專利名稱：半導(dǎo)體混成傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來檢測化工廠、鋼鐵廠和發(fā)電廠內(nèi)流速或壓力的傳感器，特別是涉及可靠性能好的半導(dǎo)體混成傳感器，其即使經(jīng)過長時間使用也能保持高檢測精度。
對于利用硅壓阻效應(yīng)的壓力傳感器，此前已經(jīng)開發(fā)出各種技術(shù)。
例如，作為一種在呈現(xiàn)p-n分離的同一n型半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)形成兩個壓阻元件的結(jié)構(gòu)，在Susumu Sugiyama等人發(fā)表于《第三屆傳感器專題論文集》(PROCEEDINGS OF THE 3RD SENSOR SYM-POSIUM(1983))上的“芯片電路系統(tǒng)形式的超小型壓阻應(yīng)力和壓力傳感器”(Miniature Piezoresistive Strain and Pressure Sensorswith On-Chip Circuittry)一文中對其作了描述。
作為普通技術(shù)的另一個實(shí)例，在JP-A-3-76139(UM)中揭示了一種相似的結(jié)構(gòu)。而且，在JP-B-60-32993(對應(yīng)于1975年10月6日提交的美國專利No.619,866)中還揭示了一種利用壓阻效應(yīng)的半導(dǎo)體壓力傳感器。
但是，在這些技術(shù)中，兩個壓阻元件在電勢相同的n型襯底上串聯(lián)連接。因此，電阻區(qū)域與襯底之間的電勢差與壓阻元件之間的電勢差不同。由于襯底施加在電阻區(qū)域的電勢的影響不同，所以很難做到相同的阻值。
本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種檢測精度高而可靠性能好的半導(dǎo)體混成傳感器。
按照本發(fā)明，半導(dǎo)體混成傳感器包括至少兩個連接在一起并且形狀相同的壓阻元件和具有各自電勢值并各自包圍這兩個壓阻元件的半導(dǎo)體區(qū)域，兩個壓阻元件與半導(dǎo)體區(qū)域之間的電勢差保持不變。
為了提供兩個具有各自電勢值的半導(dǎo)體區(qū)域，將半導(dǎo)體區(qū)域安排為避免在半導(dǎo)體區(qū)域之間發(fā)生電氣干擾，而且使用不同的電源分別向半導(dǎo)體區(qū)域施加電壓。
在采用上述壓阻元件形成電橋電路時，至少兩個串聯(lián)在一起的壓阻元件的形狀是相同的，并且向包圍位于電壓源一側(cè)的一個壓阻元件的半導(dǎo)體區(qū)域提供該電壓源的電壓，而向包圍另一個壓阻元件的半導(dǎo)體區(qū)域提供的電壓等于電壓源的電壓減去位于電壓源一側(cè)的壓阻元件上的電壓降。
當(dāng)至少兩個相同的壓阻元件串聯(lián)連接時，它們安排為被位于壓阻元件負(fù)極一側(cè)的電極覆蓋或被位于壓阻元件正極一側(cè)的電極覆蓋。如果此時一個壓阻元件上覆蓋的是負(fù)極一側(cè)的電極，那么另一個壓阻元件上也覆蓋負(fù)極一側(cè)的電極。對于正極一側(cè)的電極也是如此。
按照本發(fā)明，對于個別的壓阻元件提供了包圍兩個或兩個以上壓阻元件的半導(dǎo)體區(qū)域，并將半導(dǎo)體區(qū)域安排為不引起發(fā)電電氣互干擾。因此，每個半導(dǎo)體區(qū)域都具有各自的電勢。這樣，不管每個壓阻元件的電勢如何，都可以通過保持相對于包圍每個壓阻元件的半導(dǎo)體區(qū)域的電勢差不變來使壓阻元件與半導(dǎo)體區(qū)域之間的反向偏壓相等。所以，可以使壓阻元件與半導(dǎo)體區(qū)域之間出現(xiàn)的耗盡層的寬度相同。也就是說，也可以使干擾壓阻元件的耗盡層的寬度相同。因此，特別是在采用相同的電阻元件時，可以使因耗盡層影響而產(chǎn)生的電阻變化保持為常數(shù)。
按照本發(fā)明，壓阻元件的輸入或輸出端電極安排為覆蓋兩個串聯(lián)連接的相同的壓阻元件。因此，在電極與壓阻元件之間形成累積層。兩個壓阻元件的壓降值和電極施加在壓阻元件上的影響可以保持為常數(shù)。呈現(xiàn)的累積層的寬度可以保持不變。因此，就半導(dǎo)體層表面的電學(xué)影響而言，電極起著屏蔽作用，并且使累積層引起的壓阻元件的變化保持為常數(shù)。
按照本發(fā)明，當(dāng)采用四個壓阻元件構(gòu)成電橋電路時，電橋電路中至少兩個串聯(lián)連接的壓阻元件是相同的。通過將與施加在位于電學(xué)正極一側(cè)的壓阻元件上相等的電壓施加到包圍正極一側(cè)的壓阻元件并包括在兩個半導(dǎo)體區(qū)域中的半導(dǎo)體區(qū)域上，并將施加在正極一側(cè)的電壓減去正極一側(cè)的壓阻元件上的電壓降的電壓施加到包圍負(fù)極一側(cè)的壓阻元件的半導(dǎo)體區(qū)域上，使相對于分別包圍兩個壓阻元件的半導(dǎo)體區(qū)域的電勢差相等。
因此，獲得了不僅是精度高而且可靠性也好并抑制了輸出漂移的半導(dǎo)體混成傳感器。而且，在形成電橋電路中，所有的壓阻元件、包圍壓阻元件的半導(dǎo)體區(qū)域以及位于壓阻元件上的電極都做成相同并承受同一電壓條件。由此，可以在任何應(yīng)用條件和環(huán)境下使所有的電阻值相等。所以，不必采用輸出校正電路，并獲得了高精度、高可靠性的半導(dǎo)體混成傳感器。


圖1為表示本發(fā)明第一實(shí)施例的剖面圖；圖2為表示本發(fā)明第一實(shí)施例應(yīng)用實(shí)例的剖面圖；圖3為表示本發(fā)明第一實(shí)施例應(yīng)用實(shí)例的電路圖；圖4為表示本發(fā)明第一實(shí)施例操作的示意圖；圖5為詳細(xì)表示本發(fā)明第一實(shí)施例操作的示意圖；圖6為表示本發(fā)明第一實(shí)施例p型層表面的能帶圖；圖7為表示本發(fā)明第一實(shí)施例n型層表面的能帶圖；圖8為表示不采用本發(fā)明第一實(shí)施例情況下操作的示意圖；圖9為表示圖8中反向偏壓較高情況下操作的詳細(xì)示意圖；圖10為表示圖8中反向偏壓較低情況下操作的詳細(xì)示意圖；圖11A-11J為表示圖1所示第一實(shí)施例制造工藝的剖面圖；圖12為用于本發(fā)明的第一電阻器的俯視圖；圖13為用于本發(fā)明的第二電阻器的俯視圖14為表示本發(fā)明第二實(shí)施例的剖面圖；圖15為表示本發(fā)明第三實(shí)施例的剖面圖；圖16為表示本發(fā)明第四實(shí)施例的剖面圖；圖17為表示按照本發(fā)明的電阻元件接觸部分的第一實(shí)施例的俯視圖；圖18為表示按照本發(fā)明的電阻元件接觸部分的第一實(shí)施例的剖面圖；圖19為表示按照本發(fā)明的電阻元件接觸部分的第二實(shí)施例的俯視圖；圖20為表示按照本發(fā)明的電阻元件接觸部分的第二實(shí)施例的剖面圖；圖21為表示本發(fā)明第五實(shí)施例操作的示意圖；圖22為詳細(xì)表示本發(fā)明第五實(shí)施例操作的示意圖；圖23為表示本發(fā)明第五實(shí)施例p型層表面的能帶圖；圖24為表示本發(fā)明第五實(shí)施例n型層表面的能帶圖；圖25為表示本發(fā)明第六實(shí)施例操作的示意圖；圖26為表示在圖25中不采用第一或第二實(shí)施例情況下操作的示意圖；以及圖27表示包含本發(fā)明的半導(dǎo)體混成傳感器的差壓發(fā)送器。
以下將借助附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中，相同的部件用相同的標(biāo)號表示。
圖1為表示按照本發(fā)明的半導(dǎo)體混成傳感器的第一實(shí)施例的剖面圖。在圖1中，標(biāo)號11-15表示形成于p型半導(dǎo)體區(qū)域31-33上的n型半導(dǎo)體區(qū)域。數(shù)字51和52表示用作壓阻元件的p型半導(dǎo)體區(qū)域?？拷鼔鹤柙?1的兩端，形成雜質(zhì)濃度較高的p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a和41b?？拷鼔鹤柙?2的兩端，形成雜質(zhì)濃度較高的p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a和42b。形成雜質(zhì)濃度較高的n+型半導(dǎo)體區(qū)域21，以通過n-型半導(dǎo)體區(qū)域11包圍p型半導(dǎo)體區(qū)域51、p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a和41b的外部。形成雜質(zhì)濃度較高的n+型半導(dǎo)體區(qū)域22，以通過n型半導(dǎo)體區(qū)域12包圍p型半導(dǎo)體區(qū)域52、p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a和42b的外部。而且，形成雜質(zhì)濃度較高并構(gòu)成本發(fā)明特征的p+型半導(dǎo)體區(qū)域61，以通過n型半導(dǎo)體區(qū)域11包圍n+型半導(dǎo)體區(qū)域21的外部并與p型半導(dǎo)體區(qū)域31和32連接。形成雜質(zhì)濃度較高的p+型半導(dǎo)體區(qū)域62，以通過n型半導(dǎo)體區(qū)域12包圍n+型半導(dǎo)體區(qū)域22的外部并與p型半導(dǎo)體區(qū)域32和33連接。數(shù)字81-88都表示各自包含形成于半導(dǎo)體表面上的二氧化硅或二氧化硅與含磷玻璃的混合膜的絕緣膜。在這些絕緣膜上提供有開孔。在雜質(zhì)濃度較高的p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a和41b上分別形成電極71a和71b，以分別與區(qū)域41a和41b構(gòu)成歐姆接觸。在n+型半導(dǎo)體區(qū)域21上形成電極71c以與其形成歐姆接觸。在雜質(zhì)濃度較高的p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a和42b上分別形成電極72a和72b，以分別與區(qū)域42a和42b形成歐姆接觸。在n+型半導(dǎo)體區(qū)域22上形成電極72c以與其形成歐姆接觸。而且，在p+型半導(dǎo)體區(qū)域61上形成電極70以與其形成歐姆接觸。數(shù)字91表示導(dǎo)體。導(dǎo)體91跨越由具有較高雜質(zhì)濃度的p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a與41b和n型半導(dǎo)體區(qū)域11構(gòu)成的p-n結(jié)。導(dǎo)體91也跨越由具有較高雜質(zhì)濃度的n+型半導(dǎo)體區(qū)域21和n型半導(dǎo)體區(qū)域11構(gòu)成的n+－n結(jié)。導(dǎo)體91覆蓋夾在p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a或41b與具有較高雜質(zhì)濃度的n+型半導(dǎo)體區(qū)域21之間的n型半導(dǎo)體區(qū)域11的表面，并覆蓋p型半導(dǎo)體區(qū)域51的表面。而且，導(dǎo)體91與電極71a電氣連接。數(shù)字92表示導(dǎo)體。導(dǎo)體92跨越由具有較高雜質(zhì)濃度的p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a與42b和n型半導(dǎo)體區(qū)域12構(gòu)成的p-n結(jié)。導(dǎo)體92也跨越由具有較高雜質(zhì)濃度的n+型半導(dǎo)體區(qū)域22和n型半導(dǎo)體區(qū)域12構(gòu)成的n+-n結(jié)。導(dǎo)體92覆蓋夾在p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a或42b與具有較高雜質(zhì)濃度的n+型半導(dǎo)體區(qū)域22之間的n型半導(dǎo)體區(qū)域12的表面并覆蓋p型半導(dǎo)體區(qū)域52的表面。而且，導(dǎo)體92與電極72a電氣連接。而且，電極端101從電極71a引出。電極71b、71c和72a電氣連接在一起，電極端103從它們那里引出。電極72b與72c電氣連接在一起，電極端102從它們那里引出。因此，用作壓阻元件的p型半導(dǎo)體區(qū)域51和52在電極端101與102之間串聯(lián)連接。如果p型半導(dǎo)體區(qū)域51與52的阻值相同，電極端103上的電勢可以保持為施加在電極端101與102之間的電壓的一半。
圖·2為表示包含本發(fā)明電阻電橋的半導(dǎo)體混成傳感器的第二實(shí)施例的剖面示意圖。在圖2中，數(shù)字11-18表示形成于p型半導(dǎo)體區(qū)域31-35上的n型半導(dǎo)體區(qū)域。數(shù)字50-53表示用作壓阻元件的p型半導(dǎo)體區(qū)域?？拷鼔鹤柙?0的兩端，形成雜質(zhì)濃度較高的p+型半導(dǎo)體區(qū)域40a和40b?？拷鼔鹤柙?1的兩端，形成雜質(zhì)濃度較高的p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a和41b?？拷鼔鹤柙?2的兩端，形成雜質(zhì)濃度較高的p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a和42b?？拷鼔鹤柙?3的兩端，形成雜質(zhì)濃度較高的p+型半導(dǎo)體區(qū)域43a和43b。形成雜質(zhì)濃度較高的n+型半導(dǎo)體區(qū)域20，以通過n型半導(dǎo)體區(qū)域16包圍p型半導(dǎo)體區(qū)域50、p+型半導(dǎo)體區(qū)域40a和40b的外部。形成雜質(zhì)濃度較高的n+型半導(dǎo)體區(qū)域21，以通過n-型半導(dǎo)體區(qū)域11包圍p型半導(dǎo)體區(qū)域51、p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a和41b的外部。形成雜質(zhì)濃度較高的n+型半導(dǎo)體區(qū)域22，以通過n型半導(dǎo)體區(qū)域12包圍p型半導(dǎo)體區(qū)域52、p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a和42b的外部。形成雜質(zhì)濃度較高的n+型半導(dǎo)體區(qū)域23，以通過n型半導(dǎo)體區(qū)域17包圍p型半導(dǎo)體區(qū)域53、p+型半導(dǎo)體區(qū)域43a和43b的外部。而且，形成雜質(zhì)濃度較高并構(gòu)成本發(fā)明特征的p+型半導(dǎo)體區(qū)域60，以通過n型半導(dǎo)體區(qū)域16包圍n+型半導(dǎo)體區(qū)域20的外部并與p型半導(dǎo)體區(qū)域31和34連接。形成雜質(zhì)濃度較高的p+型半導(dǎo)體區(qū)域61，以通過n型半導(dǎo)體區(qū)域11包圍n+型半導(dǎo)體區(qū)域21的外部并與p型半導(dǎo)體區(qū)域31和32連接。形成雜質(zhì)濃度較高的p+型半導(dǎo)體區(qū)域62，以通過n型半導(dǎo)體區(qū)域12包圍n+型半導(dǎo)體區(qū)域22的外部并與p型半導(dǎo)體區(qū)域32和33連接。形成雜質(zhì)濃度較高的p+型半導(dǎo)體區(qū)域63，以通過n型半導(dǎo)體區(qū)域17包圍n+型半導(dǎo)體區(qū)域23的外部并與p型半導(dǎo)體區(qū)域33和35連接。為簡化論述起見，圖2略去了已在圖1中描述的形成于半導(dǎo)體表面上的絕緣膜。
在圖2中，電極70a、70b和70c、71a、71b和71c、72a、72b和72c、73a、73b和73c形成于各自高雜質(zhì)濃度的半導(dǎo)體區(qū)域上，即p+型區(qū)域40a、40b和n+型區(qū)域20、p+型區(qū)域41a、41b和n+型區(qū)域21、p+型區(qū)域42a、42b和n+型區(qū)域22以及p+型區(qū)域43a、43b和n+型區(qū)域23上，以形成歐姆接觸。
通過這些電極，p+型半導(dǎo)體區(qū)域40a、41a電氣連接。電極端101從p+型半導(dǎo)體區(qū)域40a、41a引出連接在一起。p+型半導(dǎo)體區(qū)域40b、n+型半導(dǎo)體區(qū)域20和p+型半導(dǎo)體區(qū)域43a電氣連接在一起，電極端104從中引出。p+型半導(dǎo)體區(qū)域41b、n+型半導(dǎo)體區(qū)域21和p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a電氣連接在一起，電極端103從中引出。p+型半導(dǎo)體區(qū)域42b、n+型半導(dǎo)體區(qū)域22、p+型半導(dǎo)體區(qū)域43b和n+型半導(dǎo)體區(qū)域23電氣連接在一起，電極端102從中引出。
此外所描述的電極端101-104用作電阻電橋電路的接線端。
圖3為在半導(dǎo)體混成傳感器中采用按照圖1或圖2所示的本發(fā)明的壓阻元件時所構(gòu)成的電路300的電路圖。在圖3中，RgL1、RgL2、RgT1和RgT2是差壓傳感器中的壓阻元件。RgL1中包括了圖2所示用作壓阻元件的p型半導(dǎo)體區(qū)域52。RgT1中包括了p型半導(dǎo)體區(qū)域53。RgL2中包括了p型半導(dǎo)體區(qū)域50。RgT2中包括了p型半導(dǎo)體區(qū)域51。
電極端101接地作為參考電勢。電極端102上施加正電壓。在這種情況下，在電極端103與104之間獲得正比于差壓的電橋輸出AEd。
將按照本發(fā)明的壓阻元件應(yīng)用到這種電路結(jié)構(gòu)中，可以得到高精度、高可靠性的半導(dǎo)體壓力傳感器。以下將借助附圖描述半導(dǎo)體壓力傳感器的操作。
圖4是在作為本發(fā)明基本結(jié)構(gòu)的圖1中示出的串聯(lián)連接的電阻元件兩端施加電壓時的剖面示意圖。在電極端101接地而電極端102上施加3V的電壓時，假設(shè)壓阻元件51和52具有相同阻值，則電極端103的電勢為1.5V。在這種情況下，耗盡層201向形成于n型半導(dǎo)體區(qū)域11與包含了p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a和41b以及壓阻元件51的p型半導(dǎo)體之間的p-n結(jié)兩側(cè)擴(kuò)展。耗盡層201的形狀與耗盡層202相同，后者向形成于n型半導(dǎo)體區(qū)域12與包含了p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a和42b以及壓阻元件52的p型半導(dǎo)體之間的p-n結(jié)兩側(cè)擴(kuò)展。一般而言，壓阻元件51和52的阻值基本上可以做得與預(yù)定值相等。由1.5V反向偏壓產(chǎn)生的耗盡層211向形成于n型半導(dǎo)體區(qū)域11與各p+型半導(dǎo)體區(qū)域61和p-型半導(dǎo)體區(qū)域31和32之間的p-n結(jié)兩側(cè)擴(kuò)展。至于圖4左邊部分所示的壓阻元件，n型半導(dǎo)體區(qū)域12的電勢為3V。因此，由3V反向偏壓產(chǎn)生的耗盡層212向形成于n型半導(dǎo)體區(qū)域12與各p+型半導(dǎo)體區(qū)域62和p型半導(dǎo)體區(qū)域32和33之間的p-n結(jié)兩側(cè)擴(kuò)展。耗盡層212變得與構(gòu)成電橋的電阻元件的阻值無關(guān)。因此，對精度和可靠性的提高不會產(chǎn)生不良影響。
圖5-圖7為表示本發(fā)明對精度和可靠性起改進(jìn)作用的詳細(xì)示意圖。圖5表示71a接地而71b和71c的電勢為1.5V的情形。首先將論述半導(dǎo)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。n型半導(dǎo)體區(qū)域11的電勢為1.5V。p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a接地。因此，在n型半導(dǎo)體區(qū)域11與p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a之間施加了1.5V的反向偏壓。但是，n型半導(dǎo)體區(qū)域11與p+型半導(dǎo)體區(qū)域41b的電勢相同。所以耗盡層201大部分向p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a的一側(cè)擴(kuò)展。由于位置靠近p+型半導(dǎo)體區(qū)域41b，朝形成于p型半導(dǎo)體區(qū)域51與n型半導(dǎo)體區(qū)域11之間的p-n結(jié)兩側(cè)擴(kuò)展的耗盡層的寬度變窄。在p+型半導(dǎo)體區(qū)域41b一側(cè)，寬度就變成處于熱平衡狀態(tài)的耗盡層的寬度。在這些耗盡層中，擴(kuò)展入n型半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)的耗盡層與阻值無關(guān)。擴(kuò)展入用作壓阻元件的p型半導(dǎo)體區(qū)域52內(nèi)的耗盡層使其流過電流的通道變窄并由此增大了阻值。在圖5中，括號中的數(shù)字表示圖4左邊部分所示的壓阻元件。半導(dǎo)體內(nèi)部的耗盡層202的擴(kuò)展與耗盡層201的完全相同?，F(xiàn)在論述其理由。由于p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a的電勢為1.5V而n-型半導(dǎo)體區(qū)域12的電勢為3V，因此在n型半導(dǎo)體區(qū)域12與p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a之間施加了1.5V的反向偏壓。而且，由于n型半導(dǎo)體區(qū)域12與p+型半導(dǎo)體區(qū)域42b的電勢相同，所以耗盡層202大部分向p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a一側(cè)擴(kuò)展。由于位置靠近p+型半導(dǎo)體區(qū)域42b，朝形成于p型半導(dǎo)體區(qū)域52與n型半導(dǎo)體區(qū)域12之間的p-n結(jié)兩側(cè)擴(kuò)展的耗盡層的寬度變窄。在p+型半導(dǎo)體區(qū)域42b一側(cè)，寬度變得與處于熱平衡時的耗盡層的寬度相等。
接下來論述半導(dǎo)體表面。首先論述p型半導(dǎo)體區(qū)域51的表面。如果電極71a和與之接觸的導(dǎo)體91接地而電極71b的電勢為1.5V，則p型半導(dǎo)體區(qū)域51的電勢分布為其右端接地而左端的電勢為1.5V。因此，電場作用在p型半導(dǎo)體區(qū)域51右端表面與導(dǎo)體91之間不起作用。電場作用在相對于左端表面電勢為負(fù)1.5V的導(dǎo)體91與左端表面之間起作用。因此，如圖6所示，在p型半導(dǎo)體區(qū)域上形成在其上積累了空穴的累積層301。由于其位置移向p型半導(dǎo)體區(qū)域51的左邊，該累積層301變得重要起來。在圖6中，VG表示具有相對于p-型半導(dǎo)體區(qū)域51來說電勢充分為負(fù)電勢的導(dǎo)體91的電勢。
擴(kuò)展入用作壓阻元件的p-型半導(dǎo)體區(qū)域51內(nèi)的耗盡層使其流過電流的通道變窄并由此增大了阻值。但是，形成于p型半導(dǎo)體區(qū)域51上的累積層具有降低阻值的作用。因此，總的來看，消除了阻值的變化。
現(xiàn)在論述n型半導(dǎo)體區(qū)域11的表面。如果導(dǎo)體91接地而電極71c的電勢為1.5V，則n型半導(dǎo)體區(qū)域11的電勢同樣也為1.5V。因此，電場作用在n型半導(dǎo)體區(qū)域11的表面與導(dǎo)體91之間有效。所以如圖7所示，在n型半導(dǎo)體區(qū)域11上形成耗盡了電子的耗盡層201。在圖7中，VG表示具有相對于n型半導(dǎo)體區(qū)域11來說電勢充分為負(fù)的導(dǎo)體91的電勢。由于耗盡層201不在電流通道內(nèi)，所以它與構(gòu)成電橋的電阻元件的阻值無關(guān)。因此，對精度和可靠性的改進(jìn)不會產(chǎn)生不良影響。
以上論述了與圖5、6和7中所示括號內(nèi)參考數(shù)字對應(yīng)的包括在RgT2內(nèi)的壓阻元件51的操作。與圖5、6和7中所示括號內(nèi)參考數(shù)字對應(yīng)的包括在RgL1內(nèi)的壓阻元件52的操作將不再論述，而且其作用也是相似的。
圖8是表示在本發(fā)明去除高雜質(zhì)濃度的p+型半導(dǎo)體區(qū)域61和62的情況下的圖4的操作示意圖，并且也是在串聯(lián)連接的電阻元件上施加電壓時的剖面示意圖。當(dāng)電極端101接地而電極端102上施加3V電壓時，假設(shè)壓阻元件的阻值相同，則電極端的電勢為1.5V。在這種情況下，耗盡層201向形成于n型半導(dǎo)體區(qū)域10與包含了p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a和41b以及壓阻元件51的p型半導(dǎo)體之間的p-n結(jié)兩側(cè)擴(kuò)展。耗盡層201的形狀與朝著形成于n型半導(dǎo)體區(qū)域10與包含了p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a和42b以及壓阻元件52的p型半導(dǎo)體之間的p-n結(jié)兩側(cè)擴(kuò)展的耗盡層202不同。壓阻元件51和52的阻值基本上不可能與預(yù)定值相同。
現(xiàn)借助圖9和10論述其理由。圖9表示71a接地而71b和71c的電勢相當(dāng)于電極端102上的3V時的情形。首先論述半導(dǎo)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。n型半導(dǎo)體區(qū)域10的電勢為3V而p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a接地。因此，在n型半導(dǎo)體區(qū)域10與p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a之間施加了3V的反向偏壓。但是，n型半導(dǎo)體區(qū)域10的電勢為3V而p+型半導(dǎo)體區(qū)域41b的電勢為1.5V。所以，耗盡層201大部分向p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a一側(cè)擴(kuò)展。由于其位置靠近p+型半導(dǎo)體區(qū)域41b，朝形成于p型半導(dǎo)體區(qū)域51與n型半導(dǎo)體區(qū)域10之間的p-n結(jié)兩側(cè)擴(kuò)展的耗盡層的寬度變窄。在p+型半導(dǎo)體區(qū)域41b一側(cè)，耗盡層的寬度變得與施加1.5V反向偏壓時的耗盡層寬度相等。在這些耗盡層中，擴(kuò)展入n型半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)的耗盡層與阻值無關(guān)。擴(kuò)展入用作壓阻元件的p型半導(dǎo)體區(qū)域51內(nèi)的耗盡層使在其上流過電流的通道變窄并由此增大了阻值。圖10表示72a的電勢為1.5V而72b和72c的電勢相當(dāng)于電極端102上的3V時的情形。由于n型半導(dǎo)體區(qū)域10的電勢為3V而p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a的電勢為1.5V，因此在n型半導(dǎo)體區(qū)域10與p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a之間施加了1.5V的反向偏壓。但是，由于n型半導(dǎo)體區(qū)域10和p+型半導(dǎo)體區(qū)域42b的電勢都為3V，所以耗盡層202大部分向p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a一側(cè)擴(kuò)展。由于其位置靠近p+型半導(dǎo)體區(qū)域42b，朝形成于p型半導(dǎo)體區(qū)域51與n型半導(dǎo)體區(qū)域10之間的p-n結(jié)兩側(cè)擴(kuò)展的耗盡層的寬度變窄。在p+型半導(dǎo)體區(qū)域42b一側(cè)，寬度變得與熱平衡時的耗盡層的寬度相等。
由此可見，耗盡層201的厚度與耗盡層202的大不相同。特別是，擴(kuò)展入用作壓阻元件的p型半導(dǎo)體區(qū)域51內(nèi)的耗盡層寬度大于擴(kuò)展入p型半導(dǎo)體區(qū)域52內(nèi)的耗盡層寬度。即使形成了最終具有相同擴(kuò)散形狀的電阻元件，p型半導(dǎo)體區(qū)域51的阻值還會高于p型半導(dǎo)體區(qū)域52的阻值。因此，即使沒有施加壓力，圖3所示的電阻電橋也會失去平衡，由此而無法獲得高精度的壓力傳感器。
接下來論述半導(dǎo)體表面。首先，p型半導(dǎo)體區(qū)域51和52的表面與圖5和6所述的非常相似，所以不再論述?，F(xiàn)論述n型半導(dǎo)體區(qū)域10的表面。如果導(dǎo)體91接地而電極71c的電勢為3V，則n型半導(dǎo)體區(qū)域10的電勢同樣也為3V。因此，3V的電場作用在n型半導(dǎo)體區(qū)域10的表面與導(dǎo)體91之間有效。所以如圖9所示，在直接位于導(dǎo)體91下面的n型半導(dǎo)體區(qū)域10上形成耗盡了電子的耗盡層201。但是如圖10所示，導(dǎo)體92的電勢為1.5V而n型半導(dǎo)體區(qū)域10的電勢為3V。1.5V的電場作用在n型半導(dǎo)體區(qū)域10的表面與導(dǎo)體91之間有效。因此，n型半導(dǎo)體區(qū)域10表面上的耗盡層202的寬度小于耗盡層201的寬度。例如，由于泄漏電流大小正比于耗盡層的體積，所以包含p型半導(dǎo)體區(qū)域51的電阻元件的泄漏電流大于包含p型半導(dǎo)體區(qū)域52的電阻元件的泄漏電流。由此引起構(gòu)成電橋的電阻元件的泄漏電流不平衡。因此，對精度和可靠性的改進(jìn)產(chǎn)生不良影響。
現(xiàn)論述按照本發(fā)明的半導(dǎo)體混成傳感器的制造方法。圖11A、11B、11C、11D、11E、11F、11G、11H、11I和11J表示按照圖1所示本發(fā)明的半導(dǎo)體混成傳感器制造方法的各連續(xù)的加工步驟。如圖11A所示，通過外延生長方法在p型半導(dǎo)體區(qū)域30上形成具有n型半導(dǎo)體區(qū)域10的Si片首先經(jīng)過熱氧化在正面形成二氧化硅薄膜80，而在反面形成二氧化硅薄膜89a。如圖11B所示，利用普通的光刻技術(shù)在正面的二氧化硅薄膜80部分形成開孔。利用離子注入方法或熱擴(kuò)散方法將諸如硼之類的雜質(zhì)摻入開孔611。由此形成具有較高雜質(zhì)濃度的p+型半導(dǎo)體區(qū)域61以連接p型半導(dǎo)體區(qū)域30。如圖11C所示，隨后利用普通的光刻技術(shù)在正面的二氧化硅薄膜80部分形成開孔。利用離子注入方法或熱擴(kuò)散方法將諸如硼之類的雜質(zhì)摻入開孔411a和411b。由此形成具有較高雜質(zhì)濃度的p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a和41b。如圖11D所示，隨后利用普通的光刻技術(shù)在正面的二氧化硅薄膜80部分形成開孔。利用離子注入方法或熱擴(kuò)散方法將諸如磷之類的雜質(zhì)摻入開孔210。由此形成具有較高雜質(zhì)濃度的n+型半導(dǎo)體區(qū)域21。如圖11E所示，隨后利用普通的光刻技術(shù)在正面的二氧化硅薄膜80部分形成開孔。利用離子注入方法或熱擴(kuò)散方法將諸如硼之類的雜質(zhì)摻入開孔511。由此形成用作壓阻元件的p型半導(dǎo)體區(qū)域51。如圖11F所示，隨后利用以單硅烷作主要原料氣體的CVD方法、等離子CVD方法或微波等離子CVD方法在正面的二氧化硅薄膜80部分形成諸如多晶硅薄膜或所謂含有諸如磷或硼之類雜質(zhì)的摻雜多晶硅薄膜的導(dǎo)電薄膜90。利用等離子CVD方法在反面形成氮化硅薄膜89b。如圖11G所示，隨后利用普通的光刻技術(shù)對正面的導(dǎo)體薄膜90進(jìn)行處理以形成具有預(yù)定大小的導(dǎo)電薄膜91。在半導(dǎo)體正面的二氧化硅薄膜中，高雜質(zhì)濃度半導(dǎo)體區(qū)域61、41a、41b和21部分內(nèi)形成開孔并由此形成開孔610、410a、410b和210。如圖11H所示，利用普通的濺射方法在上述開孔的具有較高雜質(zhì)濃度的半導(dǎo)體區(qū)域上蒸發(fā)諸如鋁之類的金屬。利用光刻技術(shù)形成具有預(yù)定形狀的電極70、71a、71b和71c。如圖11I所示，利用普通的光刻技術(shù)或干法刻蝕對至少一部分氮化硅薄膜89b和直接反裝在壓阻元件51下面的二氧化硅薄膜89a進(jìn)行處理。由此在p型半導(dǎo)體區(qū)域30上形成開孔300。最后，如圖11J所示，利用堿液腐蝕或干法刻蝕通過開孔腐蝕p型半導(dǎo)體區(qū)域30以制造半導(dǎo)體混成傳感器。
圖12和13為圖3所示壓阻元件表面的俯視圖案。圖12對應(yīng)圖3的RgL1和RgL2，而圖13對應(yīng)圖3的RgT1和RgT2。圖12和13中與圖1和2相同的數(shù)字不再論述。在圖12中，圖1所示p型半導(dǎo)體區(qū)域的壓阻元件51分為三部分51a、51b和51c。而且，為了使51a與51b以及51b與51c連接起來，新增加了雜質(zhì)濃度較高的p+型半導(dǎo)體區(qū)域451a和451b。如圖12所示，形成雜質(zhì)濃度較高的n+型半導(dǎo)體區(qū)域21以通過n型半導(dǎo)體區(qū)域11包圍p型半導(dǎo)體區(qū)域51a、51b和51c以及p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a、41b、451a和451b。即使n型半導(dǎo)體區(qū)域11的表面反轉(zhuǎn)為p型，這樣的布局也可以避免壓阻元件51a、51b和51c連通因而使阻值顯著降低的問題。而且，導(dǎo)體91與電極71a相連而電極71b和71c是隔離的，導(dǎo)體91和電極71a的電勢相同。由導(dǎo)體91的表面可見，導(dǎo)體91覆蓋了壓阻元件51a、51b和51c以及n型半導(dǎo)體區(qū)域11的表面。因此，屏蔽了諸如潮氣或其他沾污之類外部氣氛所帶的電荷，提高了可靠性。
在圖13中，圖1所示p-型半導(dǎo)體區(qū)域的壓阻元件52分為四部分52a、52b、52c和52d。而且，為了使52a與52b、52b與52c和52c與52d連接起來，新增加了雜質(zhì)濃度較高的p+型半導(dǎo)體區(qū)域452a、452b和452c。其他與圖12相同的操作不再論述。圖14-16是分別表示本發(fā)明第二、第三和第四實(shí)施例的剖面圖。在圖14-16中，用與圖1中相同的數(shù)字表示的部件不再論述。借助圖1-4已經(jīng)論述了本發(fā)明的特征和操作。可以用圖14所示的絕緣體611和621代替按照本發(fā)明的圖1所示的p+型半導(dǎo)體區(qū)域61和62。在有絕緣體的情況下，電極端101接地而電極端102上施加的電壓為3V，n型半導(dǎo)體區(qū)域11與具有較高雜質(zhì)濃度的p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a之間的電勢差為1.5V，并且n型半導(dǎo)體區(qū)域12與具有較高雜質(zhì)濃度的p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a之間的電勢差也為1.5V。由此可以獲得高精度和高可靠性的半導(dǎo)體混成傳感器。
在表示本發(fā)明第一實(shí)施例的圖1中，分別在電極71a和72a的下面形成具有屏蔽作用的導(dǎo)體91和92。但即使如圖15所示分別在電極71a和72a的上方形成導(dǎo)體911和921，也可以達(dá)到本發(fā)明的效果。由于在這種情況下導(dǎo)體可以在放置好電極71a和72a后放置，所以能夠簡化半導(dǎo)體的制造步驟。
圖16表示采用圖14所示的絕緣體611和621的實(shí)施例，分別在電極71a和72a上方形成導(dǎo)體911和921。從圖14-16的每一張圖中都能夠構(gòu)造出體現(xiàn)本發(fā)明特征的高精度和高可靠性的半導(dǎo)體混成傳感器。
圖17是表示第一實(shí)施例的壓阻元件接觸部分的俯視圖。圖18是沿圖17的直線A-A’的剖面圖。在圖17和18所示的接觸部分，圖1所示處于同一電勢的電極71b和電極71c構(gòu)成公共電極71。如圖17所示，電極71與導(dǎo)體91隔離。如圖18所示，具有較高雜質(zhì)濃度的n+型半導(dǎo)體區(qū)域21與p+型半導(dǎo)體區(qū)域41b相連。這樣處理的優(yōu)點(diǎn)是便于引出電極。
圖19是表示第二實(shí)施例的壓阻元件接觸部分的俯視圖。圖20是沿圖19的直線B-B’的剖面圖。在圖19和20所示的接觸部分，圖1所示的電極71b和處于同一電勢的電極71c同樣構(gòu)成公共電極71。如圖19所示，電極71與導(dǎo)體91隔離。如圖20所示，n+型半導(dǎo)體區(qū)域21比p+型半導(dǎo)體區(qū)域41b做得更淺并與p+型半導(dǎo)體區(qū)域41b相連。這樣處理不僅便于引出電極，而且也可以使沒有被電極覆蓋的雜質(zhì)濃度較高的區(qū)域全部為n型，因此達(dá)到了高可靠性?，F(xiàn)論述其理由。就雜質(zhì)濃度而言，n型半導(dǎo)體區(qū)域的雜質(zhì)濃度可以做得比p型半導(dǎo)體區(qū)域高。例如在絕緣薄膜中，存在諸如鈉離子之類帶正電荷的有害物質(zhì)。在較高雜質(zhì)濃度的n+型半導(dǎo)體區(qū)域表面，形成有貯存在其間的電子數(shù)量多于襯底內(nèi)部的所謂的累積層，由此帶來的優(yōu)點(diǎn)是完全消除了泄漏電流的增大或電阻電橋電路失衡的危險。
圖21是表示本發(fā)明第五實(shí)施例操作的示意圖。在圖21中，用與圖1中數(shù)字表示的相同的部件不再論述。在表示按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的圖1中，用作屏蔽層的導(dǎo)體91和92與電極71a和72a連接，即串聯(lián)連接兩個壓阻元件低電勢側(cè)的電極。圖21所示實(shí)施例的特征是導(dǎo)體91與高電勢側(cè)的電極連接。在導(dǎo)體91與低電勢側(cè)的電極連接時，如圖5所示，在n-型半導(dǎo)體表面形成耗盡層。在導(dǎo)體91與高電勢側(cè)的電極連接時，半導(dǎo)體內(nèi)部的耗盡層201、211、202和212的擴(kuò)展沒有變化，但其差別是在n型半導(dǎo)體表面上形成累積層。詳細(xì)情況現(xiàn)借助圖22-24論述。圖22表示71a接地而71b和71c的電勢為1.5V時的情形。半導(dǎo)體內(nèi)部的情況與圖5的相同，這里不再論述。
現(xiàn)在論述與圖5不同的半導(dǎo)體表面的情況。首先論述p型半導(dǎo)體區(qū)域51的半導(dǎo)體表面。如果電極71b和與電極71b保持接觸的導(dǎo)體91的電勢各自為1.5V而電極71a接地，則p型半導(dǎo)體區(qū)域51的電勢分布為其右端接地而左端的電勢為1.5V。因此，電場作用在p型半導(dǎo)體區(qū)域51左端表面與導(dǎo)體91之間無效。電場作用在相對于其右端表面電勢為正1.5V的導(dǎo)體91與右端表面之間有效。所以如圖23所示，在p型半導(dǎo)體區(qū)域形成耗盡空穴的耗盡層221。當(dāng)其位置移向p型半導(dǎo)體區(qū)域51右邊時，該耗盡層221變得重要起來。在圖23中，VG表示具有相對于p-型半導(dǎo)體區(qū)域51來說電勢充分為正的導(dǎo)體91的電勢。
現(xiàn)論述n型半導(dǎo)體區(qū)域11的半導(dǎo)體表面。如果導(dǎo)體91和電極71b與71c的電勢各自為1.5V，則n型半導(dǎo)體區(qū)域11的電勢同樣也為1.5V。因此，電場作用在n型半導(dǎo)體區(qū)域11的表面與導(dǎo)體91之間無效。但是，耗盡層201表面的電勢介于接地電勢與1.5V之間。在耗盡層201表面與導(dǎo)體91之間，如圖24所示，可以視為在n型半導(dǎo)體區(qū)域11上形成了積累電子的累積層311。換句話說，導(dǎo)體91起著限制耗盡層在n型半導(dǎo)體區(qū)域表面擴(kuò)展的作用。在圖24中，VG表示具有相對于n型半導(dǎo)體區(qū)域11來說電勢充分為正的導(dǎo)體91的電勢。由于這種表觀累積層311防止了n型半導(dǎo)體區(qū)域表面的p反型，所以防止了多個用作壓阻元件的p型半導(dǎo)體區(qū)域的連通并由此防止了降低電阻。這種表觀累積層對于精度和可靠性的改善比較有效。
圖22-24括號內(nèi)外的數(shù)字具有相同的作用，因此它們是完全一樣的，這里不再贅述。
圖25是表示本發(fā)明第六實(shí)施例操作的示意圖。在圖25中，具有與圖4相同的數(shù)字的部件不再論述。在表示按照本發(fā)明的第一實(shí)施例操作的圖4中，分別在壓阻元件51和52上形成絕緣薄膜83和86。但是，圖25所示實(shí)施例的特征是在壓阻元件上新增加了具有較高雜質(zhì)濃度的n+型半導(dǎo)體區(qū)域210和220。檢測差壓的電阻元件直接位于各自具有較高雜質(zhì)濃度的n+型半導(dǎo)體區(qū)域210和220的下面。因此，可以利用外部環(huán)境和導(dǎo)體91與92電勢抑制屏蔽的變化。此外，構(gòu)成電橋電路的所有半導(dǎo)體其內(nèi)部耗盡層的擴(kuò)散可以具有如圖4詳述的形狀。由此可以獲得具有高精度和高可靠性的半導(dǎo)體混成傳感器。
圖26是表示在有關(guān)本發(fā)明第六實(shí)施例的圖25的操作中去除具有高雜質(zhì)濃度的p+型半導(dǎo)體區(qū)域61和62的情況下的示意圖，并且還是一張剖面圖，其中通過使電極端101接地并在電極端102上施加3V的電壓，從而對串聯(lián)連接的壓阻元件施加的電壓為3V。詳細(xì)的操作步驟與圖8中的相同，現(xiàn)只論述其要點(diǎn)。由于n+型半導(dǎo)體區(qū)域22的電勢為3V，所以n型半導(dǎo)體區(qū)域10的電勢也為3V。p+型半導(dǎo)體區(qū)域41a接地，而p+型半導(dǎo)體區(qū)域42a的電勢為1.5V。因此，耗盡層201寬于耗盡層202。在p型半導(dǎo)體區(qū)域51內(nèi)擴(kuò)展的耗盡層寬于在p型半導(dǎo)體區(qū)域52內(nèi)擴(kuò)展的耗盡層。所以，即使形成具有相同擴(kuò)散形狀和雜質(zhì)濃度分布的壓阻元件，壓阻元件51的阻值也比壓阻元件52的要高。由于電橋電路的電阻失衡，所以很難改善精度。
圖27表示包含本發(fā)明半導(dǎo)體混成傳感器的差壓發(fā)送器的實(shí)例。在圖27中，數(shù)字700表示集成了本發(fā)明的差壓傳感器、靜壓力傳感器和應(yīng)用了本發(fā)明的溫度傳感器的混成傳感器襯底。數(shù)字701表示將高壓側(cè)與低壓側(cè)分隔開來的傳感器隔膜，而702a和702b表示將容納在發(fā)送器內(nèi)的壓力傳送介質(zhì)(例如硅油)與外部環(huán)境隔開并接收外部壓力的密封隔膜。數(shù)字703表示包含SUS的混成發(fā)送器的主體，而704a和704b表示壓力入口。數(shù)字705表示用于發(fā)大傳感器輸出并進(jìn)行校正計算的信號處理電路。通過在這種智能化混成傳感器內(nèi)采用本發(fā)明的半導(dǎo)體混成傳感器，可以在不受差壓影響的情況下精確測量靜壓力。差壓傳感器的輸出受到高于100個大氣壓的靜壓力的影響。但是由于可以知道精確的靜壓力值，所以可進(jìn)行高精度的校正。由此改善了差壓檢測的精度。
在將至少兩個壓阻元件連接到混成了采用壓阻規(guī)元件的差壓傳感器、靜壓力傳感器和溫度傳感器的半導(dǎo)體混成傳感器方面，本發(fā)明可以在壓阻元件上形成同樣的累積層或耗盡層，因此避免了施加在壓阻元件上的電學(xué)影響。此時形成的累積層和耗盡層在兩種壓阻元件中具有相同的形狀。累積層或耗盡層對阻值的影響保持不變。而且，由于可以在兩種壓阻元件中提供相同形狀的耗盡層，所以可以使耗盡層對阻值的影響保持不變。
特別是當(dāng)用壓阻元件構(gòu)成電橋電路時，本發(fā)明可以以高精度校正壓阻元件的阻值。并且在任何使用情況和環(huán)境下都保持這樣。因此，不必考慮輸出校正等裝置。由此可以單單通過利用本發(fā)明的傳感器結(jié)構(gòu)提供具有高精度和高可靠性的半導(dǎo)體混成傳感器。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體混成傳感器，其特征在于包括至少兩個連接在一起的壓阻元件，所述兩個壓阻元件的形狀基本相同；以及具有各自電勢值并分別包圍所述兩個壓阻元件的半導(dǎo)體區(qū)域，所述兩個壓阻元件與所述半導(dǎo)體區(qū)域之間的電勢差值都基本上不變。
2.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體混成傳感器，其特征在于所述的兩個壓阻元件為串聯(lián)連接。
3..一種半導(dǎo)體混成傳感器，其特征在于包括至少兩個連接在一起的壓阻元件，所述兩個壓阻元件放置在同一塊混成傳感器襯底上；以及由性質(zhì)基本相同的半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體區(qū)域，所述兩個壓阻元件被所述各自的半導(dǎo)體區(qū)域包圍，所述各個半導(dǎo)體區(qū)域的放置避免了相互的電氣干擾并具有各自的電壓源輸入端。
4.如權(quán)利要求3所述半導(dǎo)體混成傳感器，其特征在于當(dāng)所述的兩個壓阻元件為串聯(lián)連接時，所述的電壓源端由不同的電源輸送電壓。
5.如權(quán)利要求3所述半導(dǎo)體混成傳感器，其特征在于所述半導(dǎo)體混成傳感器包含四個壓阻元件，所述四個壓阻元件構(gòu)成一個電橋電路，為所述四個壓阻元件中的兩個壓阻元件帶有的所述電壓源端由同一個電壓源提供電壓。
6..一種半導(dǎo)體混成傳感器，其特征在于包括四個連接在一起的壓阻元件，所述四個壓阻元件構(gòu)成一個電橋電路，至少兩個串聯(lián)連接并包含在所述四個壓阻元件中的壓阻元件具有基本相同的形狀；以及具有各自電勢值并分別包圍所述兩個壓阻元件的半導(dǎo)體區(qū)域，所述兩個壓阻元件與所述半導(dǎo)體區(qū)域之間的電勢差值都基本上不變。
7.如權(quán)利要求6所述半導(dǎo)體混成傳感器，其特征在于向包圍從電壓源看過去為位于正極一側(cè)的壓阻元件的所述半導(dǎo)體區(qū)域提供的電壓與向所述壓阻元件提供的電壓基本相同，而向包圍從電壓源看過去為位于負(fù)極一側(cè)的壓阻元件的所述半導(dǎo)體區(qū)域提供的電壓等于向位于正極一側(cè)的所述壓阻元件提供的電壓減去其上的電壓降。
8..一種半導(dǎo)體混成傳感器，其特征在于包括四個連接在一起的壓阻元件，所述四個壓阻元件放置在同一塊混成傳感器襯底上以構(gòu)成一個電橋電路，所述四個壓阻元件的形狀基本相同；以及由性質(zhì)基本相同的半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體區(qū)域，所述四個壓阻元件被所述各自的半導(dǎo)體區(qū)域包圍，所述各個半導(dǎo)體區(qū)域的放置避免了相互的電氣干擾并具有各自的電壓源輸入端，包圍包含于構(gòu)成所述電橋電路的所述四個壓阻元件中并位于輸入端的高電勢一側(cè)的兩個壓阻元件的半導(dǎo)體區(qū)域由同一電源提供電壓，向包圍位于輸入端的低電勢一側(cè)的兩個壓阻元件的半導(dǎo)體區(qū)域提供的電壓等于由所述電源提供的電壓減去位于輸入端高電勢一側(cè)的壓阻元件上的電壓降的電壓。
9.一種半導(dǎo)體混成傳感器，其特征在于包括至少兩個串聯(lián)連接并放置在由半導(dǎo)體組成的混成傳感器襯底上的相同的壓阻元件；以及分別位于所述兩個壓阻元件負(fù)極一側(cè)的電極或與所述電極導(dǎo)電的導(dǎo)體，所述電極或所述導(dǎo)體放置成覆蓋所述壓阻元件。
10.一種半導(dǎo)體混成傳感器，其特征在于包括至少兩個串聯(lián)連接并放置在由半導(dǎo)體組成的混成傳感器襯底上的基本相同的壓阻元件；以及分別位于所述兩個壓阻元件正極一側(cè)的電極或與所述電極導(dǎo)電的導(dǎo)體，所述電極或所述導(dǎo)體放置成覆蓋所述壓阻元件。
11.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體混成傳感器，其特征在于包含至少兩個串聯(lián)連接并放置在由半導(dǎo)體組成的混成傳感器襯底上的基本相同的壓阻元件；以及與具有高于所述壓阻元件雜質(zhì)濃度的所述壓阻元件的導(dǎo)電類型相反的半導(dǎo)體區(qū)域，所述半導(dǎo)體區(qū)域放置成覆蓋所述壓阻元件。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種采用多個串聯(lián)連接的半導(dǎo)體壓阻規(guī)元件的半導(dǎo)體混成傳感器。壓阻元件相分隔，從而使具有相同阻值的電阻元件的高電勢端和其他電阻元件的襯底保持相同的電勢。各個用作電阻元件的半導(dǎo)體區(qū)域與襯底之間的電勢差相等。
文檔編號G01L13/06GK1135039SQ96102588
公開日1996年11月6日 申請日期1996年1月30日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月30日
發(fā)明者村上進(jìn), 田智, 鵜飼征一, 高橋幸夫, 清水修一 申請人:株式會社日立制作所