專利名稱：壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓力傳感器，尤其涉及具有膜片的壓力傳感器。
背景技術(shù)：
利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)的壓力傳感器，由于小型、輕質(zhì)、靈敏度高，所以在工業(yè)測(cè) 量、醫(yī)療等領(lǐng)域被廣泛地利用。在這樣的壓力傳感器中，在半導(dǎo)體基板上形成有膜片。而且， 在膜片上形成有應(yīng)變片。因施壓于膜片的壓力而使應(yīng)變片變形。檢測(cè)由壓阻效應(yīng)引起的應(yīng) 變片的電阻變化，來測(cè)量壓力。 另外，公開有為了降低串?dāng)_，而將靜壓檢測(cè)用應(yīng)變片設(shè)置在最佳位置的壓力傳感 器(專利文獻(xiàn)1)。在專利文獻(xiàn)1的壓力傳感器中，在傳感器芯片與基座的接合部的外側(cè)， 設(shè)置有靜壓檢測(cè)用應(yīng)變片。具體而言，在傳感器芯片的中央，形成正方形的差壓用膜片。而 且，在差壓用膜片的周緣部或中心部設(shè)置差壓檢測(cè)用應(yīng)變片。在差壓用膜片的外側(cè)設(shè)置有 靜壓檢測(cè)用應(yīng)變片。 此外，公開有在半導(dǎo)體基板上，設(shè)置靜壓檢測(cè)用膜片的傳感器(專利文獻(xiàn)2)。在專 利文獻(xiàn)2的壓力傳感器中，在圓形的差壓用膜片的外周，形成有圓環(huán)狀的靜壓用膜片。而且 在靜壓用膜片上形成有四個(gè)靜壓應(yīng)變片。四個(gè)靜壓應(yīng)變片，在周向上等間隔地配置。即，兩 個(gè)靜壓應(yīng)變片被配置為隔著差壓用膜片相對(duì)置。通過形成靜壓用膜片，從而能夠提高靜壓 的靈敏度。 如上所述，將因變形使電阻變化的壓電電阻元件用作應(yīng)變片。即，根據(jù)由壓力而產(chǎn) 生的半導(dǎo)體基板的變形，來改變壓電電阻元件的電阻。通過借助電橋電路檢測(cè)電阻的變化 量，就能測(cè)量壓力。 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2002-277337號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 :日本特開平6-213746號(hào)公報(bào) 壓電電阻元件，受到測(cè)量環(huán)境溫度的影B向。例如，因半導(dǎo)體基板和玻璃基座等的熱 膨脹系數(shù)的不同，而產(chǎn)生熱應(yīng)力。因該熱應(yīng)力而使該半導(dǎo)體基板上的應(yīng)變片產(chǎn)生變形。因 此，在測(cè)量環(huán)境溫度不同時(shí)，成為引起測(cè)量誤差的原因。 另外，在壓力傳感器中，為了實(shí)現(xiàn)小型化，而需要減小膜片。然而，若減小膜片，則 測(cè)量靈敏度會(huì)降低。例如，若將靜壓檢測(cè)用膜片的高寬比(縱橫比)設(shè)為恒定，則應(yīng)力的峰 值也為恒定。然而，即使高寬比為恒定，若減小膜片，則也會(huì)減小應(yīng)力的峰值幅度。因此，獲 得足夠的靈敏度變得困難。換而言之，若為了提高測(cè)量靈敏度而增大膜片，則難于實(shí)現(xiàn)壓力 傳感器的小型化。 于是，存在難于實(shí)現(xiàn)小型且高性能的壓力傳感器這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決這樣的問題而完成的，目的在于提供一種小型且高性能的壓力
傳感器。
本發(fā)明的第一方式涉及的壓力傳感器，具備基板；設(shè)置于上述基板的中央部的 差壓用膜片；設(shè)置于上述差壓用膜片的差壓應(yīng)變片；設(shè)置于上述差壓用膜片的外周部的靜 壓用膜片；第一靜壓應(yīng)變片對(duì)，其具有隔著上述差壓用膜片而配置的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片，且形 成于上述靜壓用膜片的端部；第二靜壓應(yīng)變片對(duì)，其具有隔著上述差壓用膜片而配置的兩 個(gè)靜壓應(yīng)變片，且形成于上述靜壓用膜片的中央部。由此，即使在將壓力傳感器小型化的情 況下，也能夠抑制測(cè)量靈敏度的降低。另外，能夠抑制溫度變化引起的測(cè)量誤差。因此，能 夠?qū)崿F(xiàn)小型且高性能的壓力傳感器。 本發(fā)明的第二方式涉及的壓力傳感器，是在上述的壓力傳感器的基礎(chǔ)上，以連接
上述第一靜壓應(yīng)變片對(duì)的直線，與連接上述第二靜壓應(yīng)變片對(duì)的直線正交的方式配置。由
此，即使在將壓力傳感器小型化的情況下，也能夠抑制測(cè)量靈敏度的降低。另外，能夠抑制
溫度變化引起的測(cè)量誤差。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)小型且高性能的壓力傳感器。 本發(fā)明的第三方式涉及的壓力傳感器，是在上述的壓力傳感器的基礎(chǔ)上，以連接
上述第一靜壓應(yīng)變片對(duì)的直線，與連接上述第二靜壓應(yīng)變片對(duì)的直線一致的方式配置。由
此，即使在將壓力傳感器小型化的情況下，也能夠抑制測(cè)量靈敏度的降低。另外，能夠抑制
溫度變化引起的測(cè)量誤差。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)小型且高性能的壓力傳感器。 本發(fā)明的第四方式涉及的壓力傳感器，是在上述的壓力傳感器的基礎(chǔ)上，上述第
一靜壓應(yīng)變片對(duì)所包括的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片，形成于上述靜壓用膜片的基板中心側(cè)的端部，
或者基板端側(cè)的端部。由此，能夠提高測(cè)量靈敏度以及溫度特性。 本發(fā)明的第五方式涉及的壓力傳感器，是在上述第二方式涉及的壓力傳感器的基 礎(chǔ)上，與上述第一及第二靜壓應(yīng)變片對(duì)所包括的四個(gè)靜壓應(yīng)變片相對(duì)應(yīng)地，設(shè)置四個(gè)上述 靜壓用膜片，四個(gè)上述靜壓用膜片的短邊方向，沿著相對(duì)于上述差壓用膜片的中心的徑向 配置，由此，能夠提高測(cè)量靈敏度以及溫度特性。 本發(fā)明的第六方式涉及的壓力傳感器，是在上述第三方式涉及的壓力傳感器的基 礎(chǔ)上，與上述第一及第二靜壓應(yīng)變片對(duì)所包括的四個(gè)靜壓應(yīng)變片相對(duì)應(yīng)地，設(shè)置兩個(gè)上述 靜壓用膜片，兩個(gè)上述靜壓用膜片的短邊方向，沿著相對(duì)于上述差壓用膜片的中心的徑向 配置，由此，能夠提高測(cè)量靈敏度以及溫度特性。 本發(fā)明的第七方式涉及的壓力傳感器，是在上述壓力傳感器的基礎(chǔ)上，上述第一 及第二靜壓應(yīng)變片對(duì)所包括的四個(gè)靜壓應(yīng)變片，沿著與上述靜壓用膜片的短邊方向垂直的 方向形成。由此，能夠提高測(cè)量靈敏度。 本發(fā)明的第八方式涉及的壓力傳感器，是在上述第五或第六方式涉及的壓力傳感
器的基礎(chǔ)上，上述靜壓用膜片呈長方形。由此，能夠提高測(cè)量靈敏度和溫度特性。 本發(fā)明的第九方式涉及的壓力傳感器，是在上述壓力傳感器的基礎(chǔ)上，上述靜壓
用膜片，以包圍上述差壓用膜片的方式形成為圓環(huán)狀，上述第一及第二靜壓應(yīng)變片對(duì)所包
括的四個(gè)靜壓應(yīng)變片，形成在圓環(huán)狀的上述靜壓用膜片的周向上。由此，能夠提高測(cè)量靈敏
度和溫度特性。 本發(fā)明的第十方式涉及的壓力傳感器，是在上述壓力傳感器的基礎(chǔ)上，上述差壓 用膜片呈圓形。由此，能夠提高測(cè)量靈敏度和溫度特性。 本發(fā)明的第十一方式涉及的壓力傳感器，是在上述壓力傳感器的基礎(chǔ)上，圓環(huán)狀 的上述靜壓用膜片和圓形的上述差壓用膜片，配置成同心圓狀。由此，能夠提高測(cè)量靈敏度和溫度特性。 本發(fā)明的第十二方式涉及的壓力傳感器，是在上述壓力傳感器的基礎(chǔ)上，上述基
板呈圓形。由此，能夠提高測(cè)量靈敏度和溫度特性。 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供小型且高性能的壓力傳感器。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的壓力傳感器的構(gòu)成的俯視圖。
圖2是圖1的II-II剖視圖。
圖3是圖1的III-III剖視圖。 圖4是表示由靜壓應(yīng)變片構(gòu)成的電橋電路及其電阻變動(dòng)的示意圖。
圖5是施加壓力時(shí)的傳感器芯片自中心起的應(yīng)力分布圖。
圖6是表示由靜壓應(yīng)變片構(gòu)成的電橋電路及其電阻變動(dòng)的示意圖。
圖7是施加溫度時(shí)傳感器芯片自中心起的應(yīng)力分布圖。 圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的壓力傳感器的另一構(gòu)成例的俯視圖。 圖9是表示壓力傳感器的制造工序的圖。 圖10是表示壓力傳感器的制造工序的工序剖視圖。 圖11是表示壓力傳感器的另一制造工序的圖。 圖12是表示壓力傳感器的另一制造工序的工序剖視圖。 圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的壓力傳感器的構(gòu)成的俯視圖。 圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的壓力傳感器的構(gòu)成的俯視圖。 圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的壓力傳感器的另一構(gòu)成的俯視圖。 圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的壓力傳感器的另一構(gòu)成的俯視圖。 附圖標(biāo)記說明l-第一半導(dǎo)體層，2-絕緣層，3-第二半導(dǎo)體層，4-差壓用膜片，
5-差壓應(yīng)變片，5a-差壓應(yīng)變片，5b-差壓應(yīng)變片，5c-差壓應(yīng)變片，5ch差壓應(yīng)變片，9-抗
蝕劑，10-傳感器芯片，15-第一靜壓應(yīng)變片對(duì)，15a-靜壓應(yīng)變片，15b-靜壓應(yīng)變片，15e_靜
壓應(yīng)變片，15f_靜壓應(yīng)變片，16-第二靜壓應(yīng)變片對(duì)，16c-靜壓應(yīng)變片，16d-靜壓應(yīng)變片，
16g_靜壓應(yīng)變片，16h-靜壓應(yīng)變片，17-靜壓用膜片，17a-靜壓用膜片，17b-靜壓用膜片，
17c-靜壓用膜片，17d-靜壓用膜片，19-抗蝕劑。
具體實(shí)施例方式
發(fā)明的實(shí)施方式l 下面，對(duì)適用了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，參照附圖詳細(xì)地進(jìn)行說明。圖1是表示本 發(fā)明的實(shí)施方式涉及的壓力傳感器所使用的傳感器芯片的構(gòu)成的俯視圖。圖2是圖1的 II-II剖視圖，圖3是圖1的III-III剖視圖。本實(shí)施方式涉及的壓力傳感器，是利用了半 導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)的半導(dǎo)體壓力傳感器。 壓力傳感器，具有由半導(dǎo)體基板構(gòu)成的傳感器芯片10。傳感器芯片10為正方形。 如圖l所示，設(shè)正方形的傳感器芯片10的各頂點(diǎn)為A、B、C、D。如圖1所示，左上角為角A、 右下角為角B、右上角為角C、左下角為角D。連接角A和角B的對(duì)角線為對(duì)角線AB。連接 角C和角D的對(duì)角線為對(duì)角線CD。由于傳感器芯片10為正方形，因此對(duì)角線AB和對(duì)角線CD正交。 如圖2所示，傳感器芯片10為作為基座的第一半導(dǎo)體層1、絕緣層2以及第二半 導(dǎo)體層3的三層構(gòu)造。例如，作為傳感器芯片IO，可以使用由第一半導(dǎo)體層1、0.5ym左右 厚度的絕緣層2和第二半導(dǎo)體層3構(gòu)成的S0I(Silicon On Insulator :絕緣體上硅)基板。 第一半導(dǎo)體層1和第二半導(dǎo)體層3，例如由n型單晶硅層構(gòu)成。絕緣層2例如由Si02層構(gòu) 成。在第一半導(dǎo)體層1上，形成有絕緣層2。而且，在絕緣層2上，形成有第二半導(dǎo)體層3。 因此，在第一半導(dǎo)體層1和第二半導(dǎo)體層3之間，配設(shè)有絕緣層2。在蝕刻第一半導(dǎo)體層1 時(shí)，絕緣層2，作為蝕刻終止層發(fā)揮作用。第二半導(dǎo)體層3，構(gòu)成差壓用膜片4。如圖1所示， 差壓用膜片4配設(shè)于芯片的中央部分。 在傳感器芯片10的中央部，設(shè)置有用于檢測(cè)差壓的差壓用膜片4。如圖2所示，通 過去除第一半導(dǎo)體層1，來形成差壓用膜片4。 S卩，在差壓用膜片4處，傳感器芯片10變薄。 這里，如圖1所示，差壓用膜片4形成為正方形。另外，差壓用膜片4的中心與傳感器芯片 10的中心一致。即，傳感器芯片10的中心點(diǎn)位于對(duì)角線AB和對(duì)角線CD的交點(diǎn)上。而且， 差壓用膜片4配置成相對(duì)于正方形的傳感器芯片10以45°傾斜。因此，對(duì)角線AB垂直地 穿過差壓用膜片4的相對(duì)置的兩條邊的中心。另外，對(duì)角線CD垂直地穿過差壓用膜片4的 相對(duì)置的另兩條邊的中心。 在差壓用膜片4的表面，設(shè)置有差壓應(yīng)變片5a 5d。將這四個(gè)差壓應(yīng)變片5a 5d統(tǒng)稱為差壓應(yīng)變片5。差壓應(yīng)變片5設(shè)置在差壓用膜片4的端部。S卩，差壓應(yīng)變片5形 成在差壓用膜片4的周緣部上。在此，在正方形的差壓用膜片4的各邊，各設(shè)置有一個(gè)差壓 應(yīng)變片5。差壓應(yīng)變片5設(shè)置在差壓用膜片4的各邊的中央。因此，在差壓用膜片4的中心 和角A之間，配置差壓應(yīng)變片5a。在差壓用膜片4的中心和角B之間，配置差壓應(yīng)變片5b。 在差壓用膜片4的中心和角C之間，配置差壓應(yīng)變片5c。在差壓用膜片4的中心和角D之 間，配置差壓應(yīng)變片5d。差壓應(yīng)變片5a和差壓應(yīng)變片5b，隔著傳感器芯片10的中心而對(duì) 置。差壓應(yīng)變片5c和差壓應(yīng)變片5d，隔著傳感器芯片10的中心而對(duì)置。
差壓應(yīng)變片5是具有壓阻效應(yīng)的應(yīng)變片。因此，當(dāng)傳感器芯片10變形時(shí)，各差壓 應(yīng)變片5a 5d的電阻產(chǎn)生變化。另外，在傳感器芯片的上表面上形成有與各差壓應(yīng)變片 5a 5d連接的布線(未圖示)。例如，在各差壓應(yīng)變片5a 5d的兩端連接有布線。借助 該布線，四個(gè)差壓應(yīng)變片5接線成電橋電路。由于被差壓用膜片4隔開的空間的壓力差，差 壓用膜片4變形。差壓應(yīng)變片5的電阻，根據(jù)差壓用膜片4的變形量產(chǎn)生變化。通過檢測(cè) 該電阻的變化，就能夠測(cè)量壓力。如圖2和圖3所示，差壓應(yīng)變片5形成于傳感器芯片10 的表面。 四個(gè)差壓應(yīng)變片5a 5d相互平行配置。即，四個(gè)差壓應(yīng)變片5a 5d的長邊方 向沿著對(duì)角線AB設(shè)置。而且，在差壓應(yīng)變片5a 5d的長邊方向的兩端，連接有布線(未 圖示)。差壓應(yīng)變片5，在傳感器芯片IO的結(jié)晶面方位(IOO)，形成為與壓電電阻系數(shù)為最 大的(110)的結(jié)晶軸方向平行。 此外，在傳感器芯片IO上，設(shè)置有四個(gè)靜壓用膜片17a 17d。將這四個(gè)靜壓用 膜片17a 17d統(tǒng)稱為靜壓用膜片17。如圖2所示，通過去除第一半導(dǎo)體層l，而形成靜壓 用膜片17。即，在靜壓用膜片17處，傳感器芯片IO變薄。靜壓用膜片17配置于差壓用膜 片4的外周部。S卩，在差壓用膜片4的外側(cè)，配置有靜壓用膜片17。四個(gè)靜壓用膜片17a
617d，相對(duì)于傳感器芯片10的中心點(diǎn)配置為點(diǎn)對(duì)稱。 因此，靜壓用膜片17a和靜壓用膜片17b配置為，隔著差壓用膜片4相對(duì)置。而且， 靜壓用膜片17a和靜壓用膜片17b，配置在對(duì)角線AB上。同樣，靜壓用膜片17c和靜壓用膜 片17d配置為隔著差壓用膜片4相對(duì)置。而且，靜壓用膜片17c和靜壓用膜片17d，配置在 對(duì)角線CD上。而且，從傳感器芯片10的中心到各靜壓用膜片17a 17d的距離相等。
在差壓應(yīng)變片5a和角A之間，配置靜壓用膜片17a。同樣地，在差壓應(yīng)變片5b和 角B之間，配置靜壓用膜片17b、在差壓應(yīng)變片5c和角C之間，配置靜壓用膜片17c、在差壓 應(yīng)變片5d和角D之間，配置靜壓用膜片17d。靜壓用膜片17a 17d為相同大小、形狀。
靜壓用膜片17形成為長方形。因此，靜壓用膜片17的長邊和短邊正交。S卩，靜壓 用膜片17，存在長邊方向和短邊方向。在此，將從傳感器芯片10的中心朝向外側(cè)延伸的方 向作為徑向(r方向)。即，從傳感器芯片IO的中心點(diǎn)朝向傳感器芯片IO的端點(diǎn)的方向?yàn)?徑向。由于傳感器芯片10和差壓用膜片4的中心一致，因此該徑向，為相對(duì)于差壓用膜片 4的中心的徑向。而且，將與徑向正交的方向作為周向(9方向)。周向?qū)?yīng)于以傳感器芯 片10的中心為中心的圓的切線方向。靜壓用膜片17的短邊與徑向平行。
靜壓用膜片17a、17b的短邊與對(duì)角線AB平行，靜壓用膜片17c、 17d的短邊與對(duì)角 線CD平行。于是，在相對(duì)置的兩個(gè)靜壓用膜片(例如，靜壓用膜片17a和靜壓用膜片17b) 中，短邊方向平行。而且，在周向上相鄰的靜壓用膜片17(例如，靜壓用膜片17a和靜壓用 膜片17c)中，短邊方向垂直。另外，在對(duì)角線AB及對(duì)角線CD上，靜壓用膜片17的長邊方 向與周向平行。四個(gè)靜壓用膜片17，在周向上等間隔配置。 在靜壓用膜片17a上，形成有靜壓應(yīng)變片15a。同樣，在靜壓用膜片17b上，形成有 靜壓應(yīng)變片15b。在靜壓用膜片17c上，形成有靜壓應(yīng)變片16c。同樣，在靜壓用膜片17d 上，形成有靜壓應(yīng)變片16d。在此，將兩個(gè)靜壓應(yīng)變片15a、15b作為靜壓應(yīng)變片對(duì)15。同樣， 將兩個(gè)靜壓應(yīng)變片16c、16d作為靜壓應(yīng)變片對(duì)16。 靜壓應(yīng)變片15a、 15b、 16c、 16d，與差壓應(yīng)變片5是同樣的應(yīng)變片。因此，當(dāng)傳感器 芯片IO變形時(shí)，因壓阻效應(yīng)，各靜壓應(yīng)變片15a、15b、16c、16d的電阻產(chǎn)生變化。靜壓應(yīng)變 片15a、15b、16c、16d，與差壓應(yīng)變片5同樣接線成電橋電路。由此，能夠測(cè)量靜壓。這里，如 圖2和圖3所示，靜壓應(yīng)變片15a、15b、16c、16d形成于傳感器芯片10的表面。在靜壓應(yīng)變 片15a、 15b、 16c、 16d長邊方向的兩端，連接布線(未圖示)。而且，與差壓應(yīng)變片5同樣，靜 壓應(yīng)變片15a、15b、16c、16d接線成電橋電路。 靜壓應(yīng)變片對(duì)15包括的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片15a、15b，以隔著差壓用膜片4相對(duì)置的 方式配置。靜壓應(yīng)變片15a、15b，形成于對(duì)角線AB上。靜壓應(yīng)變片15a、15b，相對(duì)于傳感器 芯片10的中心對(duì)稱地配置。從傳感器芯片10的中心到靜壓應(yīng)變片15a的距離，與從傳感 器芯片10的中心到靜壓應(yīng)變片15b的距離相等。 靜壓應(yīng)變片對(duì)16包括的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片16c、16d，以隔著差壓用膜片4相對(duì)置的 方式配置。靜壓應(yīng)變片16c、16d，形成于對(duì)角線CD上。靜壓應(yīng)變片16c、16d，相對(duì)于傳感器 芯片10的中心對(duì)稱地配置。即，從傳感器芯片10的中心到靜壓應(yīng)變片16c的距離，與從傳 感器芯片10的中心到靜壓應(yīng)變片16d的距離相等。 靜壓應(yīng)變片15a、15b，分別配置于靜壓用膜片17a、17b的端部。SP，靜壓應(yīng)變片 15a、15b與靜壓用膜片17a、17b的周緣重疊。另一方面，靜壓應(yīng)變片16c、 16d，分別配置在
7靜壓用膜片17c、17d的中央部。S卩，靜壓應(yīng)變片16c、16d與靜壓用膜片17c、17d的周緣不 重疊。從傳感器芯片10的中心到靜壓應(yīng)變片15a(或靜壓應(yīng)變片15b)的距離，與從傳感器 芯片10的中心到靜壓應(yīng)變片16c(或靜壓應(yīng)變片16d)的距離不同。 在此，靜壓應(yīng)變片15a、15b，形成于靜壓用膜片17a、17b的傳感器芯片端側(cè)的周緣 上。即，靜壓應(yīng)變片15a，配置在靜壓用膜片17a的角A側(cè)的長邊上。同樣，靜壓應(yīng)變片15b， 配置在靜壓用膜片17b的角B側(cè)的長邊上。從傳感器芯片10的中心到靜壓應(yīng)變片15a或靜 壓應(yīng)變片15b的距離，長于與從傳感器芯片10的中心到靜壓應(yīng)變片16c或靜壓應(yīng)變片16d 的距離。另外，可以將靜壓應(yīng)變片15a、靜壓應(yīng)變片15b分別配置在傳感器芯片10的中心側(cè) 的長邊上。即，在本實(shí)施例中，是將靜壓應(yīng)變片對(duì)15所包括的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片15a、 15b形成 于靜壓用膜片的長邊上，然而不限于長邊上，只要形成于靜壓用膜片的芯片中心側(cè)的端部， 或者芯片端側(cè)的端部附近產(chǎn)生最大應(yīng)力的位置即可。 這樣，通過第一靜壓應(yīng)變片對(duì)15和第二靜壓應(yīng)變片對(duì)16，就可改變靜壓用膜片17 上的靜壓應(yīng)變片的配置位置。即，將相對(duì)置的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片15a、15b配置在靜壓用膜片 17a、17b的端部，并將相對(duì)置的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片16c、16d配置在靜壓用膜片17c、17d的中 央部。通過這樣的配置，即使在將傳感器芯片IO小型化時(shí)，也能夠防止測(cè)量靈敏度的降低。 此外，能夠抑制因測(cè)量環(huán)境的溫度變化所引起的測(cè)量誤差。即，能夠提高壓力傳感器的溫度 特性，根據(jù)上述構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)小型且高性能的壓力傳感器。 首先，用圖4及圖5，對(duì)能夠防止測(cè)量靈敏度降低的理由進(jìn)行說明。圖4是表示由 靜壓應(yīng)變片15a、15b、16c、16d構(gòu)成的電橋電路及其電阻變動(dòng)的示意圖。如圖4所示，四個(gè) 靜壓應(yīng)變片15a、15b、16c、16d為電阻元件，例如，構(gòu)成惠斯登電橋電路。圖5是表示施加了 3. 5MPa時(shí)的傳感器芯片10自中心起的應(yīng)力分布的圖。這里，圖5表示對(duì)角線CD上的應(yīng)力 的模擬結(jié)果。在模擬的解析中，使用有限元法(FiniteElement Method :FEM)。在圖5中， 橫軸表示距離傳感器芯片10的中心的距離，縱軸表示應(yīng)力。在圖5中，左側(cè)的箭頭，對(duì)應(yīng)于 靜壓用膜片17的中央的位置，右側(cè)的箭頭，對(duì)應(yīng)于靜壓用膜片17外側(cè)的邊緣。
在靜壓用膜片17的中央部和端部，施加壓力時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力的朝向是相反的。例 如，如圖5所示，在施加了 3. 5MPa時(shí)在靜壓用膜片17的中央部(左側(cè)箭頭)應(yīng)力為負(fù)，在 端部(右側(cè)箭頭)應(yīng)力為正。B卩，在靜壓用膜片17的中央部處成為應(yīng)力為負(fù)的峰值，在端 部處成為正的峰值。 在此，如圖4所示，將為規(guī)定壓力的靜壓應(yīng)變片15a、 15b、 16c、 16d的電阻值設(shè)為R。 將由施加壓力而產(chǎn)生的變形而引起的靜壓應(yīng)變片15a、15b的電阻變動(dòng)的絕對(duì)值設(shè)為AR1， 將靜壓應(yīng)變片16c、16d的電阻變動(dòng)的絕對(duì)值設(shè)為AR2。于是，配置在靜壓用膜片17的端部 的靜壓應(yīng)變片15a、15b中，電阻值為R-AR1。另一方面，配置在靜壓用膜片17的中央部的 靜壓應(yīng)變片16c、16d中，電阻值為R+AR2。這里，AR1、 AR2分別為正值。即，當(dāng)施加壓力 時(shí)，在第一靜壓應(yīng)變片對(duì)15所包括的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片15a、15b中電阻值下降，在第二靜壓 應(yīng)變片對(duì)16所包括的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片16c、16d中電阻值上升。 于是，當(dāng)從規(guī)定的壓力產(chǎn)生變化時(shí)破壞電橋電路的電阻平衡。對(duì)置配置的兩個(gè)靜 壓應(yīng)變片的電阻變動(dòng)為同方向。此外，第一靜壓應(yīng)變片對(duì)15及第二靜壓應(yīng)變片對(duì)16的電 阻變動(dòng)值的符號(hào)相反。即，第一靜壓應(yīng)變片對(duì)15及第二靜壓應(yīng)變片對(duì)16的一方，電阻變動(dòng) 為正，另一方電阻變動(dòng)為負(fù)。由此，電橋輸出增大，能夠提高對(duì)靜壓的測(cè)量靈敏度。
此外，靜壓應(yīng)變片15a、15b、16c、16d沿著靜壓用膜片17的長邊而形成。如圖4所 示，在靜壓用膜片17的邊緣及中央處，產(chǎn)生應(yīng)力為峰值。而且，在該邊緣或中央，形成有沿 著靜壓用膜片17長邊方向的靜壓應(yīng)變片15a、15b、16c、16d。由電橋電路檢測(cè)的電阻值變 化，為沿著該長邊方向被積分的值。因此，能夠?qū)a(chǎn)生應(yīng)力有效地轉(zhuǎn)換為電阻值變化。因此， 能夠提高測(cè)量靈敏度。 接下來，用圖6、圖7對(duì)能夠抑制因測(cè)量環(huán)境的溫度變化引起的測(cè)量誤差的理由進(jìn) 行說明。圖6與圖4同樣，是表示由靜壓應(yīng)變片15a、15b、16c、16d構(gòu)成的電橋電路及其電 阻變動(dòng)的示意圖。圖7是施加-4(TC時(shí)的傳感器芯片10自中心起的應(yīng)力分布圖。另外，圖7 表示對(duì)角線CD上的應(yīng)力的模擬結(jié)果。在模擬的解析中，使用FEM(Finite ElementMethod)。 在圖7中，橫軸表示距離傳感器芯片10的中心的距離，縱軸表示應(yīng)力。在圖7中，左側(cè)的箭 頭對(duì)應(yīng)于靜壓用膜片17的中央的位置，右側(cè)的箭頭對(duì)應(yīng)于靜壓用膜片17外側(cè)的邊緣。
由溫度變化時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力引起的電阻值變化為同方向。SP，如圖7所示，在靜壓用 膜片17的邊緣和中央，應(yīng)力產(chǎn)生于同方向。例如，在由于溫度變化而在靜壓用膜片17的邊 緣產(chǎn)生了壓縮應(yīng)力的情況下，在靜壓用膜片17的中央也產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。在因溫度變化而在 靜壓用膜片17的邊緣產(chǎn)生了拉伸應(yīng)力時(shí)，在靜壓用膜片17的中央也產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。因此， 靜壓應(yīng)變片15a、15b的電阻值為R+AR1，靜壓應(yīng)變片16c、 16d的電阻值為R+A R2。另外， AR1和AR2是正數(shù)。因此，即使在溫度變化時(shí)，電橋輸出也會(huì)減小。即，抑制因溫度變化引 起的輸出的變動(dòng)。因此，能夠抑制溫度變化引起的測(cè)量誤差，由此，能夠提高溫度特性。
通過將第一靜壓應(yīng)變片對(duì)15、第二靜壓應(yīng)變片對(duì)16以及靜壓用膜片17以上述方 式配置，從而能夠?qū)崿F(xiàn)小型且高性能的壓力傳感器。另外，在上述的說明中，說明了靜壓用 膜片17為長方形，然而靜壓用膜片17的形狀不限于長方形。例如，也可以將靜壓用膜片17 作成橢圓形等。此外，在上述的說明中，只在與第一靜壓用應(yīng)變片對(duì)15和第二靜壓用應(yīng)變 片對(duì)16對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置靜壓用膜片17，然而也可以以在周向上連續(xù)的方式以圓環(huán)狀或多 邊形狀等來形成。例如，如圖8(a)所示，將靜壓用膜片17作成四邊形的畫框狀。S卩，可以 形成包圍差壓用膜片14的槽來作為靜壓用膜片17。換而言之，靜壓用膜片17，可以是具有 長邊方向和短邊方向的形狀。而且，可以將與長邊方向正交的短邊方向沿著徑向配置。將 靜壓應(yīng)變片15a、15b、16c、16d的長邊方向沿著靜壓用膜片的長邊方向配置。S卩，將靜壓應(yīng) 變片15a、15b、16c、16d的長邊方向沿著周向配置。在上述的說明中，是使基板和差壓用膜 片4為正方形，然而不限于此也可以是圓形等。 另外，在上述的說明中，是以連接靜壓應(yīng)變片15a和靜壓應(yīng)變片15b的直線，和連 接靜壓應(yīng)變片16c和靜壓應(yīng)變片16d的直線正交的方式形成靜壓應(yīng)變片，然而不限定于此。 即使是非正交的構(gòu)成，與正交的構(gòu)成相比較雖然特性差但也能夠適用。
例如，如圖8(b)所示，可以構(gòu)成為使連接靜壓應(yīng)變片15a和靜壓應(yīng)變片15b的直 線，和連接靜壓應(yīng)變片16c和靜壓應(yīng)變片16d的直線一致的方式。在圖8(b)中，使差壓用 膜片4為圓形，且使靜壓用膜片17為圓環(huán)狀。而且，靜壓用膜片17包圍在差壓用膜片4的 周圍。靜壓應(yīng)變片16c、15a配置在角C附近，靜壓應(yīng)變片16d、15b配置在角D附近。因此 在靜壓應(yīng)變片15a和靜壓應(yīng)變片15b之間配置有靜壓應(yīng)變片16c、16d。在此，連接兩個(gè)靜壓 應(yīng)變片的直線，是表示連接兩個(gè)靜壓應(yīng)變片的中心的直線。另外，對(duì)于差壓應(yīng)變片的配置， 由于與圖1所示的構(gòu)成同樣，因此在圖8中省略圖示。
接下來，使用圖9及圖IO對(duì)壓力傳感器的制造方法進(jìn)行說明。圖9是表示壓力傳 感器的制造方法的圖，表示從上方觀察傳感器芯片10的構(gòu)成。圖10是表示壓力傳感器的 制造方法的工序剖視圖，表示圖9的X-X截面的構(gòu)成。 首先，準(zhǔn)備由第一半導(dǎo)體層1、0. 5 ii m左右厚度的絕緣層2和第二半導(dǎo)體層3構(gòu)成 的SOI (Silicon On Insulator)晶片。為了制作該SOI晶片，可以利用在Si基板中注入氧 氣而形成Si02層的SIMOX(S印aration by Implanted Oxygen :注氧隔離)技術(shù)，也可以用 使兩枚Si基板粘合在一起的SDB(Silicon Direct Bonding :硅直接鍵合)技術(shù)，還可以用 其它方法。另外，可以將第二半導(dǎo)體層3平坦化及薄膜化。例如，通過被稱為CCP(Computer Controlled Polishing :數(shù)控拋光)的研磨法等，將第二半導(dǎo)體層3研磨到規(guī)定厚度。
在第二半導(dǎo)體層3的上面，通過雜質(zhì)擴(kuò)散或離子注入法來形成由p型Si構(gòu)成的差 壓應(yīng)變片5a 5d、靜壓應(yīng)變片15a、15b、16c、16d。由此，成為圖9(a)和圖10(a)所示的構(gòu) 成。如用圖l等表示的那樣，各應(yīng)變片，形成于作為各膜片的部位的規(guī)定的位置。另外，也 可以在下述所示的膜片的形成工序之后形成差壓應(yīng)變片5a 5d、靜壓應(yīng)變片15a、15b和靜 壓應(yīng)變片16c、16d。當(dāng)然，可以將差壓應(yīng)變片5形成為與靜壓應(yīng)變片15a、15b、16c、16d不同 的特性。 在這樣形成的S0I晶片的下面形成抗蝕劑9?？刮g劑9的圖案，可以通過公知的光 刻蝕工序，而在第一半導(dǎo)體層1上形成。即，通過涂敷感光性樹脂膜，并進(jìn)行曝光、顯影，來 形成抗蝕劑9的圖案?？刮g劑9，在相當(dāng)于壓敏區(qū)域(形成膜片的區(qū)域)的部分具有開口 部。即，在形成膜片的部分，露出第一半導(dǎo)體層1.由此，成為圖10(b)所示的構(gòu)成。
然后，將抗蝕劑9作為掩模，對(duì)第一半導(dǎo)體層1蝕刻。由此，成為圖9 (b)和圖10 (c) 所示的構(gòu)成。例如，可以用公知的ICP蝕刻等干式蝕刻，對(duì)第一半導(dǎo)體層1蝕刻。當(dāng)然，也 可以利用使用KOH和TMAH等溶液的濕式蝕刻，對(duì)第一半導(dǎo)體層l蝕刻。在對(duì)第一半導(dǎo)體層 l蝕刻后，形成差壓用膜片4和靜壓用膜片17。在此，絕緣層2作為蝕刻終止層發(fā)揮作用。 因此，從抗蝕劑9的開口部露出絕緣層2。 然后，當(dāng)去除抗蝕劑9時(shí)，則成為圖10(d)所示的構(gòu)成。之后，蒸鍍用于得到與第一 靜壓應(yīng)變片對(duì)15、第二靜壓應(yīng)變片對(duì)16、差壓應(yīng)變片5的電連接的布線(未圖示)。由此， 完成傳感器芯片10。另外，形成布線的工序，也可以在圖10(d)之前進(jìn)行。例如，可以在圖 10(a)之前制成布線，也可以在圖10(a) 圖10(c)之間制成布線。另外如上所述，可以在 圖10(d)之后進(jìn)行第一靜壓應(yīng)變片對(duì)15、第二靜壓應(yīng)變片對(duì)16和差壓應(yīng)變片5的形成，也 可以在圖10(a) 圖10(d)之間進(jìn)行。即，布線的形成工序和應(yīng)變片的形成工序的順序未 作特殊限定。 將該傳感器芯片10與基座接合。由此，基座由派熱克斯(PYREX)(注冊(cè)商標(biāo))玻 璃或陶瓷形成。例如，通過陽極接合使基座與傳感器芯片10的第一半導(dǎo)體層1接合。在基 座的中心，形成有到達(dá)差壓用膜片4的貫穿孔。貫穿孔與差壓用膜片4連通。另外，為了 使形成靜壓用膜片17的部位為非接合部，而在基座的中央部形成凸部，并在外周部形成凹 部。因此，基座的凸部與凹部的界線，配置在差壓用膜片4和靜壓用膜片17之間。這樣一 來結(jié)束壓力傳感器的制作。這樣制成的壓力傳感器，為小型且高性能的傳感器。
另外，在上述的說明中，是將靜壓用膜片17和差壓用膜片4的形成同時(shí)進(jìn)行，然而 也可以將它們單獨(dú)進(jìn)行。即，可以用不同的蝕刻工序，形成差壓用膜片4和靜壓用膜片17。對(duì)該制造工序，用圖11、圖12進(jìn)行說明。 圖11是表示壓力傳感器的另一制造方法的圖，表示從上方觀察傳感器芯片10的 構(gòu)成。圖12是表示壓力傳感器的另一制造方法的工序剖視圖，表示圖11的XII-XII截面 的構(gòu)成。另外，對(duì)于與使用圖9、圖10說明的內(nèi)容相同的內(nèi)容，省略說明。
如圖ll(a)和圖12(a)所示，準(zhǔn)備作為傳感器芯片的晶片。該晶片是與圖9(a)的 晶片相同的晶片。然后，在第一半導(dǎo)體層1上形成抗蝕劑9的圖案。由此成為圖12(b)所 示的構(gòu)成。在此，抗蝕劑9，為了露出形成差壓用膜片4的部分，而具有開口部。S卩，形成靜 壓用膜片7的部位，被抗蝕劑9覆蓋。 然后，將抗蝕劑9作為掩模，對(duì)第一半導(dǎo)體層1蝕刻。由此，成為圖12(c)所示的構(gòu) 成。在此，如上所述，絕緣層2作為蝕刻終止層。而且，當(dāng)去除抗蝕劑9時(shí)，則成為圖12(d) 和圖ll(b)所示的構(gòu)成。在此，形成差壓用膜片4。另外，在該階段，成為靜壓用膜片17的 部位，被抗蝕劑9覆蓋。因此，沒有形成靜壓用膜片17。并且，當(dāng)去除抗蝕劑9時(shí)，則成為圖 ll(b)和圖12(d)所示的構(gòu)成。 然后，在第一半導(dǎo)體層1上形成抗蝕劑19的圖案。由此，成為圖12(e)所示的構(gòu) 成。該抗蝕劑19，在成為靜壓用膜片17的部位具有開口部。S卩，在形成靜壓用膜片17的 區(qū)域內(nèi)露出第一半導(dǎo)體層1。另一方面，在形成差壓用膜片4的區(qū)域內(nèi)，絕緣層2被抗蝕劑 19覆蓋。將該抗蝕劑19作為掩模，對(duì)第一半導(dǎo)體層1蝕刻。由此，形成靜壓用膜片17，從 而成為圖12(f)所示的構(gòu)成。在此，絕緣層2被作為蝕刻終止層而使用。
而且，當(dāng)去除抗蝕劑9時(shí)，則成為圖ll(c)和圖12(g)所示的構(gòu)成。由此，完成傳 感器芯片10。 這樣，可以用不同的蝕刻工序來形成靜壓用膜片17和差壓用膜片4。由此，能夠改 變靜壓用膜片17的厚度和差壓用膜片4的厚度。S卩，能夠容易地進(jìn)行靜壓用膜片17的厚 度和差壓用膜片4的厚度的控制。例如，能夠分別將靜壓用膜片17和差壓用膜片4的厚度 最佳化。因此，能夠容易地制造將各自的膜片厚度最佳化的壓力傳感器。即，用差壓用膜片 4和靜壓用膜片17，能夠制造厚度不同的壓力傳感器。此時(shí)，至少在一方的蝕刻工序中，在 露出絕緣層2之前結(jié)束蝕刻。
發(fā)明的實(shí)施方式2 用圖13對(duì)本實(shí)施方式涉及的壓力傳感器的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖13是本實(shí)施方式涉 及的壓力傳感器所使用的傳感器芯片10的俯視圖。在本實(shí)施方式中，如圖13(a)所示，靜 壓應(yīng)變片為兩點(diǎn)配置。即，在傳感器芯片10的角C和角D附近，分別配置兩個(gè)靜壓應(yīng)變片。 這里，對(duì)除此以外的構(gòu)成，由于與實(shí)施方式1相同因而省略說明。 如圖13(a)所示，在一個(gè)靜壓用膜片17c上形成靜壓應(yīng)變片15a、16c。另外，在靜 壓用膜片17d上配置兩個(gè)靜壓應(yīng)變片15b和靜壓應(yīng)變片16d。而且，靜壓應(yīng)變片15a配置在 靜壓用膜片17c的端部，靜壓應(yīng)變片16c配置在靜壓用膜片17c的中央部。靜壓應(yīng)變片15b 配置在靜壓用膜片17d的端部，靜壓應(yīng)變片16d配置在靜壓用膜片17d的中央部。另外，在 圖13(a)所示的構(gòu)成中，無需靜壓用膜片17a、17b。即使是這樣的構(gòu)成，也能夠獲得與實(shí)施 方式1同樣的效果。 另外，如圖13(b)所示，可以將靜壓用膜片17作成圓環(huán)狀。另外，在圖13(b)中， 具有圖8(b)的差壓用膜片4為正方形的構(gòu)成。對(duì)于其它構(gòu)成，由于與實(shí)施方式l相同因而省略說明。 在本實(shí)施方式中，在徑向上，靜壓應(yīng)變片15a、 15b配置在靜壓用膜片17的端部，且 靜壓應(yīng)變片16c、16d配置在靜壓用膜片17的中央部。因此，從靜壓應(yīng)變片15a到傳感器 芯片10的中心的距離，與從靜壓應(yīng)變片15b到傳感器芯片10的中心的距離相等。從靜壓 應(yīng)變片16d到傳感器芯片10的中心的距離，與從靜壓應(yīng)變片16c到傳感器芯片10的中心 的距離相等。而且，從靜壓應(yīng)變片15a到傳感器芯片10的中心的距離，長于從靜壓應(yīng)變片 16c到傳感器芯片10的中心的距離。即使是這樣的構(gòu)成，也能夠獲得與實(shí)施方式1同樣的 效果。這里，在實(shí)施方式中，連接靜壓應(yīng)變片15a和靜壓應(yīng)變片15b的直線，與連接靜壓應(yīng) 變片16c和靜壓應(yīng)變片16d的直線一致。
發(fā)明的實(shí)施方式3 用圖14對(duì)本實(shí)施方式涉及的壓力傳感器的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖14是壓力傳感器所 使用的傳感器芯片10的俯視圖。另外，本實(shí)施方式涉及的壓力傳感器，與用實(shí)施方式1所示 的壓力傳感器的傳感器芯片形狀和膜片形狀不同。具體而言，使傳感器芯片io和差壓用膜 片4為圓形，使靜壓用膜片17為圓環(huán)狀。另外，由于除此以外的基本構(gòu)成與實(shí)施方式1所 示的傳感器芯片IO相同，因此省略說明。S卩，對(duì)于沒有特殊說明之處，與實(shí)施方式1同樣。 另外，制造工序也與實(shí)施方式1同樣，因此省略說明。 在本實(shí)施方式中，傳感器芯片10為圓形。設(shè)通過圓形的傳感器芯片10的中心的 直線為線EF和線GH。該線EF和線GH相互正交，線EF和線GH，對(duì)應(yīng)于實(shí)施方式1表示的 對(duì)角線AB及對(duì)角線CD。而且，在該傳感器芯片10的中央部形成有差壓用膜片4。
差壓用膜片4為圓形。差壓用膜片4與傳感器芯片10為同心圓。因此，差壓用膜 片4的中心，與線EF和線GH的交點(diǎn)一致。與實(shí)施方式1同樣，在差壓用膜片4在周緣，形 成差壓應(yīng)變片5。 此外，在差壓用膜片4的外周部，設(shè)有靜壓用膜片17。在本實(shí)施方式中，只設(shè)置一 個(gè)圓環(huán)狀的靜壓用膜片17。即，取代實(shí)施方式l表示的四個(gè)靜壓用膜片17，而只設(shè)置一個(gè) 圓環(huán)狀的靜壓用膜片17。在傳感器芯片10上，通過設(shè)置圓環(huán)狀的槽，來形成靜壓用膜片17。 靜壓用膜片17，以包圍差壓用膜片4的方式配置。圓環(huán)狀的靜壓用膜片17，與傳感器芯片 10和差壓用膜片4成為同心圓狀。S卩，靜壓用膜片17的外緣和內(nèi)緣為圓形，該圓的中心與 線EF和線GH的交點(diǎn)一致。 而且，在靜壓用膜片17上，設(shè)置有第一靜壓應(yīng)變片對(duì)15、和第二靜壓用應(yīng)變片對(duì) 16。第一靜壓應(yīng)變片對(duì)15配置在線EF上，第二靜壓應(yīng)變片對(duì)16配置在線GH上。使第一 靜壓應(yīng)變片對(duì)15所包括的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片為靜壓應(yīng)變片15e、15f，使第二靜壓應(yīng)變片對(duì)16 所包括的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片為靜壓應(yīng)變片16g、16h。靜壓應(yīng)變片15e和靜壓應(yīng)變片15f隔著 差壓用膜片4相對(duì)置地配置。靜壓應(yīng)變片16g和靜壓應(yīng)變片16h隔著差壓用膜片4相對(duì)置 地配置。 靜壓應(yīng)變片15e、15f，形成于靜壓用膜片17的端部。在此，靜壓應(yīng)變片15e、15f， 形成于靜壓用膜片17的外緣上。靜壓應(yīng)變片16g、16h，形成于靜壓用膜片17的中央部。而 且，靜壓應(yīng)變片15e、 15f 、 16g、 16h，沿著與圓環(huán)的寬度方向垂直的方向形成。即，靜壓應(yīng)變片 15e、15f、16g、16h的長邊方向與周向一致。因此，靜壓應(yīng)變片15e、15f與靜壓應(yīng)變片16g、 16h的間隔不同。
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對(duì)置配置的靜壓應(yīng)變片15e、15f形成于靜壓用膜片17的邊緣上，且對(duì)置配置的靜 壓應(yīng)變片16g、16h形成于靜壓用膜片17的中心上。而且，靜壓應(yīng)變片15e、15f、16g、16h的 長邊，與靜壓用膜片17的徑向垂直。 通過這樣的構(gòu)成，能夠獲得與實(shí)施方式1同樣的效果。即，如在實(shí)施方式1說明的 那樣，在施加壓力時(shí)，相對(duì)置配置的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片的電阻變動(dòng)為同方向。此外，在第一靜 壓應(yīng)變片對(duì)15及第二靜壓應(yīng)變片對(duì)16中，電阻變動(dòng)值的符號(hào)相反。即，第一靜壓應(yīng)變片對(duì) 15及第二靜壓應(yīng)變片對(duì)16的一方，電阻變動(dòng)為正，另一方電阻變動(dòng)為負(fù)。由此，電橋輸出增 大，能夠提高對(duì)靜壓的測(cè)量靈敏度。 另外，在本實(shí)施例中，是將第一靜壓應(yīng)變片對(duì)15配置在線EF上，將第二靜壓應(yīng)變 片對(duì)16配置在線GH上，然而無需沿周向均勻地配置，只要將第一靜壓應(yīng)變片對(duì)15和第二 靜壓應(yīng)變片對(duì)16分別形成于圓環(huán)狀的靜壓用膜片的邊緣上或中心上，就能夠獲得同樣的 效果。 另外，由溫度變化時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力引起的電阻值變化為同方向。S卩，在靜壓用膜片17 的邊緣和中央，應(yīng)力產(chǎn)生于同方向。電阻值向正方向變化。因此，即使在溫度變化時(shí)，電橋 輸出也會(huì)減小。因此，能夠抑制溫度變化引起的測(cè)量誤差。由此，能夠提高溫度特性。
通過以上述方式配置第一靜壓應(yīng)變片對(duì)15和第二靜壓應(yīng)變片對(duì)16以及靜壓用膜 片17，從而能夠?qū)崿F(xiàn)小型且高性能的壓力傳感器。 另外，在圖14中，是使差壓用膜片4、靜壓用膜片17的外緣以及靜壓用膜片17的 內(nèi)緣為圓形，然而也可以作成多邊形。在這種情況下，優(yōu)選為接近于圓形的正多邊形。優(yōu)選 為，使正多邊形的角的數(shù)目為偶數(shù)，更優(yōu)選為2n。其中，n為3以上的自然數(shù)。具體而言，優(yōu) 選為正八邊形以上的正多邊形。進(jìn)而更優(yōu)選為正十六邊形以上的正多邊形。例如，可以以 正十六邊形、正三十二邊形、正六十四邊形等的方式增加角數(shù)。多邊形所有的角，距離傳感 器芯片10中心的距離相等。當(dāng)然，也可以是使差壓用膜片4和靜壓用膜片17中的一方為 多邊形，另一方為圓形。 例如，如圖15所示，可以使差壓用膜片4為正八邊形，使靜壓用膜片17為圓形。 即，使靜壓用膜片17的內(nèi)緣和外緣為圓形。相反地，也可以使差壓用膜片4為圓形，使靜壓 用膜片17為正多邊形。 此外如圖16所示，可以使差壓用膜片4和靜壓用膜片17兩者為正多邊形。在圖 16中，使差壓用膜片4和靜壓用膜片17兩者為正十六邊形。因此，靜壓用膜片17的內(nèi)緣 和外緣為正十六邊形。此時(shí)，靜壓用膜片17相對(duì)于差壓用膜片4傾斜45。。這樣，即使使 膜片為多邊形，也能夠獲得基本相同的效果。另外，也可以使傳感器芯片io與差壓用膜片 4和靜壓用膜片17同樣地為正多邊形。另外，也可以將各個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行適宜地組合。
權(quán)利要求
一種壓力傳感器，其特征在于，具備基板；設(shè)置于上述基板的中央部的差壓用膜片；設(shè)置于上述差壓用膜片的差壓應(yīng)變片；設(shè)置于上述差壓用膜片的外周部的靜壓用膜片；第一靜壓應(yīng)變片對(duì)，其具有隔著上述差壓用膜片而配置的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片，且形成于上述靜壓用膜片的端部；第二靜壓應(yīng)變片對(duì)，其具有隔著上述差壓用膜片而配置的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片，且形成于上述靜壓用膜片的中央部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓力傳感器，其特征在于，連接上述第一靜壓應(yīng)變片對(duì)的直線，與連接上述第二靜壓應(yīng)變片對(duì)的直線正交。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓力傳感器，其特征在于，連接上述第一靜壓應(yīng)變片對(duì)的直線，與連接上述第二靜壓應(yīng)變片對(duì)的直線一致。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器，其特征在于，上述第一靜壓應(yīng)變片對(duì)所包括的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片，形成于上述靜壓用膜片的基板中心 側(cè)的端部，或者基板端側(cè)的端部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器，其特征在于，與上述第一及第二靜壓應(yīng)變片對(duì)所包括的四個(gè)靜壓應(yīng)變片相對(duì)應(yīng)地，設(shè)置四個(gè)上述靜 壓用膜片，四個(gè)上述靜壓用膜片的短邊方向，沿著相對(duì)于上述差壓用膜片的中心的徑向配置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的壓力傳感器，其特征在于，與上述第一及第二靜壓應(yīng)變片對(duì)所包括的四個(gè)靜壓應(yīng)變片相對(duì)應(yīng)地，設(shè)置兩個(gè)上述靜 壓用膜片，兩個(gè)上述靜壓用膜片的短邊方向，沿著相對(duì)于上述差壓用膜片的中心的徑向配置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的壓力傳感器，其特征在于，上述第一及第二靜壓應(yīng)變片對(duì)所包括的四個(gè)靜壓應(yīng)變片，沿著與上述靜壓用膜片的短 邊方向垂直的方向形成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中任意一項(xiàng)所述的壓力傳感器，其特征在于， 上述靜壓用膜片呈長方形。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓力傳感器，其特征在于， 上述靜壓用膜片，以包圍上述差壓用膜片的方式形成為圓環(huán)狀，上述第一及第二靜壓應(yīng)變片對(duì)所包括的四個(gè)靜壓應(yīng)變片，形成在圓環(huán)狀的上述靜壓用 膜片的周向上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓力傳感器，其特征在于， 上述差壓用膜片呈圓形。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓力傳感器，其特征在于， 圓環(huán)狀的上述靜壓用膜片和圓形的上述差壓用膜片，配置成同心圓狀。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中任意一項(xiàng)所述的壓力傳感器，其特征在于， 上述基板呈圓形。
全文摘要
本發(fā)明提供一種小型且高性能的壓力傳感器。本發(fā)明涉及的壓力傳感器，具有差壓用膜片(4)；設(shè)置于差壓用膜片的外周部的靜壓用膜片(17)；第一靜壓應(yīng)變片對(duì)(15)，其具有隔著差壓用膜片(4)而配置的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片(15a、15b)，且形成于靜壓用膜片(17)的端部；第二靜壓應(yīng)變片對(duì)(16)，其具有隔著差壓用膜片(4)而配置的兩個(gè)靜壓應(yīng)變片(16c、16d)，且形成于靜壓用膜片(17)的中央部。
文檔編號(hào)G01L13/06GK101713693SQ20091017858
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者德田智久, 米田雅之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社山武