DE10196506B3 - Herstellungsverfahren für einen Dünnfilmstrukturkörper - Google Patents

Herstellungsverfahren für einen Dünnfilmstrukturkörper Download PDF

Info

Publication number
DE10196506B3
DE10196506B3 DE10196506.0T DE10196506T DE10196506B3 DE 10196506 B3 DE10196506 B3 DE 10196506B3 DE 10196506 T DE10196506 T DE 10196506T DE 10196506 B3 DE10196506 B3 DE 10196506B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
thin film
semiconductor layers
manufacturing
substrate
thin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10196506.0T
Other languages
English (en)
Other versions
DE10196506T1 (de
Inventor
Kiyoshi Ishibashi
Makio Horikawa
Mika Okumura
Masaaki Aoto
Daisaku Yoshida
Hirofumi Takakura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE10196506T1 publication Critical patent/DE10196506T1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10196506B3 publication Critical patent/DE10196506B3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/84—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00642—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for improving the physical properties of a device
    • B81C1/0065—Mechanical properties
    • B81C1/00666—Treatments for controlling internal stress or strain in MEMS structures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/33—Thin- or thick-film capacitors 
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G5/00—Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture
    • H01G5/16—Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture using variation of distance between electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0228—Inertial sensors
    • B81B2201/0235—Accelerometers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0161—Controlling physical properties of the material
    • B81C2201/0163—Controlling internal stress of deposited layers
    • B81C2201/0164—Controlling internal stress of deposited layers by doping the layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0161—Controlling physical properties of the material
    • B81C2201/0163—Controlling internal stress of deposited layers
    • B81C2201/0169—Controlling internal stress of deposited layers by post-annealing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0808—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate
    • G01P2015/0811—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0814—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass for translational movement of the mass, e.g. shuttle type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

Herstellungsverfahren für einen Dünnfilmstrukturkörper, wobei der Dünnfilmstrukturkörper ein Substrat (1) und mindestens ein leitfähiges Dünnfilmbauelement (8) umfaßt, wobei das Dünnfilmbauelement (8) vier Halbleiterschichten (33, 35, 51, 53, 55, 57, 61, 63, 65, 67) einschließt, welche eine unterschiedliche Störstoffkonzentration und Größe haben und übereinander geschichtet sind, und wobei das Herstellungsverfahren folgende Schritte aufweist: Ausbilden einer Opferschicht (45) auf dem Substrat; Ablagern der vier Halbleiterschichten auf der Opferschicht (45) mittels unabhängiger Filmablagerungsschritte durch mehrmaliges Ausführen der Ablagerung mit Dotieren des Störstoffs; Strukturieren der vier Halbleiterschichten mittels einem teilweisen Ätzverfahren derart, dass eine Querschnittsform einer Seitenendfläche (71) des Dünnfilmbauelements eine unregelmäßige Form entlang der Dickenrichtung des Dünnfilmbauelements hat und die unregelmäßige Form eine schmale Halbleiterschicht zwischen zwei breiten Halbleiterschichten umfasst, wobei Ätzbeträge von Seitenendflächen der jeweiligen Halbleiterschichten je nach Unterschieden von Störstoffkonzentrationen in den jeweiligen Halbleiterschichten variieren; und Entfernen der Opferschicht, damit das Dünnfilmbauelement (8) einen beweglichen Bereich mit einem vorbestimmten Abstand vom Substrat aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren für einen Dünnfilmstrukturkörper, der unter Verwendung einer Halbleiterverarbeitungstechnik gebildet wird.
  • Bei einem herkömmlichen Dünnfilmstrukturkörper wird ein leitfähiges Dünnfilmbauelement, das auf einem Substrat mit einem Abstand vom Substrat angebracht ist, wie nachstehend beschrieben ausgebildet. Und zwar wird eine Polysiliziumschicht, die zur Ausbildung eines Dünnfilmbauelements verwendet wird, auf einer auf einem Substrat ausgebildeten Opferschicht durch einen einzelnen Filmablagerungsschritt ausgebildet, ohne Störstoffe einzudotieren. Danach werden Störstoffe mit einer gewünschten Leitfähigkeitsart in die Polysiliziumschicht von ihrer Oberfläche aus durch ein Ioneninjektionsverfahren o. dgl. so eingeführt, dass die Polysiliziumschicht leitfähig wird. Dann wird die Polysiliziumschicht mit dem Substrat in einen Diffusionsofen eingebracht, und nach dem Durchführen eines Hochtemperaturausheizprozesses wird die Opferschicht entfernt, um das Dünnfilmbauelement auszubilden.
  • Bei dem oben erwähnten herkömmlichen Dünnfilmstrukturkörper wird die Polysiliziumschicht, die zur Ausbildung des Dünnfilmbauelements verwendet wird, durch den einzelnen Filmablagerungsschritt ausgebildet, ohne darin Störstoffe einzudotieren, und die Störstoffe werden dann von der Oberfläche aus eingebracht, um die Polysiliziumschicht leitfähig zu machen; deshalb weist die Störstoffkonzentration eine Tendenz auf, in der Dickenrichtung ungleichmäßig zu werden. Diese Tendenz wird insbesondere auffälliger, je dicker die Filmdicke der Polysiliziumschicht wird. Wird die Störstoffkonzentration auf diese Weise ungleichmäßig, werden tendenziell eine Restspannung, ein Spannungsgradient u. dgl. in der Dickenrichtung im auszubildenden Dünnfilmbauelement erzeugt, was zu dessen Verformung u. dgl. führt. Aus diesem Grunde werden beim herkömmlichen Dünnfilmstrukturkörper komplexe Ausheizbehandlungsprozesse durchgeführt, um die Restspannung, den Spannungsgradienten u. dgl. zu reduzieren.
  • Auf diese Weise geht mit dem herkömmlichen Dünnfilmstrukturkörper ein Problem einher, nämlich, dass komplexe Ausheizbehandlungsprozesse erforderlich sind, um die Restspannung, den Stressgradienten u. dgl. zu reduzieren, und ein weiteres Problem besteht darin, dass es schwierig ist, die Filmdicke des Dünnfilmbauelements dicker auszulegen.
  • Aus der US 5 922 212 A sind Halbleitersensoren mit Dünnfilmstrukturen bekannt, bei denen mit verschiedenen Fertigungsverfahren eine Verbiegung der frei schwebenden Dünnfilmstrukturen aufgrund von inneren Spannungen, verursacht durch den Wachstumsprozess, verhindert wird. Auf einem Substrat aus Silizium wird eine Opferschicht aus Siliziumoxid aufgebracht und darauf eine polykristalline Siliziumschicht aufgewachsen. Durch Ionenimplantation von Phosphor in die Oberfläche werden die Spannungen an der Oberfläche des polykristallinen Films verändert bzw. abgebaut. Nach dem Entfernen der Opferschicht erhält man auf diese Weise ein freitragendes und bewegliches Dünnfilm-Sensorelement, das nicht durch die inneren Spannungen senkrecht zum Substrat verformt wird.
  • Aus der JP 2000-040 830 A sind Halbleitersensoren mit Elektroden bekannt, die auf einer freitragenden und beweglichen Balkenstruktur über einem Substrat angeordnet sind. Auf dem Substrat sind gegenüberliegend feste Elektroden angeordnet. Auf diese Weise können durch äußere Beschleunigung des Sensors verursachte Verformungen der Balkenstruktur und damit verbundene Verlagerung der beweglichen Elektroden wahrgenommen werden. Die Seiten der Balkenstruktur und gegenüberliegende feste Strukturen sind abgeschrägt, um bei Berührung ein Aneinanderhaften durch Kohäsion zu verhindern. Die Abschrägung der Strukturen wird durch Veränderungen des Trocken-Ätzprozesses gesteuert.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für einen Dünnfilmstrukturkörper, der eine einfache Spannungssteuerung am Dünnfilmbauelement zulässt und an dem Dünnfilmbauelement leicht eine größere Filmdicke hergestellt werden kann, bereitzustellen.
  • In einem ersten Aspekt eines Herstellungsverfahrens für eine Dünnfilmstruktur umfasst der Dünnfilmstrukturkörper ein Substrat und mindestens ein leitfähiges Dünnfilmbauelement, wobei das Dünnfilmbauelement eine Mehrzahl von Halbleiterschichten einschließt, welche eine unterschiedliche Störstoffkonzentration und Größe haben und übereinander geschichtet sind.
  • Das Herstellverfahren weist folgende Schritte auf:
    Ausbilden einer Opferschichte auf einem Substrat;
    Ablagern der Halbleiterschichten auf der Opferschicht durch mehrmaliges Ausführen der Ablagerung mit Dotieren des Störstoffes;
    Strukturieren der Halbleiterschicht derart, dass eine Querschnittsform einer Seitenendfläche des Dünnfilmbauelementes eine unregelmäßige Form entlang der Dickenrichtung des Dünnfilmbauelementes hat und die unregelmäßige Form eine schmale Halbleiterschicht zwischen zwei breiten Halbleiterschichten umfasst, und
    Entfernen der Opferschicht, damit das Dünnfilmbauelement einen beweglichen Bereich mit einem vorbestimmten Abstand vom Substrat aufweist.
  • Gemäß dieses Aspekts wird die Störstoffkonzentration im auszubildenden Dünnfilmbauelement auf einfache Weise in ihrer Dickenrichtung gesteuert; somit wird es möglich, die Restspannung, den Spannungsgradienten u. dgl. des Dünnfilmbauelements auf einfache Weise zu reduzieren.
  • Darüber hinaus ist es möglich, die Filmdicke des Dünnfilmbauelements dicker auszulegen und gleichzeitig die Restspannung, den Spannungsgradienten u. dgl. des Dünnfilmbauelements abzuschwächen.
  • In einem weiteren Aspekt des Herstellungsverfahrens für einen Dünnfilmstrukturkörper wird bei der Filmablagerung des Halbleiters ein Fließgeschwindigkeitsverhältnis der Störstoffe zum Stoffgas des Halbleiters gesteuert.
  • Bei dem Herstellungsverfahrens für einen Dünnfilmstrukturkörper besteht das Dünnfilmbauelement aus mehreren Schichten, die durch mehrmaliges Ausführen des Filmablagerungsschritts des Halbleiters übereinandergeschichtet werden, während die Störstoffe eindotiert werden.
  • Gemäß dieses Aspekts können die Filmablagerungsbedingungen jeder der Schichten, aus denen das Dünnfilmbauelement besteht, beispielsweise die Störstoffkonzentration, die Filmdicke und Ablagerungstemperatur, unabhängig nach Bedarf eingestellt werden; somit wird es möglich, die Restspannung, den Stressgradienten u. dgl. des Dünnfilmbauelements auf einfache Weise zu reduzieren, und folglich auf einfache Weise ein Dünnfilmbauelement mit einer gewünschten Filmdicke zu erhalten.
  • Darüber hinaus kann im Hinblick auf die Filmausbildungsvorrichtung, die zum Ausbilden der Schichten des Dünnfilmbauelements verwendet wird, die Filmablagerungsausrüstung falls notwendig zwischen Filmausbildungsschritten der jeweiligen Schichten für eine andere Filmablagerungsanwendung verwendet werden; folglich wird im Vergleich mit Fällen, bei denen das Dünnfilmbauelement auf einmal beschichtet wird, der Auslastungsgrad der Filmablagerungsausrüstung gesenkt, so dass die Ausrüstung flexibler genutzt werden kann.
  • In einem weiteren Aspekt des Herstellungsverfahrens für einen Dünnfilmstrukturkörper wird das Dünnfilmbauelement einer Lampenausheizbehandlung in einer vorbestimmten gesteuerten Atmosphäre unterzogen.
  • Gemäß dieses Aspekts kann die Ausheizbehandlung am Dünnfilmbauelement in einer kurzen Zeit durchgeführt werden, und da die Zeitdauer, in der die Temperatur instabil ist, auf eine kurze Zeit begrenzt wird, ist es möglich, die Spannungssteuerung o. dgl. des gesamten Dünnfilmbauelements mit höherer Steuerbarkeit durchzuführen.
  • In einem weiteren Aspekt des Herstellungsverfahrens für einen Dünnfilmstrukturkörper wird die Lampenausheizbehandlung in einer vorbestimmten gesteuerten Atmosphäre jedes Mal durchgeführt, wenn eine der Schichten ausgebildet wird.
  • Gemäß dieses Aspekts kann die Ausheizbehandlung an jeder der Schichten, die das Dünnfilmbauelement ausmachen, in einer kurzen Zeit durchgeführt werden, und da die Zeitdauer, in der die Temperatur instabil ist, auf eine kurze Zeit begrenzt wird, ist es möglich, die Spannungssteuerung o. dgl. des gesamten Dünnfilmbauelements mit höherer Steuerbarkeit durchzuführen.
  • Darüber hinaus können bei der Durchführung einer Ausheizbehandlung an jeder der Schichten, die das Dünnfilmbauelement ausmachen, Bedingungen wie Bearbeitungstemperatur und Bearbeitungszeit unabhängig eingestellt werden, so dass es möglich wird, die Spannungssteuerung o. dgl. des gesamten Dünnfilmbauelements mit höherer Steuerbarkeit durchzuführen.
  • In einem weiteren Aspekt des Herstellungsverfahrens für einen Dünnfilmstrukturkörper wird jeder der Filme ausgebildet, während die Störstoffkonzentration zur Ausbildung des Dünnfilmbauelements verändert wird, und das Dünnfilmbauelement wird strukturiert, indem das Dünnfilmbauelement teilweise so geätzt wird, dass die Querschnittsform einer Seitenendfläche des Dünnfilmbauelements entlang der Dickenrichtung des Dünnfilmbauelements in eine unregelmäßige Form gebracht wird.
  • Gemäß dieses Aspekts ist es bei dem Dünnfilmbauelement möglich, zu verhindern, dass die Seitenendfläche leicht an einem anderen Gegenstand festklebt, der damit Fläche an Fläche angeordnet wird.
  • Darüber hinaus ist es möglich, die unregelmäßige Form in der Querschnittsform der Seitenendfläche des Dünnfilmbauelements auf einfache Weise auszubilden.
  • Wird ein gemäß dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren hergestellter Dününfilmstrukturkörper für die Herstellung eines Beschleunigungssensors verwendet, so umfasst der Beschleunigungssensor ein Sensorsubstrat, eine auf dem Sensorsubstrat ausgebildete Festelektrode, eine bewegliche Elektrode, einen Balken, der auf dem Sensorsubstrat ausgebildet ist und eine Funktion aufweist, die bewegliche Elektrode über dem Sensorsubstrat mit einer Rückstellkraft beweglich aufzuhängen, und es ist dem Beschleunigungssensor möglich, eine Beschleunigung basierend auf der Kapazitätsänderung zwischen der Festelektrode und der beweglichen Elektrode zu erfassen, und in einem Herstellungsverfahren für einen solchen Beschleunigungssensor werden die Festelektrode, die bewegliche Elektrode und der Balken unter Verwendung des Herstellungsverfahrens des Dünnfilmstrukturkörpers ausgebildet.
  • Dabei wird es im Hinblick auf die Festelektrode, die bewegliche Elektrode und den Balken, die in einen Beschleunigungssensor eingebaut werden sollen, möglich, die Restspannung und den Spannungsgradienten in der Dickenrichtung des Beschleunigungssensors abzuschwächen und folglich eine Festelektrode, eine bewegliche Elektrode und einen Balken bereitzustellen, die frei von unerwünschter Verformung sind.
  • Bei einer hergestellten Dünnfilmstruktur umfasst der Dünnfilmstrukturkörper ein Substrat und ein leitfähiges Dünnfilmbauelement, das mit einem vorbestimmten vom Substrat angebracht ist, und in dieser Struktur die Querschnittsform einer Seitenendfläche eines Dünnfilmbauelements entlang der Dickenrichtung des Dünnfilmbauelements in eine unregelmäßige Form gebracht ist.
  • Demgemäß ist es bei dem Dünnfilmbauelement möglich, zu verhindern, dass die Seitenendfläche leicht an einem anderen Gegenstand festklebt, der damit Fläche an Fläche angeordnet wird.
  • In einem zweiten Aspekt der Dünnfilmstruktur ist das Dünnfilmbauelement durch mindestens eine Schicht eines Halbleiters gebildet, in die Störstoffe eindotiert sind.
  • In einem dritten Aspekt des Dünnfilmstrukturkörpers ist das Dünnfilmbauelement durch Übereinanderschichten mehrerer Schichten des Halbleiters mit unterschiedlicher Störstoffkonzentration ausgebildet.
  • Gemäß dieses Aspekts ist es möglich, dass sich der Ätzbetrag je nach den Halbleiterschichten mit unterschiedlicher Störstoffkonzentration ändert, die Querschnittsform einer Seitenendfläche des Dünnfilmbauelements entlang der Dickenrichtung des Dünnfilmbauelements beim Durchführen des Strukturierungsprozesses in eine unregelmäßige Form zu bringen.
  • Wird aus einem erfindungsgemäß hergestellten Dünnfilmstrukturkörper ein Beschleunigungssensor hergestellt, so umfasst der Beschleunigungssensor ein Sensorsubstrat, eine auf dem Sensorsubstrat ausgebildete Festelektrode, eine bewegliche Elektrode und einen Balken, der auf dem Sensorsubstrat ausgebildet ist und eine Funktion aufweist, die bewegliche Elektrode über dem Sensorsubstrat mit einer Rückstellkraft beweglich aufzuhängen, und es ist dem Beschleunigungssensor möglich, eine Beschleunigung basierend auf der Kapazitätsänderung zwischen der Festelektrode und der beweglichen Elektrode zu erfassen, und bei diesem Aufbau werden die Festelektrode, die bewegliche Elektrode und der Balken unter Verwendung des beschriebenen Dünnfilmstrukturkörpers ausgebildet.
  • Gemäß dieses Aspekts wird es möglich zu verhindern, dass keines der Teile, die durch das Dünnfilmbauelement aufgebaut werden, wie die Festelektrode, die bewegliche Elektrode und der Balken, leicht an einem anderen Gegenstand festkleben, der damit Fläche an Fläche angeordnet ist.
  • Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Zusammenhang mit der folgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen deutlicher.
  • 1 ist eine Draufsicht auf eine Konfiguration eines Hauptteils eines Halbleiterbeschleunigungssensors, bei dem ein Dünnfilmstrukturkörper nach einer Ausführungsform verwendet wird.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht des Querschnitts A-A von 1.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht eines vergrößerten Teils von 2.
  • Die 4 bis 7 sind Ansichten von Herstellungsschritten des Halbleiterbeschleunigungssensors von 1.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht einer Konfiguration eines Hauptteils eines modifizierten Beispiels des Halbleiterbeschleunigungssensors von 1.
  • 9 ist eine Querschnittsansicht einer Konfiguration eines Hauptteils eines weiteren modifizierten Beispiels des Halbleiterbeschleunigungssensors von 1.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist ein Halbleiterbeschleunigungssensor, bei dem ein Dünnfilmstrukturkörper nach einer Ausführungsform verwendet wird, mit einem Substrat (Sensorsubstrat) 1, einem Massenkörper 3, der als bewegliche Elektrode fungiert, mehreren Festelektroden 5 und mehreren Balken 7 versehen. In diesem Fall sind zwei Balken 7 eingebaut. Der Massenkörper 3, die beweglichen Elektroden 5 und die Balken 7 sind durch einen leitfähigen Dünnfilm 8 gebildet, der mit einem vorbestimmten Abstand vom Substrat 1 angebracht ist.
  • Der Massenkörper 3 ist mit einem Hauptkörperabschnitt 9 versehen, der eine beinahe quadratische Plattenform und mehrere Abschnitte 11 der beweglichen Elektroden aufweist, die mit dem Hauptkörperabschnitt 9 integral ausgebildet sind. Der Hauptkörperabschnitt 9 ist entlang der Richtung B der zu erfassenden Beschleunigung ausgebildet. Die Abschnitte 11 der beweglichen Elektroden sind in einer Weise ausgebildet, dass sie von beiden Kanten des Hauptkörperabschnitts 9 im Hinblick auf die Breitenrichtung C orthogonal zur Richtung B vorspringen, und zwar in 1 von den Kanten sowohl auf der rechten als auch der linken Seite. Diese Abschnitte 11 der beweglichen Elektroden sind entlang einer Breitenrichtung C mit Zwischenräumen untereinander in der Richtung B ausgebildet. Die Abschnitte 11 der beweglichen Elektroden 11 und die Festelektrode 5 bilden einen Kondensator, so dass die Beschleunigung basierend auf Kapazitätsänderungen im Kondensator erfasst wird, die aufgrund von Verschiebungen der Abschnitte 11 der beweglichen Elektroden erzeugt werden.
  • Die Balken 7, die integral mit dem Massenkörper 3 ausgebildet sind, haben die Funktion, den Massenkörper 3 mit einer Rückstellkraft beweglich über dem Substrat 1 aufzuhängen. In der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Balken 7 mit einem Trägerabschnitt 22, der so ausgebildet ist, dass er vom Substrat 1 vorsteht, einem Anbindungsabschnitt 23 zum Trägerabschnitt 22, und einem Federabschnitt 25, der in Hinblick auf die Richtung B des Hauptkörperabschnitts 9 zwischen dem Anbindungsabschnitt 23 und der Kante angeordnet ist, versehen. Dieser Federabschnitt 25 ist elastisch gebogen und verformt, so dass er entlang der Richtung B den Abstand zwischen dem Anbindungsabschnitt 23 und dem Hauptkörperabschnitt 9 vergrößern und verkleinern kann. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Federabschnitt 25 seitwärts vom Anbindungsabschnitt 23 verzweigt, um sich entlang der Breitenrichtung C zu erstrecken, und jeder der abgezweigten Abschnitte ist in einer Position mit einer vorbestimmten Erstreckungslänge haarnadelförmig so gebogen, dass sich die abgezweigten Abschnitte von beiden Seiten zum Hauptkörperabschnitt 9 erstrecken und im Hinblick auf die Richtung B des Hauptkörperabschnitts 9 an die Kanten angebunden sind.
  • Jede der Festelektroden 5 hat fast eine Auslegerbalkenform und ist auf beiden Seiten in der Breitenrichtung C des Massenkörpers 3 auf dem Substrat 1 befestigt. Darüber hinaus ist jede der Festelektroden 5 entlang der Breitenrichtung C voneinander mit vorbestimmten Abständen in der Richtung B ausgebildet. Über der Festelektrode 5 ist ein Festelektrodenabschnitt 27 vorgesehen, der mit einem vorbestimmten Abstand vom Substrat 1 angebracht ist, und ein Trägerabschnitt 29, der vom Substrat 1 vorstehend ausgebildet ist, um den Festelektrodenabschnitt 27 zu unterstützen. Auf diese Weise sind der Festelektrodenabschnitt 27 der jeweiligen Festelektroden 5 und die Abschnitte 11 der beweglichen Elektroden, die beide parallel mit der Breitenrichtung C angebracht sind, abwechselnd mit Abständen im Hinblick auf die Richtung B angeordnet.
  • Wird dieser Halbleiterbeschleunigungssensor in Richtung B mit einer Beschleunigung beaufschlagt, wird der Federabschnitt 25 des Balkens 7 von einer Massenkraft des Massenkörpers 3 elastisch gebogen und verformt, so dass es dem Massenkörper möglich wird, sich im Hinblick auf das Substrat 1 und die Festelektroden 5 in Richtung B zu verschieben. Dadurch verändert sich der Abstand zwischen den Festelektroden 5 und den Abschnitten 11 der beweglichen Elektroden des Massenkörpers 3 so, dass die Kapazität des Kondensators, der durch die Festelektroden 5 und die Abschnitte 11 der beweglichen Elektroden gebildet ist, verändert wird. Somit wird die Beschleunigung basierend auf der Kapazitätsänderung im Kondensator erfasst.
  • Darüber hinaus ist das Dünnfilmbauelement 8, das den Massenkörper 3, die Balken 7 und die Festelektroden 5 ausmacht, durch eine dotierte Polysiliziumschicht 31 ausgebildet, die durch Filmablagerung von als Halbleiter dienendem Polysilizium gebildet wird, während vorbestimmte Störstoffe eindotiert werden. Im Hinblick auf die während der Filmablagerung des Polysiliziums zu dotierenden Störstoffe wird beispielsweise Phosphor verwendet. Die dotierte Polysiliziumschicht 31 ist durch dotierte Polysiliziumdünnschichten aufgebaut, die mehrere Schichten sind, die durch mehrmaliges Ausführen der Polysiliziumablagerungsschritte übereinandergeschichtet werden, wobei Störstoffe eindotiert werden. Wie in 3 gezeigt, besteht in der vorliegenden Ausführungsform die dotierte Polysiliziumschicht 31 aus zwei dotierten Polysiliziumdünnschichten 33, 35. Die Störstoffkonzentration und die Filmdicke der dotierten Polysiliziumdünnschichten 33, 35 werden beispielsweise auf dieselben Werte eingestellt. Beispielsweise wird die Filmdicke des jeweiligen dotierten Polysiliziums 33, 35 auf 2000 nm eingestellt.
  • Hier in der vorliegenden Ausführungsform besteht die Polysiliziumschicht 31 aus mehreren dotierten Polysiliziumdünnschichten 33, 35, die einzeln durch mehrere Filmablagerungsschritte ausgebildet werden; die dotierte Polysiliziumschicht 31 kann aber auch auf einmal durch einen einzigen Filmablagerungsschritt ausgebildet werden.
  • Es erfolgt die Beschreibung eines Herstellungsschritts eines solchen Halbleiterbeschleunigungssensors, insbesondere des Dünnfilmbauelements 8, das den Massenkörper 3, die Balken 7 und die Festelektroden 5 ausmacht. Zuerst wird eine Oxidschicht 41, die beispielsweise aus SiO2 besteht, eine Nitridschicht 43 und eine Oxidopferschicht 45 nacheinander auf dem Substrat 1 ausgebildet, das ausgehärtet wurde. Ein Verdrahtungsmuster 47, das selektiv durch Polysilizium u. dgl. ausgebildet ist, wird in der Oberfläche der Oxidschicht 41 ausgebildet. Als nächstes werden die Nitridschicht 43 und die Oxidopferschicht 45 teilweise vom Substrat in Teilbereichen entfernt, in denen Trägerabschnitte ausgebildet werden sollen, um das Dünnfilmbauelement 8 in seinem schwebenden Zustand über dem Substrat 1 zu unterstützen, und zwar, wo die Balken 7 und die Trägerabschnitte 22, 29 der Festelektroden 5 ausgebildet werden sollen. Bei dieser Anordnung wird, wie in 4 gezeigt, ein Verankerungslochabschnitt 46 gebildet, wobei das Verdrahtungsmuster 47 durch das Verankerungsloch 46 hindurch freiliegt.
  • Als nächstes wird, wie in 5 gezeigt, die dotierte Polysiliziumschicht 31 auf der Oxidopferschicht 45 ausgebildet. Bei der Ausbildung dieser dotierten Polysiliziumschicht 31 wird zuerst Polysilizium auf der Oxidopferschicht 45 abgelagert, wobei beispielsweise Phosphor als Störstoff eindotiert wird, um eine dotierte Polysiliziumdünnschicht 33 auszubilden. Danach wird diese dotierte Polysiliziumdünnschicht 33 in einer gesteuerten Atmosphäre einer Lampenausheizbehandlung unterzogen. Dann wird Polysilizium auf der dotierten Polysiliziumdünnschicht 33 abgelagert, wobei beispielsweise Phosphor als Störstoff eindotiert wird, um eine dotierte Polysiliziumschicht 35 auszubilden. Dann wird diese Polysiliziumdünnschicht 35 unter einer gesteuerten Atmosphäre einer Lampenausheizbehandlung unterzogen.
  • Hier wird die Filmablagerung jeder der dotierten Polysiliziumdünnschichten 33, 35 in einer Atmosphäre ausgeführt, in der Silan, das ein Stoffgas von Polysilizium ist, und Phosphor gemischt werden, der als Störstoff dient. Wünschenswerter Weise wird Phosphor in einem Verhältnis von 0,5 × 10–3 bis 5 × 10–3 mol auf 1 mol Silan gemischt. Beispielsweise wird das Fließgeschwindigkeits-Molverhältnis von Phosphor zu Silan auf 1,0 × 10–3 eingestellt. In diesem Fall wird die Störstoffkonzentration der jeweiligen Polysiliziumdünnschichten 33, 35 auf den gleichen Wert eingestellt.
  • Hier in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform erfolgen die Ausheizbehandlungen einzeln an den jeweiligen dotierten Polysiliziumdünnschichten 33, 35, nachdem die beiden dotierten Polysiliziumdünnschichten 33, 35 abgelagert wurden, kann die Ausheizbehandlung an den dotierten Polysiliziumschichten 33, 35 aber auch auf einmal durchgeführt werden.
  • Danach wird, wie in 6 gezeigt ist, eine TEOS-Oxidschicht 48 (TEOS: Tetraethylorthosilicat) auf der dotierten Siliziumschicht 31 ausgebildet. Eine Strukturmaske 49 wird auf der TEOS-Oxidschicht 48 ausgebildet, und die TEOS-Oxidschicht 48 wird teilweise durch einen Ätzprozess unter Verwendung der Maske 49 entfernt, so dass die TEOS-Oxidschicht 48 so strukturiert wird, dass sich die in 7 gezeigte Struktur ergibt. Danach wird die Maske 49 entfernt. Danach wird ein Ätzprozess unter Verwendung der strukturierten TEOS-Oxidschicht 48 als Maske durchgeführt, so dass die dotierte Polysiliziumschicht 31 teilweise entfernt und strukturiert wird.
  • Als nächstes wird, wie in 2 gezeigt, die Oxidopferschicht 41 entfernt. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Restabschnitte der dotierten Polysiliziumschicht 31 nach dem Strukturierungsvorgang den Massenkörper 3, die Balken 7 und die Festelektroden 5 bilden können.
  • Darüber hinaus werden die Trägerabschnitte des Dünnfilmbauelements 8, beispielsweise die Trägerabschnitte 22, 29, durch Abschnitte der dotierten Polysiliziumschicht 31 gebildet, die im Verankerungslochabschnitt 46, der durch die Oxidopferschicht 45 und die Nitridschicht 43 gebildet ist, befestigt wurden und fest am Substrat 1 anhaften.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Filmablagerung der dotierten Polysiliziumschicht 31 ausgeführt, während Störstoffe darin eindotiert werden, so dass es einfach ist, die Störstoffkonzentration im Dünnfilmbauelement 8, das den Massenkörper 3, die Balken 7 und die Festelektroden 5 ausmacht, in seiner Dickenrichtung zu steuern. Deshalb wird es möglich, die Restspannung, den Spannungsgradienten u. dgl. des Massenkörpers 3, der Balken 7 und der Festelektroden 5 auf einfache Weise abzuschwächen, und in der Folge den Massenkörper 3 und die Balken 7 auszubilden, die keine unerwünschten Verformungen aufweisen.
  • Darüber hinaus ist es möglich, die Filmdicken des Massenkörpers 3, der Balken 7 und der Festelektroden 5 auf einfache Weise zu vergrößern, während deren Restspannung, Spannungsgradient u. dgl. abgeschwächt wird.
  • Da darüber hinaus die Ausheizbehandlungen an den jeweiligen dotierten Polysiliziumschichten 33, 35 durch Lampenausheizen durchgeführt werden, so dass die Zeitdauer, während der die Temperatur instabil ist, auf eine kurze Zeit begrenzt wird, ist es möglich, den Ausheizvorgang an der dotierten Polysiliziumschicht in einer kurzen Zeit durchzuführen und auch die Spannungssteuerung o. dgl. der gesamten dotierten Polysiliziumschicht 31 mit höherer Steuerbarkeit durchzuführen.
  • Darüber hinaus wird jedes Mal, wenn eine der dotierten Polysiliziumschichten 33, 35 abgelagert wird, die Lampenausheizbehandlung einzeln an jeder der dotierten Polysiliziumdünnschichten 33, 35 ausgeführt, so dass es möglich ist, die Temperatursteuerung im Ausheizvorgang an jeder der dotierten Polysiliziumdünnschichten 33, 35 einzeln vorzunehmen, und folglich die Spannungssteuerung o. dgl. der gesamten dotierten Polysiliziumschicht 31 mit höherer Steuerbarkeit durchzuführen.
  • Die vorliegende Ausführungsform stellt einen Fall dar, bei dem die Störstoffkonzentration, die Filmdicke u. dgl. jeder der dotierten Polysiliziumschichten 33, 35 gleich eingestellt sind; die Filmablagerungsbedingungen jeder der dotierten Polysiliziumdünnschichten 33, 35, beispielsweise Störstoffkonzentration, Filmdicke, Ablagerungstemperatur u. dgl. können aber auch nach Bedarf unabhängig eingestellt werden; somit wird es möglich, die Restspannung, den Spannungsgradienten u. dgl. des Massenkörpers 3, der Balken 7 und der Festelektroden 5 auf einfache Weise abzuschwächen und folglich auf einfache Weise den Massenkörper 3, die Balken 7 und die Festelektroden 5 zu erhalten, die eine gewünschte Filmdicke aufweisen.
  • Darüber hinaus kann im Hinblick auf die Filmausbildungsvorrichtung, die zum Ausbilden der dotierten Polysiliziumdünnschicht 31, die das Dünnfilmbauelement 8 ausmacht, die Filmablagerungsausrüstung falls notwendig zwischen Filmausbildungsschritten der jeweiligen dotierten Polysiliziumdünnschichten 33, 35 für eine andere Filmablagerungsanwendung verwendet werden; folglich wird im Vergleich mit Fällen, bei denen die dotierte Polysiliziumdünnschicht 31 auf einmal abgelagert wird, der Auslastungsgrad der Filmablagerungsausrüstung gesenkt, so dass die Ausrüstung flexibler genutzt werden kann.
  • Es erfolgt die folgende Beschreibung einiger modifizierter Beispiele des vorstehend erwähnten Halbleiterbeschleunigungssensors. Hier unterscheiden sich die folgenden modifizierten Beispiele von dem in der vorstehend erwähnten Ausführungsform 1 offenbarten Halbleiterbeschleunigungssensor in der Konfiguration und im Herstellungsverfahren des Dünnfilmbauelements 8, das den Massenkörper 3, die Balken 7 und die Festelektroden 5 ausmacht. Deshalb wird die folgende Beschreibung nur für die Konfiguration und das Herstellungsverfahren des Dünnfilmbauelements 8 erfolgen.
  • In dem in 8 gezeigten modifizierten Beispiel besteht das Dünnfilmbauelement 8, d. h. die dotierte Polysiliziumschicht 31, aus vier dotierten Polysiliziumdünnschichten 51, 53, 55, 57, die durch Filmablagerung von Polysilizium ausgebildet werden, wobei beispielsweise Phosphor als Störstoff darin eindotiert wird. Die jeweiligen dotierten Polysiliziumdünnschichten 51, 53, 55, 57 werden einzeln durch jeweils unabhängige Filmablagerungsschritte ausgebildet. Die Filmdicken der jeweiligen dotierten Polysiliziumdünnschichten 51, 53, 55, 57 sind auf den gleichen Wert, beispielsweise 1000 nm, eingestellt. Darüber hinaus ist das Phosphorfließgeschwindigkeits-Molverhältnis im Hinblick auf Silan bei der Ablagerung der dotierten Polysiliziumdünnschichten 51, 53, 55, 57 beispielsweise auf 1,0 × 10–3 eingestellt. In diesem Fall lässt man die Störstoffkonzentration der jeweiligen dotierten Polysiliziumdünnschichten 51, 53, 55, 57 einen gleichen Wert haben.
  • In dem in 9 gezeigten erfindungsgemäß modifizierten Beispiel besteht die dotierte Polysiliziumdünnschicht 31 aus vier dotierten Polysiliziumdünnschichten 61, 63, 65, 67, die durch Filmablagerung von Polysilizium ausgebildet werden, wobei beispielsweise Phosphor als Störstoff darin eindotiert wird. Die jeweiligen dotierten Polysiliziumdünnschichten 61, 63, 65, 67 werden einzeln durch jeweils unabhängige Filmablagerungsschritte ausgebildet. Die Phosphorstörstoffkonzentration in den jeweiligen dotierten Polysiliziumdünnschichten 61, 63, 65, 67 kann in Abhängigkeit von den jeweiligen Schichten 61, 63, 65, 67 auf unterschiedliche Werte eingestellt werden. Beispielsweise können jeweilige dotierte Polysiliziumdünnschichten 61, 63, 65, 67 ausgebildet werden, deren Störstoffkonzentration von der Unterschichtseite her auf eine Weise variiert wie beispielsweise niedrig, hoch, niedrig, hoch, etc., oder auf eine Weise wie beispielsweise hoch, niedrig, hoch, niedrig, etc.
  • In diesem Fall lässt man im vorliegenden modifizierten Beispiel, wenn das dotierte Polysilizium 31 teilweise geätzt und strukturiert wird, die Ätzbeträge der Seitenendflächen der jeweiligen Schichten 61, 63, 65, 67 je nach den Unterschieden in der Störstoffkonzentration der jeweiligen dotierten Polysiliziumdünnschichten 61, 63, 65, 67 variieren. Deshalb besitzt die Seitenendfläche 71 der Querschnittsformen in der Dickenrichtung des Massenkörpers 3, der Balken 7 und der Festelektroden 5, die durch Restabschnitte der dotierten Polysiliziumschicht 31 nach dem Ätzprozess gebildet sind, eine wie in 9 gezeigte unregelmäßige Form.
  • Somit macht es im vorliegenden modifizierten Beispiel die unregelmäßige Form der Seitenendfläche 71 möglich, dass die jeweiligen Abschnitte des Massenkörpers 3, der Balken 7 und der Festelektroden 5 daran gehindert werden können, leicht an anderen Gegenständen festzukleben, die der Seitenendfläche 71 jedes der Abschnitte zugewandt sind.
  • Darüber hinaus macht es dieses Herstellungsverfahren möglich, die Querschnittsformen des Massenkörpers 3, der Balken 7 und der Festelektroden 5 auf einfache Weise auszubilden.
  • Darüber hinaus können im modifizierten Beispiel von 9 die Filmdicken der jeweiligen dotierten Polysiliziumdünnschichten 51, 53, 55, 57 auf einen gleichen Wert wie 1000 nm, oder auf jeweils unterschiedliche Werte eingestellt werden.
  • Darüber hinaus kann das Fließgeschwindigkeits-Molverhältnis im Hinblick auf Silan, das als Störstoff dient, gesteuert und mit der Zeit in einem einzigen Filmausbildungsprozess geändert werden. Damit kann die Störstoffkonzentration in der dotierten Polysiliziumschicht 31 in der Dickenrichtung gesteuert werden. Darüber hinaus wird ein weiteres modifiziertes Beispiel vorgeschlagen, bei dem die dotierte Polysiliziumschicht aus drei nicht gezeigten dotierten Polysiliziumdünnschichten besteht, wovon jede durch Filmablagerung von Polysilizium hergestellt wird, wobei beispielsweise Phosphor als Störstoff eindotiert wird. Auch in diesem Fall werden die jeweiligen dotierten Polysiliziumdünnschichten einzeln durch jeweils unabhängige Filmablagerungsschritte ausgebildet. Darüber hinaus werden die Filmdicken der jeweiligen dotierten Polysiliziumdünnschichten nacheinander von der Unterschichtseite her beispielsweise auf 700 nm, 1200 nm und 700 nm eingestellt. Bei der Filmablagerung der jeweiligen dotierten Polysiliziumdünnschichten werden die Mischungsmengen des Phosphors im Hinblick auf Silan, die durch das Fließgeschwindigkeits-Molverhältnis dargestellt werden, nacheinander von der Unterschichtseite her beispielsweise auf 1,0 × 10–3, 1,2 × 10–3 und 1,0 × 10–3 eingestellt.
  • Es ist festzuhalten, dass die Anzahl der übereinanderliegenden Schichten, die Störstoffkonzentration und die Filmdicken der jeweiligen dotierten Polysiliziumdünnschichten 33, 35, 51, 53, 55, 57, 61, 63, 65, 67, die die in den zuvor erwähnten Ausführungsformen und modifizierten Beispielen aufgezeigte dotierte Polysiliziumschicht ausmachen, als Beispiele wiedergegeben sind und nach Wunsch eingestellt werden können. Beispielsweise können bei der Filmablagerung der jeweiligen dotierten Polysiliziumdünnschichten 33, 35, 51, 53, 55, 57, 61, 63, 65, 67, die Mischungsmengen von Phosphor im Hinblick auf Silan, die durch das Fließgeschwindigkeits-Molverhältnis dargestellt sind, nach Wunsch auf den Bereich von 0,5 × 10–3 bis 5 × 10–3 eingestellt werden.
  • Es ist festzuhalten, dass anstelle von Polysilizium auch ein anderer Halbleiter übernommen werden kann, oder andere Störstoffe als Phosphor als die einzudotierenden Störstoffe übernommen werden können.

Claims (6)

  1. Herstellungsverfahren für einen Dünnfilmstrukturkörper, wobei der Dünnfilmstrukturkörper ein Substrat (1) und mindestens ein leitfähiges Dünnfilmbauelement (8) umfaßt, wobei das Dünnfilmbauelement (8) vier Halbleiterschichten (33, 35, 51, 53, 55, 57, 61, 63, 65, 67) einschließt, welche eine unterschiedliche Störstoffkonzentration und Größe haben und übereinander geschichtet sind, und wobei das Herstellungsverfahren folgende Schritte aufweist: Ausbilden einer Opferschicht (45) auf dem Substrat; Ablagern der vier Halbleiterschichten auf der Opferschicht (45) mittels unabhängiger Filmablagerungsschritte durch mehrmaliges Ausführen der Ablagerung mit Dotieren des Störstoffs; Strukturieren der vier Halbleiterschichten mittels einem teilweisen Ätzverfahren derart, dass eine Querschnittsform einer Seitenendfläche (71) des Dünnfilmbauelements eine unregelmäßige Form entlang der Dickenrichtung des Dünnfilmbauelements hat und die unregelmäßige Form eine schmale Halbleiterschicht zwischen zwei breiten Halbleiterschichten umfasst, wobei Ätzbeträge von Seitenendflächen der jeweiligen Halbleiterschichten je nach Unterschieden von Störstoffkonzentrationen in den jeweiligen Halbleiterschichten variieren; und Entfernen der Opferschicht, damit das Dünnfilmbauelement (8) einen beweglichen Bereich mit einem vorbestimmten Abstand vom Substrat aufweist.
  2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine leitfähige Dünnfilmbauelement (8) eine Festelektrode (5) und einen Balken (7) und eine bewegliche Elektrode (3), die durch den Balken über dem Substrat mit einer Rückstellkraft beweglich aufgehängt ist, umfaßt, und eine Beschleunigung basierend auf einer Kapazitätsänderung zwischen der Festelektrode und der beweglichen Elektrode erfaßt wird.
  3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, darüber hinaus umfassend: eine Lampenausheizbehandlung des Dünnfilmbauelements (8).
  4. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, darüber hinaus umfassend: Lampenausheizbehandlung der Mehrzahl von Halbleiterschichten, jedes Mal, wenn eine der Halbleiterschichten ausgebildet wird.
  5. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Fließgeschwindigkeitsverhältnis zwischen einem Störstoffgas und einem Stoffgas der Mehrzahl von Halbleiterschichten beim Ablagern gesteuert wird.
  6. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine konkav-konvexe Form zu der Mehrzahl der Halbleiterschichten (33, 35, 51, 53, 55, 57, 61, 63, 65, 67) korrespondiert.
DE10196506.0T 2001-06-13 2001-06-13 Herstellungsverfahren für einen Dünnfilmstrukturkörper Expired - Fee Related DE10196506B3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2001/004979 WO2002103808A1 (fr) 2001-06-13 2001-06-13 Structure de films minces et son procede de fabrication et accelerometre et son procede de fabrication

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10196506T1 DE10196506T1 (de) 2003-07-31
DE10196506B3 true DE10196506B3 (de) 2014-09-04

Family

ID=11737425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10196506.0T Expired - Fee Related DE10196506B3 (de) 2001-06-13 2001-06-13 Herstellungsverfahren für einen Dünnfilmstrukturkörper

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7371600B2 (de)
JP (1) JP4476549B2 (de)
KR (1) KR100555616B1 (de)
CN (1) CN1246911C (de)
DE (1) DE10196506B3 (de)
TW (1) TW523787B (de)
WO (1) WO2002103808A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7071017B2 (en) * 2003-08-01 2006-07-04 Yamaha Corporation Micro structure with interlock configuration
US7749792B2 (en) * 2004-06-02 2010-07-06 Carnegie Mellon University Self-assembling MEMS devices having thermal actuation
US7253071B2 (en) * 2004-06-02 2007-08-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Methods for enhancing the formation of nickel mono-silicide by reducing the formation of nickel di-silicide
JP4929753B2 (ja) * 2006-02-22 2012-05-09 オムロン株式会社 薄膜構造体の形成方法並びに薄膜構造体、振動センサ、圧力センサ及び加速度センサ
JP5446107B2 (ja) * 2008-03-17 2014-03-19 三菱電機株式会社 素子ウェハおよび素子ウェハの製造方法
JP2010237196A (ja) * 2009-03-12 2010-10-21 Seiko Epson Corp Ｍｅｍｓセンサー、ｍｅｍｓセンサーの製造方法、および電子機器
JP2012252138A (ja) * 2011-06-02 2012-12-20 Japan Display East Co Ltd 表示装置および表示装置の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4445177A1 (de) * 1994-11-22 1996-05-23 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung polykristalliner Siliziumschichten mit einstellbaren Schichtspannungen
US5922212A (en) * 1995-06-08 1999-07-13 Nippondenso Co., Ltd Semiconductor sensor having suspended thin-film structure and method for fabricating thin-film structure body
JP2000040830A (ja) * 1998-07-22 2000-02-08 Denso Corp 力学量センサとその製造方法
WO2000042231A2 (en) * 1999-01-15 2000-07-20 The Regents Of The University Of California Polycrystalline silicon germanium films for forming micro-electromechanical systems

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54108582A (en) 1978-02-15 1979-08-25 Toshiba Corp Manufacture of silicon type field effect transistor
US5620931A (en) * 1990-08-17 1997-04-15 Analog Devices, Inc. Methods for fabricating monolithic device containing circuitry and suspended microstructure
KR970009976B1 (ko) * 1991-08-26 1997-06-19 아메리칸 텔리폰 앤드 텔레그라프 캄파니 증착된 반도체상에 형성된 개선된 유전체
US6199874B1 (en) * 1993-05-26 2001-03-13 Cornell Research Foundation Inc. Microelectromechanical accelerometer for automotive applications
US5476819A (en) * 1993-07-26 1995-12-19 Litton Systems, Inc. Substrate anchor for undercut silicon on insulator microstructures
US5492843A (en) * 1993-07-31 1996-02-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of fabricating semiconductor device and method of processing substrate
US5550009A (en) * 1995-04-17 1996-08-27 Eastman Kodak Company Stabilized peroxide bleaching solutions and their use for processing of photographic elements
US5550090A (en) 1995-09-05 1996-08-27 Motorola Inc. Method for fabricating a monolithic semiconductor device with integrated surface micromachined structures
US5814834A (en) * 1995-12-04 1998-09-29 Semiconductor Energy Laboratory Co. Thin film semiconductor device
JP3893636B2 (ja) * 1996-03-27 2007-03-14 日産自動車株式会社 微小機械の製造方法
US5834071A (en) * 1997-02-11 1998-11-10 Industrial Technology Research Institute Method for forming a thin film transistor
JP4000615B2 (ja) * 1997-03-21 2007-10-31 日産自動車株式会社 微小機械の製造方法
US6167757B1 (en) * 1997-09-08 2001-01-02 The Regents Of The University Of Michigan Single-side microelectromechanical capacitive accelerometer and method of making same
JP4003326B2 (ja) * 1998-02-12 2007-11-07 株式会社デンソー 半導体力学量センサおよびその製造方法
JP2000133818A (ja) 1998-10-29 2000-05-12 Hitachi Ltd 圧力センサ及びその製造方法
US6228275B1 (en) 1998-12-10 2001-05-08 Motorola, Inc. Method of manufacturing a sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4445177A1 (de) * 1994-11-22 1996-05-23 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung polykristalliner Siliziumschichten mit einstellbaren Schichtspannungen
US5922212A (en) * 1995-06-08 1999-07-13 Nippondenso Co., Ltd Semiconductor sensor having suspended thin-film structure and method for fabricating thin-film structure body
JP2000040830A (ja) * 1998-07-22 2000-02-08 Denso Corp 力学量センサとその製造方法
WO2000042231A2 (en) * 1999-01-15 2000-07-20 The Regents Of The University Of California Polycrystalline silicon germanium films for forming micro-electromechanical systems

Also Published As

Publication number Publication date
TW523787B (en) 2003-03-11
CN1246911C (zh) 2006-03-22
DE10196506T1 (de) 2003-07-31
US7371600B2 (en) 2008-05-13
US20030180981A1 (en) 2003-09-25
JPWO2002103808A1 (ja) 2004-10-07
CN1446379A (zh) 2003-10-01
KR100555616B1 (ko) 2006-03-03
WO2002103808A1 (fr) 2002-12-27
KR20030027951A (ko) 2003-04-07
JP4476549B2 (ja) 2010-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4341271B4 (de) Beschleunigungssensor aus kristallinem Material und Verfahren zur Herstellung dieses Beschleunigungssensors
EP0755067B1 (de) Verfahren zur Herstellung von sublithographischen Ätzmasken
DE69306687T2 (de) Seitwärts empfindlicher Beschleunigungsmesser sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE102010000888B4 (de) Verfahren zum Ausbilden von Aussparungen in einem Halbleiterbauelement und mit dem Verfahren hergestelltes Bauelement
DE102008043524B4 (de) Beschleunigungssensor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE19719601A1 (de) Beschleunigungssensor
EP0710972B1 (de) Mikromechanisches Relais
DE69130375T2 (de) Mehrfache Strahlaustastblendenvorrichtung und Herstellungsverfahren derselben
EP1963227A1 (de) Mikromechanisches bauelement und herstellungsverfahren
DE102012223016B4 (de) Inertialsensor mit verringerter Querempfindlichkeit
DE10246827A1 (de) Maskenrahmenanordnung
DE102008063422A1 (de) Sensor zur Erfassung einer physikalischen Grösse
DE19906046A1 (de) Halbleitersensor für eine physikalische Größe mit einem Stoppabschnitt
DE102011112879A1 (de) Halbleiterherstellung und Halbleiterbauelement mit Halbleiterstruktur
DE10223729B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, die Imstande ist eine dynamische Größe zu erfassen
DE102011080978A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer mikromechanischen Struktur und mikromechanische Struktur
DE102007054077A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung und Anordnung mit einem Substrat
DE10196506B3 (de) Herstellungsverfahren für einen Dünnfilmstrukturkörper
EP0766089B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines mikroelektronischen, integrierten Sensors
DE69120773T2 (de) Ladungsträgeranordnung, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verfahren zu ihrer Steuerung
DE2916732C2 (de) Verfahren zum Herstellen von integrierten Halbleiterschaltungsanordnungen, bei dem Widerstandselemente gebildet werden
DE10196676T5 (de) Substrat und Herstellungsverfahren dafür sowie Dünnschicht-Strukturkörper
DE102006033636B4 (de) Beschleunigungssensor
DE102018222377A1 (de) Verfahren zum Ätzen einer Opferschicht für die Herstellung einer mikromechanischen Struktur und mikromechanische Vorrichtung
WO2018115054A1 (de) Sensor, insbesondere russsensor, und verfahren zur herstellung eines sensors, insbesondere eines russsensors

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law

Ref document number: 10196506

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20030731

Kind code of ref document: P

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R084 Declaration of willingness to licence
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee