特許
J-GLOBAL ID：200903058970777508
ポリシリコンを用いた圧力センサーの励起
発明者：
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出願人/特許権者：
代理人 (1件)：
石田 喜樹
公報種別：公表公報
出願番号（国際出願番号）：特願平8-519873
公開番号（公開出願番号）：特表平10-511459
出願日： 1995年12月15日
公開日（公表日）： 1998年11月04日
要約：
【要約】本発明の目的は多結晶シリコンの電気的励起時の長期の過渡動作を排除すること及び電気的励起に最短の安定化期間と微小電力消費量を実現することにある。本発明はプロセスフローの圧力を検知する多結晶シリコンセンサー用の電子励起回路からなる。そのセンサーは、多結晶シリコン検知ダイアフラム(14)と、その上に堆積された多結晶シリコンピエゾ抵抗器(22)と、その2つの間に挿入された絶縁体層(18)と、からなる。ピエゾ抵抗器の電気的励起は10ボルト未満の定振幅と100キロヘルツ未満の周波数をもつ交流電気波形によって実行される。その波形はホイートストーンブリッジの第一入力端子(40a)に供給され、反対極性の波形がそのブリッジの第二入力端子に供給される。出力端子間の複合電圧差は、作用する圧力によって引き起されるこの電気的抵抗器の不平衡を検出するのに使用される。電圧水準及び周波数域はその回路の消費電力がおよそ1ミリワットになるように選択される。
請求項（抜粋）：
請求項1. 半導体センサーであって、 a) 検出される圧力がかけられる半導体ダイアフラム上に形成される少なくとも1つのピエゾ抵抗素子から成るインピーダンス回路であって、互いに電気的に接続されている第1および第2の入力端子を有するインピーダンス回路と、 b) 該ピエゾ抵抗素子に電力供給するために該インピーダンス回路に交流極性励起源を印加するための手段と、を含む半導体センサー。 請求項2. 該インピーダンス回路は第1および第2のアームを有するインピーダンスブリッジであり、該第1および第2のアームは互いに直列に接続され、検出する圧力がかけられる半導体ダイアフラム上に形成され、更に該第1および第2アームはそれぞれ第1および第2端部を備え、該第1および第2アームの該第1端部が互いに電気的に接続されていると共に、該第1および第2アームの該第2端部が互いに電気的に接続されている請求項1に記載のセンサー。 請求項3. 該インピーダンスブリッジの該第1および第2アームの夫々の該第1ピエゾ抵抗素子が、前記の加えられた圧力の増加に従って増加するインピーダンスを持ち、該インピーダンスブリッジの該第1および第2アームの夫々の第2ピエゾ抵抗素子が、前記の圧力に従って減少するインピーダンスを持つ請求項2に記載のセンサー。 請求項4. 該ピエゾ抵抗素子はポリシリコンピエゾ抵抗器を含み、該半導体ダイアフラムはポリシリコンダイアフラムを含む、請求項1に記載のセンサー。 請求項5. 該ピエゾ抵抗素子が、該ピエゾ抵抗素子と該半導体ダイアフラムの間に配置された誘電体層を更に備えた、請求項1に記載のセンサー。 請求項6. 該誘電体層が、窒化珪素層の上に低圧の化学蒸着法により堆積された二酸化珪素の層を含んだ請求項5に記載のセンサー。 請求項7. 該半導体ダイアフラムがその裏面に、検出する圧力を該半導体ダイアフラムにかけるための空洞を備える、請求項1に記載のセンサー。 請求項8. 交流極性励起源を印加するための該手段が、第1電圧入力を該インピーダンス回路の該第1入力端子に、第2電圧入力を該インピーダンス回路の該第2入力端子に印可する交流電圧源を含み、該第2電圧入力は、該第1電圧入力に概等しいが極性が反対である、請求項1に記載のセンサー。 請求項9. 交流極性励起源を印加するための該手段が、第1電流入力を該インピーダンス回路の該第1入力端子に、第2電流入力を該インピーダンス回路の該第2入力端子に印可する交流電流源を含み、該第2電流入力は、該第1電流入力に概等しいが、極性が反対である、請求項1に記載のセンサー。 請求項10. 該交流電圧源が、10ボルト未満の定振幅及び100キロヘルツ未満の周波数からなる第1電圧入力を印加すると共に、該第1電圧入力に概等しいが極性が反対の第2電圧入力を印加する請求項8に記載のセンサー。 請求項11. ポリシリコン圧力センサーの抵抗を計算する方法であって、 a) 該センサーに、10ボルト未満の定振幅及び100キロヘルツ未満の周波数の交流電圧波形を備えた第1電圧を印加し、 b) 該第1電圧が生じている時に、該センサーにかかる第1の電圧レベルを測定し、 c) 該センサーに、該第1電圧に等しいが極性が反対の第2電圧を印加し、 d) 該第2電圧が生じている時に、センサーにかかる第2の電圧レベルを測定し、 e) 測定された該第1電圧レベルと測定された該第2電圧レベルの関数として該センサーの抵抗を計算する段階からなる、ポリシリコン圧力センサーの抵抗を計算する方法。 請求項12. 半導体センサーであって、 a) 加えられる圧力によって撓むポリシリコン検知ダイアフラムと、 b) 該圧力を検出するため該ポリシリコン検知ダイアフラム上に堆積された少なくとも1つのポリシリコンピエゾ抵抗検知素子であって、互いに電気的に接続されている第1および第2の入力端子を有する少なくとも1つのポリシリコンピエゾ抵抗検知素子と、 c) 該ポリシリコン検知ダイアフラムと該ポリシリコンピエゾ抵抗検知素子の間に配置され、電気的分離をもたらす誘電体層と、 d) 該ポリシリコンピエゾ抵抗検知素子に電力供給し、二極性の交流励起を引き起こす励起源と、を含む半導体センサー。 請求項13. 該誘電体層が、窒化珪素層の上に低圧の化学蒸着法により堆積された二酸化珪素の層を含んだ請求項12に記載のセンサー。 請求項14. 該ポリシリコン検知ダイアフラムがその裏面に、検出する圧力を該ポリシリコン検知ダイアフラムにかけるための空洞を備える、請求項12に記載のセンサー。 請求項15. 該励起源の該交流電圧が、10ボルト未満の定振幅及び100キロヘルツ未満の周波数からなる第1電圧を該第1入力端子に印加すると共に、該第1電圧入力に概等しいが極性が反対の第2電圧入力を該第2入力端子に印加する請求項12に記載のセンサー。 請求項16. 該励起源が、第1電圧入力を該インピーダンス回路の該第1入力端子に、第2電圧入力を該インピーダンス回路の該第2入力端子に印可する交流極性電圧源を含み、該第2電圧入力は、該第1電圧入力に概等しいが極性が反対である、請求項12に記載のセンサー。 請求項17. 該励起源が、第1電流入力を該インピーダンス回路の該第1入力端子に、第2電流入力を該インピーダンス回路の該第2入力端子に印可する交流極性電圧源を含み、該第2電流入力は、該第1電流入力に概等しいが、極性が反対である、請求項12に記載のセンサー。 請求項18. 該第1電圧入力が10ボルト未満の定振幅及び100キロヘルツ未満の定周波数からなる、請求項12に記載のセンサー。
IPC (2件)：
FI (2件)：
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