JPH0495741A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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- JPH0495741A JPH0495741A JP20894990A JP20894990A JPH0495741A JP H0495741 A JPH0495741 A JP H0495741A JP 20894990 A JP20894990 A JP 20894990A JP 20894990 A JP20894990 A JP 20894990A JP H0495741 A JPH0495741 A JP H0495741A
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 20
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 2
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- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
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- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
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- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
- G01L9/0073—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a semiconductive diaphragm
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
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】
［産業上の利用分野］
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。
る圧力センサの構造に関するものである。
［発明の概要）
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、Ｓｉ基板の少なくとも一部分の厚さを、他の部分よ
りも薄＜シ（この部分を以下Ｓｉメンブレンという）、
このＳｉメンブレンの部分に、圧電性の薄膜からなるキ
ャ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。
て、Ｓｉ基板の少なくとも一部分の厚さを、他の部分よ
りも薄＜シ（この部分を以下Ｓｉメンブレンという）、
このＳｉメンブレンの部分に、圧電性の薄膜からなるキ
ャ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。
〔従来の技術１
従来の圧力センサとしては、本発明と同じようにＳｉメ
ンブレンを用いたものとしては、第２図のように（２０
１）のＳｉ基板上に部分的に・厚さを薄＜シたＳｉメン
ブレン（２０５）を形成し、その中にＳｉ基板（２０１
）と反対導電形の拡散抵抗（２０２）を形成したような
圧力センサが考案されている。ここで（２０４）は圧力
検出口を形成している板であり、（２０６）が圧力検出
口である。
ンブレンを用いたものとしては、第２図のように（２０
１）のＳｉ基板上に部分的に・厚さを薄＜シたＳｉメン
ブレン（２０５）を形成し、その中にＳｉ基板（２０１
）と反対導電形の拡散抵抗（２０２）を形成したような
圧力センサが考案されている。ここで（２０４）は圧力
検出口を形成している板であり、（２０６）が圧力検出
口である。
〔発明が解決しようとする課題１
しかし、従来の圧力センサは、圧力の差によるＳｉメン
ブレンのたわみを利用し、Ｓｉメンブレン中に形成され
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
力測定の精度がでなかった。また変化量がわずかである
ため、（３０３）のようにＳｉ基板の厚い部分に基準抵
抗を形成し、この抵抗と、Ｓｉメンブレン中に形成した
抵抗との抵抗価の差をブリッジ回路などを用いて検出す
る必要があった。
ブレンのたわみを利用し、Ｓｉメンブレン中に形成され
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
力測定の精度がでなかった。また変化量がわずかである
ため、（３０３）のようにＳｉ基板の厚い部分に基準抵
抗を形成し、この抵抗と、Ｓｉメンブレン中に形成した
抵抗との抵抗価の差をブリッジ回路などを用いて検出す
る必要があった。
そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その
目的とする所は、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。
目的とする所は、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。
１課題を解決するための手段〕
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、Ｓ１基板にＳｉメンブレンを形成し、かつそのＳｉ
メンブレン上に圧電性の薄膜からなるキャパシタを形成
したことを特徴とする。
て、Ｓ１基板にＳｉメンブレンを形成し、かつそのＳｉ
メンブレン上に圧電性の薄膜からなるキャパシタを形成
したことを特徴とする。
［実 施 例］
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。
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。
（１０１）はＳｉ基板であり、例えば６００μｍの厚さ
のＳｉ基板である。（１０７）がＳｉ基板に形成された
Ｓｉメンブレンであり、例えば厚さ１０μｍとなるよう
にエツチングにより形成する。（１０３）が本発明の要
素である、圧電性膜であり、例えば、ＰＺＴをｌｕｍの
厚さで形成する。その他の圧電性膜としては、ＰＬＺＴ
、ＰｂＴｉｅｓ 、ＢａＴｉＯｓなどがある。（１０２
）は圧電性膜の下部電極であり１例えばＡ１で１μｍの
厚さで形成する。（１０４）は上部電極であり同しくＡ
ｌを１μｍ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、例えばスパッタ法を用いて薄膜を
形成し、露光技術を用いて所定のパターンを形成する。
のＳｉ基板である。（１０７）がＳｉ基板に形成された
Ｓｉメンブレンであり、例えば厚さ１０μｍとなるよう
にエツチングにより形成する。（１０３）が本発明の要
素である、圧電性膜であり、例えば、ＰＺＴをｌｕｍの
厚さで形成する。その他の圧電性膜としては、ＰＬＺＴ
、ＰｂＴｉｅｓ 、ＢａＴｉＯｓなどがある。（１０２
）は圧電性膜の下部電極であり１例えばＡ１で１μｍの
厚さで形成する。（１０４）は上部電極であり同しくＡ
ｌを１μｍ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、例えばスパッタ法を用いて薄膜を
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（１０２）（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Ｃｕ板を用いる。
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Ｃｕ板を用いる。
（１０６）が圧力検出口である。
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Ｓｉメンブレンのたわみを利用し、Ｓｌメ
ンブ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１５０ｍＶ）、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。
力の差によるＳｉメンブレンのたわみを利用し、Ｓｌメ
ンブ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１５０ｍＶ）、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。
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。
利用出来るため、大量生産に適する。
（発明の効果Ｊ
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、Ｓｉ基板にＳｉメンブレンを形成し、かつそ
のＳｉメンブ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。
において、Ｓｉ基板にＳｉメンブレンを形成し、かつそ
のＳｉメンブ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。
第１図（６）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。 （１０１）（２０１） ・・・Ｓｉ基板（１０２）
・・・・・・・・下部電極（１０３） ・・・・・
・・・圧電性膜（１０４） ・・・・・・・・上部電
極（１０５）（２０４）・・・板 （１０６）（２０６） ・・・圧力検出口（１０７）
（２０５） ・・・Ｓｉメンブレン（２０２）（２０
３） ・・・拡散層以上
）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。 （１０１）（２０１） ・・・Ｓｉ基板（１０２）
・・・・・・・・下部電極（１０３） ・・・・・
・・・圧電性膜（１０４） ・・・・・・・・上部電
極（１０５）（２０４）・・・板 （１０６）（２０６） ・・・圧力検出口（１０７）
（２０５） ・・・Ｓｉメンブレン（２０２）（２０
３） ・・・拡散層以上
Claims (1)
- （１）圧力を電気信号に変換する圧力センサにおいて、
Ｓｉ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、Ｓｉ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。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20894990A JPH0495741A (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | 圧力センサ |
| EP19910913828 EP0500945A4 (en) | 1990-08-07 | 1991-08-06 | Pressure sensor |
| PCT/JP1991/001048 WO1992002797A1 (en) | 1990-08-07 | 1991-08-06 | Pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20894990A JPH0495741A (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | 圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0495741A true JPH0495741A (ja) | 1992-03-27 |
Family
ID=16564815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20894990A Pending JPH0495741A (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | 圧力センサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0500945A4 (ja) |
| JP (1) | JPH0495741A (ja) |
| WO (1) | WO1992002797A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5536963A (en) * | 1994-05-11 | 1996-07-16 | Regents Of The University Of Minnesota | Microdevice with ferroelectric for sensing or applying a force |
| US7106684B2 (en) * | 2002-03-19 | 2006-09-12 | Lg Electronics Inc. | Device for writing and reading data by using cantilever |
| WO2008041607A1 (fr) * | 2006-10-02 | 2008-04-10 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Capteur de pression |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5437189A (en) * | 1994-05-03 | 1995-08-01 | Motorola, Inc. | Dual absolute pressure sensor and method thereof |
| JP2008089412A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Matsushita Electric Works Ltd | 圧力センサ |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5210632B2 (ja) * | 1972-03-02 | 1977-03-25 | ||
| JPS581548B2 (ja) * | 1977-03-17 | 1983-01-11 | 株式会社横河電機製作所 | 薄膜ストレンゲ−ジ変換器 |
| US4445384A (en) * | 1982-03-30 | 1984-05-01 | Honeywell Inc. | Piezoelectric pressure sensor |
| JPS5931404A (ja) * | 1982-08-16 | 1984-02-20 | Hitachi Ltd | 圧力センサ回路 |
| EP0226572B1 (de) * | 1985-12-20 | 1991-11-06 | AVL Gesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List | Messwertaufnehmer mit einem flexiblen piezoelektrischen Film als Messelement |
-
1990
- 1990-08-07 JP JP20894990A patent/JPH0495741A/ja active Pending
-
1991
- 1991-08-06 WO PCT/JP1991/001048 patent/WO1992002797A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1991-08-06 EP EP19910913828 patent/EP0500945A4/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5536963A (en) * | 1994-05-11 | 1996-07-16 | Regents Of The University Of Minnesota | Microdevice with ferroelectric for sensing or applying a force |
| US7106684B2 (en) * | 2002-03-19 | 2006-09-12 | Lg Electronics Inc. | Device for writing and reading data by using cantilever |
| WO2008041607A1 (fr) * | 2006-10-02 | 2008-04-10 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Capteur de pression |
| US7992445B2 (en) | 2006-10-02 | 2011-08-09 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Pressure sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0500945A1 (en) | 1992-09-02 |
| WO1992002797A1 (en) | 1992-02-20 |
| EP0500945A4 (en) | 1993-04-07 |
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