させることがで
きる。
【図１】曲げ舌状部を備えるセンサの形状を示す縦断面
図。
図。
【図２】図１によるセンサの形状を示す平面図。
【図３】膜を備えるセンサの形状を示す平面図。
１、２ 変形領域、 ３、４、５、６、７ 抵抗素子、
８ 第２の導電タイプの層、 ９ 導電路、 １０
導電帯、 ２０ 地震物質（ｓｅｉｓｍｉｓｃｈｅ Ｍ
ａｓｓｅ）、 ２１ 対向支承部、 ２２ 金属接点、
２３ 絶縁層、 ２４ 枠
８ 第２の導電タイプの層、 ９ 導電路、 １０
導電帯、 ２０ 地震物質（ｓｅｉｓｍｉｓｃｈｅ Ｍ
ａｓｓｅ）、 ２１ 対向支承部、 ２２ 金属接点、
２３ 絶縁層、 ２４ 枠
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルティン ヴィルマン ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン アー ヘナー シュトラーセ 146
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも１つの変形領域（１、２）お
よび変形領域（１、２）中にある少なくとも１つの抵抗
素子（３〜７）を備える珪素からなる組合せセンサにお
いて、該センサが変形領域（１、２）中で専ら種々にド
ーピングされた珪素からなることを特徴とする、珪素か
らなる組合せセンサ。 - 【請求項２】 抵抗素子（３〜７）が、第１の導電タイ
プを備え、かつ第２の導電タイプの層（８）の下にあ
る、請求項１に記載のセンサ。 - 【請求項３】 抵抗素子（３〜７）が、第１の導電タイ
プの強力にドーピングされた珪素からなる導電路（９）
によって接触されている、請求項１または２に記載のセ
ンサ。 - 【請求項４】 抵抗素子（３〜７）が、変形領域（１、
２）の上に拡がり、少なくとも１つの金属性の導電帯
（１０）によって接触されている、請求項１から３まで
のいずれか１項に記載のセンサ。 - 【請求項５】 変形領域（１、２）が、曲げ舌状部また
は膜として形成されている、請求項１から４までのいず
れか１項に記載のセンサ。 - 【請求項６】 複数の抵抗素子（４〜７）、有利に
（４）が、橋状回路中で使用されている、請求項１から
５までのいずれか１項に記載のセンサ。 - 【請求項７】 第１の導電タイプがｐ−導電であり、か
つ第２の導電タイプがｎ−導電である、請求項１から６
までのいずれか１項に記載のセンサ。 - 【請求項８】 第１の導電タイプがｎ−導電であり、か
つ第２の導電タイプがｐ−導電である、請求項１から６
までのいずれか１項に記載のセンサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19924206174 DE4206174C2 (de) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Integrierter Sensor aus Silizium |
| DE4206174.1 | 1992-02-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0712658A true JPH0712658A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=6452808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3825193A Pending JPH0712658A (ja) | 1992-02-28 | 1993-02-26 | 珪素からなる組合せセンサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712658A (ja) |
| CH (1) | CH687650A5 (ja) |
| DE (1) | DE4206174C2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6523456B1 (en) | 1999-07-05 | 2003-02-25 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Sliding members and piston for internal combustion engine |
| CN105938030A (zh) * | 2015-03-04 | 2016-09-14 | 精工爱普生株式会社 | 压力传感器、便携设备、电子设备以及移动体 |
| JPWO2014088020A1 (ja) * | 2012-12-06 | 2017-01-05 | 株式会社村田製作所 | ピエゾ抵抗型ｍｅｍｓセンサ |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997041632A1 (fr) * | 1996-04-26 | 1997-11-06 | The Nippon Signal Co., Ltd. | Actionneur electromagnetique et sa fabrication |
| JP4421511B2 (ja) * | 2005-05-30 | 2010-02-24 | 三菱電機株式会社 | 半導体圧力センサ |
| DE102005032635A1 (de) | 2005-07-13 | 2007-01-25 | Robert Bosch Gmbh | Mikromechanische Vorrichtung mit zwei Sensorstrukturen, Verfahren zur Herstellung einer mikromechanischen Vorrichtung |
| DE102023000211B3 (de) | 2023-01-25 | 2024-04-25 | Wieland-Werke Aktiengesellschaft | Widerstandsanordnung und Verfahren zur Bestimmung der Temperatur einer Widerstandsanordnung |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3772628A (en) * | 1972-05-30 | 1973-11-13 | Gen Electric | Integral silicon diaphragms for low pressure measurements |
| DE3543261A1 (de) * | 1985-12-06 | 1987-06-11 | Siemens Ag | Drucksensor |
| US4809536A (en) * | 1986-11-06 | 1989-03-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of adjusting bridge circuit of semiconductor pressure sensor |
| US4885621A (en) * | 1988-05-02 | 1989-12-05 | Delco Electronics Corporation | Monolithic pressure sensitive integrated circuit |
-
1992
- 1992-02-28 DE DE19924206174 patent/DE4206174C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-01-07 CH CH4293A patent/CH687650A5/de not_active IP Right Cessation
- 1993-02-26 JP JP3825193A patent/JPH0712658A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6523456B1 (en) | 1999-07-05 | 2003-02-25 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Sliding members and piston for internal combustion engine |
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| CN105938030A (zh) * | 2015-03-04 | 2016-09-14 | 精工爱普生株式会社 | 压力传感器、便携设备、电子设备以及移动体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH687650A5 (de) | 1997-01-15 |
| DE4206174C2 (de) | 1995-06-22 |
| DE4206174A1 (de) | 1993-09-02 |
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