Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6971109B2 - Sensor element - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6971109B2 - Sensor element - Google Patents

Sensor element Download PDF

Info

Publication number
JP6971109B2
JP6971109B2 JP2017186590A JP2017186590A JP6971109B2 JP 6971109 B2 JP6971109 B2 JP 6971109B2 JP 2017186590 A JP2017186590 A JP 2017186590A JP 2017186590 A JP2017186590 A JP 2017186590A JP 6971109 B2 JP6971109 B2 JP 6971109B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezo resistance
region
sensor element
impurity
resistance portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2017186590A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019060763A (en
Inventor
隆則 安田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2017186590A priority Critical patent/JP6971109B2/en
Publication of JP2019060763A publication Critical patent/JP2019060763A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6971109B2 publication Critical patent/JP6971109B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Pressure Sensors (AREA)

Description

本開示は、センサ素子に関する。 The present disclosure relates to sensor elements.

従来から、検体中の特定物質を検出するセンサが知られている。例えば、特許文献1には、ダイヤフラム部と、ダイヤフラム部の撓みを検知するピエゾ抵抗素子とを備えたセンサが開示されている。 Conventionally, a sensor that detects a specific substance in a sample has been known. For example, Patent Document 1 discloses a sensor including a diaphragm portion and a piezo resistance element that detects bending of the diaphragm portion.

特開平10−22511号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-22511

このようなセンサでは、検出精度を向上させることが求められている。 In such a sensor, it is required to improve the detection accuracy.

本開示の一実施形態に係るセンサ素子は、第1導電型の第1不純物及び第2導電型の第2不純物を含む基板を備える。前記基板は、少なくとも1つのピエゾ抵抗部と、第1領域と、第2領域とを有する。前記ピエゾ抵抗部は、前記第2不純物を含む。前記第1領域は、前記ピエゾ抵抗部の側部及び底部に接触した状態で前記ピエゾ抵抗部を囲むとともに前記第1不純物を含む。前記第2領域は、前記第1領域を囲むとともに前記第1不純物を含む。前記第1領域の前記第1不純物の濃度は、前記第2領域の前記第1不純物の濃度よりも高い。前記基板は、ダイヤフラムを有し、該ダイヤフラムの上に変形可能な感応膜が位置する。前記ピエゾ抵抗部は、前記感応膜の外側で、かつ前記ダイヤフラムの周囲に位置する。 The sensor element according to the embodiment of the present disclosure includes a substrate containing a first conductive type first impurity and a second conductive type second impurity. The substrate has at least one piezo resistance portion, a first region, and a second region. The piezo resistance portion contains the second impurity. The first region surrounds the piezo resistance portion in a state of being in contact with the side portion and the bottom portion of the piezo resistance portion and contains the first impurity. The second region surrounds the first region and contains the first impurity. The concentration of the first impurity in the first region is higher than the concentration of the first impurity in the second region. The substrate has a diaphragm, and a deformable sensitive film is located on the diaphragm. The piezo resistance portion is located outside the sensitive membrane and around the diaphragm.

本開示の一実施形態に係るセンサ素子によれば、検出精度を向上させることができる。 According to the sensor element according to the embodiment of the present disclosure, the detection accuracy can be improved.

本開示の一実施形態に係るセンサ素子の概略構成を示す上面図である。It is a top view which shows the schematic structure of the sensor element which concerns on one Embodiment of this disclosure. 図1に示すI−I線に沿ったセンサ素子の断面図である。It is sectional drawing of the sensor element along the line I-I shown in FIG. 比較例に係るセンサ素子の断面図である。It is sectional drawing of the sensor element which concerns on a comparative example.

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本開示の一実施形態に係るセンサ素子は、ガスセンサに採用されるものとする。しかしながら、本開示の一実施形態に係るセンサ素子は、ガスセンサに限定されず、ピエゾ抵抗部を利用する任意のセンサに採用されてよい。例えば、本開示の一実施形態に係るセンサ素子は、圧力センサ、加速度センサ又は臭いセンサに採用されてよい。 Hereinafter, one embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following, the sensor element according to the embodiment of the present disclosure shall be adopted for a gas sensor. However, the sensor element according to the embodiment of the present disclosure is not limited to the gas sensor, and may be adopted for any sensor using the piezo resistance portion. For example, the sensor element according to one embodiment of the present disclosure may be adopted as a pressure sensor, an acceleration sensor, or an odor sensor.

[センサ素子の構成]
図1は、本開示の一実施形態に係るセンサ素子1の概略構成を示す上面図である。図2は、図1に示すI−I線に沿ったセンサ素子1の断面図である。
[Sensor element configuration]
FIG. 1 is a top view showing a schematic configuration of a sensor element 1 according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 2 is a cross-sectional view of the sensor element 1 along the line I-I shown in FIG.

センサ素子1は、例えば、ガスセンサに採用される。センサ素子1の被検体は、例えば、人間の呼気であるが、これに限定されない。被検体が人間の呼気である場合、センサ素子1の検出対象は、例えば、アセトン、エタノール又は一酸化炭素等である。 The sensor element 1 is used in, for example, a gas sensor. The subject of the sensor element 1 is, for example, human exhaled breath, but is not limited thereto. When the subject is human exhaled breath, the detection target of the sensor element 1 is, for example, acetone, ethanol, carbon monoxide, or the like.

センサ素子1は、基板10を備える。以下では、基板10は、Si基板であるものとする。しかしながら、基板10は、半導体基板であれば、Si基板ではなくてもよい。 The sensor element 1 includes a substrate 10. In the following, it is assumed that the substrate 10 is a Si substrate. However, the substrate 10 does not have to be a Si substrate as long as it is a semiconductor substrate.

基板10は、図2に示すように、第1領域13,14及び第2領域15等のn型領域と、ピエゾ抵抗部20等のp型領域を含む。すなわち、基板10は、第1導電型としてのn型の第1不純物、及び、第2導電型としてのp型の第2不純物を含む。第1不純物は、例えば、リン(P)又はヒ素(As)等である。第2不純物は、例えば、ボロン(B)等である。なお、本実施形態では、第1導電型はn型、かつ第2導電型はp型であるものとする。しかしながら、第1導電型がp型、かつ第2導電型がn型であってもよい。 As shown in FIG. 2, the substrate 10 includes an n-type region such as the first regions 13 and 14 and the second region 15, and a p-type region such as the piezo resistance portion 20. That is, the substrate 10 contains an n-type first impurity as the first conductive type and a p-type second impurity as the second conductive type. The first impurity is, for example, phosphorus (P) or arsenic (As). The second impurity is, for example, boron (B) or the like. In this embodiment, the first conductive type is n-type and the second conductive type is p-type. However, the first conductive type may be p type and the second conductive type may be n type.

基板10は、図1に示すように、ダイヤフラム11と、ピエゾ抵抗部20,21,22,23とを有する。図1に示すセンサ素子1は、4つのピエゾ抵抗部20〜23を備える。しかしながら、センサ素子1が備えるピエゾ抵抗部の数は、4つに限定されない。センサ素子1は、少なくとも1つのピエゾ抵抗部を備えればよい。 As shown in FIG. 1, the substrate 10 has a diaphragm 11 and piezo resistance portions 20, 21, 22, and 23. The sensor element 1 shown in FIG. 1 includes four piezo resistance portions 20 to 23. However, the number of piezo resistance portions included in the sensor element 1 is not limited to four. The sensor element 1 may include at least one piezo resistance unit.

ダイヤフラム11は、変形可能な部材である。ダイヤフラム11は、例えば、薄いn型Si基板である。ダイヤフラム11は、上面視において円形状である。ダイヤフラム11の上には、感応膜12が配置される。ダイヤフラム11は、その上面に配置された感応膜12が変形すると、感応膜12の変形の度合いに応じて変形する。 The diaphragm 11 is a deformable member. The diaphragm 11 is, for example, a thin n-type Si substrate. The diaphragm 11 has a circular shape when viewed from above. A sensitive film 12 is arranged on the diaphragm 11. When the sensitive film 12 arranged on the upper surface of the diaphragm 11 is deformed, the diaphragm 11 is deformed according to the degree of deformation of the sensitive film 12.

感応膜12は、上面視において円形状である。感応膜12は、検出対象となる物質が感応膜12に吸着されると、その物質との物理的な接触又はその物質との化学反応等によって、伸縮等して変形する。感応膜12には、検出対象となる物質に応じた材料が用いられる。 The sensitive film 12 has a circular shape when viewed from above. When a substance to be detected is adsorbed on the sensitive film 12, the sensitive film 12 expands and contracts and deforms due to physical contact with the substance or a chemical reaction with the substance. For the sensitive film 12, a material corresponding to the substance to be detected is used.

ピエゾ抵抗部20〜23は、p型Siである。すなわち、ピエゾ抵抗部20〜23は、第2不純物を含む。ピエゾ抵抗部20〜23は、例えば、第2不純物を高濃度に拡散させて形成され得る。ピエゾ抵抗部20〜23は、例えば、高濃度p型Siである。 The piezo resistance portions 20 to 23 are p-type Si. That is, the piezo resistance portions 20 to 23 contain the second impurity. The piezo resistance portions 20 to 23 can be formed, for example, by diffusing a second impurity to a high concentration. The piezo resistance portions 20 to 23 are, for example, high-concentration p-type Si.

ピエゾ抵抗部20,21は、図2に示すように、基板10に形成される。ピエゾ抵抗部20,21と同様に、ピエゾ抵抗部22,23は、基板10に形成される。ピエゾ抵抗部20の上には、図2に示すように、配線30が形成される。ピエゾ抵抗部21の上には、図2に示すように、配線31が形成される。ピエゾ抵抗部20,21と同様に、ピエゾ抵抗部22の上には、配線32が形成される。ピエゾ抵抗部20,21と同様に、ピエゾ抵抗部23の上には、配線33が形成される。図1に示すように、配線30は、外部からの配線30Aと電気的に接続する。配線31は、外部からの配線31Aと電気的に接続する。配線32は、外部からの配線32Aと電気的に接続する。配線33は、外部からの配線33Aと電気的に接続する。 The piezo resistance portions 20 and 21 are formed on the substrate 10 as shown in FIG. Similar to the piezo resistance portions 20 and 21, the piezo resistance portions 22 and 23 are formed on the substrate 10. As shown in FIG. 2, a wiring 30 is formed on the piezo resistance portion 20. As shown in FIG. 2, a wiring 31 is formed on the piezo resistance portion 21. Similar to the piezo resistance portions 20 and 21, the wiring 32 is formed on the piezo resistance portions 22. Similar to the piezo resistance portions 20 and 21, the wiring 33 is formed on the piezo resistance portions 23. As shown in FIG. 1, the wiring 30 is electrically connected to the wiring 30A from the outside. The wiring 31 is electrically connected to the wiring 31A from the outside. The wiring 32 is electrically connected to the wiring 32A from the outside. The wiring 33 is electrically connected to the wiring 33A from the outside.

ピエゾ抵抗部20〜23は、図1に示すように、上面視においてダイヤフラム11の周囲に等間隔に配置される。ピエゾ抵抗部20とピエゾ抵抗部21は、感応膜12を挟んで、互いに対向する位置に配置される。ピエゾ抵抗部22とピエゾ抵抗部23は、感応膜12を挟んで、互いに対向する位置に配置される。 As shown in FIG. 1, the piezo resistance portions 20 to 23 are arranged at equal intervals around the diaphragm 11 in a top view. The piezo resistance portion 20 and the piezo resistance portion 21 are arranged at positions facing each other with the sensitive film 12 interposed therebetween. The piezo resistance portion 22 and the piezo resistance portion 23 are arranged at positions facing each other with the sensitive film 12 interposed therebetween.

ピエゾ抵抗部20〜23の抵抗値は、ピエゾ抵抗部20〜23がそれぞれ受ける応力によって、それぞれ変化する。本実施形態では、ダイヤフラム11が撓むことにより、ピエゾ抵抗部20〜23がそれぞれ応力を受けることによって、ピエゾ抵抗部20〜23の抵抗値はそれぞれ変化する。ピエゾ抵抗部20〜23の抵抗値の変化は、電気信号として、配線30〜33及び配線30A〜33Aを介して、外部に出力される。ピエゾ抵抗部20〜23の抵抗値の変化を電気信号として検出することで、検出対象となる物質の感応膜12への吸着を検出することができる。 The resistance values of the piezo resistance portions 20 to 23 vary depending on the stress received by the piezo resistance portions 20 to 23, respectively. In the present embodiment, the resistance values of the piezo resistance portions 20 to 23 change due to the bending of the diaphragm 11 and the stress applied to the piezo resistance portions 20 to 23, respectively. The change in the resistance value of the piezo resistance portions 20 to 23 is output to the outside as an electric signal via the wirings 30 to 33 and the wirings 30A to 33A. By detecting the change in the resistance value of the piezo resistance portions 20 to 23 as an electric signal, it is possible to detect the adsorption of the substance to be detected on the sensitive film 12.

ピエゾ抵抗部20〜23は、ホイートストンブリッジ回路を構成してもよい。ピエゾ抵抗部20〜23で構成されたホイートストンブリッジ回路から、ピエゾ抵抗部20〜23の抵抗値の変化を電気信号として検出させることで、検出対象となる物質の感応膜12への吸着が検出されてよい。 The piezo resistance portions 20 to 23 may form a Wheatstone bridge circuit. By detecting the change in the resistance value of the piezo resistance portions 20 to 23 as an electric signal from the Wheatstone bridge circuit composed of the piezo resistance portions 20 to 23, the adsorption of the substance to be detected to the sensitive film 12 is detected. It's okay.

配線30は、図2に示すように、例えば電極層として、ピエゾ抵抗部20の上に形成される。配線30は、ピエゾ抵抗部20と電気的に接続する。配線31は、図2に示すように、例えば電極層として、ピエゾ抵抗部21の上に形成される。配線31は、ピエゾ抵抗部21と電気的に接続する。配線30,31と同様に、配線32は、例えば電極層として、ピエゾ抵抗部22の上に形成される。配線32は、ピエゾ抵抗部22と電気的に接続する。配線30,31と同様に、配線33は、例えば電極層として、ピエゾ抵抗部23の上に形成される。配線33は、ピエゾ抵抗部23と電気的に接続する。 As shown in FIG. 2, the wiring 30 is formed on the piezo resistance portion 20 as, for example, an electrode layer. The wiring 30 is electrically connected to the piezo resistance portion 20. As shown in FIG. 2, the wiring 31 is formed on the piezo resistance portion 21 as, for example, an electrode layer. The wiring 31 is electrically connected to the piezo resistance portion 21. Similar to the wirings 30 and 31, the wiring 32 is formed on the piezo resistance portion 22 as, for example, an electrode layer. The wiring 32 is electrically connected to the piezo resistance portion 22. Similar to the wirings 30 and 31, the wiring 33 is formed on the piezo resistance portion 23, for example, as an electrode layer. The wiring 33 is electrically connected to the piezo resistance portion 23.

第1領域13は、ピエゾ抵抗部20を囲むとともに第1不純物を含む。つまり、第1領域13は、ピエゾ抵抗部20を囲む、n型領域である。第1領域14は、ピエゾ抵抗部21を囲むとともに第1不純物を含む。つまり、第1領域14は、ピエゾ抵抗部21を囲む、n型領域である。本実施形態では、基板10は、さらに、ピエゾ抵抗部22を囲む第1領域及びピエゾ抵抗部23を囲む第1領域を含むものとする。 The first region 13 surrounds the piezo resistance portion 20 and contains the first impurities. That is, the first region 13 is an n-type region surrounding the piezo resistance portion 20. The first region 14 surrounds the piezo resistance portion 21 and contains the first impurities. That is, the first region 14 is an n-type region surrounding the piezo resistance portion 21. In the present embodiment, the substrate 10 further includes a first region surrounding the piezo resistance portion 22 and a first region surrounding the piezo resistance portion 23.

第2領域15は、第1領域13,14を囲むとともに第1不純物を含む。つまり、第2領域15は、第1領域13,14を囲む、n型領域となる。また、第2領域15は、配線等を介して接地されてもよい。 The second region 15 surrounds the first regions 13 and 14 and contains the first impurities. That is, the second region 15 is an n-type region surrounding the first regions 13 and 14. Further, the second region 15 may be grounded via wiring or the like.

ここで、本実施形態では、第1領域13,14の第1不純物の濃度は、第2領域15の第1不純物の濃度よりも高い。例えば、第1領域13,14の第1不純物の濃度は、1.0×1014cm3〜1.0×1019cm3であってよい。例えば、第2領域15の第1不純物の濃度は、1.0×1013cm3〜1.0×1015cm3であってよい。この場合、第1領域13,14の第1不純物の濃度は、第2領域15の第1不純物の濃度よりも、10倍〜10000倍高くなる。つまり、第1領域13,14は、第2領域15に対して、高濃度n型領域となる。また、第2領域15は、第1領域13,14に対して、低濃度n型領域となる。 Here, in the present embodiment, the concentration of the first impurity in the first regions 13 and 14 is higher than the concentration of the first impurity in the second region 15. For example, the concentration of the first impurity in the first regions 13 and 14 may be 1.0 × 10 14 cm 3 to 1.0 × 10 19 cm 3. For example, the concentration of the first impurity in the second region 15 may be 1.0 × 10 13 cm 3 to 1.0 × 10 15 cm 3. In this case, the concentration of the first impurity in the first regions 13 and 14 is 10 to 10,000 times higher than the concentration of the first impurity in the second region 15. That is, the first regions 13 and 14 are high-concentration n-type regions with respect to the second region 15. Further, the second region 15 is a low-concentration n-type region with respect to the first regions 13 and 14.

このような構成とすることで、本実施形態に係るセンサ素子1は、以下に説明するように、検出精度を向上させることができる。 With such a configuration, the sensor element 1 according to the present embodiment can improve the detection accuracy as described below.

図3は、比較例に係るセンサ素子1Aの断面図である。図3に示す構成要素において、図2に示す構成要素と同一のものは、同一符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the sensor element 1A according to the comparative example. Among the components shown in FIG. 3, the same components as those shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

比較例に係るセンサ素子1Aは、基板10Aを備える。基板10Aは、第1領域を含まない。そのため、高濃度p型のピエゾ抵抗部20,21は、図3に示すように、第2領域15に囲まれる。 The sensor element 1A according to the comparative example includes a substrate 10A. The substrate 10A does not include the first region. Therefore, the high-concentration p-type piezo resistance portions 20 and 21 are surrounded by the second region 15 as shown in FIG.

比較例に係るセンサ素子1Aでは、高濃度p型のピエゾ抵抗部20〜23は、基板10Aにおいて、低濃度n型の第2領域15と接触する。そのため、ピエゾ抵抗部20等と第2領域15との間のpn接合部(例えば、矢印B)の拡散電位が大きくなってしまう。当該pn接合部の拡散電位が大きくなると、当該pn接合部に形成される空乏層が厚くなってしまう。当該pn接合部に形成される空乏層が厚くなると、センサ素子1Aを用いた検出処理中に、外部光が空乏層に入り込んでしまう蓋然性が高くなる。外部光が空乏層に入り込むと、光起電力によって電流が生じ、この電流がノイズ源となってしまうことがある。 In the sensor element 1A according to the comparative example, the high-concentration p-type piezo resistance portions 20 to 23 come into contact with the low-concentration n-type second region 15 on the substrate 10A. Therefore, the diffusion potential of the pn junction (for example, arrow B) between the piezo resistance portion 20 and the like and the second region 15 becomes large. When the diffusion potential of the pn junction becomes large, the depletion layer formed at the pn junction becomes thick. When the depletion layer formed at the pn junction becomes thick, there is a high possibility that external light will enter the depletion layer during the detection process using the sensor element 1A. When external light enters the depletion layer, a photovoltaic current is generated by the photovoltaic power, and this current may become a noise source.

これに対し、本実施形態に係るセンサ素子1では、高濃度p型のピエゾ抵抗部20〜23は、図2に示すように、基板10において、高濃度n型の第1領域13,14等と接触する。そのため、ピエゾ抵抗部20等と第1領域13等との間のpn接合部(例えば、図2に示す矢印A)の拡散電位は、比較例よりも、小さくなり得る。当該pn接合部の拡散電位が小さくなることで、当該pn接合部に形成される空乏層は、比較例よりも、狭められ得る。当該pn接合部に形成される空乏層が狭められることで、外部光が空乏層に入り込む蓋然性が低減され得る。外部光が空乏層に入り込む蓋然性が低減されることで、本実施形態に係るセンサ素子1は、ノイズ源となる電流が生じてしまうことを低減させることができる。従って、本実施形態に係るセンサ素子1は、検出精度を向上させることができる。 On the other hand, in the sensor element 1 according to the present embodiment, the high-concentration p-type piezo resistance portions 20 to 23 have high-concentration n-type first regions 13, 14 and the like on the substrate 10, as shown in FIG. Contact with. Therefore, the diffusion potential of the pn junction (for example, arrow A shown in FIG. 2) between the piezo resistance portion 20 and the like and the first region 13 and the like can be smaller than that of the comparative example. By reducing the diffusion potential of the pn junction, the depletion layer formed at the pn junction can be narrower than in the comparative example. By narrowing the depletion layer formed at the pn junction, the probability that external light will enter the depletion layer can be reduced. By reducing the probability that external light will enter the depletion layer, the sensor element 1 according to the present embodiment can reduce the generation of a current that becomes a noise source. Therefore, the sensor element 1 according to the present embodiment can improve the detection accuracy.

さらに、ガスセンサは、ユーザが日常生活の中で使用することが多い。つまり、ガスセンサは、ユーザが活動している昼間に使用されることが多いため、光に曝されることが多い。ここで、本実施形態に係るセンサ素子1は、上述のように、外部光が空乏層に入り込む蓋然性を低減させ、ノイズ源となる電流が生じてしまうことを低減させることができる。従って、本実施形態に係るセンサ素子1は、ユーザが日常生活で使用するようなガスセンサに採用されても、検出精度を向上させることができる。 In addition, gas sensors are often used by users in their daily lives. That is, gas sensors are often exposed to light because they are often used during the day when the user is active. Here, the sensor element 1 according to the present embodiment can reduce the probability that external light enters the depletion layer and reduce the generation of a current that becomes a noise source, as described above. Therefore, the sensor element 1 according to the present embodiment can improve the detection accuracy even if it is adopted in a gas sensor that a user uses in daily life.

加えて、本実施形態では、センサ素子1が図2に示すような互いに対向する2つのピエゾ抵抗部20,21を備える場合、ピエゾ抵抗部20を囲む第1領域13と、ピエゾ抵抗部21を囲む第1領域14との間に、第2領域15が位置する。このような構成によって、ピエゾ抵抗部20とピエゾ抵抗部21とが短絡してしまうことを防ぐことができる。 In addition, in the present embodiment, when the sensor element 1 includes two piezo resistance portions 20 and 21 facing each other as shown in FIG. 2, the first region 13 surrounding the piezo resistance portion 20 and the piezo resistance portion 21 are provided. The second region 15 is located between the surrounding first region 14 and the surrounding first region 14. With such a configuration, it is possible to prevent the piezo resistance portion 20 and the piezo resistance portion 21 from being short-circuited.

本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形及び修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部、各手段等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本開示の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。 Although the present disclosure has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these modifications and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each functional unit, each means, etc. can be rearranged so as not to be logically inconsistent, and a plurality of functional units, etc. can be combined or divided into one. .. Further, each of the above-described embodiments of the present disclosure is not limited to faithful implementation of each of the embodiments described above, and each of the features may be combined or partially omitted as appropriate. You can also do it.

例えば、上述の一実施形態では、センサ素子1は、ガスセンサに採用されるものとして説明した。しかしながら、センサ素子1は、ピエゾ抵抗部を利用するセンサであれば、ガスセンサ以外のセンサにも採用されてよい。例えば、センサ素子1は、圧力センサ、加速度センサ又は臭いセンサに採用されてよい。 For example, in the above-described embodiment, the sensor element 1 has been described as being adopted for a gas sensor. However, the sensor element 1 may be adopted for a sensor other than the gas sensor as long as it is a sensor that utilizes the piezo resistance portion. For example, the sensor element 1 may be adopted as a pressure sensor, an acceleration sensor, or an odor sensor.

例えば、上述の一実施形態では、第1導電型がn型、かつ第2導電型がp型であるものとした。しかしながら、第1導電型がp型、かつ第2導電型がn型であってもよい。この場合、基板10がSi基板であるとき、第1不純物は、例えば、ボロン(B)等である。また、第2不純物は、例えば、リン(P)又はヒ素(As)等である。 For example, in the above-described embodiment, the first conductive type is n-type and the second conductive type is p-type. However, the first conductive type may be p type and the second conductive type may be n type. In this case, when the substrate 10 is a Si substrate, the first impurity is, for example, boron (B) or the like. The second impurity is, for example, phosphorus (P) or arsenic (As).

1,1A センサ素子
10,10A 基板
11 ダイヤフラム
12 感応膜
13,14 第1領域
15 第2領域
20,21,22,23 ピエゾ抵抗部
30,31,32,33 配線
30A,31A,32A,33A 配線
1,1A Sensor element 10,10A Board 11 Diaphragm 12 Sensitive film 13,14 First area 15 Second area 20,21,22,23 Piezo resistance part 30,31,32,33 Wiring 30A, 31A, 32A, 33A Wiring

Claims (3)

第1導電型の第1不純物及び第2導電型の第2不純物を含む基板を備え、
前記基板は、前記第2不純物を含む少なくとも1つのピエゾ抵抗部と、前記ピエゾ抵抗部の側部及び底部に接触した状態で前記ピエゾ抵抗部を囲むとともに前記第1不純物を含む第1領域と、前記第1領域を囲むとともに前記第1不純物を含む第2領域とを有し、
前記第1領域の前記第1不純物の濃度は、前記第2領域の前記第1不純物の濃度よりも高く、
前記基板は、ダイヤフラムを有し、該ダイヤフラムの上に変形可能な感応膜が位置し、
前記ピエゾ抵抗部は、前記感応膜の外側で、かつ前記ダイヤフラムの周囲に位置する、センサ素子。
A substrate containing a first conductive type first impurity and a second conductive type second impurity is provided.
The substrate comprises at least one piezo resistance portion containing the second impurity, and a first region containing the first impurity while surrounding the piezo resistance portion in contact with the side portion and the bottom portion of the piezo resistance portion. It has a second region that surrounds the first region and contains the first impurity.
The concentration of the first impurity in the first region is higher than the concentration of the first impurity in the second region.
The substrate has a diaphragm, and a deformable sensitive film is located on the diaphragm.
The piezo resistance portion is a sensor element located outside the sensitive film and around the diaphragm.
請求項1に記載のセンサ素子であって、
前記基板は、互いに対向する2つの前記ピエゾ抵抗部を有し、
前記2つのピエゾ抵抗部をそれぞれ囲む前記第1領域の間に、前記第2領域が位置する、センサ素子。
The sensor element according to claim 1.
The substrate has two piezo resistance portions facing each other.
A sensor element in which the second region is located between the first regions surrounding the two piezo resistance portions.
請求項1又は2に記載のセンサ素子であって、
前記ピエゾ抵抗部に電気的に接続される配線をさらに備える、センサ素子。
The sensor element according to claim 1 or 2.
A sensor element further comprising wiring electrically connected to the piezo resistance portion.
JP2017186590A 2017-09-27 2017-09-27 Sensor element Expired - Fee Related JP6971109B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017186590A JP6971109B2 (en) 2017-09-27 2017-09-27 Sensor element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017186590A JP6971109B2 (en) 2017-09-27 2017-09-27 Sensor element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019060763A JP2019060763A (en) 2019-04-18
JP6971109B2 true JP6971109B2 (en) 2021-11-24

Family

ID=66178174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017186590A Expired - Fee Related JP6971109B2 (en) 2017-09-27 2017-09-27 Sensor element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6971109B2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG68002A1 (en) * 1997-11-25 1999-10-19 Inst Of Microelectronics Natio Cmos compatible integrated pressure sensor
JP4889425B2 (en) * 2006-09-27 2012-03-07 ラピスセミコンダクタ株式会社 Semiconductor strain measuring device, strain measuring method, pressure sensor and acceleration sensor
WO2011148774A1 (en) * 2010-05-24 2011-12-01 独立行政法人物質・材料研究機構 Surface stress sensor
JP2012122918A (en) * 2010-12-10 2012-06-28 Panasonic Corp Pressure sensor
JPWO2014196606A1 (en) * 2013-06-05 2017-02-23 国立研究開発法人物質・材料研究機構 Membrane surface stress sensor immobilizing antibody or antigen, method for producing the same, and immunoassay method using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019060763A (en) 2019-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI286383B (en) Semiconductor piezoresistive sensor and operation method thereof
EP2530444A1 (en) Pressure sensor
JP2021156692A (en) Gas concentration sensor
JP4581215B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device having thin film sensing section
JP6971109B2 (en) Sensor element
WO2015133101A1 (en) Pressure sensor
US10962430B2 (en) Pressure sensor
JP5043556B2 (en) Hydrogen gas sensor
JPS5828876A (en) Semiconductor pressure sensor
JP4314977B2 (en) Pressure sensor and method for manufacturing the pressure sensor
US11573121B2 (en) Sensor element
JP2006003100A (en) Piezoresistive pressure sensor
JP2516211B2 (en) Semiconductor pressure sensor
WO2018235415A1 (en) Physical quantity sensor
JP5191030B2 (en) Semiconductor strain gauge
JPH02205077A (en) Power sensor
KR102137117B1 (en) Pressure sensor module and manufacturing method thereof
JP4019977B2 (en) Pressure detection device
JP2017181434A (en) Stress sensor
CN111537571B (en) Monolithic integrated graphene gas detection and amplification chip
JPS5878471A (en) Detecting device for semiconductor pressure
JP2008082952A (en) Semiconductor strain sensitive sensor
JP4683537B2 (en) Flammable gas sensor
JPH09318654A (en) Acceleration sensor and method for measuring its electric characteristic
JP2008010358A (en) Switch device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200908

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200909

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210406

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210602

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211005

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211101

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6971109

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees