DE19859627A1 - Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Halbleiter und insbesondere auf Sensorvorrichtungen als Teil einer integrierten Schaltung.

Sensorvorrichtungen wie Beschleunigungsmesser, gyroskopische Vorrichtungen, Drucksensoren und Ähnliches sind Stand der Technik. Um die Funktionalität der Sensorvorrichtung zu maximieren, besteht der Wunsch, das Sensorelement auf einem Substrat mit benachbarten Logik-Transistoren wie Feldeffekt-Transistoren (FETs) anzuordnen, um die Information, die durch das Sensorelement erzeugt wird, aufzunehmen und die dazugehörige elektrische Antwort zu liefern.

Um die Herstellungskosten eines integrierten Schaltkreises mit einem Sensorelement zu reduzieren, ist es wünschenswert, das Verfahren zur Herstellung des Sensorelements mit in das Verfahren zur Herstellung der FETs zu integrieren.

Ein Problem bei der Anordnung eines Sensorelements auf dem gleichen Substrat, das zur Bildung von FET verwendet wird, besteht darin, daß die Topographie, die Sensorelementen zugeordnet wird, das photolithographische Verfahren zur Bestimmung des FET erschwert. Üblicherweise weisen Sensorelemente eine Topographie auf, die größer als 1 Mikrometer ist. Bei solchen Topographien ist es schwierig, das Photoresist über das Substrat eben zu verteilen. Hierbei sind photolithographische Verfahren erforderlich, die eine zur Auflösung der Topographie ausreichende Tiefenschärfe haben.

Zur Zeit bestehen nicht miteinander in Beziehung stehende Möglichkeiten zur Lösung dieses Problems. Die erste bildet eine Schicht von epitaktischem Silizium auf einem Substrat. Bipolartransistoren werden in der epitaktischen Siliziumschicht gebildet, und ein Sensor wird aus der epitaktischen Schicht herausgetrennt. Ein Beispiel für diesen Lösungsweg ist in dem Paper von P.T. Gennissen et al., "Applications of bipolar compatible epitaxial polysilicon", SPIE Bd. 2882, S. 59-65 aufgezeigt. Jedoch beinhaltet diese Technik die zusätzliche Komplexität, epitaktische Schichten zu bilden, und führt zu einer nur beschränkten elektrischen Isolation zwischen dem Sensor und der epitaktischen Schicht.

Ein Beispiel für einen anderen Lösungsweg wird in dem Paper von J.H. Smith et al., "Embedded Micromechanical Devices for the Monolithic Integration of MEMS with CMOS", Proc. 1995 IEDM, S. 609-612 aufgezeigt. Im allgemeinen basiert dieser alternative Lösungsweg auf der Einfachheit der CMOS-Verfahrensschritte (CMOS: Complementary Metal-Oxide Semiconductor), um Sensoren in einer ausgehöhlten Grube zu bilden. Jedoch ist dieser Lösungsweg auf das Leistungsvermögen des konventionellen Verfahrens der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD: Chemical Vapor Deposition) beschränkt. Insbesondere weisen CVD-Verfahren ihre Grenzen bezüglich der Dicke der Filme, die ausgebildet werden können, auf. Folglich sind Sensoren, die auf diese Weise gebildet werden, in ihrem Ausmaß und ihrer Topographie beeinträchtigt.

Entsprechend besteht das Bedürfnis, ein Verfahren zur Herstellung eines integrierten Schaltkreises mit einem Sensorelement bereitzustellen, das die mit der Topographie des Sensorelements verbundenen Probleme meidet. Solch eine Vorrichtung würde weniger kompliziert herzustellen sein und damit zuverlässiger und kostengünstiger in der Herstellung als schon bekannte Vorrichtungen sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1-4 sind Querschnittsansichten einer Halbleitervorrichtung bei unterschiedlichen Schritten des Herstellungsverfahrens der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 5 ist eine Oberansicht eines Teiles eines Sensorelements entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Es wird darauf hingewiesen, daß zur Einfachheit und Klarheit der Darstellung die dargestellten Elemente in den Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgerecht wiedergegeben sind.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Querschnittansicht einer Halbleitervorrichtung 50 in einem frühen Stadium des Herstellungsverfahrens der vorliegenden Erfindung. Bevorzugterweise ist die Halbleitervorrichtung 50 ein integrierter Schaltkreis, der ein Sensorelement und einen Transistor aufweist, welche genutzt werden, um die Information, die durch das Sensorelement erzeugt wird, weiterzuleiten. Wie es weiter unten näher erklärt wird, ergibt das Verfahren der vorliegenden Erfindung ein Sensorelement in einer ausgehöhlten Grube derart, so daß die mit dem Sensorelement im Zusammenhang stehende Topographie die Bildung des Transistors auf der Deckoberfläche des Susbstrats nicht beeinträchtigt.

Im unten stehenden Beispiel wird die Halbleitervorrichtung 50 auf dem Substrat 10 gebildet. Substrat 10 ist ein einkristallines homogenes Substrat aus einheitlichem Material wie Silizium. In anderen Ausführungsformen kann Substrat 10 aus anderen einheitlichen Materialen hergestellt und kann ein Verbindungshalbleiter-Substrat wie Galliumarsenid, Indiumphosphid oder Ähnliches sein.

Die Bildung der Halbleitervorrichtung 50 beinhaltet die Bildung einer Maske 14 auf der Deckoberfläche 20 des Substrats 10. Maske 14 kann eine einzige Schicht oder ein mehrschichtiger Stapel aus gewöhnlich benutzten Maskenmaterialien wie Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid sein. Eine chemische Gasphasenabscheidung (CVD) oder "Plasma enhanced CVD" (PECVD) kann zur Bildung der Maske 14 verwendet werden. Eine photolithographische Maske und ein Ätzverfahren werden zur Strukturierung der Maske 14 und zur Freilegung eines Teiles der Deckfläche 20 des Substrats 10 angewendet.

Danach wird ein Ätzverfahren zur Ausbildung der Grube 11 derart angewendet, daß die Grube 11 der Deckoberfläche 20 des Substrats 10 übersteht. Eine Vielfalt von Techniken kann zur Bildung der Grube 11 angewendet werden wie Naßätzverfahren oder Reaktives Ionenätzverfahren (RIE: reactive ion etch). Vorzugsweise wird eine Naßätzlösung mit Flußsäure, Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) oder Kaliumhydroxid benutzt. Ein Naßätzverfahren formt die Grube 11 derart, daß sie Flanken 12 aufweist, die konisch zu einer Grundoberfläche 13 zulaufen. Wie in Fig. 1 gezeigt, legen die Flanken 12 und die Grundoberfläche 13 der Grube 11 Teile des Substrats 10 frei, die aus dem gleichen einheitlichen Material bestehen (z. B. Grube 11 legt Teile des Substrats 10 offen, die konsistent, homogen sind und bevorzugt dieselbe Dotierdichte oder Widerstand haben).

Die Tiefe der Grube 11 (in Fig. 1 mit Pfeil 15 angezeigt) kann durch die Dauer des Ätzprozesses gesteuert werden, so daß die Grube 11 eine genügende Tiefe erreicht, um das darin gebildete Sensorelement zu umfassen. Vorzugsweise ist die Grube 11 mindestens 1 Mikrometer tief und hat typischerweise eine Tiefe von 4-6 Mikrometer. Wie es weiter unten erklärt wird, haben bereits bekannte Techniken zur Bildung von Sensorelementen wegen des Abscheidungsprozesses zur Bildung des Sensors ihre Grenzen. Mit diesen Abscheidungsprozessen ist es schwierig, Schichten zu bilden, die dicker als 1 Mikrometer sind. Folglich wird die Tiefe jeglicher Grube, die zum Fassen des Sensorelements gebildet wird, auch begrenzt sein. Im Gegensatz hierzu leidet die vorliegende Erfindung nicht unter denselben Beschränkungen eines Verfahrens, und somit ist die Tiefe der Grube 11 und die Topographie des in der Grube 11 gebildeten Sensorelements nicht mehr wegen Dickebeschränkungen begrenzt. Daher kann die Tiefe der Grube 11 größer als 4 Mikrometer oder sogar - wenn erwünscht - größer als 6 Mikrometer sein.

Bezüglich Fig. 2 wird die Herstellung der Halbleitervorrichtung 50 fortgesetzt, indem die Maske 14 durch ein geeignetes Naßätzverfahren entfernt wird. Eine dielektrische Schicht 17 wird entlang der Deckoberfläche 20 des Substrats 10 und entlang der Flanken- und Grundoberfläche 12 bzw. 13 der Grube 11 ausgebildet. Die dielektrische Schicht 17 wird durch Anwendung eines thermischen Oxidationsprozesses erzeugt, wobei eine Schicht Siliziumdioxid, die etwa 100-5000 Angström dick ist, anwächst. Es ist auch möglich, die dielektrische Schicht 17 durch CVD- oder PECVD-Verfahren, welches Siliziumdioxid, Siliziumnitrid oder ähnliches Material abscheidet, zu erzeugen. Die dielektrische Schicht 17 wird entlang der freigelegten Oberfläche der Grube 11 ausgebildet, so daß das in Grube 11 zu bildende Sensorelement vom Substrat 10 elektrisch getrennt ist.

Danach wird das Verfahren zur Bildung der Halbleitervorrichtung 50 mit der Bildung des Sensorelements 30 in der Grube 11 fortgesetzt. In dem folgenden Beispiel ist das Sensorelement 30 ein Beschleunigungsmesser, welches zur Messung der Größe und Richtung der von der Halbleitervorrichtung 50 eingesetzten Beschleunigung benutzt wird. Es sollte darauf hingewiesen werden, daß das folgende Beispiel nur eine besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Sensorelement 30 kann eine Vielfalt von Sensorvorrichtungen - eine gyroskopische Vorrichtung, ein Ventil, ein Kondensator mit beweglichen parallelen Platten, ein Drucksensor, ein chemischer Sensor oder Ähnliches beinhaltend - darstellen. Desweiteren wird in dem folgenden Beispiel das Sensorelement 30 derart gebildet, daß es vollständig in der Grube 11 angeordnet ist. Es besteht auch die Möglichkeit, das Sensorelement 30 derart zu bilden, daß der größte Teil oder sogar nur ein kleiner Teil des Sensorelement 30 innerhalb der Grube 11 gebildet wird.

Ein tiefer gelegener Teil 19 des Sensorelements 30 wird durch Aufbringen und Strukturieren einer Schicht aus leitfähigem Material über der Grundfläche 13 oder Grube 11 ausgebildet. Vorzugsweise besteht der tiefer gelegene Teil 19 des Sensorelements 30 aus Polysilizium, das durch Anwendung eines CVD-Verfahrens gebildet wird; allerdings können andere geeignete Materialien wie Aluminium oder Ähnliches verwendet werden. Der tiefer gelegene Teil 19 des Sensorelements 30 wird benutzt, um elektrischen Kontakt zwischen dem Sensorelement 30 und auf dem Substrat 10 zu bildenden Transistoren herzustellen.

Ein Opferschichtmaterial wie Siliziumdioxid, Phosphosilikatglas (PSG) oder Ähnliches wird innerhalb der Grube 11 ausgebildet und strukturiert, um eine vorläufige Struktur 21 zu ergeben. Die vorläufige Struktur 21 dient dazu, Teile des Sensorelements 30 festzulegen und um die notwendigen Zwischenräume im Sensorelement 30 bereitzustellen, wenn die vorläufige Struktur 21 anschließend entfernt wird.

Eine Schicht leitfähigen Materials, im folgenden als leitfähiges Material 18 bezeichnet, wird über der dielektrischen Schicht 17 und vorläufigen Struktur 21 ausgebildet. Die leitfähige Schicht 18 wird dadurch gebildet, daß Substrat 10 in einen epitaktischen Reaktor (nicht abgebildet) gesetzt und eine Schicht Polysilizium durch ein epitaktisches Aufbringungsverfahren aufgetragen wird. Während der Bildung der leitfähigen Schicht 18 wird das entsprechende Dotiermittel dem Reaktionsprozeß hinzugefügt, so daß das leitfähige Material 18 die gewünschten elektrischen Eigenschaften erhält. Typischerweise werden epitaktische Aufbringungsverfahren angewandt, um Siliziumschichten, die die Einkristallstruktur des darunterliegenden Substrats wiedergibt, auszubilden. Jedoch ergibt die Aufbringung einer Siliziumschicht in der vorliegenden Erfindung eine ihrem Wesen nach polykristalline Schicht, weil die darunterliegende dielektrische Schicht 17 und vorläufige Struktur 21 amorpher Natur sind, so daß keine Kristallgitterstruktur wiederzugeben ist.

Der Vorteil, einen einzigen Abscheidungsprozeß in einem epitaktischen Reaktor anzuwenden, besteht darin, daß die Dicke des leitfähigen Materials 18 nicht begrenzt wird, wie es in den bereits bekannten Herstellungsverfahren, die CVD anwenden, der Fall ist. Konventionelle CVD-Aufbringungsverfahren haben eine praktische Grenze darin, daß sie lediglich zur Aufbringung von Filmen mit einer dicke bis zu zwei Mikrometer gebraucht werden können. Aufgrund der Natur von CVD-Verfahren ist es nicht möglich, Filme dicker als zwei Mikrometer auszubilden, und zwar aufgrund der langsameren Abscheidungsrate und wegen der Menge der Partikel, die sich im Innern der CVD-Reaktionskammer ansammeln. Folglich müssen Sensorelemente, die mittels CVD-Aufbringungsverfahren gebildet werden, durch eine Vielzahl von Abscheidungsvorgängen ausgebildet werden. Weiterhin ist die Tiefe der Grube zum Fassen eines Sensorelements, das durch Anwendung von CVD-Verfahren gebildet wird, begrenzt, und zwar wegen der schrittweisen Belegung in der Grube und der maximalen Dicke des Films, die mittels eines CVD-Verfahrens aufgebracht werden kann.

Im Unterschied hierzu nutzt die Anwendung eines Epitaxieverfahrens in der vorliegenden Erfindung das Vermögen, Polysiliziumfilme mit einer größeren Dicke auszubilden, vorteilhaft aus, indem nur ein einziger Abscheidungsprozeß angewandt wird. Daher kann die Tiefe der Grube 11 auf Wunsch vergrößert werden, und die Herstellungskosten zur Bildung der Halbleitervorrichtung 50 werden dadurch gesenkt, daß man nicht mehr angewiesen ist, mehrere CVD-Prozesse zur Bildung, eines Sensorelements anzuwenden. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist auch einfacher als bereits bekannte Verfahren, weil Epitaxieverfahren zum vollständigen Füllen der Grube 11 mit leitfähigem Material 18 angewendet werden können. Mit anderen Worten: Das leitfähige Material 18 weist vorzugsweise eine größere Dicke als die Tiefe der Grube 11 auf. Dies ist erwünscht, da die Auswirkung, die die Topographie der Grube 11 auf den photolithographischen Prozeß hat, signifikant vermindert werden kann, indem jeder unbenutzte Teil der Grube 11 mit dem leitfähigen Material 18 gefüllt wird.

Zu Fig. 3: Die Bildung der Halbleitervorrichtung 50 wird mit der Anwendung eines geeigneten chemisch-mechanischen Polierprozesses (CMP) fortgesetzt, welches dazu dient, die überschüssigen Teile leitfähigen Materials 18 zu entfernen und eine ebene Oberfläche 25 zu ergeben, die mit der Deckoberfläche 26 der dielektrischen Schicht 17 im wesentlichen co-planar ist. In dem bevorzugten Verfahren dient die dielektrische Schicht 17 als eine Ätzstopp- Vorrichtung für den CMP-Prozeß und verhindert die Freilegung der Deckoberfläche 20 des Substrats 10 während des CMP-Prozesses. Es kann der Wunsch bestehen den CMP-Prozeß so weit fortzuführen, daß ein Teil der dielektrischen Schicht 17 auf der Deckoberfläche 20 des Substrats 10 ebenfalls entfernt wird. Dann würde die ebene Oberfläche 25 des leitfähigen Materials 18 mit der Deckoberfläche 20 des Substrats 10 im wesentlichen co-planar sein.

Eine photolithographische Maske und ein Ätzprozeß werden zur Strukturierung der leitfähigen Schicht 18 verwendet - wie in Fig. 3 abgebildet - um den Restbestand des Sensorelements 30 zu bestimmen. In diesem Beispiel erhält man aus dem leitfähigen Material 18 die Finger 27 und 28, die zur Wahrnehmung der Beschleunigung der Halbleitervorrichtung 50 benutzt werden. Wie abgebildet, bleibt ein Teil des leitfähigen Materials 18 entlang der Flankenoberfläche 12 der Grube 11 erhalten, so daß ein Ring des Materials 49 resultiert. Dieser Teil des leitfähigen Materials 18 bleibt erhalten, um die Auswirkung von der Topographie des Sensorelements 30 oder vom Bestehen der Grube 11 auf den folgenden lithographischen Prozeß zu verringern. Dieser Teil des leitfähigen Materials 18 (Ring 49) ist vom Substrat 10 elektrisch getrennt, weil sich die dielektrische Schicht 17 zwischen der Flankenoberfläche 12 der Grube 11 und dem leitfähigen Material 18 befindet.

Die Menge in der Grube 11, die mit dem leitfähigen Material 18 aufgefüllt wird, ist unterschiedlich und hängt weitgehend von der Konfiguration des Sensorelements 30 ab. In vielen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung würde man erwarten, daß wegen der entlang der Flankenoberfläche 12 der Grube 11 gelegenen Teile (Ring 49) zumindest ein Großteil der Grube 11 mit dem leitfähigen Material 18 gefüllt wird.

Bezüglich Fig. 4 wird die Bildung der Halbleitervorrichtung 50 mit der Bildung des Transistors 40 wie ein FET fortgesetzt. Der Transistor 40 wird mittels konventioneller Techniken gebildet, nachdem ein Teil der dielektrischen Schicht 17 zur Freilegung des darunterliegenden Teiles des Substrats 10 entfernt wurde. In dem in Fig. 4 abgebildeten Beispiel weist der Transistor 40 eine Gate-Anordnung aus einer Schicht Siliziumdioxid 41 und einer Schicht Polysilizium 42 auf. Der Transistor 40 hat ebenfalls einen Source-Bereich 43 und einen Drain-Bereich 44, die aus der Deckoberfläche 20 herausstehen. Der Transistor 40 kann mit dem Sensorelement 30 elektrisch verbunden werden, so daß der Transistor 40 das Ausmaß der Beschleunigung entweder wahrnimmt oder bestimmt oder die gewünschte elektrische Antwort liefert, wenn eine Beschleunigung mit dem Sensorelement 30 wahrgenommen wird.

Danach wird ein Naßätzverfahren angewandt, um die vorläufige Strukturierung 21 (s. Fig. 3) zu entfernen, so daß die Finger 27 und 28 freigesetzt und frei zur Bewegung sind. Eine Naßätzlösung aus Flußsäure oder ähnlichem Ätzmittel kann zur Entfernung des Opferschichtmaterials in der Grube 11 benutzt werden. Im oben genannten Beispiel wird der Transistor 40 nach Aufbringung der Schichten, aus denen das Sensorelement 30 besteht, gebildet. Es wird darauf hingewiesen, daß der Wunsch bestehen kann, in einigen Anwendungen den Transistor 40 vor der Ausbildung der Grube 11 und dem leitfähigen Material 18 zu bilden. Es kann auch der Wunsch bestehen, eine zweite Schicht des Opferschichtmaterials (nicht abgebildet) zwischen den Fingern 27 und 28 zum Füllen der Zwischenräume zwischen Finger 27 und 28 aufzubringen, wenn der Transistor 40 gebildet wird. Schließlich kann der Wunsch bestehen, den elektrischen Kontakt zum Sensorelement 30 eher von seiner Deckoberfläche als durch die Benutzung des tiefergelegenen Teiles 19 - wie oben beschrieben - herzustellen.

Fig. 5 gibt die räumliche Anordnung des Sensorelements 30 innerhalb der Grube 11 wieder und wie ein Teil des leitfähigen Materials 18 bestehen bleibt, um eine ebene Oberfläche zu ergeben. Die Schnittlinien 4-4 dienen dazu, den Teil des Sensorelements 30, der in Fig. 4 im Querschnitt gezeigt wird, anzugeben. Wie oben beschrieben, wird das leitfähige Material derart strukturiert, daß der Ring 49 entlang der Flankenoberfläche 12 der Grube 11 bestehen bleibt. Das Sensorelement 30 beinhaltet auch eine seismische Masse 38, welche sich auf eine Beschleunigung hin bewegt, und einen Federbereich 36, die zur festen Anbringung der seismischen Masse 38 an den Ring 49 benutzt wird. Der Ring 49, die seismische Masse 38 und der Federbereich 36 werden durchweg aus dem leitfähigen Material gebildet 18. Wie abgebildet, sind die Finger 28 des Sensorelements 30 an die seismische Masse 38 angebracht, und sie bewegen sich, wenn sich die seismische Masse 38 bewegt. Aufgrund des Strukturierens der vorläufigen Struktur 21 (s. Fig. 3 und dazugehörigen obigen Text) sind die Finger 27 an Ankerbereiche 35 im tiefergelegenen Teil 19 des Sensorelements angebracht. Folglich wird eine kapazitive Kopplung zwischen den Fingern 27 und 28 zur Wahrnehmung der Bewegung der seismischen Masse 38 benutzt und damit der an die Halbleitervorrichtung 50 eingesetzten Beschleunigung.

Es sei darauf hingewiesen, daß das oben beschriebene Sensorelement 30 nur eines aus einer Vielzahl von möglichen Sensorelementen ist, das innerhalb der Grube 11 gebildet werden kann. Durch das Formen mehrfacher vorläufiger und permanenter Strukturen in der Grube 11 ist die Bildung von Beschleunigungssensoren mit anderen Konfigurationen und sogar anderen Arten von Sensorelementen möglich.

Es lohnt sich, auf einige Unterschiede zwischen dem Verfahren der vorliegenden Erfindung und bereits bekannten Verfahren hinzuweisen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Ausbildung einer Grube, welche Flanken aufweist, die den Umfang der Grube bestimmen. Die Grube wird mittels eines Epitaxie-Abscheidungsprozesses mit einem leitfähigen Material gefüllt, und das leitfähige Material wird strukturiert, um einen Teil eines Sensorelements zu ergeben. Ein Teil des leitfähigen Materials bleibt entlang zumindest einem Teil der Begrenzungslinie der Grube erhalten. Es wird eher bevorzugt, daß das leitfähige Material entlang der gesamten Begrenzungslinie der Grube erhalten bleibt.

Dieses Verfahren unterscheidet sich inhärent von bereits bekannten Techniken, wonach die Grube nur zum Teil mit einem leitfähigen Material mittels CVD-Prozessen gefüllt und der Rest der Grube mit einem dielektrischen Material wie PSG aufgefüllt wird. Folglich ergeben bereits bekannte Verfahren eine Grubenanordnung, die ein dielektrisches Material entlang der Begrenzungslinie der Grube aufweist. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist vorteilhaft, da es die Notwendigkeit, einen zusätzlichen Auftragungsvorgang zum Füllen der Grube mit PSG durchzuführen, umgeht und die Bildung eines Sensorelements in einer Grube mit größerer Tiefe ermöglicht, indem ein Verfahren angewandt wird, das die Bildung dickerer Filme erlaubt. Das verringert sowohl die Herstellungskosten und bietet Flexibilität für das Design von Halbleitervorrichtungen mit Sensorelementen.

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von bereits bekannten Verfahren darin, daß die Grube der vorliegenden Erfindung vorzugsweise in einem Substrat aus einheitlichem Material geformt wird, statt in einer Schicht epitaktischen Siliziums auf einem Siliziumsubstrat, was vom Stand der Technik her bekannt ist. Folglich umgeht die vorliegende Erfindung die Notwendigkeit, Schichten miteinander zu verbinden oder einen zusätzlichen Epitaxie-Aufbringungsvorgang zur Bildung einer Schicht epitaktischen Siliziums auf einem Siliziumsubstrat durchzuführen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht ebenso die Bildung einer dielektrischen Schicht entlang der Oberflächen der Grube, so daß ein in der Grube gebildetes Sensorelement vom Substrat elektrisch getrennt ist.

Claims (10)

1. Eine Halbleitervorrichtung (50) mit einem Sensor, der Sensor gekennzeichnet durch:

• - ein Substrat (10) mit einer Grube (11), wobei die Grube (11) Teile des Substrats (10) aus einheitlichem Material freilegt und eine Flankenoberfläche aufweist;
• - eine Schicht aus leitfähigem Material (18) entlang zumindest eines Teils der Flankenoberfläche der Grube (11); und
• - eine Sensorelement (30), das mindestens zu einem Teil innerhalb der Grube (11) angeordnet ist.

2. Die Halbleitervorrichtung (50) nach Anspruch 1 weiterhin gekennzeichnet durch eine dielektrische Schicht (17) in der Grube (11) aufgebracht, die eine elektrische Trennung zwischen dem Sensorelement (30) und dem Substrat (11) darstellt.

3. Die Halbleitervorrichtung (50) nach Anspruch 2, wobei sich die dielektrische Schicht (17) zwischen der Flankenoberfläche der Grube (11) und der Schicht des leitfähigen Materials (18) befindet.

4. Die Halbleitervorrichtung (50) nach Anspruch 1, wobei die Grube (11) eine Tiefe von mindestens 1 Mikrometer hat.

5. Die Halbleitervorrichtung (50) nach Anspruch 4, wobei die Grube (11) eine Tiefe von mindestens 4 Mikrometer hat.

6. Eine Halbleitervorrichtung (50) gekennzeichnet durch:

• - ein Substrat (10) aus einheitlichem Material mit einer Grube (11), die in dem einheitlichen Material gebildet wird;
• - eine Schicht aus leitfähigem Material (18), die in der Grube (11) ausgebildet wird; und
• - ein Sensorelement (30), das mindestens zu einem Teil innerhalb der Gruppe angeordnet ist.

7. Die Halbleitervorrichtung (50) nach Anspruch 6, wobei die Grube (11) durch die Flankenoberfläche bestimmt wird, die den Umfang der Grube bestimmt, und die Schicht des leitfähigen Materials (18) an zumindest einem Teil der Begrenzungslinie der Grube (11) entlangführt.

8. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung (50) mit den Schritten:

• - Bereitstellen eines Substrats (10) mit einer Deckoberfläche, wobei zumindest ein Teil des Substrats 10) ein einheitliches Material aufweist;
• - Ausbilden einer Grube (11) im Substrat (10), die aus der Deckfläche heraussteht und einen Teil des Substrats (10) aus dem einheitlichen Material (18) freilegt;
• - Füllen der Grube (11) mit leitfähigem Material (18); und
• - Bilden eines Sensorelements (30) in der Grube (11), wobei zumindest ein Teil des Sensorelements (30) aus dem leitfähigen Material (18) gebildet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8 weiterhin gekennzeichnet durch den Schritt, das leitfähige Material (18) auszuebnen, um eine ebene Fläche über der Grube (11) und über einen Teil der Deckoberfläche des Substrats (10) zu erhalten.

10. Verfahren nach Anspruch 9 weiterhin durch die Schritte gekennzeichnet:

• - Bilden eines Opferschichtmaterials in der Grube (11); und
• - Strukturieren des Opferschichtmaterials vor dem Füllen der Grube (11) mit dem leitfähigen Material (18).