The invention provides a GaN high temperature pressure sensor and a preparation method, including a silicon substrate and a silicon base, a GaN epitaxy layer on the silicon substrate, a piezoresistive device and pins on the GaN epitaxy layer, a thinning groove on the lower surface of the silicon substrate and directly below the piezoresistive device, a pressure detection area corresponding to the thinning groove, a piezoresistive device in the pressure detection area, and a pin in the pressure detection area. Beyond the measuring area, the lower surface of the silicon base is provided with a first etching groove, and the bottom of the first etching groove is provided with a second etching groove and a through hole; the silicon base and the silicon substrate are sealed and connected by glass slurry sintering, the piezoresistive device is located in the second etching groove, the pin is located outside the second etching groove, and the through hole is filled with metal for lead-out. The GaN high temperature pressure sensor provided by the invention has strong piezoelectric polarization effect, has the ability to work in high temperature and irradiation environment, and can fabricate larger wafers by epitaxy of GaN on silicon substrate, and the processing technology is easier than that of silicon carbide material.
【技术实现步骤摘要】
GaN高温压力传感器及制备方法
本专利技术属于压力传感器
,更具体地说,是涉及一种GaN高温压力传感器及制备方法。
技术介绍
半导体材料压力传感器具有体积小、一致性高、响应度大等优势,然而常规的Si基压力传感器一般只能工作到125℃。高温下压阻元件间的PN结隔离失去作用,导致压力传感器失效。更高温度应用领域迫切需要高性能的压力传感器。SOI结构的压力传感器、SiC材料的压力传感器结合耐高温的封装、保护工艺是目前高温压力传感器的主要技术方案。目前,利用SiC的耐高温特性,压力传感器工作温度可以提高到600℃,最高可以达到1000℃。然而,Si是一种窄禁带的半导体材料,其耐高温性能不如宽禁带半导体材料;宽禁带SiC压力传感器发展则受限于刻蚀、掺杂等工艺,难度较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种GaN高温压力传感器,以解决现有技术中存在的制作难度大的技术问题。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:提供一种GaN高温压力传感器,包括:硅衬底,其上表面设有凸台,所述凸台上设有GaN外延层,所述GaN外延层上设有压阻器件和引脚,所述压阻器件位于所述GaN外延层的中间,所述引脚位于所述GaN外延层的边缘,所述硅衬底的下表面且对应所述压阻器件正下方设有减薄凹槽,所述减薄凹槽对应的区域为压力检测区,所述压阻器件位于所述压力检测区,所述引脚在所述压力检测区之外,所述凸台四周的平面为第一连接面;硅基座,下表面设有第一刻蚀凹槽,所述第一刻蚀凹槽的槽底设有用于密封所述压阻器件的第二刻蚀凹槽和用于引出所述引脚的贯穿所述硅基座的通孔,所述第一刻蚀凹槽四周的平面为第 ...
【技术保护点】
1.GaN高温压力传感器,其特征在于,包括:硅衬底,其上表面设有凸台,所述凸台上设有GaN外延层,所述GaN外延层上设有压阻器件和引脚,所述压阻器件位于所述GaN外延层的中间,所述引脚位于所述GaN外延层的边缘,所述硅衬底的下表面且对应所述压阻器件正下方设有减薄凹槽,所述减薄凹槽对应的区域为压力检测区,所述压阻器件位于所述压力检测区,所述引脚在所述压力检测区之外,所述凸台四周的平面为第一连接面;硅基座,下表面设有第一刻蚀凹槽,所述第一刻蚀凹槽的槽底设有用于密封所述压阻器件的第二刻蚀凹槽和用于引出所述引脚的贯穿所述硅基座的通孔,所述第一刻蚀凹槽四周的平面为第二连接面;所述硅基座的所述第二连接面与所述硅衬底的所述第一连接面通过玻璃浆料烧结实现密封连接,所述凸台位于所述第一刻蚀凹槽内,所述压阻器件位于所述第二刻蚀凹槽内,所述引脚位于所述第二刻蚀凹槽之外,所述第一刻蚀凹槽的槽底与所述GaN外延层相贴,所述通孔内填充用于将所述引脚引出的金属。
【技术特征摘要】
1.GaN高温压力传感器,其特征在于,包括:硅衬底,其上表面设有凸台,所述凸台上设有GaN外延层,所述GaN外延层上设有压阻器件和引脚,所述压阻器件位于所述GaN外延层的中间,所述引脚位于所述GaN外延层的边缘,所述硅衬底的下表面且对应所述压阻器件正下方设有减薄凹槽,所述减薄凹槽对应的区域为压力检测区,所述压阻器件位于所述压力检测区,所述引脚在所述压力检测区之外,所述凸台四周的平面为第一连接面;硅基座,下表面设有第一刻蚀凹槽,所述第一刻蚀凹槽的槽底设有用于密封所述压阻器件的第二刻蚀凹槽和用于引出所述引脚的贯穿所述硅基座的通孔,所述第一刻蚀凹槽四周的平面为第二连接面;所述硅基座的所述第二连接面与所述硅衬底的所述第一连接面通过玻璃浆料烧结实现密封连接,所述凸台位于所述第一刻蚀凹槽内,所述压阻器件位于所述第二刻蚀凹槽内,所述引脚位于所述第二刻蚀凹槽之外,所述第一刻蚀凹槽的槽底与所述GaN外延层相贴,所述通孔内填充用于将所述引脚引出的金属。2.如权利要求1所述的GaN高温压力传感器,其特征在于,所述金属引出并外延到所述硅基座的上表面。3.如权利要求1所述的GaN高温压力传感器,其特征在于,所述金属为Cu、Al、Au、Ti、Pt或Ni中的任一种。4.如权利要求1所述的GaN高温压力传感器,其特征在于,所述GaN外延层异质结为AlGaN/GaN、或InAlN/GaN、或AlN/GaN。5.如权利要求1所述的GaN高温压力传感器,其特征在于,所述GaN外延层上设有至少一个压阻器件和至少两个引脚,两个所述引脚对称分设于所述压阻器件的两...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋旭波,吕元杰,谭鑫,韩婷婷,周幸叶,冯志红,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第十三研究所,
类型:发明
国别省市:河北,13
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