JPH1070286A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
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- JPH1070286A JPH1070286A JP22568296A JP22568296A JPH1070286A JP H1070286 A JPH1070286 A JP H1070286A JP 22568296 A JP22568296 A JP 22568296A JP 22568296 A JP22568296 A JP 22568296A JP H1070286 A JPH1070286 A JP H1070286A
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- resistor
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- semiconductor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】センサ出力を規定範囲内に収め、かつ規定範囲
内でのばらつきを小さくした半導体圧力センサを提供す
る。 【解決手段】ブリッジ接続したピエゾ抵抗効果を持つ４
個の感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4の１つの頂点を開放し、開放端
に４個ずつの抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ4 ，ＲＣ5 〜ＲＣ8
を直列接続する。抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 はセンサ出力
の補正用であって、センサ出力が規定範囲内となりかつ
センサ出力のばらつきが小さくなるように抵抗値が重み
付けされている。
内でのばらつきを小さくした半導体圧力センサを提供す
る。 【解決手段】ブリッジ接続したピエゾ抵抗効果を持つ４
個の感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4の１つの頂点を開放し、開放端
に４個ずつの抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ4 ，ＲＣ5 〜ＲＣ8
を直列接続する。抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 はセンサ出力
の補正用であって、センサ出力が規定範囲内となりかつ
センサ出力のばらつきが小さくなるように抵抗値が重み
付けされている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピエゾ抵抗効果を
持つ感圧素子とセンサ出力を調整する補正用の抵抗群と
半導体基板上に形成した半導体圧力センサに関するもの
である。
持つ感圧素子とセンサ出力を調整する補正用の抵抗群と
半導体基板上に形成した半導体圧力センサに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種の半導体圧力センサは、
図８のように、半導体基板１にエッチングなどの方法で
薄肉のダイアフラム２を形成し、ダイアフラム２に対応
する部位にボロンを不純物として熱拡散することによっ
てピエゾ抵抗効果を持つ４個の感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 を形
成し、半導体基板１に形成した配線パターン３を用いて
感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 によるブリッジ回路を形成するよう
に接続してある（抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 については後
述する）。配線パターン３は、半導体基板１に不純物を
拡散させて低抵抗領域を形成したり、アルミニウムを薄
膜形成法により被着させることで形成してある。
図８のように、半導体基板１にエッチングなどの方法で
薄肉のダイアフラム２を形成し、ダイアフラム２に対応
する部位にボロンを不純物として熱拡散することによっ
てピエゾ抵抗効果を持つ４個の感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 を形
成し、半導体基板１に形成した配線パターン３を用いて
感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 によるブリッジ回路を形成するよう
に接続してある（抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 については後
述する）。配線パターン３は、半導体基板１に不純物を
拡散させて低抵抗領域を形成したり、アルミニウムを薄
膜形成法により被着させることで形成してある。
【０００３】ところで、半導体素子の製造工程では不純
物拡散のばらつきにより同一の半導体基板１の上の感圧
素子Ｒ1 〜Ｒ4 であっても抵抗値にばらつきが生じる。
また一般に、半導体基板１はシリコンウェハ上に数百個
以上形成されるが、１つのシリコンウェハに設けた各半
導体基板１で感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 の抵抗値にばらつきが
あり、さらには異なるシリコンウェハの感圧素子Ｒ1 〜
Ｒ4 の抵抗値にもばらつきがある。一つの半導体基板１
の上の感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 の抵抗値のばらつきは１〜３
％程度であって、感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 よりなるブリッジ
回路に入力電流を流すと、ダイアフラム２に圧力が作用
していない状態であっても出力電圧（オフセット電圧）
が発生することになる。実際の使用時にはオフセット電
圧を規定値以内に調整する必要がある。
物拡散のばらつきにより同一の半導体基板１の上の感圧
素子Ｒ1 〜Ｒ4 であっても抵抗値にばらつきが生じる。
また一般に、半導体基板１はシリコンウェハ上に数百個
以上形成されるが、１つのシリコンウェハに設けた各半
導体基板１で感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 の抵抗値にばらつきが
あり、さらには異なるシリコンウェハの感圧素子Ｒ1 〜
Ｒ4 の抵抗値にもばらつきがある。一つの半導体基板１
の上の感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 の抵抗値のばらつきは１〜３
％程度であって、感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 よりなるブリッジ
回路に入力電流を流すと、ダイアフラム２に圧力が作用
していない状態であっても出力電圧（オフセット電圧）
が発生することになる。実際の使用時にはオフセット電
圧を規定値以内に調整する必要がある。
【０００４】１ロット当たりのオフセット電圧の分布
は、図９のようにほぼ正規分布的なばらつきを示すこと
が知られている。半導体圧力センサの製品ではオフセッ
ト電圧は±２０ｍＶ以下であることが規格として要求さ
れ、この規格を満たすために出力補正用の抵抗群（抵抗
素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 からなる）を感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 に
接続することが考えられている（実開昭６２−１９７５
９号公報）。つまり、図１に示すように、感圧素子Ｒ1
〜Ｒ4 よりなるブリッジ回路の一つの頂点を開放してお
き、この開放端にそれぞれ４個ずつの抵抗素子ＲＣ1 〜
ＲＣ4 ，ＲＣ5 〜ＲＣ8 を直列接続するのである。これ
らの抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 はほぼ等しい抵抗値に設定
されている。また、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 は半導体基
板１においてダイアフラム２の周囲の厚肉部分に形成さ
れる。抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 は適宜個数をブリッジ回
路に含まないようにすることでセンサ出力を調節するこ
とになる。
は、図９のようにほぼ正規分布的なばらつきを示すこと
が知られている。半導体圧力センサの製品ではオフセッ
ト電圧は±２０ｍＶ以下であることが規格として要求さ
れ、この規格を満たすために出力補正用の抵抗群（抵抗
素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 からなる）を感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 に
接続することが考えられている（実開昭６２−１９７５
９号公報）。つまり、図１に示すように、感圧素子Ｒ1
〜Ｒ4 よりなるブリッジ回路の一つの頂点を開放してお
き、この開放端にそれぞれ４個ずつの抵抗素子ＲＣ1 〜
ＲＣ4 ，ＲＣ5 〜ＲＣ8 を直列接続するのである。これ
らの抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 はほぼ等しい抵抗値に設定
されている。また、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 は半導体基
板１においてダイアフラム２の周囲の厚肉部分に形成さ
れる。抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 は適宜個数をブリッジ回
路に含まないようにすることでセンサ出力を調節するこ
とになる。
【０００５】たとえば、抵抗素子ＲＣ5 のみを用いるも
のとし、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ4 および抵抗素子ＲＣ6
〜ＲＣ8 は使用しないものとする。この場合、感圧素子
Ｒ1と抵抗素子ＲＣ5 との一端とを接続してブリッジ回
路を形成し、感圧素子Ｒ1 と抵抗素子ＲＣ5 との接続点
をブリッジ回路の一つの頂点とする。感圧素子Ｒ1 〜Ｒ
4 のみからなるブリッジ回路について入力電流をｉとし
たときに生じるオフセット電圧ΔＶは次式で表される。 ΔＶ＝ｉ×（R1×R3−R2×R4）／(R1 ＋R2＋R3＋R4） 一方、抵抗素子ＲＣ5 を上述のように接続した場合に
は、オフセット電圧ΔＶ′は次式のようになる。 ΔＶ′＝ｉ×（R1×R3−R2× (R4＋RC5)／（R1＋R2＋R3
＋R4＋RC5) このように、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 を設けておくこと
により、オフセット電圧を調節することができる。ここ
に、感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 は１０００〜５０００Ω、抵抗
素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 は十Ωないし百Ωのオーダに設定さ
れる。現状では、感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 を５ｋΩ、入力電
流を１．５ｍＡ、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8を１５Ω程度
に設定しており、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 を１個設ける
ことでオフセット電圧を５．６ｍＶ程度調節されるよう
にしてある。つまり、４個の抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 を
用いると約２２．４ｍＶ変化する。つまり、８個の抵抗
素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 では±２２．４ｍＶの変化になる。
のとし、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ4 および抵抗素子ＲＣ6
〜ＲＣ8 は使用しないものとする。この場合、感圧素子
Ｒ1と抵抗素子ＲＣ5 との一端とを接続してブリッジ回
路を形成し、感圧素子Ｒ1 と抵抗素子ＲＣ5 との接続点
をブリッジ回路の一つの頂点とする。感圧素子Ｒ1 〜Ｒ
4 のみからなるブリッジ回路について入力電流をｉとし
たときに生じるオフセット電圧ΔＶは次式で表される。 ΔＶ＝ｉ×（R1×R3−R2×R4）／(R1 ＋R2＋R3＋R4） 一方、抵抗素子ＲＣ5 を上述のように接続した場合に
は、オフセット電圧ΔＶ′は次式のようになる。 ΔＶ′＝ｉ×（R1×R3−R2× (R4＋RC5)／（R1＋R2＋R3
＋R4＋RC5) このように、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 を設けておくこと
により、オフセット電圧を調節することができる。ここ
に、感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 は１０００〜５０００Ω、抵抗
素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 は十Ωないし百Ωのオーダに設定さ
れる。現状では、感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 を５ｋΩ、入力電
流を１．５ｍＡ、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8を１５Ω程度
に設定しており、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 を１個設ける
ことでオフセット電圧を５．６ｍＶ程度調節されるよう
にしてある。つまり、４個の抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 を
用いると約２２．４ｍＶ変化する。つまり、８個の抵抗
素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 では±２２．４ｍＶの変化になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、１枚のシリ
コンウェハ内での感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 のみによるオフセ
ット電圧のばらつきと、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 を用い
て補正したときの歩留り（規格内に入る良品数）とは、
抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 の抵抗値と相関があるという知
見が得られた。たとえば、表１のような結果が得られて
いる。表１によれば、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 の抵抗値
を高くするほど歩留りが向上して、感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4
でのオフセット電圧が標準偏差の３倍（３σ）以上離れ
ているような場合でも規格に入るように補正することが
可能であるが、オフセット電圧のばらつきが大きくなる
ことがわかる。つまり、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 の抵抗
値が高いほど、規格の範囲内に入れるように補正するの
は容易になるが、規格の範囲内において分布が強いピー
クを示さず規格の範囲内で広く分布することになる。つ
まり、規格の範囲内であってもとくに良品となるものは
少なくなる。
コンウェハ内での感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 のみによるオフセ
ット電圧のばらつきと、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 を用い
て補正したときの歩留り（規格内に入る良品数）とは、
抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 の抵抗値と相関があるという知
見が得られた。たとえば、表１のような結果が得られて
いる。表１によれば、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 の抵抗値
を高くするほど歩留りが向上して、感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4
でのオフセット電圧が標準偏差の３倍（３σ）以上離れ
ているような場合でも規格に入るように補正することが
可能であるが、オフセット電圧のばらつきが大きくなる
ことがわかる。つまり、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 の抵抗
値が高いほど、規格の範囲内に入れるように補正するの
は容易になるが、規格の範囲内において分布が強いピー
クを示さず規格の範囲内で広く分布することになる。つ
まり、規格の範囲内であってもとくに良品となるものは
少なくなる。
【０００７】
【表１】
【０００８】このような結果になるのは、抵抗素子ＲＣ
1 〜ＲＣ8 が同じ抵抗値であることによるものと考えら
れる。いま、１枚のシリコンウェハに形成した各半導体
基板１について感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 のみの場合のオフセ
ット電圧ΔＶが図１０のような分布であったとする。抵
抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 は同じ抵抗値であるから、オフセ
ット電圧ΔＶの大きさにかかわらずオフセット電圧ΔＶ
の補正量は同じになる。オフセット電圧ΔＶのばらつき
が小さい場合にはとくに問題にならないが、ばらつきが
大きい場合には抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 の抵抗値を大き
くしなければ、分布の中心から離れているものを補正す
ることができないから、抵抗素子ＲＣ1〜ＲＣ8 の１個
当たりの補正量が大きくなって補正結果のばらつきが大
きくなってしまう。
1 〜ＲＣ8 が同じ抵抗値であることによるものと考えら
れる。いま、１枚のシリコンウェハに形成した各半導体
基板１について感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 のみの場合のオフセ
ット電圧ΔＶが図１０のような分布であったとする。抵
抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 は同じ抵抗値であるから、オフセ
ット電圧ΔＶの大きさにかかわらずオフセット電圧ΔＶ
の補正量は同じになる。オフセット電圧ΔＶのばらつき
が小さい場合にはとくに問題にならないが、ばらつきが
大きい場合には抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 の抵抗値を大き
くしなければ、分布の中心から離れているものを補正す
ることができないから、抵抗素子ＲＣ1〜ＲＣ8 の１個
当たりの補正量が大きくなって補正結果のばらつきが大
きくなってしまう。
【０００９】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、センサ出力を所定範囲に収まるよう
に補正することができるのはもちろんのこと、センサ出
力のばらつきを小さくすることができ、製品の全体とし
ての品質を高めることができる半導体圧力センサを提供
することにある。
あり、その目的は、センサ出力を所定範囲に収まるよう
に補正することができるのはもちろんのこと、センサ出
力のばらつきを小さくすることができ、製品の全体とし
ての品質を高めることができる半導体圧力センサを提供
することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ピエ
ゾ抵抗効果を持つ圧力検出用の感圧素子を備え、感圧素
子の出力補正用の抵抗群を感圧素子とともに半導体基板
上に形成し、複数種類の抵抗値を持つ抵抗素子を互いに
接続して抵抗群を形成し、抵抗群を形成する抵抗素子の
うちの適宜個数を使用しないことによりセンサ出力を調
節する半導体圧力センサであって、所定個数の半導体基
板について、センサ出力が規定範囲内となる個数を多く
しかつセンサ出力のばらつきが小さくなるように抵抗群
を形成する各抵抗素子の抵抗値を重み付けしているので
ある。
ゾ抵抗効果を持つ圧力検出用の感圧素子を備え、感圧素
子の出力補正用の抵抗群を感圧素子とともに半導体基板
上に形成し、複数種類の抵抗値を持つ抵抗素子を互いに
接続して抵抗群を形成し、抵抗群を形成する抵抗素子の
うちの適宜個数を使用しないことによりセンサ出力を調
節する半導体圧力センサであって、所定個数の半導体基
板について、センサ出力が規定範囲内となる個数を多く
しかつセンサ出力のばらつきが小さくなるように抵抗群
を形成する各抵抗素子の抵抗値を重み付けしているので
ある。
【００１１】この構成によれば、出力補正用の抵抗群の
各抵抗素子の抵抗値に重み付けを施すことによって、感
圧素子の特性のばらつきの中央付近にセンサ出力を調整
できる可能性が高くなり、結果的に歩留りを比較的高く
かつセンサ出力のばらつきを比較的少なくすることがで
きる。請求項２の発明では、請求項１の発明において、
一部の抵抗素子は一端が他の２つの抵抗素子の一端とと
もにボンディングワイヤを接続可能なパッドに接続され
るとともに、上記２つの抵抗素子の各他端はボンディグ
ワイヤを接続可能な他のパッドに接続されているのであ
る。
各抵抗素子の抵抗値に重み付けを施すことによって、感
圧素子の特性のばらつきの中央付近にセンサ出力を調整
できる可能性が高くなり、結果的に歩留りを比較的高く
かつセンサ出力のばらつきを比較的少なくすることがで
きる。請求項２の発明では、請求項１の発明において、
一部の抵抗素子は一端が他の２つの抵抗素子の一端とと
もにボンディングワイヤを接続可能なパッドに接続され
るとともに、上記２つの抵抗素子の各他端はボンディグ
ワイヤを接続可能な他のパッドに接続されているのであ
る。
【００１２】この構成によれば、抵抗素子を各種組み合
わせで接続することができるようになり、抵抗群全体と
しての抵抗値の調整範囲が広くなる。請求項３の発明
は、請求項２の発明において、上記パッドの一部が隣接
して並設されるように配置され、隣接したパッド間の距
離はボンディングワイヤの先端に設けたボールにより短
絡可能に設定されているのである。
わせで接続することができるようになり、抵抗群全体と
しての抵抗値の調整範囲が広くなる。請求項３の発明
は、請求項２の発明において、上記パッドの一部が隣接
して並設されるように配置され、隣接したパッド間の距
離はボンディングワイヤの先端に設けたボールにより短
絡可能に設定されているのである。
【００１３】この構成では、パッド間を接続する際に別
途のボンディングワイヤを必要とせず、引出し用のボン
ディングワイヤのみでパッド間の接続が可能になるので
あって生産性の向上につながる。請求項４の発明は、請
求項１の発明において、上記抵抗群が、１つの抵抗体
と、上記抵抗体の表面に絶縁膜で形成した複数個の島部
と、抵抗体の表面を島部とともに覆う導電材料よりなる
配線層とにより形成され、配線層のうち島部に対応する
適宜の２箇所をレーザ切断することにより各島部の両端
間に形成されている抵抗素子を適宜に直列接続した直列
抵抗を形成するのである。
途のボンディングワイヤを必要とせず、引出し用のボン
ディングワイヤのみでパッド間の接続が可能になるので
あって生産性の向上につながる。請求項４の発明は、請
求項１の発明において、上記抵抗群が、１つの抵抗体
と、上記抵抗体の表面に絶縁膜で形成した複数個の島部
と、抵抗体の表面を島部とともに覆う導電材料よりなる
配線層とにより形成され、配線層のうち島部に対応する
適宜の２箇所をレーザ切断することにより各島部の両端
間に形成されている抵抗素子を適宜に直列接続した直列
抵抗を形成するのである。
【００１４】この構成では、抵抗群を１個の抵抗体によ
り形成するから、製造が容易になる。また、島部の範囲
内で配線層を切断すればよく、レーザ切断を比較的低い
精度で簡単に行なうことができる。
り形成するから、製造が容易になる。また、島部の範囲
内で配線層を切断すればよく、レーザ切断を比較的低い
精度で簡単に行なうことができる。
【００１５】
（実施形態１）本実施形態の構成は図１に示すものであ
って、感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 と抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 を
備えるものであるが、従来構成との相違は抵抗素子ＲＣ
1 〜ＲＣ8 の抵抗値を同じ値とせずに、適宜に重み付け
している点にある。たとえば、感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 のオ
フセット電圧ΔＶが図２のような分布であるときに、分
布曲線により囲まれる部分を、面積が等しくなるように
（つまり、製品の個数が等分になるように）分割し、そ
のように分割したときの電圧値Ｖ1 〜Ｖ4 に対応するよ
うに抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 の抵抗値を設定するのであ
る。
って、感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 と抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 を
備えるものであるが、従来構成との相違は抵抗素子ＲＣ
1 〜ＲＣ8 の抵抗値を同じ値とせずに、適宜に重み付け
している点にある。たとえば、感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 のオ
フセット電圧ΔＶが図２のような分布であるときに、分
布曲線により囲まれる部分を、面積が等しくなるように
（つまり、製品の個数が等分になるように）分割し、そ
のように分割したときの電圧値Ｖ1 〜Ｖ4 に対応するよ
うに抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 の抵抗値を設定するのであ
る。
【００１６】いま、８本の抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 を用
いているから、オフセット電圧ΔＶの中心の値から上方
の面積と下方の面積とをそれぞれ５等分することができ
るように電圧値Ｖ1 〜Ｖ4 を求め、この電圧値Ｖ1 〜Ｖ
4 に基づいて抵抗値を決定するのである。上記分布が正
規分布であるものと仮定すると、１２．５％ずつに分割
するには、標準偏差をσとして、０．３２σ、０．６７
σ、１．１５σ、３σになる。一方、感圧素子Ｒ1 〜Ｒ
4 によるオフセット電圧ΔＶの標準偏差が１２ｍＶであ
るものとすれば、電圧値Ｖ1 〜Ｖ4 はそれぞれ３．８４
ｍＶ、８．１４ｍＶ、１３．８ｍＶ、３６．０ｍＶにな
る。そこで、この圧力センサに流す電流値を１．５ｍＡ
とすれば、各抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ4 、ＲＣ5 〜ＲＣ8
の抵抗値は４×（Ｖ1 〜Ｖ4 ／１．５）として求めるこ
とができ、各抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ4 、ＲＣ5 〜ＲＣ8
は、１０．０Ω、１１．５Ω、１５．０Ω、６０．０Ω
になる。
いているから、オフセット電圧ΔＶの中心の値から上方
の面積と下方の面積とをそれぞれ５等分することができ
るように電圧値Ｖ1 〜Ｖ4 を求め、この電圧値Ｖ1 〜Ｖ
4 に基づいて抵抗値を決定するのである。上記分布が正
規分布であるものと仮定すると、１２．５％ずつに分割
するには、標準偏差をσとして、０．３２σ、０．６７
σ、１．１５σ、３σになる。一方、感圧素子Ｒ1 〜Ｒ
4 によるオフセット電圧ΔＶの標準偏差が１２ｍＶであ
るものとすれば、電圧値Ｖ1 〜Ｖ4 はそれぞれ３．８４
ｍＶ、８．１４ｍＶ、１３．８ｍＶ、３６．０ｍＶにな
る。そこで、この圧力センサに流す電流値を１．５ｍＡ
とすれば、各抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ4 、ＲＣ5 〜ＲＣ8
の抵抗値は４×（Ｖ1 〜Ｖ4 ／１．５）として求めるこ
とができ、各抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ4 、ＲＣ5 〜ＲＣ8
は、１０．０Ω、１１．５Ω、１５．０Ω、６０．０Ω
になる。
【００１７】このような設定としてオフセット電圧を調
整したところ、図３のような結果を得ることができた。
抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 をすべて１５Ωとした場合およ
びすべて１０７Ωとした場合には、それぞれ図４（ａ）
（ｂ）のようになり、本実施形態の構成によって両者の
中間的な分布になることがわかる。また、歩留りおよび
調整後のオフセット電圧のばらつきは、表２のようにな
った。
整したところ、図３のような結果を得ることができた。
抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ8 をすべて１５Ωとした場合およ
びすべて１０７Ωとした場合には、それぞれ図４（ａ）
（ｂ）のようになり、本実施形態の構成によって両者の
中間的な分布になることがわかる。また、歩留りおよび
調整後のオフセット電圧のばらつきは、表２のようにな
った。
【００１８】
【表２】
【００１９】（実施形態２）実施形態１では抵抗素子Ｒ
Ｃ1 〜ＲＣ8 を４個ずつ直列接続した構成を示したが、
本実施形態では図５に示すように、２個の抵抗素子ＲＣ
1 ，ＲＣ2 を直列接続し、また抵抗素子ＲＣ3 ，ＲＣ4
の直列回路を抵抗素子ＲＣ1 に直列接続してある。抵抗
素子ＲＣ4 の一端は外部回路に接続するためのボンディ
ングパッドＢＰに接続されている。抵抗素子ＲＣ1 と抵
抗素子ＲＣ2 との接続点、抵抗素子ＲＣ1 と抵抗素子Ｒ
Ｃ3 との接続点、抵抗素子ＲＣ3 と抵抗素子ＲＣ4 との
接続点にはそれぞれパッドＰ1 〜Ｐ3 を形成してある。
オフセット電圧の調整には、ワイヤボンディングを施す
過程において、適宜のパッドＰ1 〜Ｐ3 をボンディング
ワイヤＢＷにより接続するのである。このような構成を
採用すれば、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ4 を並列にも組み合
わせることができるから、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ 4 を直
列接続している場合よりもさらに細かい調整が可能にな
る。なお、抵抗素子ＲＣ5 〜ＲＣ8 についても同様であ
る。
Ｃ1 〜ＲＣ8 を４個ずつ直列接続した構成を示したが、
本実施形態では図５に示すように、２個の抵抗素子ＲＣ
1 ，ＲＣ2 を直列接続し、また抵抗素子ＲＣ3 ，ＲＣ4
の直列回路を抵抗素子ＲＣ1 に直列接続してある。抵抗
素子ＲＣ4 の一端は外部回路に接続するためのボンディ
ングパッドＢＰに接続されている。抵抗素子ＲＣ1 と抵
抗素子ＲＣ2 との接続点、抵抗素子ＲＣ1 と抵抗素子Ｒ
Ｃ3 との接続点、抵抗素子ＲＣ3 と抵抗素子ＲＣ4 との
接続点にはそれぞれパッドＰ1 〜Ｐ3 を形成してある。
オフセット電圧の調整には、ワイヤボンディングを施す
過程において、適宜のパッドＰ1 〜Ｐ3 をボンディング
ワイヤＢＷにより接続するのである。このような構成を
採用すれば、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ4 を並列にも組み合
わせることができるから、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ 4 を直
列接続している場合よりもさらに細かい調整が可能にな
る。なお、抵抗素子ＲＣ5 〜ＲＣ8 についても同様であ
る。
【００２０】（実施形態３）本実施形態は、図６に示す
ように、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ4 の接続関係は実施形態
２と同様にしてあるが、パッドＰ1 〜Ｐ3 の配置を変更
し、パッドＰ2 ，Ｐ 3 を近接して並設してある。パッド
Ｐ2 ，Ｐ3 の間隔は１０〜２０μｍに設定してあり、こ
のような寸法に設定することで、ボンディングワイヤＢ
Ｗの先端に設けた直径が１００μｍ程度あるボンディン
グ用のボールにより両パッドＰ2 ，Ｐ 3 間を短絡するこ
とができる。つまり、１本のボンディングワイヤＢＷに
より、２つのパッドＰ2 ，Ｐ3 間を接続することが可能
である。このような構成を採用すれば、生産性が向上す
る。
ように、抵抗素子ＲＣ1 〜ＲＣ4 の接続関係は実施形態
２と同様にしてあるが、パッドＰ1 〜Ｐ3 の配置を変更
し、パッドＰ2 ，Ｐ 3 を近接して並設してある。パッド
Ｐ2 ，Ｐ3 の間隔は１０〜２０μｍに設定してあり、こ
のような寸法に設定することで、ボンディングワイヤＢ
Ｗの先端に設けた直径が１００μｍ程度あるボンディン
グ用のボールにより両パッドＰ2 ，Ｐ 3 間を短絡するこ
とができる。つまり、１本のボンディングワイヤＢＷに
より、２つのパッドＰ2 ，Ｐ3 間を接続することが可能
である。このような構成を採用すれば、生産性が向上す
る。
【００２１】（実施形態４）本実施形態は、図７に示す
ように、複数個の抵抗素子を１つの抵抗体４により形成
し、この抵抗体４の表面に適宜の間隔で絶縁酸化膜より
なる島部５を形成し、さらに島部５を含む抵抗体４の表
面をアルミニウムの配線層６で覆った構成を有する。こ
のような抵抗素子は半導体製造技術により容易に作成す
ることができる。また、抵抗体４は、たとえばｎ- 形の
基板にｐ形不純物を拡散することにより形成することが
できる。感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 および外部回路への接続部
７ａ，７ｂは配線層６の両端に形成される。しかして、
感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 によるオフセット電圧を調整すると
きには、図７（ｂ）のように適宜の２個の島部５に対応
する部位でレーザ光により配線層６を切断する。これに
より配線層６が切断された部位の島部５の間に抵抗体４
による抵抗素子が挿入されることになり、オフセット電
圧を補正することができる。図の構成では５個の補正用
の抵抗素子を直列接続したものに相当し、直列抵抗の適
宜個数を用いることでオフセット電圧の調整が可能にな
っているものである。したがって、抵抗素子の個数は異
なるが実質的に実施形態１と同様のものである。
ように、複数個の抵抗素子を１つの抵抗体４により形成
し、この抵抗体４の表面に適宜の間隔で絶縁酸化膜より
なる島部５を形成し、さらに島部５を含む抵抗体４の表
面をアルミニウムの配線層６で覆った構成を有する。こ
のような抵抗素子は半導体製造技術により容易に作成す
ることができる。また、抵抗体４は、たとえばｎ- 形の
基板にｐ形不純物を拡散することにより形成することが
できる。感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 および外部回路への接続部
７ａ，７ｂは配線層６の両端に形成される。しかして、
感圧素子Ｒ1 〜Ｒ4 によるオフセット電圧を調整すると
きには、図７（ｂ）のように適宜の２個の島部５に対応
する部位でレーザ光により配線層６を切断する。これに
より配線層６が切断された部位の島部５の間に抵抗体４
による抵抗素子が挿入されることになり、オフセット電
圧を補正することができる。図の構成では５個の補正用
の抵抗素子を直列接続したものに相当し、直列抵抗の適
宜個数を用いることでオフセット電圧の調整が可能にな
っているものである。したがって、抵抗素子の個数は異
なるが実質的に実施形態１と同様のものである。
【００２２】実施形態２ないし実施形態４の構成におい
ても各抵抗素子はそれぞれ適宜に重み付けされるもので
ある。
ても各抵抗素子はそれぞれ適宜に重み付けされるもので
ある。
【００２３】
【発明の効果】請求項１の発明は、ピエゾ抵抗効果を持
つ圧力検出用の感圧素子を備え、感圧素子の出力補正用
の抵抗群を感圧素子とともに半導体基板上に形成し、複
数種類の抵抗値を持つ抵抗素子を互いに接続して抵抗群
を形成し、抵抗群を形成する抵抗素子のうちの適宜個数
を使用しないことによりセンサ出力を調節する半導体圧
力センサであって、所定個数の半導体基板について、セ
ンサ出力が規定範囲内となる個数を多くしかつセンサ出
力のばらつきが小さくなるように抵抗群を形成する各抵
抗素子の抵抗値を重み付けしているものであり、出力補
正用の抵抗群の各抵抗素子の抵抗値に重み付けを施すの
で、感圧素子の特性のばらつきの中央付近にセンサ出力
を調整できる可能性が高くなり、結果的に歩留りを比較
的高くかつセンサ出力のばらつきを比較的少なくするこ
とができるという利点がある。
つ圧力検出用の感圧素子を備え、感圧素子の出力補正用
の抵抗群を感圧素子とともに半導体基板上に形成し、複
数種類の抵抗値を持つ抵抗素子を互いに接続して抵抗群
を形成し、抵抗群を形成する抵抗素子のうちの適宜個数
を使用しないことによりセンサ出力を調節する半導体圧
力センサであって、所定個数の半導体基板について、セ
ンサ出力が規定範囲内となる個数を多くしかつセンサ出
力のばらつきが小さくなるように抵抗群を形成する各抵
抗素子の抵抗値を重み付けしているものであり、出力補
正用の抵抗群の各抵抗素子の抵抗値に重み付けを施すの
で、感圧素子の特性のばらつきの中央付近にセンサ出力
を調整できる可能性が高くなり、結果的に歩留りを比較
的高くかつセンサ出力のばらつきを比較的少なくするこ
とができるという利点がある。
【００２４】請求項２の発明のように、一部の抵抗素子
は一端が他の２つの抵抗素子の一端とともにボンディン
グワイヤを接続可能なパッドに接続されるとともに、上
記２つの抵抗素子の各他端はボンディグワイヤを接続可
能な他のパッドに接続されているものでは、抗素子を各
種組み合わせで接続することができるようになり、抵抗
群全体としての抵抗値の調整範囲が広くなるという利点
がある。
は一端が他の２つの抵抗素子の一端とともにボンディン
グワイヤを接続可能なパッドに接続されるとともに、上
記２つの抵抗素子の各他端はボンディグワイヤを接続可
能な他のパッドに接続されているものでは、抗素子を各
種組み合わせで接続することができるようになり、抵抗
群全体としての抵抗値の調整範囲が広くなるという利点
がある。
【００２５】請求項３の発明のように、上記パッドの一
部が隣接して並設されるように配置され、隣接したパッ
ド間の距離はボンディングワイヤの先端に設けたボール
により短絡可能に設定されているものでは、パッド間を
接続する際に別途のボンディングワイヤを必要とせず、
引出し用のボンディングワイヤのみでパッド間の接続が
可能になるのであって生産性の向上につながるという利
点がある。
部が隣接して並設されるように配置され、隣接したパッ
ド間の距離はボンディングワイヤの先端に設けたボール
により短絡可能に設定されているものでは、パッド間を
接続する際に別途のボンディングワイヤを必要とせず、
引出し用のボンディングワイヤのみでパッド間の接続が
可能になるのであって生産性の向上につながるという利
点がある。
【００２６】請求項４の発明のように、上記抵抗群が、
１つの抵抗体と、上記抵抗体の表面に絶縁膜で形成した
複数個の島部と、抵抗体の表面を島部とともに覆う導電
材料よりなる配線層とにより形成され、配線層のうち島
部に対応する適宜の２箇所をレーザ切断することにより
各島部の両端間に形成されている抵抗素子を適宜に直列
接続した直列抵抗を形成するものでは、抵抗群を１個の
抵抗体により形成するから、製造が容易になるという利
点がある。また、島部の範囲内で配線層を切断すればよ
く、レーザ切断を比較的低い精度で簡単に行なうことが
できるという利点がある。
１つの抵抗体と、上記抵抗体の表面に絶縁膜で形成した
複数個の島部と、抵抗体の表面を島部とともに覆う導電
材料よりなる配線層とにより形成され、配線層のうち島
部に対応する適宜の２箇所をレーザ切断することにより
各島部の両端間に形成されている抵抗素子を適宜に直列
接続した直列抵抗を形成するものでは、抵抗群を１個の
抵抗体により形成するから、製造が容易になるという利
点がある。また、島部の範囲内で配線層を切断すればよ
く、レーザ切断を比較的低い精度で簡単に行なうことが
できるという利点がある。
【図１】実施形態１を示す回路図である。
【図２】同上の抵抗値の設定方法を説明する図である。
【図３】同上の結果を示す図である。
【図４】比較例の結果を示す図である。
【図５】実施形態２を示す要部構成図である。
【図６】実施形態３を示す要部構成図である。
【図７】実施形態４を示す断面図である。
【図８】従来例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面
図である。
図である。
【図９】従来例の結果を示す図である。
【図１０】従来例の抵抗素子の設定方法の問題点を示す
図である。
図である。
１ 半導体基板 ４ 抵抗体 ５ 島部 ６ 配線層 ＢＷ ボンディングワイヤ Ｐ1 〜Ｐ3 パッド Ｒ1 〜Ｒ4 感圧素子 ＲＣ1 〜ＲＣ8 抵抗素子
Claims (4)
- 【請求項１】 ピエゾ抵抗効果を持つ圧力検出用の感圧
素子を備え、感圧素子の出力補正用の抵抗群を感圧素子
とともに半導体基板上に形成し、複数種類の抵抗値を持
つ抵抗素子を互いに接続して抵抗群を形成し、抵抗群を
形成する抵抗素子のうちの適宜個数を使用しないことに
よりセンサ出力を調節する半導体圧力センサであって、
所定個数の半導体基板について、センサ出力が規定範囲
内となる個数を多くしかつセンサ出力のばらつきが小さ
くなるように抵抗群を形成する各抵抗素子の抵抗値を重
み付けしていることを特徴とする半導体圧力センサ。 - 【請求項２】 一部の抵抗素子は一端が他の２つの抵抗
素子の一端とともにボンディングワイヤを接続可能なパ
ッドに接続されるとともに、上記２つの抵抗素子の各他
端はボンディグワイヤを接続可能な他のパッドに接続さ
れている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】 上記パッドの一部は隣接して並設される
ように配置され、隣接したパッド間の距離はボンディン
グワイヤの先端に設けたボールにより短絡可能に設定さ
れていることを特徴とする請求項２記載の半導体圧力セ
ンサ。 - 【請求項４】 上記抵抗群は、１つの抵抗体と、上記抵
抗体の表面に絶縁膜で形成した複数個の島部と、抵抗体
の表面を島部とともに覆う導電材料よりなる配線層とに
より形成され、配線層のうち島部に対応する適宜の２箇
所をレーザ切断することにより各島部の両端間に形成さ
れている抵抗素子を適宜に直列接続した直列抵抗を形成
することを特徴とする請求項１記載の半導体圧力セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22568296A JPH1070286A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22568296A JPH1070286A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1070286A true JPH1070286A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=16833143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22568296A Withdrawn JPH1070286A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1070286A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020166661A1 (ja) | 2019-02-15 | 2020-08-20 | Tdk株式会社 | 圧力センサ |
| WO2022050389A1 (ja) | 2020-09-03 | 2022-03-10 | Tdk株式会社 | 圧力センサ |
-
1996
- 1996-08-27 JP JP22568296A patent/JPH1070286A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020166661A1 (ja) | 2019-02-15 | 2020-08-20 | Tdk株式会社 | 圧力センサ |
| WO2022050389A1 (ja) | 2020-09-03 | 2022-03-10 | Tdk株式会社 | 圧力センサ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031104 |