JPS62127637A - 半導体圧力変換器 - Google Patents
半導体圧力変換器Info
- Publication number
- JPS62127637A JPS62127637A JP26799585A JP26799585A JPS62127637A JP S62127637 A JPS62127637 A JP S62127637A JP 26799585 A JP26799585 A JP 26799585A JP 26799585 A JP26799585 A JP 26799585A JP S62127637 A JPS62127637 A JP S62127637A
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- Japan
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- diaphragm
- base
- electrode
- oxide film
- silicon semiconductor
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- Pending
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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】
イ、「発明の目的」
(産業上の利用分野〕
本発明は、圧力を電気量に変換する半導体圧力変換器に
関するものである。
関するものである。
圧力変換器は、一層の小形化が望まれている。
容量式圧力変換器は、対向する2つの電極面の距離が圧
力により変化するように構成し、その変化量を容量の変
化としてとらえるものである。このような容量式圧力変
換器を小形化するには、2つの電極面の距離をできるだ
け接近すれば達成することができる。
力により変化するように構成し、その変化量を容量の変
化としてとらえるものである。このような容量式圧力変
換器を小形化するには、2つの電極面の距離をできるだ
け接近すれば達成することができる。
その理由は、2つの電極面の距離を狭めれば、電極面の
容量を大きくとることができ、従って、必要とされる容
量を満足するために、電極の対向面積の方を少なくする
ことができるかlうである。
容量を大きくとることができ、従って、必要とされる容
量を満足するために、電極の対向面積の方を少なくする
ことができるかlうである。
第4図と第5図は、従来の手段を用いて、2つの対向す
る電極面の距離を狭めようとした図である。従来の容量
式半導体圧力変換器においては、シリコンで構成される
ダイアフラム20と、パイレックスガラスで構成される
ベース22とを図のように構成している。そして、それ
ぞれに設(プられた電極20bと22bとの間の距離が
、印加した圧力P、iにより変化すると、この変化は容
量の変化どしてとらえることができるので等価的に圧力
Pdを検出することができるのである。
る電極面の距離を狭めようとした図である。従来の容量
式半導体圧力変換器においては、シリコンで構成される
ダイアフラム20と、パイレックスガラスで構成される
ベース22とを図のように構成している。そして、それ
ぞれに設(プられた電極20bと22bとの間の距離が
、印加した圧力P、iにより変化すると、この変化は容
量の変化どしてとらえることができるので等価的に圧力
Pdを検出することができるのである。
今、達成しようとしている2つの電極面の距離Aの具体
的大きさを述べると、約4μm稈の極小な距離である。
的大きさを述べると、約4μm稈の極小な距離である。
従来は、予めダイアフラム20の加工段階で、△−4μ
mとなるように構成しておく。そして、このようなシリ
:1ンのダイアフラム20とパイレックスガラスのベー
ス22とを加熱処理することで接合する。シリコンとパ
イレックスガラスとは、よく接合するので、加熱処理し
、接合した直後の状態は第4図の如く2つの電極面の距
−1は、4μmとすることができる。
mとなるように構成しておく。そして、このようなシリ
:1ンのダイアフラム20とパイレックスガラスのベー
ス22とを加熱処理することで接合する。シリコンとパ
イレックスガラスとは、よく接合するので、加熱処理し
、接合した直後の状態は第4図の如く2つの電極面の距
−1は、4μmとすることができる。
しかし、以」このような手段は次の問題点を有している
。
。
シリコンとパイレックスガラスとは、膨張・収縮率が異
なるので常温になると、第5図の如くなる。即ち、2つ
の電極面の距離がΔ1に変動してしまう。実測によれば
、当初第4図において、4μmであったものが、常温の
所では6μm位に変動する。これでは、圧力変換器を小
形化することはできず、また、満足するような特性を得
ることもできない。
なるので常温になると、第5図の如くなる。即ち、2つ
の電極面の距離がΔ1に変動してしまう。実測によれば
、当初第4図において、4μmであったものが、常温の
所では6μm位に変動する。これでは、圧力変換器を小
形化することはできず、また、満足するような特性を得
ることもできない。
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされ
たもので、正確に電極面の距離を微小な距離とすること
ができる半導体圧力変換器を提供することを目的とする
ものである。
たもので、正確に電極面の距離を微小な距離とすること
ができる半導体圧力変換器を提供することを目的とする
ものである。
口、「発明の構成」
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記問題点を解決するために、ダイアフラム
本体部に設けた第1の電極面が、ダイアフラム取付は部
に設参りた熱酸化膜面の位置と比較して凹部となるよう
に形成したシリコン半導体よりなるダイアフラムと、 導入口を有し、前記ダイアフラム取付は部が配置される
部分に熱酸化膜を設け、前記ダイアフラム本体部の第1
の電極面と対向する位置に第2の電極面を設けたシリコ
ン半導体よりなるベースと、を備え、陽極接合すること
で、ダイアフラムとベースとを一体化するようにしたも
のである。
本体部に設けた第1の電極面が、ダイアフラム取付は部
に設参りた熱酸化膜面の位置と比較して凹部となるよう
に形成したシリコン半導体よりなるダイアフラムと、 導入口を有し、前記ダイアフラム取付は部が配置される
部分に熱酸化膜を設け、前記ダイアフラム本体部の第1
の電極面と対向する位置に第2の電極面を設けたシリコ
ン半導体よりなるベースと、を備え、陽極接合すること
で、ダイアフラムとベースとを一体化するようにしたも
のである。
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明に係る半導体圧力変換器の要部断面図
である。第1図の圧力変換器は、印加した圧力Paを電
気信号に変換するものである。
である。第1図の圧力変換器は、印加した圧力Paを電
気信号に変換するものである。
同図において、1はシリコン半導体で構成されたダイア
フラムである。このダイアフラム1は、ダイアフラム本
体部1aに設【プた電極1bの面が、ダイアフラム取付
は部1Cに設けた熱酸化膜(Si 02 ) 13の面
の位置と比較して凹部となるように形成したものである
。この電極1bの面と熱酸化w413の面との高さの違
いAは公知の技術を用いることにより、例えば、4μm
となるように形成することができる。
フラムである。このダイアフラム1は、ダイアフラム本
体部1aに設【プた電極1bの面が、ダイアフラム取付
は部1Cに設けた熱酸化膜(Si 02 ) 13の面
の位置と比較して凹部となるように形成したものである
。この電極1bの面と熱酸化w413の面との高さの違
いAは公知の技術を用いることにより、例えば、4μm
となるように形成することができる。
3は、圧力Paが印加される導入口5を有し、ダイアフ
ラム取付は部1Cが配置される部分に熱酸化膜13を設
(プ、ダイアフラム本体部1aの電極1bの而と対向す
る位置に電極3bの面を設けたシリコン半導体よりなる
ベースである。
ラム取付は部1Cが配置される部分に熱酸化膜13を設
(プ、ダイアフラム本体部1aの電極1bの而と対向す
る位置に電極3bの面を設けたシリコン半導体よりなる
ベースである。
このようなダイアフラム1とベース3とを第1図のよう
に配置し、このダイアフラム1とベース3の間に第3図
の如く電圧E(例えば200v )を印加しつつ、熱く
例えば900℃)を加える。第3図は、ダイアフラム1
のダイアフラム取付(プ部1Cとベース3の熱酸化膜1
3との部分のみを分り易く描いた図である。第3図にお
いて、2つの熱酸化膜13が密着するように配置し、上
記の電圧と温度を加えるとダイアフラム1とベース3と
は、接合する。このような接合方法を陽極接合と一般に
呼んでいる。熱酸化IP113の厚さBは、通常、80
00A<=0.8μm)程であり、ダイアフラム1側と
ベース3側の熱酸化H(S i 02 )の双方の厚さ
を合計しても、高々1.6μmである。そして、一般に
、この熱酸化膜13同士を陽極接合により一体化しても
、この1.6μmの厚さは、はとんど変動し−〇− ないので、第1図に示す距離△は、ダイアフラム1を加
工した時の寸法の4μmをそのまま維持することができ
る。
に配置し、このダイアフラム1とベース3の間に第3図
の如く電圧E(例えば200v )を印加しつつ、熱く
例えば900℃)を加える。第3図は、ダイアフラム1
のダイアフラム取付(プ部1Cとベース3の熱酸化膜1
3との部分のみを分り易く描いた図である。第3図にお
いて、2つの熱酸化膜13が密着するように配置し、上
記の電圧と温度を加えるとダイアフラム1とベース3と
は、接合する。このような接合方法を陽極接合と一般に
呼んでいる。熱酸化IP113の厚さBは、通常、80
00A<=0.8μm)程であり、ダイアフラム1側と
ベース3側の熱酸化H(S i 02 )の双方の厚さ
を合計しても、高々1.6μmである。そして、一般に
、この熱酸化膜13同士を陽極接合により一体化しても
、この1.6μmの厚さは、はとんど変動し−〇− ないので、第1図に示す距離△は、ダイアフラム1を加
工した時の寸法の4μmをそのまま維持することができ
る。
そして、本発明においてはダイアフラム1とベース3は
、同じ月料のシリコン半導体で構成されているので、第
1図変換器の全体の温度がどのように変動しても、ダイ
アフラム1とベース3の膨張・収縮率は同じである。従
って、従来手段が有していた問題点(第5図)は、生じ
ない。即ち、本発明によれば、常湿となっても、2つの
電極面距離Aを一定〈例えば4μm)に維持することが
できる。
、同じ月料のシリコン半導体で構成されているので、第
1図変換器の全体の温度がどのように変動しても、ダイ
アフラム1とベース3の膨張・収縮率は同じである。従
って、従来手段が有していた問題点(第5図)は、生じ
ない。即ち、本発明によれば、常湿となっても、2つの
電極面距離Aを一定〈例えば4μm)に維持することが
できる。
以上のような第1図の半導体圧力変換器において、圧力
Paが印加されると、圧力室7は、印加圧力に応じた圧
力となるので、2つの電極面距離Aは変動し、その結果
、電極面の容量が変るので、この容量を検出することに
より、印加圧力Paを読取ることができる。
Paが印加されると、圧力室7は、印加圧力に応じた圧
力となるので、2つの電極面距離Aは変動し、その結果
、電極面の容量が変るので、この容量を検出することに
より、印加圧力Paを読取ることができる。
第2図は、本発明の別の実施例を示した図である。第1
図の装量は、単一の圧力Paを電気信号へ変換する装置
であるが、第2図の装置は、2つの圧力Pb、Pcの差
圧に応じた信号を出力できる装置である。
図の装量は、単一の圧力Paを電気信号へ変換する装置
であるが、第2図の装置は、2つの圧力Pb、Pcの差
圧に応じた信号を出力できる装置である。
第2図装置の構成は、第1図装置のダイアフラム1を中
心として上下に対称に構成したものであるため、その構
成説明は省略する。第2図の変換器によれば、ベース1
0とダイアフラム9どの間の容量と、ベース11とダイ
アフラム9との間の容量の少なくとも一方を測定するこ
とにより、圧力Pb、Pcの差圧を読取ることができる
。
心として上下に対称に構成したものであるため、その構
成説明は省略する。第2図の変換器によれば、ベース1
0とダイアフラム9どの間の容量と、ベース11とダイ
アフラム9との間の容量の少なくとも一方を測定するこ
とにより、圧力Pb、Pcの差圧を読取ることができる
。
なお、以上の説明では、ダイアフラム1どベース3の双
方に熱酸化膜13を設けるとして説明したが、この双方
に熱酸化膜13を設ける必要はなく、ダイアフラム1か
ベース3のどちらが一方のみに熱酸化膜13を設(プれ
ば、陽極接合により、ダイアフラム1とベース3とを一
体的に接合することができる。
方に熱酸化膜13を設けるとして説明したが、この双方
に熱酸化膜13を設ける必要はなく、ダイアフラム1か
ベース3のどちらが一方のみに熱酸化膜13を設(プれ
ば、陽極接合により、ダイアフラム1とベース3とを一
体的に接合することができる。
また、以上のダイアフラム1の構成説明において、ダイ
アフラム本体部1aには、電極1bを設り、ダイアフラ
ム取付43部1cには、熱酸化膜13を設けるとした。
アフラム本体部1aには、電極1bを設り、ダイアフラ
ム取付43部1cには、熱酸化膜13を設けるとした。
しかし、この構成に限定するものではなく、例えば、次
のようにしても本発明は設立する。ダイアフラム1が、
例えばP型のシリコン半導体であったとすると、まず、
第1図に示す電極1bの部分へ拡散によりn型の半導体
を設け、これを電極1bとする。その後、このダイアフ
ラム1の全体表面にに熱酸化膜を設ける。このようにす
ると、第1図の電極1bの表面にも熱酸化膜が被覆され
た構成となるが、このように構成しても本発明は成立す
る。その理由は、今、圧力検出を行なおうとしている2
つの電極1bと31)間に形成された容量に対して、熱
酸化膜の容量は直列に構成されており熱酸化膜部の容量
は大きいから、2つの電極面容量に影響しないからであ
る。
のようにしても本発明は設立する。ダイアフラム1が、
例えばP型のシリコン半導体であったとすると、まず、
第1図に示す電極1bの部分へ拡散によりn型の半導体
を設け、これを電極1bとする。その後、このダイアフ
ラム1の全体表面にに熱酸化膜を設ける。このようにす
ると、第1図の電極1bの表面にも熱酸化膜が被覆され
た構成となるが、このように構成しても本発明は成立す
る。その理由は、今、圧力検出を行なおうとしている2
つの電極1bと31)間に形成された容量に対して、熱
酸化膜の容量は直列に構成されており熱酸化膜部の容量
は大きいから、2つの電極面容量に影響しないからであ
る。
同様に、ベース3における電極3bも、その上に熱酸化
膜13で被覆するように構成しても良い。
膜13で被覆するように構成しても良い。
ハ、「本発明の効果」
以上述べたように、本発明によれば2つの電極面の距離
を極く近接して、しかも正確に形成することができるの
で、圧力変換器を小形化すること一〇− ができる。
を極く近接して、しかも正確に形成することができるの
で、圧力変換器を小形化すること一〇− ができる。
第1図は本発明に係る半導体圧力変換器の要部断面図、
第2図は本発明の別の構成例を示した図、第3図はダイ
アフラムとベース部の接続動作を説明するための図、第
4図と第5図は従来例を説明するための図である。 1.9・・・ダイアフラム、3.10.11・・・ベー
ス、1 a−・・ダイフッラム本体部、11)、 3b
、 9b、 10b 、 11b・・・電極、1C・・
・ダイアフラム取付は部、5・・・導入口、13・・・
熱酸化膜。 第1図 第2図 第3図 第4図 d 第5図
第2図は本発明の別の構成例を示した図、第3図はダイ
アフラムとベース部の接続動作を説明するための図、第
4図と第5図は従来例を説明するための図である。 1.9・・・ダイアフラム、3.10.11・・・ベー
ス、1 a−・・ダイフッラム本体部、11)、 3b
、 9b、 10b 、 11b・・・電極、1C・・
・ダイアフラム取付は部、5・・・導入口、13・・・
熱酸化膜。 第1図 第2図 第3図 第4図 d 第5図
Claims (2)
- (1)ダイアフラム本体部に設けた第1の電極面が、ダ
イアフラム取付け部に設けた熱酸化膜面の位置と比較し
て凹部となるように形成したシリコン半導体よりなるダ
イアフラムと、 導入口を有し、前記ダイアフラム取付け部が配置される
部分に熱酸化膜を設け、前記ダイアフラム本体部の第1
の電極面と対向する位置に第2の電極面を設けたシリコ
ン半導体よりなるベースと、を備え、陽極接合すること
で、ダイアフラムとベースとを一体化するようにしたこ
とを特徴とする半導体圧力変換器。 - (2)前記ダイアフラムとベースにそれぞれ設けた熱酸
化膜のうち、どちらか一方の形成を省略した構成の特許
請求の範囲第1項記載の半導体圧力変換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26799585A JPS62127637A (ja) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | 半導体圧力変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26799585A JPS62127637A (ja) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | 半導体圧力変換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62127637A true JPS62127637A (ja) | 1987-06-09 |
Family
ID=17452446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26799585A Pending JPS62127637A (ja) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | 半導体圧力変換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62127637A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4998179A (en) * | 1989-02-28 | 1991-03-05 | United Technologies Corporation | Capacitive semiconductive sensor with hinged diaphragm for planar movement |
JPH03150435A (ja) * | 1989-11-08 | 1991-06-26 | Masaki Esashi | 相対圧圧力センサの製造方法 |
US5157973A (en) * | 1989-03-16 | 1992-10-27 | Process Automation Business, Inc. | Pressure sensor with integral overpressure protection |
JPH0838008A (ja) * | 1994-03-15 | 1996-02-13 | Kyu-Chol Lee | リール一体型釣竿 |
JP2012524900A (ja) * | 2009-04-23 | 2012-10-18 | ローズマウント インコーポレイテッド | 真空誘電体を有する静電容量式圧力センサ |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56165361A (en) * | 1980-05-23 | 1981-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor pressure converter |
JPS5710980A (en) * | 1980-06-23 | 1982-01-20 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor pressure detecting device |
JPS5854676A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-03-31 | Hitachi Ltd | 半導体圧力変換器 |
-
1985
- 1985-11-28 JP JP26799585A patent/JPS62127637A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56165361A (en) * | 1980-05-23 | 1981-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor pressure converter |
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JP2012524900A (ja) * | 2009-04-23 | 2012-10-18 | ローズマウント インコーポレイテッド | 真空誘電体を有する静電容量式圧力センサ |
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