[發明專利]基于智能剝離硅隔離芯片的耐高溫抗腐蝕壓力傳感器

有效

• 申請號: 201210031035.2
• 申請日: 2012-02-13
• 公開（公告）號: CN102539055A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 郭述文
• 申請（專利權）人: 蘇州文智芯微系統技術有限公司
• 主分類號: G01L9/00
• 分類號: G01L9/00;B81B3/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛

1.一種基于智能剝離硅隔離芯片的耐高溫抗腐蝕壓力傳感器，用于檢測壓力介質的壓力，其特征在于：其包括依次設置的壓力傳感器芯片、金鍺合金膜層、彈性膜片；

所述的壓力傳感器芯片為采用智能剝離技術形成的硅隔離芯片；所述的彈性膜片具有第一面和第二面；所述的壓力傳感器芯片為兩片且對稱地設置于所述的彈性膜片的第一面的應力最大處；所述的彈性膜片的第二面面向所述的壓力介質。

2.根據權利要求1所述的基于智能剝離硅隔離芯片的耐高溫抗腐蝕壓力傳感器，其特征在于：所述的壓力傳感器芯片包括依次設置的對壓力敏感的高摻雜單晶硅層、二氧化硅埋層、襯底硅層；所述的單晶硅層包括電阻條。

3.根據權利要求1或2所述的基于智能剝離硅隔離芯片的耐高溫抗腐蝕壓力傳感器，其特征在于：所述的壓力傳感器芯片與所述的彈性膜片通過短暫液相過渡共晶鍵合工藝封裝；所述的壓力傳感器芯片上依次淀積有粘附層、硅擴散阻擋層、金擴散阻擋層、第一金膜層、超薄鍺層；所述的彈性膜片上電鍍有第二金膜層；當所述的壓力傳感器芯片與所述的彈性膜片相鍵合時，所述的超薄鍺層與所述的第一金膜層和所述的第二金膜層的界面處的金原子和鍺原子發生共晶熔化，所述的超薄鍺層中的鍺原子向周圍擴散而使鍺原子濃度逐漸下降，最終金鍺共晶由液態轉變為固態形成所述的金鍺合金膜層，所述的金鍺合金膜層中鍺原子的濃度低于3%。

4.根據權利要求3所述的基于智能剝離硅隔離芯片的耐高溫抗腐蝕壓力傳感器，其特征在于：所述的壓力傳感器芯片與所述的彈性膜片的鍵合溫度為360℃-450℃。

5.根據權利要求2所述的基于智能剝離硅隔離芯片的耐高溫抗腐蝕壓力傳感器，其特征在于：所述的壓力傳感器芯片采用如下工藝制成：向第一片硅晶圓片中注入氫離子形成微氣泡層，再將該第一片硅晶圓片與含有所述的二氧化硅埋層和所述的襯底硅層的第二片硅晶圓片直接鍵合后加高溫退火裂變，所述的第一片硅晶圓片與所述的第二片硅晶圓片之間形成激活層，向所述的激活層中注入硼離子形成所述的高摻雜單晶硅層，再采用等離子刻蝕方法將所述的高摻雜單晶硅層刻蝕成所述的電阻條。

6.根據權利要求2所述的基于智能剝離硅隔離芯片的耐高溫抗腐蝕壓力傳感器，其特征在于：所述的高摻雜單晶硅層上形成有歐姆接觸金屬層和氮化硅鈍化層。

7.根據權利要求1所述的基于智能剝離硅隔離芯片的耐高溫抗腐蝕壓力傳感器，其特征在于：所述的彈性膜片為金屬膜片，且所述的彈性膜片為圓形膜片。

8.根據權利要求1所述的基于智能剝離硅隔離芯片的耐高溫抗腐蝕壓力傳感器，其特征在于：其還包括溫度補償芯片，所述的溫度補償芯片設置于所述的彈性膜片的第一面的應力最小處。

9.根據權利要求8所述的基于智能剝離硅隔離芯片的耐高溫抗腐蝕壓力傳感器，其特征在于：所述的溫度補償芯片包括依次設置的溫度補償電阻條層、溫度補償二氧化硅埋層、溫度補償襯底硅層；所述的溫度補償電阻條層具有溫度補償電阻；所述的溫度補償芯片通過共晶鍵合方式粘貼于所述的彈性膜片上。

10.根據權利要求1所述的基于智能剝離硅隔離芯片的耐高溫抗腐蝕壓力傳感器，其特征在于：其還包括外殼，所述的外殼與所述的彈性膜片采用相同材料且一體加工而成，所述的外殼包括具有中心孔的邊框，所述的彈性膜片通過懸臂梁與所述的邊框相連接于同一平面上，且所述的彈性膜片位于所述的中心孔中。