JPH0961270A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPH0961270A JPH0961270A JP21359395A JP21359395A JPH0961270A JP H0961270 A JPH0961270 A JP H0961270A JP 21359395 A JP21359395 A JP 21359395A JP 21359395 A JP21359395 A JP 21359395A JP H0961270 A JPH0961270 A JP H0961270A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、圧力や温度変化によるセンサ信号の
ドリフトやヒステリシスを無くして安定でかつ圧力を高
精度に検出して信頼性を向上させる。 【解決手段】半導体基板２０及び各歪みセンサ２２、２
３上に、ＳｉＯ層２４、ＳｉＮ層２５、ＰＳＧ層２６及
びポリシリコン層２７の各層を互いに残留応力をキャン
セルする厚さに形成する。
ドリフトやヒステリシスを無くして安定でかつ圧力を高
精度に検出して信頼性を向上させる。 【解決手段】半導体基板２０及び各歪みセンサ２２、２
３上に、ＳｉＯ層２４、ＳｉＮ層２５、ＰＳＧ層２６及
びポリシリコン層２７の各層を互いに残留応力をキャン
セルする厚さに形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばシリコンな
どの単結晶半導体により形成した半導体圧力センサに関
する。
どの単結晶半導体により形成した半導体圧力センサに関
する。
【０００２】
【従来の技術】図４は半導体圧力センサの構成図であ
る。半導体基板１は、例えばシリコンなどの単結晶半導
体により成るもので、その一方の面側には空洞２が形成
されて薄膜シリコンダイアフラム（以下、ダイアフラム
と省略する）１ａを形成している。
る。半導体基板１は、例えばシリコンなどの単結晶半導
体により成るもので、その一方の面側には空洞２が形成
されて薄膜シリコンダイアフラム（以下、ダイアフラム
と省略する）１ａを形成している。
【０００３】このダイアフラム１の他方の面上には、所
定位置にそれぞれ各歪みセンサ（応力センサ）３、４が
形成されている。ダイアフラム１の他方の面上及び各歪
みセンサ３、４上には、酸化シリコン層（以下、ＳｉＯ
層と称する）５、チッ化シリコン層（ＳｉＮ層と称す
る）６及び絶縁層としてのリンガラス層（以下、ＰＳＧ
層と称する）７が積層され、さらにダイアフラム１と電
気的に接続されるポリシリコン層８と絶縁層のＰＳＧ層
９が積層されている。ただし、ＳｉＯ層５、ＳｉＮ層６
は、絶縁層として作用する。
定位置にそれぞれ各歪みセンサ（応力センサ）３、４が
形成されている。ダイアフラム１の他方の面上及び各歪
みセンサ３、４上には、酸化シリコン層（以下、ＳｉＯ
層と称する）５、チッ化シリコン層（ＳｉＮ層と称す
る）６及び絶縁層としてのリンガラス層（以下、ＰＳＧ
層と称する）７が積層され、さらにダイアフラム１と電
気的に接続されるポリシリコン層８と絶縁層のＰＳＧ層
９が積層されている。ただし、ＳｉＯ層５、ＳｉＮ層６
は、絶縁層として作用する。
【０００４】そして、ＰＳＧ層９の上には、電気的にブ
リッジを構成する配線や信号取出し用のパッド１０が形
成されている。なお、図４においては歪みセンサ３、４
は、個別に図示されているが実際には連結された回路で
あり、又歪みセンサ３には図示しない断面でパッドが接
続されている。
リッジを構成する配線や信号取出し用のパッド１０が形
成されている。なお、図４においては歪みセンサ３、４
は、個別に図示されているが実際には連結された回路で
あり、又歪みセンサ３には図示しない断面でパッドが接
続されている。
【０００５】このような構成であれば、例えばダイアフ
ラム１ａの両面に圧力Ｐが加わると、これらの圧力差に
応答する応力が各歪みセンサ３、４により検出され、こ
の応力をパッド１０及び図示されないパッドとの電圧変
化として検出するものとなっている。
ラム１ａの両面に圧力Ｐが加わると、これらの圧力差に
応答する応力が各歪みセンサ３、４により検出され、こ
の応力をパッド１０及び図示されないパッドとの電圧変
化として検出するものとなっている。
【０００６】しかしながら、上記半導体圧力センサは、
その製造工程においてＳｉＯ層５、ＳｉＮ層６、ポリシ
リコン層８及びＰＳＧ層７、９に残留応力を発生するた
め、圧力や温度変化によりダイアフラム１ａに歪みが加
わると、各層すなわちＳｉＯ層５、ＳｉＮ層６、ＰＳＧ
層７、ポリシリコン層８、ＰＳＧ層９の圧力差によりダ
イアフラム１ａが元の位置に戻るのに長時間を要した
り、さらにはダイアフラム１ａが元の位置に戻らない現
象、すなわちヒステリシスが発生する。
その製造工程においてＳｉＯ層５、ＳｉＮ層６、ポリシ
リコン層８及びＰＳＧ層７、９に残留応力を発生するた
め、圧力や温度変化によりダイアフラム１ａに歪みが加
わると、各層すなわちＳｉＯ層５、ＳｉＮ層６、ＰＳＧ
層７、ポリシリコン層８、ＰＳＧ層９の圧力差によりダ
イアフラム１ａが元の位置に戻るのに長時間を要した
り、さらにはダイアフラム１ａが元の位置に戻らない現
象、すなわちヒステリシスが発生する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のようにダイアフ
ラム１ａが元の位置に戻るのに長時間を要したり、ヒス
テリシス現象が発生すると、半導体圧力センサとしての
センサ信号は、ドリフト、ヒステリシスが生じて不安定
な信号となり、精度高く圧力を検出することが困難とな
る。
ラム１ａが元の位置に戻るのに長時間を要したり、ヒス
テリシス現象が発生すると、半導体圧力センサとしての
センサ信号は、ドリフト、ヒステリシスが生じて不安定
な信号となり、精度高く圧力を検出することが困難とな
る。
【０００８】そこで本発明は、圧力や温度変化によるセ
ンサ信号のドリフトやヒステリシスを無くして安定でか
つ圧力を高精度に検出ができる信頼性を向上させた半導
体圧力センサを提供することを目的とする。
ンサ信号のドリフトやヒステリシスを無くして安定でか
つ圧力を高精度に検出ができる信頼性を向上させた半導
体圧力センサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１によれば、一方
の面に空洞が形成された半導体材料により成るダイヤフ
ラムの他方の面に歪みセンサを形成し、かつこれらダイ
ヤフラムの他方の面及び歪みセンサ上に少なくとも導電
層及び歪みセンサの信号取出し部を形成した半導体圧力
センサにおいて、少なくともダイヤフラムの他方の面と
導電層との間に導電層の残留応力をキャンセルする残留
応力を持つ厚さの絶縁層、を形成して上記目的を達成し
ようとする半導体圧力センサである。
の面に空洞が形成された半導体材料により成るダイヤフ
ラムの他方の面に歪みセンサを形成し、かつこれらダイ
ヤフラムの他方の面及び歪みセンサ上に少なくとも導電
層及び歪みセンサの信号取出し部を形成した半導体圧力
センサにおいて、少なくともダイヤフラムの他方の面と
導電層との間に導電層の残留応力をキャンセルする残留
応力を持つ厚さの絶縁層、を形成して上記目的を達成し
ようとする半導体圧力センサである。
【００１０】このような半導体圧力センサであれば、ダ
イヤフラムの他方の面及びこの面上の歪みセンサ上に少
なくとも導電層及び歪みセンサの信号取出し部を形成
し、かつこれら導電層との間に導電層の残留応力をキャ
ンセルする残留応力を持つ絶縁層を形成することによ
り、各層の応力は互いにキャンセルされ、圧力や温度変
化によるセンサ信号のドリフトやヒステリシスを無くし
て安定にでき、圧力を高精度に検出ができる。
イヤフラムの他方の面及びこの面上の歪みセンサ上に少
なくとも導電層及び歪みセンサの信号取出し部を形成
し、かつこれら導電層との間に導電層の残留応力をキャ
ンセルする残留応力を持つ絶縁層を形成することによ
り、各層の応力は互いにキャンセルされ、圧力や温度変
化によるセンサ信号のドリフトやヒステリシスを無くし
て安定にでき、圧力を高精度に検出ができる。
【００１１】請求項２によれば、ダイヤフラムの他方の
面及び歪みセンサ上に、ＳｉＯ層及びＳｉＮ層を介して
絶縁層、導電層を積層し、かつこれらＳｉＯ層、ＳｉＮ
層、絶縁層及び導電層は、互いに残留応力をキャンセル
する厚さに形成した半導体圧力センサである。
面及び歪みセンサ上に、ＳｉＯ層及びＳｉＮ層を介して
絶縁層、導電層を積層し、かつこれらＳｉＯ層、ＳｉＮ
層、絶縁層及び導電層は、互いに残留応力をキャンセル
する厚さに形成した半導体圧力センサである。
【００１２】このような半導体圧力センサであれば、ダ
イヤフラムの他方の面及び歪みセンサ上に、ＳｉＯ層及
びＳｉＮ層を介して絶縁層、導電層を積層し、かつこれ
らＳｉＯ層、ＳｉＮ層、絶縁層及び導電層は、互いに残
留応力をキャンセルする厚さに形成することにより、こ
れら層の残留応力は互いにキャンセルされる。
イヤフラムの他方の面及び歪みセンサ上に、ＳｉＯ層及
びＳｉＮ層を介して絶縁層、導電層を積層し、かつこれ
らＳｉＯ層、ＳｉＮ層、絶縁層及び導電層は、互いに残
留応力をキャンセルする厚さに形成することにより、こ
れら層の残留応力は互いにキャンセルされる。
【００１３】請求項３によれば、ダイヤフラムの他方の
面及び歪みセンサ上に、ＳｉＯ層及びＳｉＮ層を介して
導電層、絶縁層を積層し、かつこれらＳｉＯ層、ＳｉＮ
層、導電層及び絶縁層は、互いに残留応力をキャンセル
する厚さに形成した半導体圧力センサである。
面及び歪みセンサ上に、ＳｉＯ層及びＳｉＮ層を介して
導電層、絶縁層を積層し、かつこれらＳｉＯ層、ＳｉＮ
層、導電層及び絶縁層は、互いに残留応力をキャンセル
する厚さに形成した半導体圧力センサである。
【００１４】このような半導体圧力センサであれば、ダ
イヤフラムの他方の面及び歪みセンサ上に、ＳｉＯ層及
びＳｉＮ層を介して導電層、絶縁層を積層し、かつこれ
らＳｉＯ層、ＳｉＮ層、導電層及び絶縁層は、互いに残
留応力をキャンセルする厚さに形成することにより、こ
れら層の残留応力は互いにキャンセルされる。
イヤフラムの他方の面及び歪みセンサ上に、ＳｉＯ層及
びＳｉＮ層を介して導電層、絶縁層を積層し、かつこれ
らＳｉＯ層、ＳｉＮ層、導電層及び絶縁層は、互いに残
留応力をキャンセルする厚さに形成することにより、こ
れら層の残留応力は互いにキャンセルされる。
【００１５】請求項４によれば、導電層を略２０００オ
ングストロームの厚さに形成し、かつ絶縁層を略５００
０オングストロームの厚さに形成した半導体圧力センサ
である。
ングストロームの厚さに形成し、かつ絶縁層を略５００
０オングストロームの厚さに形成した半導体圧力センサ
である。
【００１６】このような半導体圧力センサであれば、請
求項１〜３において導電層の厚さを略２０００オングス
トロームに形成し、かつ絶縁層の厚さを略５０００オン
グストロームに形成することにより、各層の残留応力は
互いにキャンセルされ、圧力や温度変化によるセンサ信
号のドリフトやヒステリシスを無くして安定にでき、圧
力を高精度に検出ができる。
求項１〜３において導電層の厚さを略２０００オングス
トロームに形成し、かつ絶縁層の厚さを略５０００オン
グストロームに形成することにより、各層の残留応力は
互いにキャンセルされ、圧力や温度変化によるセンサ信
号のドリフトやヒステリシスを無くして安定にでき、圧
力を高精度に検出ができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
について図面を参照して説明する。図１は半導体圧力セ
ンサの構成図である。半導体基板２０は、例えばシリコ
ンなどの単結晶半導体により成るもので、その一方の面
側には方形空洞２１が形成されて薄膜シリコンダイアフ
ラム（以下、ダイアフラムと省略する）２０ａを形成し
ている。
について図面を参照して説明する。図１は半導体圧力セ
ンサの構成図である。半導体基板２０は、例えばシリコ
ンなどの単結晶半導体により成るもので、その一方の面
側には方形空洞２１が形成されて薄膜シリコンダイアフ
ラム（以下、ダイアフラムと省略する）２０ａを形成し
ている。
【００１８】このダイアフラム２０ａの他方の面上に
は、所定位置にそれぞれ各歪みセンサ２２、２３が形成
されている。これら半導体基板２０の他方の面上及び各
歪みセンサ２２、２３上には、酸化シリコン層（以下、
ＳｉＯ層と称する）２４、チッ化シリコン層（ＳｉＮ層
と称する）２５及び絶縁層としてのリンガラス層（以
下、ＰＳＧ層と称する）２６が積層され、さらにダイア
フラム２０ａと電気的に接続される導電層としてのポリ
シリコン層２７と、絶縁層としてのＰＳＧ層（リンガラ
ス）２８が積層されている。なお、ＳｉＯ層２４及びＳ
ｉＮ層２５は、半導体形成時に必要とされ、共に絶縁層
として作用する。
は、所定位置にそれぞれ各歪みセンサ２２、２３が形成
されている。これら半導体基板２０の他方の面上及び各
歪みセンサ２２、２３上には、酸化シリコン層（以下、
ＳｉＯ層と称する）２４、チッ化シリコン層（ＳｉＮ層
と称する）２５及び絶縁層としてのリンガラス層（以
下、ＰＳＧ層と称する）２６が積層され、さらにダイア
フラム２０ａと電気的に接続される導電層としてのポリ
シリコン層２７と、絶縁層としてのＰＳＧ層（リンガラ
ス）２８が積層されている。なお、ＳｉＯ層２４及びＳ
ｉＮ層２５は、半導体形成時に必要とされ、共に絶縁層
として作用する。
【００１９】そして、ＰＳＧ層２９の上には、各歪みセ
ンサ２２、２３と接続され、かつ電気的にブリッジを構
成する配線や信号取出し用のパッド２９が形成されてい
る。なお、図１において歪みセンサ３、４は、個別に図
示されているが、実際には連結された回路であり、又歪
みセンサ２２は図示されないパッドが接続されている。
ンサ２２、２３と接続され、かつ電気的にブリッジを構
成する配線や信号取出し用のパッド２９が形成されてい
る。なお、図１において歪みセンサ３、４は、個別に図
示されているが、実際には連結された回路であり、又歪
みセンサ２２は図示されないパッドが接続されている。
【００２０】ここで、これらＳｉＯ層２４、ＳｉＮ層２
５、ＰＳＧ層２６及びポリシリコン層２７は、互いに残
留応力をキャンセルする厚さに形成されている。各層
（ＳｉＯ層２４、ＳｉＮ層２５、ＰＳＧ層２６及びポリ
シリコン層２７）の厚さは、以下のように決定される。
すなわち、半導体基板に単一層（ＳｉＯ層２４、ＳｉＮ
層２５、ＰＳＧ層２６又はポリシリコン層２７のいづれ
か１つ）を形成した場合の各層の残留応力は、次式(1)
により算出される。これより、各層の残留応力の合計が
零になるように各層の厚さＤｆを決定する。
５、ＰＳＧ層２６及びポリシリコン層２７は、互いに残
留応力をキャンセルする厚さに形成されている。各層
（ＳｉＯ層２４、ＳｉＮ層２５、ＰＳＧ層２６及びポリ
シリコン層２７）の厚さは、以下のように決定される。
すなわち、半導体基板に単一層（ＳｉＯ層２４、ＳｉＮ
層２５、ＰＳＧ層２６又はポリシリコン層２７のいづれ
か１つ）を形成した場合の各層の残留応力は、次式(1)
により算出される。これより、各層の残留応力の合計が
零になるように各層の厚さＤｆを決定する。
【００２１】 σ＝（４／３）・Ｅ／（１−υ） ×Ｄｓ・Ｈ／Ｄｆ・Ｄ2 (1) ただし、σは残留応力、Ｅは半導体基板のヤング率、υ
は半導体基板のポアソン比、Ｄｓは半導体基板の厚み、
Ｈは半導体基板に単一層を形成したとき場合の最大そり
量、Ｄｆは層の厚さ、Ｄは半導体基板の幅である。
は半導体基板のポアソン比、Ｄｓは半導体基板の厚み、
Ｈは半導体基板に単一層を形成したとき場合の最大そり
量、Ｄｆは層の厚さ、Ｄは半導体基板の幅である。
【００２２】具体的には、ＳｉＯ層２４は厚さ５００±
５０オングストローム、ＳｉＮ層２５は厚さ４００±５
０オングストローム、ＰＳＧ層２６は厚さ５０００±３
００オングストローム、及びポリシリコン層２７は厚さ
２０００±３００オングストロームに形成されている。
なお、ＳｉＯ層２４とＳｉＮ層２５の厚さは、半導体形
成時にほぼ固定されるため、ＰＳＧ層２６及びポリシリ
コン層２７の厚さを適切に決定している。
５０オングストローム、ＳｉＮ層２５は厚さ４００±５
０オングストローム、ＰＳＧ層２６は厚さ５０００±３
００オングストローム、及びポリシリコン層２７は厚さ
２０００±３００オングストロームに形成されている。
なお、ＳｉＯ層２４とＳｉＮ層２５の厚さは、半導体形
成時にほぼ固定されるため、ＰＳＧ層２６及びポリシリ
コン層２７の厚さを適切に決定している。
【００２３】なお、ＰＳＧ層２８は、その中央部が空洞
に形成されている。このような構成であれば、例えばダ
イアフラム２０ａの両面に圧力Ｐが加わると、これらの
圧力差に応答する残留応力が各歪みセンサ２２、２３に
より検出されるものとなる。
に形成されている。このような構成であれば、例えばダ
イアフラム２０ａの両面に圧力Ｐが加わると、これらの
圧力差に応答する残留応力が各歪みセンサ２２、２３に
より検出されるものとなる。
【００２４】又、圧力や温度変化によりダイアフラム２
０ａに歪みが加わっても、ＳｉＯ層２４、ＳｉＮ層２
５、ＰＳＧ層２６、ポリシリコン層２７の各層において
互いに残留応力はキャンセルされる。
０ａに歪みが加わっても、ＳｉＯ層２４、ＳｉＮ層２
５、ＰＳＧ層２６、ポリシリコン層２７の各層において
互いに残留応力はキャンセルされる。
【００２５】このような事からダイアフラム２０ａは、
圧力や温度変化により歪みが加わっても各層中に応力が
蓄積されることなく直ぐに元の位置に戻り、かつ元の位
置に戻らないというヒステリシスは発生しない。
圧力や温度変化により歪みが加わっても各層中に応力が
蓄積されることなく直ぐに元の位置に戻り、かつ元の位
置に戻らないというヒステリシスは発生しない。
【００２６】図２はかかる圧力ヒステリシスの従来と本
発明との比較結果を示す図である。同図から分かるよう
に本発明センサの圧力ヒステリシスは、従来センサの圧
力ヒステリシスの約３分の１に減少している。
発明との比較結果を示す図である。同図から分かるよう
に本発明センサの圧力ヒステリシスは、従来センサの圧
力ヒステリシスの約３分の１に減少している。
【００２７】このように上記第１の実施の形態において
は、半導体基板２０及び各歪みセンサ２２、２３上にＳ
ｉＯ層２４、ＳｉＮ層２５、ＰＳＧ層２６及びポリシリ
コン層２７の各層を互いに残留応力をキャンセルする厚
さに形成したので、圧力や温度変化によりダイアフラム
２０ａに歪みが加わっても、ＳｉＯ層２４、ＳｉＮ層２
５、ＰＳＧ層２６及びポリシリコン層２７の各層におい
て互いに残留応力はキャンセルされ、各層中に応力が蓄
積されることない。
は、半導体基板２０及び各歪みセンサ２２、２３上にＳ
ｉＯ層２４、ＳｉＮ層２５、ＰＳＧ層２６及びポリシリ
コン層２７の各層を互いに残留応力をキャンセルする厚
さに形成したので、圧力や温度変化によりダイアフラム
２０ａに歪みが加わっても、ＳｉＯ層２４、ＳｉＮ層２
５、ＰＳＧ層２６及びポリシリコン層２７の各層におい
て互いに残留応力はキャンセルされ、各層中に応力が蓄
積されることない。
【００２８】従って、圧力ヒステリシスや温度ヒステリ
シス、ドリフトなどを極めて小さくすることができ、セ
ンサ信号を非常に安定させることができる。これによ
り、各歪みセンサ２２、２３は、極めて精度高く圧力検
出したセンサ信号を出力でき、極めて信頼性を向上させ
ることができる。
シス、ドリフトなどを極めて小さくすることができ、セ
ンサ信号を非常に安定させることができる。これによ
り、各歪みセンサ２２、２３は、極めて精度高く圧力検
出したセンサ信号を出力でき、極めて信頼性を向上させ
ることができる。
【００２９】次に本発明の第２の実施の形態について説
明する。図３は半導体圧力センサの構成図である。半導
体基板３０は、例えばシリコンなどの単結晶半導体によ
り成るもので、その一方の面側には方形空洞３１が形成
されて薄膜シリコンダイアフラム（以下、ダイアフラム
と省略する）３０ａを形成している。
明する。図３は半導体圧力センサの構成図である。半導
体基板３０は、例えばシリコンなどの単結晶半導体によ
り成るもので、その一方の面側には方形空洞３１が形成
されて薄膜シリコンダイアフラム（以下、ダイアフラム
と省略する）３０ａを形成している。
【００３０】このダイアフラム３０ａの他方の面上に
は、所定位置に各歪みセンサ３２、３３が形成されてい
る。これら半導体基板３０の他方の面上及び各歪みセン
サ３２、３３上には、ＳｉＯ層３４、ＳｉＮ層３５、導
電層としてのポリシリコン層３６及び絶縁層としてのＰ
ＳＧ層３７が積層されている。
は、所定位置に各歪みセンサ３２、３３が形成されてい
る。これら半導体基板３０の他方の面上及び各歪みセン
サ３２、３３上には、ＳｉＯ層３４、ＳｉＮ層３５、導
電層としてのポリシリコン層３６及び絶縁層としてのＰ
ＳＧ層３７が積層されている。
【００３１】そして、このＰＳＧ層３７の上には、各歪
みセンサ３２、３３と接続され、かつ電気的にブリッジ
を構成する配線や信号取出し用のパッド３８が形成され
ている。なお、第１の実施の形態同様に、歪みセンサ３
２にも図示しないパッドが連結されているものとする。
みセンサ３２、３３と接続され、かつ電気的にブリッジ
を構成する配線や信号取出し用のパッド３８が形成され
ている。なお、第１の実施の形態同様に、歪みセンサ３
２にも図示しないパッドが連結されているものとする。
【００３２】ここで、これらＳｉＯ層３４、ＳｉＮ層３
５、ポリシリコン層３６及びＰＳＧ層３７は、互いに残
留応力をキャンセルする厚さに形成されている。具体的
にＳｉＯ層３４は厚さ５００±５０オングストローム、
ＳｉＮ層３５は厚さ４００±５０オングストローム、ポ
リシリコン層３６は厚さ２０００±３００オングストロ
ーム、ＰＳＧ層３７は厚さ５０００±３００オングスト
ロームに形成されている。
５、ポリシリコン層３６及びＰＳＧ層３７は、互いに残
留応力をキャンセルする厚さに形成されている。具体的
にＳｉＯ層３４は厚さ５００±５０オングストローム、
ＳｉＮ層３５は厚さ４００±５０オングストローム、ポ
リシリコン層３６は厚さ２０００±３００オングストロ
ーム、ＰＳＧ層３７は厚さ５０００±３００オングスト
ロームに形成されている。
【００３３】このような構成であれば、上記第１の実施
の形態と同様に、ダイアフラム３０ａの両面に圧力Ｐが
加わると、これらの圧力差に応答する応力が各歪みセン
サ３２、３３により検出されるものとなる。
の形態と同様に、ダイアフラム３０ａの両面に圧力Ｐが
加わると、これらの圧力差に応答する応力が各歪みセン
サ３２、３３により検出されるものとなる。
【００３４】又、圧力や温度変化によりダイアフラム３
０ａに歪みが加わっても、ＳｉＯ層３４、ＳｉＮ層３
５、ポリシリコン層３６、ＰＳＧ層３７の各層において
互いに残留応力はキャンセルされる。
０ａに歪みが加わっても、ＳｉＯ層３４、ＳｉＮ層３
５、ポリシリコン層３６、ＰＳＧ層３７の各層において
互いに残留応力はキャンセルされる。
【００３５】このように上記第２の実施の形態によれ
ば、上記第１の実施の形態と同様に、圧力や温度変化に
よりダイアフラム３０ａに歪みが加わっても、ＳｉＯ層
３４、ＳｉＮ層３５、ポリシリコン層３６、及びＰＳＧ
層３７の各層において互いに残留応力はキャンセルさ
れ、各層中に応力が蓄積されることない。
ば、上記第１の実施の形態と同様に、圧力や温度変化に
よりダイアフラム３０ａに歪みが加わっても、ＳｉＯ層
３４、ＳｉＮ層３５、ポリシリコン層３６、及びＰＳＧ
層３７の各層において互いに残留応力はキャンセルさ
れ、各層中に応力が蓄積されることない。
【００３６】従って、圧力ヒステリシスや温度ヒステリ
シス、ドリフトなどを極めて小さくすることができ、セ
ンサ信号を非常に安定させることができる。これによ
り、各歪みセンサ３２、３３は、極めて精度高く圧力検
出したセンサ信号を出力でき、極めて信頼性を向上させ
ることができる。
シス、ドリフトなどを極めて小さくすることができ、セ
ンサ信号を非常に安定させることができる。これによ
り、各歪みセンサ３２、３３は、極めて精度高く圧力検
出したセンサ信号を出力でき、極めて信頼性を向上させ
ることができる。
【００３７】なお、本発明は、上記第１及び第２の実施
の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよ
い。例えば、半導体基板２０、３０は、その形状を方形
とし、一方の面側に円形空洞を形成してダイアフラムと
してもよい。
の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよ
い。例えば、半導体基板２０、３０は、その形状を方形
とし、一方の面側に円形空洞を形成してダイアフラムと
してもよい。
【００３８】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、圧
力や温度変化によるセンサ信号のドリフトやヒステリシ
スを無くして安定でかつ圧力を高精度に検出ができる信
頼性を向上させた半導体圧力センサを提供できる。
力や温度変化によるセンサ信号のドリフトやヒステリシ
スを無くして安定でかつ圧力を高精度に検出ができる信
頼性を向上させた半導体圧力センサを提供できる。
【図１】本発明に係わる半導体圧力センサの第１の実施
の形態を示す構成図。
の形態を示す構成図。
【図２】半導体圧力センサにおける圧力ヒステリシスの
従来と本発明との比較結果を示す図。
従来と本発明との比較結果を示す図。
【図３】本発明に係わる半導体圧力センサの第２の実施
の形態を示す構成図。
の形態を示す構成図。
【図４】従来の半導体圧力センサの構成図。
２０，３０…半導体基板、 ２０ａ，３０ａ…薄膜シリコンダイアフラム、 ２２，２３，３２，３３…歪みセンサ、 ２４，３４…ＳｉＯ層、 ２５，３５…ＳｉＮ層、 ２６，２８，３７…ＰＳＧ層、 ２７，３６…ポリシリコン層、 ２９，３８…パッド。
Claims (4)
- 【請求項１】 一方の面に空洞が形成された半導体材料
により成るダイヤフラムの他方の面に歪みセンサを形成
し、かつこれらダイヤフラムの他方の面及び前記歪みセ
ンサ上に少なくとも導電層及び前記歪みセンサの信号取
出し部を形成した半導体圧力センサにおいて、 少なくとも前記ダイヤフラムの他方の面と導電層との間
に前記導電層の残留応力をキャンセルする応力を持つ厚
さの絶縁層、を形成したことを特徴とする半導体圧力セ
ンサ。 - 【請求項２】 前記ダイヤフラムの他方の面及び前記歪
みセンサ上に、ＳｉＯ層及びＳｉＮ層を介して前記絶縁
層、導電層を積層し、かつこれらＳｉＯ層、ＳｉＮ層、
絶縁層及び導電層は、互いに残留応力をキャンセルする
厚さに形成した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】 前記ダイヤフラムの他方の面及び前記歪
みセンサ上に、ＳｉＯ層及びＳｉＮ層を介して前記導電
層、前記絶縁層を積層し、かつこれらＳｉＯ層、ＳｉＮ
層、導電層及び絶縁層は、互いに残留応力をキャンセル
する厚さに形成した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４】 前記導電層を略２０００オングストロー
ムの厚さに形成し、かつ前記絶縁層を略５０００オング
ストロームの厚さに形成したことを特徴とする請求項
１、２又は３記載の半導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21359395A JP3335810B2 (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21359395A JP3335810B2 (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 半導体圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961270A true JPH0961270A (ja) | 1997-03-07 |
| JP3335810B2 JP3335810B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=16641768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21359395A Expired - Fee Related JP3335810B2 (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3335810B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100849570B1 (ko) * | 2006-02-22 | 2008-07-31 | 오므론 가부시키가이샤 | 박막 구조체의 형성 방법 및 박막 구조체, 진동 센서, 압력센서 및 가속도 센서 |
| JP2008190970A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Mitsubishi Electric Corp | 圧力センサ |
| KR20180095449A (ko) | 2017-02-17 | 2018-08-27 | 아즈빌주식회사 | 정전 용량형 압력 센서 |
-
1995
- 1995-08-22 JP JP21359395A patent/JP3335810B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100849570B1 (ko) * | 2006-02-22 | 2008-07-31 | 오므론 가부시키가이샤 | 박막 구조체의 형성 방법 및 박막 구조체, 진동 센서, 압력센서 및 가속도 센서 |
| JP2008190970A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Mitsubishi Electric Corp | 圧力センサ |
| KR20180095449A (ko) | 2017-02-17 | 2018-08-27 | 아즈빌주식회사 | 정전 용량형 압력 센서 |
| US10620072B2 (en) | 2017-02-17 | 2020-04-14 | Azbil Corporation | Capacitive pressure sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3335810B2 (ja) | 2002-10-21 |
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