DE102016123861B4

DE102016123861B4 - Metallisierung von MEMS-Vorrichtungen

Info

Publication number: DE102016123861B4
Application number: DE102016123861.9A
Authority: DE
Inventors: Bradley C. Kaanta
Original assignee: Analog Devices Inc
Current assignee: Analog Devices Inc
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2016-12-08
Publication date: 2022-07-28
Anticipated expiration: 2036-12-09
Also published as: US9758367B2; DE102016123861A1; US20170166439A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung (100), die eine metallische Verbindungsstruktur aufweist, das Folgendes aufweist:
Herstellen eines Substrats (101), das wenigstens eine Halbleiterverbindungsstruktur (120, 121, 123, 124, 125, 130, 131, 133, 134, 135) aufweist, wobei die Halbleiterverbindungsstruktur einen elektrischen Widerstand aufweist;
Herstellen einer mikrobearbeiteten Struktur (110) auf dem Substrat, wobei die mikrobearbeitete Struktur einen Ausleger (111) aufweist, der zumindest über einem Teil der Halbleiterverbindungstruktur aufgehängt ist;
Freigeben der mikrobearbeiteten Struktur, so dass der Ausleger relativ zum Substrat bewegbar ist; und
nach dem Freigeben der mikrobearbeiteten Struktur, Metallisieren der Halbleiterverbindungsstruktur, indem die Halbleiterverbindungsstruktur einem Reaktionsgas ausgesetzt wird, um eine leitfähige metallische Verbindungsstruktur zu bilden, die einen elektrischen Widerstand aufweist, der niedriger als der elektrische Widerstand der Halbleiterverbindungsstruktur ist, wobei der Ausleger relativ zum Substrat während des Prozesses des Metallisierens der Halbleiterverbindungsstruktur bewegbar bleibt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Halbleitervorrichtungen und insbesondere auf elektrische Verbindungen von Halbleitervorrichtungen.
Stand der Technik
In der Halbleitertechnik ist bekannt, Orte oder Merkmale einer Halbleitervorrichtung unter Verwendung dotierter Halbleiterbereiche elektrisch zu verbinden. Solche dotierten Halbleiterbereiche weisen jedoch manchmal einen hohen Flächenwiderstand auf. Hoher Flächenwiderstand kann wiederum zu hohem Signalpfadwiderstand führen, der zu hohem Widerstand (hunderte oder tausende Ohm) für einen Signalpfad führen kann, und erzeugt dadurch beispielsweise signifikantes thermisches Widerstandsrauschen. In einigen Anwendungen wird der Widerstand in dem Signalpfad zu einem begrenzenden Faktor des Rauschverhaltens in Halbleitervorrichtungen.
DE 10 2011 085 084 A1 betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Durchkontaktierung in einem Substrat sowie ein Substrat mit einer elektrischen Durchkontaktierung. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Bilden einer ersten Leiterbahn auf einer ersten Seite eines Substrats, welche einen ersten Kontaktbereich des Substrats auf der ersten Seite elektrisch anschließt; Bilden einer zweiten Leiterbahn auf einer zweiten Seite eines Substrats, welche einen zweiten Kontaktbereich des Substrats auf der zweiten Seite elektrisch anschließt; Bilden eines Ringgrabens im Substrat, wobei ein Substratstempel gebildet wird, der sich vom ersten Kontaktbereich zum zweiten Kontaktbereich hin erstreckt; und selektives Abscheiden einer elektrisch leitfähigen Schicht auf einer Innenseite des Ringgrabens, wobei der Substratstempel mit der elektrisch leitfähigen Schicht beschichtet wird und vom umgebenden Substrat über den Ringgraben elektrisch isoliert bleibt.
US 2008/0093684 A1 betrifft eine mikroelektromechanische Systemvorrichtung, die Folgendes aufweist: eine feste Elektrode aus Silizium, die über einem Halbleitersubstrat angeordnet ist; eine bewegliche Elektrode aus Silizium, die mechanisch beweglich angeordnet ist, indem sie einen Abstand zum Halbleitersubstrat aufweist; und ein verdrahtungsgeschichtetes Teil, das um die bewegliche Elektrode herum vorgesehen ist, einen Teil der festen Elektrode bedeckt und eine Verdrahtung enthält. Die feste Elektrode oder die bewegliche Elektrode ist mit einem Verunreinigungsion implantiert, und mindestens ein Teil des Teils der festen Elektrode, der von dem verdrahtungsgeschichteten Teil bedeckt wird, ist mit Silizium versehen.
US 2002/0141690 A1 betrifft einen Spiegel oder eine Anordnung von Spiegeln zur Verwendung in einer optischen Vorrichtung eines mikroelektromechanischen Systems. Der Spiegel umfasst ein Spiegelsubstrat mit einer verlustmindernden Schicht, die sich über einer ersten oder zweiten Seite davon befindet, und eine lichtreflektierende optische Schicht, die sich über der verlustmindemden Schicht befindet. Der erfinderische Spiegel reduziert unerwünschte interferometrische optische Fabry-Perot-Verluste durch Minimierung des Ausmaßes von Mehrfachreflexionen innerhalb des MEMS-Spiegelsubstrats.
US 2007/0258123 A1 betrifft eine mikroelektromechanische Vorrichtung, die einen metallisierten Halbleiter umfasst. Der metallisierte Halbleiter kann wegen seines geringen spezifischen Widerstandes für Leiteranwendungen und wegen seiner Halbleitereigenschaften für Transistoranwendungen verwendet werden. Darüber hinaus kann der metallisierte Halbleiter so abgestimmt werden, dass er optische Eigenschaften hat, die es ihm ermöglichen, für optische MEMS-Vorrichtungen nützlich zu sein.
Zusammenfassung der Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 16, sowie eine MEMS-Vorrichtung nach Anspruch 12.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform beginnt ein Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung, die eine metallische Verbindungsstruktur (metal interconnection structure) aufweist, mit der Herstellung eines Substrats, das wenigstens eine Halbleiterverbindungsstruktur an einer Oberfläche des Substrats aufweist, wobei die Halbleiterverbindungsstruktur einen elektrischen Widerstand aufweist. Das Verfahren weist außerdem einen Schritt oder Schritte zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Struktur auf dem Substrat auf. Nach dem Herstellen der mikrobearbeiteten Struktur weist das Verfahren Ersetzen der Halbleiterverbindungsstruktur durch eine leitfähige metallische Verbindungsstruktur auf, die einen elektrischen Widerstand aufweist, der niedriger ist als der elektrische Widerstand der Halbleiterverbindungsstruktur. Einige Ausführungsformen weisen Freigeben der mikrobearbeiteten Struktur vor dem Ersetzen der Halbleiterverbindungsstruktur auf, so dass die mikrobearbeitete Struktur in Bezug auf das Substrat beweglich ist und während des Prozesses zum Ersetzen der Halbleiterverbindungsstruktur in Bezug auf das Substrat beweglich bleibt. Zusätzlich weisen einige Ausführungsformen Bedecken der leitfähigen metallischen Verbindungsstruktur mit einer Passivierungsschicht auf.
Ersetzen der Halbleiterverbindungsstruktur durch eine leitfähige metallische Verbindungsstruktur produziert eine leitfähige metallische Verbindungsstruktur, die einen Flächenwiderstand von weniger als 20 Ω aufweist. Tatsächlich weist in einigen Ausführungsformen die leitfähige metallische Verbindungsstruktur einen Flächenwiderstand von weniger als 15 Ω, 10 Ω, 5 Ω auf, oder in einigen Ausführungsformen sogar weniger als 1Ω
In einigen Ausführungsformen weist Ersetzen der Halbleiterverbindungsstruktur durch eine leitfähige metallische Verbindungsstruktur ein Bilden einer Startschicht aus Metall auf der Halbleiterverbindungsstruktur auf, so dass die Halbleiteratome innerhalb der Halbleiterverbindungsstruktur durch Metall ersetzt werden.
In verschiedenen Ausführungsformen weist Ersetzen der Halbleiterverbindungsstruktur durch eine leitfähige metallische Verbindungsstruktur ein Aussetzen der Halbleiterverbindungsstruktur einem Reaktionsgas auf. Solche Gase können beispielsweise ein Gas, das Wolfram aufweist, aufweisen, und die leitfähige metallische Verbindungsstruktur weist Wolfram auf. Beispielsweise kann das Reaktionsgas WF₆ aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann das Reaktionsgas SiH₄, H₂ oder SiH₄ und H₂ aufweisen. Alternativ kann das Reaktionsgas beispielsweise Molybdän in einer Form wie z. B. MoF₆ aufweisen. In einigen Ausführungsformen könnte das Reaktionsgas auch SiH₄, H₂ oder SiH₄ und H₂ aufweisen.
Vorteilhafterweise ersetzen einige Ausführungsformen die Halbleiterverbindungsstruktur durch eine leitfähige metallische Verbindungsstruktur bei einer Temperatur von weniger als 500 Grad Celsius und in einigen Ausführungsformen bei weniger als 300 Grad Celsius.
Andere Ausführungsformen weisen ein Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung auf, das Bereitstellen eines Substrats und Herstellen einer mikrobearbeiteten Struktur auf dem Substrat und dann Metallisieren der mikrobearbeiteten Struktur aufweist. In einigen Ausführungsformen ist die mikrobearbeitete Struktur während des Metallisierens der mikrobearbeiteten Struktur in Bezug auf das Substrat beweglich.
Einige Ausführungsformen metallisieren eine einzelne Oberfläche der mikrobearbeiteten Struktur, während andere Ausführungsformen, wie z. B. Vorrichtungen, in denen die mikrobearbeitete Struktur beispielsweise ein Ausleger einer MEMS-Vorrichtung ist, zwei, drei oder vier Seiten des Auslegers metallisieren.
Einige Ausführungsformen metallisieren die mikrobearbeitete Struktur durch initiales Bilden einer Startschicht aus Metall auf der mikrobearbeiteten Struktur, in der Halbleiteratome innerhalb der mikrobearbeiteten Struktur durch Metall ersetzt werden. Einige Ausführungsformen folgen durch Hinzufügen wenigstens einer zusätzlichen Schicht aus dem Metall über der Startschicht.
Einige Ausführungsformen weisen außerdem wenigstens eine Halbleiterverbindungsstruktur auf. In solchen Ausführungsformen kann das Verfahren zum Herstellen vor dem Metallisieren der mikrobearbeiteten Struktur Folgendes aufweisen: Herstellen wenigstens einer Halbleiterverbindungsstruktur an einer Oberfläche des Substrats; und dann gleichzeitiges Metallisieren der wenigstens einen Halbleiterverbindungsstruktur, um eine leitfähige metallische Verbindungsstruktur zu bilden, und Metallisieren der mikrobearbeiteten Struktur.
Schließlich weisen einige Ausführungsformen eine Passivierungsschicht auf, die die wenigstens eine leitfähige metallische Verbindungsstruktur bedeckt. Ausführungsformen von Verfahren zum Herstellen solcher Vorrichtungen weisen ferner Bedecken der leitfähigen metallischen Verbindungsstruktur mit der Passivierungsschicht auf.
Vorrichtungen weisen in einigen Ausführungsformen ein Substrat auf, das eine Oberfläche aufweist, und eine bewegliche MEMS-Struktur, die beweglich an dem Substrat aufgehängt ist, und außerdem eine metallisierte Verbindungsstruktur an der Oberfläche des Substrats, wobei die metallisierte Verbindungsstruktur einen mit Wolfram durchdrungenen Halbleiter aufweist und einen Flächenwiderstand von weniger als 20 Ω aufweist. Tatsächlich weist in einigen Ausführungsformen die metallisierte metallische Verbindungsstruktur einen Flächenwiderstand von weniger als 15 Ω, 10 Ω, 5 Ω auf, in einigen Ausführungsformen sogar weniger als 1 Ω In einigen Ausführungsformen weist die bewegliche MEMS-Struktur wenigstens eine Oberfläche aus Wolfram auf.
Figurenliste
Die vorstehenden Merkmale von Ausführungsformen werden einfacher durch Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen verstanden, in denen:

1A und 1B schematisch eine mikrobearbeitete Struktur gemäß einer Ausführungsform darstellen;
2A ein Ablaufplan ist, der Verfahren zum Herstellen von Vorrichtungen darstellt;
2B ein Ablaufplan ist, der eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Bilden einer Verbindung darstellt;
2C ein Ablaufplan ist, der eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens zum Bilden einer Verbindung darstellt;
2D ein Ablaufplan ist, der eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens zum Bilden einer Verbindung darstellt;
2E ein Ablaufplan ist, der eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Bilden einer MEMS-Struktur darstellt;
3A-3K Vorrichtungen an verschiedenen Stufen der Herstellung schematisch darstellen;
4A-4C Vorrichtungen an verschiedenen Stufen der Herstellung von Verbindungsstrukturen auf einem Substrat gemäß einer Ausführungsform schematisch darstellen;
4D-4H Vorrichtungen an verschiedenen Stufen der Herstellung von Verbindungsstrukturen auf einem Substrat gemäß einer weiteren Ausführungsform schematisch darstellen;
5A-5B Vorrichtungen an verschiedenen Stufen der Herstellung von Verbindungsstrukturen auf einem Substrat gemäß einer weiteren Ausführungsform schematisch darstellen;
6A ein Ablaufplan ist, der eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Metallisieren einer Struktur darstellt;
6B-6G metallisierte Strukturen schematisch darstellen.

Ausführliche Beschreibung spezifischer Ausführungsformen
Einige Ausführungsformen erhöhen die Masse beweglicher MEMS-Strukturen, um das Trägheitsverhalten und/oder das elektrische Verhalten dieser Strukturen zu verbessern. Zusätzlich stellen einige Ausführungsformen elektrisch leitfähige Verbindungsstrukturen auf Halbleitersubstraten bereit, die einen signifikant niedrigeren elektrischen Widerstand als dotierte Halbleiterverbindungen aufweisen. In einigen Ausführungsformen ersetzt eine chemische Reaktion eine vorher hergestellte Halbleiterverbindungsstruktur, wie z. B. eine dotierte Siliziumleiterbahn, beispielsweise durch eine Metallleiterbahn mit niedrigem Widerstand wie z. B. eine Wolframleiterbahn. Beispielsweise setzen einige Ausführungsformen eine Halbleiterstruktur einem oder mehreren Reaktionsgasen aus, wie z. B. Gasen, die Wolfram aufweisen.
1A und 1B stellen eine Ausführungsform einer mikrobearbeiteten Vorrichtung 100 (manchmal als eine „MEMS“-Vorrichtung bezeichnet) schematisch dar, die eine MEMS-Struktur (die auch als eine „mikrobearbeitete Struktur“ bezeichnet sein kann) 110 aufweist, die an einem Substrat 101 aufgehängt ist. In diesem Beispiel weist die MEMS-Struktur einen freitragenden Arm 111 auf, der mit dem Substrat 101 durch einen Anker 112 gekoppelt ist, und kann beispielsweise ein Schalter oder ein Beschleunigungsmesser sein.
Die MEMS-Vorrichtung 100 weist außerdem mehrere elektrische Kontakte 120 auf, wie sie im Stand der Technik zum Verbinden von Bonddrähten bekannt sind. In einer Schalter-Ausführungsform weist die Vorrichtung 100 einen elektrischen Kontakt 121 auf, der den freitragenden Arm 111 physikalisch kontaktiert, wenn der Arm 111 zu dem Substrat 101 abgelenkt ist, beispielsweise durch eine elektrostatische Kraft aus der Elektrode 123. Einige Ausführungsformen weisen außerdem integrierte Schaltungsanordnung 122 auf, die aktive Vorrichtungen (z. B. Transistoren), Steuerschaltungen oder Signalverarbeitungsschaltungen aufweisenkönnen, um nur einige wenige Beispiele zu nennen.
Die Merkmale der Vorrichtung 110 sind durch leitfähige Leiterbahnen (oder Verbindungen) (z. B. 130, 131) auf der oder integriert in die Oberfläche 102 des Substrat 101 verbunden. Beispielsweise koppelt die Leiterbahn 130 den Kontakt 120 elektrisch mit der MEMS-Struktur 110, und die Leiterbahn 131 koppelt den Kontakt 121 elektrisch mit der Struktur 140. Ähnlich koppelt die Leiterbahn 133 den Kontakt 121 elektrisch mit dem Kontakt 124, und die Leiterbahn 134 koppelt den Kontakt 124 elektrisch mit der integrierten Schaltungsanordnung 122.
Einige der Leiterbahnen sind auf oder in einer Oberfläche 102 des Substrats 101 über ihre gesamte Länge freigelegt. Andere Leiterbahnen weisen einen Abschnitt ihrer Länge auf, der durch andere Merkmale bedeckt ist. Beispielsweise verbindet die Leiterbahn 131 elektrisch die Elektrode 121 und die Struktur 140. Ein Abschnitt 131A der Leiterbahn 131 ist freigelegt, obwohl ein anderer Abschnitt 131B der Leiterbahn durch eine weitere Struktur 140 bedeckt ist und obwohl ein weiterer Abschnitt 131C der Leiterbahn durch die Elektrode 123 bedeckt ist.
Eine weitere Leiterbahn 135 koppelt den Kontakt 125 elektrisch mit der Elektrode 123. In dieser Ausführungsform ist wenigstens ein Abschnitt der Leiterbahn 135 dadurch unterhalb der MEMS-Struktur 110, dass ein Abschnitt der Leiterbahn 135 zwischen dem Substrat 101 und dem freitragenden Arm 111 angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung
Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung (z. B. 100) sind in 2A und anderen Ablaufplänen dargestellt, wie sie hier gezeigt und beschrieben sind. Ausführungsformen einer Vorrichtung 100 an verschiedenen Stufen der Herstellung sind schematisch in den 3A-3K und anderen Figuren, wie sie hier gezeigt und beschrieben sind, dargestellt.
Schritt 201: Bereitstellen eines Substrats
Das Verfahren 200 beginnt bei Schritt 201 durch Bereitstellen des Substrats 301, das eine Oberfläche 302 aufweist, wie schematisch in 3A dargestellt ist. Das Substrat 301 kann ein Halbleiter wie z. B. Silizium (z. B. Substrat 303 in 3B) sein, das eine freigelegte Siliziumoberfläche 304 aufweist. Alternativ kann das Substrat 301 ein Siliziumauf-Isolator-Chip („SOI“-Chip; wie ebenfalls schematisch als Substrat 303 in 3B dargestellt ist) oder Wafer sein, der eine freigelegte Siliziumoberfläche 304 aufweist. In anderen Ausführungsformen kann das Substrat 301 ein nichtleitendes Substrat sein (wie beispielsweise Substrat 305), das eine Nichthalbleiteroberfläche 306 aufweist, wie schematisch in 3C dargestellt ist. Falls das Substrat 301 keine freigelegte Halbleiteroberfläche aufweist, dann kann Schritt 201 Aufbringen einer Schicht 307 aus Halbleiter 305, die eine Halbleiteroberfläche 302 aufweist, wie z. B. Silizium, aufweisen, wie schematisch in 3D dargestellt ist.
Schritt 202: Herstellen von Merkmalen auf dem Substrat
Bei Schritt 303 können verschiedene Merkmale der Vorrichtung auf oder in der Oberfläche des Substrats hergestellt werden. Zur Veranschaulichung verwenden die nachstehend beschriebenen Verfahren ein Halbleitersubstrat 301, obwohl das keine Einschränkung der Offenbarung ist, und tatsächlich würde der Prozess auch mit wenigstens den vorstehend beschriebenen Substraten funktionieren.
Beispielsweise kann Schritt 202 Herstellung eines oder mehrerer Kontakte (z. B. 120, 121, usw.), einer oder mehrerer Elektroden 123 und einer oder mehrerer Strukturen 140 und/oder einer oder mehrerer elektronischer Schaltungen 122 durch im Stand der Technik bekannte Verfahren aufweisen. Ein Substrat 301, das einige solcher Merkmale aufweist, ist in 3E schematisch dargestellt.
Schritt 202 kann außerdem Herstellen von nicht metallisierten Verbindungsstrukturen auf oder in dem Substrat 301 aufweisen, wie ebenfalls in 3E schematisch dargestellt ist. Allgemein sind eine oder mehrere der Verbindungsstrukturen (die auch als Halbleiterverbindungsstrukturen bezeichnet sein können) eine Halbleiterstruktur, die wenigstens teilweise durch Metall ersetzt und/oder beschichtet werden soll. Vor dem Ersetzen oder Beschichten der Verbindungsstruktur durch Metall kann die Verbindungsstruktur leitfähig sein, wie beispielsweise dotiertes Silizium, oder kann undotiert sein, wie beispielsweise undotiertes Silizium.
Falls die Oberfläche des Substrats 301 ein Halbleiter (z. B. Silizium) ist, können die Verbindungsstrukturen auf oder in der Halbleiteroberfläche 302 sein. Ausführungsformen von Verfahren zum Bilden solcher Verbindungsstrukturen sind nachstehend beschrieben und schematisch durch die Ablaufpläne 220 in 2B, 230 in 2C und 230 in 2D dargestellt.
Verbindungsstrukturen auf dem Substrat
Einige Ausführungsformen stellen eine oder mehrere nicht metallisierte Verbindungsstrukturen (z. B. 410, die auch als Halbleiterverbindungsstrukturen bezeichnet sein können) auf der Oberfläche 302 des Substrats 301 her. Eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen solcher nicht metallisierter Verbindungsstrukturen ist durch den Ablaufplan 220 in 2B dargestellt, und ein Substrat an verschiedenen Stufen der Herstellung ist schematisch in den 4A-4C dargestellt.
Die Oberfläche 302 kann Silizium oder ein Nichtsiliziummaterial sein. Bei Schritt 221 kann eine Siliziumschicht (z. B. 307; 4B) auf die Oberfläche 302 des Substrats 301 aufgebracht werden. Bei Schritt 222 wird die Siliziumschicht 307 geätzt, um die gewünschten nicht metallisierten Verbindungsstrukturen 410 zu hinterlassen.
Eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen solcher nicht metallisierter Verbindungsstrukturen auf dem Substrat 302 ist durch den Ablaufplan 230 in 2C dargestellt, und ein Substrat an verschiedenen Stufen der Herstellung ist in den 4D-4H schematisch dargestellt.
Bei Schritt 231 kann eine Maskierungsschicht 420 auf die Oberfläche 302 des Substrats 301 aufgebracht werden (4E).
Dann werden als Schritt 232 ein oder mehrere Gräben 430 durch die Maskierungsschicht 420 geätzt (4F). Das Ätzen legt die Oberfläche 302 des Substrats 301 in der Form und dem Ort der nicht metallisierten Verbindungsstruktur 410, die hergestellt werden soll, frei.
Bei Schritt 233 wird dann Silizium 440 in den einen oder die mehreren Gräben 430 eingebracht, um die nicht metallisierte Verbindungsstruktur 410 auf der Oberfläche 302 des Substrats 310 zu bilden, wie in 4G schematisch dargestellt ist. In dieser Ausführungsform steht die nicht metallisierte Verbindungsstruktur 410 auf der Oberfläche 302 des Substrats 301, und wenigstens eine ihrer Oberflächen (410T) ist freigelegt.
Einige Ausführungsformen entfernen außerdem einige oder alle Reste der Maskierungsschicht 420 bei Schritt 234, wobei in diesem Fall zwei oder mehr der Oberflächen (410T, 410L und 410R) der nicht metallisierten Verbindungsstruktur 410 freigelegt sind, wie in 4H schematisch dargestellt ist. Infolgedessen können in dem Metallisierungsschritt (nachstehend beschrieben) eine (z. B. 410T) oder mehrere der Oberflächen (410T, 410L und 410R) der nicht metallisierten Verbindungsstruktur 410 metallisiert werden (siehe beispielsweise 6E), abhängig davon, wie viel der Struktur 410 freigelegt ist.
Verbindungsstrukturen in dem (an der Oberfläche des) Substrat
Eine weitere Ausführungsform stellt die nicht metallisierte (oder vormetallisierte) Verbindungsstruktur 410 in dem oder an der Oberfläche 302 des Substrats 301 her. Eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen solcher Verbindungen ist durch den Ablaufplan 240 in 2D dargestellt, und ein Substrat an verschiedenen Stufen der Herstellung ist in den 5A-5B schematisch dargestellt.
Eine Maskenschicht 510 wird auf dem Substrat bei Schritt 241 aufgebracht.
Die Maskenschicht 510 wird bei Schritt 242 geätzt, um die Form und den Ort der Verbindungsstruktur 410 zu definieren. Insbesondere kann die Maskenschicht 510 andere Merkmale des Substrats (z. B. Kontakte usw.) bedecken, weist jedoch eine Öffnung (oder einen Graben) 520 auf, die die Form und den Ort der Verbindungsstruktur 410 definiert, wo die Siliziumoberfläche 302 durch die Öffnung 520 freigelegt ist. In dieser Ausführungsform kann der Halbleiter (z. B. Silizium) der Oberfläche 302, die durch die Öffnung 520 freigelegt ist, als die Halbleiterverbindungsstruktur 410 bezeichnet sein und kann so beschrieben werden, dass er die Oberfläche des oder an der Oberfläche des Substrats 301 ist, und, wenn er metallisiert ist, kann die resultierende metallisierte Struktur so beschrieben werden, dass sie die Oberfläche des oder an der Oberfläche des Substrats 301 ist. Vor dem Metallisieren kann diese Halbleiterverbindungsstruktur 410, beispielsweise weil sie dotiert ist, vor oder nach dem Aufbringen der Maskenschicht 510 leitfähig sein, oder sie kann undotiert sein.
Die metallisierte Verbindungsstruktur wird dann bei dem nachstehend beschriebenen Metallisierungsschritt gebildet.
Schritt 203: Bilden einer MEMS-Struktur
Eine MEMS-Struktur wird bei Schritt 203 gebildet, obwohl die Herstellung einiges der oder der gesamten MEMS-Struktur auch bei Schritt 202 hergestellt sein kann. Die MEMS-Struktur sollte jedoch nicht mit Verbindungsstrukturen verwechselt werden. Obwohl Verbindungsstrukturen mit einer MEMS-Struktur gekoppelt sein können, sind Verbindungsstrukturen von MEMS-Strukturen unterscheidbar. Beispielsweise kann eine Vorrichtung eine Verbindungsstruktur aufweisen, ohne auch eine MEMS-Struktur aufzuweisen. Eine Vorrichtung, die eine MEMS-Struktur aufweist, kann auch eine Verbindungsstruktur aufweisen, obwohl die Verbindungsstruktur nicht Teil der MEMS-Struktur ist.
Die MEMS-Struktur kann irgendeine aus einer Vielzahl von MEMS-Strukturen sein, die im Stand der Technik bekannt sind, und ist nicht auf Schalter und freitragende Beschleunigungsmesser 110 beschränkt, wie in den 1A und 1B schematisch dargestellt ist. Beispielsweise könnte die MEMS-Struktur 110 auch irgendeine aus einer Vielzahl von MEMS-Vorrichtungen sein, die im Stand der Technik bekannt sind, wie z. B. ein Beschleunigungsmesser, in dem Ausleger aufgehängt ist, um sich in Reaktion auf Beschleunigung parallel zu der Oberfläche des Substrats zu bewegen, oder ein Coriolis-Gyroskop, in dem ein Ausleger aufgehängt ist, um sich in Reaktion auf Drehung parallel zu der Oberfläche des Substrats zu bewegen, ein Mikrofon, in dem der Ausleger eine bewegliche Membran ist, oder ein Drucksensor, in dem der Ausleger eine bewegliche Membran ist, um nur einige wenige Beispiele zu nennen.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen einer MEMS-Struktur, entsprechend Schritt 203, ist mit zusätzlichen Einzelheiten durch den Ablaufplan 250 in 2E dargestellt. Obwohl die MEMS-Struktur so beschrieben sein kann, dass sie auf dem Substrat 301 ist, erfordert dieses nicht, dass die MEMS-Struktur (z. B. der Anker 112) in direktem physikalischem Kontakt mit dem Substrat 301 ist, da verschiedene Ausführungsformen dazwischen liegende Schichten oder Materialien erlauben können.
Die Herstellung einer MEMS-Struktur kann Aufbringen (Schritt 251) einer Opferschicht 350 über der Oberfläche des Substrats 301 und irgendwelchen anderen Merkmalen, die bereits auf dem Substrat sind, falls vorhanden, wie z. B. Kontakte (z. B. 120), Elektroden (z. B. 123), Schaltungen 122, Maskenschicht 510 (wobei in diesem Fall die Opferschicht auch den Graben 520 füllen kann) und der freigelegten Oberfläche 302 aufweisen, wie beispielsweise in 3F schematisch dargestellt ist. Die Opferschicht 350 kann beispielsweise eine Oxidopferschicht sein.
Das Verfahren weist außerdem Ätzen einer Öffnung 351 der Opferschicht 350 bei Schritt 252 auf, um die Oberfläche 302 des Substrats 301 freizulegen (wie in 3G schematisch dargestellt ist).
Als Nächstes kann bei Schritt 253 eine Schicht 360 aus MEMS-Strukturmaterial (z. B. eine Polysiliziumschicht) 360 auf der Opferschicht 350 aufgebracht werden, wobei das MEMS-Strukturmaterial 360 die Öffnung 351 füllt, um einen Anker 112 zu bilden, und die Opferschicht 350 bedeckt (auf ihr aufliegt) (wie in 3H schematisch dargestellt ist). Das MEMS-Strukturmaterial 360 wird bei Schritt 254 geätzt, um die Formen der MEMS-Struktur zu bilden (wie in 3I schematisch dargestellt ist), wie beispielsweise die MEMS-Struktur 110. Wie in 3I schematisch dargestellt ist, werden Abschnitte des MEMS-Strukturmaterials 360 weggeätzt, um die MEMS-Struktur 110 zu hinterlassen, die durch den Anker 112 mit dem Substrat 101 gekoppelt ist.
Dann wird bei Schritt 255 die Opferschicht 350 entfernt. Als ein Ergebnis der Entfernung der Opferschicht 350 kann die MEMS-Struktur dadurch, dass die MEMS-Struktur 111 dann in Bezug auf das Substrat 101 beweglich ist, freigegeben werden, während sie an dem Substrat 301 durch den Anker 112 befestigt bleibt, wie in 3J schematisch dargestellt ist. Die MEMS-Struktur 100 bleibt während des nachstehend beschriebenen Metallisierungsprozesses relativ zu dem Substrat beweglich.
Schritt 204: Metallisierung von Merkmalen einer Vorrichtung
Nachdem die MEMS-Vorrichtung gebildet ist, werden die MEMS-Struktur und/oder die Verbindungsstrukturen bei Schritt 204 metallisiert, und sie können gleichzeitig metallisiert werden.
Metallisieren von MEMS-Strukturen kann durch Hinzufügen von Gewicht zu einem beweglichen Element (beispielsweise zu dem Ausleger 111), wie beispielsweise einem aufgehängten Ausleger in einem Beschleunigungsmesser oder Gyroskop, vorteilhaft sein. Das Verfahren von 6A kann verwendet werden, um die MEMS-Struktur zu metallisieren.
Einige Ausführungsformen metallisieren mehrere Oberflächen und Seiten einer MEMS-Struktur. Beispielsweise stellt 6F einen Ausleger 111 einer MEMS-Struktur schematisch dar, wobei der Ausleger vier Seiten (111T, 111R, 111L und 111B) aufweist, die alle für Reaktionsgas oder -gase freigelegt sind und eine Metallschicht 650 auf oder in den freigelegten Seiten aufweisen. Die Oberflächen der Seiten 11 1T, 111R, 111L und 111B können als Umfangsflächen beschrieben sein, dadurch, dass sie den Ausleger 111 umgeben, im Gegensatz beispielsweise dazu, dass sie eine innere Oberfläche des Auslegers 111 sind wie beispielsweise eine Oberfläche eines Hohlraums oder einer Öffnung in dem Ausleger. Metallisieren einer oder mehrerer solcher Umfangsflächen stellt einfachere Herstellung bereit, wie z. B. weniger Schritte und Maskenschichten, als erforderlich wären, um zuerst eine Öffnung oder einen Hohlraum in dem Ausleger zu bilden und dann eine innere Oberfläche einer solchen Öffnung oder eines solchen Hohlraums zu metallisieren.
Andere Ausführungsformen metallisieren weniger als vier Seiten einer MEMS-Struktur. Beispielsweise metallisieren einige Ausführungsformen die MEMS-Struktur 110, bevor die MEMS-Struktur bei Schritt 255 freigegeben wird. In solchen Ausführungsformen können nur einige Abschnitte der MEMS-Struktur 110 metallisiert werden (z. B. Oberfläche 111T in 2F), da andere Abschnitte der MEMS-Struktur (z. B. Oberfläche 111B in 2F), z. B. durch die Opferschicht 350, bedeckt bleiben können. Andere Ausführungsformen metallisieren die MEMS-Struktur 110, nachdem die MEMS-Struktur freigegeben ist, mit dem Ergebnis, dass vorher bedeckt Abschnitte der MEMS-Struktur (z. B. die Oberfläche 111B) metallisiert werden.
Einige Ausführungsformen metallisieren die Verbindungsstrukturen (z. B. 410, usw.). Nach der Metallisierung von Verbindungsstrukturen kann der Widerstand dieser Verbindungsstrukturen im Vergleich zu denselben Verbindungsstrukturen vor der Metallisierung reduziert sein. Der Widerstand der Verbindung kann als Flächenwiderstand spezifiziert sein und hat Ohm als SI-Einheit, informell auch als „Ω/⌷“ bezeichnet. Beispielsweise wird der Flächenwiderstand weithin verwendet, um dünne Schichten zu charakterisieren, die nominal eine gleichmäßige Dicke aufweisen, wie z. B. Materialien, die durch Halbleiterdotierung hergestellt werden. Beispielsweise kann eine dotierte Halbleiterverbindungsstruktur einen Flächenwiderstand von 20 Ω vor der Metallisierung aufweisen, und eine undotierte Halbleiterverbindungsstruktur kann einen sogar höheren Flächenwiderstand aufweisen.
Eine solche Halbleiterverbindungsstruktur kann jedoch einen Flächenwiderstand nach der Metallisierung aufweisen gleich - oder weniger als - 20 Ω aufweisen. Tatsächlich kann in einigen Ausführungsformen eine Halbleiterverbindungsstruktur einen Flächenwiderstand gleich oder kleiner als 15 Ω, 10 Ω, 5 Ω oder sogar weniger als 1 Ω nach der Metallisierung aufweisen.
Ausführungsformen von Verfahren zum Metallisieren von Verbindungen und/oder MEMS-Strukturen sind in dem Ablaufplan 610 von 6A gezeigt und ferner in den 6B-6G schematisch dargestellt.
Allgemein bildet das Verfahren 600 von Ablaufplan 610 eine Startschicht aus Wolfram (Schritt 611) und kann optional eine oder mehrere zusätzliche oder verdickende Schichten auf der Startschicht bilden (Schritt 612). Verschiedene Ausführungsformen der Verfahren, die durch den Ablaufplan 610 repräsentiert sind, können Aussetzen der Strukturen aufweisen, die metallisiert werden sollen - z. B. MEMS-Strukturen (z. B. 110) und/oder Verbindungsstrukturen (z. B. 410) - einem Gas, das Metallatome aufweist, oder Molekülen, die Metallatome aufweisen. Die Metallatome können Wolfram oder Molybdän sein, um einige wenige Beispiele zu nennen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Ein solches Gas kann als ein Reaktionsgas bezeichnet sein.
Die nachstehende Beschreibung beschreibt Metallisierung einer Verbindungsstruktur, mit dem Verständnis, dass dieselbe Chemie und derselbe Prozess für die Metallisierung von MEMS-Strukturen (beispielsweise der MEMS-Struktur 111) gilt.
Die Herstellung der Startschicht in Schritt 611 kann auf eine Vielzahl von Arten ausgeführt werden. Einige Ausführungsformen ersetzen einige oder alle der Strukturen, die metallisiert werden sollen, durch Metall. Als solcher erfordert ein Vorgang zum Ersetzen einer Halbleiterverbindungsstruktur durch eine leitfähige metallische Verbindungsstruktur nicht notwendigerweise Ersetzen jedes Atoms einer Halbleiterverbindungsstruktur durch ein leitfähiges Metall. Tatsächlich, wie nachstehend beschrieben, ist in einigen Ausführungsformen die chemische Reaktion selbstbegrenzend.
In einer ersten Ausführungsformen sie Schritt 611 die Struktur, die metallisiert werden soll (in diesem Beispiel Verbindungsstrukturen), gasförmigem Wolframhexafluorid (WF₆) bei Temperaturen im Bereich von 300-500 °C (z. B. weniger als 500 °C) aus, und einige Ausführungsformen können bei weniger als 300 °C arbeiten. Beispielsweise können die Verbindungsstrukturen eine freigelegte Halbleiteroberfläche 302 sein, wie vorstehend beschrieben und in 6B schematisch dargestellt ist, oder eine Halbleiterstruktur 410 mit freigelegten Oberflächen (z. B. 410T, 410L, 410R), die vorstehend beschrieben und in 6C schematisch dargestellt ist. Der Metallisierungsprozess ist nachstehend unter Verwendung einer Halbleiterstruktur 410 mit freigelegten Oberflächen (z. B. 410T, 410L, 410R; 6C) beschrieben mit dem Verständnis, dass der Prozess mit anderen Ausführungsformen von Verbindungsstrukturen und/oder MEMS-Strukturen auf im Wesentlichen dieselbe Weise funktionieren würde. Beispielsweise kann die Oberfläche 302 von Substrat 301 über den Graben 520 metallisiert werden, wie in 6D schematisch dargestellt ist.
Das Silizium in den Verbindungsstrukturen arbeitet als Reduktionsagens und reagiert mit WF₆, um festes Wolfram und Siliziumfluorid-Gas (SiF₄) zu bilden. In einigen Ausführungsformen präzipitiert das Wolfram aus dem gasförmigen WF₆, um eine dünne Schicht 650 (wie als die „Startschicht“ 650 bezeichnet sein kann) auf der Oberfläche der Verbindung 410 zu bilden, wenn das Silizium mit dem Fluor reagiert, um zu gasförmigen SiF₄ zu werden. Das wird gemäß der nachstehenden Gleichung ausgeführt: $3 S i (s) + 2 W F_{6} (g) \to 2 W (s) \to 3 S i F_{4} (g)$
In anderen Ausführungsformen verlagern die Wolframatome Siliziumatome innerhalb der Verbindungsstruktur 410, so dass die Wolframatome in die Struktur 410 durchdringen und zu einem Teil der Struktur werden. Infolgedessen ist wenigstens ein Teil der Verbindungsstruktur 410 durch Metall ersetzt worden, um eine metallisierte Verbindung zu bilden, wie beispielsweise die Verbindung 135 von 1A.
Die chemische Reaktion dieser Ausführungsform ist selbstbegrenzend, weil ohne andere Reduktionsagenzien das gasförmige WF₆ nicht weiterhin Schichten von Wolfram an dem oder in das freigelegte Silizium (z. B. an 410T, 410L, 410R) der Verbindung 410 bilden kann.
Eine weitere Ausführungsform von Schritt 611 setzt die Verbindungsstrukturen 410 sowohl WF₆ als auch Wasserstoffgas (H₂) aus. In dieser Ausführungsform arbeitet der Wasserstoff als Reduktionsagens, das SiHF₃ und festes Wolfram (W) bildet, gemäß der nachstehenden Gleichung: $2 S i (s) + W F_{6} (g) \to H_{2} (s) \to W (s) + 2 S i H F_{3} (g)$
Noch eine weitere Ausführungsform von Schritt 611 setzt die Verbindungsstrukturen 410 sowohl WF₆ als auch Silan (SiH4) aus. In dieser Ausführungsform wird WF₆ mit SiH₄ reduziert, um festes Wolfram zu bilden. SiH₄ funktioniert ähnlich dem Wasserstoffgas in der vorstehend offenbarten Ausführungsform. Dieses Verfahren produziert festes Wolfram, SiHF₃ und Wasserstoffgas gemäß der nachstehenden Gleichung: $W F_{6} (g) + 2 S i H_{4} (g) \to W (s) + 3 H_{2} (g) + 2 S i H F_{3} (g)$
In einigen Ausführungsformen, nachdem die Startschicht 650 bei Schritt 611 gebildet worden ist, stellt das Verfahren 600 optional eine oder mehrere zusätzliche Schichten aus Wolfram oben auf der Startschicht 650 her, als Schritt 612. Eine zusätzliche Schicht 651 aus Wolfram und eine Startschicht 650 sind in 6G schematisch dargestellt. Die Startschicht 650 von 6G könnte irgendeine der hier offenbarten Startschichten 650 sein, wie beispielsweise die Startschicht 650 auf der Verbindung 410 oder die Startschicht 650 auf der MEMS-Struktur 111.
Beispielsweise setzten einige Ausführungsformen die Startschicht 650 gasförmigem WF₆ aus. Das gasförmige WF₆ kann mit dem festen Wolfram reagieren, um zusätzliches Wolfram aus dem Gas zu präzipitieren. Das zusätzliche feste Wolfram wird auf dem Oberflächenwolfram gemäß der folgenden Gleichung aufgebracht: $W * (s) + W F_{6} (g) \to W * F_{6} (g) + W (s)$
wobei das * die Reaktionsstelle bezeichnet, wo das Wolfram aufgebracht wird.
Andere Ausführungsformen setzen die Startschicht gasförmigem WF₆ aus durch Aufnehmen von Wasserstoffgas (H₂) in das gasförmige WF₆. Das Wasserstoffgas wirkt als Reduktionsagens, das das Wolfram in gasförmigem WF₆ reduziert, um festes Wolfram und Wasserstofffluoridgas (HF) zu produzieren. Diese Reaktion wird gemäß der folgenden Gleichung ausgeführt: $3 H_{2} (g) + W F_{6} (g) \to 6 H F (g) + W (s)$
Wie vorstehend erwähnt kann ein Reaktionsgas auch Molybdän („Mo“) aufweisen, und der Prozess 600 läuft im Wesentlichen auf dieselbe Weise ab, wie vorstehend für Wolfram beschrieben ist. Beispielsweise wirkt bei Schritt 611 das Silizium in den Verbindungsstrukturen als Reduktionsagens und reagiert mit MoF₆, um festes Molybdän und Siliziumfluorid-Gas (SiF₄) zu bilden. In einigen Ausführungsformen präzipitiert das Molybdän aus dem gasförmigen MoF₆, um die Startschicht 650 auf der Oberfläche der Verbindung 410 zu bilden, wenn das Silizium mit dem Fluor reagiert, um zu gasförmigem SiF₄ zu werden. Das wird gemäß der nachstehenden Gleichung ausgeführt: $3 S i (s) + 2 M o F_{6} (g) \to 2 M o (s) + 3 S i F_{4} (g)$
Eine weitere Ausführungsform von Schritt 611 setzt die Verbindungsstrukturen 410 sowohl MoF₆ als auch für Wasserstoffgas (H₂) aus. In dieser Ausführungsform wirkt der Wasserstoff als Reduktionsagens, das SiHF₃ und festes Molybdän bildet, gemäß der nachstehenden Gleichung: $2 S i (s) + M o F_{6} (g) + H_{2} (g) \to M o (s) + 2 S i H F_{3} (g)$
Noch eine weitere Ausführungsform von Schritt 611 setzt die Verbindungsstrukturen 410 sowohl MoF₆ als auch für Silan (SiH₄) aus. In dieser Ausführungsform wird MoF₆ mit SiH₄ reduziert, um festes Molybdän zu bilden. SiH₄ funktioniert ähnlich dem Wasserstoffgas in der vorstehend offenbarten Ausführungsform. Dieses Verfahren produziert festes Molybdän, SiHF₃ und Wasserstoffgas gemäß der nachstehenden Gleichung: $M o F_{6} (g) + 2 S i H_{4} (g) \to M o (s) + 3 H_{2} (g) + 2 S i H F_{3} (g)$
Schritt 205: Zusätzliche Schritte
Nachdem die Verbindungen bei Schritt 204 metallisiert sind, können bei Schritt 205 ein oder mehrere zusätzliche Herstellungsschritte ausgeführt werden. Beispielsweise wird in einigen Ausführungsformen eine Passivierungsschicht 260 wie beispielsweise eine Oxidschicht über den metallisierten Verbindungen (z. B. 130, 131) gebildet, wie in 3K schematisch dargestellt ist.
In Ausführungsformen, die eine Maskenschicht 510 aufweisen, kann der Graben 520 in der Maskenschicht gefüllt werden, um eine Passivierungsschicht 260 zu erzeugen. Beispielsweise falls der Graben 520 die metallisierte Verbindung 410 aufweist, jedoch dadurch nicht vollständig gefüllt ist, dann kann der Raum 521, der in dem Graben 520 bleibt, mit Passivierungsmaterial gefüllt werden, beispielsweise Material der Maskenschicht 510.
In einigen Ausführungsformen, in denen das Substrat 301 Teil eines Wafers ist, der viele solcher Substrate aufweist, kann der Wafer zerteilt werden, um die Substrate in einzelne Vorrichtungen 100 zu schneiden.
Ohne Einschränkung weist der potentielle Gegenstand, der beansprucht sein kann (mit vorangestelltem Buchstaben „P“, um Verwechslung mit den nachstehend präsentierten eigentlichen Ansprüchen zu vermeiden) Folgendes auf:

P1. Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung, die eine metallische Verbindungsstruktur aufweist, das Folgendes aufweist:
- Herstellen eines Substrats, das wenigstens eine Halbleiterverbindungsstruktur aufweist, wobei die Halbleiterverbindungsstruktur einen elektrischen Widerstand aufweist;
- Herstellen einer mikrobearbeiteten Struktur auf dem Substrat; und
- nach dem Herstellen der mikrobearbeiteten Struktur Ersetzen der Halbleiterverbindungsstruktur durch eine leitfähige metallische Verbindungsstruktur, die einen elektrischen Widerstand aufweist, der niedriger ist als der elektrische Widerstand der Halbleiterverbindungsstruktur, wobei das Ersetzen der Halbleiterverbindungsstruktur durch eine leitfähige metallische Verbindungsstruktur Aussetzen der Halbleiterverbindungsstruktur einem Reaktionsgas aufweist, wobei das Reaktionsgas Molybdän aufweist, und die leitfähige metallische Verbindungsstruktur Molybdän aufweist.
P2. Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung, die eine metallische Verbindungsstruktur aufweist, nach P1, wobei das Reaktionsgas MoF₆ aufweist.
P3. Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung, die eine metallische Verbindungsstruktur aufweist, nach P3, wobei das Reaktionsgas SiH₄ aufweist.
P11. MEMS-Vorrichtung, die Folgendes aufweist:
- ein Substrat, das eine Oberfläche aufweist;
- eine bewegliche MEMS-Struktur, die beweglich an dem Substrat aufgehängt ist;
- eine metallisierte Verbindungsstruktur, wobei die metallisierte Verbindungsstruktur einen von Molybdän durchdrungenen Halbleiter aufweist und einen Flächenwiderstand von weniger als 5 Ω aufweist.
P12. MEMS-Vorrichtung nach P11, wobei die bewegliche MEMS-Struktur wenigstens eine Oberfläche aufweist, die Molybdän aufweist.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung (100), die eine metallische Verbindungsstruktur aufweist, das Folgendes aufweist: Herstellen eines Substrats (101), das wenigstens eine Halbleiterverbindungsstruktur (120, 121, 123, 124, 125, 130, 131, 133, 134, 135) aufweist, wobei die Halbleiterverbindungsstruktur einen elektrischen Widerstand aufweist; Herstellen einer mikrobearbeiteten Struktur (110) auf dem Substrat, wobei die mikrobearbeitete Struktur einen Ausleger (111) aufweist, der zumindest über einem Teil der Halbleiterverbindungstruktur aufgehängt ist; Freigeben der mikrobearbeiteten Struktur, so dass der Ausleger relativ zum Substrat bewegbar ist; und nach dem Freigeben der mikrobearbeiteten Struktur, Metallisieren der Halbleiterverbindungsstruktur, indem die Halbleiterverbindungsstruktur einem Reaktionsgas ausgesetzt wird, um eine leitfähige metallische Verbindungsstruktur zu bilden, die einen elektrischen Widerstand aufweist, der niedriger als der elektrische Widerstand der Halbleiterverbindungsstruktur ist, wobei der Ausleger relativ zum Substrat während des Prozesses des Metallisierens der Halbleiterverbindungsstruktur bewegbar bleibt.
Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung, die eine metallische Verbindungsstruktur aufweist, nach Anspruch 1, wobei das Metallisieren der Halbleiterverbindungsstruktur ein gleichzeitiges Metallisieren von freiliegenden Teilen der mikrobearbeiteten Struktur aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung, die eine metallische Verbindungsstruktur aufweist, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Metallisieren der Halbleiterverbindungsstruktur, um eine leitfähige metallische Verbindungsstruktur zu bilden, Folgendes aufweist: Bilden einer Startschicht aus Metall auf der Halbleiterverbindungsstruktur, in der Halbleiteratome innerhalb der Halbleiterverbindungsstruktur durch Metall ersetzt werden.
Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung, die eine metallische Verbindungsstruktur aufweist, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Metallisieren der Halbleiterverbindungsstruktur, um eine leitfähige metallische Verbindungsstruktur zu bilden, bei einer Temperatur von weniger als 500 Grad Celsius stattfindet.
Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung, die eine metallische Verbindungsstruktur aufweist, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Metallisieren der Halbleiterverbindungsstruktur, um eine leitfähige metallische Verbindungsstruktur zu bilden, bei einer Temperatur von weniger als 300 Grad Celsius stattfindet.
Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung, die eine metallische Verbindungsstruktur aufweist, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die leitfähige metallische Verbindungsstruktur einen Flächenwiderstand von weniger als 10 Ω aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung, die eine metallische Verbindungsstruktur aufweist, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die leitfähige metallische Verbindungsstruktur einen Flächenwiderstand von weniger als 1 Ω aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung, die eine metallische Verbindungsstruktur aufweist, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Reaktionsgas Wolfram aufweist und die leitfähige metallische Verbindungsstruktur Wolfram aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung, die eine metallische Verbindungsstruktur aufweist, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Reaktionsgas WF₆ aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung, die eine metallische Verbindungsstruktur aufweist, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Reaktionsgas SiH₄ aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung, die eine metallische Verbindungsstruktur aufweist, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner Bedecken der leitfähigen metallischen Verbindungsstruktur mit einer Passivierungsschicht aufweist.
MEMS-Vorrichtung (100), die Folgendes aufweist: ein Substrat (101, 301), das eine Oberfläche aufweist; eine metallisierte Verbindungsstruktur (410) auf der Oberfläche des Substrats (101, 301); einen aus einem MEMS-Strukturmaterial (360) gebildeten Anker (112); und eine aus dem MEMS-Strukturmaterial (360) gebildete bewegbare MEMS-Struktur (110), die durch den Anker (112) an dem Substrat (101, 301) befestigt und beweglich an dem Substrat (101, 301) aufgehängt ist, mit einem Ausleger (111), der bewegbar über zumindest einem Teil der metallisierten Verbindungsstruktur (410) angeordnet ist, und mit einer Mehrzahl den Ausleger (111) umgebenden, metallisierten Umfangsflächen, die jeweils eine Startschicht (650) aufweisen, die einer Startschicht (650) der metallisierten Verbindungsstruktur (410) entspricht.
MEMS-Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die metallisierte Verbindungsstruktur einen von Wolfram durchdrungenen Halbleiter aufweist und einen Flächenwiderstand von weniger als 5 Ω aufweist.
MEMS-Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die metallisierte Verbindungsstruktur einen Flächenwiderstand von weniger als 1 Ω aufweist.
MEMS-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, die ferner Folgendes aufweist: eine Passivierungsschicht (260) auf der metallisierten Verbindungsstruktur.
Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung (100), das Folgendes aufweist: Herstellen wenigstens einer Halbleiterverbindungsstruktur (410) an einer Oberfläche (120, 121, 123, 124, 130, 131, 133, 134, 135) eines Substrats (101); Herstellen einer mikrobearbeiteten Struktur (110) auf dem Substrat (101); und Metallisieren der mikrobearbeiteten Struktur, wobei die mikrobearbeitete Struktur einen Ausleger (111) aufweist, der über zumindest einem Teil der Halbleiterverbindungsstruktur (410) aufgehängt ist und der relativ zu dem Substrat während des Metallisierens der mikrobearbeiteten Struktur bewegbar ist, und eine Mehrzahl von den Ausleger (111) umgebenden Umfangsflächen aufweist, die gleichzeitig mit der Verbindungsstruktur (410) metallisiert werden.
Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Metallisieren der mikrobearbeiteten Struktur Metallisieren von vier Seiten des Auslegers aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, das ferner vor dem Metallisieren der mikrobearbeiteten Struktur Folgendes aufweist: gleichzeitiges Metallisieren der wenigstens einen Halbleiterverbindungsstruktur, indem die mikrobearbeitete Struktur und die Halbleiterverbindungsstruktur einem Reaktionsgas ausgesetzt werden, um die leitfähige metallische Verbindungsstruktur (410) zu bilden, und Metallisieren der mikrobearbeiteten Struktur.
Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung nach Anspruch 18, das ferner Folgendes aufweist: Bedecken der leitfähigen metallischen Verbindungsstruktur (410) mit einer Passivierungsschicht (260).
Verfahren zum Herstellen einer mikrobearbeiteten Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei das Metallisieren der mikrobearbeiteten Struktur Folgendes aufweist: Bilden einer Startschicht aus Metall auf der mikrobearbeiteten Struktur, in der Halbleiteratome innerhalb der mikrobearbeiteten Struktur durch Metall ersetzt sind.