[发明专利]一种基于超高电阻温度系数非晶态碳膜的温度传感器芯片

权利要求书

1.一种基于超高电阻温度系数非晶态碳膜的温度传感器芯片，包括镀有氮化硅层的硅片基底(4)，其特征在于：硅片基底(4)表面采用离子蒸汽沉积超高TCR非晶碳膜(1)，超高TCR非晶碳膜(1)表面溅射第一金电极(2)，在硅片基底(4)表面制作二氧化硅保护层(3)，二氧化硅层刻蚀使第一金电极(2)裸露，将硅片基底(4)固定在PCB板(7)上，使用金丝(5)键合连接第一金电极(2)和第二金电极(6),最终通过引线孔(8)接入电路。

2.一种基于超高电阻温度系数非晶态碳膜的温度传感器芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)使用镀有氮化硅层的硅片基底(4)作为基底，在氮化硅层上制作铝掩蔽；

2)将硅片基底(4)放入离子蒸气腔体内，对腔体进行抽真空操作，使基准压强小于3×10^-3Pa；

3)向腔室内通入C₇H₈，通过热灯丝使其低离子化，形成碳源，工作压强为0.1Pa～0.4Pa，硅片基底(4)的偏压为-2KV，在200℃条件下溅射3小时，得到超高TCR非晶碳膜(1)；

4)使用铝腐蚀液腐蚀掉铝掩蔽，使用光刻胶制作电极掩蔽，之后溅射第一金电极(2)，使用丙酮进行剥离；

5)使用PECVD工艺在硅片基底(4)表面制作二氧化硅保护层(3)，使用光刻胶制作二氧化硅刻蚀掩蔽，之后进行二氧化硅层的刻蚀使第一金电极(2)露出；

6)将硅片基底(4)固定在PCB板(7)上，使用金丝(5)键合连接第一金电极(2)和第二金电极(6)。

3.根据权利要求2所述的一种基于超高电阻温度系数非晶态碳膜的温度传感器芯片的制备方法，其特征在于：所述的超高TCR非晶碳膜(1)内sp³杂化成分绝缘性好，导电sp²团簇分布于基体中，电子输运是由sp²团簇与sp³基底间的跳跃机制控制，电阻率受到导电sp²团簇的尺寸和相邻两个sp²团簇间的距离影响。

4.根据权利要求2所述的一种基于超高电阻温度系数非晶态碳膜的温度传感器芯片的制备方法，其特征在于：所述的超高TCR非晶碳膜1的摩擦系数为0.13，使用100Cr2钢压头，在接触压强为0.6Gpa的磨损实验中，测得磨损寿命达7万圈。