[发明专利]一种同心圆环结构的差动式SiC电容压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种同心圆环结构的差动式SiC电容压力传感器，包括自下而上的SiC衬底（1）、p型SiC层（2）、复合层以及上极板（8），其中复合层由下极板（3）、电极（4）、连接电路（5）、绝缘层（6）与焊盘（7）组成；其特征在于：

所述的电极（4）包括第一电极（41）、第二电极（42）和第三电极（43），其中第三电极接地；所述的连接电路（5）包括第一连接电路（51）、第二连接电路（52）和第三连接电路（53）；

所述的下极板（3）包括内下极板（31）和外下极板（32）；内下极板（31）为圆形，外下极板（32）为与内下极板（31）同心的圆环形；外下极板（32）设有供第一连接电路（51）穿过的缺口，内下极板（31）通过第一连接电路（51）与第一电极（41）连接，外下极板（32）通过第二连接电路（52）与第二电极（42）连接；

所述的上极板（8）包括内上极板（81）、外上极板（82）和连接板（83）；内上极板（81）为位于内下极板（31）正上方、开口朝下的圆形框体；外上极板（82）为位于外下极板（32）正上方、开口朝下的圆环形框体；内上极板（81）与外上极板（82）之间通过连接板（83）连接；上极板（8）通过第三连接电路（53）与第三电极（43）连接；

所述的焊盘（7）为三个，分别与所述的第一电极（41）、第二电极（42）和第三电极（43）连接，用于通过焊接与外部电路形成电接触；

所述的绝缘层（6）覆盖在下极板（3）、连接电路（5）的四周及表面，同时包围住电极（4）与焊盘（7）的四周，将上极板（8）与内下极板（31）、外下极板（32）、以及第一连接电路（51）隔开，使得下极板（3）与上极板（8）形成同心圆环电容结构。

2.根据权利要求1所述的同心圆环结构的差动式SiC电容压力传感器，其特征在于：所述的p型SiC层（2）厚度为2μm±0.1μm。

3.根据权利要求1所述的同心圆环结构的差动式SiC电容压力传感器，其特征在于：所述的内下极板（31）和外下极板（32）的厚度均为2±0.1μm。

4.根据权利要求1所述的同心圆环结构的差动式SiC电容压力传感器，其特征在于：所述的内上极板（81）、外上极板（82）和连接板（83）的厚度均为2~3μm；圆形框体和圆环形框体的高度均为6μm±0.2μm。

5.根据权利要求1所述的同心圆环结构的差动式SiC电容压力传感器，其特征在于：所述的第一电极（41）、第二电极（42）和第三电极（43）均为正方形，边长至少为250μm。

6.根据权利要求1所述的同心圆环结构的差动式SiC电容压力传感器，其特征在于：所述的连接电路（5）为重掺杂的n型SiC层。

7.根据权利要求1所述的同心圆环结构的差动式SiC电容压力传感器，其特征在于：所述的第一连接电路（51）与第二连接电路（52）呈180°分布，第三连接电路（53）分别与第一连接电路（51）、第二连接电路（52）之间夹角均为90°。

8.根据权利要求1所述的同心圆环结构的差动式SiC电容压力传感器，其特征在于：所述的绝缘层（6）最大厚度处厚度为2.4±0.13μm，最薄处厚度为0.3±0.03μm。

9.根据权利要求1所述的同心圆环结构的差动式SiC电容压力传感器，其特征在于：所述的焊盘（7）包括焊盘底层金属（71）和焊盘顶层金属（72），焊盘底层金属（71）的厚度为300nm±20nm，通过高温退火与电极（4）形成欧姆接触，焊盘顶层金属（72）厚度为100nm±10nm，通过焊接与外部电路形成电接触。

10.权利要求1所述的同心圆环结构的差动式SiC电容压力传感器的制备方法，其特征在于：本方法包括以下步骤：

S1、在SiC衬底（1）上依次外延p型SiC层（2）和n型SiC层；

S2、依据下极板（3）、连接电路（5）以及电极（4）的结构，图形化n型SiC层，形成所述的下极板（3）、连接电路（5）以及电极（4）；

S3、沉积绝缘层（6）；

S4、在绝缘层（6）上沉积硅作为牺牲层；

S5、依据上极板（8）的形状，图形化牺牲层；

S6、在图形化后的牺牲层上沉积SiC，形成所述的上极板（8）；

S7、图形化上极板（8），形成刻蚀孔；

S8、释放牺牲层；

S9、对所述的刻蚀孔进行填埋。