[发明专利]一种掺杂薄膜铂电阻温度传感器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种掺杂薄膜铂电阻温度传感器，包括：衬底、设置于衬底上的合金成分可调的掺杂薄膜、设置于掺杂薄膜上的金属触垫、与金属触垫键合的引线和包裹住衬底上表面的密封釉层。本发明还提供一种掺杂薄膜铂电阻温度传感器的制备方法，包括在选定的衬底上镀上合金成分可调的掺杂薄膜；对镀好掺杂薄膜衬底进行均匀化退火处理，并制备金属触垫，获取传感器基片；将传感器基片上的金属触垫与引线键合后对传感器基片进行封装，获取传感器元件。该制备方法所制备的温度传感器能达到国际标准规定的3850ppm/℃，且该传感器以合金成分可调的掺杂薄膜作为温度敏感材料，使得温度传感器的测温范围广，有效克服了现有薄膜铂电阻测温范围小的技术缺陷。

技术领域

本发明涉及传感器制备技术领域，尤其是涉及一种掺杂薄膜铂电阻温度传感器及其制备方法。

背景技术

进入二十一世纪以来，工农业得到前所未有的发展，小到衣食住行，大到规划管理，各项物理指标的实时监控无一不发挥着保驾护航的作用。温度作为基本物理量之一，其准确、快速的监测尤为重要。常用的温度传感器有NTC、热电偶和铂电阻等，相比于前两者，铂电阻测温范围宽，精度高，但价格昂贵。随着MEMS技术的不断发展与成熟，铂电阻的生产得到质的飞跃，通过半导体工艺制备的薄膜铂电阻逐步展示出取代其他传统温度传感器的趋势。但由于薄膜铂电阻特殊的薄层结构，难以达到国际标准要求的TCR值，且现有技术制备的薄膜铂电阻测温范围小，这严重限制了薄膜铂电阻技术的发展。

发明内容

本发明旨在提供一种掺杂薄膜铂电阻温度传感器及其制备方法，以解决上述技术问题，该温度传感器通过在衬底上沉积合金成分可调的掺杂薄膜，具备符合国际标准要求的薄膜铂电阻，测温范围广，克服了现有薄膜铂电阻的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种掺杂薄膜铂电阻温度传感器，包括：衬底；设置于所述衬底上的合金成分可调的掺杂薄膜；所述合金成分中金属铂的含量比例为0.3～0.6；设置于所述掺杂薄膜上的金属触垫；与所述金属触垫键合的引线；包裹住所述衬底上表面的密封釉层。

上述方案提供的掺杂薄膜铂电阻温度传感器，其在衬底上沉积有合金成分可调的掺杂薄膜，合金成分中金属铂的含量比例为0.3～0.6，一方面使得温度传感器能达到国际标准规定的3850ppm/℃，另一方面以合金成分可调的掺杂薄膜作为温度传感器的温度敏感材料，使得温度传感器的测温范围广，有效克服了现有薄膜铂电阻测温范围小的技术缺陷。

本发明还提供一种掺杂薄膜铂电阻温度传感器的制备方法，包括以下步骤：

在选定的衬底上镀上合金成分可调的掺杂薄膜；所述合金成分中金属铂的含量比例为0.3～0.6；

对镀好掺杂薄膜衬底进行均匀化退火处理，并制备金属触垫，获取传感器基片；

将传感器基片上的金属触垫与引线键合后对传感器基片进行封装，获取传感器元件。

上述方案中，该制备方法所制备的温度传感器能达到国际标准规定的3850ppm/℃，且该传感器以合金成分可调的掺杂薄膜作为温度敏感材料，使得温度传感器的测温范围广，有效克服了现有薄膜铂电阻测温范围小的技术缺陷。

进一步地，所述在选定的衬底上镀上合金成分可调的掺杂薄膜，具体为：在选定的衬底上使用双枪电子束设备镀上合金成分可调的掺杂薄膜。

上述方案采用双枪电子束设备对衬底进行镀膜，可以实现双靶材设计得到合金成分可调的掺杂薄膜，制备符合国际标准的薄膜铂电阻。

进一步地，所述在选定的衬底上使用双枪电子束设备镀上合金成分可调的掺杂薄膜，具体为：设定双枪电子束设备中两个枪管的镀膜速率相同，并以金属铂的生长情况为标准，当金属铂层达到预设厚度时，关闭双枪电子束设备，以在选定的衬底上镀上合金成分可调的掺杂薄膜。