一种GaN压力传感器制备方法及器件技术

本发明专利技术适用于半导体技术领域，提供了一种GaN压力传感器制备方法及器件，包括将第一硅片与第二硅片贴合形成密封腔体；将衬底上的GaN外延层剥离形成GaN薄膜；其中，GaN外延层由下至上包括GaN缓冲层和势垒层；将所述GaN薄膜与密封腔体键合形成压力传感器基底；在所述GaN薄膜上形成压力敏感单元。本发明专利技术通过激光剥离工艺将GaN外延层从衬底上剥离形成GaN薄膜，并在第一硅片上制备凹槽，将第一硅片与第二硅片键合形成密封腔体，然后将GaN薄膜与密封腔体键合，并在GaN薄膜上制备压力敏感单元形成压力传感器，从而实现高质量的气密性封装，极大地提升传感器的可靠性。

Method and device for preparing GaN pressure sensor

The invention is applicable to the semiconductor technology field, and provides a preparation method and device of a GaN pressure sensor, including bonding a first silicon wafer with a second silicon wafer to form a sealed cavity; peeling off a GaN epitaxial layer on a substrate to form a GaN thin film; wherein the GaN epitaxial layer comprises a GaN buffer layer and a barrier layer from bottom to top; and forming the GaN thin film. A pressure sensor base is formed by bonding with the sealing cavity, and a pressure sensitive element is formed on the GaN film. The GaN epitaxial layer is peeled off the substrate to form GaN film by laser peeling technology, grooves are prepared on the first silicon wafer, the first silicon wafer is bonded with the second silicon wafer to form a sealed cavity, then the GaN film is bonded with the sealed cavity, and the pressure sensitive unit is prepared on the GaN film to form a pressure sensor, thereby realizing. The high quality airtight package greatly improves the reliability of the sensor.

【技术实现步骤摘要】
一种GaN压力传感器制备方法及器件
本专利技术属于半导体
，尤其涉及一种GaN压力传感器制备方法及器件。
技术介绍
目前，半导体压力传感器主要是基于Si材料，通过硅扩散电阻的压阻效应实现。然而，扩散工艺温度稳定性很差，并且高温下扩散电阻和衬底的隔离PN结会出现衰退，甚至发生穿通，进而彻底损坏失效。由于Si材料的特性，基于Si材料的压力传感器只能工作于低于120℃的环境下。GaN已被证实工作最高温度可达600℃，另外，GaN具有的高电子浓度，高电子迁移率，强抗辐照能力等诸多优点，使其可以工作于极端复杂的环境。当GaN器件表面受到外部压力时，晶格形变会改变缓冲层和势垒层之间的应力，由极化产生的沟道二维电子气浓度，以及迁移率都会发生相应改变，进而导致器件电学特性变化，如电阻、电流、电容等等。因此，GaN可以用于压力信号的传感。目前，GaN材料主要通过异质外延的方法获取，而高质量的GaN异质结结构衬底主要为蓝宝石、SiC或Si。蓝宝石材料具有超高的化学稳定性，对其进行微结构加工难度大、成本高。高温环境下应用的绝压压力传感器对晶圆键合的气密性要求很高，目前，硅硅键合是主流的高可靠性键合方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GaN压力传感器制备方法，其特征在于，包括：将第一硅片与第二硅片贴合形成密封腔体；将衬底上的GaN外延层剥离形成GaN薄膜；其中，GaN外延层由下至上包括GaN缓冲层和势垒层；将所述GaN薄膜与密封腔体键合形成压力传感器基底；在所述GaN薄膜上形成压力敏感单元。

【技术特征摘要】
1.一种GaN压力传感器制备方法，其特征在于，包括：将第一硅片与第二硅片贴合形成密封腔体；将衬底上的GaN外延层剥离形成GaN薄膜；其中，GaN外延层由下至上包括GaN缓冲层和势垒层；将所述GaN薄膜与密封腔体键合形成压力传感器基底；在所述GaN薄膜上形成压力敏感单元。2.如权利要求1所述的GaN压力传感器制备方法，其特征在于，所述将第一硅片与第二硅片贴合形成密封腔体，包括：选取两片表面经过抛光处理的硅片；其中，所述硅片包括第一硅片和第二硅片；通过光刻工艺和刻蚀工艺对所述第一硅片进行处理形成凹槽；通过键合工艺将形成所述凹槽后的第一硅片与第二硅片贴合形成所述密封腔体。3.如权利要求2所述的GaN压力传感器制备方法，其特征在于，所述将形成所述凹槽后的第一硅片与第二硅片贴合形成所述密封腔体，包括：对形成所述凹槽后的第一硅片和第二硅片的表面进行抛光处理；将经过抛光处理的所述第一硅片和第二硅片的表面贴合在一起；将贴合后的在所述第一硅片和第二硅片氧气或氮气环境中经过退火工艺形成所述密封腔体。4.如权利要求3所述的GaN压力传感器制备方法，其特征在于，所述退火工艺的退火温度为200℃-1000℃、退火时间为2小时-10小时。5.如权利要求1所述的GaN压力传感器制备方法，其特征在于，所述将衬底上的GaN外延层剥离形成GaN薄膜，包括：通过金属有机物化学气相外延工艺或者分子束外延工艺在衬底上表面形成GaN外延层；通过紫外光波段激光束在所述衬底与GaN外延层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭鑫，吕元杰，周幸叶，宋旭波，王元刚，冯志红，邹学锋，徐森锋，
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