JPH0513783A - 集積化圧力センサ - Google Patents
集積化圧力センサInfo
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- JPH0513783A JPH0513783A JP16724891A JP16724891A JPH0513783A JP H0513783 A JPH0513783 A JP H0513783A JP 16724891 A JP16724891 A JP 16724891A JP 16724891 A JP16724891 A JP 16724891A JP H0513783 A JPH0513783 A JP H0513783A
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- film resistor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 新規なる構造にてピエゾ抵抗層に針圧応力が
伝搬しにくい集積化圧力センサを提供することにある。 【構成】 方形のシリコンチップ１の中央部には薄肉の
ダイヤフラム２が形成されている。ダイヤフラム２には
不純物拡散によるピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
が形成されている。シリコンチップ１の周辺部には調整
用薄膜抵抗体を有する信号処理回路が形成されている。
シリコンチップ１の４つの隅部には、調整用薄膜抵抗体
の抵抗値を調整するためのプロービング用パッド６がそ
れぞれ２つずつ配置されている。
伝搬しにくい集積化圧力センサを提供することにある。 【構成】 方形のシリコンチップ１の中央部には薄肉の
ダイヤフラム２が形成されている。ダイヤフラム２には
不純物拡散によるピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
が形成されている。シリコンチップ１の周辺部には調整
用薄膜抵抗体を有する信号処理回路が形成されている。
シリコンチップ１の４つの隅部には、調整用薄膜抵抗体
の抵抗値を調整するためのプロービング用パッド６がそ
れぞれ２つずつ配置されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、信号処理回路を集積
化した集積化圧力センサに関するものである。
化した集積化圧力センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】信号処理回路を集積化した集積化圧力セ
ンサにおいては、図６に示すように、シリコンチップ２
０の一部に薄肉のダイヤフラム２１が形成され、そのダ
イヤフラム部にピエゾ抵抗層２２が配置されている。
又、シリコンチップ２０の周辺部に信号処理回路が形成
され、同信号処理回路には調整用薄膜抵抗体が備えられ
ている。そして、プロービング用パッド（電極）２３に
プローバを押し当てた状態で調整用薄膜抵抗体の抵抗値
を調整してセンサの出力調整を行っている。
ンサにおいては、図６に示すように、シリコンチップ２
０の一部に薄肉のダイヤフラム２１が形成され、そのダ
イヤフラム部にピエゾ抵抗層２２が配置されている。
又、シリコンチップ２０の周辺部に信号処理回路が形成
され、同信号処理回路には調整用薄膜抵抗体が備えられ
ている。そして、プロービング用パッド（電極）２３に
プローバを押し当てた状態で調整用薄膜抵抗体の抵抗値
を調整してセンサの出力調整を行っている。
【０００３】この調整用薄膜抵抗体のトリミング時に、
プロービングの針圧応力がピエゾ抵抗層２２に伝搬し、
その応力の影響によりセンサ出力が大きく変動してしま
う。そこで、特開平１−２３６６５９号公報では、ダイ
ヤフラムとプロービング用パッド２３との間に溝を形成
して、この溝により、プロービング時に発生する表面応
力がダイヤフラムに伝搬するのを低減している。
プロービングの針圧応力がピエゾ抵抗層２２に伝搬し、
その応力の影響によりセンサ出力が大きく変動してしま
う。そこで、特開平１−２３６６５９号公報では、ダイ
ヤフラムとプロービング用パッド２３との間に溝を形成
して、この溝により、プロービング時に発生する表面応
力がダイヤフラムに伝搬するのを低減している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この構造を
採用すると、溝を設けるための工数が増えるとともに、
溝を設けるためにチップ面積が大きくなってしまう。
採用すると、溝を設けるための工数が増えるとともに、
溝を設けるためにチップ面積が大きくなってしまう。
【０００５】この発明の目的は、新規なる構造にてピエ
ゾ抵抗層に針圧応力が伝搬しにくい集積化圧力センサを
提供することにある。
ゾ抵抗層に針圧応力が伝搬しにくい集積化圧力センサを
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、方形のシ
リコンチップの中央部に薄肉のダイヤフラムが形成さ
れ、そのダイヤフラムにピエゾ抵抗層が配置され、さら
に、シリコンチップの周辺部に調整用薄膜抵抗体を有す
る信号処理回路を形成した集積化圧力センサにおいて、
前記調整用薄膜抵抗体の抵抗値を調整するためのプロー
ビング用パッドを、前記シリコンチップの隅部にのみ配
置した集積化圧力センサをその要旨とする。
リコンチップの中央部に薄肉のダイヤフラムが形成さ
れ、そのダイヤフラムにピエゾ抵抗層が配置され、さら
に、シリコンチップの周辺部に調整用薄膜抵抗体を有す
る信号処理回路を形成した集積化圧力センサにおいて、
前記調整用薄膜抵抗体の抵抗値を調整するためのプロー
ビング用パッドを、前記シリコンチップの隅部にのみ配
置した集積化圧力センサをその要旨とする。
【０００７】第２の発明は、方形のシリコンチップの中
央部に薄肉のダイヤフラムが形成され、そのダイヤフラ
ムにピエゾ抵抗層が配置され、さらに、シリコンチップ
の周辺部に調整用薄膜抵抗体を有する信号処理回路を形
成した集積化圧力センサにおいて、前記調整用薄膜抵抗
体の抵抗値を調整するためのプロービング用パッドを、
シリコンチップとなるシリコンウェハでの前記ピエゾ抵
抗層の短軸方向のスクライブラインに配置した集積化圧
力センサをその要旨とする。
央部に薄肉のダイヤフラムが形成され、そのダイヤフラ
ムにピエゾ抵抗層が配置され、さらに、シリコンチップ
の周辺部に調整用薄膜抵抗体を有する信号処理回路を形
成した集積化圧力センサにおいて、前記調整用薄膜抵抗
体の抵抗値を調整するためのプロービング用パッドを、
シリコンチップとなるシリコンウェハでの前記ピエゾ抵
抗層の短軸方向のスクライブラインに配置した集積化圧
力センサをその要旨とする。
【０００８】
【作用】第１の発明は、プロービングの際にはプロービ
ング用パッドに針圧が加わるが、プロービング用パッド
がシリコンチップの隅部にのみ配置されているので、ピ
エゾ抵抗層にはその応力が伝搬しにくくなる。その結
果、特性の揃ったセンサとなる。
ング用パッドに針圧が加わるが、プロービング用パッド
がシリコンチップの隅部にのみ配置されているので、ピ
エゾ抵抗層にはその応力が伝搬しにくくなる。その結
果、特性の揃ったセンサとなる。
【０００９】第２の発明は、プロービングの際にはプロ
ービング用パッドに針圧が加わるが、プロービング用パ
ッドがシリコンウェハでのピエゾ抵抗層の短軸方向のス
クライブラインに配置されているので、ピエゾ抵抗層に
はその応力が伝搬しにくくなる。その結果、特性の揃っ
たセンサとなる。
ービング用パッドに針圧が加わるが、プロービング用パ
ッドがシリコンウェハでのピエゾ抵抗層の短軸方向のス
クライブラインに配置されているので、ピエゾ抵抗層に
はその応力が伝搬しにくくなる。その結果、特性の揃っ
たセンサとなる。
【００１０】
【実施例】（第１実施例）以下、この発明を具体化した
一実施例を図面に従って説明する。
一実施例を図面に従って説明する。
【００１１】図２には本実施例の集積化圧力センサの斜
視図を示し、図１には集積化圧力センサの平面図を示
す。方形のシリコンチップ１には、その中央部に薄肉の
ダイヤフラム２が形成され、同ダイヤフラム２は正方形
となっている。ダイヤフラム２上には不純物拡散による
４つのピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが配置され
ている。このピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄにて
ホイーストーンブリッジ回路が形成されている。
視図を示し、図１には集積化圧力センサの平面図を示
す。方形のシリコンチップ１には、その中央部に薄肉の
ダイヤフラム２が形成され、同ダイヤフラム２は正方形
となっている。ダイヤフラム２上には不純物拡散による
４つのピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが配置され
ている。このピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄにて
ホイーストーンブリッジ回路が形成されている。
【００１２】又、図２に示すように、シリコンチップ１
の周辺部には信号処理回路４が集積化して形成され、こ
の信号処理回路４は調整用薄膜抵抗体５を有している。
信号処理回路４はピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
より生ずる信号を処理（増幅）するものである。
の周辺部には信号処理回路４が集積化して形成され、こ
の信号処理回路４は調整用薄膜抵抗体５を有している。
信号処理回路４はピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
より生ずる信号を処理（増幅）するものである。
【００１３】又、図１に示すように、シリコンチップ１
の隅部には隅ごとに２つずつのプロービング用パッド６
が配置されている。このプロービング用パッド６は、信
号処理回路４と電気接続されており、ピエゾ抵抗層３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄより生ずる信号を外部に取り出す
ためのものである。つまり、図２に示すプローバ７によ
りプロービング（接触）することにより、調整用薄膜抵
抗体５の抵抗値を調整するための取出用パッド（電極）
である。
の隅部には隅ごとに２つずつのプロービング用パッド６
が配置されている。このプロービング用パッド６は、信
号処理回路４と電気接続されており、ピエゾ抵抗層３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄより生ずる信号を外部に取り出す
ためのものである。つまり、図２に示すプローバ７によ
りプロービング（接触）することにより、調整用薄膜抵
抗体５の抵抗値を調整するための取出用パッド（電極）
である。
【００１４】このようにすることにより、プロービング
時に発生する針圧応力がピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄに伝搬するのを防ぎ、図６に示すセンサに比べ
針圧による出力調整誤差が低減される。
時に発生する針圧応力がピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄに伝搬するのを防ぎ、図６に示すセンサに比べ
針圧による出力調整誤差が低減される。
【００１５】上記についてのＦＥＭ解析結果を図３，４
に示す。この解析は、図３のように（１１０）面のシリ
コンチップ１におけるダイヤフラム２の中央部にピエゾ
抵抗層３ａ，３ｂを配置するとともに周辺部にピエゾ抵
抗層３ｃ，３ｄを配置し、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及びＥ点に力
を加えたものである。中央部のピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ
の半径方向（ｒ方向）に発生する応力σr-centetと周辺
部のピエゾ抵抗層３ｃ，３ｄのｒ方向に発生する応力σ
r-sideの応力差（＝σr-centet−σr-side）は、図４に
示す結果となる。Ａ，Ｂ及びＣ点の結果より、ピエゾ部
発生応力差（＝σr-centet−σr-side）は、力を加える
箇所がピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄより離れて
いた方が、小さくなることが分かる。又、Ｃ点及びＥ点
の結果より、ピエゾ抵抗係数の０の方向（ｔ方向）に力
を加えたＥ点の方が、ピエゾ部発生応力差が、小さくな
っている。さらに、Ｄ点においては、上記２つの効果が
重なって、最も小さいピエゾ部発生応力差になったと考
えられる。
に示す。この解析は、図３のように（１１０）面のシリ
コンチップ１におけるダイヤフラム２の中央部にピエゾ
抵抗層３ａ，３ｂを配置するとともに周辺部にピエゾ抵
抗層３ｃ，３ｄを配置し、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及びＥ点に力
を加えたものである。中央部のピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ
の半径方向（ｒ方向）に発生する応力σr-centetと周辺
部のピエゾ抵抗層３ｃ，３ｄのｒ方向に発生する応力σ
r-sideの応力差（＝σr-centet−σr-side）は、図４に
示す結果となる。Ａ，Ｂ及びＣ点の結果より、ピエゾ部
発生応力差（＝σr-centet−σr-side）は、力を加える
箇所がピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄより離れて
いた方が、小さくなることが分かる。又、Ｃ点及びＥ点
の結果より、ピエゾ抵抗係数の０の方向（ｔ方向）に力
を加えたＥ点の方が、ピエゾ部発生応力差が、小さくな
っている。さらに、Ｄ点においては、上記２つの効果が
重なって、最も小さいピエゾ部発生応力差になったと考
えられる。
【００１６】従って、出力調整誤差はゲージ部発生応力
差に比例しているので、シリコンチップ１の４隅にプロ
ービング用パッド６を配置した時が出力調整誤差が最も
小さくなる。
差に比例しているので、シリコンチップ１の４隅にプロ
ービング用パッド６を配置した時が出力調整誤差が最も
小さくなる。
【００１７】これは、（１１０）面では、ピエゾ抵抗に
対して、半径方向（ｒ方向）に力を加えるより、半径方
向に垂直な方向（ｔ方向）に力を加えた方が、ピエゾ抵
抗係数の結晶方位依存性によりピエゾ部に影響する応力
が小さくなるものと考えられる。又、プロービングによ
り、力を加える点が、ピエゾ部より離れていた方が、応
力がシリコン表面を伝搬する際、減衰するので、ピエゾ
部に影響する応力が小さくなると考えられる。
対して、半径方向（ｒ方向）に力を加えるより、半径方
向に垂直な方向（ｔ方向）に力を加えた方が、ピエゾ抵
抗係数の結晶方位依存性によりピエゾ部に影響する応力
が小さくなるものと考えられる。又、プロービングによ
り、力を加える点が、ピエゾ部より離れていた方が、応
力がシリコン表面を伝搬する際、減衰するので、ピエゾ
部に影響する応力が小さくなると考えられる。
【００１８】このように本実施例では、方形のシリコン
チップ１の中央部に薄肉のダイヤフラム２を形成し、そ
のダイヤフラム２にピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄを配置するとともに、シリコンチップ１の周辺部に調
整用薄膜抵抗体５を有する信号処理回路４を形成した。
そして、調整用薄膜抵抗体５の抵抗値を調整するための
プロービング用パッド６を、シリコンチップ１の隅部に
のみ配置した。よって、プロービングの際にはプロービ
ング用パッド６に針圧が加わるが、プロービング用パッ
ド６がシリコンチップ１の隅部にのみ配置されているの
で、ピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄにはその応力
が伝搬しにくくなる。その結果、従来のセンサのように
ダイヤフラムとプロービング用パッドとの間に溝を設け
ることなく、新規なる構造にてピエゾ抵抗層に針圧応力
が伝搬しにくくして特性の揃ったセンサとすることがで
きる。
チップ１の中央部に薄肉のダイヤフラム２を形成し、そ
のダイヤフラム２にピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄを配置するとともに、シリコンチップ１の周辺部に調
整用薄膜抵抗体５を有する信号処理回路４を形成した。
そして、調整用薄膜抵抗体５の抵抗値を調整するための
プロービング用パッド６を、シリコンチップ１の隅部に
のみ配置した。よって、プロービングの際にはプロービ
ング用パッド６に針圧が加わるが、プロービング用パッ
ド６がシリコンチップ１の隅部にのみ配置されているの
で、ピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄにはその応力
が伝搬しにくくなる。その結果、従来のセンサのように
ダイヤフラムとプロービング用パッドとの間に溝を設け
ることなく、新規なる構造にてピエゾ抵抗層に針圧応力
が伝搬しにくくして特性の揃ったセンサとすることがで
きる。
【００１９】尚、この実施例の応用例としては、（１０
０）面においても、ピエゾ抵抗係数の０の方向でのチッ
プの隅部にのみプロービング用パッド６を配置しても、
前記と同様の効果が得られる。 （第２実施例）次に、第２実施例を第１実施例との相違
点のみ説明する。
０）面においても、ピエゾ抵抗係数の０の方向でのチッ
プの隅部にのみプロービング用パッド６を配置しても、
前記と同様の効果が得られる。 （第２実施例）次に、第２実施例を第１実施例との相違
点のみ説明する。
【００２０】図５に示すように、（１１０）面のシリコ
ンチップ１となるシリコンウェハ８において、直交する
スクライブライン９でのピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄの短軸方向のスクライブライン９ａにプロービ
ング用パッド６が配置されている。
ンチップ１となるシリコンウェハ８において、直交する
スクライブライン９でのピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄの短軸方向のスクライブライン９ａにプロービ
ング用パッド６が配置されている。
【００２１】このように本実施例では、調整用薄膜抵抗
体５の抵抗値を調整するためのプロービング用パッド６
を、シリコンチップ１となるシリコンウェハ８でのピエ
ゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの短軸方向のスクライ
ブライン９ａに配置したので、プロービングの際にはプ
ロービング用パッド６に針圧が加わるが、プロービング
用パッド６がシリコンウェハ８でのピエゾ抵抗層３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄの短軸方向のスクライブライン９ａに
配置されているので、ピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，
３ｄにはその応力が伝搬しにくくなる。その結果、特性
の揃ったセンサとなる。
体５の抵抗値を調整するためのプロービング用パッド６
を、シリコンチップ１となるシリコンウェハ８でのピエ
ゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの短軸方向のスクライ
ブライン９ａに配置したので、プロービングの際にはプ
ロービング用パッド６に針圧が加わるが、プロービング
用パッド６がシリコンウェハ８でのピエゾ抵抗層３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄの短軸方向のスクライブライン９ａに
配置されているので、ピエゾ抵抗層３ａ，３ｂ，３ｃ，
３ｄにはその応力が伝搬しにくくなる。その結果、特性
の揃ったセンサとなる。
【００２２】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、新
規なる構造にてピエゾ抵抗層に針圧応力が伝搬しにくい
集積化圧力センサを提供することができる優れた効果を
発揮する。
規なる構造にてピエゾ抵抗層に針圧応力が伝搬しにくい
集積化圧力センサを提供することができる優れた効果を
発揮する。
【図１】第１実施例のセンサの平面図である。
【図２】センサの斜視図である。
【図３】測定箇所を説明するためのセンサの平面図であ
る。
る。
【図４】各測定箇所での発生応力差を示す図である。
【図５】第２実施例のセンサの平面図である。
【図６】従来の集積化圧力センサの平面図である。
１ シリコンチップ
２ ダイヤフラム
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ ピエゾ抵抗層
４ 信号処理回路
５ 調整用薄膜抵抗体
６ プロービング用パッド
８ シリコンウェハ
９ａ スクライブライン
Claims (2)
- 【請求項１】 方形のシリコンチップの中央部に薄肉の
ダイヤフラムが形成され、そのダイヤフラムにピエゾ抵
抗層が配置され、さらに、シリコンチップの周辺部に調
整用薄膜抵抗体を有する信号処理回路を形成した集積化
圧力センサにおいて、 前記調整用薄膜抵抗体の抵抗値を調整するためのプロー
ビング用パッドを、前記シリコンチップの隅部にのみ配
置したことを特徴とする集積化圧力センサ。 - 【請求項２】 方形のシリコンチップの中央部に薄肉の
ダイヤフラムが形成され、そのダイヤフラムにピエゾ抵
抗層が配置され、さらに、シリコンチップの周辺部に調
整用薄膜抵抗体を有する信号処理回路を形成した集積化
圧力センサにおいて、 前記調整用薄膜抵抗体の抵抗値を調整するためのプロー
ビング用パッドを、シリコンチップとなるシリコンウェ
ハでの前記ピエゾ抵抗層の短軸方向のスクライブライン
に配置したことを特徴とする集積化圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16724891A JPH0513783A (ja) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | 集積化圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16724891A JPH0513783A (ja) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | 集積化圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513783A true JPH0513783A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=15846209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16724891A Pending JPH0513783A (ja) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | 集積化圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0513783A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002131161A (ja) * | 2000-10-27 | 2002-05-09 | Denso Corp | 半導体圧力センサ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63118629A (ja) * | 1986-11-06 | 1988-05-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体圧力センサのブリツジ回路調整方法 |
| JPH01236659A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-21 | Nippon Denso Co Ltd | 半導体圧力センサ |
-
1991
- 1991-07-08 JP JP16724891A patent/JPH0513783A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63118629A (ja) * | 1986-11-06 | 1988-05-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体圧力センサのブリツジ回路調整方法 |
| JPH01236659A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-21 | Nippon Denso Co Ltd | 半導体圧力センサ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002131161A (ja) * | 2000-10-27 | 2002-05-09 | Denso Corp | 半導体圧力センサ |
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