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    • 专利摘要:

    公开号:WO1992002797A1
    申请号:PCT/JP1991/001048
    申请日:1991-08-06
    公开日:1992-02-20
    发明作者:Kazuhiro Takenaka
    申请人:Seiko Epson Corporation；
    IPC主号:G01L9-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 圧力センサ 技術分野
    [0003] 本発明は、 気圧や水圧などを検知して電気信号に変換する圧力センサの構 造に関するものである。 背景技術
    [0004] 従来の圧力センサとしては、 本発明と同じように S iメンブレ を用いた ものとしては、 第 2図のように （2 0 1 ) の S i基板上に部分的に厚さを薄 く した S iメンプレン （2 0 5 ) を形成し、 その中に S i基板 （2 0 1 ) と 反対導電形の拡散抵抗 （2 0 2 ) を形成したような圧力センサが考案されて いる。 ここで （2 0 4 ) は圧力検出口を形成している扳であり、 （2 0 6 ) が圧力検出口である。
    [0005] しかし、 従来の圧力センサは、 圧力の差による S iメンブレンのたわみを 利用し、 S iメンプ、レン中に形成された拡散抵抗の変化を検出する原理であ るためその変化量としてはわずかであり （例えば 1気圧で 1 %以下） 、 圧力 測定の精度が出なかった。 また変化量がわずかであるため、 （3 0 3 ) のよ うに S i基板の厚い部分に基準抵抗を形成し、 この抵抗と、 S iメンヅレン 中に形成した抵抗との抵抗値の差をプリッジ回路などを用いて検出する必要 があった 0
    [0006] そこで本発明はこのような課題を解決するもので、 その目的とするところ は、 出力電圧が大きく、 かつ精度の優れた圧力センサを提供する所にある。 発明の開示 本発明は、 圧力を電気信号に変換する圧力センサにおいて、 S i基板の少 なくとも一部分の厚さを、 他の部分よりも薄く し （この部分を以下 S iメン プレンという） 、 この S iメンブレンの部分に、 圧電性の薄膜からなるキヤ パシタを形成することにより、 精度の良い圧力センサを得るようにしたもの である。 図面の簡単な説明
    [0007] 第 1図 （a) は本発明の主要断面図であり、 第 1図 （b) は本発明の主要 平面図である。 第 2図 （a) は従来の圧力センサの主要断面図であり、 第 2 図 （b) は従来の圧力センサの主要平面図である。 発明を実施するための最良の形態
    [0008] 第 1図 （a) は、 本発明の圧力センサの一実施例に於ける主要断面図であ り、 第 1図 （b) は、 主要平面図である。 以下、 第 1図に従い、 本発明の圧 力センサを説明する。
    [0009] (10 1) は S i基板であり、 例えば 600 zmの厚さの S i基板である。
    [0010] (107) が S i基板に形成された S iメンプレンであり、 例えば厚さ 1 0 /zmになるようにエッチングにより形成する。 （1 03) が本発明の要素で ある。 圧電性膜であり、 例えば、 P ZTを 1 mの厚さで形成する。 その他 の圧電性膜としては、 P L ZT、 P b T i 03、 B aT i 03 などがある。
    [0011] (1 02) は圧電性膜の下部電極であり、 例えば A 1で 1； mの厚さで形成 する。 （1 04) は上部電極であり同じく A 1を 1 imの厚さで形成する。 これらの電極や圧電性膜の形成方法と.しては、 例えばスパッ夕方を^いて薄 膜を形成し、 露光技術を用いて所定のパターンを形成する。 そして （1 02) (103) (104) により圧電性膜からなるキャパシタを構成する。 （105) は圧力検出口を形成している板であり、 例えば C u板を用いる。 （ 1 0 6 ) が圧力検出口である。
    [0012] さて、 第 1図のような構造の圧力センサにおいては、 圧力の差による S i メンブレンのたわみを利用し、 S iメンプレン上に形成した圧電性膜からな るキャパシタの出力を検出する原理であるため、 出力電圧として大きな値が 得られた （1気圧で 1 5 O mV ) 。 また、 従来のように比較用の拡散抵抗を 配置する必要もない。 また出力電圧はキャパシタの面積に比例するため、 仮 に出力電圧を大きく したい場合には、 面積を大きくすればよく、 このように 自由に出力電圧を設定出来る。
    [0013] また、 電極や圧電性膜の形成方法は半導体の製造方法を利用出来るため、 大量生産に適する。 産業上の利用可能性
    [0014] 本発明のように、 圧力を電気信号に変換する圧力センサにおいて、 S i基 板に S iメンプレンを形成し、 かつその S iメン： レン上に圧電性の薄膜か らなるキャパシタを形成するようにしたため、 出力電圧の大きく、 精度の良 い圧力センサが得られるという効果を有する。
    权利要求:
    Claims請求の範囲
    (1) 圧力を電気信号に変換する圧力センサにおいて、 S i基板の少なくと も一部分の厚さが、 他の部分よりも薄くかつ、 S i基板の、 前記厚さの薄い 部分の主表面上に、 圧電性の薄膜からなるキャパシタが形成されていること を特徴とする圧力センサ。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0500945A4|1993-04-07|
    JPH0495741A|1992-03-27|
    EP0500945A1|1992-09-02|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1992-02-20| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1992-02-20| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU NL SE |
    1992-05-04| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1991913828 Country of ref document: EP |
    1992-09-02| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1991913828 Country of ref document: EP |
    1993-05-12| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1991913828 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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