(57)【要約】  本発明は基板上で除去すべき層をエッチングする方法に関し、除去すべき層としてＳｉ１−ｘＧｅｘ層（４，６，１０）を用意し、前記層は気相エッチングの際にエッチングガス、特にＣｌＦ３を使用して少なくとも部分的に除去する。その際Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層（４，６，１０）のＧｅ割合によりＳｉ１−ｘＧｅｘ層（４，６，１０）のエッチング特性を制御することができる。前記エッチング法は、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層（４，６，１０）を犠牲層または充填層としてシリコンに対して高い選択性でエッチングするので、マイクロメカニックセンサーに自立構造体を製造するためにおよびこの自立構造体を閉鎖された空間（１５）に製造するために特に適している。
2008508704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（Ｓｕｂ）、特にシリコン基板上で除去すべき層をエッチングする方法において、除去すべき層が基板（Ｓｕｂ）にすでに存在するまたは基板（Ｓｕｂ）に堆積したＳｉ１−ｘＧｅｘ層（４，６，１０）であり、このＳｉ１−ｘＧｅｘ層（４，６，１０）を、気相エッチングの際にエッチングガスを使用して少なくとも部分的に除去することを特徴とする基板上で除去すべき層をエッチングする方法。
【請求項２】
エッチングガスとして、ＢｒＦ３、ＸｅＦ２またはＣｌＦ３を使用する請求項１記載の方法。
【請求項３】
Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層（４，６，１０）のエッチング特性をＧｅ割合により制御する請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層（４，６，１０）がｘ＝０.０５〜ｘ＝０.５の値の範囲からのｘの値を有するＧｅ割合を有する請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層（４，６，１０）がｘ＝０.１〜ｘ＝０.５の値の範囲からのｘの値を有するＧｅ割合を有する請求項４記載の方法。
【請求項６】
Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層（４，６，１０）がｘ＝０.０５〜ｘ＝０.３の値の範囲からのｘの値を有するＧｅ割合を有する請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層（４，６，１０）がｘ＝０.１〜ｘ＝０.３の値の範囲からのｘの値を有するＧｅ割合を有する請求項６記載の方法。
【請求項８】
堆積したＳｉ１−ｘＧｅｘ層（４，６，１０）上にシリコン層（５，７，１２）を成長させ、パターン化し、引き続きこのＳｉ構造体を露出するために、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層（４，６，１０）を、露出すべき構造体の下の犠牲層または充填層として少なくとも部分的に除去する請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層（４，６，１０）とシリコン層（５，７，１２）の間に拡散バリアまたは保護層として、特に厚さ１０〜１００ｎｍを有する酸化物層または窒化物層が存在する請求項８記載の方法。
【請求項１０】
シリコン層（５，７，１２）としてポリシリコン層をエピタキシャル成長する請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
シリコン層（５，７，１２）のパターン化を、フッ素ベースグラビアエッチング法を使用して、分離した、それぞれ交互に連続するエッチング工程および重合工程で実施する請求項８から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層（４，６，１０）を、第１絶縁層（１）、導体層（２）および第２絶縁層（３）が被覆された基板（Ｓｕｂ）上に堆積する請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
第１絶縁層（１）としてＳｉＯ２層を熱によりＳｉからなる基板（Ｓｕｂ）に形成する請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
導体層（２）としてポリシリコン層を被覆し、パターン化する請求項１２または１３記載の方法。
【請求項１５】
第２絶縁層（３）として酸化物層を被覆する請求項１２から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層（１０）を充填層として１つの領域にセンサー素子と一緒に堆積し、空間（１５）を形成するために基板（Ｓｕｂ）にキャップ層（１２ａ）を堆積後に除去する請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
キャップ層（１２ａ）に、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層（１０）にエッチングガスを導く穿孔用孔（１４）を設ける請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術水準
本発明は基板上で除去すべき層をエッチングする方法に関する。
【０００２】
半導体基板上での所定の層、例えば犠牲層の選択的除去は、半導体部品の製造方法、特に自立する構造体の製造方法で知られた手段である。従ってマイクロメカニックセンサーの製造方法において犠牲層を基板に形成し、前記基板に他の構造体層を堆積し、パターン化する。引き続き構造体を露出するために、犠牲層を選択的に除去する。基本的に犠牲層を乾式または湿式化学的に除去することができる。
【０００３】
ドイツ特許第１９５３７８１４号から、シリコン基板にまず熱酸化物を堆積し、前記酸化物に更に高ドープポリシリコンの薄い層を埋め込み導体路として使用するために被覆する、センサーおよびセンサーの製造方法が公知である。その後ポリシリコン層に別の酸化物層を堆積し、この上に例えば厚いエピポリシリコン層を堆積する。この後に表面アルミニウム金属被覆を堆積し、パターン化する。引き続き露出すべきセンサー構造体を、有利にドイツ特許第４２４１０４５号に記載されるフッ素ベースシリコングラビアエッチング法によりエッチング除去する。センサー素子の露出は犠牲層エッチングにより行い、その際酸化物を典型的にフッ化水素酸含有媒体によりセンサー領域下の蒸気エッチング法により除去する。このアンダーエッチング技術の欠点は酸化物が露出すべきセンサー領域下のみでなく、前記領域の上に、および部分的にポリシリコン導体路下でも除去され、二次的接続および表面漏れ電流の危険が存在することである。例えば保護塗料による、酸化物領域のアンダーエッチングを避けるべきである酸化物領域の保護はかなりの費用をかけてのみ可能であり、それというのも蒸気状フッ化水素酸はほとんどすべての実施できるポリマー保護層をきわめて急速に浸透し、更に強く腐食作用することがある。
【０００４】
蒸気状フッ化水素酸の使用により生じる問題は、プラズマエッチング法を使用してセンサー素子のアンダーエッチングを行うことにより回避できる。従って例えばドイツ特許第４４２０９６２号ではセンサー構造体を製造するためにシリコンでの乾式エッチング法を提案し、その際異方性プラズマエッチング技術と等方性プラズマエッチング技術の組合せにより事後の湿式エッチング工程または蒸気相でのエッチングを省くことができる。分離した犠牲層は用意されない。すべての処理工程は唯一のプラズマエッチング装置で行うことができる。このためにまず再びドイツ特許第４３４１０４５号に記載される異方性グラビアエッチング法を使用して垂直な壁を有するセンサー構造体を製造する。その際側壁にテフロン状ポリマーを堆積する堆積工程と、エッチングの間に側壁ポリマーの進行により位置的に異方性になる等方性、フッ素ベースエッチング工程を互いに交代する。最後にフッ素ベースエッチング工程を使用して、センサー素子のためのシリコン構造体が完全に露出するまでシリコン基板を等方性にエッチングする。
【０００５】
しかしこの方法は２つの重大な欠点を有する。一方ではいわゆるマイクロ付加効果により狭いエッチング溝が広いエッチング溝より遅くエッチングされ、このことが引き続く横方向のアンダーエッチングの速度に適用され、すなわちアンダーエッチングが広い溝の場合より狭い溝の場合に遅く進行する。他方では下側もしくは底部から露出すべき構造体が攻撃される。これは広いトレンチ溝により包囲される構造体が狭いトレンチ溝により包囲される構造体より少ない残留高さを有する結果を生じ、これによりしばしば製造したセンサー素子の再現不可能な、不十分な機械的特性を生じる。
【０００６】
決められたアンダーエッチングを可能にし、ドイツ特許第４４２０９６２号からの方法の欠点を排除するために、ドイツ特許第１９８４７４５５号からの方法を使用できる。この場合もセンサー素子をパターン化するための異方性プラズマエッチングと、等方性気相エッチングまたは等方性フッ素プラズマエッチングを使用する引き続くセンサー素子のアンダーエッチングの組合せによりフッ化水素酸蒸気が完全に省かれる。しかしこの方法において分離層として製造すべきセンサー構造体の領域のポリシリコン犠牲層平面の真上の数１０ｎｍの薄い酸化物平面を利用する。薄い酸化物平面の上にエピポリシリコン層を堆積し、ドイツ特許第４２４１０４５号に記載される異方性グラビアエッチング法を使用してパターン化する。その際薄い酸化物平面が硬いエッチングストップとして作用し、この酸化物平面を引き続きそれ自体ＣＦ４またはＣ２Ｆ６のようなフッ素の多いエッチングガスを使用するプラズマエッチングによりイオンを激しく照射させて、すなわち高い基板バイアス電圧下で除去する。引き続きセンサー構造体の側壁を保護層としてテフロン状ポリマーまたは酸化珪素薄層で覆い、その後エピポリシリコンからなる構造素子を、例えばＣｌＦ３を使用する等方性気相アンダーエッチングによりまたは等方性フッ素プラズマアンダーエッチングにより露出する。酸化珪素に対して少なくとも２００〜３００：１のこのエッチング工程の高い選択性により構造素子の下側および場合により側壁の酸化物平面はその裏側のエッチングもしくは側面のエッチング攻撃を阻止する。
【０００７】
しかし裏側の酸化物は上に向かって構造素子の圧縮応力および湾曲を生じる。これにより酸化物による構造素子の機械的特性の持続する影響が生じる。この妨害効果を最小にするために、酸化物平面はできるだけ薄く、例えば１０ｎｍに形成されるべきである。更に実際に構造体側壁のテフロン状または同様の形式の保護層が、等方性気相エッチング工程またはプラズマエッチング工程中のこのエッチング攻撃を避けるためにしばしば十分でないことが示される。費用のかかる堆積法で被覆しなければならないテフロン不活性被覆の代わりの酸化物層も必要な方法の安全性を保証するために十分でない。センサー構造体へのフッ化水素酸またはフッ化水素酸蒸気による問題のある作用を最終的に使用するので、センサー構造体の露出後に、構造体側壁でこの酸化物層を再び除去すべきである。
【０００８】
発明の利点
本発明の方法は、基板上の珪素−ゲルマニウム合金からなる層を気相エッチングの際にエッチングガスを使用して、特にシリコンからなる基板に対して高い選択性で除去できることにもとづく。特に有利なエッチングガスとしてＣｌＦ３を使用することが提案される。Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層のエッチング特性を合金中のＧｅ部分により制御できる。
【０００９】
Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層を特にマイクロメカニックセンサーを製造する犠牲層として使用し、犠牲層を気相エッチングにより除去する場合は、犠牲層の除去に関する前記欠点を回避する。本発明の方法は、フッ化水素酸含有媒体による酸化シリコン層のエッチングを完全に省くことができ、ポリシリコン導体路の上方または下方の保護層の意図されない、避けられないエッチングを行わない。従って二次的接続および漏れ電流の不安が存在しない。これにより方法の安全性が改良され、もはや側壁保護層の依存性が存在せず、それというのも本発明によるエッチング法においては構造体の犠牲層に対するきわめて高い材料に帰因する選択性が存在するからである。
【００１０】
更にＳｉ１−ｘＧｅｘ層を充填層として基板に堆積し、空間を形成するために、基板にキャップ層を堆積後、気相エッチングにより簡単な方法で除去できる。
【００１１】
従属請求項に記載される手段により従属請求項に記載される方法の有利な構成および改良が可能である。
【００１２】
図面
本発明の実施例は図面に示され、以下の説明で詳細に説明する。
【００１３】
図１および２は、基板上の層を選択的にエッチングする本発明の方法を示し、その際図１はＳｉ１−ｘＧｅｘ犠牲層を除去前のマイクロメカニックセンサー素子の断面図であり、図２はＳｉ１−ｘＧｅｘ犠牲層を除去後のマイクロメカニックセンサー素子の断面図である。
【００１４】
更に図３および４はセンサー素子の層構造に関する第２の構成を示し、その際図３はＳｉ１−ｘＧｅｘ犠牲層を除去前のマイクロメカニックセンサー素子の断面図であり、図４はＳｉ１−ｘＧｅｘ犠牲層を除去後のマイクロメカニックセンサー素子の断面図である。
【００１５】
最後に図５および６はセンサー素子の層構造に関する第３の構成を示し、その際図５はＳｉ１−ｘＧｅｘ犠牲層およびＳｉ１−ｘＧｅｘ充填層を除去前のマイクロメカニックセンサー素子の断面図であり、図６はＳｉ１−ｘＧｅｘ犠牲層およびＳｉ１−ｘＧｅｘ充填層を除去後のマイクロメカニックセンサー素子の断面図である。
【００１６】
実施例の説明
本発明の方法はまず例示的にマイクロメカニックセンサーの製造方法により示される。図１に示される層系を製造するために、シリコン基板Ｓｕｂ上にまず第１絶縁層１、典型的に厚い断熱酸化物を堆積する。この酸化物層の可能な厚さは数μｍの範囲にあり、例えば２.５μｍである。
【００１７】
この上に導体層２、有利に薄いポリシリコン層を約０.５μｍの厚さで被覆する。しかし他の層材料も考えられ、例えば絶縁層１は他の酸化物、窒化珪素または他の絶縁層からなってもよい。その際引き続く高温工程で問題のない材料、例えばタングステンまたはタングステン合金を選択する場合に、導体層２のために、ポリシリコンのほかに金属層も適している。ここですでに述べたようにポリシリコンからなる導体層２は気相からのドーピング（ＰＯＣｌ３）によりドープされ、その際大きい導電性が要求される。十分に強くドーピングされたポリシリコン層を製造する他のすべての方法が使用できる。
【００１８】
引き続き導体層２のパターン化をフォトリソグラフィー法により行う。導体層２は個々の互いに分離した領域に分配され、前記領域は例えば導体路または電極として使用できる。
【００１９】
引き続き基板Ｓｕｂ上に第２絶縁層３を堆積する。この層の堆積のために半導体技術から知られた堆積工程を誘電層の堆積に利用することができる。従って二酸化珪素のほかに窒化珪素、種々のガラスまたは他のセラミック層を堆積できる。更に説明するために、第２絶縁層３が同様に酸化珪素からなることが理解される。
【００２０】
犠牲層としてＳｉ１−ｘＧｅｘ層４を第２絶縁層３上に堆積する。Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層４の厚さは数μｍ、例えば１.５μｍである。Ｓｉ１−ｘＧｅｘ合金中のゲルマニウムの含量は必要に応じて変動することができ、ｘの可能な値の範囲はｘ＝０.０５からｘ＝０.５まで、特にｘ＝０.１からｘ＝０.５までの範囲である。ｘ＝０.５の場合に共通の合金中のゲルマニウムと珪素の割合は同じ大きさである。所定の使用のために、ｘに関するより少ない上限値を有する値の範囲、例えばｘ＝０.０５からｘ＝０.３、特にｘ＝０.１〜０.３の範囲が適している。Ｇｅ割合がＳｉＧｅ合金の融点に依存することが重要である。Ｇｅ割合が増加するとともに融点が低下する。ｘ＝１、従ってＧｅだけに関して融点は９４０℃である。ｘ＝０、従ってＳｉだけに関して融点は１４１４℃である。相当してＳｉ１−ｘＧｅｘ合金の融点がｘ＝０.０５〜ｘ＝０.５に関してこれらの値の間で移動する。融点は引き続く高温工程と適合しなければならない。
【００２１】
最後の層としてＳｉ１−ｘＧｅｘ層４の上に厚いシリコン層５を被覆する。有利にシリコン層５としてポリシリコン層をエピタキシャルに、いわゆるエピポリシリコンを堆積する。詳しくはまずポリシリコンスタート層でＳｉ１−ｘＧｅｘ層４の表面を覆い、引き続く堆積の出発物として使用する。相当するドーピング法、例えば注入により、または気相からドーピング物質を打ち込むことにより、場合により必要なポリシリコンスタート層のドーピングを保証できる。ポリシリコンスタート層を堆積するために、薄いポリシリコン層を堆積する、半導体技術で使用されるすべての方法が適している。
【００２２】
引き続き他の処理工程で本来のシリコン層５を堆積する。この堆積はエピタキシャル反応器中で行う。この種のエピタキシャル反応器は、単結晶シリコン基板に単結晶シリコン層を製造するために半導体技術で使用される、シリコン層を堆積する装置である。この種の層の堆積は一般に１０００℃より高い温度で行い、数１０μｍの規模の層厚を達成できる。本発明の方法ではエピタキシャル反応器中の堆積を単結晶シリコン基板上でなく、多結晶シリコンスタート層上に行うので、単結晶シリコン層が形成されず、厚い多結晶シリコン層５、以下に厚いシリコン層５と呼ぶ、いわゆるエピポリシリコンが形成される。多結晶シリコンスタート層を形成する堆積条件により、厚いシリコン層５の結晶特性を調節できる。更にポリシリコンスタート層の強いドーピングが下側から開始する厚いシリコン層５のドーピングを生じる。更に厚いシリコン層５の成長の間におよび成長後の引き続くドーピング工程で厚いシリコン層５の引き続くドーピングが行われる。厚いシリコン層５の引き続くドーピングは再び注入、ドーピング、気相からのドーピングまたは半導体技術から知られた他のすべてのドーピング工程により行うことができる。ポリシリコンスタート層はこの工程の場合に厚いシリコン層５の部分になる。図１および２に示されていない接触孔の部分に厚いシリコン層５は導体層２との直接的接触を有する。
【００２３】
厚いポリシリコン層５の上側に引き続きなお金属層を被覆し、パターン化し、金属層は図１および２には概略的に説明する理由から示されていない。金属層を、例えば全面に被覆し、引き続きパターン化することができる。
【００２４】
引き続き他のフォトリソグラフィー法で厚いシリコン層５を図１に示されるようにパターン化する。このためにシリコン層５の上側にマスク、例えばフォトマスクを被覆し、フォトマスクが引き続くエッチングで金属層を保護する。引き続きフォトマスクの開口により例えばドイツ特許第４２４１０４５号の説明により、別々の、それぞれ交互に連続するエッチング工程および重合工程でフッ素ベースのグラビアエッチング法を行う。このグラビアエッチング法により高いアスペクト比を有する、すなわち深さが大きく、横方向の寸法が小さい溝を製造できる。
【００２５】
この溝は厚いシリコン層５の上側から第２絶縁層３の上側まで伸びている。シリコン層５は個々の領域に分配され、これらの領域は導体層２により互いに結合しない限りで互いに分離されている。
【００２６】
引き続き本発明により気相エッチングの場合に、エッチングガスを、溝を通過してＳｉ１−ｘＧｅｘ層４に供給し、その際エッチングガスがＳｉ１−ｘＧｅｘ層４の高い選択性のエッチングを生じる。エッチングガスとしてＢｒＦ３およびＸｅＦ２のほかに有利にＣｌＦ３を使用する。この組合せにおいて、すなわちＣｌＦ３は保護ガスとしてＳｉ１−ｘＧｅｘからなる除去すべき層において、エピポリシリコンに対して約４０００：１およびＳｉＯ２に対して約１０００００：１のきわめて高い選択性である。その際エッチング特性、特にエッチング速度が合金中のゲルマニウム割合によりきわめて有効に制御できることが実際に更に確認された。上限として約ｘ＝０.３の値までＳｉ１−ｘＧｅｘ合金中のゲルマニウム割合が大きいほど、それだけ速くエッチングする。約３０％のゲルマニウム割合から、すなわちｘ＝０.３からｘ＝０.５までの値の範囲でエッチング速度はほぼ一定に保たれる。全体としてこれにより制御された、すなわちエッチング速度が調節できる、材料の組合せで高い選択性のエッチング攻撃が可能になる。
【００２７】
エピポリシリコンからなるパターン化されたセンサー素子の下でＳｉ１−ｘＧｅｘ層４を部分的に除去後、図２に示されるように、前記センサー素子を完全にアンダーエッチングし、従って露出する。
【００２８】
犠牲層エッチングの間に有利に図２に示されていない、金属、例えばアルミニウムからなるコンタクトパッドを同じフォトラックマスクにより保護し、前記マスクはすでに異方性プラズマエッチングの間に保護マスクとして使用した。従って完全に乾燥した処理法により腐食の危険が減少するだけでなく、すでにトレンチマスクとして使用したラックマスクによりＡｌコンタクトパッドが完全に保護される。
【００２９】
エッチング装置から排出後、基板Ｓｕｂから酸素プラズマストリッパー中でフォトラックマスクおよび残留するテフロン状側壁皮膜を除去する。酸素プラズマを使用するこの灰化工程は先行するプラズマエッチング工程からのラック残部および工程残留物を除去するための半導体工業で公知の手段である。
【００３０】
本発明のエッチング法の特に有利な構成は図３および４に示される。マイクロメカニックセンサーのすでに記載した構造に補足してＳｉ１−ｘＧｅｘ層４と上のＳｉ層５の間に拡散バリア４ａが備えられている。拡散バリア４ａを使用して上のＳｉ層５へのゲルマニウムの拡散が回避される。拡散バリア４ａは典型的に１０〜１００ｎｍの厚さを有する薄い酸化珪素層または窒化珪素層である。Ｓｉ酸化物またはＳｉ窒化物からなるこのような薄い層は、ここで拡散バリアとして使用するので十分であるが、エッチングガス、特にＣｌＦ３にする不活性化を保証しなくてよい。
【００３１】
他の構成において、移動する構造を有する少なくとも１つの空間を有するマイクロメカニック構造部品を製造する場合に本発明の方法を使用する。基本的に図５および６に示されるように、２つのＳｉ１−ｘＧｅｘ層がそれぞれ犠牲層もしくは充填層として基板上にセンサー素子を有する１つの領域に堆積され、空間を形成するために、基板にキャップ層を堆積後に除去される。
【００３２】
詳しくは例えばドイツ特許第１００３６０３５号の説明に相当して基板Ｓｕｂにセンサーを製造する場合に、第１犠牲層を堆積し、この上にシリコン層７を堆積し、引き続きセンサー素子にパターン化する。この例では中央センサー素子７ａが方法の終了後に移動する構造体を形成する。しかし前記文献からの公知方法と異なり、第１犠牲層として酸化珪素でなく、本発明によるＳｉ１−ｘＧｅｘ層６を堆積することを提案する。犠牲層を予めパターン化することによりシリコン層７を堆積し、パターン化する場合に、基板Ｓｕｂに固定手段、いわゆる保護構造体８を製造することができる。有利にシリコン層７を堆積する前になお酸化物からゲルマニウムのための拡散バリア６ａをＳｉ１−ｘＧｅｘ層６に堆積する。すでに第１実施例から知られるように、酸化物層は典型的に１０〜１００ｎｍの厚さを有する。すなわち拡散バリア６ａは保護ガス、特にＣｌＦ３に対する不活性化を保証しなくてよい。薄い酸化物層の形の拡散バリアによる引き続く処理工程の高い温度でのＧｅ原子の通過および引き続くシリコン層への侵入のみを回避しなければならないが、それというのもこの拡散侵入がＳｉ１−ｘＧｅｘ層６の選択性を打ち砕くのである。
【００３３】
引き続き有利に酸化珪素からなる第１の薄い保護層９を、センサー素子の側面をできるだけ良好に被覆して堆積する。保護層９は同様に１０〜１００ｎｍの厚さを有するが、保護層はここでもＳｉ１−ｘＧｅｘ層から隣接するＳｉ層へのゲルマニウムの侵入に対する拡散バリアとして使用するが、保護ガス、特にＣｌＦ３に対する不活性化を保証しなくてよい。第１保護層９による第１犠牲層の被覆を省くことができる。
【００３４】
次の工程でパターン化され、保護層９で被覆されたセンサー素子上に他のＳｉ１−ｘＧｅｘ層１０を被覆する。このＳｉ１−ｘＧｅｘ層１０は第２犠牲層として使用し、いわゆる充填層である。充填層の厚さは後のセンサー素子が充填層により完全に覆われるように選択する。典型的には充填層の厚さは約５〜３０μｍである。充填層を堆積後、充填層が後のセンサー素子が配置される領域に充填層がそのまま置かれるように充填層のパターン化を実施する。充填層は保護構造体８の上に酸化珪素保護層９にまで除去する。
【００３５】
パターン化された充填層の上に、有利に酸化珪素からなる第２保護層１１を被覆する。第２保護層は第１保護層９と同様にきわめて薄くてもよい。なお被覆すべき上側シリコン層１２へのゲルマニウムの拡散を防ぐために、約１０〜１００ｎｍの厚さが十分である。第２保護層１１は保護構造体８の上に、両方の保護層９，１１が保護構造体８の上に互いに移行するかまたは密に重なるように部分的に除去する。
【００３６】
最後に第２保護層１１の上にポリシリコン層１２を堆積し、ポリシリコン層をキャップ層１２ａとして使用する。キャップ層１２ａはラックマスクまたは酸化物マスク１３が備えられ、Ｓｉグラビアエッチング法によりパターン化する。これによりキャップ層１２ａは穿孔用孔１４が備えられ、前記孔はまず第２保護層１１で終了する。穿孔用孔１４を使用して適当なエッチング媒体を除去すべき層に供給できる。その際まず第２保護層１１を除去し、引き続き充填層、第１犠牲層および第１保護層９を除去する。Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層６から充填層および犠牲層を除去するために、エッチングガス、特にＣｌＦ３を穿孔用孔１４に供給し、これにより充填層への直接の通路を製造する。処理の終了時に充填層および第１犠牲層をＳｉ１−ｘＧｅｘ層６から完全にまたは少なくとも部分的にセンサー素子の周りに除去し、空間１５が形成され、この空間は少なくとも１個の移動するセンサー素子７ａを有する。
【００３７】
図６から理解されるように、このエッチング工程に続いて穿孔用孔１４を被覆層１６で閉鎖する。被覆層１６は有利に約１〜２０μｍの厚さであり、例えば絶縁体、有利に酸化珪素からなる。
【００３８】
前記方法により簡単なやり方で基板Ｓｕｂに移動するセンサー素子７ａを有する空間１５を製造する。基本的に前記方法は空間１５を基板上に形成するために、常に使用することができ、その際空間１５はエッチングガスを使用してＳｉ１−ｘＧｅｘ層から充填層を除去することにより製造する。空間１５は移動するおよび／または移動しないセンサー素子を有することができ、またはセンサー素子がなくても他の目的に使用できる。
【００３９】
Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層から犠牲層または充填層を使用してマイクロメカニックセンサーを製造する本発明の方法の今まで記載された使用例のほかに、提案されたエッチング法は、層または基板の決められた、制御可能なエッチングが必要であるかまたは期待される場合にも使用することができる。従ってシリコン−ゲルマニウム合金からなる層または基板が考えられ、その際気相エッチングで意図的に変動するエッチング速度を生じるために、合金内部のゲルマニウムの含量を、所定の方向に、例えば層の厚さにより変動する。選択的エッチングを可能にするために、異なるＧｅ含量を有する多くの個々の層からなる層順序も適している。これにより極端な場合はエッチングストップを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の構成によるＳｉ１−ｘＧｅｘ犠牲層を除去前のマイクロメカニックセンサー素子の断面図である。
【図２】本発明の第１の構成によるＳｉ１−ｘＧｅｘ犠牲層を除去後のマイクロメカニックセンサー素子の断面図である。
【図３】本発明の第２の構成によるＳｉ１−ｘＧｅｘ犠牲層を除去前のマイクロメカニックセンサー素子の断面図である。
【図４】本発明の第２の構成によるＳｉ１−ｘＧｅｘ犠牲層を除去後のマイクロメカニックセンサー素子の断面図である。
【図５】本発明の第３の構成によるＳｉ１−ｘＧｅｘ犠牲層およびＳｉ１−ｘＧｅｘ充填層を除去前のマイクロメカニックセンサー素子の断面図である。
【図６】本発明の第３の構成によるＳｉ１−ｘＧｅｘ犠牲層およびＳｉ１−ｘＧｅｘ充填層を除去後のマイクロメカニックセンサー素子の断面図である。
【図１】
2008508704.tif 000003
【図２】
2008508704.tif 000004
【図３】
2008508704.tif 000005
【図４】
2008508704.tif 000006
【図５】
2008508704.tif 000007
【図６】
2008508704.tif 000008
【国際調査報告】
2008508704.tif 000009
2008508704.tif 000010
2008508704.tif 000011
2008508704.tif 000012
2008508704.tif 000013
2008508704.tif 000014
2008508704.tif 000015
2008508704.tif 000016