DE19843984B4

DE19843984B4 - Verfahren zur Herstellung von Strahlungssensoren

Info

Publication number: DE19843984B4
Application number: DE19843984A
Authority: DE
Inventors: Dr. Laermer Franz; Dr. Frey Wilhelm
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2013-10-24
Anticipated expiration: 2018-09-26
Also published as: JP2000114607A; US6372656B1; DE19843984A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Infrarotsensors auf einem Halbleitersubstrat (1), mit den Schritten • Festlegen wenigstens eines auszusparenden Bereichs (12) auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats, wo eine Aussparung (4) im Halbleitersubstrat (1) geschaffen werden soll, wobei zur Festlegung des auszusparenden Bereichs (12) ein n-Dotieren von nicht auszusparenden Bereichen (14) der Oberfläche des Halbleitersubstrats (1) vorgesehen ist, • Abscheiden einer Membran (13) auf der Oberfläche, wobei vor dem Abscheiden der Membran (13) das Halbleitermaterial in dem auszusparenden Bereich (12) durch anodische Oxidation porös gemacht wird, • Aufbringen eines Strahlungsabsorbers (5) auf der Membran (13) im festgelegten Bereich (12), • Aufbringen von Thermoelementen (6) mit einem heißen Kontakt in thermischem Kontakt mit dem Strahlungsabsorber (5) und einem kalten Kontakt (7) in thermischem Kontakt mit dem Halbleitersubstrat (1), • Bilden einer Öffnung in der Membran (13) in dem festgelegten Bereich (12) und Ätzen des Halbleitersubstrats (1) durch die Öffnung hindurch.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Strahlungssensoren, insbesondere für Infrarotstrahlung, mit einem Absorber für die zu messende Strahlung und einer Mehrzahl von Thermoelementen zum Messen einer durch die absorbierte Strahlung verursachten Erwärmung des Strahlungsabsorbers, die auf einem Halbleitersubstrat integriert sind. Die Verfahren sind insbesondere anwendbar zur Herstellung von Strahlungsabsorbern mit einer Vielzahl von in geringem Abstand auf einem Substrat integrierten Sensorelementen.
Stand der Technik
Ein solcher Strahlungssensor mit mehreren Sensorelementen und ein Verfahren zu seiner Herstellung sind z. B. aus CHOI, I. H., WISE, K. D.: A linear thermopile infrared detector array with on-chip multiplexing. In: TRANSDUCERS '85. International Conference on Solid-State Sensors and Actuators. Digest of Technical Papers, 1985, IEEE, NY, USA, S. 132–135, bekannt. Dieser Aufsatz beschreibt ein Verfahren, bei dem in ein <100>-orientiertes Siliziumsubstrat in einem ringförmigen Muster Bor von der Vorderseite her eindiffundiert wird, eine Membran aus SiO2 und Si3N4 an der Vorderseite erzeugt wird und dann von der Rückseite des Substrats her durch anisotropes Nassätzen Öffnungen durch das Substrat gebohrt werden. Diese Öffnungen münden an der Vorderseite des Substrats innerhalb der ringförmigen, mit Bor dotierten Bereiches. Es entstehen so Öffnungen im Substrat, die lediglich durch die dünne Membran verschlossen sind. In jeder dieser Öffnungen ist auf der Membran ein Strahlungsabsorber gebildet. Eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Thermoelementen hat jeweils einen heißen Kontakt in der Nähe des Strahlungsabsorbers und einen kalten Kontakt auf dem verbliebenen Siliziumsubstrat, das als eine Wärmesenke fungiert.
Dieses bekannte Herstellungsverfahren hat eine Reihe von Nachteilen. Die Anisotropie des Nassätzens kommt dadurch zustande, dass der Ätzvorgang an unterschiedlichen Kristallflächen des verwendeten Siliziumsubstrats mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten abläuft. Die Ätzgeschwindigkeit ist am geringsten an einer Oberfläche mit <111>-Orientierung. Deshalb bildet sich beim Nassätzen einer <100>-Oberfläche durch eine Öffnung in einer Maske eine Vertiefung in der Oberfläche, deren Seitenwände <111>-Orientierungen aufweisen und unter einem Winkel von ca. 54° zur <100>-Oberfläche stehen. Die Bodenfläche der entstehenden Vertiefung wird um so kleiner, je weiter der Ätzvorgang in die Tiefe des Materials voranschreitet, und kommt in einer Tiefe, in der gegenüberliegende Wände der Vertiefung aneinanderstoßen, praktisch zum Stehen. Um eine kleine Öffnung in Höhe der Membran zu erzeugen, muss deshalb auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats eine Maske mit einer erheblich größeren Öffnung gebildet werden.
Schwankungen der Dicke zwischen verschiedenen Substraten oder auch innerhalb eines Substrats wirken sich aufgrund der schrägen Orientierung der Wände kritisch auf die Abmessungen der an der Membran erhaltenen Öffnung aus. Öffnungen mit Abmessungen, die klein im Verhältnis zur Substratdicke sind, sind äußerst schwierig exakt zu erzeugen, da sich Schwankungen in der Dicke des Substrats stark auf ihre Größe auswirken.
Diesem Problem wird in der zitierten Schrift durch den eindiffundierten Ring aus Bor entgegengewirkt. Das bordotierte Material wird beim Ätzen nicht angegriffen, so dass die Maskenöffnung an der Rückseite des Substrats größer gewählt werden kann, als in Anbetracht der Kristallgeometrie des Substrats nötig wäre, um eine gegebene Öffnungsgröße an der Membran zu erhalten. Die Größe der fertigen Öffnung ist dann festgelegt durch den Durchmesser des undotierten Bereichs innerhalb des bordotierten Rings. Folge dieses Verfahrens ist aber unvermeidlicherweise, dass ein Teil der Rückseite des ins Substrat eindiffundierten bordotierten Rings freigelegt wird, so dass die Dicke des Substrats in unmittelbarer Nähe der Öffnung nach dem Ätzen durch die Dicke des Rings bestimmt ist. Diese beträgt nur ca. 20 µm. Eine größere Dicke des Rings wäre zwar erreichbar, doch nur durch lange Diffusionszeiten bei sehr hohen Prozesstemperaturen. So ergibt sich das Problem, dass beim fertigen Infrarotsensor der bordotierte Ring mehr oder weniger stark durch den Ätzvorgang unterhöhlt sein kann und damit die Qualität der Wärmeübertragung von den kalten Kontakten des Thermoelements über den Ring in das massive Siliziumsubstrat streuen kann, was zu systematischen Messfehlern führen kann.
Ein weiterer Strahlungssensor mit einem Siliziumsubstrat, einem auf einer Membran über einer Öffnung in dem Substrat angeordneten Strahlungsabsorber und einer Mehrzahl von Thermoelementen mit einem heißen Kontakt in der Nähe des Strahlungsabsorbers und einem kalten Kontakt auf dem Siliziumsubstrat ist aus DE 41 02 524 A1 bekannt. Auch bei diesem Sensor divergieren die Wände der Öffnung zur von der Membran abgewandten Seite des Substrats hin in der für das anisotrope Nassätzen charakteristischen Weise. Der Durchmesser der Öffnung ist wesentlich größer als die Dicke des Substrats.
Aus der Schrift Steiner et al, „Micromachining applications of porous silicon.”, Thin Solid Films, 1995, Vol. 255, Seiten 52 bis 58 ist die Verwendung von Schichten aus porösen Silizium zur Herstellung von frei stehenden Membranen, Cantilevern und Brücken bekannt.
Aus der DE 41 02 524 A1 ist ein Infrarotsensor bekannt, bei dem auf einer Membran über einer Ausnehmung mehrere in Reihe geschaltete Thermoelemente vorgesehen sind.
Aus der US 5,682,053 A ist eine mikromechanische Struktur bekannt, bei der mittels eines selektiven Ätzprozesses unter Verwendung einer Maskenschicht eine Ausnehmung unter einer Membran erzeugt wird, um einen Temperaturfühler zu erzeugen.
Aus der DE 43 31 798 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Deckschicht auf eine in einem Siliziumsubstrat vergrabene dotierte Siliziumschicht aufgebracht wird. Mittels Gräben, die in die Deckschicht eingebracht werden, kann die höher dotierte vergrabene Siliziumschicht selektiv gegenüber dem Substrat entfernt bzw. porös geätzt werden.
Aus der US 5,242,863 A ist ein Drucksensor bekannt, bei dem eine Membran oberhalb einer Kaverne zur Erfassung des anliegenden Drucks verwendet wird. Zur Erzeugung der Kaverne wird in einem Siliziumsubstrat eine Schicht mit geringer Leitfähigkeit gebildet, die im weiteren Verlauf durch die mit Trenchlöchern versehene Membran in einen porösen Bereich umgewandelt wird. Zum Abschluss wird das poröse Siliziummaterial mittels eines selektiven Ätzvorgangs durch die Trenchlöcher entfernt, bevor die Trenchlöcher verschlossen werden, um die Kaverne abzuschließen.
Vorteile der Erfindung
Mit der vorliegenden Erfindung werden Verfahren zur Herstellung von Strahlungssensoren geschaffen, die es erlauben, Strahlungssensoren mit genau reproduzierbaren Eigenschaften herzustellen, und die ferner die Herstellung von Strahlungssensoren mit einer Mehrzahl von einzelnen Sensorelementen gestatten, die in geringer, von der Dicke des verwendeten Substrats unabhängiger Entfernung voneinander angeordnet sein können.
Gemäß der Erfindung werden diese Vorteile erreicht durch die Schritte des Bildens einer Öffnung in der Membran in dem festgelegten Bereich und des Ätzens des Halbleitersubstrats durch diese Öffnung hindurch. Diese Öffnung liefert die Möglichkeit, den unterhalb des Strahlungsabsorbers benötigten Hohlraum von der Vorderseite des Substrats her zu erzeugen, so dass die Notwendigkeit entfällt, in einem langwierigen Prozess das gesamte Substrat durchzuätzen. Dadurch entfallen mögliche Fehlerquellen bei der sonst notwendigen Positionierung der Ätzmaske an der Rückseite des Substrats im Verhältnis zur Position des Strahlungsabsorbers; es besteht keine Gefahr, dass Randbereiche der Öffnung, wo kalte Kontakte der Thermoelemente angebracht werden können, weitgehend hinterätzt und damit im schlechten Wärmekontakt mit dem massiven Siliziumsubstrat sind, und da sich in geringen Abstand unterhalb des Strahlungsabsorbers massives ungeätztes Halbleitermaterial befinden kann, wird die Masse der durch das Halbleitermaterial gebildeten Wärmesenke insgesamt vergrößert.
Gemäß der Erfindung wird in einer ersten Variante des Verfahrens vor dem Abscheiden der Membran das Halbleitermaterial dort, wo eine Aussparung darin geschaffen werden soll, porös gemacht. Die Festlegung des auszusparenden Bereichs erfolgt dabei dadurch, dass nicht auszusparende Bereiche der Oberfläche des Halbleitersubstrats niedrig n-dotiert (n<–>-dotiert) werden, so dass sie im Gegensatz zu dem p-dotierten Substrat sowie eventuellen n<++>-dotierten Bereichen desselben von dem zum Porösmachen des Halbleiters verwendeten Mittel nicht angegriffen werden. Das Porösmachen kann durch eine anodische Oxidation, z. B. mit einem HF-Elektrolyten, in einem elektrochemischen Prozess erreicht werden, in dem der Wafer anodisch gegenüber dem Elektrolyten geschaltet wird. Dieser porös gemachte Bereich kann dann in dem späteren Ätzschritt selektiv herausgeätzt werden.
Dieser Ätzschritt findet vorzugsweise statt, nachdem die Membran abgeschieden und auf der Membran die Thermoelemente strukturiert worden sind.
Zum Festlegen des auszusparenden Bereichs wird in diesem Fall die Oberfläche des Halbleitersubstrats vorzugsweise mit einer Schutzschicht maskiert, die aus einem gegen das zum Porösmachen des Halbleiters verwendete Mittel beständigen Material besteht. Dieses Material kann z. B. Chrom oder Gold sein.
Der Ätzschritt, der sich an das Porösmachen anschließt, kann ein herkömmlicher Nassätzschritt sein.
Vor dem Ätzschritt werden vorzugsweise auf der abgeschiedenen Membran die Thermoelemente strukturiert.
Eine spezielle Maskierung für den Ätzschritt ist nicht erforderlich, wenn das herauszuätzende Material durch Porösmachen vorbereitet worden ist.
Gemäß der Erfindung ist in einer zweiten Variante des Verfahrens keine Vorbereitung des auszusparenden Bereichs durch Porösmachen erforderlich, stattdessen erfolgt die Festlegung des auszusparenden Bereichs allein durch das Bilden der Öffnung in der Membran. Bei dieser zweiten Variante kommen Trockenätzverfahren zum Einsatz, etwa ein Plasmaätzen oder ein spontanes Trockenätzen, da gasförmige Ätzmedien leichter in den auszusparenden Bereich hinter der Öffnung eindringen können als flüssige, und weil der Stoffaustausch durch die Öffnung effektiver ist.
Zum Plasmaätzen kommen insbesondere Plasmen von F2 in Ar, SF6 oder NF3 in Frage.
Zum spontanen Trockenätzen können Gase wie XeF2, ClF3 oder BrF3 verwendet werden, die bei Kontakt mit Silizium dieses sofort spontan und in heftiger Reaktion in Form von flüchtigem SiF4 abtragen.
Figuren
Die Erfindung wird nachfolgen anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines einzelnen Sensorelements eines gemäß der Erfindung hergestellten Strahlungssensors;
2 verschiedene Schritte eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens, bei dem ein Halbleitersubstrat von der Vorderseite her strukturiert wird;
3 Schritte eines zweiten Herstellungsverfahrens, bei dem das Halbleitersubstrat von der Vorderseite her strukturiert wird;
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt schematisch den Aufbau eines Sensorelements eines Strahlungssensors, so wie er nach einem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar ist. Der vollständige Sensor umfasst eine rasterartige Anordnung einer Vielzahl der in der Figur gezeigten Elemente, jeweils durch Stege aus Substratmaterial getrennt. Ein Halbleitersubstrat 1 aus Silizium trägt an seiner Oberfläche dünne Schichten 2 aus SiO2 und aus Si3N4 3, die sich als eine dünne Membran über einer Aussparung 4 in dem Halbleitersubstrat 1 erstrecken. Die Aussparung 4 kann sich als eine Öffnung durch die gesamte Dicke des Halbleitersubstrats 1 erstrecken. Wenn der Sensor nach einem der nachfolgend mit Bezug auf 2 oder 3 beschriebene Verfahren hergestellt ist, kann die Aussparung 4 auch lediglich eine Vertiefung in einem ansonsten massiven Substrat sein.
Ein Strahlungsabsorber 5 ist auf der Membran über der Aussparung 4 angeordnet. Er ist mit dem Halbleitersubstrat 1 im wesentlichen nur durch die dünne Membran verbunden, die aus relativ schlecht wärmeleitenden Materialien besteht, und ist so gegen eine vom Substrat 1 gebildete Wärmesenke thermisch isoliert.
Der Strahlungsabsorber 5 besteht aus einem Material, das eintreffende Strahlung in einem möglichst großen Spektralbereich möglichst vollständig absorbiert, wie etwa ultrafeinen Goldteilchen. Wenn Strahlung auf die Oberfläche des Sensors trifft, erwärmt sich der Absorber 5 aufgrund seiner hohen Absorptionsfähigkeit, seiner geringen Dicke und der thermischen Isolierung deutlich stärker als das die Aussparung 4 umgebende Halbleitersubstrat 1.
Eine Mehrzahl von Thermoelementen 6 erstreckt sich zwischen sogenannten ”kalten” Kontakten, die über dem Halbleitersubstrat 1 in thermischen Kontakt mit diesem angeordnet sind, und ”heißen” Kontakten, die beim gezeigten Sensor von dem Strahlungsabsorber 5 bedeckt und deshalb nicht sichtbar sind. Die heißen Kontakte stehen in gut wärmeleitendem Kontakt mit dem Strahlungsabsorber 5, sind aber nicht durch diesen elektrisch leitend miteinander verbunden. Die einzelnen Thermoelemente 6 sind zum Beispiel in aus der bereits zitierten DE 41 02 524 A1 bekannter Weise in Reihe geschaltet, so dass als Messsignal für die Temperaturdifferenz zwischen Strahlungsabsorber 5 und Substrat 1 eine Spannung erhalten wird, die das n-fache der an einem einzelnen Thermoelement 6 erzeugten Thermospannung ist, wobei n die Zahl der in Reihe geschalteten Thermoelemente 6 ist. Die erhaltene Messspannung kann mit Hilfe von auf dem gleichen Halbleitersubstrat 1 integrierten Schaltungen weiterverarbeitet oder, wie im hier gezeigten Fall, über Kontaktpads 8, 9 abgegriffen werden.
2 zeigt verschiedene Stadien der Herstellung eines Strahlungssensors wie des in 1 gezeigten nach einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren. Stadium a zeigt das Siliziumsubsstrat 1 mit einer auf die Oberfläche aufgedampften Schutzschicht 10 aus Gold oder Chrom. Diese Substratoberfläche wird einer anodischen Oxidation in einem HF-Elektrolyten unterzogen. Die Schutzschicht 10 ist gegen den Angriff des Elektrolyten beständig, das in einem Fenster 11 der Schutzschicht freiliegende Silizium des Substrats 1 hingegen nicht. Dieses wird im Laufe einer anodischen Oxidation in einem elektrochemischen Prozess angegriffen. Dabei ist das Substrat zum Elektrolyten anodisch, das heißt positiv vorgespannt, und der Elektrolyt ist mit dem negativen Pol einer Stromquelle verbunden. Dadurch bildet sich auf der Oberfläche des Substrats 1 ein poröser Bereich 12, dessen Dicke und Struktur von der Dauer der Anodisierungsbehandlung und von Prozessparametern wie Flächenstromstärke, Konzentration des Elektrolyten etc. abhängt. Der Angriff erfolgt isotrop, so dass sich der poröse Bereich 12 auch in einer Randzone unterhalb der Schutzschicht 10 erstreckt. 2b zeigt den Zustand des Substrats nach Abschluss dieser Behandlung.
Anschließend wird die Schutzschicht 10 abgetragen, die ihre Aufgabe erfüllt hat, und eine Membran 13, die wie in 1 gezeigt, z. B. aus SiO2- und Si3N4-Schichten bestehen kann, wird auf der Substratoberfläche einschließlich des porösen Bereichs 12 aufgetragen, z. B. mit Hilfe von CVD-Verfahren, wie in 2c gezeigt. Anschließend werden auf der Membran 13 der Strahlungsabsorber 5 und Thermoelemente 6 abgeschieden. Dabei sind die Thermoelemente so angeordnet, dass ihr heißer Kontakt den Strahlungsabsorber 5 berührt und der kalte Korntakt über einem nicht durch die anodische Oxidation angegriffenen Bereich der Substratoberfläche liegt (siehe 2d). Zur Vorbereitung eines darauf folgenden Ätzschrittes können der Strahlungsabsorber 5 und die Thermoelemente 6 mit einer (nicht gezeigten) Schutzschicht abgedeckt werden.
Vor oder nach dem Aufbringen des Strahlungsabsorbers und der Thermoelemente wird die Membran 13 strukturiert, um durch eine darin gebildete Öffnung das poröse Silizium in dem Bereich 12 für den Angriff eines Ätzmediums zugänglich zu machen.
Das Ätzen kann ein Nassätzen, z. B. mit verdünnter KOH, NaOH, Ammoniak oder TMAH (W) sein. Die Porösität des Materials begünstigt das Eindringen des Ätzmediums und das Fortschreiten des Ätzvorgangs, so dass in kurzer Zeit eine Aussparung 4 an der Stelle des porösen Siliziums erzeugt werden kann.
Anstelle des Nassätzens kommen auch Trockenätzverfahren wie z. B. eine isotrope Plasmaätzung in einem Fluorplasma in Frage, wo in einer Plasmaentladung Fluorradikale erzeugt werden, welche Silizium isotrop ätzen. Hierfür eignet sich beispielsweise ein Plasma von SF6 oder NF3 oder von reinem Fluor (F2 in Argon). Nicht zu ätzende Bereiche der Substratoberfläche können, sofern sie nicht bereits durch die Membran gegen den Angriff des Ätzplasmas geschützt sind, durch Photoresists, Negativlack oder Siliziumoxidschichten abgedeckt werden.
Alternativ zur Plasmaätztechnik ist es auch möglich, sogenannte spontan ätzende Chemien einzusetzen, um ausgehend von den Membrandurchgangsöffnungen das Silizium darunter weiträumig zu entfernen und so freistehende Membranbereiche zu erzeugen. Hierzu bedient man sich vorteilhaft Gasen wie z. B. Xenondifluorid (XeF2), Chlortrifluorid (ClF3) oder Bromtrifluorid (BrF3). Alle diese Gase werden von Siliziumoberflächen absorbiert, spalten dort spontan, d. h. ohne externe Einwirkung von Ionen oder Elektronen Fluorradikale ab, welche Silizium spontan, d. h. isotrop, ätzen und so die Aussparungen unter der Membran schaffen können. Es genügt hierfür, freie Siliziumflächen in Kontakt mit einem dieser Gase zu bringen, und die spontane isotrope Ätzung von Silizium setzt sofort und ohne äußere Unterstützung ein. Dabei können Ätzraten von einigen 10 µm pro Minute erreicht werden, was es ermöglicht, die benötigte Aussparung in kurzer Zeit zu schaffen. Diese Gase sind sehr selektiv gegenüber Maskierschichten wie z. B. Photoresist, Siliziumoxid und anderen Schutzschichten, die sich zur Maskierung von nicht zu ätzenden Sensorbereichen zusätzlich auf dem Substrat befinden können.
Die 3a bis 3d zeigen Schritte eines alternativen Verfahrens zur Herstellung von Aussparungen in einem Siliziumsubstrat unterhalb einer Membran. In dem in 3 gezeigten Halbleitersubstrat 1 aus z. B. mit einer Leitfähigkeit von 8 Ωcm pdotierten Silizium sind durch Maskieren und Ionenimplantation n-dotierte Bereiche 14 erzeugt worden.
Dieses Substrat wird an seiner Oberfläche einer anodischen Oxidationsbehandlung in verdünnter Flusssäure unterzogen. Dabei werden die n-dotierten Bereiche 14 nicht angegriffen, auf der restlichen Oberfläche des Substrats 1 hingegen entsteht ein poröser Bereich 12, der hier bis in eine Tiefe von ca. 20 µm reicht.
Anschließend wird auf dem so behandelten Substrat 1 eine Membran 13 abgeschieden und strukturiert. Das Ergebnis ist in 3c gezeigt. Wie im anhand von 2 erläuterten Verfahren werden auf der Membran 13 ein Strahlungsabsorber und Thermoelemente aufgebracht, die in der Figur der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. Die in 3c gezeigte Anordnung kann den gleichen Ätzverfahren unterzogen werden wie oben in Verbindung mit 2 beschrieben. Das Ätzmedium kann dabei, das poröse Silizium im Bereich 12 sowohl über die langgestreckten Fenster 15 in der Membran 13 als auch über seitlich von der Membran unbedeckt gebliebene Bereiche 16 erreichen. Diese Bereiche 16 erfüllen somit hinsichtlich des Ätzschritts die Funktion von Öffnungen in der Membran.
Da auch hier der Ätzvorgang im porösen Silizium wesentlich schneller fortschreitet als in den massiv gebliebenen Bereichen 14, entsteht schließlich die in 3d gezeigte Struktur.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Infrarotsensors auf einem Halbleitersubstrat (1), mit den Schritten • Festlegen wenigstens eines auszusparenden Bereichs (12) auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats, wo eine Aussparung (4) im Halbleitersubstrat (1) geschaffen werden soll, wobei zur Festlegung des auszusparenden Bereichs (12) ein n-Dotieren von nicht auszusparenden Bereichen (14) der Oberfläche des Halbleitersubstrats (1) vorgesehen ist, • Abscheiden einer Membran (13) auf der Oberfläche, wobei vor dem Abscheiden der Membran (13) das Halbleitermaterial in dem auszusparenden Bereich (12) durch anodische Oxidation porös gemacht wird, • Aufbringen eines Strahlungsabsorbers (5) auf der Membran (13) im festgelegten Bereich (12), • Aufbringen von Thermoelementen (6) mit einem heißen Kontakt in thermischem Kontakt mit dem Strahlungsabsorber (5) und einem kalten Kontakt (7) in thermischem Kontakt mit dem Halbleitersubstrat (1), • Bilden einer Öffnung in der Membran (13) in dem festgelegten Bereich (12) und Ätzen des Halbleitersubstrats (1) durch die Öffnung hindurch.
Verfahren zur Herstellung eines Infrarotsensors auf einem Halbleitersubstrat (1), mit den Schritten • Abscheiden einer Membran (13) auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats, • Festlegen wenigstens eines auszusparenden Bereichs (12) auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats, wo eine Aussparung (4) im Halbleitersubstrat (1) geschaffen werden soll, durch das Bilden einer Öffnung der Membran (13) in dem festgelegten Bereich (12) und des Ätzens des Halbleitersubstrats (1) durch die Öffnung hindurch, wobei das Ätzen ein Plasma-Ätzen oder ein spontanes Trockenätzen ist, • Aufbringen eines Strahlungsabsorbers (5) auf der Membran (13) im festgelegten Bereich (12), • Aufbringen von Thermoelementen (6) mit einem heißen Kontakt in thermischem Kontakt mit dem Strahlungsabsorber (5) und einem kalten Kontakt (7) in thermischem Kontakt mit dem Halbleitersubstrat (1).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ätzen ein Nassätzen des porösen Halbleitermaterials ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Festlegen des auszusparenden Bereichs (12) ein Maskieren der Oberfläche des Halbleitersubstrats (1) mit einer Schutzschicht (10) aus einem gegen ein zum Porösmachen des Halbleitermaterials verwendetes Mittel beständigen Material umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (10) aus Chrom oder Gold besteht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitersubstrat vom p-Typ ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die n-Dotierung niedriger als 10¹⁴ cm^–3 ist.
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Plasmas von F₂ in Ar, SF₆ oder NF₃.
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von XeF₂, ClF₃ oder BrF₃.