Si基GaN压力传感器的制备方法技术

本发明专利技术适用于半导体技术领域，提供了一种Si基GaN压力传感器的制备方法，该方法包括：在第一硅片中制备凹槽；将形成所述凹槽后的所述第一硅片键合在第二硅片上，形成密封腔体；将GaN晶圆与所述密封腔体键合，其中，所述GaN晶圆包括衬底、衬底上表面的GaN缓冲层和所述GaN缓冲层上表面的势垒层，所述衬底与所述密封腔体的第一硅片的表面接触；在键合后的所述GaN晶圆上制备压力敏感单元。本发明专利技术能够实现高质量的气密性封装，极大地提升传感器的可靠性。

Preparation of Si based GaN pressure sensor

The present invention is applicable to the field of semiconductor technology and provides a preparation method of Si-based GaN pressure sensor. The method includes: preparing a groove in the first silicon wafer; bonding the first silicon wafer after forming the groove on the second silicon wafer to form a sealed cavity; and bonding the GaN wafer with the sealed cavity, wherein the said groove is formed. The GaN wafer includes a substrate, a GaN buffer layer on the substrate and a barrier layer on the upper surface of the GaN buffer layer, the substrate contacts the surface of the first silicon wafer of the sealed cavity, and a pressure sensitive unit is prepared on the bonded GaN wafer. The invention can realize high quality airtight encapsulation, and greatly enhance the reliability of the sensor.

【技术实现步骤摘要】
Si基GaN压力传感器的制备方法
本专利技术属于半导体
，尤其涉及一种Si基GaN压力传感器的制备方法。
技术介绍
压力传感器是一种可以把压力信号转换成可以直观获取的电信号的换能器，被广泛应用于生活的方方面面。目前半导体压力传感器主要是基于Si材料，但是Si材料温度特性差，采用扩散工艺形成的电阻在较高温度下特性会发生变化，用来隔离电阻和衬底的PN结的隔离度也会出现衰退，甚至发生穿通，导致器件彻底毁坏。通常Si材料压力传感器只能工作于温度低于120℃的环境下。GaN禁带宽度为3.4eV，为Si材料的3倍，宽的禁带决定了GaN材料良好的高温特性，GaN材料的压力传感器可工作于温度为600℃的环境下。另外GaN材料还具有电子浓度高、电子迁移率高、抗辐照能力强等诸多优点，因此，基于GaN材料的压力传感器可以工作于极端复杂的环境。然而，由于GaN材料还只能通过异质外延的方法得到，衬底材料主要有蓝宝石、SiC、Si等。蓝宝石材料具有超高的化学稳定性，尚无有效的手段对其进行微结构加工。SiC材料虽然已经有方法进行刻蚀，但其较高的材料成本和工艺成本使其无法得到广泛应用。Si材料是最理想的衬底材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Si基GaN压力传感器的制备方法，其特征在于，包括：在第一硅片中制备凹槽；将形成所述凹槽后的所述第一硅片键合在第二硅片上，形成密封腔体；在所述密封腔体中所述第一硅片的上表面依次生长GaN缓冲层和势垒层；在所述GaN缓冲层和所述势垒层中制备压力敏感单元，形成压力传感器。

【技术特征摘要】
1.一种Si基GaN压力传感器的制备方法，其特征在于，包括：在第一硅片中制备凹槽；将形成所述凹槽后的所述第一硅片键合在第二硅片上，形成密封腔体；在所述密封腔体中所述第一硅片的上表面依次生长GaN缓冲层和势垒层；在所述GaN缓冲层和所述势垒层中制备压力敏感单元，形成压力传感器。2.如权利要求1所述的Si基GaN压力传感器的制备方法，其特征在于，所述在第一硅片中制备凹槽，包括：通过光刻工艺在所述第一硅片与非凹槽区对应的部分的上表面涂覆光刻胶层；其中，所述非凹槽区为所述第一硅片中除凹槽区以外的区域；通过硅刻蚀工艺刻蚀所述第一硅片与所述凹槽区对应的部分，形成凹槽；去除所述光刻胶层。3.如权利要求1所述的Si基GaN压力传感器的制备方法，其特征在于，所述在第一硅片中制备凹槽，包括：通过光刻工艺在所述第一硅片与非凹槽区对应的部分的上表面淀积介质层；其中，所述非凹槽区为所述第一硅片中除凹槽区以外的区域；通过刻蚀工艺刻蚀所述介质层和所述第一硅片与所述凹槽区对应的部分，形成凹槽，其中，所述第一硅片的刻蚀速率与所述介质层的刻蚀速率之比大于200:1；去除剩余的所述介质层。4.如权利要求3所述的Si基GaN压力传感器的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕元杰，谭鑫，周幸叶，宋旭波，王元刚，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