[发明专利]Si基GaN压力传感器的制备方法

权利要求书

1.一种Si基GaN压力传感器的制备方法，其特征在于，包括：

在GaN晶圆上制备压力敏感单元，其中，所述GaN晶圆包括衬底、衬底上表面的GaN缓冲层和所述GaN缓冲层上表面的势垒层；

在第一硅片中制备凹槽；

将形成所述凹槽后的所述第一硅片键合在第二硅片上，形成密封腔体，具体为：分别对形成所述凹槽后的所述第一硅片和所述第二硅片进行抛光和表面处理；将经过抛光进而表面处理后的所述第一硅片和所述第二硅片贴合在一起；将贴合后的所述第一硅片和所述第二硅片在0.1kPa压强200℃至1000℃温度下进行键合，使所述第一硅片和所述第二硅片紧密贴合，形成密封腔体；

将形成所述压力敏感单元后的所述GaN晶圆与所述密封腔体键合，形成压力传感器，其中，所述GaN晶圆的衬底与所述第一硅片的表面接触。

2.如权利要求1所述的Si基GaN压力传感器的制备方法，其特征在于，所述在GaN晶圆上制备压力敏感单元之后，所述方法还包括：

将形成所述压力敏感单元后的所述GaN晶圆的衬底减薄至预设厚度。

3.如权利要求2所述的Si基GaN压力传感器的制备方法，其特征在于，所述将形成所述压力敏感单元后的所述GaN晶圆的衬底减薄至预设厚度，包括：

通过机械研磨或化学腐蚀将形成所述压力敏感单元后的所述GaN晶圆的衬底减薄至预设厚度。

4.如权利要求1所述的Si基GaN压力传感器的制备方法，其特征在于，所述在第一硅片中制备凹槽，包括：

通过光刻工艺在所述第一硅片与非凹槽区对应的部分的上表面涂覆光刻胶层；其中，所述非凹槽区为所述第一硅片中除凹槽区以外的区域；

通过硅刻蚀工艺刻蚀所述第一硅片与所述凹槽区对应的部分，形成凹槽；

去除所述光刻胶层。

5.如权利要求1所述的Si基GaN压力传感器的制备方法，其特征在于，所述在第一硅片中制备凹槽，包括：

通过光刻工艺在所述第一硅片与非凹槽区对应的部分的上表面淀积介质层；其中，所述非凹槽区为所述第一硅片中除凹槽区以外的区域；

通过刻蚀工艺刻蚀所述介质层和所述第一硅片与所述凹槽区对应的部分，形成凹槽，其中，所述第一硅片的刻蚀速率与所述介质层的刻蚀速率之比大于200:1；

去除剩余的所述介质层。

6.如权利要求5所述的Si基GaN压力传感器的制备方法，其特征在于，所述介质层为二氧化硅层、氮化硅层、金属铝层或金属镍层。

7.如权利要求1所述的Si基GaN压力传感器的制备方法，其特征在于，所述将形成所述压力敏感单元后的所述GaN晶圆与所述密封腔体键合，包括：

对所述GaN晶圆和所述密封腔体进行表面处理；

在经表面处理后的所述密封腔体的第一硅片的表面和/或所述GaN晶圆的硅衬底的下表面均匀覆盖键合介质层；

将所述GaN晶圆通过所述键合介质层贴合到所述第一硅片上，并在0.1kPa压强200℃至400℃温度下进行键合，使所述GaN晶圆与所述密封腔体紧密贴合。

8.如权利要求1所述的Si基GaN压力传感器的制备方法，其特征在于，所述压力敏感单元为高电子迁移率晶体管、惠斯顿电桥电路或肖特基环形电容。

9.如权利要求1至8任一项所述的Si基GaN压力传感器的制备方法，其特征在于，所述势垒层包括InAlGaN层、AlGaN层、InGaN层、InAlN层、AlN层和InN层中的一种或两种以上的组合。