The invention provides a method and a preparation method based on surface acoustic wave of high temperature pressure sensor chip and the silicon wafer of piezoelectric thin film comprises a silicon wafer chip substrate, the silicon wafer chip substrate comprises a first surface and a second surface, inside the silicon wafer chip substrate is provided with a chamber, the chamber has second the chip base opening or by bonding to Guijing element chip substrate sealing high vacuum sealing chamber formed in the silicon wafer chip substrate second surface; silicon wafer chip substrate of the chamber above the pressure sensitive film, a piezoelectric film formed by the pressure sensitive film, the piezoelectric film is formed with a fork transducer and reflector. The invention is based on silicon wafer and piezoelectric thin film acoustic wave of high temperature pressure sensor chip has the advantages of small size, work can realize the wireless transceiver in the RF section, measuring the flexible, have large potential applications in the field of high temperature and pressure measurement.
【技术实现步骤摘要】
一种基于硅晶元和压电薄膜的声表面波高温压力传感器芯片及其制备方法
本专利技术属于半导体设计及制造
,涉及MEMS传感器,具体涉及一种基于硅晶元和压电薄膜的声表面波高温压力传感器芯片及其制备方法。
技术介绍
高温环境下的压力测量是测控技术的重点、难点之一。在航空航天、国防军工、石油化工、汽车工业等领域,常常需要在高温环境下进行压力的测量与控制,高性能的高温压力传感器是上述领域中的关键器件之一。目前广泛使用的硅压阻式压力传感器,采用P-N结隔离应变电桥与应变膜,其工艺成熟且性能优异,但是P-N结漏电随着温度升高而急剧增大,当温度超过120℃时,传感器的性能会严重恶化甚至失效,另外,硅在600℃时会发生塑性变形和电流泄漏,导致信号处理系统和电路的极度失调。以石英为基底的声表面波压力传感器技术已经相当成熟,但其工作温度一般为-20℃-100℃,不宜在高于200℃的环境下使用。中国专利CN1514219提供了一种固态压阻式耐高温压力传感器,实现了200℃以上恶劣环境的温度测量,但此传感器仍需电源供电,需要导线传输信号,难以胜任500℃以上高温要求。中国专利CN101775657涉及到了硅酸镓镧高温应用零温度补偿切型,但没有具体针对此晶体在传感器方面做深入的工作。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中存在的问题,特别创新地提出了一种基于硅晶元和压电薄膜的声表面波高温压力传感器芯片及其制备方法。为了实现本专利技术的上述目的,根据本专利技术的第一个方面,本专利技术提供了一种基于硅晶元和压电薄膜的声表面波高温压力传感器芯片,其包括硅晶元芯片基底,所述硅晶元芯片基底包 ...
【技术保护点】
一种基于硅晶元和压电薄膜的声表面波高温压力传感器芯片,其特征在于,包括:硅晶元芯片基底,所述硅晶元芯片基底包括第一表面和第二表面,在所述硅晶元芯片基底内部设置有腔室,所述腔室在硅晶元芯片基底第二表面有开口或者由键合于硅晶元芯片基底第二表面的第二芯片基底密封形成高真空密封腔室;所述腔室之上的硅晶元芯片基底为压力敏感膜,所述压力敏感膜上形成有压电薄膜,在所述压电薄膜之上形成有叉指换能器和反射栅。
【技术特征摘要】
1.一种基于硅晶元和压电薄膜的声表面波高温压力传感器芯片,其特征在于,包括:硅晶元芯片基底,所述硅晶元芯片基底包括第一表面和第二表面,在所述硅晶元芯片基底内部设置有腔室,所述腔室在硅晶元芯片基底第二表面有开口或者由键合于硅晶元芯片基底第二表面的第二芯片基底密封形成高真空密封腔室;所述腔室之上的硅晶元芯片基底为压力敏感膜,所述压力敏感膜上形成有压电薄膜,在所述压电薄膜之上形成有叉指换能器和反射栅。2.如权利要求1所述的基于硅晶元和压电薄膜的声表面波高温压力传感器芯片,其特征在于,硅晶元芯片基底的电阻率≥5kΩ;和/或所述压电薄膜为晶粒呈c轴取向的纯AlN压电薄膜或掺杂10at%-43at%钪元素的AlN压电薄膜。3.如权利要求1所述的基于硅晶元和压电薄膜的声表面波高温压力传感器芯片,其特征在于,所述叉指换能器和反射栅在压电薄膜上方平行设置,所述叉指换能器和反射栅为同一种材料。4.如权利要求1或3所述的基于硅晶元和压电薄膜的声表面波高温压力传感器芯片,其特征在于,所述叉指换能器和反射栅的材料为铝、金、钼、铂、铱或其合金。5.如权利要求1所述的基于硅晶元和压电薄膜的声表面波高温压力传感器芯片,其特征在于,在压力敏感膜与压电薄膜之间形成有底电极,所述底电极可引出接地,也可不引出。6.如权利要求1或5所述的基于硅晶元和压电薄膜的声表面波高温压力传感器芯片,其特征在于,在压力敏感层与底电极之间形成有二氧化硅平铺层,或者在压力敏感层与底电极之间形成有二氧化硅立体结构与多晶硅立体结构交叉分布的周期性阵列平铺层;或者在压力敏感层与压电薄膜之间形成有二氧化硅平铺层,或者在压力敏感层与压电薄膜之间形成有二氧化硅立体结构与多晶硅立体结构交叉分布的周期性阵列平铺层;和/或在叉指换能器和反射栅之上形成有绝缘保护层。7.如权利要求1所述的基于硅晶元和压电薄膜的声表面波高温压力传感器芯片,其特征在于,采用如下结构之一:结构一:同时使用两个谐振器或两个延迟线形式的双通道补偿方式补偿抵...
【专利技术属性】
技术研发人员:牟笑静,窦韶旭,齐梦珂,
申请(专利权)人:重庆大学,
类型:发明
国别省市:重庆,50
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。