(57)【要約】【課題】耐圧性が向上され安価で、ヒステリシスが防止できるシリコン半導体圧力測定装置を提供する。【解決手段】シリコンセンサチップの一方の面に設けられダイアフラムを形成する凹部と、前記シリコンセンサチップの前記一方の面に接合されあるいは支持基板を介して接合され金属よりなる圧力容器とを具備する半導体圧力測定装置において、前記圧力容器の一方の面に一方の面が接続されて形成された酸化シリコン層と、この酸化シリコン層の他方の面に一方の面が接続されて形成されたシリコン層と、このシリコン層の他方の面に一方の面が直接接合されあるいは前記シリコン層の他方の面に一方の面が直接接合されたシリコンよりなるシリコン支持基板を介して接合されたシリコンセンサチップとを具備したことを特徴とする半導体圧力測定装置である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンセンサチップの一方の面に設けられダイアフラムを形成する凹部と、
前記シリコンセンサチップの前記一方の面に接合されあるいは支持基板を介して接合され金属よりなる圧力容器と
を具備する半導体圧力測定装置において、
前記圧力容器の一方の面に一方の面が接続されて形成された酸化シリコン層と、
この酸化シリコン層の他方の面に一方の面が接続されて形成されたシリコン層と、
このシリコン層の他方の面に一方の面が直接接合されあるいは前記シリコン層の他方の面に一方の面が直接接合されたシリコンよりなるシリコン支持基板を介して接合されたシリコンセンサチップと
を具備したことを特徴とする半導体圧力測定装置。
【請求項２】
前記酸化シリコン層として、酸化シリコンスパッタ層が使用されたこと
を特徴とする請求項１記載の半導体圧力測定装置。
【請求項３】
前記シリコン層として、シリコンスパッタ層が使用されたこと
を特徴とする請求項１記載の半導体圧力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐圧性が向上され安価で、ヒステリシスが防止できるシリコン半導体圧力測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来より一般に使用されている従来例の構成説明図で、例えば、特開平１１−３１６１６５号公報に示されている（例えば、特許文献１参照。）。
図において、１はセンサチップである。
この場合は、シリコンが使用されている。
【０００３】
２はセンサチップ１に設けられ、センサチップ１に起歪部たるダイアフラム３を構成する凹部である。
４は、センサチップ１の起歪部３に設けられた半導体圧力検出素子である。
【０００４】
５はセンサチップの一方の面に一方の面が接続され、凹部２と圧力導入室６を構成するパイレックス（登録商標）ガラスよりなるガラス支持基板である。
この場合は、センサチップ１とは陽極接合等により接合されている。
【０００５】
７はガラス支持基板５に設けられ、圧力導入室６に連通する連通孔である。
８は圧力容器で、ガラス支持基板５の他方の面が接合されている。
９は圧力容器８に設けられた信号取り出し用ピン１１と半導体圧力検出素子４とを電気的に連結するボンディングワイヤである。
【０００６】
信号取り出し用ピン１１は、圧力容器８を貫通する部分において、封着ガラス１２とハーメチックシール端子１３を構成している。
封入液１０１は、圧力容器８とセンサチップ１、ガラス支持基板５とで構成される空間に封入される。
【０００７】
封入液１０２は、圧力導入室６と連通孔７とで構成される空間に封入される。
封入液１０１、１０２は、この場合は、真空中で脱泡を行ったシリコンオイルが使用されている。
【０００８】
以上の構成において、封入液１０１に圧力ＰＨが加わり、封入液１０２に圧力ＰＬが加わると、ダイアフラム３は圧力ＰＨ−圧力ＰＬの圧力により変位する。
この変位を半導体圧力検出素子４により電気的に検出すれば、圧力ＰＨ−圧力ＰＬに対応した電気信号出力が得られる。
【０００９】
このような装置においては、ダイアフラム３を作製したシリコンのセンサチップ１を、ガラス支持基板５に陽極接合で貼り合わせを行う。
その後に、ガラス支持基板５を金属の圧力容器８に低融点ガラスを使って貼り付ける。
【００１０】
このような構造で、高い圧力が圧力導入室６側から加わる動作では、金属の圧力容器８とガラス支持基板５と、シリコンのセンサチップ１とガラス支持基板５と、に引き剥がし力が加わる。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−３１６１６５号（第２頁、第２図）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な装置においては、特に、圧力導入室６側に高い圧力が加わった場合に、以下のような問題が発生する。
（１）  シリコンや金属に比べて、ガラスやガラスを使った接着部の破壊応力が低いため、耐圧保証が難しい。
【００１３】
（２）ガラスは湿度や温度などの環境によって破壊する応力が大きく変わってくる。
【００１４】
（３）このようにガラスに応力が加わらないようにするために、高い圧力が本体装置に直接に加わらないようにする構造を採用しなければならない。
このために、全体の装置が複雑な構造になり、全体の装置が大型化し、価格が高くなる。
【００１５】
またガラスと金属の接合方法としては
１，低融点ガラス接合。
２，接着剤。
３，Ａｕ共晶接合。
があげられる。
【００１６】
低融点ガラス接合は上述の如く、破壊の問題がある。
また、接着剤や金（Ａｕ）で接合すると、軟らかい材料のため応力によって接合部でのヒステリシスが発生する。
【００１７】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、耐圧性が向上され安価で、ヒステリシスが防止できるシリコン半導体圧力測定装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明では、請求項１記載の半導体圧力測定装置においては、
シリコンセンサチップの一方の面に設けられダイアフラムを形成する凹部と、前記シリコンセンサチップの前記一方の面に接合されあるいは支持基板を介して接合され金属よりなる圧力容器とを具備する半導体圧力測定装置において、
前記圧力容器の一方の面に一方の面が接続されて形成された酸化シリコン層と、この酸化シリコン層の他方の面に一方の面が接続されて形成されたシリコン層と、このシリコン層の他方の面に一方の面が直接接合されあるいは前記シリコン層の他方の面に一方の面が直接接合されたシリコンよりなるシリコン支持基板を介して接合されたシリコンセンサチップとを具備したことを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項２においては、請求項１記載の半導体圧力測定装置において、
前記酸化シリコン層として、酸化シリコンスパッタ層が使用されたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項３においては、請求項１記載の半導体圧力測定装置において、
前記シリコン層として、シリコンスパッタ層が使用されたことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図である。
図において、図２と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図２と相違部分のみ説明する。
【００２２】
２１は、圧力容器８の一方の面に一方の面が接続され、スパッタにより形成された酸化シリコンスパッタ層である。
２２は、この酸化シリコンスパッタ層２１の他方の面に一方の面が接続され、スパッタにより形成されたシリコンスパッタ層である。
【００２３】
２３は、シリコンスパッタ層２２の他方の面に一方の面が直接接合され、シリコンよりなるシリコン支持基板である。
【００２４】
以上の構成において、ダイアフラム３を作製したシリコンのセンサチップ１をシリコン支持基板２３に直接接合で貼り合わせを行う。
その後に、シリコン支持基板２３を金属の圧力容器８に、直接接合によって貼り付ける。
【００２５】
この結果、
（１）金属とシリコンの接合は、一般的には金（Ａｕ）共晶接合や接着剤などを利用する。
接着剤や金（Ａｕ）で接合すると、軟らかい材料のため、応力によってヒステリシスが発生する。
しかし本発明では、シリコン１，２１，２２，２３のみで接合が可能であるので、ヒステリシスがなく安定な半導体圧力センサが得られる。
【００２６】
（２）すべての材料がシリコンや金属だけで構成されているため、ガラスに比べて破壊応力が高くなるため破壊し難く、耐圧性が向上された半導体圧力センサが得られる。
【００２７】
（３）  湿度や温度などの環境による影響に左右されない半導体圧力センサが得られる。
【００２８】
（４）高い圧力が本体装置に直接に加わらないようにする構造が不要なために、簡潔な構造に出来、全体の装置を小型化出来、価格を低減できる半導体圧力センサが得られる。
【００２９】
図２は、本発明の他の実施例の要部構成説明である。
本実施例においては、センサチップ１がシリコン層２２に、直接接合された例である。
【００３０】
この結果、シリコン支持基板２３を必要とせず、安価な半導体圧力センサが得られる。
【００３１】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
（１）金属とシリコンの接合は、一般的には金（Ａｕ）共晶接合や接着剤などを利用する。
接着剤や金（Ａｕ）で接合すると、軟らかい材料のため、応力によってヒステリシスが発生する。
しかし本発明では、シリコンのみで接合が可能であるので、ヒステリシスがなく安定な半導体圧力センサが得られる。
【００３３】
（２）すべての材料がシリコンや金属だけで構成されているため、ガラスに比べて破壊応力が高くなるため破壊し難く、耐圧性が向上された半導体圧力センサが得られる。
【００３４】
（３）  湿度や温度などの環境による影響に左右されない半導体圧力センサが得られる。
【００３５】
（４）高い圧力が本体装置に直接に加わらないようにする構造が不要なために、簡潔な構造に出来、全体の装置を小型化出来、価格を低減できる半導体圧力センサが得られる。
【００３６】
本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
酸化シリコン層として、酸化シリコンスパッタ層が使用されたので、容易に酸化シリコン層が形成でき、安価な半導体圧力センサが得られる。
【００３７】
本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
シリコン層として、シリコンスパッタ層が使用されたので、容易にシリコン層が形成でき、安価な半導体圧力センサが得られる。
【００３８】
従って、本発明によれば、耐圧性が向上され安価で、ヒステリシスが防止できるシリコン半導体圧力測定装置を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図２】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図３】従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図である。
【符号の説明】
１      センサチップ
２      凹部
３      ダイアフラム
４      半導体圧力検出素子
６      圧力導入室
７      連通孔
８      圧力容器
９      ボンディングワイヤ
１１    信号取り出し用ピン
１２    封着ガラス
１３    ハーメチックシール端子
２１    酸化シリコン層
２２    シリコン層
２３    シリコン支持基板
１０１  封入液
１０２  封入液
【図１】
2004212262.tif 000003
【図２】
2004212262.tif 000004
【図３】
2004212262.tif 000005