[发明专利]一种耐高温碳化硅压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种耐高温碳化硅压力传感器，其特征在于，包括：压敏芯片（1）和封装结构，压敏芯片（1）固定设置在封装结构中，所述压敏芯片（1）为4H-SiC；

压敏芯片（1）的正面中心位置设置有敏感膜片（101），围绕敏感膜片（101）设置有四个4H-SiC体型引线（103），四个4H-SiC体型引线（103）分别设置在压敏芯片（1）四角处；4H-SiC体型引线（103）是长度和宽度尺寸近似相等、高掺杂浓度的片状碳化硅晶体，由N型高掺杂外延层（201）刻蚀形成；每一个4H-SiC体型引线（103）的外侧边和压敏芯片（1）的外侧边重合，内侧边和敏感膜片（101）边部接触，相邻的4H-SiC体型引线（103）之间设置有隔离槽（104），每一个4H-SiC体型引线（103）中设置有金属焊盘（105），四个金属焊盘（105）围绕压敏芯片（1）的中心等分布置；

所述敏感膜片（101）上沿其周向等分设置有四对压敏电阻条（106），每一对压敏电阻条（106）包括两个单独电阻条（1063），每一对压敏电阻条（106）中的两个单独电阻条（1063）通过短金属引线（107）连通，每一个单独电阻条（1063）通过一个长金属引线（108）和一个4H-SiC体型引线（103）连通，一个4H-SiC体型引线（103）连通有两个单独电阻条（1063）；

金属焊盘（105）和4H-SiC体型引线（103）的连接区域，短金属引线（107）和压敏电阻条（106）的连接区域，长金属引线（108）和4H-SiC体型引线（103）的连接区域共同组成欧姆接触区（109）。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温碳化硅压力传感器，其特征在于，四对压敏电阻条（106）均沿X方向设置，四对压敏电阻条（106）包括两对第一压敏电阻条（1061）和两对第二压敏电阻条（1062）；两对第一压敏电阻条（1061）相对于Y方向中心线对称，两对第二压敏电阻条（1062）相对于X方向中心线对称；每一对第一压敏电阻条（1061）中的两个单独电阻条（1063）相对于X方向中心线对称，每一对第二压敏电阻条（1062）中的单独电阻条（1063）在Y方向中心线两边的距离相等。

3.根据权利要求1所述的一种耐高温碳化硅压力传感器，其特征在于，所述金属焊盘（105）、短金属引线（107）和长金属引线（108）均为多层金属及金属化合物组合，自上而下分别为Ti、TiN和Pt。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的耐高温碳化硅压力传感器，其特征在于，所述封装结构包括盖板（2）和四个铂线（7），盖板（2）的正面和压敏芯片（1）的正面键合，盖板（2）的背面固定连接有底座（3）；底座（3）的外侧壁通过焊接连接有管壳（4）和保护帽（5），保护帽（5）在管壳（4）的上部，保护帽（5）将压敏芯片（1）和盖板（2）罩在底座（3）和保护帽（5）之间；管壳（4）的底部固定连接有螺纹管（6）；四个铂线（7）从上到下依次贯穿盖板（2）和底座（3）；每一个铂线（7）上端分别和一个金属焊盘（105）固定连接，下端固定设置在螺纹管（6）中。

5.根据权利要求4所述的一种耐高温碳化硅压力传感器，其特征在于，盖板（2）和底座（3）之间通过高性能陶瓷胶（2004）粘结。

6.根据权利要求4所述的一种耐高温碳化硅压力传感器，其特征在于，盖板（2）和4H-SiC体型引线（103）同质键合。

7.根据权利要求4所述的一种耐高温碳化硅压力传感器，其特征在于，盖板（2）中开设有四个第一通孔（2002），底座（3）中开设有四个第二通孔（3001）；每一个铂线（7）从下到上依次穿过一个第二通孔（3001）和一个第一通孔（2002）；第一通孔（2002）的直径大于金属焊盘（105）的直径，第二通孔（3001）和第一通孔（2002）内填充有导电浆料（2003）。

8.根据权利要求4所述的一种耐高温碳化硅压力传感器，其特征在于，所述盖板（2）的正面开设第二凹腔（2001）；压敏芯片（1）的背面开设有第一凹腔（102），第一凹腔（102）的直径及圆心和敏感膜片（101）相同。