一种全金刚石结构的压力传感器芯片及其制备方法技术

技术编号:39973847 阅读:38 留言:0更新日期:2024-01-09 00:59
本发明专利技术公开了一种全金刚石结构的压力传感器芯片及其制备方法,压力传感器芯片包括单晶金刚石基片,所述基片上表面刻蚀有4个凹槽,每个凹槽内均沉积有硼掺杂金刚石薄膜作为桥电阻,4个桥电阻通过金属电极联通形成惠斯通电桥结构,所述基片背面通过刻蚀形成应力杯。本发明专利技术从结构仿真设计、金刚石薄膜生长、电桥设计、电极生长、芯体封装全过程进行相关研制,并最终完成形成高稳定性、高灵敏度的金刚石压阻传感器制备。在全金刚石结构的条件下,可以克服硅基半导体的本征激发温度低,材料强度差的缺点,有利于提高器件的测量范围和应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压力传感器芯片领域,特别涉及一种全金刚石结构的压力传感器芯片及其制备方法


技术介绍

1、目前压力传感器产品化应用主要采用硅基压阻传感器芯片,虽得到了广泛的认可和应用,但受其材料本身性能影响,其测量灵敏度较低,同时,硅基压阻式传感器受温度的影响较大,实用的传感器一般都需要进行温度补偿。另外,在硅基压阻芯片本身材料强度低,因此器件一般需要在测量范围和精度之间做出选择,提高压力的测量范围就要牺牲测量精度,反之亦然。更重要的是硅基压阻芯片是基于硅基半导体设计,而硅基半导体禁带宽度较窄,在200℃左右发生本征激发,失去半导体性能,同时压阻效应消失。

2、目前,国际上在半导体金刚石薄膜器件的应用基础方面己付出了巨大的努力,由于掺杂工艺得到较好的解决,因此在电学方面的利用取得了较大的进展。现已证实:掺杂金刚石薄膜可用于制作半导体器件,并有希望成为替代硅材料的新一代半导体材料,又由于它的优良特性,相比于目前广泛使用的硅基压力传感器,cvd金刚石薄膜传感器的使用温度可以达到500℃(硅基材料在200℃左右发生本征激发,300℃时将完全失去压阻性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种全金刚石结构的压力传感器芯片,其特征在于,包括单晶金刚石基片,所述基片上表面刻蚀有4个凹槽,每个凹槽内均沉积有硼掺杂金刚石薄膜作为桥电阻,4个桥电阻通过金属电极联通形成惠斯通电桥结构,所述基片背面通过刻蚀形成应力杯。

2.根据权利要求1所述的一种全金刚石结构的压力传感器芯片,其特征在于,所述凹槽为矩形结构,深度为3μm。

3.根据权利要求1所述的一种全金刚石结构的压力传感器芯片,其特征在于,所述基片为(110)取向的单晶金刚石薄膜,薄膜厚度为0.3毫米。

4.根据权利要求1所述的一种全金刚石结构的压力传感器芯片,其特征在于,所述应力杯的刻蚀深度...

【技术特征摘要】

1.一种全金刚石结构的压力传感器芯片,其特征在于,包括单晶金刚石基片,所述基片上表面刻蚀有4个凹槽,每个凹槽内均沉积有硼掺杂金刚石薄膜作为桥电阻,4个桥电阻通过金属电极联通形成惠斯通电桥结构,所述基片背面通过刻蚀形成应力杯。

2.根据权利要求1所述的一种全金刚石结构的压力传感器芯片,其特征在于,所述凹槽为矩形结构,深度为3μm。

3.根据权利要求1所述的一种全金刚石结构的压力传感器芯片,其特征在于,所述基片为(110)取向的单晶金刚石薄膜,薄膜厚度为0.3毫米。

4.根据权利要求1所述的一种全金刚石结构的压力传感器芯片,其特征在于,所述应力杯的刻蚀深度为50-260μm。

5.一种如权利要求1所述的全金刚石结构的压力传感器芯片的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

6.根据权利要求5所述的一种全金刚石结构的压...

【专利技术属性】
技术研发人员:张学宇盖志刚张妹郭风祥柴旭张丽丽刘寿生方柯邓明君
申请(专利权)人:山东省科学院海洋仪器仪表研究所
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 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。

1