DE10223729B4 - Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, die Imstande ist eine dynamische Größe zu erfassen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, die Imstande ist eine dynamische Größe zu erfassen Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, die ein Halbleitersubstrat (10) aufweist, in dem eine Isolationsschicht (13) auf eine erste Halbleiterschicht (11) geschichtet ist und eine zweite Halbleiterschicht (12) auf die Isolationsschicht (13) geschichtet ist, und ein beweglicher Abschnitt (20) in der zweiten Halbleiterschicht (12) ausgebildet ist, der im Ansprechen auf eine aufzubringende dynamische Größe verschiebbar ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Vorbereitendes Halbleitersubstrats (10);
Ausbilden eines Grabens (14), um den beweglichen Abschnitt (20) innerhalb des vorbereiteten Halbleitersubstrats (10) abzugrenzen, so dass der Graben (14) die Isolationsschicht (13) von einer Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht (12) her erreicht; und
Ausbilden des beweglichen Abschnitts (20) durch Durchführen einer Trockenätzung auf dem Halbleitersubstrat (10) mit ausgebildetem Graben (14),
wobei das Ausbilden des beweglichen Abschnitts (20) beinhaltet:
Laden der an dem Boden des Grabens (14) gelegenen Isolationsschicht (13) während des Durchführens der Trockenätzung, um die Ätzionen der Trockenätzung zu zwingen,...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, die als ein Sensor verwendbar ist, wie z. B. ein Beschleunigungssensor und ein Winkelgeschwindigkeitssensor, der einen beweglichen Abschnitt enthält, der in einer Halbleiterschicht eines Halbleitersubstrats ausgebildet ist und im Ansprechen auf eine darauf wirkende dynamische Größe verschiebbar ist.
  • Ein herkömmliches Verfahren beschreibt die Druckschrift JP 11 274 142 A . Dort ist ein Verfahren offenbart zum einfachen Erfassen einer Ätztiefe, bei dem Inselbereiche, welche später bewegliche Teile zur Erfassung ausbilden sollen, aufeinander folgend durch Ätzen auf ein zu verarbeitendes Objekt ausgehend von der Oberfläche in der Tiefenrichtung erzeugt werden. Das bekannte Verfahren zielt darauf ab, bei der Herstellung eines Halbleiters zum einen die Ätztiefe einfach bestimmen zu können, und zum anderen eine zunächst als nicht ausreichend tief bestimmte Ätztiefe (bis zur Isolatoroberfläche des Substrats) durch einen zweiten, zusätzlichen Ätzvorgang bzw. ein Nachätzen auf eine korrekte Ätztiefe bringen zu können. Hierzu wird eine Verschiebung oder eine Verformung des beweglichen Teils, der durch eine Abtrennung der unteren Abschnitte der Inselbereiche von der Oberfläche des Objekts durch seitliches Ätzen verursacht wird, wenn der Ätzvorgang die Oberfläche des Objekts erreicht, erfasst und auf dieser Grundlage die Ätztiefe ermittelt.
  • Weiter beschreibt die Druckschrift US 4 622 094 A ein Verfahren zum Steuern eines Trockenätzens durch Anlegen einer Wechselspannung an ein Werkstück. Im Kontext des in der Druckschrift JP 11 274 142 A beschriebenen Verfahrens lehrt diese Druckschrift eine Neutralisation der während des Trockenätzprozesses gebildeten elektrischen Ladung durch gezielte Zufuhr von Ionen.
  • Ein Problem besteht bei derartigen Verfahren darin, dass ein Klebephänomen zwischen den Teilen des Halbleitersubstrats auftreten kann. Zusätzlich zu der Isolationsschicht am Grabenboden lädt das nach dem Ausbilden des Grabens ausgeführte Trockenätzen nicht nur den beweglichen Abschnitt, der für einen Erfassungsteil der Vorrichtung verantwortlich ist, sondern über den beweglichen Abschnitt auch die zweite Halbleiterschicht und die Isolationsschicht, die gegenüber dem Graben liegen. Dieses Laden führt eine unausgeglichene Ladungsverteilung zwischen solchen verschiedenen Teilen herbei, so dass die Gefahr besteht, dass die Teile teilweise oder gänzlich dem Klebephänomen gegenüber ihrer umliegenden Teile unterliegen.
  • Ein anderes Problem betrifft ein Klebephänomen aufgrund von Ablagerungen. Während der Durchführung der Trockenätzung, um Bereiche der zweiten Halbleiterschicht zu entfernen, die auf den Seiten des Grabenbodens angesiedelt sind, können Ablagerungen, die aufgrund der Ätzionen auftreten, an einem Bereich des beweglichen Abschnitts haften, der der Isolationsschicht gegenüber liegt. Die Ablagerungen bestehen z. B. aus Polymeren, die Fluor, Kohlenstoff und Sauerstoff enthalten.
  • Wenn die Ablagerungen, wie oben erwähnt, an dem beweglichen Abschnitt haften, ist es wahrscheinlich, dass der bewegliche Abschnitt und die Isolationsschicht an den Stellen mit Ablagerungen aneinander kleben. Ein Grund dafür ist, dass die Ablagerungen den Abstand zwischen dem beweglichen Abschnitt und der Isolationsschicht eng machen.
  • In Fällen, in denen der bewegliche Abschnitt, der als Erfassungsteil der Vorrichtung funktionieren soll, wegen vorangehender Ladung oder Ablagerungen in den Klebezustand fällt, ist es nicht länger möglich, den beweglichen Abschnitt als das Erfassungsteil der Vorrichtung normal zu betreiben.
  • Der Erfindung liegt daher als eine Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung bereitzustellen, die einen beweglichen Abschnitt aufweist, der durch Entfernen der umliegenden Teile des Bodens eines Grabens durch Trockenätzung ausgebildet wird, und vor dem Kleben an der Umgebung bewahrt wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, alternativ durch ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2.
  • Als einen Aspekt umfasst das Herstellungsverfahren somit die Schritte: Vorbereiten des Halbleitersubstrats; Ausbilden eines Grabens, um den beweglichen Abschnitt innerhalb des vorbereiteten Halbleitersubstrats abzugrenzen, so dass der Graben die Isolationsschicht von einer Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht her erreicht; und Ausbilden des beweglichen Abschnitts durch Durchführen einer Trockenätzung auf dem Halbleitersubstrat mit ausgebildetem Graben, wobei das Ausbilden des beweglichen Abschnitts beinhaltet: Laden der an dem Boden des Grabens gelegenen Isolationsschicht während des Durchführens der Trockenätzung, um die Ätzionen der Trockenätzung zu zwingen, auf einen Teil der zweiten Halbleiterschicht einzuwirken, der seitlich zum Boden des Grabens liegt, und dadurch den seitlich gelegenen Teil der zweiten Halbleiterschicht zu entfernen, und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden des beweglichen Abschnitts weiter beinhaltet: Entfernen von elektrischen Ladungen, die durch das Laden der Isolationsschicht verursacht werden, von mindestens dem beweglichen Abschnitt, einem Teilbereich der zweiten Halbleiterschicht, der dem beweglichen Abschnitt gegenüberliegt, oder einem Bereich der Isolationsschicht, der dem beweglichen Abschnitt gegenüberliegt, durch Versorgen der elektrischen Ladungen mit Ionen, und abwechselndes Wiederholen des Ladens der Isolationsschicht und des Entfernens von elektrischen Ladungen, bevor der bewegliche Abschnitt vollständig ausgebildet ist.
  • Daher werden, selbst wenn das Laden der Isolationsschicht, das während dem Ausbildungsprozess des beweglichen Abschnitts ausgeführt wird, verschiedene Teile außer der Isolationsschicht veranlasst geladen zu werden, elektrische Ladungen entfernt, die auf diesen Teilen erscheinen. Solche Teile schließen ein, den beweglichen Abschnitt, einen Bereich der zweiten Halbleiterschicht, der dem beweglichen Abschnitt gegenüberliegt, und/oder einen Bereich der Isolationsschicht, der dem beweglichen Abschnitt gegenüberliegt. Das Entfernen der elektrischen Ladungen verhindert, dass der bewegliche Abschnitt an seiner Umgebung klebt.
  • Es ist nicht immer erforderlich, dass die elektrischen Ladungen auf den Teilen vollständig entfernt werden. So lange der bewegliche Abschnitt davor bewahrt wird, an seiner Umgebung zu kleben, ist ein mäßiges Entfernen der elektrischen Ladungen hinreichend.
  • Insbesondere können die elektrischen Ladungen durch Versorgen der elektrischen Ladungen mit Ionen entfernt werden, um die elektrischen Ladungen während jeder der Unterbrechungszeitspannen ohne Trockenätzung zu neutralisieren. Dies führt zu wiederholten, abwechselnden Schritten sowohl zur Durchführung des Trockenätzens und der Handhabung der Neutralisationsionen. Die elektrischen Ladungen können daher auf effektivere Weise entfernt werden. Negative Ionen, wie z. B. Sauerstoffionen, sind ein Beispiel für solche Neutralisationsionen.
  • Als einen alternativen Aspekt umfasst das Herstellungsverfahren somit die Schritte Vorbereiten des Halbleitersubstrats; Ausbilden eines Grabens, um den beweglichen Abschnitt innerhalb des vorbereiteten Halbleitersubstrats abzugrenzen, so dass der Graben die Isolationsschicht von einer Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht her erreicht; und Ausbilden des beweglichen Abschnitts durch Durchführen einer Trockenätzung auf dem Halbleitersubstrat mit ausgebildetem Graben, wobei während der Trockenätzung die auf dem Boden des Grabens gelegene Isolationsschicht geladen wird, um die Ätzionen der Trockenätzung zu zwingen, auf den Teil der zweiten Halbleiterschicht einzuwirken, der seitlich zu dem Boden des Grabens gelegen ist, und dadurch den seitlich gelegenen Teil der zweiten Halbleiterschicht zu entfernen, und ist gekennzeichnet durch den Schritt: Reinigen eines Bereichs des beweglichen Abschnitts, der der Isolationsschicht gegenüber liegt, in einer Dampfphase, in der Sauerstoffionen als die Ätzionen dienen, um aufgrund von Ätzionen erzeugte Ablagerungen auf dem Bereich zu entfernen.
  • Andere Aufgaben und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich:
  • 1 zeigt eine Gesamtdraufsicht eines Halbleiterbeschleunigungssensors, der als eine Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform angenommen wird;
  • 2 ist eine Schnittansicht entlang einer II-II-Linie in 1;
  • 3 ist eine Schnittansicht, die durch illustrative Kombination von vier Teilschnittansichten ausgebildet wird, die entlang der strichpunktierten Linien Q1 bis Q4 in 1 genommen werden;
  • 4A und 4B erläutern einige der Herstellungsschritte des Beschleunigungssensors gemäß der ersten Ausführungsform;
  • 5A bis 5C erläutern die verbleibenden Herstellungsschritte des Beschleunigungssensors gemäß der ersten Ausführungsform;
  • 6 ist angeführt, um eine zweite Ausführungsform des Halbleiterbeschleunigungssensors zu erläutern, die Ablagerungen zeigt, die auf einer bestimmten Fläche eines beweglichen Abschnitts ausgebildet sind, wobei die Fläche einer Oxidschicht gegenüberliegt; und
  • 7 erläutert einen Schritt zum Herstellen eines Halbleiterbeschleunigungssensors, der als eine Halbleitervorrichtung gemäß einem ergänzenden Beispiel beschrieben wird.
  • Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen werden nun verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Bezug nehmend auf die 1 bis 5 wird nun eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
  • Die erste Ausführungsform erläutert, als eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, einen Differenzkapazitätshalbleiterbeschleunigungssensor.
  • 1 zeigt die Gesamtdraufsicht eines Differenzkapazitätshalbleiterbeschleunigungssensors S1, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird. 2 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II in 1. 3 ist eine Schnittansicht, die durch illustratives Kombinieren von vier Teilschnittansichten ausgebildet wird, die entlang der strichpunktierten Linien Q1 bis Q4 in 1 genommen werden, so dass 3 eingeführt wird, um einen bildhaften Schnittaufbau des Sensors zu zeigen.
  • Der Halbleiterbeschleunigungssensor S1 kann als Fahrzeugbeschleunigungssensor verwendet werden, der in Steuerungssystemen eingebaut ist, einschließlich Airbagsystemen, ABS-Systemen und Fahrzeugstabilitätssteuersystemen, und als Gyrosensor.
  • Der Halbleiterbeschleunigungssensor S1 (nachstehend als ein ”Sensor” bezeichnet) enthält ein Halbleitersubstrat, wie in 2 und 3 gezeigt. Das Halbleitersubstrat ist als ein rechteckiges rahmenähnliches SOI-(Silicon-On-Insulator)-strukturiertes Substrat 10 ausgebildet. Insbesondere hat dieses Substrat 10 eine erste Siliziumschicht 5, die als eine erste Halbleiterschicht dient, eine Oxidschicht 13, die als eine Isolationsschicht dient, und eine zweite Siliziumschicht 12, die als eine zweite Halbleiterschicht dient, wobei die Oxidschicht 13 auf die erste Siliziumschicht 11 geschichtet ist, und die zweite Siliziumschicht 12 auf die Oxidschicht 13 geschichtet ist.
  • Ein Graben 14 ist durch die zweite Siliziumschicht 12 ausgebildet und stellt somit eine Balkenstruktur bereit, die in einer Kammzahnform ausgebildet ist, die aus einem beweglichen Abschnitt 20 und aus festen Abschnitten 30 und 40 besteht. Der bewegliche Abschnitt 20 besteht aus einem einzelnen rechteckigen Massenabschnitt 21 und zwei Balkenabschnitten 22, die auf beiden Enden des Massenabschnitts 21 ausgebildet sind. Der Massenabschnitt 21 ist einstückig mit den Ankerabschnitten 23a und 23b über die Balkenabschnitte 22 gekoppelt.
  • Wie in 2 und 3 gezeigt, sind die beiden Anker 23a und 23b auf dem Oxid 13 gesichert, der unter der zweiten Siliziumschicht 12 liegt. Der bewegliche Abschnitt 20 (d. h. einschließlich des Massenabschnitts 21) und der Balkenabschnitte 22, der zwischen den beiden Ankerabschnitten 23a und 23b liegt, ist von der Oxidschicht 13 getrennt, die unter der zweiten Siliziumschicht 12 liegt. Somit ist der bewegliche Abschnitt 20 so ausgebildet, dass sowohl der Massenabschnitt 21 als auch die Balkenabschnitte 22 oberhalb der Oxidschicht 13 aufgehängt sind und von den Ankerabschnitten 23a und 23b, die auf der Oxidschicht 13 gesichert sind, unterstützt werden.
  • Jeder der zwei Balkenabschnitte 22 ist als ein rechteckiger Rahmen aufgebaut, der aus zwei Balken gemacht ist, aber die beiden Enden eines Balkens sind mit denen des anderen Balkens jeweils verbunden. Daher kann jeder Balkenabschnitt 22 als eine Feder wirken, die in eine orthogonale Richtung zu der Längsrichtung jedes Balkenabschnitts 22 bewegt werden kann. Genauer gesagt ermöglichen die Balkenabschnitte 22 dem Massenabschnitt 21, sich in die X-Richtung zu verschieben, wenn eine Beschleunigungskraft auf den Sensor S1 aufgebracht wird, die eine in eine X-Richtung wirkende Beschleunigungskomponente enthält, dargestellt durch die Pfeile in 1. Im Gegensatz dazu lassen die Balkenabschnitte 22 den Massenabschnitt 21 in seine ursprüngliche Position zur Rückstellung zurückkehren, wenn eine solche Kraft verschwindet. Dementsprechend ist der bewegliche Abschnitt 20 fähig, unter Verwendung der Ankerabschnitte 23a und 23b als gesicherte Positionen so zu funktionieren, dass der Massenabschnitt 21 im Ansprechen auf das Aufbringen einer Beschleunigungskraft in X-Richtung verschoben wird, so dass die in die X-Richtung wirkende Beschleunigungskraft erfasst werden kann.
  • Der Massenabschnitt 21 enthält mehrere bewegliche Elektroden 24, die einstückig mit dem Massenabschnitt 21 ausgebildet sind, wobei jede von den Seiten des Massenabschnitts 21 in orthogonale Richtung zur verschiebbaren Richtung der Balkenabschnitte 22 hervorsteht (d. h. die Richtung der Pfeile X). Die beweglichen Elektroden 24 sind daher so angeordnet, dass sie in einer Kammzahnform von dem Massenabschnitt 21 hervorstehen. 1 illustriert den Aufbau, bei dem es sechs bewegliche Elektroden 24 gibt, und jeder Satz von drei Elektroden von sowohl der linken als auch der rechten Seite des Massenabschnitts 21 hervorsteht.
  • Jede bewegliche Elektrode 24 ist in balkenähnlicher Form ausgebildet, dessen Querschnitt rechteckig ist, und ist mit einem bestimmten Abstand getrennt von der Oxidschicht 13 angeordnet, wie in 3 gezeigt (z. B. einige Mikrometer). Somit ist jede bewegliche Elektrode 24 als eine Einheit mit den Balkenabschnitten 22 und dem Massenabschnitt 21 ausgebildet, und ist im Stande, sich zusammen mit dem Massenabschnitt 21 in die verschiebbare Richtung der Balkenabschnitte 22 zu verschieben, und wird somit als Teil des beweglichen Abschnitts 20 betrieben.
  • Die ortsfesten Abschnitte 30 und 40, zwei an der Zahl, sind an beiden Seiten des Massenabschnitts 21 angeordnet. Ferner sind die ortsfesten Abschnitte 30 und 40 auf einem zweiten Paar gegenüberliegender Seiten der Oxidschicht 13 gesichert, die unabhängig von der Unterstützung der Ankerabschnitte 23a und 23b sind, die auf einem ersten Paar von gegenüber liegenden Seiten davon gesichert werden. Somit gibt es einen ersten ortsfesten Abschnitt 30, der auf der linken Seite in 1 liegt, und einen zweiten ortsfesten Abschnitt 40, der auf der rechten Seite in 1 liegt. Sowohl der erste als auch der zweite befestigte Abschnitt 30 und 40 sind daher elektrisch voneinander isoliert.
  • Der erste befestigte Abschnitt 30 enthält einen Verdrahtungsabschnitt 31 und mehrere befestigte Elektroden 32, während der zweite befestigte Abschnitt 40 einen Verdrahtungsabschnitt 41 und mehrere befestigte Elektroden 42 enthält. Jeder der Verdrahtungsabschnitte 31 und 41 ist auf der Oxidschicht 13 gesichert, die unter den Verdrahtungsabschnitten liegt, und wird somit von der ersten Siliziumschicht 11 getragen.
  • Die ortsfesten Elektroden, die je zu einem Satz von ortsfesten Elektroden 32 (42) gehören, stehen in einer Kammzahnform von einer gegebenen Seite jedes Verdrahtungsabschnitts 31 (41) in Richtung des Massenabschnitts 41 entlang der orthogonalen Richtung zu der verschiebbaren Richtung der Balkenabschnitte 22 hervor. d. h. die hervorstehenden ortsfesten Elektroden 32 (42) sind so angeordnet, dass sie abwechselnd mit den beweglichen Elektroden 24 in Eingriff stehen, die von jeder Seite des Massenabschnitts 21 hervorstehen. In dem in 1 gezeigten Beispiel sind drei befestigte Elektroden 32 (42) starr von jedem der Verdrahtungsabschnitte 31 oder 41 angeordnet.
  • Jede der ortsfesten Elektroden 32 (42), die als Balken mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sind, wird von dem Verdrahtungsabschnitt 31 (41) in einseitig eingespannter Weise gestützt und ist mit einem vorbestimmten Abstand (z. B. einige Mikrometer) von der Oxidschicht 13 getrennt angeordnet, wie in 3 gezeigt Außerdem sind die ortsfesten Elektroden 32 (42) so angeordnet, dass ein vorbestimmter Erfassungszwischenraum zwischen einer Seitenfläche jeder ortsfesten Elektrode und einer Seitenfläche jeder beweglichen Elektrode 24, die angrenzend angesiedelt ist, stehen bleibt. Darüber hinaus gibt es räumlich erforderliche Bedingungen, dass jede befestigte Elektrode 32 (42) parallel zur und gegenüberliegend von der angrenzenden beweglichen Elektrode 24 angeordnet ist.
  • Kontaktflecken der ortsfesten Elektrode 31a und 41a zum Drahtbonden sind jeweils an ihren vorbestimmten Positionen auf den Verdrahtungsabschnitten 31 und 41 ausgebildet. Ferner ist ein Kontaktfleck der beweglichen Elektrode 20a zum Drahtbonden auf einer (23b) der Ankerabschnitte 23a und 23b an seiner vorbestimmten Position ausgebildet. Jeder der Elektrodenkontaktflecken 20a, 31a und 41a besteht z. B. aus Aluminium.
  • Obwohl nichtdargestellt, ist die Rückseite der ersten Siliziumschicht 11 (d. h. die gegenüberliegende Fläche der Oxidschicht 13) auf einem Gehäuse mit einem Klebstoff oder anderem gesichert. Das Gehäuse enthält eine elektrische Schaltung, die an die vorangehenden Elektrodenkontaktflecken 20a, 31a und 41a mittels einer Drahtbondtechnik unter Verwendung von Gold oder Aluminium elektrisch angeschlossen ist.
  • In der vorliegenden Erfindung werden die ortsfesten Elektroden 32 des ersten ortsfesten Abschnitts 30 ”die ersten ortsfesten Elektroden” genannt, während die ortsfesten Elektroden 42 des zweiten ortsfesten Abschnitts 40 ”die zweiten ortsfesten Elektroden” genannt werden. Eine erste Kapazität CS1 ist zwischen den ersten ortsfesten Elektroden 32 und den beweglichen Elektroden 24 ausgebildet, während eine zweite Kapazität CS2 zwischen den zweiten ortsfesten Elektroden 42 und den beweglichen Elektroden 24 ausgebildet ist.
  • In Fällen, in denen eine Beschleunigungskraft auf den Sensor S1 wirkt, lassen die Federfunktionen der Balkenabschnitte 22 zu, dass sich der gesamte bewegliche Abschnitt 20 als eine Einheit in eine der Pfeil-X-Richtungen verschiebt, wobei die Ankerabschnitte 23a und 23b als Gelenkpunkte wirken. Abhängig von der Größe der Verschiebung der beweglichen Elektroden 24 verändern sich die vorangehenden Erfassungsabstände zwischen den ersten und zweiten ortsfesten Elektroden 32 und 42 und den beweglichen Elektroden 24, so dass sich im Ansprechen jede der Kapazitäten CS1 und CS2 verändert. Somit kann die Beschleunigung quantitativ erfasst werden, auf der Grundlage einer Veränderung der Differenzkapazität ”CS1 – CS2”, die aus den Kapazitäten CS1 und CS2 berechnet wird, die sowohl durch die beweglichen Elektroden 24 und die festen Elektroden 32 und 42 erhalten werden.
  • Bezug nehmend auf die 4A und 4B, und 5A bis 5C, die einige typische Schritte während der Herstellung darstellen, wird nun ein Verfahren zur Herstellung des Sensors S1 beschrieben. Diese Figuren werden bildhaft, basierend auf der in 3 gezeigten Darstellung, beschrieben.
  • Zunächst wird, wie in 4A gezeigt, ein SOI-Substrat (d. h. ein Halbleitersubstrat) 10 hergestellt, in dem eine Oxidschicht 13 (d. h. eine Isolationsschicht) auf eine erste Siliziumschicht 11 (d. h. eine erste Halbleiterschicht) geschichtet ist, und eine zweite Siliziumschicht 12 (d. h. die Halbleiterschicht, die eine SOI-Schicht bereitstellt) auf die Oxidschicht 13 geschichtet ist.
  • Das SOI-Substrat 10 kann unter Verwendung der ersten und zweiten Siliziumschichten 11 und 12 hergestellt werden, die jeweils aus Einkristallsilizium mit der Flächenorientierung 100 hergestellt sind. Und die ersten und zweiten Schichten 11 und 12 können mit der dazwischen angeordneten Oxidschicht 13 aneinander geklebt werden. Die Oxidschicht 13 besteht aus einer Siliziumoxidschicht mit einer Dicke von ungefähr 1 μm. Obwohl nicht dargestellt, wird z. B. Phosphor in die Siliziumschicht 12 in hoher Konzentration diffundiert, um nicht nur einen Flächenwiderstandswert der Vorderfläche der zweiten Siliziumschicht 12, sondern auch einen Kontaktwiderstandswert zu den Al-(Aluminium)-Elektroden 20a, 31a und 41a zu reduzieren.
  • Dann wird Al z. B. mit einer Dicke von einem Mikrometer auf die zweite Siliziumschicht 12 abgeschieden. Wie in 4B gezeigt, folgt ein Photoätzen, um die Kontaktfleckelektroden 20a, 31a und 41a für Signalleitungsverbindungen auf der zweiten Siliziumschicht 12 auszubilden (obwohl die Kontaktfleckelektrode 20a in 4B nicht bildlich dargestellt ist).
  • Ein Graben 14 wird dann so ausgebildet, dass der Graben 14 die Oxidschicht 13 von der Fläche der zweiten Siliziumschicht 12 her erreicht, um die beweglichen und festen Abschnitte 20, 30 und 40 abzugrenzen, wie in 5A gezeigt (d. h. es wird ein Grabenausbildungsschritt durchgeführt).
  • Genauer gesagt wird auf der Fläche der zweiten Siliziumschicht 12 ein Maskenteil 50, das Muster aufweist, die kammzahnförmige Balkenstrukturen 20, 30 und 40 aufweisen, mit einem Photoresist oder ähnlichem unter Verwendung einer Photolithographietechnik ausgebildet. Dann wird eine Trockenätztechnik, wie z. B. Plasmaätzen, verwendet, um die Form des Grabens 14 senkrecht zu der Oxidschicht 13 auszubilden.
  • Trockenätzen kann entweder mittels der Technik ICP (Ion-Coupled Plasma etching) durchgeführt werden, die ein Ätzgas CF4, SF6 oder andere verwendet, oder durch die Technik RIE (reaktives Ionenätzen), die dasselbe oder ein ähnliches Gas wie oben verwendet.
  • Dann folgt dem obigen Ausbildungsschritt für den Graben ein Ausbildungsschritt für den beweglichen Abschnitt. Und zwar wird, wie in den 5B und 5C gezeigt, ein zweiter Trockenätzprozess durchgeführt, so dass ein beweglicher Abschnitt 20 ausgebildet wird, wobei sowohl ein Massenabschnitt 21 mit den beweglichen Elektroden 24 als auch die Balkenabschnitte 22 von der Oxidschicht 13 getrennt werden. Durch diesen Ausbildungsschritt für den beweglichen Abschnitt werden auch die ortsfesten Elektroden 32 und 42, die in den ortsfesten Abschnitten 30 und 40 enthalten sind, ebenso von der Oxidschicht 13 getrennt.
  • 5C zeigt nur die beweglichen Elektroden 24 des beweglichen Abschnitts 20 und nur die Verdrahtungsabschnitte 31 und 41 und die ortsfesten Elektroden 42, die beide Teil der ortsfesten Abschnitte 30 und 40 sind.
  • Das während dem Ausbildungsschritt für den beweglichen Abschnitt ausgeführte Trockenätzen kann innerhalb der gleichen Kammer durchgeführt werden wie die, die während des Ausbildungsschritts für den Graben verwendet wird. Die Ätzbedingungen einschließlich des Typs des Ätzgases, das verwendet wird, können die gleichen sein wie die, die für den Ausbildungsschritt für den beweglichen Abschnitt gelten, oder können sich unterscheiden.
  • Das während dem Ausbildungsschritt des beweglichen Abschnitts ausgeführte Trockenätzen schließt seine Ätzionen ein (Plasmen eines Gases wie z. B. CF4 oder CF6). Die Ätzionen verursachen auch, dass die Fläche eines Bereiches der Oxidschicht 13, die am Boden des Grabens 14 liegt, geladen wird (im allgemeinen positiv geladen). Im Ansprechen auf dieses Laden werden die aufeinanderfolgend angeströmten Ätzionen dem Empfang einer Rückstosskraft auf der Fläche der geladenen Oxidschicht 13 unterzogen, so dass die Ionen gezwungen werden, entlang des fast senkrecht gebogenen Kurses zu den Seitenrichtungen zu wandern, wie durch die Pfeile Y in 5B gezeigt.
  • Durch das Biegen der Wanderrichtungen werden die Ionen gezwungen, auf die zweite Siliziumschicht 12 einzuwirken, die seitlich zu dem Boden des Grabens 14 angesiedelt ist, mit dem Ergebnis, dass die zweite Siliziumschicht, die seitlich angesiedelt ist, durch das Ätzen entfernt wird, wie in 5B gezeigt. Daher sind sowohl der bewegliche Abschnitt 20 als auch die ortsfesten Elektroden 32 und 42 so ausgebildet, dass sie oberhalb der Oxidschicht 13 schweben.
  • Das Maskenteil wird dann entfernt, wodurch der Sensor S1 bereitgestellt wird, der in den 1 bis 3 gezeigt ist. Daher führt die Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens mit Leichtigkeit zu der Herstellung des beweglichen Abschnitts und der ortsfesten Abschnitte 30 und 40, wobei die Arbeit von einer Seite des SOI-Substrats 10 gemacht wird (d. h. von der Seite der zweiten Siliziumschicht 12).
  • Wie oben erwähnt, lädt die Trockenätzung in dem Ausbildungsschritt des beweglichen Abschnitts die Fläche eines Teilbereichs der Oxidschicht 13, die am Boden des Grabens 14 liegt, im Ansprechen auf die Ätzionen auf. Daher werden nicht nur der bewegliche Abschnitt 20, sondern auch die zweite Siliziumschicht 12 und die Oxidschicht 13, die in dem beweglichen Abschnitt 20 über den Graben gegenüberliegen (d. h. die ortsfesten Abschnitte 30 und 40) einfacher aufgeladen.
  • Solches Laden, wenn es wirklich verursacht wird, kann zu unausgeglichenen Ladungen zwischen den Teilen führen, was für die Gefahr sorgt, dass der bewegliche Abschnitt 20 an den Teilen klebt, die dem beweglichen Abschnitt gegenüberliegen (d. h. das Klebephänomen). Z. B. kann, wie durch die Pfeile K1 und K2 in 5C gezeigt, die bewegliche Elektrode 24 an der ortsfesten Elektrode 42 und/oder der Oxidschicht 13 haften.
  • In Fällen, in denen ein solches Kleben derzeit verursacht wird, werden die Sensorcharakteristiken von verschiedenen Aspekten beeinflusst. Z. B. wird die Verschiebungscharakteristik des beweglichen Abschnitts 20 verändert. Anstelle von oder gemeinsam mit dieser Veränderung können die Erfassungsabstände zwischen den beweglichen Elektroden 24 und den ortsfesten Elektroden 32 und 42 zumindest teilweise verschwinden.
  • Zusätzlich schweben die ortsfesten Elektroden 32 und 42 der ortsfesten Abschnitte 30 und 40 über der Oxidschicht 13, wie in 3 gezeigt. Somit ergibt sich eine Möglichkeit, dass es das vorangehende Laden jedes der ortsfesten Elektroden 42 ermöglicht, dass sie an einem Teilbereich 13a der Oxidschicht 13 kleben, der den ortsfesten Elektroden 42 gegenüberliegt, wie mit einem Pfeil K3 in 5C gezeigt. Dieses Kleben, falls es wirklich auftritt, führt zu unvorteilhaften Situationen, wie z. B. zu Veränderungen des sich gegenüberliegenden Bereichs zwischen den beweglichen Elektroden 24 und den ortsfesten Elektroden 42.
  • Das Klebephänomen, das der Ladung zuschreibbar ist und zwischen dem beweglichen Abschnitt 20 und den ortsfesten Elektroden 32 und 42 verursacht wird, wird in der vorliegenden Ausführungsform unterdrückt oder beseitigt. Genauer gesagt übernimmt das Herstellungsverfahren die Art des Entfernens von elektrischen Ladungen, die zusammen mit dem Laden der Oxidschicht 13 verursacht werden, das während des Ausbildungsschrittes des beweglichen Bereichs ausgeführt wird. Solche elektrischen Ladungen erscheinen auf dem beweglichen Abschnitt 20; auf Teilbereichen der ortsfesten Abschnitte 30 und 40, die aus der zweiten Siliziumschicht 12 hergestellt werden, wobei die Teilbereiche dem beweglichen Abschnitt 20 gegen überliegen; oder auf Teilbereichen 13a der Oxidschicht 13, wobei die Teilbereiche dem beweglichen Abschnitt 20 und/oder den ortsfesten Elektroden 32 und 42 gegenüber liegen.
  • Dem entsprechend werden, obwohl der vorangehende Abschnitt und die Teilbereiche 20, 30, 40 und 13a zeitweise während des Ausbildungsschrittes des beweglichen Abschnittes geladen werden, die elektrischen Ladungen auf dem Abschnitt und den Teilbereichen unter Verwendung der später detaillierter beschriebenen Techniken entfernt. Daher ist es möglich, zu verhindern oder zu unterdrücken, dass der bewegliche Abschnitt 20 und/oder die ortsfesten Elektroden 32 und 42 an ihrer Umgebung kleben.
  • Zum Entfernen der elektrischen Ladungen ist es natürlich ideal, dass die elektrischen Ladungen komplett entfernt werden. In dem Fall, dass eine solche komplette Entfernung von elektrischen Ladungen schwierig ist, ist es der zweitbeste Weg, elektrische Ladungen auf einem Niveau zu entfernen, bei dem der bewegliche Abschnitt 20 und/oder die ortsfesten Elektroden 32 und 42 zumindest von der Klebewirkung an ihrer Umgebung gelöst werden.
  • Wie solche elektrischen Ladungen entfernt werden, wird nun praktisch genauer beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform gibt es verschiedene Techniken, solche elektrischen Ladungen zu entfernen. Eine erste Technik ist es, die Trockenätzung auf eine Art mit Unterbrechungen während des Ausbildungsschritts des beweglichen Abschnitts durchzuführen. Genauer gesagt wird während des Ausbildungsschritts des beweglichen Abschnitts, nachdem das Trockenätzen durchgeführt ist, während einer bestimmten Zeitspanne (z. B. einige Sekunden bis ein paar dutzend Sekunden) die Trockenätzung für eine zweite bestimmte Zeitspanne gestoppt (z. B. ein paar Sekunden bis ein paar dutzend Sekunden). Somit wird der Sensor S1 ohne Trockenätzung während dieser Zeitspanne liegengelassen, während der die soweit akkumulierten elektrischen Ladungen von dem Sensor verschwinden können. Die Perioden mit Trockenätzung und ohne Trockenätzung werden zyklisch wiederholt, um die Trockenätzung mit Unterbrechungen auszubilden.
  • Wenn die Trockenätzung auf der Grundlage der obigen ersten Technik durchgeführt wird, ist es unumgänglich, dass elektrische Ladungen während einer Zeitspanne der Trockenätzung akkumuliert werden. Aber die elektrischen Ladungen, die während der letzten Unterbrechungstrockenätzungsperiode akkumuliert wurden, können unmittelbar nach dem Eintritt der nächsten Zeitspanne ohne Trockenätzung verschwinden. Da der Ladezustand vermieden werden kann zu einer Zeit, wenn die unterbrechenden Zyklen zur Trockenätzung fertig gestellt werden (d. h. der Ausbildungsschritt des beweglichen Abschnitts beendet ist) wird somit die Klebewirkung des beweglichen Abschnitts 20 und/oder der ortsfesten Elektroden 32 und 42 verhindert.
  • Eine zweite Technik ist aus der als erste Technik erwähnten Unterbrechungstrockenätzung entwickelt. Mit anderen Worten werden die Zeitspannen, während welchen keine Trockenätzung stattfindet, benutzt, um Ionen zu verabreichen, um die akkumulierten elektrischen Ladungen während jeder solcher Trockenätzungsunterbrechungsperioden zu neutralisieren. Das Neutralisierungsgas enthält negative Ionen, wie z. B. Sauerstoff-Ionen (O2–). Daher wird ein Prozess des Durchführens der Trockenätzung und ein weiterer Prozess des Verabreichens von Ionen, um die aufgrund der Trockenätzung akkumulierten elektrischen Ladungen zu neutralisieren, abwechselnd wiederholt, wobei eine effektivere Entfernung der elektrischen Ladungen bereitgestellt wird.
  • Eine dritte Technik ist das Zufügen einer Zeitspanne, um ein Erzeugnis stehen zu lassen. Genauer gesagt, wird nach dem Ausbildungsschritt des beweglichen Abschnitts ein Erzeugnis für eine vorbestimmte Zeitspanne, die notwendig ist, um die elektrischen Ladungen zu entfernen, stehen gelassen. Eine solche Zeitspanne ist z. B. ein paar dutzend Sekunden lang. In diesem Fall werden unmittelbar nach dem Ausbildungsschritt des beweglichen Abschnitts elektrische Ladungen auf dem beweglichen Abschnitt 20 und/oder den ortsfesten Elektroden 30 und 40 akkumuliert, wie zuvor beschrieben. Allerdings ermöglicht das Stehenlassen, dass die akkumulierten elektrischen Ladungen von dem beweglichen Abschnitt 20 und/oder den ortsfesten Elektroden 30 und 40 gelöst werden, und somit das Kleben dieser Teile vermieden wird.
  • Eine vierte Technik ist das Zufügen einer Zeitspanne, um Neutralisierungsionen der elektrischen Ladungen zu verabreichen. Und zwar werden nach dem Ausbildungsschritt des beweglichen Abschnitts Ionen zur Neutralisierung der elektrischen Ladungen für eine bestimmte Zeitspanne verabreicht. Daher ist diese Art ebenso wirkungsvoll beim Entfernen der elektrischen Ladungen von dem beweglichen Abschnitt 20 und/oder den ortsfesten Elektroden 30 und 40, wobei das Kleben dieser Teile vermieden wird.
  • In dem auf den vorangehenden ersten bis vierten Techniken basierenden Ausbildungsschritt des beweglichen Abschnitts kann das Stehenlassen eines Erzeugnisses oder das Verabreichen von Ionen, um die elektrischen Ladungen zu neutralisieren, ohne Bewegen des Erzeugnisses aus der Kammer einer Trockenätzvorrichtung gemacht werden.
  • Es ist auch möglich, durch verschiedene Ansätze zu bestimmen, ob eine gewünschte Menge an elektrischen Ladungen, die notwendig ist für eine vorbestimmte Reduktion der elektrischen Ladungen, entfernt wurde oder nicht. Solche Ansätze enthalten das Verwalten einer Zeitspanne, während der ein Erzeugnis stehen gelassen wird oder Neutralisierungsionen verabreicht werden. Eine notwendige Zeitspanne des Stehenlassens eines Erzeugnisses oder eine notwendige Zeitspanne des Verabreichens von Neutralisationsionen kann zuvor mit einem Kondensatorprüfer oder anderem bestimmt werden.
  • Eine fünfte Technik ist es, während des Ausbildungsschrittes des Grabens ein leitendes Teil auf gegebenen Teilregionen zu platzieren. Solche gegebenen Teilbereiche sind Teilbereiche, die von der Fläche der zweiten Siliziumschicht ausgewählt werden, wobei die Teilbereiche zumindest gegenüber dem beweglichen Abschnitt 20 liegen, oder Bereiche, die die Bereiche 30 und 40 bereitstellen, die von der Fläche der zweiten Siliziumschicht 12 ausgewählt sind, wobei die Bereiche dem beweglichen Abschnitt 20 gegenüberliegen.
  • Erfindungsgemäß kann das Maskenteil 50 auch als leitendes Teil verwendet werden. Das Maskenteil 50, das auch als leitendes Teil dient, ist aus leitenden Materialien hergestellt. Die leitenden Materialien enthalten ein Resist, das eine Metallschicht enthält (z. B. ein aus Al hergestellter Film oder ein aus Platin hergestellter Film, die mit einer Aufdampftechnik oder einer Sputtertechnik ausgebildet werden) oder ein leitendes Material (z. B. Kohlenstoff).
  • Das leitende Teil 50 ist wirkungsvoll, da die elektrischen Ladungen, die versuchen, auf den vorangehenden Teilbereichen akkumuliert zu werden, während des Ausbildungsschritts des beweglichen Abschnitts auf positive und effektive Weise losgelöst werden können. Dieser Aufbau kann verhindern, dass der bewegliche Abschnitt 20 und/oder die festen Elektroden 32 und 42 an ihrer Umgebung kleben. Im übrigen ist es nicht notwendig, das leitende Teil 50 auf die Ankerabschnitte 23a und 23b und die Verdrahtungsabschnitte 31 und 32 der festen Elektroden zu platzieren, die auf der Fläche der zweiten Siliziumschicht 12 liegen, da diese Abschnitte nicht mit dem Kleben in Beziehung stehen.
  • Zusätzlich können zwei oder mehr Techniken, die sorgfältig von den vorhergehenden ersten bis fünften Techniken ausgewählt werden, in kombinierter Weise ausgeführt werden. Die auswählbaren und kombinierbaren Techniken werden aus den vorangehenden Erläuterungen deutlich.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Bezug nehmend auf 6 wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Die zweite Ausführungsform ist gerichtet auf die Unterdrückung des Klebens des beweglichen Abschnitts 20 aufgrund von Substanzen, die auf einem Teilbereich abgelagert sind, der der Oxidschicht 13 des beweglichen Abschnitts 20 während des Ausbildungsschrittes des beweglichen Abschnitts gegenüber liegt. Im Gegensatz dazu dient die vorhergehende erste Ausführungsform dazu, die Klebewirkung des beweglichen Abschnitts 20 zu unterdrücken, die aufgrund des Ladens während des Ausbildungsschrittes des beweglichen Abschnitts verursacht wird. In der vorliegenden zweiten Ausführungsform werden nur die gegenüber der ersten Ausführungsform unterschiedlichen Bestandteile beschrieben werden.
  • Das Herstellungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform beinhaltet einen Reinigungsprozess, der zu dem Herstellungsverfahren des Sensors S1, wie er in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, hinzugefügt wird. Der Reinigungsprozess ist für das Reinigen eines Teilbereichs des beweglichen Abschnitts 20 nach den Ausbildungsschritten des Grabens und des beweglichen Abschnitts verantwortlich, der der Oxidschicht 13 gegenüber liegt. Als eine Abwandlung kann der Prozess des Entfernens der elektrischen Ladungen, der in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, vor oder nach diesem Reinigungsprozess ausgeführt werden.
  • 6 zeigt einen Zustand, in dem sich Substanzen H auf einen Bereich 24a des beweglichen Abschnitts 20 ablagern, der der Oxidschicht 13 gegenüber liegt. 6 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 5C eingekreisten Abschnitts A. Wie in 6 gezeigt, werden aufgrund von Ätzionen erzeugte Ablagerungen H auf den Bereich 24a einer bestimmten beweglichen Elektrode 24 des beweglichen Abschnitts 20 geschichtet, die der Oxidschicht 13 gegenüber liegt. Die Ablagerungen H sind z. B. Polymere, die Fluor, Kohlenstoff oder Sauerstoff enthalten.
  • Wenn die Ablagerungen auf der beweglichen Elektrode 24 ausgebildet werden, wird der Abstand zwischen den sich gegenseitig gegenüberliegenden Bereichen 24a und 13a der beweglichen Elektrode 24 und der Oxidschicht 13 verkleinert. Andererseits macht es das Wegkommen der Ablagerungen H von der beweglichen Elektrode 24 einfacher, dass sowohl die bewegliche Elektrode 24 als auch die Oxidschicht 13 in dem dazwischen existierenden Raum aneinander kleben. Zusätzlich wird die Dicke der beweglichen Elektrode 24 um die Dicke der Ablagerung H größer, wodurch die die Bewegungen des beweglichen Abschnitts 20 gestört werden, oder die Größen der den festen Elektroden 32 und 42 gegenüberliegenden Bereiche verändert werden. Dies werden Instabilitätsfaktoren der Sensoreigenschaften.
  • Das Herstellungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform ist auch auf die Vermeidung solcher Schwierigkeiten gerichtet. Praktisch werden, wie in der ersten Ausführungsform, der Graben erzeugt und die Ausbildungsschritte des beweglichen Abschnitts durchgeführt, um den beweglichen Abschnitt 20 auszubilden. Dann wird ein Reinigungsprozess durchgeführt, in dem Ionen, z. B. Sauerstoff-Ionen, die imstande sind, organische Substanzen zu bewegen, verabreicht werden, z. B. in der Dampfphase in der für die Trockenätzung benutzten Kammer. Diese Verabreichung macht es somit möglich, die Ablagerung H auf dem Bereich 24a des beweglichen Abschnitts 20 zu entfernen, der der Oxidschicht 13 gegenüberliegt, so dass die sich gegenüberliegenden Bereiche gereinigt werden.
  • Die vorangehenden Probleme, die von den Ablagerungen H herrühren (wie z. B. das Klebephänomen des beweglichen Abschnitts), können daher solide vermieden werden. Für den Reinigungsprozess kann irgendeine Art von Ionen verwendet werden, solange die ausgewählten Ionen imstande sind, zumindest eine chemische Reaktion zu verursachen, um die Ablagerungen H zu entfernen.
  • Es kann möglich sein, dass die Ionen zum Reinigen in der flüssigen Phase verabreicht werden können, aber diese Art wird nicht sehr empfohlen, weil die Möglichkeit besteht, dass das Kleben des beweglichen Abschnitts 20 und anderer verursacht wird, wenn die Ionen in der flüssigen Phase verabreicht werden, aufgrund der erzeugten Flächenspannung, wenn die Flüssigkeit getrocknet wird.
  • (Ergänzendes Beispiel)
  • Bezug nehmend auf 7 wird nun ein ergänzendes Beispiel beschrieben.
  • Das ergänzende Beispiel hat wie die erste Ausführungsform zum Ziel, die Klebewirkung des beweglichen Abschnitts aufgrund der in dem Ausbildungsschritt des beweglichen Abschnitts auftretenden Ladung zu unterdrücken. Es werden nun hauptsächlich Gestaltungen beschrieben, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden.
  • Das Herstellungsverfahren gemäß dem ergänzenden Beispiel enthält einen Aufrauprozess, der zu dem Herstellungsverfahren des Sensors S1 hinzugefügt wird, das in der ersten Ausführungsform beschrieben wird. Der Aufrauprozess ist nach den Ausbildungsschritten des Grabens und des beweglichen Abschnitts für das Aufrauen der gegenüberliegenden Flächen von mindestens dem beweglichen Abschnitt 20 oder der Oxidschicht 13 verantwortlich. Solche sich gegenüberliegenden Flächen stellen einen Teil der Flächen des beweglichen Abschnitts 20 und der Oxidschicht 13 dar. Als Abwandlung kann der Prozess des Entfernens der elektrischen Ladungen, wie er in der ersten Ausführungsform erläutert wurde, vor oder nach diesem Aufrauprozess ausgeführt werden.
  • 7, die eine andere vergrößerte Ansicht des eingekreisten Abschnitts A in 4C zeigt, erläutert den in dem Herstellungsverfahren gemäß dem ergänzenden Beispiel verwendeten Aufrauprozess.
  • Praktisch werden wie in der ersten Ausführungsform die Ausbildungsschritte des Grabens und des beweglichen Abschnitts durchgeführt, um den beweglichen Abschnitt 20 auszubilden. Der Aufrauprozess wird dann durchgeführt, wobei Ionen, wie z. B. Fluorionen, die imstande sind, eine Siliziumschicht oder einen Oxidfilm zu erhitzen, in der für die Trockenätzung benutzten Kammer verabreicht werden.
  • Wie in 7 bildhaft gezeigt, macht es die Verabreichung somit möglich, sowohl die gegenüberliegenden Flächen 24a der beweglichen Elektroden 24 als auch die gegenüberliegenden Flächen 13a der Oxidschicht 13 an den sich gegenseitig gegenüberliegenden Abschnitten zwischen den beweglichen Elektroden 24 des beweglichen Abschnitts 20 und der Oxidschicht 13 aufzurauen. Das Aufrauen reduziert die Kontaktbereiche der sich gegenüberliegenden Flächen 24a und 13a. Die Kontaktbereiche sind gegenseitig kontaktierte Flächenbereiche, die verwirklicht werden, wenn sowohl die beweglichen Elektroden 24 als auch der Oxidfilm 13 aufgrund der vorangehenden Aufladung aneinander kleben. Wenn ein solcher Kontakt aufgrund solchen Klebens auftritt, ermöglicht eine Reduktion der Kontaktbereiche eine leichte Wiederherstellkraft, um beide Teile voneinander zu trennen, und somit das Kleben des beweglichen Abschnitts 20 zu verhindern.
  • Als eine weitere Abwandlung der sich gegenüberliegenden Flächen 24a und 13a können nur die Deckschichtflächen 24a der beweglichen Elektroden 24 des beweglichen Abschnitts 20 aufgeraut werden, oder nur die Deckschichtfläche 13a der Oxidschicht 13 aufgeraut werden. Das Aufrauen kann durch Führen des Aufrauprozesses in der Dampfphase verwirklicht werden, die Ionen enthält, die es zulassen, dass nur die zweite Siliziumschicht 12 geätzt wird, während die Oxidschicht 13 kaum geätzt wird. Für die letztere Aufraugestaltung wird der entgegen gesetzte Weg genommen, bei dem der Aufrauprozess in der Dampfphase geführt wird, die Ionen enthält, die es zulassen, im wesentlichen nur die Oxidschicht 13 zu ätzen.
  • (Andere Modifikationen)
  • Die ortsfesten Elektroden 38 und 42 können in einem Zustand verwendet werden, in dem sie mit der Oxidschicht 13 verbunden sind, ohne von der Oxidschicht 13 getrennt zu werden. Z. B. wird die Balkenbreite jeder der besetzten Elektroden 32 und 42 so eingestellt; dass sie breiter ist als die jeder der beweglichen Elektroden 24, und dann wird ein Restteil, der noch mit der Oxidschicht 13 verbunden ist, auf jeder der festen Elektroden zurückgelassen, wenn die Trockenätzung in den Ausbildungsschritten des beweglichen Abschnitts beendet ist.
  • Die Erfindung kann auf verschiedene andere Halbleitervorrichtungen angewendet werden, die den oben beschriebenen beweglichen Abschnitt aufweisen. Solche Vorrichtungen beinhalten einen Winkelgeschwindigkeitssensor und einen Drucksensor mit Ausnahme des Beschleunigungssensors.

Claims (2)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, die ein Halbleitersubstrat (10) aufweist, in dem eine Isolationsschicht (13) auf eine erste Halbleiterschicht (11) geschichtet ist und eine zweite Halbleiterschicht (12) auf die Isolationsschicht (13) geschichtet ist, und ein beweglicher Abschnitt (20) in der zweiten Halbleiterschicht (12) ausgebildet ist, der im Ansprechen auf eine aufzubringende dynamische Größe verschiebbar ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Vorbereitendes Halbleitersubstrats (10); Ausbilden eines Grabens (14), um den beweglichen Abschnitt (20) innerhalb des vorbereiteten Halbleitersubstrats (10) abzugrenzen, so dass der Graben (14) die Isolationsschicht (13) von einer Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht (12) her erreicht; und Ausbilden des beweglichen Abschnitts (20) durch Durchführen einer Trockenätzung auf dem Halbleitersubstrat (10) mit ausgebildetem Graben (14), wobei das Ausbilden des beweglichen Abschnitts (20) beinhaltet: Laden der an dem Boden des Grabens (14) gelegenen Isolationsschicht (13) während des Durchführens der Trockenätzung, um die Ätzionen der Trockenätzung zu zwingen, auf einen Teil der zweiten Halbleiterschicht (12) einzuwirken, der seitlich zum Boden des Grabens (14) liegt, und dadurch den seitlich gelegenen Teil der zweiten Halbleiterschicht (12) zu entfernen, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden des beweglichen Abschnitts (20) weiter beinhaltet: Entfernen von elektrischen Ladungen, die durch das Laden der Isolationsschicht (13) verursacht werden, von mindestens dem beweglichen Abschnitt (20), einem Teilbereich (30, 40) der zweiten Halbleiterschicht (12), der dem beweglichen Abschnitt (20) gegenüberliegt, oder einem Bereich (13a) der Isolationsschicht (13), der dem beweglichen Abschnitt (20) gegenüberliegt, durch Versorgen der elektrischen Ladungen mit Ionen, und abwechselndes Wiederholen des Ladens der Isolationsschicht (13) und des Entfernens von elektrischen Ladungen, bevor der bewegliche Abschnitt (20) vollständig ausgebildet ist.
  2. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, die ein Halbleitersubstrat (10) aufweist, in dem eine Isolationsschicht (13) auf eine erste Halbleiterschicht (11) geschichtet ist, und eine zweite Halbleiterschicht (12) auf die Isolationsschicht (13) geschichtet ist, und ein beweglicher Abschnitt (20) in der zweiten Halbleiterschicht (12) ausgebildet ist, der im Ansprechen auf eine anzulegende dynamische Größe verschiebbar ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Vorbereiten des Halbleitersubstrats (10); Ausbilden eines Grabens (14), um den beweglichen Abschnitt (20) innerhalb des vorbereiteten Halbleitersubstrats (10) abzugrenzen; so dass der Graben (14) die Isolationsschicht (13) von einer Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht (12) her erreicht; und Ausbilden des beweglichen Abschnitts (20) durch Durchführen einer Trockenätzung auf dem Halbleitersubstrat (10) mit ausgebildetem Graben (14), wobei während der Trockenätzung die auf dem Boden des Grabens (14) gelegene Isolationsschicht (13) geladen wird, um die Ätzionen der Trockenätzung zu zwingen, auf den Teil der zweiten Halbleiterschicht (12) einzuwirken, der seitlich zu dem Boden des Grabens (14) gelegen ist, und dadurch den seitlich gelegenen Teil der zweiten Halbleiterschicht (12) zu entfernen, gekennzeichnet durch den Schritt: Reinigen eines Bereichs (24a) des beweglichen Abschnitts (20), der der Isolationsschicht (13) gegenüber liegt, in einer Dampfphase, in der Sauerstoffionen als die Ätzionen dienen, um aufgrund von Ätzionen erzeugte Ablagerungen auf dem Bereich zu entfernen.
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