[发明专利]一种高温压力传感器及其加工方法

权利要求书

1.一种高温压力传感器的加工方法，其特征在于最高工作温度可以达到500℃，压力传感器包括硅敏感膜片，底座，TO管壳，其特征在于，所述加工方法包括以下步骤

硅敏感膜片加工步骤包括采用SOI单晶硅圆片作为基片，在器件层加工电阻，用磁控溅射的方法在电阻上制作二硅化钛/钛/氮化钛/铂/金耐高温的欧姆接触电极及引线互连组成惠斯登电桥，在衬底层进行各向异性腐蚀形成对压力敏感的膜片结构，

键合加工步骤包括采用应变温度在550℃以上含有钠离子成分且与硅热膨胀系数匹配的耐高温玻璃片为材料与硅敏感膜片进行阳极键合，或以单晶硅圆片为基片以应变温度在550℃以上的玻璃焊料或应变温度在550℃以上的金属焊料为键合介质与硅敏感膜片进行气密性键合，

封装加工步骤包括采用相应耐高温气密绝缘的玻璃绝缘子为管脚填充材料的金属管壳为外壳实现芯片级封装。

2.根据权利要求1所述的高温压力传感器的加工方法，其特征在于，当采用SOI单晶硅圆片作为基片时，器件层上的半导体电阻组成惠斯登电桥，衬底层经各向异性腐蚀形成对压力敏感的膜片结构，所述硅敏感膜片加工步骤包括

电阻加工步骤包括离子注入并退火形成电阻，

电阻图形化及隔离加工步骤包括刻蚀基片的器件层形成惠斯登电桥，用低压化学气相淀积的方法在基片表面淀积二氧化硅/氮化硅钝化层，电阻被钝化层和SOI片的埋氧层包裹起来，消除高温时的漏电流，

金属层生长加工步骤包括用磁控溅射的方法在电阻上制作二硅化钛/钛/氮化钛/铂/金耐高温的欧姆接触电极及互连线，硅/二硅化钛欧姆接触具有良好的热稳定性，氮化钛阻挡层能够有效阻挡高温环境中各层金属之间的相互扩散，

背腔腐蚀加工步骤包括基片正面旋涂保护胶，基片背面以二氧化硅/氮化硅钝化层为掩膜对窗口区域的硅衬底进行各向异性腐蚀，形成对压力敏感的膜片结构。

3.根据权利要求1所述的高温压力传感器的加工方法，其特征在于，当采用玻璃片或单晶硅圆片为基片加工所述底座时，所述键合加工步骤包括

硅玻璃键合加工步骤包括当采用耐高温玻璃片加工底座时，用阳极键合的方法将硅敏感膜片与玻璃片键合，所采用的玻璃基片的应变温度应该在550℃以上且含有钠离子成分，

硅硅键合加工步骤包括当采用单晶硅圆片加工底座时，用焊料键合的方法将硅敏感膜片与单晶硅圆片键合，所采用的金属焊料或玻璃焊料应该能够在550℃以上保持良好的气密性和封接强度。

4.根据权利要求1所述的高温压力传感器的加工方法，其特征在于，当以TO型金属管壳为外壳实现芯片级封装时，所述封装加工步骤包括

芯片与管壳封装步骤包括采用相应耐高温气密绝缘的玻璃绝缘子为管脚填充材料的耐高温金属管壳，选用耐高温玻璃焊料或金属焊料将芯片底座与管壳的管座封接，

管壳封装步骤包括管壳的管座和管壳的盖帽之间用储能焊封接。