(57)【要約】  本発明は、−  第１の保護層を準備するステップであって、第１の保護層が少なくとも１つの通路によって構造化されており、この通路が犠牲層材料で満たされているステップと、−  第１の保護層上に、少なくとも１つの機能層を含む機能層層構造を施すステップと、−  機能層層構造内に第１の通路を、第１の保護層の少なくとも１つの通路に向かって製造し、これにより機能層層構造内の第１の通路の幅が、機能層層構造の層の少なくとも１つ内では、第１の保護層の少なくとも１つの通路の幅より大きいかまたは同じであるステップと、−  機能層層構造上に第２の保護層を、第１の通路が第２の保護層の材料で満たされるように施すステップと、−  第２の保護層および満たされた第１の通路を、第１の保護層に向かう第２の通路によって構造化するステップであって、第２の通路が第１の通路と同じかまたはより小さい幅を有し、したがって第２の通路がより小さい幅の場合には、第２の通路の壁が第２の保護層の材料によって形作られるステップと、−  少なくとも第１の保護層の通路内で犠牲層材料を除去するステップと、−  少なくとも第２の通路内で保護層材料を除去するステップとを含む、マイクロメカニカル層構造の製造方法に関する。
2021510488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  第１の保護層（３）を準備するステップであって、前記第１の保護層（３）が少なくとも１つの通路（１００）によって構造化されており、前記通路（１００）が犠牲層材料で満たされているステップと、
−  前記第１の保護層（３）上に、少なくとも１つの機能層（４）を含む機能層層構造（４、４’）を施すステップと、
−  前記機能層層構造（４、４’）内に第１の通路（１０１）を、前記第１の保護層（３）の少なくとも１つの通路（１００）に向かって製造し、これにより前記機能層層構造（４、４’）内の前記第１の通路（１０１）の幅が、前記機能層層構造の前記層（４、４’）の少なくとも１つ内では、前記第１の保護層（３）の前記少なくとも１つの通路（１００）の幅より大きいかまたは同じであるステップと、
−  前記機能層層構造（４、４’）上に第２の保護層（５）を、前記第１の通路（１０１）が前記第２の保護層（５）の材料で満たされるように施すステップと、
−  前記第２の保護層（５）および前記満たされた第１の通路（１０１）を、前記第１の保護層（３）に向かう第２の通路（１０２）によって構造化するステップであって、前記第２の通路（１０２）が前記第１の通路（１０１）と同じかまたはより小さい幅を有し、したがって前記第２の通路（１０２）がより小さい幅の場合には、前記第２の通路（１０２）の壁が前記第２の保護層（５）の材料によって形作られるステップと、
−  少なくとも前記第１の保護層（３）の前記通路（１００）内で犠牲層材料を除去するステップと、
−  少なくとも前記第２の通路（１０２）内で保護層材料を除去するステップと
を含む、マイクロメカニカル層構造（１０）の製造方法。
【請求項２】
前記保護層（３、５）の少なくとも１つ内の前記通路（１００、１０１、１０２）において、保護層材料が横方向に除去される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記犠牲層材料および／または前記保護層材料の前記除去が気相エッチングによって行われる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
フッ化水素に基づく前記犠牲層材料の前記除去および／またはフッ化ハロゲンに基づく前記保護層材料の前記除去が行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記機能層層構造（４、４’）の前記施すステップが、
−  前記第１の保護層（３）上に機能層（４）を施すステップと、
−  前記施された機能層（４）上に電極層（４’）を施すステップであって、前記電極層（４’）が、少なくとも部分的に金属および／または金属化合物、とりわけ金属窒化物化合物および／または金属ケイ化物化合物を含むステップと
を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記電極層（４’）内の前記第１の通路（１０３）が、その下にある前記機能層（４）の前記第１の通路（１０１）の幅より大きいかまたは同じ幅で製造される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
中間保護層（５、５’）が、前記電極層（４’）を施す前に前記機能層（４）上に施される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記電極層（４’）内の前記第１の通路（１０３）内の前記保護層材料が、前記通路の上側の領域では横に完全に除去され、下側の領域では横方向において部分的にのみ除去される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の保護層（３）の上にある異なる層（４、４’）内の前記通路（１０１、１０３）が異なる幅で製造され、とりわけ、前記第１の通路（１０１、１０２、１０３）の幅が層ごとに上から下へと減少する、請求項５から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
犠牲層材料が、前記第２の保護層（５）を施す前に前記第１の通路（１０１）を封鎖するために、および／または前記第２の保護層（５）を構造化した後で前記第２の通路（１０２）を封鎖するために堆積される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
とりわけシリコンを含む第１の保護層（３）と、
前記第１の保護層（３）上に配置され、少なくとも１つの機能層を、とりわけ圧電層を含む機能層層構造（４、４’）と、
前記機能層層構造（４、４’）上に配置され、とりわけシリコンを含む第２の保護層（５）とを含み、マイクロメカニカル層構造（１０）の一部（２００）を切り離すために、機能層層構造（４、４’）および保護層（３、５）を通って鉛直方向に延びている少なくとも１つの通路（１００、１０１、１０２、１０３、１０４）が配置されている、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法によって製造されたマイクロメカニカル層構造（１０）。
【請求項１２】
前記機能層（４、４’）の下および／または上にある保護層（３、５、５’）内の前記通路が、前記機能層（４、４’）内より大きな幅を有する、請求項１１に記載のマイクロメカニカル層構造。
【請求項１３】
電極層（４’）が、前記機能層層構造（４、４’）内で前記機能層（４）の上に配置されており、前記電極層（４’）が、少なくとも部分的に金属および／または金属化合物を含んでいる、請求項１１に記載のマイクロメカニカル層構造。
【請求項１４】
前記電極層（４’）内の前記通路（１０３）の幅が、前記機能層（４）の材料内の前記通路（１０１）の幅より大きいかまたは同じである、請求項１３に記載のマイクロメカニカル層構造。
【請求項１５】
機能層（４）と電極層（４’）の間に中間保護層（５、５’）が配置されており、かつ前記中間保護層（５、５’）の領域内の前記通路（１０４）が、前記両方の機能層（４、４’）の少なくとも１つより大きな幅を有する、請求項１３または１４に記載のマイクロメカニカル層構造。
【請求項１６】
前記保護層（３、５、５’）の少なくとも１つが、前記機能層層構造（４、４’）の前記層（４、４’）の少なくとも１つにおける通路（１０１、１０３）内に部分的に配置されており、とりわけ、前記保護層（３、５、５’）が、前記機能層層構造（４、４’）の前記それぞれの層内の前記通路（１０１、１０３）の下側の領域にだけ配置されている、請求項１１から１５のいずれか一項に記載のマイクロメカニカル層構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロメカニカル層構造の製造方法に関する。
本発明はさらにマイクロメカニカル層構造に関する。
本発明は一般には任意のマイクロメカニカル層構造に適用可能であるにもかかわらず、本発明はピエゾ抵抗性機能層を備えた共振器の形態でのマイクロメカニカル層構造に関して説明される。
【背景技術】
【０００２】
マイクロメカニカル共振器は、例えば時計内で、または例えばＷｉＦｉ、ブルートゥース（登録商標）、ＮＦＣ、もしくはその類似物のための高同調型電子通信機器内でも、クロック源として使用される。このような共振器を製造するためにマイクロメカニカル層構造が製造され、このマイクロメカニカル層構造がとりわけ構造化され、かつ犠牲層を塗布され、この犠牲層は後に再び除去される。犠牲層を除去するには、しばしば気相エッチング法が使用される。
【０００３】
マイクロメカニカル共振器の品質は、相応のＲＣ回路の電気抵抗によって決定される。これに関し、品質はマイクロメカニカル共振器の精密さおよび電流消費に影響を及ぼす。電流消費が少なければ少ないほど共振器の品質が高い。これに関し、ＲＣ回路の電気抵抗は電極および導線から成っており、この電極には、比較的低い電気抵抗を達成するために例えばタングステンが使用され、これが共振器の低い電流消費および高い品質を可能にする。
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態では、本発明は、
−  第１の保護層を準備するステップであって、第１の保護層が少なくとも１つの通路によって構造化されており、この通路が犠牲層材料で満たされているステップと、
−  第１の保護層上に、少なくとも１つの機能層を含む機能層層構造を施すステップと、
−  機能層層構造内に第１の通路を、第１の保護層の少なくとも１つの通路に向かって製造し、これにより機能層層構造内の第１の通路の幅が、機能層層構造の層の少なくとも１つ内では、第１の保護層の少なくとも１つの通路の幅より大きいかまたは同じであるステップと、
−  機能層層構造上に第２の保護層を、第１の通路が第２の保護層の材料で満たされるように施すステップと、
−  第２の保護層および満たされた第１の通路を、第１の保護層に向かう第２の通路によって構造化するステップであって、第２の通路が第１の通路と同じかまたはより小さい幅を有し、したがって第２の通路がより小さい幅の場合には、第２の通路の壁が第２の保護層の材料によって形作られるステップと、
−  少なくとも第１の保護層の通路内で犠牲層材料を除去するステップと、
−  少なくとも第２の通路内で保護層材料を除去するステップと
を含む、マイクロメカニカル層構造の製造方法を提供する。
【０００５】
さらなる一実施形態では、本発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法によって製造され、とりわけシリコンを含む第１の保護層と、第１の保護層上に配置され、少なくとも１つの機能層を、とりわけ圧電層を含む機能層層構造と、機能層層構造上に配置され、とりわけシリコンを含む第２の保護層とを含み、マイクロメカニカル層構造の一部を切り離すために、機能層層構造および保護層を通って鉛直方向に延びている少なくとも１つの通路が配置されている、マイクロメカニカル層構造を提供する。
【０００６】
概念「保護層」とは、とりわけ本明細書では、好ましくは請求項では、その材料が少なくとも１つのエッチング法、とりわけ気相エッチング法に対して感受性のない層のことである。これに関し保護層はシリコンから製造でき、かつ機能層の接触のための電極層として役立つ。言い換えれば、概念「保護層」とは電極、導体路、またはその類似物のことでもある。
【０００７】
概念「通路」とは、とりわけ本明細書では、好ましくは請求項では、それぞれの層内の孔、溝、鉛直流路、隙間、開口部、もしくは中断部またはその類似物の形態の構造化のことであり、通路は、その下にある１つまたは複数の層および／または通路への流体接続を可能にする。
【０００８】
これにより得られる利点の１つは、機能層が保護層により、腐食性のさらなるプロセスステップに基づく、とりわけフッ化水素による気相エッチングに基づく弊害から保護されることである。さらなる利点は、後の製造ステップを実施するためのプロセス設備が、機能層の材料による汚染から保護されることである。例えば、約１０００℃でエピタキシャルシリコンの、または約６００〜８００°で多結晶シリコンおよび酸化シリコンの堆積が行われ、したがってここでは高温により、機能層の材料のガス放出が起こり、これがプロセス設備を汚染する。保護層を施すことにより、この汚染性プロセスのための専用のプロセス設備はもはや必要なく、したがってかなりの超過費用が回避される。同様にプロセス設備の厄介で費用のかかる洗浄および再較正もなくなる。さらなる利点は、それぞれの保護層がシリコンから製造される場合に、この層が同時に機能層の電気接触のための電極としてまたは電線として役立ち得ることである。さらなる利点は、とりわけ金属含有の圧電材料が使用され得る場合に、より優れた共振器、つまりより品質の高い共振器が製造され得ることである。
【０００９】
機能層のための材料としては、例えば、
−  窒化アルミニウム、
−  チタン酸ジルコン酸鉛、および／または
−  スカンジウムをドープされた窒化アルミニウム
が使用され得る。
【００１０】
金属もしくは金属化合物を含むかまたは少なくとも部分的に金属もしくは金属化合物から製造された電極層／導体路のための材料としては、例えば、
−  タングステン、
−  ケイ化タングステン、
−  チタン、
−  窒化チタン、
−  ケイ化チタン、
−  白金、
−  パラジウム、
−  銅、
−  タンタル、
−  モリブデン、
−  ケイ化タンタル
またはその類似物
が使用され得る。
【００１１】
本発明のさらなる特徴、利点、およびさらなる実施形態は、以下に説明されており、またはそれによって明らかになる。
有利な一変形形態によれば、保護層の少なくとも１つ内の通路において、保護層材料が横方向に除去される。これによる利点は、規定通りの切り離しが可能になることである。それだけでなく柔軟性が増し、なぜなら機能層層構造内の機能層を、通路を使って異なる幅でも切り離すことができ、かつ前もって施された保護層を鉛直だけでなく横にも除去できるからである。
【００１２】
さらなる有利な一変形形態によれば、犠牲層材料および／または保護層材料の除去が気相エッチングによって行われる。これによる利点は、とりわけ、犠牲層を除去するための信頼でき、かつ公知の方法が活用され得ることである。
【００１３】
さらなる有利な一変形形態によれば、フッ化水素に基づく犠牲層材料の除去および／またはフッ化ハロゲンに基づく保護層材料の除去が行われる。これによる利点は、犠牲層材料および／または保護層材料が、異なるエッチング剤により、それぞれ別の材料の望ましくない除去を起こさずに狙い通りにまたは選択的に除去され得ることである。
【００１４】
さらなる有利な一変形形態によれば、機能層層構造の施すステップは、
−  第１の保護層上に機能層を施すステップと、
−  施された機能層上に電極層を施すステップであって、この電極層が、少なくとも部分的に金属および／または金属化合物、とりわけ金属窒化物化合物および／または金属ケイ化物化合物を含むステップとを含んでいる。
【００１５】
この電極層には、とりわけ高導電性金属が使用される。これによる利点は、これにより一つには、機能層層構造内に複数の層が配置され得るので一般的に柔軟性が増すことであり、もう一つには、少なくとも部分的に金属および／または金属化合物を含み、例えば金属、金属窒化物、または金属ケイ化物化合物から製造される電極層により、機能層の改善された、つまりより低抵抗の接触が可能になり得ることである。これに関し機能層の接触は、少なくとも部分的に金属および／または金属化合物を含む電極層を介しても、シリコンから成る保護層を介しても行われ得る。全体としては、機能層の接触に関する電極の抵抗も導線内の抵抗も低下する。
【００１６】
さらなる有利な一変形形態によれば、電極層内の第１の通路が、その下にある機能層の第１の通路の幅より大きいかまたは同じ幅で製造される。これにより、この製造方法のその後の経過において簡単に電極層の領域内で横方向に保護層を塗布でき、この保護層はその後、電極層を横方向において保護する。
【００１７】
さらなる有利な一変形形態によれば、中間保護層が、電極層を施す前に機能層上に施される。こうすることで、例えば、両方の層の材料が、一方では機能層の、他方では少なくとも部分的に金属および／または金属化合物を含む電極層の材料が、鉛直方向において相互反応することが阻止され得る。これに関する例は、窒化アルミニウムから製造された機能層とタングステンから製造された電極層である。
【００１８】
さらなる有利な一変形形態によれば、電極層内の第１の通路内の保護層材料が、通路の上側の領域では完全に除去され、下側の領域では横方向において部分的にのみ除去される。これにより得られる利点の１つは、これにより、層の、一方では機能層の、他方では電極層の材料の反応が、さらに良好に阻止され得ることである。
【００１９】
さらなる有利な一変形形態によれば、第１の保護層の上にある異なる層内の通路が異なる幅で製造され、とりわけ、第１の通路の幅が層ごとに上から下へと減少する。こうすることで、例えば上から下へとそれぞれの層内で横の保護層を残すことができ、よってこれらの層は、相応の後続プロセス、例えば犠牲層を除去する際に保護されている。
【００２０】
さらなる有利な一変形形態によれば、犠牲層材料が、第２の保護層を施す前に第１の通路を封鎖するために、および／または第２の保護層を構造化した後で第２の通路を封鎖するために堆積される。犠牲層材料を施した後、とりわけこの犠牲層材料がさらに構造化され得る。これによる利点は、マイクロメカニカル層構造の簡単な製造が可能になることである。第１の保護層の下に前もって犠牲層材料を、基板またはその類似物上に堆積させることもできる。
【００２１】
マイクロメカニカル層構造の有利な一変形形態によれば、機能層の下および／または上にある保護層内の通路が、機能層内より大きな幅を有する。こうすることで、例えば機能層の切り離しによって形作られる共振器により、できるだけ大きな切り離しが可能になる。
【００２２】
さらなる有利な一変形形態によれば、電極層が機能層の上に配置されており、この電極層が、少なくとも部分的に金属および／または金属化合物を含んでいる。これにより、小さな電気抵抗での簡単かつ信頼できる接触が可能になる。
【００２３】
さらなる有利な一変形形態によれば、電極層内の通路の幅が、機能層内の通路の幅より大きいかまたは同じである。こうすることで例えば、電極層が、電極層における横方向での保護層材料をさらに簡単に備えることができ、これにより全体として、第１の保護層の上にある層内のすべての通路の最小幅が減少しない。
【００２４】
さらなる有利な一変形形態によれば、機能層と電極層の間に中間保護層が配置されており、かつ中間保護層の領域内の通路が、両方の隣接する層の少なくとも１つより大きな幅を有する。中間保護層は、両方の層の構造的な分離を可能にし、かつ両方の隣接する層の材料の、マイクロメカニカル層構造の製造プロセス中の相互反応を阻止する。
【００２５】
さらなる有利な一変形形態によれば、保護層の少なくとも１つが、機能層の少なくとも１つにおける通路内に部分的に配置されており、とりわけ、この保護層がそれぞれの機能層内の通路の下側の領域にだけ配置されている。これによる利点は、電極層が、鉛直方向において機能層から分離すると共に、横方向でも部分的に保護層を備えていることであり、これは、機能層層構造の切り離された領域の特にロバスト性のある形成を可能にする。
【００２６】
本発明のさらなる重要な特徴および利点は、従属請求項から、図面から、およびこれに付属しており図面に基づいている図の説明から明らかである。
上で挙げたおよび下でさらに解説する特徴が、それぞれ提示された組合せだけでなく、そのほかの組合せでまたは単独でも、本発明の範囲を出ることなく使用可能であることは自明である。
【００２７】
本発明の好ましい実施および実施形態を図面に示しており、かつ以下の説明においてより詳しく解説し、これに関し同じ符号は、同じまたは類似のまたは機能的に同じ部材または要素に関する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１ａ】本発明の一実施形態に基づく方法のステップを示す図である。
【図１ｂ】本発明の一実施形態に基づく方法のステップを示す図である。
【図１ｃ】本発明の一実施形態に基づく方法のステップを示す図である。
【図１ｄ】本発明の一実施形態に基づく方法のステップを示す図である。
【図１ｅ】本発明の一実施形態に基づく方法のステップを示す図である。
【図１ｆ】本発明の一実施形態に基づく方法のステップを示す図である。
【図１ｇ】本発明の一実施形態に基づく方法のステップを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に基づくマイクロメカニカル層構造の一部の断面図である。
【図３ａ】本発明のさらなる実施形態に基づくマイクロメカニカル層構造の断面図である。
【図３ｂ】本発明のさらなる実施形態に基づくマイクロメカニカル層構造の断面図である。
【図３ｃ】本発明のさらなる実施形態に基づくマイクロメカニカル層構造の断面図である。
【図３ｄ】本発明の一実施形態に基づく方法のステップ後のマイクロメカニカル層構造の断面図である。
【図３ｅ】本発明の一実施形態に基づく方法のステップ後のマイクロメカニカル層構造の断面図である。
【図４ａ】本発明の一実施形態に基づく方法のステップ後のマイクロメカニカル層構造の断面図である。
【図４ｂ】本発明の一実施形態に基づく方法のステップ後のマイクロメカニカル層構造の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に基づくマイクロメカニカル層構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１ａ〜図１ｇは、本発明の一実施形態に基づく方法のステップを断面で示している。
図１ａでは、マイクロメカニカル層構造１０が断面で示されており、このマイクロメカニカル層構造１０は、下から上に向かってまずは基板１を有している。基板１上には、例えば酸化シリコンから成る犠牲層２が施されている。犠牲層２上には、例えばシリコンから成る下側の電極層３が施されており、下側の電極層３は、犠牲層２に向かう２つの通路１００によって構造化されており、かつ犠牲層材料で満たされている。下側の電極層３の上面には、例えば窒化アルミニウムから成る圧電層４が配置されており、圧電層４は、２つの通路１０１によって構造化されており、通路１０１の幅は、下側の電極層３の通路１００の幅より大きい。ただしこの幅は同じであってもよい。圧電層４上には、例えばシリコンから成る上側の電極層５が配置されており、上側の電極層５の材料は、圧電層４の通路１０１内にも配置されている。通路１０１は、下側の電極層３のそれぞれの通路１００の上に配置されている。これに関し通路１００、１０１は、マイクロメカニカル要素、ここでは共振器２００を形作るために、マイクロメカニカル層構造の一部の切り離しが行われるように設計されている。
【００３０】
図１ｂは、実質的に図１ａに基づくマイクロメカニカル層構造１０を示している。図１ａに基づくマイクロメカニカル層構造１０とは異なり、図１ｂに基づくマイクロメカニカル層構造１０の場合、ここでは、圧電層４および上側の電極層５を通る２つの第２の通路１０２が、通路１００、１０１に向かう通路のために製造されており、その際、通路１００は犠牲層材料で満たされている。しかし第２の通路１０２の直径は、その下にある圧電層４の通路１０１の幅より小さい幅を有しており、したがって圧電層４は、上側の電極層５の材料により、上では完全におよび横では通路１０１の領域で、取り囲まれている。
【００３１】
図１ｃは、実質的に図１ｂに基づくマイクロメカニカル層構造１０を示している。図１ｂに基づくマイクロメカニカル層構造１０とは異なり、図１ｃに基づくマイクロメカニカル層構造１０の場合、ここでは、上側の電極層５上に犠牲層６が施されており、犠牲層６は、一方では構造化されており（符号６ａ）、他方では犠牲層６を施すことにより犠牲層６の材料が、上側の電極層５および圧電層４の領域内の第２の通路１０２内に存在している。
【００３２】
図１ｄは、実質的に図１ｃに基づくマイクロメカニカル層構造１０を示している。図１ｃに基づくマイクロメカニカル層構造１０とは異なり、図１ｄに基づくマイクロメカニカル層構造１０の場合、ここでは、犠牲層６上に、例えばシリコンから成る封鎖キャップ層７が配置されている。封鎖キャップ層７の材料は、構造化された犠牲層６の構造６ａ内にも配置されている。
【００３３】
図１ｅは、実質的に図１ｄに基づくマイクロメカニカル層構造１０を示している。図１ｄに基づくマイクロメカニカル層構造１０とは異なり、図１ｅに基づくマイクロメカニカル層構造１０の場合、ここでは、封鎖キャップ層７内の通路７ａが、犠牲層６に向かう通路のために配置されている。
【００３４】
図１ｆは、実質的に図１ｅに基づくマイクロメカニカル層構造１０を示している。図１ｅに基づくマイクロメカニカル層構造１０とは異なり、図１ｆに基づくマイクロメカニカル層構造１０の場合、ここでは、酸化シリコンに対して感受性のある気相エッチング法を使って、例えばフッ化水素５０を使って、通路１００、１０１、および１０２内のならびに部分的に犠牲層２、６自体内の犠牲層材料が除去された。圧電層４の通路１０１内にも配置されている上側の保護層５の施された材料により、圧電層４は、横方向において、つまり通路１００、１０１、１０２の領域で、エッチングガスとの反応から保護されている。
【００３５】
図１ｇは、実質的に図１ｆに基づくマイクロメカニカル層構造１０を示している。図１ｆに基づくマイクロメカニカル層構造１０とは異なり、図１ｇに基づくマイクロメカニカル層構造１０の場合、ここでは、保護層材料に対して感受性のある気相エッチング法を使って、例えばシリコンを除去するためのフッ化ハロゲン５１に基づいて、通路１００、１０１、１０２および通路７ａにおいて保護層材料が部分的に除去されており、したがってここではもう圧電層４は横で保護層材料によって保護されていない。相応に長い作用時間の場合、下側および上側の保護層３、５から、横方向に小さな部分も除去され、したがって製造された共振器２００の機能層４の一部が、両方の保護層３、５を横方向にはみ出している。言い換えれば、共振器２００の圧電層４は、共振器２００の切り離された下側および上側の保護層３、５より大きな幅を有する。両方の保護層３、５は、ここでは機能層４の接触に役立ち、かつ導電性である。
【００３６】
図２は、本発明の一実施形態に基づくマイクロメカニカル層構造の一部を断面で示している。
図２は、実質的に図１ｄに基づくマイクロメカニカル層構造１０を示している。図１ｄに基づくマイクロメカニカル層構造１０とは異なり、図２に基づくマイクロメカニカル層構造１０の場合、ここでは、例えば金属または金属ケイ化物から製造された電極層４’が配置されている。ここでは両方の層４、４’の間に保護層５が配置されている。さらに電極層４’は、第１の機能層４の通路１０１に対応する通路１０３を備えている。同じことが、上側の保護層５に相応に当てはまる。上側の保護層５は、両方の層４、４’に対応する通路１０２を有する。すべての通路１００、１０１、１０２、および１０３が、ここでは同じ幅を有し、かつ犠牲層２または犠牲層６の犠牲層材料で満たされている。こうすることで、電極層と機能層４、４’の間の反応が保護層５によって阻止され得る。さらに、高温での相応のプロセスにより、保護層５によってガス放出が相応に大きく阻止される。
【００３７】
図３ａ〜図３ｃはそれぞれ、本発明のさらなる実施形態に基づくマイクロメカニカル層構造を断面で示している。
図３ａは、実質的に図１ｆに基づくマイクロメカニカル層構造１０を示している。図１ｆに基づくマイクロメカニカル層構造１０とは異なり、図３ａに基づくマイクロメカニカル層構造１０の場合、１つだけの機能層４の代わりに、ここでは、機能層４および電極層４’が直接重なり合って配置されており、この場合、第２の保護層５は電極層４’上に施されている。電極層４’は金属から製造されている。それだけでなく図３ａでは、通路１０１、１０３内の横の保護層が存在していない。しかし保護層５は鉛直方向での保護層としては同様に役立ち、かつ犠牲層材料に対して感受性のある気相エッチング法５０を使って犠牲層材料を除去する際に、圧電層４がこの気相エッチング法中に鉛直方向において腐食されるのを阻止する。
【００３８】
図３ｂは、実質的に図３ａに基づくマイクロメカニカル層構造１０を示している。図３ａに基づくマイクロメカニカル層構造１０とは異なり、図３ｂに基づくマイクロメカニカル層構造１０の場合、電極層４’内の通路１０２の幅が、機能層４内の通路１０１より大きい。電極層４’の通路１０２内には、電極層４’上と同じように保護層材料が配置されている。
【００３９】
図３ｃは、実質的に図３ｂに基づくマイクロメカニカル層構造１０を示している。図３ｂに基づくマイクロメカニカル層構造１０とは異なり、図３ｃに基づくマイクロメカニカル層構造１０の場合、ここでは、電極層４’内の通路１０２の幅が、機能層４内の通路１０１と同じ大きさである。両方の層４、４’内の通路１０１、１０２は、下側の保護層３の通路１００より大きな幅を有し、これにより両方の層４、４’は、製造すべき共振器２００の領域で、犠牲層材料を除去する際に除去に対してすべての方向で保護されている。
【００４０】
図３ｄおよび図３ｅは、本発明の一実施形態に基づく方法のステップ後のマイクロメカニカル層構造を断面で示している。
図３ｄは、実質的に図３ｃに基づくマイクロメカニカル層構造１０を示している。図３ｃに基づくマイクロメカニカル層構造１０とは異なり、図３ｄに基づくマイクロメカニカル層構造１０の場合、ここでは、保護層５’が機能層と電極層４、４’の間に配置されている。全体としては、これにより両方の層４、４’が、製造すべき共振器２００の領域で、犠牲層材料を除去する際に保護層材料によってそれぞれ完全に取り囲まれている。
【００４１】
図３ｅは、実質的に、保護層材料を除去するための気相エッチング法の適用後の図３ｄに基づくマイクロメカニカル層構造１０を示している。実質的に、ここでは機能層および電極層４、４’が横において、ならびに電極層４’はその上面でも、保護層材料から切り離されている。
【００４２】
図４ａ〜図４ｂは、本発明の一実施形態に基づく方法のステップ後のマイクロメカニカル層構造を断面で示している。
図４ａは、実質的に図３ｂに基づくマイクロメカニカル層構造１０を示している。図３ｂに基づくマイクロメカニカル層構造１０とは異なり、図４ａに基づくマイクロメカニカル層構造１０の場合、ここでは、一つには機能層と電極層４、４’の間に保護層５が配置されており、したがって電極層４’は上に配置される保護層を有していない。もう一つには上側の電極層４’内の通路１０３の幅が、機能層４内の相応の通路１０１より大きく実施されている。それだけでなく電極層４’の通路１０３内の保護層材料を除去する際に、通路１０３の下側の領域では保護層材料が横方向に除去されなかった。したがって図４ａの断面では、電極層４’の切り離された領域が、共振器２００の領域で保護層材料によってＵ字形に取り囲まれている。共振器２００と反対の側では、電極層４’が保護層材料により、保護層５および通路１０３内のそれぞれの鉛直の延長部の形態で、実質的にＬ字形に取り囲まれている。
【００４３】
図４ｂは、実質的に図３ｅに基づくマイクロメカニカル層構造１０を示している。図３ｅに基づくマイクロメカニカル層構造１０とは異なり、図４ｂに基づくマイクロメカニカル層構造１０の場合、ここでは、電極層４’と犠牲層６の間にさらなる保護層５’が配置されている。保護層材料を除去する際は、これが通路１０２、１０４の領域でのみ横方向に除去される。言い換えれば、図４ｂではさらなる保護層５’は保護層５に対応して形成または配置されている。
【００４４】
図５は、本発明の一実施形態に基づくマイクロメカニカル層構造を示している。
図５では、いまや完全に製造された共振器２００を備えたマイクロメカニカル層構造１０が示されている。この場合、共振器２００は、電気路９０に沿って最初は右から左へ水平に走っている金属電極８を介して電気接触され、金属電極８はその後さらに鉛直方向に続き（符号８ａ）、かつ上側の保護層５と接続している。金属導体路３０の領域では電気抵抗は小さい。電気路９０はその後、保護層５内では高い電気抵抗３１で共振器２００まで走っている。例えば図４ａで示したように、機能層４の接触は、金属から成る電極層４’により、水平方向において改善され得る。ここで保護層５も導電性に形成されている場合、保護層５は、金属電極に比べて高い抵抗にもかかわらず、もはや共振器２００の接触の全抵抗にはほとんど寄与しない。
【００４５】
まとめると、実施形態の少なくとも１つは、以下の利点の少なくとも１つを有する。
−  例えば気相エッチング、熱プロセスなどのような後処理の腐食性の影響から機能層を保護する。
−  様々な層の間の、とりわけ圧電層と、金属のまたは金属ケイ化物から製造された電極層との間の反応または拡散を阻止する。
−  後のプロセスステップのためのプロセス設備を、ピエゾ抵抗性層の材料、金属、または金属ケイ化物による汚染から保護する。
【００４６】
本発明を好ましい例示的実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はそれらに限定されるのではなく、多種多様なやり方で改変可能である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図１ｆ】
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【図１ｇ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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