[发明专利]基于SiC热电材料的高温热流传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于SiC热电材料的高温热流传感器，其特征在于，包括：

SiC衬底，所述SiC衬底具有第一表面和第二表面，在所述第一表面上设有沟槽以及由所述沟槽围绕形成的平台区域；

复合介质膜，位于所述SiC衬底的第一表面，覆盖所述沟槽表面及所述平台区域表面；

隔热腔体，设于所述SiC衬底中，由所述SiC衬底的第二表面向内凹入，位于所述平台区域的部分所述复合介质膜的下方；

P型SiC薄膜电阻块及N型SiC薄膜电阻块，位于所述平台区域位置的所述复合介质膜上，且局部位于所述隔热腔体的上方；

绝缘介质层，覆盖所述P型SiC薄膜电阻块及N型SiC薄膜电阻块以及所述复合介质膜；

引线孔，形成于所述绝缘介质层中，以暴露出部分所述P型SiC薄膜电阻块及所述N型SiC薄膜电阻块；

金属图层，形成于所述绝缘介质层上及所述引线孔表面，包括电极及引线，以将所述P型SiC薄膜电阻块及N型SiC薄膜电阻块连接形成热电堆。

2.根据权利要求1所述的基于SiC热电材料的高温热流传感器，其特征在于：所述SiC衬底的材料选自于4H-SiC、6H-SiC、3C-SiC中的一种。

3.根据权利要求1所述的基于SiC热电材料的高温热流传感器，其特征在于：所述沟槽的深度为1-50μm。

4.根据权利要求1所述的基于SiC热电材料的高温热流传感器，其特征在于：所述复合介质膜由单层或多层的氧化硅和氮化硅复合而成，厚度为1-10μm。

5.根据权利要求1所述的基于SiC热电材料的高温热流传感器，其特征在于：所述隔热腔体贯穿所述SiC衬底，暴露出部分所述复合介质膜；所述隔热腔体具有矩形截面。

6.根据权利要求1所述的基于SiC热电材料的高温热流传感器，其特征在于：所述P型SiC薄膜电阻块及N型SiC薄膜电阻块的材料选自于4H-SiC、6H-SiC、3C-SiC中的一种；所述P型SiC薄膜电阻块及N型SiC薄膜电阻块的厚度小于1μm，厚度偏差不超过3%。

7.根据权利要求1所述的基于SiC热电材料的高温热流传感器，其特征在于：所述绝缘介质层的材料包括氧化硅、氮化硅的一种或两种。

8.根据权利要求1所述的基于SiC热电材料的高温热流传感器，其特征在于：所述金属图层的材料选自于钛、钨、铂中的一种或多种。

9.一种基于SiC热电材料的高温热流传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1）提供一具有第一表面和第二表面的SiC衬底，并在所述第一表面上刻蚀沟槽，形成由所述沟槽围绕而成的平台区域；

2）于所述第一表面形成复合介质膜，所述复合介质膜覆盖所述沟槽表面及所述平台区域表面；

3）于所述平台区域的所述复合介质膜表面形成P型SiC薄膜电阻块及N型SiC薄膜电阻块；

4）于所述P型SiC薄膜电阻块及N型SiC薄膜电阻块表面形成绝缘介质层，并在所述绝缘介质层上形成引线孔，以暴露出部分所述P型SiC薄膜电阻块及N型SiC薄膜电阻块；

5）于所述绝缘介质层及所述引线孔表面形成包括电极及引线的金属图层，以将所述P型SiC薄膜电阻块及N型SiC薄膜电阻块连接成热电堆；

6）于所述SiC衬底的第二表面刻蚀形成隔热腔体，所述隔热腔体位于所述平台区域的部分所述复合介质膜下方，并使所述P型SiC薄膜电阻块及N型SiC薄膜电阻块的局部位于所述隔热腔体的上方。

10.根据权利要求9所述的基于SiC热电材料的高温热流传感器的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述SiC衬底的材料选自于4H-SiC、6H-SiC、3C-SiC中的一种。