JPS60167383A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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- JPS60167383A JPS60167383A JP2256284A JP2256284A JPS60167383A JP S60167383 A JPS60167383 A JP S60167383A JP 2256284 A JP2256284 A JP 2256284A JP 2256284 A JP2256284 A JP 2256284A JP S60167383 A JPS60167383 A JP S60167383A
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- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 19
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/84—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure
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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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、測定すべき圧力を受ける測定ダイアフラムを
有した圧力センサに関するものである。
有した圧力センサに関するものである。
更に詳しくは、本発明は先に「特願昭５８−１９４８１
号」で提案した測定ダイアフラムを過大圧から保穫する
機構を持つ圧力センサに関するものである。
号」で提案した測定ダイアフラムを過大圧から保穫する
機構を持つ圧力センサに関するものである。
第１図は、本発明の基本となる特願昭５８−１９４８１
号で提案した装置の一例を示す構成断面図、第２図は第
１図におけるＡ−Ａ断面図である。これらの図において
、１８は測定ダイアフラムで、中心の円板状の厚肉部１
８ａを囲むように、同心円上に複数の環状の厚肉部１８
ｂ、 ：ｔｓｃが、ここでは両表面に設けられている。
号で提案した装置の一例を示す構成断面図、第２図は第
１図におけるＡ−Ａ断面図である。これらの図において
、１８は測定ダイアフラムで、中心の円板状の厚肉部１
８ａを囲むように、同心円上に複数の環状の厚肉部１８
ｂ、 ：ｔｓｃが、ここでは両表面に設けられている。
測定ダイアフラム１８には、単結晶シリコン若しくはＮ
ｉ −５ＰＡＮＣ等の伝導性弾性材料、又はサファイヤ
の如き絶縁性弾性材料が用いられ、後者の場合には中央
厚肉部１８ａＫ！極用として導電膜を形成する。
ｉ −５ＰＡＮＣ等の伝導性弾性材料、又はサファイヤ
の如き絶縁性弾性材料が用いられ、後者の場合には中央
厚肉部１８ａＫ！極用として導電膜を形成する。
１９、２０は、測定ダイアフラム１８の両面に対向して
設けられた、パイレックスガラス、セラミック等の絶縁
性のボディで、測定ダイアフラム１８の周縁厚肉部：ｃ
ｓｄにおいて陽極接合等によって固着されている。これ
等ボディには高圧側圧力導入路１９ａ、低圧側圧力導入
路２０ｍが設けられ、測定ダイアフラム１８の両側に形
成される測定室２１．２２に測定すべき圧力ＰＨ”Ｌを
導びくようになりている。
設けられた、パイレックスガラス、セラミック等の絶縁
性のボディで、測定ダイアフラム１８の周縁厚肉部：ｃ
ｓｄにおいて陽極接合等によって固着されている。これ
等ボディには高圧側圧力導入路１９ａ、低圧側圧力導入
路２０ｍが設けられ、測定ダイアフラム１８の両側に形
成される測定室２１．２２に測定すべき圧力ＰＨ”Ｌを
導びくようになりている。
２３、２４は夫々ボディ１９．２０の中央部に、測定ダ
イアフラム１８の厚肉部１８ａに対向して設けられた電
極で、金スはアルミニウムが用いられる。
イアフラム１８の厚肉部１８ａに対向して設けられた電
極で、金スはアルミニウムが用いられる。
２５、２６は測定ダイアフラム１８の厚肉部１８ｂ、
１８ｃに対向して基板１９上に設けられた環状のストッ
パー 、２７．２８ Ｉ′ｉ同じく厚肉部１８ｂ、 、
１８ｃに対向して基板２０上に設けられた環状のストッ
パーである。
１８ｃに対向して基板１９上に設けられた環状のストッ
パー 、２７．２８ Ｉ′ｉ同じく厚肉部１８ｂ、 、
１８ｃに対向して基板２０上に設けられた環状のストッ
パーである。
この様な構成の装置において、測定室２１．２２に測定
すべき圧力ｐｐ が導入されると、測定ダイ１１’ Ｌ アフラム１８はこれら圧力を受け厚肉部１８ａ 、１８
ｂ 。
すべき圧力ｐｐ が導入されると、測定ダイ１１’ Ｌ アフラム１８はこれら圧力を受け厚肉部１８ａ 、１８
ｂ 。
１８ｃ及び周縁厚肉部１８ｄの間の薄肉部において歪み
、測定ダイア７２ム１８は、圧力ＰとＰの差に応 Ｌ して変位する。これにより、中央厚肉部１８ａと電極２
３．２４間の間隙が変化し、この間の静電容量の変化か
ら差圧に応じた電気信号を得ることができるＱなお、こ
こでは、測定圧がダイアフラムの両側に導入される様に
したものであるが、片側だけに加わるようにしてもよい
。
、測定ダイア７２ム１８は、圧力ＰとＰの差に応 Ｌ して変位する。これにより、中央厚肉部１８ａと電極２
３．２４間の間隙が変化し、この間の静電容量の変化か
ら差圧に応じた電気信号を得ることができるＱなお、こ
こでは、測定圧がダイアフラムの両側に導入される様に
したものであるが、片側だけに加わるようにしてもよい
。
一方、操作ミス等により過大圧が加わると測定ダイアフ
ラム１８は、厚肉部１８ａ 、１８ｂ 、 １８ｃが基
板１９或は２０に当る迄たわみ、これに当って止まる。
ラム１８は、厚肉部１８ａ 、１８ｂ 、 １８ｃが基
板１９或は２０に当る迄たわみ、これに当って止まる。
その後は測定ダイアフラム１８の前記薄肉部が過大圧を
受けることになる。従って、この薄肉部の厚さ１幅とが
実際に加わることのある最大の過大圧に充分耐え得る寸
法にする必要がある。
受けることになる。従って、この薄肉部の厚さ１幅とが
実際に加わることのある最大の過大圧に充分耐え得る寸
法にする必要がある。
ところで、この様な構成の圧力センサにおいて、測定す
べき圧力が工業プロセス用である場合、過大王の最大値
は３００ ｋｇ／。ｍ に達するので、このような過大
圧に耐えられる寸法にしておく必要がある。一方、測定
ダイアフラム１８の厚肉部１８ａと電極２３．２４間の
間隙は、５ミクロｙ程度と微小で、それ故に、厚肉部１
８ａ ｒ １８ｂ ｒ １８ｃを如何にして精度良く、
また簡単に構成するかが、重要な問題となる。
べき圧力が工業プロセス用である場合、過大王の最大値
は３００ ｋｇ／。ｍ に達するので、このような過大
圧に耐えられる寸法にしておく必要がある。一方、測定
ダイアフラム１８の厚肉部１８ａと電極２３．２４間の
間隙は、５ミクロｙ程度と微小で、それ故に、厚肉部１
８ａ ｒ １８ｂ ｒ １８ｃを如何にして精度良く、
また簡単に構成するかが、重要な問題となる。
ここにおいて、本発明は、測定ダイアフラムに設ける厚
肉部を精度良く、また、効率良く構成することのできる
圧力センサを実現しようとするものでおる。
肉部を精度良く、また、効率良く構成することのできる
圧力センサを実現しようとするものでおる。
本発明は、第１図に示す構成の装置において、測定ダイ
アフラムをシリコンを含む弾性材料又はＮｉ −５ｐＡ
ＮＣで構成するとともに、厚肉部をシリコン又はアモル
ファスシリコンを成長させて形成するようにした点に構
成上の特徴がある。
アフラムをシリコンを含む弾性材料又はＮｉ −５ｐＡ
ＮＣで構成するとともに、厚肉部をシリコン又はアモル
ファスシリコンを成長させて形成するようにした点に構
成上の特徴がある。
第３図は、第１図装置における測定ダイアフラム１８の
製造方法を示す説明図である。ここでは、ダイアフラム
の一方の面にだけ厚肉部を形成する場合を例示しである
。
製造方法を示す説明図である。ここでは、ダイアフラム
の一方の面にだけ厚肉部を形成する場合を例示しである
。
はじめに、（イ）に示すように測定ダイアフラムとなる
シリコンを含む弾性材料（シリコン、サファイア等）基
板１０を用意する。次に、この基板１ｏを反応炉内に設
置し、例えば１１００ ℃程度に加熱するとともに、基
板１ｏ上に成長させるシリコンを含んだ原料ガスを接触
させ、基板１ｏの表面に、（ロ）Ｋ示すように厚肉部と
なるシリコン層１１をエピタキシャル成長させる。ここ
で、シリコン層１１の厚さｄは、エピタキシャル成長さ
せている時間や、原料ガスの濃度、雰囲気温度等、公知
の手法によって正確に制御される。次に、（ハ）に示す
ように１シリコン層１１上にホトレジスト膜１２を塗布
し、ホトリングラフイーの技術を利用して厚肉部に相当
する部分をパターニングするとともに、に）に示すよう
に、例えばケミカルエツチングによって、厚肉部１８ａ
、 １８ｂ 、１８ｃに相当する部分を残し、他の部
分を除去する。また、ホトレジスト膜も除去する。
シリコンを含む弾性材料（シリコン、サファイア等）基
板１０を用意する。次に、この基板１ｏを反応炉内に設
置し、例えば１１００ ℃程度に加熱するとともに、基
板１ｏ上に成長させるシリコンを含んだ原料ガスを接触
させ、基板１ｏの表面に、（ロ）Ｋ示すように厚肉部と
なるシリコン層１１をエピタキシャル成長させる。ここ
で、シリコン層１１の厚さｄは、エピタキシャル成長さ
せている時間や、原料ガスの濃度、雰囲気温度等、公知
の手法によって正確に制御される。次に、（ハ）に示す
ように１シリコン層１１上にホトレジスト膜１２を塗布
し、ホトリングラフイーの技術を利用して厚肉部に相当
する部分をパターニングするとともに、に）に示すよう
に、例えばケミカルエツチングによって、厚肉部１８ａ
、 １８ｂ 、１８ｃに相当する部分を残し、他の部
分を除去する。また、ホトレジスト膜も除去する。
ここで、基板１０の材料がサファイア等の絶縁物の場合
、ダイアフラムの変位を検出するだめの電極形成の工程
が入る。この後、基板１０を所定のダイアフラムの形状
上なるように切断、加工して完成する。
、ダイアフラムの変位を検出するだめの電極形成の工程
が入る。この後、基板１０を所定のダイアフラムの形状
上なるように切断、加工して完成する。
この様にして完成された測定ダイアフラム１８ヲ、第１
図に示す様に２つのボディ１Ｂ、 ２０の間に挾み、両
者間を固着して、圧力センサを構成する。
図に示す様に２つのボディ１Ｂ、 ２０の間に挾み、両
者間を固着して、圧力センサを構成する。
なお、ここでは、基板１ｏとしてシリコンを含む弾性材
料を用いたものであるが、これに代えてＮ１５ＰＡＮ
Ｃを用いてもよい。この場合、基板表面にアモルファス
シリコン層を成長させ、厚肉部を形成させることとなる
。
料を用いたものであるが、これに代えてＮ１５ＰＡＮ
Ｃを用いてもよい。この場合、基板表面にアモルファス
シリコン層を成長させ、厚肉部を形成させることとなる
。
また、上記の説明では、ダイアフラム１８の周縁厚肉部
１８ｄについては別個に設けることを想定したが、これ
を、厚肉部１８ａ 、１８ｂ 、１８ｃと同一の工程で
形成した後、更に周縁厚肉部１８ｄについてのみ、シリ
コン層又はアモルファスシリコン層を所定の厚さとなる
ように成長させるようにしてもよい。
１８ｄについては別個に設けることを想定したが、これ
を、厚肉部１８ａ 、１８ｂ 、１８ｃと同一の工程で
形成した後、更に周縁厚肉部１８ｄについてのみ、シリ
コン層又はアモルファスシリコン層を所定の厚さとなる
ように成長させるようにしてもよい。
以上説明したように、本発明によれば、ダイアフラムに
設ける厚肉部をシリコン又はアモルファスシリコンを成
長させて形成させたもので、との厚肉部の厚さを精度良
く、まだ効率良く構成できる圧力センサが実現できる。
設ける厚肉部をシリコン又はアモルファスシリコンを成
長させて形成させたもので、との厚肉部の厚さを精度良
く、まだ効率良く構成できる圧力センサが実現できる。
第１図は本発明に係る装置の基本となる特願昭５８−
：１９４８１号公報に示される装置の構成断面図、第２
図は第１図におけるＡ−Ａ断面図、第６図は測定ダイア
フラムの製造方法を示す説明図である０１８・・・測定
ダイアフラム、１８ａ ＋ １−８ｂ ＋ １８ｃ・・
・厚肉部、１０・・・基板、１１・・・シリコン層。 第１図 第３図 篤２図 ８
：１９４８１号公報に示される装置の構成断面図、第２
図は第１図におけるＡ−Ａ断面図、第６図は測定ダイア
フラムの製造方法を示す説明図である０１８・・・測定
ダイアフラム、１８ａ ＋ １−８ｂ ＋ １８ｃ・・
・厚肉部、１０・・・基板、１１・・・シリコン層。 第１図 第３図 篤２図 ８
Claims (1)
- （１）表面に複数箇所厚肉部が形成された測定ダイアフ
ラムと、このダイアフラムの片側または両側に対向配置
され、このダイアフラムと共に室を形成する基板と、前
記測定ダイアフラムの片側または両側に測定圧力を導ひ
く手段と、差圧或は圧力による前記測定ダイアフラムの
変位を電気信号に変換する手段とからなる圧力センサで
あって、 前記測定ダイアフラムはシリコンを含む弾性材料又はＮ
ｉ −５ＰＡＮ Ｃで構成されるとともに、前記厚肉部
はシリコン又はアモルファスシリコンを成長させて形成
されていることを特徴とする圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59022562A JPH0666478B2 (ja) | 1984-02-09 | 1984-02-09 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59022562A JPH0666478B2 (ja) | 1984-02-09 | 1984-02-09 | 圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60167383A true JPS60167383A (ja) | 1985-08-30 |
| JPH0666478B2 JPH0666478B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=12086303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59022562A Expired - Fee Related JPH0666478B2 (ja) | 1984-02-09 | 1984-02-09 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666478B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001267588A (ja) * | 2000-01-11 | 2001-09-28 | Fuji Electric Co Ltd | 静電容量型半導体センサおよびその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50142081A (ja) * | 1974-04-04 | 1975-11-15 |
-
1984
- 1984-02-09 JP JP59022562A patent/JPH0666478B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50142081A (ja) * | 1974-04-04 | 1975-11-15 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001267588A (ja) * | 2000-01-11 | 2001-09-28 | Fuji Electric Co Ltd | 静電容量型半導体センサおよびその製造方法 |
| JP4586239B2 (ja) * | 2000-01-11 | 2010-11-24 | 富士電機ホールディングス株式会社 | 静電容量型半導体センサおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0666478B2 (ja) | 1994-08-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |