JP2577493B2 - Silicon base glass, silicon-based sensor, and silicon-based pressure sensor - Google Patents
Silicon base glass, silicon-based sensor, and silicon-based pressure sensorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、X線マスクの支持枠やダイアフラム等にシ
リコン基材を支持する部材として使用されるシリコン用
台座ガラスに関する。さらに本発明は、シリコン用台座
ガラス付シリコン基材を備えたシリコン基材型センサー
及びシリコン基材型圧力センサーに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a silicon pedestal glass used as a member for supporting a silicon base material on a support frame or a diaphragm of an X-ray mask. Furthermore, the present invention relates to a silicon-based sensor and a silicon-based pressure sensor having a silicon substrate with a silicon base glass.
シリコン基材を、シリコン台座用ガラスによって保持
したユニットの代表的用途の一例としては、電子情報通
信学会技術報告(Vol.89 No.288,P13〜18,1989年11月17
日)の「シリコン/ガラスの陽極接合における残留応
力」(深田哲生,天野 克弘)において提案されている
ような、外力としての圧力を検出するシリコン基材型圧
力センサーが広く知られている。この種のシリコン基材
型圧力センサーには、シリコン単結晶からなるダイアフ
ラムに生じた歪を電気信号に変換する際の変換方式にお
いて種々のタイプがある。中でもピエゾ抵抗効果を利用
した半導体圧力センサーと呼称されているセンサーがそ
の代表格であり、自動車産業やFA機器産業で広く採用さ
れている。その具体的な用途としては、気体や液体の圧
力や流量等を測定するために、燃料流量や油圧制御等を
行う自動制御システムのセンサーとして使われている。An example of a typical use of a unit in which a silicon base material is held by a silicon pedestal glass is described in IEICE Technical Report (Vol.89 No.288, P13-18, November 17, 1989).
A silicon-based pressure sensor that detects pressure as an external force, as proposed in “Residual Stress in Silicon / Glass Anodic Bonding” (Tetsuo Fukada, Katsuhiro Amano), is widely known. There are various types of silicon-based pressure sensors of this type in a conversion method for converting strain generated in a diaphragm made of silicon single crystal into an electric signal. Among them, a sensor called a semiconductor pressure sensor using the piezoresistance effect is a representative example, and is widely used in the automobile industry and the FA equipment industry. As a specific application, it is used as a sensor of an automatic control system for controlling a fuel flow rate, a hydraulic pressure, and the like in order to measure a pressure and a flow rate of a gas or a liquid.
この種の半導体圧力センサーの構成の特徴は、弾性変
形可能なように形成された薄膜状のシリコン単結晶基板
の表面に、周知の半導体回路形成技術を施し、歪ゲージ
の一部を形成してダイヤフラムを構成したものである。
その圧力の検出のメカニズムは、シリコン単結晶基板に
圧力が付与されると歪を生じ、この歪に応じて歪ゲージ
の比抵抗が変化するピエゾ抵抗効果を利用して圧力変化
を電圧変化又は電流変化に交換して測定するものであ
る。The feature of this type of semiconductor pressure sensor is that a well-known semiconductor circuit forming technique is applied to the surface of a thin-film silicon single crystal substrate formed so as to be elastically deformable to form a part of a strain gauge. It constitutes a diaphragm.
The mechanism of the pressure detection is that when a pressure is applied to the silicon single crystal substrate, a strain is generated, and the specific resistance of the strain gauge changes according to the strain. It is measured in exchange for change.
又、この半導体圧力センサーのシリコン単結晶基板か
らなるダイアフラムを保持する保持部材は、シリコン基
材に対して陽極接合が可能なように近年ではガラス材料
が用いられている。陽極接合とは、「特性変動値が従来
の1/3になった圧力センサ」(青井 昭博、阿部 有
正、OMRON TECHNICS VOL.26 No.3(通巻79号)1986、P2
15〜P222)に記載されているように、シリコン基材とガ
ラスを300〜600℃に加熱した状態で電圧を印加し両者を
接合する技術である。そして、この種のガラス材料とし
ては、シリコン基材と比較的類似した熱膨張係数(32〜
36×10-7/℃)を有する硼珪酸ガラスを使用することが
既に提案されている(特開昭59−176639号公報参照)。In recent years, a glass material has been used for a holding member for holding a diaphragm made of a silicon single crystal substrate of the semiconductor pressure sensor so that anodic bonding to a silicon base material can be performed. Anodic bonding refers to "a pressure sensor whose characteristic variation is reduced to 1/3 of the conventional value" (Akihiro Aoi, Yumasa Abe, OMRON TECHNICS VOL.26 No.3 (Tour Volume 79) 1986, P2
15 to P222), a technique in which a voltage is applied while a silicon base material and glass are heated to 300 to 600 ° C. to join them together. As a glass material of this kind, a thermal expansion coefficient relatively similar to that of a silicon substrate (32 to
It has already been proposed to use a borosilicate glass having a temperature of 36 × 10 −7 / ° C.) (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-176639).
尚、高精度の圧力センサーを得るにはシリコン基材が
温度変化により伸縮するので、温度変化に起因した熱応
力によって無負荷状態のシリコン基材に歪が発生するこ
とを回避する必要がある。従って、このような温度変化
による測定誤差を未然に防止するため電気的に校正する
手段として、一般的に半導体圧力センサーは温度補償回
路を付帯する形で実用に供されている(例えば、油圧技
術'88.5.47 P47〜P51の「半導体圧力センサ」参照)。In order to obtain a high-precision pressure sensor, since the silicon base expands and contracts due to a temperature change, it is necessary to avoid the occurrence of strain in the unloaded silicon base due to thermal stress caused by the temperature change. Therefore, as a means for electrically calibrating to prevent a measurement error due to such a temperature change, a semiconductor pressure sensor is generally put into practical use with a temperature compensation circuit attached thereto (for example, hydraulic technology). '88 .5.47 See “Semiconductor Pressure Sensors” on pages 47 to 51).
上述したように、硼珪酸ガラスの熱膨張係数はシリコ
ン結晶の熱膨張率に近似した値を持っている。しかし、
近似した値を持っているといってもそれは極めて限定さ
れた範囲(室温から230℃近傍)にしか過ぎない。つま
り、230℃近傍まではシリコン基材より硼珪酸ガラスの
方が熱膨張係数が大きいが、230℃近傍で一致し、230℃
近傍を超えると逆に硼珪酸ガラスよりシリコン基材の方
が熱膨張係数が小さくなる。しかも、この熱膨張係数が
変化する際、熱膨張係数変化量/温度変化量の比を広い
温度範囲で見ると不均一になっている。そして、この傾
向は特に高温において顕著である(後述する第2図参
照)。As described above, the coefficient of thermal expansion of borosilicate glass has a value close to the coefficient of thermal expansion of silicon crystal. But,
Although they have similar values, they are only in a very limited range (from room temperature to around 230 ° C.). In other words, the borosilicate glass has a larger coefficient of thermal expansion than the silicon substrate up to around 230 ° C.
Conversely, when the distance exceeds the vicinity, the silicon substrate has a smaller thermal expansion coefficient than the borosilicate glass. In addition, when the coefficient of thermal expansion changes, the ratio of the amount of change in the coefficient of thermal expansion / the amount of change in the temperature is not uniform when viewed in a wide temperature range. This tendency is particularly remarkable at high temperatures (see FIG. 2 described later).
ここで問題になるのは、シリコン基材との陽極接合に
好適とされる400℃近傍以上ではシリコン基材との熱膨
張係数差が1.3×10-4以上と極めて大きくなるので、陽
極接合後のシリコン基材には大きな残留歪(残留変形)
が発生することである。そして、このようなシリコン台
座用ガラス付シリコン基材(以下、台座付シリコン基材
と呼称する)をセンサーに適用した場合、温度補償回路
に強いられる機能的負担が大きくなり、問題であった。The problem here is that at around 400 ° C. or higher, which is considered suitable for anodic bonding with the silicon base material, the difference in thermal expansion coefficient with the silicon base material becomes extremely large at 1.3 × 10 −4 or more. Large residual strain (residual deformation) on silicon substrates
Is to occur. When such a silicon substrate with a glass for a silicon pedestal (hereinafter, referred to as a silicon substrate with a pedestal) is applied to a sensor, the functional load imposed on the temperature compensation circuit increases, which is a problem.
次に、熱膨張係数変化量/温度変化量が温度によって
不均一であることは、従来の台座付シリコン基材をシリ
コン基材型センサーに適用した場合、温度補償回路のオ
フセット変動量の単位温度あたりの変化量が温度によっ
て不均一になるので、複雑な制御を要する温度補償回路
が必要になり、問題であった。Next, the fact that the thermal expansion coefficient variation / temperature variation is non-uniform depending on the temperature means that when a conventional silicon substrate with a pedestal is applied to a silicon substrate type sensor, the unit temperature of the offset variation of the temperature compensation circuit Since the change amount per unit becomes non-uniform depending on the temperature, a temperature compensation circuit requiring complicated control is required, which is a problem.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであ
り、シリコン基材との熱膨張特性の整合性に優れた、換
言すると広い温度範囲にわたってシリコン基材の熱膨張
率と近似した熱膨張率を有した、シリコン台座用ガラス
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has excellent thermal expansion characteristic matching with a silicon substrate, in other words, a thermal expansion coefficient that is close to the thermal expansion coefficient of a silicon substrate over a wide temperature range. It is an object of the present invention to provide a silicon pedestal glass having:
又、本発明は、シリコン基材と陽極接合する際の加熱
温度において、シリコン基材と近似した熱膨張率を有す
るシリコン台座用ガラスを提供することを他の目的とす
る。Another object of the present invention is to provide a glass for a silicon pedestal having a thermal expansion coefficient close to that of a silicon substrate at a heating temperature at the time of anodic bonding with the silicon substrate.
又、本発明は、シリコン基材と陽極接合する際、陽極
接合のための加熱状態から冷却することによって発生す
る残留歪を制御できるシリコン台座用ガラスを提供する
ことを他の目的とする。It is another object of the present invention to provide a silicon pedestal glass capable of controlling residual strain generated by cooling from a heating state for anodic bonding when anodic bonding with a silicon substrate.
又、本発明は、シリコン基材と良好な陽極接合が可能
であり、且つ、ガラスの原料から容易に溶解することが
できるシリコン台座用ガラスを提供することを他の目的
とする。Another object of the present invention is to provide a glass for a silicon pedestal, which can perform good anodic bonding with a silicon base material and can be easily melted from a glass material.
又、本発明は陽極接合による残留歪(変形)が制御さ
れた、シリコン基材型センサー及びシリコン基材型圧力
センサーを提供することを他の目的とする。Another object of the present invention is to provide a silicon-based sensor and a silicon-based pressure sensor in which residual strain (deformation) due to anodic bonding is controlled.
又、本発明は、温度補償が容易な、シリコン基材型セ
ンサー及びシリコン基材型圧力センサーを提供すること
を他の目的とする。Another object of the present invention is to provide a silicon-based sensor and a silicon-based pressure sensor that can easily perform temperature compensation.
本発明者は、鋭意究明の結果、シリコン基材の熱膨張
係数と広い温度範囲にわたって近似した熱膨張係数をガ
ラスに付与するには、ガラス成分の中で酸化アルミニウ
ムが重要な因子になっていることを見いだした。その結
果、従来の硼珪酸ガラスとは全く異なった硝種であるア
ルミノ珪酸ガラスによってシリコン台座用ガラスを構成
すれば、上述した課題を解決し得るという知見に至っ
た。The present inventors have made intensive studies and found that aluminum oxide is an important factor among glass components in order to impart glass with a thermal expansion coefficient close to that of a silicon substrate over a wide temperature range. I found something. As a result, they have come to the knowledge that the above-mentioned problem can be solved if the glass for the silicon pedestal is made of aluminosilicate glass, which is a glass type completely different from the conventional borosilicate glass.
本発明はかかる知見に立脚したものであり、第1発明
のシリコン台座用ガラスの構成は、シリコン基材に接合
さえるシリコン台座用ガラスであって、酸化珪素と酸化
アルミニウムを主成分としたアルミノ珪酸ガラスからな
ることを特徴とする。The present invention is based on this finding, and the structure of the silicon pedestal glass of the first invention is a silicon pedestal glass bonded to a silicon base material, the aluminosilicate having silicon oxide and aluminum oxide as main components. It is characterized by being made of glass.
第2発明のシリコン台座用ガラスの構成は、上述の第
1発明において、アルミノ珪酸ガラスが陽極接合を可能
にする可動性キャリアイオンを含有することを特徴とす
る。可動性キャリアイオンとしては、例えばナトリウム
イオンを挙げることができる。さらに、ナトリウムイオ
ンの含有量はNa2Oとして重量パーセントで1〜5%の範
囲であることが適当である。The structure of the silicon pedestal glass according to the second invention is characterized in that, in the above-mentioned first invention, the aluminosilicate glass contains movable carrier ions enabling anodic bonding. Examples of the mobile carrier ion include a sodium ion. Further, the content of sodium ions is suitably in the range of 1-5% by weight percent Na 2 O.
第3発明のシリコン台座用ガラスの構成は、上述の第
1発明又は第2発明において、アルミノ珪酸ガラスがAl
2O2を重量パーセントで14〜28%含有することを特徴と
する。The structure of the silicon pedestal glass of the third invention is the same as the first or second invention, except that the aluminosilicate glass is made of Al.
Characterized in that it contains 14 to 28% of 2 O 2 in weight percent.
第4発明のシリコン台座用ガラスの構成は、上述の第
1発明において、アルミノ珪酸ガラスが、重量パーセン
トで、 SiO2 50〜70% Al2O3 14〜28% Na2O 1〜5% MgO 1〜13% の成分を含有し、前記成分の合量が少なくとも80%であ
り、前記以外の他の成分の含有量が20%以下であること
を特徴とする。The structure of the glass for a silicon pedestal according to the fourth invention is such that, in the first invention described above, the aluminosilicate glass is such that, by weight, SiO 2 50 to 70% Al 2 O 3 14 to 28% Na 2 O 1 to 5% MgO It contains 1 to 13% of components, and the total amount of the above components is at least 80%, and the content of other components is 20% or less.
上記第4発明のシリコン台座用ガラスにおいて、各成
分は重量パーセントで、 SiO2 56〜64% Al2O3 18〜24% Na2O 2〜3% MgO 2〜6% であることが好ましい。In the silicon pedestal glass according to the fourth aspect of the present invention, it is preferable that each component is SiO 2 56 to 64% Al 2 O 3 18 to 24% Na 2 O 2 to 3% MgO 2 to 6% by weight.
第5発明のシリコン台座用ガラスの構成は、上述の第
1発明〜第4発明の何れかにおいて、ZnO、B2O3、La
2O3、BaO、SrO、CaO、PbO、K2O、Li2O、ZrO2、TiO2、P2
O5及びSb2O3からなる群から選ばれる少なくとも1以上
の成分を含有することを特徴とする。The structure of the silicon pedestal glass of the fifth invention is the same as that of any of the first to fourth inventions, except that ZnO, B 2 O 3 , La
2 O 3 , BaO, SrO, CaO, PbO, K 2 O, Li 2 O, ZrO 2 , TiO 2 , P 2
It is characterized by containing at least one or more components selected from the group consisting of O 5 and Sb 2 O 3 .
尚、上記第5発明のシリコン台座用ガラスにおいて、
ZnOの含有量は重量パーセントで2〜11%であることが
適当である。In the glass for a silicon pedestal according to the fifth invention,
Suitably, the ZnO content is 2-11% by weight.
第6発明のシリコン台座用ガラスの構成は、上述の第
1発明において、アルミノ珪酸ガラスが、重量パーセン
トで、 SiO2 56〜64% Al2O3 18〜24% Na2O 2〜3% MgO 2〜6% ZnO 2〜11% の成分を含有し、前記成分の合量が少なくとも85%であ
り、前記以外の他の成分の含有量が15%以下であること
を特徴とする。The structure of the silicon pedestal glass of the sixth invention is the same as that of the first invention, except that the aluminosilicate glass is, in terms of weight percent, SiO 2 56-64% Al 2 O 3 18-24% Na 2 O 2-3% MgO. 2 to 6% ZnO 2 to 11% is contained, the total amount of the above components is at least 85%, and the content of other components is 15% or less.
又、第7のシリコン台座用ガラスの構成は、上述の第
1発明〜第4発明の何れかにおいて、Zn、B、La、Ba、
Sr、Ca、Pb、K、Li、Zr、Ti、P及びSbからなる群から
選ばれる少なくとも1以上の元素の弗化物を含有するこ
とを特徴とする。Further, the configuration of the seventh silicon pedestal glass is the same as that of any of the first to fourth inventions described above, except that Zn, B, La, Ba,
It is characterized by containing a fluoride of at least one element selected from the group consisting of Sr, Ca, Pb, K, Li, Zr, Ti, P and Sb.
第8発明のシリコン台座用ガラスの構成は、シリコン
基材に接合されるシリコン台座用ガラスであって、室温
から400℃の温度域において、前記ガラスの熱膨張によ
る伸び率α1と、前記ガラスと接合されるシリコン基材
の熱膨張による伸び率α2にとの比率α1/α2が0.8〜
1.2の範囲の値であり、かつ前記両伸び率の差(α1−
α2)が前記温度域において符号が同一であるか、又は
前記の差(α1−α2)がゼロであることを特徴とす
る。Structure of glass silicon base of the eighth invention is a glass for a silicon base which is bonded to a silicon substrate, in a temperature range of 400 ° C. from room temperature and elongation alpha 1 due to thermal expansion of the glass, the glass The ratio α 1 / α 2 to the elongation elongation α 2 due to thermal expansion of the silicon base material to be joined is 0.8 to
1.2 and the difference between the two elongations (α 1 −
α 2 ) has the same sign in the temperature range, or the difference (α 1 −α 2 ) is zero.
第9発明のシリコン台座用ガラスの構成は、シリコン
基材に陽極接合されるシリコン台座用ガラスであって、
陽極接合時の加熱温度近傍において、前記ガラスの熱膨
張による伸び率α1と、前記ガラスと接合されるシリコ
ン基材の熱膨張による伸び率α2との比率α1/α2が0.
8〜1.2の範囲の値であることを特徴とする。The configuration of the silicon pedestal glass of the ninth invention is a silicon pedestal glass that is anodically bonded to a silicon substrate,
In the heating temperature near the time of anodic bonding, the elongation alpha 1 due to thermal expansion of the glass, the ratio alpha 1 / alpha 2 between elongation alpha 2 due to thermal expansion of the silicon substrate to be bonded to the glass 0.
It is characterized by a value in the range of 8 to 1.2.
第1発明のシリコン基材型センサーの構成は、シリコ
ン基材と、該シリコン基材を弾性変形可能に保持するた
めシリコン基材に接合されたシリコン台座用ガラスとを
備え、シリコン基材に付与された外力をシリコン基材の
変形量から検出するシリコン基材型センサーにおいて、 前記シリコン台座用ガラスが上述の第1発明〜第9発
明のいずれかのシリコン台座用ガラスであることを特徴
とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a silicon-based sensor comprising: a silicon base; and a silicon pedestal glass bonded to the silicon base to hold the silicon base so as to be elastically deformable. In the silicon substrate type sensor for detecting the applied external force from the amount of deformation of the silicon substrate, the silicon pedestal glass is any one of the above-described first to ninth inventions. .
第2発明のシリコン基材型センサーは、上述の第1発
明のシリコン基材型センサーにおいて、シリコン基材と
シリコン台座用ガラスとが陽極接合されたものであるこ
とを特徴とする。A silicon-based sensor according to a second invention is characterized in that, in the silicon-based sensor according to the first invention, the silicon substrate and the silicon pedestal glass are anodically bonded.
第3発明のシリコン基材型センサーは、上述の第1又
は第2発明のシリコン基材型センサーにおいて、外力は
圧力であることを特徴とするシリコン基材型圧力センサ
ーである。A silicon-based pressure sensor according to a third invention is the silicon-based pressure sensor according to the first or second invention, wherein the external force is pressure.
第4発明のシリコン基材型センサーは、上述の第3発
明のシリコン基材型圧力センサーにおいて、変形量を検
出する手段が歪ゲージであり、熱応力による歪をオフセ
ット変動量に基づいて温度補償する温度補償回路を備
え、該温度補償回路は、センサーの作動温度帯域におけ
るオフセット変動量の単位温度あたりの変化量が実質的
に等しい特性を有することを特徴とする。A silicon-based sensor according to a fourth aspect of the present invention is the silicon-based pressure sensor of the third aspect described above, wherein the means for detecting the amount of deformation is a strain gauge, and the strain due to thermal stress is compensated for temperature based on the offset variation. The temperature compensating circuit is characterized in that the offset compensating amount per unit temperature in the operating temperature band of the sensor is substantially equal.
以下に、上述の第2〜6発明のシリコン台座用ガラス
において、各成分の好ましい範囲を選定した理由につい
て説明する。Hereinafter, the reason why the preferable ranges of the respective components are selected in the silicon base glass of the second to sixth inventions will be described.
SiO2は、50%未満では熱膨張係数が次第に大きくなる
と共に化学的耐久性が低下する。一方、SiO2は、70%を
超えると粘性が高くなり過ぎて熔融が困難になる傾向が
ある。よって、SiO2は、50〜70%の範囲であることが好
ましく、より好ましくは56〜64%の範囲である。If SiO 2 is less than 50%, the coefficient of thermal expansion gradually increases and the chemical durability decreases. On the other hand, if SiO 2 exceeds 70%, the viscosity tends to be too high, making melting difficult. Thus, SiO 2 is preferably in the range of 50% to 70%, more preferably from 56 to 64%.
Al2O3はシリコン基材と近似した熱膨張率を得るのに
必要な成分である。但し、14%未満では分相傾向が増大
すると共に高温域の粘性が増大する傾向があり、28%を
超えると耐失透性が低下するので、14〜28%の範囲であ
ることが好ましい。より好ましいのは18〜24%の範囲で
ある。Al 2 O 3 is a component necessary for obtaining a thermal expansion coefficient close to that of the silicon base material. However, if it is less than 14%, the tendency of phase separation tends to increase and the viscosity in the high-temperature region tends to increase, and if it exceeds 28%, the devitrification resistance decreases. Therefore, the range is preferably 14 to 28%. More preferred is a range of 18 to 24%.
Na2Oは陽極接合を可能にする可動性キャリアイオンと
して好ましいイオンである。Na2Oの添加量が多いほど電
気伝導率が大きくなり低温での陽極接合が可能になる
が、5%を超えると熱膨張係数が次第に大きくなるの
で、上限は5%とすることが好ましい。一方、1%未満
では電気伝導率が小さくなるので陽極接合が困難になる
と共に溶融も困難になるので、Na2Oの添加量は1%以上
であることが好ましい。より好ましい範囲は2〜3%で
ある。Na 2 O is a preferred ion as a mobile carrier ion that enables anodic bonding. As the amount of added Na 2 O increases, the electrical conductivity increases and anodic bonding can be performed at a low temperature. However, if it exceeds 5%, the coefficient of thermal expansion gradually increases. Therefore, the upper limit is preferably 5%. On the other hand, if it is less than 1%, the electric conductivity becomes small, so that anodic bonding becomes difficult and melting becomes difficult. Therefore, the addition amount of Na 2 O is preferably 1% or more. A more preferred range is 2-3%.
MgOは安定なガラスを得るのに有効な成分であり、陽
極接合の際の可動性キャリアイオンとなるNa2Oを最大限
に導入することを可能ならしめる。MgOは1%未満では
耐失透性が悪化するとともに分相傾向が増大し、13%を
超えると熱膨張係数が大きくなり過ぎる傾向があるの
で、1〜13%の範囲であることが適当である。より好ま
しく範囲は2〜6%である。またMgOは粘性を下げ溶融
性を良くする効果も有する。MgO is an effective component for obtaining a stable glass, and makes it possible to introduce Na 2 O, which is a mobile carrier ion during anodic bonding, to a maximum extent. If the content of MgO is less than 1%, the devitrification resistance is deteriorated and the phase separation tendency is increased. If it exceeds 13%, the thermal expansion coefficient tends to be too large. is there. A more preferred range is 2 to 6%. MgO also has the effect of reducing viscosity and improving meltability.
次に任意成分について説明する。ZnOは必須成分では
ないが、膨張係数を小さくする効果がMgOよりも大き
く、化学的耐久性も良くするので好ましい成分である。
但し、14%を超えると分相傾向が大きくなると共に粘性
が大きくなり過ぎる傾向がある。ZnOの含有量の最適な
範囲は2〜11%である。Next, the optional components will be described. ZnO is not an essential component, but is a preferable component because the effect of reducing the expansion coefficient is greater than that of MgO and the chemical durability is improved.
However, if it exceeds 14%, the tendency of phase separation tends to increase and the viscosity tends to be too high. The optimal range for the content of ZnO is 2-11%.
B2O3は必ずしも必要としないが溶融性を良くするので
有効である。しかし、添加量の増大とともに化学的耐久
性を悪化するので15%を上限とすることが好ましい。最
も好ましい範囲は2%未満である。La2O3は粘性を下
げ、化学的耐久性を良くする効果がある。但し、比較的
高価であることを考慮すると、上限を5%とすることが
適当である。B 2 O 3 is not always necessary, but is effective for improving the melting property. However, the chemical durability deteriorates with an increase in the amount of addition, so the upper limit is preferably 15%. The most preferred range is less than 2%. La 2 O 3 has the effect of lowering viscosity and improving chemical durability. However, considering that it is relatively expensive, it is appropriate to set the upper limit to 5%.
上記の成分以下にもガラスの特性を悪化させない範囲
で、BaO、SrO、CaO、PbO、K2O、Li2O、ZrO2、TiO2、P2O
5、及びこれ等酸化物に代えてこれ等元素の弗化物等を
所望量添加することができる。更に、溶融の際の脱泡剤
としてAs2O3、Sb2O3、及び塩化物等を適宜加えることも
できる。BaO, SrO, CaO, PbO, K 2 O, Li 2 O, ZrO 2 , TiO 2 , P 2 O
5 and fluorides of these elements can be added in desired amounts in place of these oxides. Further, As 2 O 3 , Sb 2 O 3 , chloride and the like can be appropriately added as a defoaming agent at the time of melting.
本発明のシリコン台座用ガラスを構成するアルミノ珪
酸ガラスは、基材であるシリコンに極めて近似した熱膨
張係数を有する酸化アルミと、酸化珪素とを主成分とし
ていることから、シリコン基材と熱膨張係数差が広い温
度範囲にわたって少ない。しかも、温度変化に伴う熱膨
張率係数差の変化が少ない。換言すると熱膨張係数変化
量/温度変化量の比率が広い温度範囲にわたって実質的
に等しく、その値がシリコン基材の比に近似している。The aluminosilicate glass constituting the silicon pedestal glass of the present invention is mainly composed of silicon oxide and aluminum oxide having a thermal expansion coefficient very similar to that of silicon as a base material. The coefficient difference is small over a wide temperature range. In addition, the change in the coefficient of thermal expansion coefficient due to the temperature change is small. In other words, the ratio of the thermal expansion coefficient change / temperature change is substantially equal over a wide temperature range, and the value is close to the ratio of the silicon substrate.
上述の温度範囲には陽極接合するときの加熱温度が含
まれているので、陽極接合した後にシリコン基材に発生
する残留歪(残留変形)が最小限に制御される。このよ
うな残留歪(変形)に低減されたシリコン基材をシリコ
ン基材型センサー及びシリコン基材型圧力センサーに適
用すれば、センサーの温度補償回路に要求される機能も
単純化されて好ましい。Since the above-mentioned temperature range includes the heating temperature at the time of anodic bonding, residual strain (residual deformation) generated in the silicon base material after anodic bonding is controlled to a minimum. It is preferable to apply the silicon substrate reduced in such residual strain (deformation) to the silicon substrate type sensor and the silicon substrate type pressure sensor because the function required for the temperature compensation circuit of the sensor is simplified.
又、本発明のシリコン台座用ガラスは、熱膨張係数変
化量/温度変化量の比率が実質的に均一、且つ、シリコ
ン基材の比率に近似していることから、センサーの作動
温度帯域において温度補償回路におけるオフセット変動
量の単位温度あたりの変化量が実質的に等しくなる。そ
の結果、制御が容易な温度補償回路を使うことができ
る。In addition, the silicon pedestal glass of the present invention has a substantially uniform ratio of the thermal expansion coefficient change / temperature change and is close to the ratio of the silicon base material. The amount of change per unit temperature of the amount of offset fluctuation in the compensation circuit becomes substantially equal. As a result, a temperature control circuit that can be easily controlled can be used.
以下、本発明の実施例に係るシリコン台座用ガラスと
シリコン基材型圧力センサーについて、第1図〜第3図
を参照して説明する。Hereinafter, a silicon pedestal glass and a silicon substrate type pressure sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
第1図は実施例のシリコン基材型圧力センサーの縦断
面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a silicon substrate type pressure sensor of an embodiment.
第2図は、本実施例のシリコン台座用ガラス及び比較
例の、温度変化に起因した熱膨張係数(以下、実施例で
は伸び率と呼ぶ)の変化を示す図である。FIG. 2 is a view showing a change in a coefficient of thermal expansion (hereinafter, referred to as an elongation in the example) of the glass for a silicon pedestal of the present example and a comparative example due to a temperature change.
第3図は、本実施例のシリコン台座用ガラス及び比較
例のガラスの、温度変化に起因したオフセット変動量の
変化を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a change in the amount of offset fluctuation due to a temperature change in the glass for the silicon pedestal of the present example and the glass of the comparative example.
実施例1〜12 〔シリコン台座用ガラスの作製〕 最終的に得られるガラス組成が第1表の各組成になる
ように、実施例1〜12の各シリコン台座用ガラスを製作
した。尚、第1表の各成分値は重量パーセントで表して
いる。Examples 1 to 12 [Production of glass for silicon pedestal] Each glass for silicon pedestal of Examples 1 to 12 was manufactured such that the glass composition finally obtained was as shown in Table 1. In addition, each component value in Table 1 is represented by weight percent.
最終的に得られるガラス組成が、第1表の各実施例の
組成になるように原料を選択して、酸化物に換算したと
きの重量が12kgとなるように原料を秤量し、ミキサーで
混合する。尚、原料は通常使用されている硅石粉、アル
ミナ、水酸化アルミニウム、炭酸ソーダ、硝酸ソーダ、
炭酸マグネシウム、亜鉛華、酸化ランタン、硼酸、及び
硼砂等を適宜選択して用いることが出来る。その後、容
量5の白金製坩堝に混合した原料を注入し、カンタル
スーパー炉(電気炉)でこの原料を1600℃で16時間溶融
し、均一化及び脱泡を行った後、溶融した原料を鋳鉄製
の金型型に鋳込み、徐冷してガラスブロックを得た。 The raw materials are selected so that the finally obtained glass composition becomes the composition of each example shown in Table 1, and the raw materials are weighed so that the weight in terms of oxide becomes 12 kg, and mixed with a mixer. I do. In addition, the raw materials are usually used silica powder, alumina, aluminum hydroxide, sodium carbonate, sodium nitrate,
Magnesium carbonate, zinc white, lanthanum oxide, boric acid, borax and the like can be appropriately selected and used. Then, the mixed raw material is poured into a platinum crucible having a capacity of 5, and the raw material is melted at 1600 ° C. for 16 hours in a Kanthal super furnace (electric furnace), and homogenized and defoamed. And then gradually cooled to obtain a glass block.
このようにして得られた各実施例の平均伸び率を測定
し、その値を第1表に示した。第1表において伸び率は
30℃〜400℃の平均伸び率(×10-7/℃)であり、耐久性
は粉末ガラス(粒径420〜590μm)を100℃の純水中に2
0時間処理したときの重量減少率である。第1表から、
各実施例の伸び率は、シリコン結晶の伸び率(32〜36×
10-7/℃)に極めて近似した値になっていることが判
る。又、化学的耐久性も耐水性にみられるように良好な
ものであった。The average elongation percentage of each of the examples thus obtained was measured, and the values are shown in Table 1. In Table 1, the elongation is
It has an average elongation of 30 ° C to 400 ° C (× 10 -7 / ° C), and its durability is as follows.
This is the weight loss rate when treated for 0 hours. From Table 1,
The elongation rate of each example is the elongation rate of a silicon crystal (32 to 36 ×
10 -7 / ° C). Also, the chemical durability was good as seen in water resistance.
次に、これらの実施例の中から、実施例1及び2を例
に挙げて、本実施例がシリコン結晶との熱膨張特性に対
して良好な整合性を持っている点について、第2図を参
照して説明する。Next, from among these examples, Examples 1 and 2 will be described as examples, and FIG. 2 shows that the present example has good matching with respect to the thermal expansion characteristic with the silicon crystal. This will be described with reference to FIG.
上述の熱膨張特性の良好な整合性を示す評価項目は、
シリコン結晶と対比した温度変化に伴う伸び率の変化で
ある。そこで、第2図の伸び率−温度特性図に、上述し
た実施例1及び2と、比較例として従来の硼珪酸ガラス
の、各々の伸び率の変化を示した。第2図から明らかな
通り、比較例のガラスは、230℃近傍を超えるとシリコ
ン結晶との伸び率差が次第に大きくなり、陽極接合時の
好適な加熱温度(400℃)以上になるとその差は大きく
なる(1.3×10-4以上)。The evaluation items indicating good matching of the thermal expansion characteristics described above are:
This is a change in elongation with a temperature change in comparison with a silicon crystal. Therefore, the elongation-temperature characteristic diagram of FIG. 2 shows the change in elongation of each of Examples 1 and 2 described above and the conventional borosilicate glass as a comparative example. As is clear from FIG. 2, the difference in the elongation percentage of the glass of the comparative example from the silicon crystal gradually increases when the temperature exceeds about 230 ° C., and when the temperature exceeds a suitable heating temperature (400 ° C.) during anodic bonding, the difference becomes larger. Become larger (1.3 × 10 -4 or more).
一方、実施例1は、室温から500℃の広い温度範囲に
わたってシリコンとの伸び率にほぼ一致している。又、
実施例2は実施例1に比べるとシリコン結晶との伸び率
の差が若干(0.9×10-4程度)あるが、その値は僅少で
ある。実施例1と2の伸び率を各々、α1′、α1″と
し、シリコン結晶の伸び率をα2として、α1′/α2
の比の値にすると、0.8〜1.2の範囲内にあった。従って
本実施例のシリコン台座用ガラスをシリコン結晶基板
に、例えば400℃以上の高温で陽極接合した場合でも、
シリコン結晶との伸び率差は0〜0.9×10-4程度である
のでシリコン結晶基板に発生する残留歪(変形量)は、
硼珪酸ガラスに比べると極めて少なくなった。On the other hand, in Example 1, the elongation ratio with silicon is almost the same over a wide temperature range from room temperature to 500 ° C. or,
Example 2 has a slight difference in elongation percentage from the silicon crystal (about 0.9 × 10 −4 ) as compared with Example 1, but the value is small. Assuming that the elongation percentages of Examples 1 and 2 are α 1 ′ and α 1 ″, respectively, and that the elongation percentage of the silicon crystal is α 2 , α 1 ′ / α 2
Was in the range of 0.8 to 1.2. Therefore, even when the silicon pedestal glass of this embodiment is anodically bonded to a silicon crystal substrate at a high temperature of, for example, 400 ° C. or more,
Since the difference in elongation percentage from the silicon crystal is about 0 to 0.9 × 10 -4 , the residual strain (deformation) generated in the silicon crystal substrate is
It was extremely low compared to borosilicate glass.
第2図に示した特性図において、上述した点以外に着
目すべき点は、実施例1及び実施例2は、共にシリコン
結晶との伸び率(α1−α2)、(α1″−α2)は上
述の温度範囲にわたって、ゼロ又は負の値であることで
ある。このことは広い温度範囲にわたって伸び率変化量
/温度変化量の比率がほぼ均一であり、しかもその比率
の値がシリコン結晶に近似していることを意味する。従
って、伸び率は温度に対して実質的な線型関数になって
いることが判る。In the characteristic diagram shown in FIG. 2, in addition to the above-described points, the first and second embodiments both show an elongation ratio (α 1 −α 2 ) with the silicon crystal and (α 1 ″ − α 2 ) is zero or a negative value over the above temperature range, which means that the ratio of elongation change / temperature change is substantially uniform over a wide temperature range, and the value of the ratio is This means that it is similar to a silicon crystal, and thus it can be seen that the elongation is a substantially linear function with respect to temperature.
一方、比較例は、シリコン結晶との伸び率の差が230
℃近傍で逆転しており、又上述した通り、230℃近傍を
超えるとシリコン結晶との伸び率差も次第に大きくなっ
ている。このように比較例においては伸び率変化量/温
度変化量が広い温度範囲において不均一である。On the other hand, in the comparative example, the difference in elongation percentage from the silicon crystal was 230
When the temperature exceeds 230 ° C., the difference in elongation from the silicon crystal gradually increases. Thus, in the comparative example, the elongation change amount / temperature change amount is non-uniform over a wide temperature range.
以上、実施例1及び2について説明したが、他の実施
例についても測定し、同様の熱膨張特性を有しているこ
とを確認した。As described above, Examples 1 and 2 have been described. However, measurements were also performed on other Examples, and it was confirmed that they had similar thermal expansion characteristics.
実施例13 〔シリコン基材型圧力センサー〕 第1図と第3図を参照して、上述した本実施例のシリ
コン台座用ガラスを使った一例として、シリコン基材型
圧力センサーについて説明する。Example 13 [Silicon base type pressure sensor] With reference to FIGS. 1 and 3, a silicon base type pressure sensor will be described as an example using the silicon pedestal glass of the present embodiment described above.
第1図に示すシリコン基材型圧力センサーは、外力を
検出するシリコン基材型センサーの一種であり、且つピ
エゾ抵抗を利用したシリコン基材型圧力センサーであ
る。The silicon-based pressure sensor shown in FIG. 1 is a kind of a silicon-based pressure sensor that detects an external force, and is a silicon-based pressure sensor using piezoresistance.
符号1はシリコン結晶(伸び率は34×10-7/℃)から
なる感圧チップである。符号2は上述した実施例のシリ
コン台座用ガラスからなる台座ガラスであり、中央部は
穿孔された形状からなる。台座ガラス2は感圧チップ1
がダイヤフラムになるように、その周縁部を後述する陽
極接合により接合している。又、上述した感圧チップ1
の上面には起歪抵抗ゲージ6が設けられている。そし
て、この起歪抵抗ゲージはリードピン5、5を介して図
示しない温度補償回路に接続されている。感圧チップ1
を接合した台座ガラス2は、中央の穿孔した部分が基台
3(熱膨張率46×10-7/℃のコバール)の被測定媒体の
通路となる貫通孔に合致するように固着されており、キ
ャップ4によって封止されている。従って、基台4とキ
ャップ4によって囲まれた空間内の圧力は、そのときの
温度に対応した一定の値を示すことになる。尚、リード
ピン5、5も高い気密性を得るために基台3に我による
パーメチャックシールによって固着されている。Reference numeral 1 denotes a pressure-sensitive chip made of silicon crystal (having an elongation of 34 × 10 −7 / ° C.). Reference numeral 2 denotes a pedestal glass made of the silicon pedestal glass of the above-described embodiment, and a central portion has a perforated shape. Pedestal glass 2 is pressure sensitive chip 1
Are joined by anodic bonding described later so that the diaphragm becomes a diaphragm. In addition, the above-mentioned pressure-sensitive chip 1
Is provided on the upper surface thereof. The strain sensing resistance gauge is connected to a temperature compensation circuit (not shown) via the lead pins 5 and 5. Pressure sensitive chip 1
The pedestal glass 2 bonded to the base 3 is fixed so that the center portion of the pierced glass coincides with the through hole of the base 3 (Kovar having a coefficient of thermal expansion of 46 × 10 −7 / ° C.) serving as a passage of the medium to be measured. , Cap 4. Therefore, the pressure in the space surrounded by the base 4 and the cap 4 shows a constant value corresponding to the temperature at that time. The lead pins 5, 5 are also fixed to the base 3 by a perme chuck seal to obtain high airtightness.
次に上述した感圧チップ2と台座ガラス2との陽極接
合について詳述する。陽極接合は、感圧チップ1の研磨
された台座ガラス2を重畳し、その後感圧チップ1を陽
極とし、台座ガラス2を陰極として、感圧チップ1と台
座ガラス2との間に圧力をかけながら、400℃の温度で8
00ボルトの直流電圧を印加することにより行った。この
ような陽極接合により、台座ガラス2中の可動キャリア
イオンたるNa2Oが移動することにより、接着剤を用いる
ことなく、短時間の内に気密性良く両者を接着すること
ができた。Next, the anodic bonding between the pressure-sensitive chip 2 and the base glass 2 will be described in detail. In the anodic bonding, the polished pedestal glass 2 of the pressure-sensitive chip 1 is superposed, and then pressure is applied between the pressure-sensitive chip 1 and the pedestal glass 2 using the pressure-sensitive chip 1 as an anode and the pedestal glass 2 as a cathode. While at a temperature of 400 ℃ 8
The test was performed by applying a DC voltage of 00 volt. By such anodic bonding, Na 2 O, which is a movable carrier ion in the pedestal glass 2, moves, so that the two can be adhered to each other with good airtightness in a short time without using an adhesive.
次に本発明の半導体圧力センサー(シリコン基材型圧
力センサー)の機能について説明する。この半導体圧力
センサーに図示するように矢印Pの方向から、流体等の
被測定媒体の圧力が感圧チップ1の図中の下面に加えら
れると、キャップ4内の圧力との差に応じて感圧チップ
1が変形してゲージ抵抗が変化する。この抵抗値の変化
は起歪抵抗ゲージ6を含んで構成されるフルブリッジ回
路等により検出され、温度補償された状態で微弱な圧力
も高感度に測定することができる。Next, the function of the semiconductor pressure sensor (silicon base type pressure sensor) of the present invention will be described. When a pressure of a medium to be measured such as a fluid is applied to the lower surface of the pressure-sensitive chip 1 from the direction of the arrow P as shown in FIG. The pressure tip 1 deforms and the gauge resistance changes. This change in resistance value is detected by a full bridge circuit or the like including the strain-resisting resistance gauge 6, and a weak pressure can be measured with high sensitivity in a temperature compensated state.
次にこのようにして得られたシリコン基材型圧力セン
サーの温度−オフセット変動量の特性について第3図を
参照して説明する。Next, the characteristics of the temperature-offset fluctuation amount of the silicon-based pressure sensor thus obtained will be described with reference to FIG.
第3図は、横軸が温度T(℃)、縦軸がオフセット変
動量(mV)である、温度−オフセット変動量特性図であ
る。オフセット変動量は、無負荷状態の感圧チップ1か
ら出力される各温度における電圧変動量である。この特
性図の温度範囲は圧力センサーが一般的に特性を補償し
ている範囲である、−30℃〜120℃に選定した。FIG. 3 is a temperature-offset variation characteristic diagram in which the horizontal axis represents temperature T (° C.) and the vertical axis represents offset variation (mV). The offset fluctuation amount is a voltage fluctuation amount at each temperature output from the pressure-sensitive chip 1 in a no-load state. The temperature range of this characteristic diagram was selected from -30 ° C to 120 ° C, which is the range where the pressure sensor generally compensates for the characteristics.
この第3図に、上述した実施例1及び2の台座用ガラ
スを用いたときの圧力センサーのオフセット変動量を示
す。又、併せて、比較例として硼珪酸ガラスを圧力セン
サーに適用した場合のオフセット変動量も示す。FIG. 3 shows the amount of offset fluctuation of the pressure sensor when the pedestal glasses of Examples 1 and 2 are used. Also, as a comparative example, the offset fluctuation amount when borosilicate glass is applied to the pressure sensor is shown.
第3図から明らかなように、実施例1及び2の場合
は、オフセット変動量が比較例と比べて極めて少ない。As is clear from FIG. 3, in the case of Examples 1 and 2, the amount of offset fluctuation is extremely small as compared with the comparative example.
更に、図から明らかな通り実施例1及び2は、オフセ
ット変動量/温度変化量の比率は広い温度範囲にわたっ
てほぼ均一であり、オフセット変動量は温度の線型関数
になっていることが判る。一方、比較例は、60℃近傍で
オフセッオ変動量/温度変化量の比が変化しており、オ
フセット変化量は、30℃〜120℃の広い温度範囲では不
均一になっていることが判る。これらのことから、温度
補償回路が実施例1及び2の場合は、単純な制御で済む
温度補償回路を使用することができるが、比較例では、
複雑な制御を要する温度補償回路が必要であることが判
る。Further, as is clear from the figures, in Examples 1 and 2, the ratio of the offset variation / temperature variation is substantially uniform over a wide temperature range, and the offset variation is a linear function of temperature. On the other hand, in the comparative example, the ratio of the off-seto fluctuation amount / temperature change amount changes near 60 ° C., and it can be seen that the offset change amount is non-uniform in a wide temperature range of 30 ° C. to 120 ° C. From these facts, when the temperature compensating circuits are the first and second embodiments, a temperature compensating circuit that requires only simple control can be used. However, in the comparative example,
It turns out that a temperature compensation circuit that requires complicated control is required.
又、実施例1及び2以外の他に実施例に係るシリコン
台座用ガラスもシリコン基材型センサーに適用して、同
様の特性を測定したが、同様の効果が得られることが確
認された。Further, in addition to the examples 1 and 2, the glass for a silicon pedestal according to the example was also applied to a silicon-based sensor, and the same characteristics were measured. It was confirmed that the same effect was obtained.
本発明のシリコン台座用ガラスによれば、シリコン基
材との熱膨張特性の上で良好な整合性が得られる。その
結果、本発明のガラスをシリコン基材に接合した場合、
熱応力に起因した歪(変形)の発生を制御することがで
きる。ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the glass for silicon pedestals of this invention, favorable matching is obtained on the thermal expansion characteristic with a silicon base material. As a result, when the glass of the present invention is bonded to a silicon substrate,
Generation of distortion (deformation) due to thermal stress can be controlled.
更に、シリコン基材と陽極接合した場合、陽極接合後
の無負荷状態のシリコン基材に、残留歪(変形)が発生
することを制御することができる。Further, in the case of anodic bonding with a silicon substrate, it is possible to control the occurrence of residual strain (deformation) in the silicon substrate in an unloaded state after anodic bonding.
又、本発明のシリコン基材型変位(圧力)センサーに
よれば、温度補償回路に要求される機能的負担を軽減す
ることができる。そして、オフセット変動量は作動温度
帯域において、単位温度あたりの変化量が実質的に等し
いので比較例制御が容易な温度補償回路を使用すること
が可能になる。Further, according to the silicon substrate type displacement (pressure) sensor of the present invention, the functional load required for the temperature compensation circuit can be reduced. The amount of change in offset per unit temperature in the operating temperature band is substantially the same, so that it is possible to use a temperature compensation circuit that is easy to control in the comparative example.
第1図は、実施例に係るシリコン基材型圧力センサーの
縦断面図、第2図は伸び率−温度特性図、第3図はオフ
セット変動量−温度特性図である。 1……感圧チップ、2……台座用ガラス、3……基台、
4……キャップFIG. 1 is a longitudinal sectional view of a silicon-based pressure sensor according to an embodiment, FIG. 2 is an elongation-temperature characteristic diagram, and FIG. 3 is an offset variation-temperature characteristic diagram. 1 ... pressure-sensitive chip, 2 ... pedestal glass, 3 ... base,
4 ... Cap
Claims (16)
ガラスであって、酸化珪素と酸化アルミニウムとを主成
分とするアルミノ珪酸ガラスからなることを特徴とする
前記ガラス。1. A glass for a silicon pedestal bonded to a silicon substrate, the glass comprising aluminosilicate glass containing silicon oxide and aluminum oxide as main components.
る可動性キャリアイオンを含有する請求項1記載のガラ
ス。2. The glass according to claim 1, wherein the aluminosilicate glass contains mobile carrier ions enabling anodic bonding.
であり、ナトリウムイオンがNa2Oとして重量パーセント
で1〜5%の範囲の含有量である請求項2記載のガラ
ス。3. The glass according to claim 2, wherein the mobile carrier ion is a sodium ion, and the sodium ion has a content of 1 to 5% by weight as Na 2 O.
〜28%のAl2O3を含有する請求項1〜3のいずれか1項
に記載のガラス。4. An aluminosilicate glass comprising 14% by weight.
Glass according to any one of claims 1 to 3 containing to 28% Al 2 O 3.
で、 SiO2 50〜70% Al2O3 14〜28% Na2O 1〜5% MgO 1〜13% の成分を含有し、前記成分の合量が少なくとも80%であ
り、前記以外の他の成分の含有量が20%以下である請求
項1記載のガラス。5. An aluminosilicate glass containing, by weight, a component of 50 to 70% of SiO 2, 14 to 28% of Al 2 O 3 1 to 5% of Na 2 O, and 1 to 13% of MgO. The glass according to claim 1, wherein the amount is at least 80% and the content of other components other than the above is 20% or less.
K2O、Li2O、ZrO2、TiO2、P2O5及びSb2O3からなる群から
選ばれる少なくとも1以上の成分を含有する請求項1〜
6のいずれか1項に記載のガラス。(7) ZnO, B 2 O 3 , La 2 O 3 , BaO, SrO, CaO, PbO,
K 2 O, Li 2 O, claim containing at least one or more components selected from the group consisting of ZrO 2, TiO 2, P 2 O 5 and Sb 2 O 3. 1 to
7. The glass according to any one of the above items 6.
である請求項7記載のガラス。8. The content of ZnO is 2 to 11% by weight.
The glass according to claim 7, which is:
で、 SiO2 56〜64% Al2O3 18〜24% Na2O 2〜3% MgO 2〜6% ZnO 2〜11% の成分を含有し、前記成分の合量が少なくとも85%であ
り、前記以外の他の成分の含有量が15%以下である請求
項6記載のガラス。9. The aluminosilicate glass contains the following components by weight: 56-64% SiO 2 18-24% Al 2 O 3 2-3% Na 2 O 2-3% MgO 2-6% ZnO 2-11% The glass according to claim 6, wherein the total amount of the components is at least 85%, and the content of other components other than the above is 15% or less.
Zr、Ti、P及びSbからなる群から選ばれる少なくとも1
以上の元素の弗化物を含有する請求項1〜6のいずれか
1項に記載のガラス。10. Zn, B, La, Ba, Sr, Ca, Pb, K, Li,
At least one selected from the group consisting of Zr, Ti, P and Sb
The glass according to any one of claims 1 to 6, comprising a fluoride of the above element.
用ガラスであって、室温から400℃の温度域において、
前記ガラスの熱膨張による伸び率α1と、前記ガラスと
接合されるシリコン基材の熱膨張による伸び率α2との
比率α1/α2が0.8〜1.2の範囲の値であり、かつ前記両
伸び率の差(α1−α2)が前記温度域において符号が
同一であるか、又は前記の差(α1−α2)がゼロであ
ることを特徴とする前記ガラス。11. A glass for a silicon pedestal bonded to a silicon substrate, wherein in a temperature range from room temperature to 400 ° C.,
Wherein the elongation percentage alpha 1 due to thermal expansion of the glass, the value of the range ratio alpha 1 / alpha 2 is 0.8 to 1.2 and elongation alpha 2 due to thermal expansion of the silicon substrate to be bonded to the glass, and the The glass characterized in that the difference (α 1 −α 2 ) between the two elongation percentages has the same sign in the temperature range, or the difference (α 1 −α 2 ) is zero.
台座用ガラスであって、陽極接合時の加熱温度帯域にお
いて、前記ガラスの熱膨張による伸び率α1と、前記ガ
ラスと接合されるシリコン基材の熱膨張による伸び率α
2との比率α1/α2が0.8〜1.2の範囲の値であることを
特徴とするシリコン台座用ガラス。12. A glass for silicon pedestal is anodically bonded to the silicon substrate, in the heating temperature range at the time of anodic bonding, the elongation alpha 1 due to thermal expansion of the glass, silicon group is bonded to the glass Elongation α due to thermal expansion of material
2. The glass for a silicon pedestal, wherein the ratio α 1 / α 2 to 2 is a value in the range of 0.8 to 1.2.
変形可能に保持するためシリコン基材に接合されたシリ
コン台座用ガラスとを備え、シリコン基材に付与された
外力をシリコン基材の変形量から検出するシリコン基材
型センサーにおいて、 前記シリコン台座用ガラスが請求項1〜12のいずれか1
項に記載されたシリコン台座用ガラスであることを特徴
とする前記センサー。13. A silicon base and a silicon pedestal glass joined to the silicon base to hold the silicon base so as to be elastically deformable, and apply an external force applied to the silicon base to the silicon base. In a silicon substrate type sensor for detecting from a deformation amount, the silicon pedestal glass is any one of claims 1 to 12.
The sensor according to any one of the preceding claims, wherein the sensor is glass.
が陽極接合されたものである請求項13記載のセンサー。14. The sensor according to claim 13, wherein the silicon substrate and the silicon pedestal glass are anodic-bonded.
ンサーにおいて、外力が圧力であるシリコン基材型圧力
センサー。15. The silicon-based pressure sensor according to claim 13, wherein the external force is pressure.
り、温度変化に起因してシリコン基材に発生した残留歪
をオフセット変動量に基づいて温度補償する温度補償回
路を備え、該温度補償回路は、センサーの作動温度帯域
におけるオフセット変動量の単位温度あたりの変化量が
実質的に等しい特性を有することを特徴とする請求項15
記載のセンサー。16. A means for detecting the amount of deformation is a strain gauge, comprising a temperature compensation circuit for temperature-compensating residual strain generated in the silicon substrate due to a temperature change based on the amount of offset variation. 16. The circuit according to claim 15, wherein the amount of change in offset variation per unit temperature in the operating temperature band of the sensor is substantially equal.
The described sensor.
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