[发明专利]一种碳化硅压力传感器及其制造方法

说明书

本发明公开一种碳化硅压力传感器及其制造方法，所述方法包括：形成感压结构，包括：提供衬底，所述衬底包括相对设置的第一表面及第二表面；在所述第一表面形成电路层；对所述第二表面进行减薄及抛光处理，以形成感压膜；形成支撑结构，包括：提供基底；在所述基底的表面上形成与所述感压膜的变形区域对应的凹槽；在所述基底形成通孔；将所述感压结构与所述支撑结构键合，且使得所述电路层朝向所述凹槽，以形成碳化硅压力传感器芯片。本发明制备得到的碳化硅压力传感器的电路结构不易损坏，且可降低SiC材料的加工难度，提高加工效率，实现高质量的碳化硅压力传感器。

技术领域

本发明涉及MEMS压力传感器技术领域，具体涉及一种碳化硅高温压力传感器及其制造方法。

背景技术

压力传感器在铁路交通、航空航天、石化油井等领域应用广泛，例如，对于航空发动机、重型燃气轮机而言，其部件长期处于高温、高压、强腐蚀性的极端环境中，通过压力传感器来实时监测燃烧室内的压力参数，可以提高燃料的燃烧率，增强设备的安全性。传统的硅(Si)压力传感器和绝缘体上硅(SOI)压力传感器因硅材料在高温环境中PN结漏电流加剧，且机械性能退化，不能满足高温环境下压力测量的需求。碳化硅材料因其独特的机械性质、电学特性、化学稳定性、抗辐射性能和高温稳定性逐渐为人们所重视，是制备需在极端环境下工作的压力传感器的理想材料。

然而，采用碳化硅制备压力传感器时，传统的制作方法是在SiC材料上进行深腔加工来形成感压膜，包括熔盐腐蚀、光电化学腐蚀、等离子体干法刻蚀、超声波加工、机械研磨、激光刻蚀等方法，存在加工效率较低、刻蚀深度难以精确控制、表面质量较差等缺点，且制备得到的碳化硅压力传感器的感压膜的正面一般直接与高温介质相接触，长期使用容易导致感压膜上的电路结构发生损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳化硅压力传感器及其制造方法，制备得到的碳化硅压力传感器的电路结构不易损坏，且可降低材料的加工难度，提高加工效率，实现高质量的碳化硅压力传感器。

为实现上述目的，本发明实施例提供了以下方案：

第一方面，本发明实施例提供一种碳化硅压力传感器的制造方法，所述方法包括：

形成感压结构，包括：

提供衬底，所述衬底包括相对设置的第一表面及第二表面；

在所述第一表面形成电路层；

对所述第二表面进行减薄及抛光处理，以形成感压膜；

形成支撑结构，包括：

提供基底；

在所述基底的表面上形成与所述感压膜的变形区域对应的凹槽；

在所述基底形成通孔；

将所述感压结构与所述支撑结构键合，且使得所述电路层朝向所述凹槽，以形成碳化硅压力传感器芯片。

在一种可能的实施例中，所述在所述第一表面形成电路层，包括：

在所述第一表面依次外延生长形成第一外延层及第二外延层；

对所述第二外延层进行光刻及刻蚀处理，以形成间隔设置的压敏电阻及周缘；

在所述压敏电阻的表面、所述周缘的表面及部分所述第一外延层的表面进行淀积，以形成隔离层；

对所述隔离层进行光刻及湿法腐蚀处理，以形成位于所述压敏电阻上的接触孔；

在靠近所述接触孔的部分所述隔离层的表面及所述接触孔内形成布线层，在位于所述周缘的表面的所述隔离层的表面形成与所述通孔对应的焊盘，所述布线层通过所述接触孔将所述压敏电阻相互连接；以及

进行快速热退火处理，使得所述布线层与所述压敏电阻形成欧姆接触。