[发明专利]P-N结串联温度传感器

说明书

本发明涉及一种由二个以上p-N结串联而构成的温度传感器，是一种高灵敏度的温度传感器。

现有的p-N结温度传感器一般都由单个p-N结组成。其灵敏度较低，只有2mv/℃左右。而另一种集成电路式p-N结温度传感器其灵敏度虽可以做到2nmv/℃（n为p-N结个数），在这种温度敏感元件的工艺过程却非很繁杂，包括埋层氧化埋层光刻、埋层扩散、外延、隔离扩散等，至划片、烧结、压焊、封帽等需二十多道工艺，比单个p-N温度传感器的工艺增加很多，生产成本很高，而成品率由于工艺过程增加而明显下降。因此这种温度传感器虽有较高的灵敏度，却不利于大量的应用和推广。

本发明的目的是在不增加p-N结温度传感器的工艺难度的前题下，力促较大幅度的提高p-N结温度传感器的灵敏度，并使这种温度传感器成为一种廉价的，易于普及推广的新型温度传感器。

本发明的具体作法是：在N型单晶硅片上做二个以上的三极管，它们有共同的集电极（1），将这些二个以上三极管的基极（4）发射极（5）相互串联构成二个以上p-N结相互串联的温度传感器。

这种两个以上的p-N结相互串联的温度传感器。灵敏度比单个p-N结温度传感器得到了提高：2nmv/℃（n为p-N结个数）。即比单个p-N结温度传感器提高了n倍。

本发明的工艺过程简单，与p-N结集成电路式温度传感器相比省去了很多操作工序。即埋层氧化、埋层光刻、埋层扩散、外延隔离氧化、隔离光刻、隔离扩散等道工序。本发明的基本工序只需：

a、在N型单晶硅片上生长一层Sio氧化层（9）;

b、在上述生有氧化层（9）的单晶硅片（1）上光刻基区窗口（2）;

c、在基区窗口（2）内作杂质硼扩散并氧化;

d、在硅片上光刻发射区窗口（3），并作磷扩散，然后氧化;

e、在上述硅片上同时光刻基极引线孔（4）和发射极引线孔（5）;

f、然后蒸铝并光刻铝，制出铝连接线（6）和铝电极（7）（8）;

最后划片，分解成单个芯片以后，按步骤进行烧结-压焊-连接铝电极及外引线-封装-制成。

由于这种在单晶硅片上使多个p-N结串联的温度传感器工艺过程简单，整个芯片相当于一个隔离区，工艺过程少。成本低，成品率却由工艺过程减少而提高了很多。在一个φ40的外延硅片上可以得到1500个以上10个p-N结串联的温度传感器。灵敏度比单个p-N结温度传感器提高10倍，约达20mv/℃。因而分辨率提高很多，可达0.01℃，一个φ40的单晶硅片约25元/片。所以达到了低成本的目的。

附图说明：

图1、图2是三个p-N结串联温度传感器的实施例。

图3是十个p-N结串联温度传感器的实施例。

1-N型单晶硅片（集电极）;2-基区（p硼扩散区）;3-发射区（磷扩散区）;4-基极引线孔;5-发射极引线孔;6-铝连接线;7-铝电极;9-二氧化硅层。8-铝电极。