DE19921241B4 - Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersensors für eine dynamische Größe - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersensors für eine dynamische Größe, mit den Schritten:
Bereitstellen eines Halbleitersubstrats (14), welches ein erstes Halbeitergebiet (14b) und ein zweites Halbleitergebiet (14a) enthält, das von dem ersten Halbleitergebiet durch eine Isolierschicht (14c) isoliert ist; und
Bilden einer Mehrzahl von beweglichen Abschnitten (7, 8a, 8b, 10a, 10b) in dem ersten Halbleitergebiet (14b) durch Ätzen sowohl des ersten Halbleitergebiets (14b) als auch des zweiten Halbleitergebiets (14a), wobei der Schritt des Bildens der Mehrzahl von beweglichen Abschnitten umfasst:
einen Schritt des Bildens von Gräben (16, 21a, 21b) in dem ersten Halbleitergebiet (14b);
einen ersten Schritt des Nassätzens eines Abschnitts des zweiten Halbleitergebiets (14a) entsprechend den Gräben (16, 21a, 21b) derart, dass der Abschnitt des zweiten Halbleiters (14a) mit einer bestimmten Dicke auf einer Seite der Isolierschicht (14c) verbleibt;
einen zweiten Schritt des Trockenätzens des verbliebenen Abschnitts des zweiten Halbleitergebiets (14a) in einer Gasphasenatmosphäre, um...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersensor für eine dynamische Größe eines Kapazitätstyps, bei welchem die Verschiebung eines beweglichen Teils im Ansprechen auf eine darauf wirkende dynamische Größe als Sensorausgang bereitgestellt wird.
  • Beispielsweise besitzt ein Halbleiter-Beschleunigungssensor eines Kapazitätstyps eine Struktur, bei welcher eine Balken- bzw. Auslegerstruktur als bewegliches Teil vorgesehen ist, das im Ansprechen auf eine darauf einwirkende Beschleunigung verschoben wird. Die Verschiebung der Balkenstruktur wird als Änderung der Kapazität eines Kondensators ausgegeben, der zwischen einer beweglichen Elektrode, die integriert mit Balkenstruktur vorgesehen ist, und einer festangebrachten Elektrode gebildet ist, die auf einem Substrat vorgesehen ist. Wie in der japanischen Veröffentlichungsschrift JP 6-349806 A beispielsweise offenbart wird ein derartiger Halbleiter-Beschleunigungssensor unter Verwendung eines Verfahrens hergestellt, welches die Schritte Bereitstellen eines Halbleitersubstrat mit einer SOI-Struktur durch Bilden einer zweiten Halbleiterschicht auf einer ersten Halbleiterschicht (Trägersubstrat) mit einer dazwischen angeordneten Isolierschicht, Strukturieren der ersten Halbleiterschicht in eine vorbestimmte Konfiguration in Übereinstimmung mit den Konfigurationen der Balkenstruktur, der festangebrachten Elektrode und dergleichen und Ätzen der Isolierschicht als Opferschicht beinhaltet. Die Balkenstruktur mit der beweglichen Elektrode und der festangebrachten Elektrode ist gegebenenfalls auf einem Halbleitersubstrat gebildet.
  • Das oben beschriebene Herstellungsverfahren muss zwangsläufig den Schritt des Ätzens der Opferschicht unter Verwendung eines Ätzmittels beinhalten. Beim Schritt des Ätzens der Opferschicht ruft die Oberflächenspannung des Ätzmittels häufig das sogenannte Anhaft- bzw. Aufsteckphänomen (sticking phenomenon) hervor, d. h. das Anhaften bzw. Stecken der Balkenstruktur (insbesondere der beweglichen Elektrode) an bzw. auf anderen Gebieten (insbesondere der festangebrachten Elektrode). Ein derartiges Phänomen führt zu einem Fehler dahingehend, dass die Erfassung einer Änderung der Kapazität zwischen den beweglichen und festangebrachten Elektroden unmöglich gemacht wird. Dies führt zu einer Schwierigkeit bei dem Herstellungsverfahren nach dem Stand der Technik dahingehend, dass zwangsläufig eine Reduzierung des Ertrags hervorgerufen wird.
  • Es hat sich ebenfalls gezeigt, dass bei einem herkömmlichen Halbleitersensor für eine dynamische Größe eines Kapazitätstyps wie unten beschrieben eine Schwierigkeit auftritt, wenn die zweite Halbleiterschicht mit den darin gebildeten beweglichen und festangebrachten Elektroden und die erste Halbleiterschicht, welche selbige trägt (Trägersubstrat), relativ hohe spezifische Widerstände besitzen.
  • Im allgemeinen wird bei einem Halbleitersensor für eine dynamische Größe eines Kapazitätstyps ein Ladungsträgerwellensignal mit einer relativ hohen Frequenz verwendet, um eine Änderung der Kapazität davon auszugeben. Wenn in diesem Fall eine Spannung entsprechend dem Trägerwellensignal zwischen den beweglichen und festangebrachten Elektroden, welche einen Kondensator bilden, angelegt wird, wird eine Ladung an einer Seite der beweglichen Elektrode erzeugt, welche dem Produkt der Kapazität des Kondensators und einer Potentialdifferenz zwischen der festangebrachten und der beweglichen Elektrode entspricht. Eine Änderung der Kapazität des Kondensators wird unter Verwendung der Bewegung der Ladung ausgegeben.
  • Die somit hervorgerufene Ladungsbewegung umfasst einen Pfad zum Anlegen der Spannung an die beweglichen und festangebrachten Elektroden und eine Zeitkonstante, die von dem Widerstandswert und der Kapazität eines Pfads zur Ausgabe der Ladung abhängt. Da derartige Pfade Widerstandselemente (einschließlich der beweglichen und festangebrachten Elektroden selbst), welche durch die zweite Halbleiterschicht gebildet werden, und parasitäre Widerstandselemente enthalten, welche auf der ersten Halbleiterschicht durch die Isolierschicht gebildet werden, ist jedoch die Zeitkonstante größer, wenn die ersten und zweiten Halbleiterschichten relativ hohe spezifische Widerstände besitzen. Eine derartig hohe Zeitkonstante unterdrückt die Rate der Ladungsbewegung und verzögert das Ansteigen des Trägerwellensignals. Daher liefert die Erfassung von dynamischen Größen unter Verwendung der Kapazität des Kondensators Ergebnisse, welche von Werten abweichen, die normalerweise erzielt werden sollten, was zu einer Verschlechterung der Erfassungscharakteristik für eine dynamische Größe führt.
  • Aus der DE 43 15 012 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersensors für eine dynamische Größe bekannt, mit den Schritten: Bereitstellen eines Halbleitersubstrats, welches ein erstes Halbleitergebiet und ein zweites Halbleitergebiet enthält, das von dem ersten Halbleitergebiet durch eine dazwischen angeordnete Isolierschicht isoliert ist; und Bilden eines beweglichen Teils in dem ersten Halbleitergebiet durch Ätzen sowohl des ersten Halbleitergebiets als auch des zweiten Halbleitergebiets, wobei ein Graben in dem ersten Halbleitergebiet gebildet wird und das zweite Halbleitergebiet derart geätzt wird, dass wenigstens ein Teil der Isolierschicht gegenüberliegend dem Graben bloßgelegt wird.
  • Die DE 195 30 736 A1 offenbart die Bildung von Gräben zur Schaffung einer Kammstruktur und die Bildung von Gräben zur Definition der Abmessungen einer Schwingmasse. Beim Bilden der Gräben verbleibt kein Halbleitergebiet darin auf einer Isolierschicht.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Situation entworfen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersensors für eine dynamische Größe vorzusehen, wobei ein Bruch während des Herstellungsverfahrens und ein Anhaften von Elektroden verhindert wird.
  • Als Vorteil ergibt es sich, dass ein höherer Ertrag erzielt werden kann.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1, 2 oder 3.
  • Dementsprechend wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersensors für eine dynamische Größe der vorliegenden Erfindung dann, wenn ein bewegliches Teil in einem ersten Halbleitergebiet gebildet wird, das auf einem zweiten Halbleitergebiet mit einer dazwischen angeordneten Isolierschicht vorgesehen wird, sowohl das erste Halbleitergebiet als auch das zweite Halbleitergebiet zur Bildung eines beweglichen Teils in dem ersten Halbleitergebiet geätzt. Zu diesem Zeitpunkt wird das bewegliche Teil in dem Schritt zur Definierung des beweglichen Teils endgültig definiert, welcher in einer Gasphasenatmosphäre durchgeführt wird. Bei diesem Verfahren steckt das bewegliche Teil infolge eines Ätzmittels während des Herstellungsverfahrens nicht auf anderen Gebieten bzw. haftet nicht daran an, was zu einem verbesserten Ertrag führt.
  • Vorzugsweise beinhaltet der Schritt des Bildens des beweglichen Teils die Schritte Bilden eines Grabens in dem ersten Halbleitergebiet, Ätzen des zweiten Halbleitergebiets, um wenigstens einen Teil der Isolierschicht entsprechend dem Graben bloßzulegen, und Durchführen des Schritts zur Definierung des beweglichen Teils. Insbesondere wird vorzugsweise nach der Bildung des Grabens eine Schutzschicht auf dem ersten Halbleitergebiet und in dem Graben gebildet. In diesem Fall wird das erste Halbleitergebiet, das zweite Halbleitergebiet, die Isolierschicht und die Schutzschicht in dem Schritt zur Definierung des beweglichen Teils geätzt, um endgültig das bewegliche Teil zu definieren. Das zweite Halbleitergebiet kann zuerst durch einen ersten Ätzschritt unter Verwendung eines Ätzmittels auf eine spezifische Dicke geätzt werden und durch einen zweiten Ätzschritt in einer Gasphasenatmosphäre geätzt werden. In diesem Fall können der zweite Ätzschritt und der Schritt zur Definierung des beweglichen Teils aufeinanderfolgend ohne Ändern einer Ätzbedingung durchgeführt werden. Im Übrigen kann die Halbleiterschicht lediglich in der Gasphasenatmosphäre geätzt werden, was zu einem vereinfachten Verfahren führt.
  • Vor der Durchführung des Schrittes zur Definierung des beweglichen Teils kann ein Schritt des Zertrennens bzw. Zersägens durchgeführt werden, um das Halbleitersubstrat in einen Sensorchip zu schneiden, so dass das bewegliche Teil nicht zerstört wird.
  • Nach der Durchführung des Schrittes zur Definierung des beweglichen Teils kann eine wasserabweisende Dünnschicht auf dem beweglichen Teil gebildet werden. Die wasserabweisende Dünnschicht verhindert, dass das bewegliche Teil infolge einer elektrostatischen Kraft nicht nur bei der Herstellung sondern auch beim Betriebszustand des Sensors und dergleichen auf anderen Gebieten steckt bzw. daran anhaftet. Dies liegt daran, dass die Oberflächenenergie des beweglichen Teils durch die wasserabweisende Dünnschicht verringert wird, so dass sogar dann, wenn es auf einem Gegenstand steckt bzw. daran anhaftet, es leicht von dem Gegenstand ablösbar ist. Der Schritt des Bildens der wasserabweisenden Dünnschicht kann gleichzeitig mit dem Schritt des Definierens des beweglichen Teils in der Gasphasenatmosphäre durchgeführt werden.
  • Entsprechend einem Beispiel, welches nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, enthält ein Halbleitersensor für eine dynamische Größe ein Halbleiterträgersubstrat, dessen spezifischer Widerstand gleich oder kleiner als 3 Ω·cm ist, und eine Halbleiterschicht, die auf dem Trägersubstrat mit einer dazwischen angeordneten Isolierschicht gebildet ist und einen spezifischen Widerstandswert gleich oder kleiner als 3 Ω·cm besitzt. Eine bewegliche Elektrode und eine festangebrachte Elektrode sind in der Halbleiterschicht vorgesehen, um einen Kondensator dazwischen zu bilden. Der Kondensator stellt eine Kapazität bereit, welche sich im Ansprechen auf die Verschiebung der beweglichen Elektrode ändert, um die dynamische Größe zu erfassen.
  • Da bei diesem Sensor für eine dynamische Größe die Werte des spezifischen Widerstands des Trägersubstrats und der Halbleiterschicht gleich oder kleiner als 3 Ω·cm sind, besitzen nicht nur die bewegliche Elektrode und die festangebrachte Elektrode sondern ebenfalls die parasitären Widerstände, welche an der Seite des Trägersubstrats gebildet werden, ebenso niedrige Widerstandswerte. Als Ergebnis wird eine Änderung des Werts, welcher auf der Grundlage der Kapazität des Kondensators zwischen der beweglichen und der festangebrachten Elektroden erfasst wird, verringert, was zu einer Verbesserung der Erfassungscharakteristik führt.
  • Vorzugsweise enthält die festangebrachte Elektrode einen ersten festangebrachten Elektrodenteil, welcher einen ersten Kondensator mit der festangebrachten Elektrode bildet, und einen zweiten festangebrachten Elektrodenteil, der einen zweiten Kondensator mit der beweglichen Elektrode bildet. Der erste Kondensator und der zweite Kondensator stellen erste und zweite Kapazitäten bereit, welche sich auf einer differentiellen Basis entsprechend der Verschiebung der beweglichen Elektrode ändern. Dementsprechend erhöht sich offensichtlich eine Änderung der elektrostatischen Kapazitäten relativ zu der zu erfassenden dynamischen Größe, wodurch das Signalrauschverhältnis verbessert wird.
  • Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
  • 1A bis 1H zeigen Querschnittsansichten, welche Herstellungsschritte eines Halbleiter-Beschleunigungssensors einer ersten bevozugten Ausführungsform darstellen;
  • 2 zeigt eine Draufsicht, welche den Halbleiter-Beschleunigungssensor der ersten Ausführungsform darstellt;
  • 3 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von 2;
  • 4A bis 4H zeigen Querschnittsansichten, welche Schritte zur Herstellung eines Halbleiter-Beschleunigungssensors einer zweiten bevorzugten Ausführungsform darstellen;
  • 5A bis 5H zeigen Querschnittsansichten, welche Schritte zur Herstellung eines Halbleiter-Beschleunigungssensors einer dritten bevorzugten Ausführungsform darstellen;
  • 6A bis 6H zeigen Querschnittsansichten, welche Schritte zur Herstellung eines Halbleiter-Beschleunigungssensors einer vierten Ausführungsform darstellen;
  • 7A bis 7H zeigen Querschnittsansichten, welche Schritte zur Herstellung eines Halbleiter-Beschleunigungssensors einer fünften bevorzugten Ausführungsform darstellen;
  • 8A bis 8J zeigen Querschnittsansichten, welche Schritte zur Herstellung eines Halbleiter-Beschleunigungssensors einer sechsten bevorzugten Ausführungsform darstellen;
  • 9A bis 9E zeigen Querschnittsansichten, welche Schritte zur Herstellung eines Halbleiter-Beschleunigungssensors einer siebenten Ausführungsform darstellen;
  • 10A und 10B zeigen Querschnittsansichten, welche einen bestimmten Teil eines Halbleiter-Beschleunigungssensors bei den Herstellungsschritten einer achten Ausführungsform darstellen;
  • 11 zeigt eine Draufsicht, welche einen Halbleiter-Beschleunigungssensor einer neunten Ausführungsform darstellt;
  • 12 zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie XII-XII von 11;
  • 13 zeigt ein Diagramm, welches eine Anordnung einer Kapazitätsänderungserfassungsschaltung und eine äquivalente Schaltung des in 11 und 12 dargestellten Halbleiter-Beschleunigungssensors darstellt;
  • 14 stellt ein Zeitablaufsdiagramm zur Erklärung einer Operation der in 13 dargestellten Kapazitätsänderungserfassungsschaltung dar;
  • 15A und 15B zeigen schematische Ansichten zur Erklärung von Ladungsbewegungen der Kapazitätsänderungserfassungsschaltung;
  • 16A bis 16C zeigen Zeitablaufsdiagramme zur Erklärung von Phänomenen, bei welchen sich Erfassungscharakteristiken verschlechtern;
  • 17 zeigt eine Charakteristik, bei welcher die Beziehung zwischen einem spezifischen Widerstandswert, einer Spannung und einer Phasendifferenz dargestellt sind;
  • 18 zeigt eine Draufsicht, welche einen Halbleiter-Beschleunigungssensor einer zehnten bevorzugten Ausführungsform darstellt;
  • 19 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XIX-XIX von 18;
  • 20A bis 20H zeigen Querschnittsansichten, welche Schritte zur Herstellung des Beschleunigungssensors der zehnten Ausführungsform darstellen;
  • 21 zeigt eine Ansicht, welche schematisch eine Konfiguration einer RIE-Vorrichtung in der zehnten Ausführungsform darstellt;
  • 22 zeigt eine Ansicht, welche schematisch ein Zwischenstück bzw. Zwischenglied in der RIE-Vorrichtung als anderes Beispiel darstellt; und
  • 23A bis 23H zeigen Querschnittsansichten, welche Herstellungsschritte eines Halbleiter-Beschleunigungssensors einer elften Ausführungsform darstellen.
  • Die vierte, siebte, achte, neunte und elfte Ausführungsform betreffen nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, sondern dienen lediglich deren Erläuterung.
  • Im Folgenden wird eine Beschreibung unter Bezugnahme auf 1A bis 1H, 2 und 3 einer ersten bevorzugten Ausführungsform gegeben, welche eine Anwendung der vorliegenden Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Beschleunigungssensors darstellt.
  • 2 und 3 stellen einen Halbleiter-Beschleunigungssensor 1 als Halbleitersensor für eine dynamische Größe dar. Entsprechend 2 und 3 ist ein Trägersubstrat 2, welches beispielsweise aus einkristallinem Silizium hergestellt ist, in einer rechtwinkligen rahmenähnlichen Konfiguration mit einer Öffnung 2a gebildet. Eine Balken- bzw. Auslegerstruktur 3 (bewegliches Teil) zum Erfassen einer dynamischen Größe, welche aus einkristallinem Silizium hergestellt ist, und ein Paar festangebrachter Elektrodenstrukturen 4 und 5 sind auf der oberen Oberfläche des Substrats 2 mit einer Isolierschicht 6 bereitgestellt, welche durch eine dazwischen angeordnete Siliziumoxidschicht gebildet ist.
  • Die Balkenstruktur 3 besitzt eine Konfiguration, bei welcher beide Enden eines rechtwinkligen Masseteils 7 integriert mit Ankerteilen 9a und 9b durch rechtwinklige rahmenähnliche Balkenteile 8a und 8b verbunden sind. Die Ankerteile 9a und 9b werden an gegenüberliegenden Seiten des Trägersubstrats 2 mit der dazwischen angeordneten Isolierschicht getragen. Somit liegen das Masseteil 7 und die Balkenteile 8a und 8b gegenüber der Öffnung 2a des Trägersubstrats 2. Die Balkenteile 8a und 8b besitzen die Funktion einer Feder dahingehend, dass sie das Masseteil 7 dazu veranlassen, in eine durch einen Pfeil X in 2 dargestellte Richtung verschoben zu werden, wenn es einer Beschleunigung mit einer Komponente in dieselbe Richtung unterworfen wird, und dass sie es zu einer Rückkehr in den Anfangszustand veranlassen, wenn die Beschleunigung endet. Die Balkenstruktur 3 besitzt beispielsweise drei jeweils bewegliche Elektroden 10a und 10b, welche integriert mit dem Masseteil 7 gebildet sind und sich von beiden Seiten davon in eine Richtung orthogonal dazu erstrecken, so dass die beweglichen Elektroden 10a und 10b ebenfalls der Öffnung 2a des Trägersubstrats 2 gegenüberliegen. Jede der beweglichen Elektroden 10a und 10b besitzt eine balkenähnliche Konfiguration mit einem rechtwinkligen Abschnitt.
  • Ein Verdrahtungsteil 11 der beweglichen Elektrode, welches integriert mit dem Ankerteil 9b der Balkenstruktur 3 verbunden ist, ist auf dem Trägersubstrat 2 mit der dazwischen angeordneten Isolierschicht 6 gebildet. Eine Elektrodenkontaktstelle 11a zum Drahtbonden ist beispielsweise aus Aluminium an einer vorbestimmten Position auf dem Verdrahtungsteil 11 gebildet.
  • Die festangebrachte Elektrodenstruktur 4 enthält als Integralteil davon ein Verdrahtungsteil 4a der festangebrachten Elektrode, welches auf dem Trägersubstrat 2 mit der dazwischen angeordneten Isolierschicht 6 gebildet ist, und beispielsweise drei festangebrachte Elektroden 4b, welche parallel zu einer Seite der beweglichen Elektroden 10a an einer vorbestimmten Erfassungslücke vorgesehen sind. Jede der festangebrachten Elektroden 4b wird auf dem Verdrahtungsteil 4a der festangebrachten Elektrode an einem Ende davon getragen. Somit liegen die festangebrachten Elektroden 4b gegenüber der Öffnung 2a des Trägersubstrats 2.
  • Die festangebrachte Elektrodenstruktur 5 enthält als Integralteile davon ein Verdrahtungsteil 5a der festangebrachten Elektrode, welches auf dem Trägersubstrat 2 mit der dazwischen angeordneten Isolierschicht 6 gebildet ist, und beispielsweise drei festangebrachte Elektroden 5b, welche parallel zu einer Seite der beweglichen Elektroden 10b (der Seite auf derselben Ebene wie die Seite gegenüberliegend der Erfassungslückenseite der beweglichen Elektroden 10a) an einer vorbestimmten Erfassungslücke vorgesehen sind. Jede der festangebrachten Elektroden 5b wird auf dem Verdrahtungsteil 5a der festangebrachten Elektrode an einem Ende davon getragen. Somit liegen die festangebrachten Elektroden 5b der Öffnung 2a des Trägersubstrats 2 gegenüber.
  • Jede der festangebrachten Elektroden 4b und 5b besitzt eine balkenähnliche Konfiguration mit einem rechtwinkligen Abschnitt. Elektrodenkontaktstellen 4c und 5c zum Drahtbonden sind aus Aluminium an vorbestimmten Positionen auf den Verdrahtungsteilen 4a bzw. 5a der festangebrachten Elektrode gebildet. Eine aus einkristallinem Silizium hergestellte abschirmende Dünnschicht 12 ist an dem Rand des Trägersubstrats 2 vorgesehen und durch einen Isoliergraben 13 isoliert, um als Basis- bzw. Sockelmaterial für die Balkenstruktur 3 und die festangebrachten Elektrodenstrukturen 4 und 5 zu dienen.
  • In dem Halbleiter-Beschleunigungssensor 1 mit der oben beschriebenen Konfiguration ist ein erster Kondensator zwischen den beweglichen Elektroden 10a und den festangebrachten Elektroden 4b gebildet, und es ist ein zweiter Kondensator zwischen den beweglichen Elektroden 10b und den festangebrachten Elektroden 5b gebildet. Die Kapazität der ersten und zweiten Kondensatoren ändert sich auf einer differentiellen Basis entsprechend einer Verschiebung der beweglichen Elektroden 10a und 10b, welche durch eine Beschleunigung hervorgerufen wird, die eine Komponente in die Richtung des in 2 dargestellten Pfeils X enthält, welche auf das Masseteil 7 einwirkt. Eine derartige Änderung der Kapazität kann durch die Elektrodenkontaktstellen 4c, 5c und 11a zur Erfassung der Beschleunigung ausgegeben werden.
  • 1A bis 1H zeigen schematische Querschnittsansichten, welche ein Beispiel von Herstellungsschritten für den oben beschriebenen Halbleiter-Beschleunigungssensor 1 darstellen, welcher unten beschrieben wird. 1H stellt schematisch ein Modell einer teilweisen Querschnittsstruktur des Halbleiter-Beschleunigungssensors 1 dar (ein Modell, welches Querschnittsstrukturen der Gebiete darstellt, welche durch die zweifach gepunkteten und gestrichelten Linien Q1, Q2 und Q3 in 2 in Kombination angezeigt sind). 1A bis 1G zeigen schematische Querschnittsansichten der Gebiete entsprechend einem derartigen Modell der Querschnittsstruktur während der Herstellung davon.
  • Zuerst wird ein SOI-Substrat 14 wie in 1A dargestellt bereitgestellt. Das SOI-Substrat 14 besitzt eine Struktur, welche aus einem einkristallinen Siliziumwafer 14a, der letztendlich zu dem Trägersubstrat 2 wird, und aus einer einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b zusammengesetzt ist, welche auf dem einkristallinen Siliziumwafer 14a mit einer dazwischen angeordneten Siliziumoxidschicht 14c vorgesehen ist. Der einkristalline Siliziumwafer 14a besitzt eine Ebenenausrichtung, welche auf (100) auf der Oberfläche davon festangebracht ist, und besitzt eine Dicke von wenigstens 300 μm. Die einkristalline Siliziumdünnschicht 14b besitzt ebenfalls eine Oberflächenausrichtung von (100) auf der Oberfläche davon und ist auf eine Dicke von beispielsweise etwa 1 μm festgelegt. Beispielsweise lässt man Phosphor mit einer hohen Konzentration (von etwa 1 × 1019/cm3 oder größer) in die einkristalline Siliziumdünnschicht 14b eindiffundieren, um den spezifischen Widerstandswert davon zu reduzieren und einen ohmschen Kontakt für die Elektrodenkontaktstellen 4c, 5c und 11a bereitzustellen.
  • Als Nächstes wird ein Schritt des Bildens der Elektrodenkontaktstellen wie in 1B dargestellt durchgeführt. In diesem Schritt wird Aluminium auf die gesamte Oberfläche der einkristallinen Dünnschicht 14b auf eine Dicke von beispielsweise 1 μm aufgetragen, und danach wird die Aluminiumschicht unter Verwendung von Fotolithographie und von Ätztechniken zur Bildung der Elektrodenkontaktstellen 4c, 5c und 11a (11a ist in 1B nicht dargestellt) strukturiert. In diesem Schritt des Bildens der Elektrodenkontaktstellen wird eine bekannte thermische Behandlung (Sintern) wie benötigt durchgeführt, um einen Ohmschen Kontakt bezüglich der Elektrodenkontaktstellen 4c, 5c und 11a bereitzustellen.
  • In diesem Zustand wird, wie in 1C dargestellt ein Schritt des Einstellens einer Dimension durchgeführt, um die Oberfläche des einkristallinen Siliziumwafers 14a gegenüberliegend der Seite der Siliziumdünnschicht 14b zu erden und abzuschleifen. Somit wird die Dicke des Wafers 14a beispielsweise auf 300 μm eingestellt, und es wird auf der bearbeiteten Oberfläche ein Spiegelschlichten bzw. -glätten (mirror finishing) durchgeführt. Wie später beschrieben wird die Einstellung der Dicke der einkristallinen Siliziumwafer durchgeführt, um die Tiefe des Ätzens zu reduzieren, wenn die Öffnung 2a unter Verwendung eines anisotropen Ätzens gebildet wird, wodurch die Expansion der Entwurfsdimensionen des Chips, welche dem anisotropen Ätzen zuzuschreiben ist, verhindert wird.
  • Danach wird ein Schritt des Bildens einer Maske wie in 1D dargestellt durchgeführt, um eine Siliziumnitridschicht auf die gesamte Oberfläche des einkristallinen Siliziumwafers 14a (die spiegelgeschlichtete Oberfläche) auf eine Dicke von etwa 0,5 μm unter Verwendung beispielsweise eines Plasmaätzverfahrens aufzutragen. Die Siliziumnitridschicht wird danach unter Verwendung von Fotolithographie und von Ätztechniken strukturiert, um eine Maske 15 zu bilden, welche während des Ätzens zur Bildung der Öffnung 2a verwendet wird.
  • Danach wird ein Schritt des Grabenbildens wie in 1E dargestellt durchgeführt, um Gräben 16 zu bilden, welche sich in die einkristalline Dünnschicht 14b erstrecken, um die Siliziumoxidschicht 14c zu erreichen. Insbesondere wird ein anisotropes Ätzen unter Verwendung einer Trockenätzvorrichtung mit einem Resist (nicht dargestellt) durchgeführt, welches widerstandsfähig gegenüber Trockenätzen ist und auf der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b und den Elektrodenkontaktstellen 4c, 5c und 11a in vorbestimmen Strukturen gebildet wird (in Konfigurationen entsprechend der Balkenstruktur 3, den festangebrachten Elektrodenstrukturen 4 und 5 und der abschirmenden Dünnschicht 12).
  • Als Nächstes wird ein in 1F dargestellter erster Ätzschritt durchgeführt, um selektiv den einkristallinen Siliziumwafer 14a von der Oberfläche gegenüberliegend der Siliziumoxidschicht 14c unter Verwendung der Maske 15 und unter Verwendung beispielsweise einer wässrigen Lösung von KOH zu ätzen. Wenn in diesem Fall ein derartiges Ätzen bis auf die Siliziumoxidschicht 14c durchgeführt wird, besteht eine sehr große Möglichkeit des Bruchs der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b als Ergebnis des Bruchs der Siliziumoxidschicht 14c infolge des Drucks des Ätzmittels. Um den Bruch der Siliziumdünnschicht 14b zu verhindern, ist es daher nötig, die Ätzzeit genau zu steuern, um zu verhindern, dass das Ätzen bis zu der Siliziumoxidschicht 14c durchgeführt wird. Beispielsweise wird eine derartige Steuerung über die Ätzzeit durch Berechnungen auf der Grundlage der Dicke der einkristallinen Siliziumwafer 14a und der Ätzrate des Ätzmittels durchgeführt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Ätzzeit derart gesteuert, dass der einkristalline Siliziumwafer 14a mit einer Dicke von etwa 10 μm verbleibt. Obwohl nicht besonders dargestellt, wird die obere Oberfläche des SOI-Substrats 14 mit dem Resist bedeckt, bevor der erste Ätzschritt durchgeführt wird, und das Resist wird beispielsweise nach dem ersten Ätzschritt entfernt.
  • Als Nächstes wird bei einem in 1G dargestellten zweiten Ätzschritt ein Trockenätzen unter Verwendung beispielsweise einer Plasmaätzvorrichtung auf der Oberfläche des einkristallinen Siliziumwafers 14a durchgeführt, um den einkristallinen Siliziumwafer 14a zu entfernen, welcher eine Dicke von etwa 10 μm besitzt, der auf der Siliziumoxidschicht 14c in dem ersten Ätzschritt zurückgeblieben ist. Als Ergebnis wird die Rückseitenoberfläche (untere Oberfläche) der Siliziumoxidschicht 14c bloßgelegt. Ein derartiges Trockenätzen entfernt ebenfalls gleichzeitig die Maske 15.
  • Als in 1H dargestellter dritter Ätzschritt wird ein Trockenätzen von der Rückseitenoberfläche der Siliziumoxidschicht 14c (der Oberfläche auf dem einkristallinen Siliziumwafer 14a zu) unter Verwendung der in dem zweiten Ätzschritt verwendeten Trockenätzvorrichtung durchgeführt. Somit wird die Siliziumoxidschicht 14c entfernt. Als Ergebnis der Ausführung eines derartigen dritten Ätzschritts wird die Öffnung 2a gebildet, und es werden das Masseteil 7, Balkenteile 8a und 8b und bewegliche Elektroden 10a und 10b der Balkenstruktur 3 freigesetzt. Gleichzeitig werden ebenfalls die festangebrachten Elektroden 4b und 5b der festangebrachten Elektrodenstrukturen 4 und 5 freigesetzt, um von den Verdrahtungsteilen 4a bzw. 5a einseitig eingespannt zu sein. Somit werden die Balkenstruktur 3 und die festangebrachten Elektrodenstrukturen 4 und 5 gebildet (definiert), wenn der dritte Ätzschritt durchgeführt wird.
  • Nach der Ausführung eines derartigen dritten Ätzschrittes wird ein Schritt des Zertrennens durchgeführt, um das SOI-Substrat 14 in Sensorchips einer vorbestimmten Konfiguration zu schneiden. Als Ergebnis wird eine grundlegende Struktur des Halbleiter-Beschleunigungssensors 1 fertiggestellt.
  • Bei dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren wird ein Trockenätzen als dritter Ätzschritt durchgeführt, d. h. als der letzte Schritt zum Freisetzen der Balkenstruktur 3, welche das Massenteil 7, die Balkenteile 8a und 8b und die beweglichen Elektroden 10a und 10b aufweist. Dadurch wird das Aufsteck- bzw. Anhaftphänomen, d. h. das Kleben bzw. Haften der Balkenstruktur 3 an festangebrachten Gebieten wie den festangebrachten Elektrodenstrukturen 4 und 5 aufgehoben, welches der Oberflächenspannung eines Ätzmittels beim Auftreten bei herkömmlichen Konfigurationen zugeschrieben wird, bei welchen ein Nassätzen im letzten Schritt durchgeführt wird. Folglich kann der Herstellungsertrag erhöht werden.
  • Der erste Ätzschritt, bei welchem eine wässrige Lösung von KOH als Ätzmittel verwendet wird, lässt den einkristallinen Siliziumwafer 14a mit einer vorbestimmten Dicke auf der Siliziumoxidschicht 14c zurück, und danach wird der zurückgebliebene einkristalline Wafer 14a durch Trockenätzen in dem zweiten Ätzschritt entfernt. Daher wird der Druck des Ätzmittels bei dem ersten Ätzschritt sowohl von der Siliziumoxidschicht 14c und dem einkristallinen Siliziumwafer 14a aufgenommen, wodurch die Möglichkeit des Bruchs der Siliziumoxidschicht 14c und folglich der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b reduziert wird. Da bei dem zweiten Ätzschritt zur Bloßlegung der Siliziumoxidschicht 14c ebenfalls Trockenätzen angewandt wird, ist darüber hinaus die Möglichkeit des Bruchs der Siliziumoxidschicht 14c und folglich der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b während der Ausführung desselben Schritts gering. Es ist daher möglich eine Reduzierung des Herstellungsertrags zu verhindern.
  • Da die beweglichen Teile der Balkenstruktur (Masseteil 7, Balkenteile 8a und 8b und bewegliche Elektroden 10a und 10b) und die festangebrachten Elektroden 4a und 5b der festangebrachten Elektrodenstrukturen 4 und 5 der Öffnung 2a nach der Fertigstellung gegenüberliegen, besteht des Weiteren ein anderer Vorteil dahingehend, dass auf einfache Weise eine visuelle Prüfung der Teile sowohl an der Vorderseitenoberfläche als auch an der Rückseitenoberfläche durchgeführt werden kann.
  • Der Grund für den Schleif- und Polierschritt wie in 1C beschrieben wird später detailliert unter Bezugnahme auf 1F beschrieben. Unter der Annahme, dass a1 eine Entwurfsgröße der Öffnung 2a darstellt, wird es zur genauen Erzielung der Größe a1 bevorzugt, dass der erste Ätzschritt ein anisotropes Ätzen umfasst, welches das Fortschreiten des Ätzens in die seitliche Richtung unterdrücken kann. Daher wird bei der vorliegenden Ausführungsform eine wässrige Lösung von KOH verwendet, um ein derartiges anisotropes Ätzen bezüglich des einkristallinen Siliziumwafers 14a durchzuführen. Wenn der einkristalline Siliziumwafer 14a, welcher eine Ebenenausrichtung von (100) aufweist, wie bei der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, schreitet ein derartiges anisotropes Ätzen in einer Richtung mit einem Winkel θ (= 54,7°) von der Ätzoberfläche wie in 1F dargestellt fort. Daher kann die Beziehung zwischen der Entwurfsgröße a1 der Öffnung, einer Maskengröße b1 der Maske und eine Ätztiefe d wie in 1F dargestellt erlangt werden aus: b1 = a1 + 2 × (d/tan 54,7°)
  • Wenn daher die Ätztiefe d beispielsweise 500 μm beträgt, muss die Maskengröße b1 um 700 μm größer als die Entwurfsgröße a1 der Öffnung sein, wodurch die Größe des Chips, welcher den Halbleiter-Beschleunigungssensor 1 bildet, erhöht wird.
  • Um die Ätztiefe d zu reduzieren, wodurch die Differenz zwischen der Entwurfsgröße a1 und der Maskengröße b1 reduziert wird, wird der Größeneinstellungsschritt wie oben beschrieben bei dieser Ausführungsform durchgeführt. Wenn sich jedoch die Dicke des einkristallinen Siliziumwafers 14a extrem verringert, kann sich die Größe der Änderung der Dicke erhöhen, und der Wafer neigt dazu während der Behandlung zu brechen, was zu einer Reduzierung des Ertrags führt. Es ist daher wichtig eine optimale Dicke (300 μm bei dieser Ausführungsform) unter Berücksichtigung der Leistungsfähigkeit des Schleif- und Polierschritts zu bestimmen.
  • Wenn bei der ersten Ausführungsform die Dicke des einkristallinen Halbleiterwafers 14a anfänglich auf etwa 300 μm festgelegt wird, wird lediglich ein Spiegelglätten auf der Oberfläche davon benötigt, und daher besteht keine Notwendigkeit an dem Größeneinstellungsschritt, um die Dicke zu reduzieren. Dadurch werden insgesamt die Herstellungsschritte offensichtlich vereinfacht. Jedoch muss in einem derartigen Fall der einkristalline Siliziumwafer 14a sorgfältig behandelt werden.
  • Wenn des Weiteren bei der ersten Ausführungsform ein SOI-Substrat 14 verwendet wird, welches durch Bilden einer Siliziumoxidschicht auf dem einkristallinen Siliziumwafer 14a im voraus erlangt wird, kann die Siliziumoxidschicht als Ätzmaske verwendet werden. Dadurch wird die Notwendigkeit an dem Verfahren des Auftragens einer Siliziumnitridschicht bei dem Maskenbildungsschritt (vgl. 1D) aufgehoben, wodurch die Herstellungsschritte weiter vereinfacht werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • 4A bis 4H zeigen eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wobei unten lediglich Gegenstände beschrieben werden, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden.
  • Die erste Ausführungsform besitzt eine Konfiguration, bei welcher der in dem ersten Ätzschritt 1F geätzte Betrag für die Öffnung 2a auf der Grundlage einer Zeitsteuerung gesteuert wird. Bei einer derartigen Konfiguration ist es wegen der Änderung der Dicke des einkristallinen Siliziumwafers 14a, der Änderung der Ätzrate des Ätmittels und dergleichen schwierig die Dicke des Rests des einkristallinen Wafers 14a zu steuern, um das Ziel von etwa 10 μm zu erreichen. Als Ergebnis kann mit dem Ätzen bis zu der Siliziumoxidschicht oder einem Punkt unmittelbar davor fortgefahren werden. In einem derartigen Zustand kann der Druck des Ätzmittels den Bruch der Siliziumoxidschicht 14c und folglich den Bruch der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b hervorrufen. Ein mögliches Verfahren zur Vermeidung einer derartigen Situation besteht darin den ersten Ätzschritt in eine Mehrzahl von Schritten zu unterteilen, während dem der Fortgang des Ätzens überprüft wird, um die Ätzzeit zu korrigieren. Ein derartiges Verfahren führt jedoch dahingehend zu einer neuen Schwierigkeit, dass die Anzahl von Schritten erhöht wird.
  • Bei der zweiten Ausführungsform wurde die oben beschriebene Situation berücksichtigt, und es wurde ermöglicht, die Dicke des übrigen einkristallinen Siliziumwafers 14a zur Zeit des Ätzens zur Bildung der Öffnung 2a auf einen Sollwert einfach und verlässlich zu bearbeiten bzw. einzustellen.
  • Insbesondere wird zuerst wie in 4A dargestellt ein SOI-Substrat 140 bereitgestellt. Das SOI-Substrat 140 besitzt im wesentlichen dieselbe Konfiguration wie diejenige des SOI-Substrats 14 der ersten Ausführungsform, es besitzt jedoch eine Struktur, bei welcher eine Störstellenschicht 14d einer hohen Konzentration im voraus an der Schnittstelle zwischen der Siliziumoxidschicht 14c und dem einkristallinen Siliziumwafer 14a mit einer Tiefe von etwa 10 μm gebildet wird. Die Störstellenschicht 14d einer hohen Konzentration wird durch Injizieren von Störstellen wie Bor unter Verwendung einer Ionenimplantierung gebildet, auf welches danach eine thermische Behandlung in einer inerten Gasathmosphäre bei einer hohen Temperatur vor der Bildung des SOI-Substrats 140 durch einen Bondschritt und dergleichen folgt. Beispielsweise wird die Störstellenkonzentration auf etwa 1 × 1019/cm3 bestimmt.
  • Danach werden ähnlich die bei der ersten Ausführungsform ein in 4B dargestellter Elektrodenkontakktstellenbildungsschritt, ein in 4C dargestellter Größeneinstellungsschritt, ein in 4D dargestellter Maskenbildungsschritt und ein in 4E dargestellter Grabenbildungsschritt durchgeführt. Danach wird wie in 4F dargestellt ein Beschichtungsschritt durchgeführt, um eine einkristalline Siliziumdünnschicht 14b mit einem Resist 17 zu bedecken.
  • Danach wird ein in 4G dargestellter erster Ätzschritt durchgeführt. Bei diesem ersten Ätzschritt wird das SOI-Substrat 140, welches darauf die Maske 15 und das Resist 17 aufweist, in ein Ätzmittel 18, dass sich aus einer wässrigen Lösung von KOH zusammensetzt, über eine bestimmte Zeitperiode eingetaucht, um ein anisotropes Ätzen bezüglich des einkristallinen Siliziumwafers 14a durchzuführen. In diesem Fall wird das Silizium, welches darin eindiffundierte Störstellen mit einer hohen Konzentration aufweist, dadurch charakterisiert, dass es mit einer sehr niedrigen Rate von dem Ätzmittel 18 (wässrige Lösung von KOH) geätzt wird. Daher wird das Ätzen in dem ersten Ätzschritt im wesentlichen beendet, wenn es bis auf die Störstellenschicht 14d einer hohen Konzentration fortgeschritten ist. Es ist daher möglich, die Dicke des übrigen einkristallinen Siliziumwafers 14a genau in Übereinstimmung mit der Tiefe der Störstellenschicht 14d einer hohen Konzentration ohne direkte Steuerung über die Ätzzeit zu steuern.
  • Darauffolgend wird ein zweiter Ätzschritt unter Verwendung einer Trockenätzvorrichtung durchgeführt, um die Störstellenschicht 14d einer hohen Konzentration mit dem entfernten Resist 17 zu entfernen, und danach wird ein dritter Ätzschritt unter Verwendung derselben Trockenätzvorrichtung durchgeführt, um die Siliziumoxidschicht 14c zu entfernen, um schließlich eine Öffnung 2a wie in 4H dargestellt zu bilden. Danach wird ein Zertrennverfahren durchgeführt, um das SOI-Substrat 140 in Sensorchips einer vorbestimmten Konfiguration zu schneiden, wodurch eine grundlegende Struktur eines Halbleiter-Beschleunigungssensors fertiggestellt wird.
  • Entsprechend der zweiten Ausführungsform, welche eine derartige Konfiguration aufweist, kann die Dicke des übrigen einkristallinen Siliziumwafers 14a bei dem ersten Ätzschritt sogar dann genau gesteuert werden, wenn die Dicke des einkristallinen Siliziumwafers 14a und die Ätzrate des Ätzmittels variabel sind. Es ist daher möglich, den Bruch der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b verlässlich während der Ausführung des ersten Ätzschritts zu verhindern. Da keine Notwendigkeit zum Unterteilen des ersten Ätzschritts in eine Mehrzahl von Schritten wie oben beschrieben besteht, wird des Weiteren die Anzahl von Schritten nicht erhöht. Da der dritte Schritt, d. h. der letzte Schritt, offensichtlich das Trockenätzen ist, tritt das Aufstecken bzw. das Anhaften der beweglichen Teile nicht auf, und der Herstellungsertrag kann verbessert werden.
  • Dritte Ausführungsform
  • 5A bis 5H zeigen eine dritte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, welche ähnlich wie die zweite Ausführungsform dahingehend vorteilhaft ist, dass die Dicke eines übrigen einkristallinen Siliziumwafers 14a zur Zeit des Ätzens zur Bildung einer Öffnung 2a leicht und zuverlässig auf einen Sollwert erreicht werden kann, und welche unten bezüglich von Gegenständen beschrieben wird, welche sich von der ersten und zweiten Ausführungsform unterscheiden.
  • Entsprechend dieser dritten Ausführungsform wird wie in 5A dargestellt ein SOI-Substrat 14 ähnlich wie das bei der ersten Ausführungsform bereitgestellt. Hier muss ein einkristalliner Siliziumwafer 14a aus p-Typ Silizium gebildet sein, um ein elektrochemisches Stoppätzen (stop etching) zu ermöglichen, welches später beschrieben wird. Die einkristalline Siliziumdünnschicht 14b besteht aus n-Typ Silizium, in welches Phosphor eindiffundiert ist. Als Nächstes werden ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ein in 5B dargestellter Elektrodenkontaktstellenbildungsschritt, ein in 5C dargestellter Größeneinstellungsschritt und ein in 5D dargestellter Maskenbildungsschritt durchgeführt. Danach wird ein Beschichtungsschritt wie in 5E dargestellt durchgeführt, um die obere Oberfläche der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b mit einem Resist 17 zu bedecken.
  • Als Nächstes wird in einem in 5F dargestellten ersten Ätzschritt ein bekanntes elektrochemisches Stoppätzen durchgeführt. Insbesondere wird eine Spannung mit einer positiven Polarität durch beispielweise eine Elektrodenkontaktstelle 4c an die einkristalline Siliziumdünnschicht 14b des SOI-Substrats 14 angelegt, und es wird eine Spannung mit einer negativen Polarität an eine in einem Ätzmittel 18 vorgesehene Elektrodenplatte 19 in einem Zustand angelegt, bei welchem das SOI-Substrat 14 mit der Maske 15 und dem Resist 17 in das Ätzmittel 18 eingetaucht wird. Das Aufbringen von derartigen Spannungen veranlasst, dass eine Verarmungsschicht 29 (welche aus Gründen der Vereinfachung durch eine zweifach punktierte gestrichelte Linie dargestellt ist) sich durch die Siliziumoxidschicht 14c in den einkristallinen Siliziumwafer 14a ausbreitet. Wenn das Ätzen bis zum Bloßlegen der Verarmungsschicht 20 in dem Ätzmittel 18 fortschreitet, tritt als Ergebnis eine anodische Oxidation auf, um eine anodische Oxidschicht mit einer extrem niedrigen Ätzrate auf der Ätzoberfläche zu bilden, wodurch das Ätzen im wesentlichen gestoppt wird. Als Ergebnis kann die Dicke des übrigen einkristallinen Siliziumwafers 14a entsprechend der Tiefe der Verarmungsschicht 20 ohne strikte Steuererung über die Ätzzeit genau gesteuert werden.
  • Darauffolgend wird ein in 5G dargestellter Grabenbildungschritt ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform mit dem entfernten Resist 17 zur Bildung von Gräben 16 durchgeführt; danach wird ein zweiter Ätzschritt unter Verwendung einer Trockenätzvorrichtung zur Entfernung des übrigen Teils des einkristallinen Siliziumwafers 14a durchgeführt; und es wird ein dritter Ätzschritt unter Verwendung derselben Trockenätzvorrichtung zur Entfernung der Siliziumoxidschicht 14c durchgeführt, wodurch wie in 5H dargestellt schließlich die Öffnung 2a gebildet wird. Danach wird ein Zertrennschritt durchgeführt, um das SOI-Substrat 14 in Sensorchips einer vorbestimmten Konfiguration zu schneiden, wodurch eine grundlegende Struktur eines Halbleiter-Beschleunigungssensors 1 fertiggestellt wird.
  • Vierte Ausführungsform
  • 6A bis 6H zeigen eine vierte, nicht zur Erfindung gehörende Ausführungsform, welche unten anhand von Gegenständen beschrieben wird, die sich von denjenigen der ersten Ausführungsform unterscheiden.
  • Bei der ersten Ausführungsform wird der erste Ätzschritt unter Verwendung von Nassätzen zur Bildung der Öffnung 2a in dem Siliziumwafer 14a (vgl. 1F) durchgeführt, und danach werden die zweiten und dritten Ätzschritte unter Verwendung von Trockenätzen darauffolgend durchgeführt (vgl. 1G und 1H). Bei der vierten Ausführungsform werden alle Ätzschritte in einer Atmosphäre einer Gasphase durchgeführt. Bezüglich des Verfahrens des Ätzens wird in diesem Fall eine Trockenätzvorrichtung generell verwendet, und es wird ein anisotropes Trockenätzen vorzugsweise durchgeführt, um die Größe der Öffnung 2a genau zu steuern.
  • Insbesondere wird bei dieser vierten Ausführungsform ein SOI-Substrat 14 ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform wie in 6A dargestellt bereitgestellt. Danach werden im wesentlichen ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ein in 6B dargestellter Elektrodenkontaktstellenbildungsschritt, ein in 6C dargestellter Größeneinstellungsschritt und eine Maske 6B, wobei der Größeneinstellungsschritt in 6C dargestellt ist, ein in 6D dargestellter Maskenbildungsschritt und in 6E dargestellter Grabenbildungsschritt durchgeführt. Bei dieser Ausführungsform wird jedoch ein Resist, welches gegenüber einem Trockenätzen wiederstandsfähig ist, als Maske 150 bei dem Maskenbildungsschritt wie in 6D dargestellt bereitgestellt.
  • In einem in 6F dargestellten ersten Ätzschritt wird ein anisotropes Trockenätzen bezüglich der Seite des einkristallinen Siliziumwafers 14a durchgeführt, wo die Maske 150 vorgesehen ist, um den Wafer 14a zu entfernen, wodurch die Rückseitenoberfläche (die untere Oberfläche) der Siliziumoxidschicht bloßgelegt wird. Als Nächstes wird wie in 6G dargestellt ein Ablösen zur Entfernung der Maske 150 durchgeführt. Des Weiteren wird in einem in 6H dargestellten zweiten Ätzschritt ein Trockenätzen von der Rückseite der Siliziumoxidschicht 14c durchgeführt, um die Siliziumoxidschicht 14c zu entfernen, wodurch die Öffnung 2a gebildet wird. Danach wird ein Zertrennschritt durchgeführt, um das SOI-Substrat 14 in Sensorchips einer vorbestimmten Konfiguration zu schneiden, wodurch eine grundlegende Struktur eines Halbleiter-Beschleunigungssensors 1 fertiggestellt wird.
  • Da bei dem Herstellungsverfahren der vierten Ausführungsform die Öffnung 2a unter Verwendung lediglich eines Trockenätzens gebildet werden kann, vereinfachen sich die Herstellungsschritte, und es ergibt sich nicht die Möglichkeit des Aufsteckens bzw. Anhaftens von beweglichen Teilen wie den beweglichen Elektroden 10b. Da bei einem derart durchgeführten anisotropen Trockenätzen das Ätzen in eine Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des einkristallinen Siliziumwafers 14a fortschreitet, braucht eine Maske nicht groß zu sein, und dadurch wird die Möglichkeit eines Ansteigens der Chipgröße aufgehoben. Jedoch liegt bei dem Trockenätzen wie bei der vorliegenden Ausführungsform die Ätzrate unter derjenigen von Nassätzen unter Verwendung einer wässrigen Lösung von KOH. Daher wird zur Verbesserung des Durchsatzes die Dicke des einkristallinen Siliziumwafers 14a vorzugsweise auf etwa 300 μm eingestellt.
  • Fünfte Ausführungsform
  • 7A bis 7H zeigen eine fünfte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, welche unten bezüglich von Gegenständen beschrieben wird, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden.
  • Die fünfte Ausführungsform ist dahingehend charakterisiert, dass die ebenen Konfigurationen der Balkenstruktur 3 und der festangebrachten Elektrodenstrukturen 4 und 5 derart entworfen sind, dass die auf der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b gebildete Grabenstruktur ein Gebiet, welches eine große Grabenbreite aufweist, und ein Gebiet besitzt, welches eine Grabenbreite aufweist, die hinlänglich kleiner als dieselbige ist. Insbesondere wird wie in 7A dargestellt ein SOI-Substrat 14 ähnlich demjenigen bei der ersten Ausführungsform bereitgestellt, und es werden ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ein in 7B dargestellter Elektrodenkontaktstellenbildungsschritt, ein in 7C dargestellter Größeneinstellungsschritt und ein in 7D dargestellter Maskenbildungsschritt durchgeführt.
  • Bei einem in 7E dargestellten Grabenbildungsschritt wird ein (nicht dargestelltes) Resist, welches gegenüber einem Trockenätzen widerstandsfähig ist, auf der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b und die Elektrodenkontaktstellen 4c, 5c und 11a in einer vorbestimmten Struktur gebildet, was wie oben beschrieben zu einem Unterschied zwischen den Grabenbreiten führt. Ein anisotropes Trockenätzen wird mit einer Trockenätzvorrichtung unter Verwendung dieses Resists als Maske durchgeführt. Als Ergebnis werden ein erster Graben 21a mit einer großen Breite und ein zweiter Graben 21b, dessen Breite hinreichend kleiner als diejenige des ersten Grabens 21a ist, in der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b gebildet.
  • Während des Trockenätzens in dem Grabenbildungsschritt wird das Ätzmittel dem Gebiet des ersten Grabens 21a hinlänglich zugeführt, wohingegen ein Betrag des Ätzmittels, welches dem Gebiet des zweiten Grabens 21b zugeführt wird, unzulänglich wird. Als Ergebnis wird die wesentliche Ätzrate in dem Gebiet des zweiten Grabens niedriger als diejenige in dem Gebiet des ersten Grabens 21a. Falls das Ätzen beendet wird, wenn der erste Graben 21a die Siliziumoxidschicht 14c erreicht, verbleibt somit ein Teil der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b an dem Boden des zweiten Grabens 21b.
  • Darauffolgend wird in einem in 7F dargestellten ersten Ätzschritt ein selektives Ätzen bezüglich des einkristallinen Siliziumwafers 14a unter Verwendung der Maske 15 und beispielsweise einer wässrigen Lösung von KOH durchgeführt. In diesem Fall wird die Siliziumoxidschicht 14c, die eine Ätzrate aufweist, die kleiner als diejenige von Silizium ist, als Ätzstopper verwendet. Als Nächstes wird in einem in 7G dargestellten zweiten Ätzschritt ein Trockenätzen zur Entfernung der Siliziumoxidschicht 14c von der Rückseite davon durchgeführt. Danach wird in einem in 7H dargestellten dritten Ätzschritt ein Trockenätzen zur Entfernung der übrigen einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b durchgeführt, um eine Öffnung 2a zu bilden.
  • Bei dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann während der Ausführung des ersten Ätzschritts der Druck bzw. die Spannung des Ätzmittels sowohl von der Siliziumoxidschicht als auch von der damit verbundenen einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b verlässlich aufgenommen werden, wodurch die Möglichkeit des Bruchs der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b aufgehoben wird. Da bei dem dritten Ätzschritt als dem letzen Schritt Trockenätzen verwendet wird, besteht nicht die Möglichkeit des Aufsteckens bzw. Anhaftens von beweglichen Teilen, wodurch der Herstellungsertrag verbessert wird.
  • Sechste Ausführungsform
  • 8A bis 8J zeigen eine sechste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, welche unten bezüglich von Gegenständen beschrieben wird, die sich von denjenigen der ersten Ausführungsform unterscheiden.
  • Insbesondere wird wie in 8A dargestellt ein SOI-Substrat 14 ähnlich wie das bei der ersten Ausführungsform bereitgestellt. Danach werden im wesentlichen ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ein in 8B dargestellter Elektrodenkontaktstellenbildungsschritt, ein in 8C dargestellter Größeneinstellungsschritt, ein in 8D dargestellten Maskenbildungsschritt und ein in 8E dargestellter Grabenbildungsschritt durchgeführt.
  • Als Nächstes wird in einem in 8F dargestellten Oberflächenschutzschritt die obere Oberfläche der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b mit einer Oberflächenschutzschicht 22 bedeckt, welche beispielsweise aus einem organischen Resist oder einem Polyimidmaterial gebildet wird, welches ein Material ist, das leicht abgezogen werden kann. Danach werden ählich wie bei der ersten Ausführungsform zur Bildung einer Öffnung 2a ein in 8G dargestellter erster Ätzschritt, ein in 8H dargestellter zweiter Ätzschritt und ein in 8I dargestellter dritter Ätzschritt durchgeführt. Des Weiteren wird schließlich ein in 8J dargestellter Schutzfilmentfernungsschritt zur Entfernung der Oberflächenschutzschicht 22 durchgeführt. In diesem Fall ermöglicht es die Oberflächenschutzschicht 22, dass eine Beschädigung der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b während der Herstellung verhindert wird. Da die Oberflächenschutzschicht 22 aus einem organischen Resist oder einem Polyimidmaterial gebildet wird, kann sie des Weiteren leicht beispielsweise in einem Sauerstoffplasma (d. h. einer trockenen Atmosphäre) entfernt werden. Nachdem ein derartiger Schutzschichtentfernungsschritt als Teil des dritten Ätzschritts durchgeführt worden ist, wird ein Zertrennschritt durchgeführt, um das SOI-Substrat 14 in Sensorchips einer vorbestimmten Konfiguration zu schneiden, wodurch eine grundlegende Struktur eines Halbleiter-Beschleunigungssensors 1 fertiggestellt wird. Der Schutzschichtentfernungsschritt kann nach der Ausführung des Zertrennschritts durchgeführt werden. Wenn die Schutzschicht aus einem Material gebildet wird, welches von der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b leicht getrennt wird, kann der Schutzschichtentfernungsschritt leicht durchgeführt werden.
  • Siebente Ausführungsform
  • Bewegliche Teile wie die Balkenstruktur 3 können nicht nur während der Herstellung des Halbleiter-Beschleunigungssensors 1 sondern ebenfalls während des Anbringens davon beispielsweise während eines Drahtbondens gebrochen werden. Um einen Bruch während einer derartigen Anbringstufe zu verhindern, kann eine Technik wie durch eine siebente, nicht zur Erfindung gehörende Ausführungsform dargestellt, welche in 9A bis 9E gezeigt wird, verwendet werden.
  • Insbesondere wird bei der siebenten Ausführungsform ein Oberflächenschutzschritt durchgeführt, um die obere Oberfläche des SOI-Substrats 14 mit der Oberflächenschutzschicht 22 wie in 9A dargestellt zu bedecken, und danach wird ein Fensterbildungsschritt wie in 9B dargestellt durchgeführt. Bei diesem Fensterbildungsschritt werden in den Gebieten der Oberflächenschutzschicht 22, welche den Elektrodenkontaktstellen 4c, 5c und 11a zugeordnet sind, Fenster 23 gebildet, welche sich bis zu den Elektrodenkontaktstellen 4c, 5c und 11a erstrecken (9B zeigt lediglich diejenigen, welche den Elektrodenkontaktstellen 4c und 5c zugeordnet sind).
  • Als Nächstes wird in einem in 9C dargestellten ersten Ätzschritt ein selektives Ätzen bezüglich des einkristallinen Siliziumwafers 14a unter Verwendung der Maske 15 und beispielsweise einer wässrigen Lösung von KOH durchgeführt. In diesem Fall wird die Siliziumoxidschicht 14c, welche eine Ätzrate aufweist, die niedriger als diejenige von Silizium ist, als Ätzstopper verwendet. Nach einem derartigen ersten Ätzschritt wird ein Zertrennschritt durchgeführt, um das SOI-Substrat 14 in Sensorchips einer vorbestimmten Konfiguration zu schneiden. Des Weiteren wird ein in 9D dargestellter Drahtbondschritt durchgeführt, um die Elektrodenkontaktstellen 4c, 5c und 11a mit nicht dargestellten Bondinseln mit Bonddrähten 24 zu verbinden. Danach wird wie in 9E dargestellt die Oberflächenschutzschicht 20 unter Verwendung von Sauerstoffplasma oder dergleichen entfernt. Danach wird ein zweiter Ätzschritt unter Verwendung einer Trockenätzvorrichtung zur Entfernung der Siliziumoxidschicht 14c durchgeführt.
  • Die oben beschriebene siebente Ausführungsform ermöglicht einen verbesserten Ertrag, da bewegliche Teile wie die Balkenstruktur 3 von der Oberflächenschutzschicht 22 bezüglich einer Beschädigung bis zu einem Zeitpunkt unmittelbar vor dem Anbringen des Halbleiter-Beschleunigungssensors 1 geschützt werden können. Da mit der Konfiguration dieser Ausführungsform die Oberflächenschutzschicht 22 bereitgestellt wird, kann der erste Ätzschritt eine hinreichende Stärke ohne Zurücklassen der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b mit einer vorbestimmten Dicke bereitstellen. Es wird daher in dem ersten Ätzschritt verlangt, dass lediglich ein Ätzen durchgeführt wird, bis die Siliziumoxidschicht 14c bloßgelegt ist, wodurch ermöglicht wird, die Herstellungsschritte zu vereinfachen.
  • Während die siebente und achte Ausführungsform eine Konfiguration besitzen, bei welcher die Oberflächenschutzschicht 22 unter Verwendung von Sauerstoffplasma entfernt wird, wird ein anderes Verfahren ermöglicht, bei welchem die Schicht mit ultravioletter Strahlung in einer Ozonatmosphäre bestrahlt wird. Da dadurch die Notwendigkeit zum Aufladen bzw. Belasten (charging up) bei der Verwendung von Sauerstoffplasma aufgehoben wird, kann das Aufstecken bzw. Anhaften der beweglichen Elektroden 10a und 10b an den festangebrachten Elektroden 4b und 5b auf einen hohen Grad unterdrückt werden.
  • Achte Ausführungsform
  • Bei jedem der oben beschriebenen Ausführungsformen wird ein Trockenätzen in dem Grabenbildungsschritt bezüglich des SOI-Substrats 14 zur Bildung der Gräben 16 oder der Gräben 21a und 21b durchgeführt, welche sich bis zu der Siliziumoxidschicht 14c erstrecken. Es ist jedoch bekannt, dass die Gebiete an dem Boden der Gräben, die sich in Kontakt mit der Siliziumoxidschicht 14c befinden, dazu neigen, in einem derartigen Fall eine ungewünschte Konfiguration aufzuweisen. Insbesondere wenn die Gräben 16 unter Verwendung von Trockenätzen wie bei den ersten bis vierten Ausführungsformen und den sechsten und siebenten Ausführungsformen gebildet werden, können beispielsweise Vorsprünge 25 wie in 10a dargestellt an den untersten Teilen der festangebrachten Elektroden 4a und 4b oder beweglichen Elektroden 10a und 10b gebildet werden, welche durch die Gräben 16 definiert sind. Derartige Vorsprünge 25 werden vorzugsweise entfernt, da sie den Fehler der Kapazität zwischen den festangebrachten Elektroden 4a und 4b und den beweglichen Elektroden 10a und 10b erhöhen können.
  • Unter derartigen Umständen wird bei der achten, nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsform nach der Ausführung des Trockenätzens zur Entfernung der Siliziumoxidschicht 14c ein Hilfs- bzw. Ersatzätzschritt durchgeführt, um ein isotropes Trockenätzen bezüglich der einkristallinen Siliziumdünnschicht 14b von unten durchzuführen. Als Ergebnis werden unerwünschte Merkmale wie oben beschrieben wie in 10B dargestellt entfernt. Dadurch wird es ermöglicht, die Verschlechterung der Erfassungsgenauigkeit des Halbleiter-Beschleunigungssensors 1 zu verhindern, welche einem Ansteigen des Fehlers der Kapazität zwischen den festangebrachten Elektroden 4a und 4b und den beweglichen Elektroden 10a und 10b zugeschrieben werden kann. Durch Bestimmen der Ätzrate des Hilfsätzschritts und der Ätzrate des Trockenätzschritts zur Entfernung der Siliziumoxidschicht 14c, so dass der Unterschied zwischen ihnen klein wird, können jene Trockenätzschritte kontinuierlich ohne Ändern der Ätzbedingungen der Trockätzvorrichtung durchgeführt werden, wodurch ermöglicht wird, dass jene Schritte vereinfacht werden.
  • Neunte Ausführungsform
  • Im Folgenden wird wird unter Bezugnahme auf 11 bis 17 eine neunte, nicht zur Erfindung gehörende Ausführungsform beschrieben, welche eine Anwendung der Erfindung auf einen in 11 und 12 dargestellten Halbleiter-Beschleunigungssensor 101 darstellt.
  • Entsprechend 11 und 12 besitzt ein Trägersubstrat 102, welches beispielsweise aus einkristallinem Silizium gebildet wird, eine Konfiguration in der Form eines rechtwinkligen Rahmens, welcher eine Öffnung 102a aufweist. Eine Balkenstruktur 104 und ein Paar festangebrachter Elektrodenstrukturen 105 und 106 sind auf einer einkristallinen Siliziumschicht 103 auf der oberen Oberfläche des Trägersubstrats mit einer Isolierungsschicht 107 gebildet, welche sich aus einer dazwischen angeordneten Siliziumoxidschicht gebildet hat. Die Balkenstruktur 104 besitzt eine Konfiguration, bei welcher beide Enden eines Masseteils 108 in der Form eines rechtwinkligen Balkens integriert mit Ankerteilen 110a und 110b durch rechtwinklige Rahmenähnliche Balkenteile 109a und 109b verbunden sind. Die Ankerteile 110a und 110b werden an gegenüberliegenden Seiten des Trägersubstrats 102 mit der dazwischen angeordneten Isolierungsschicht 107 gehalten. Somit liegen das Masseteil 108 und die Balkenteile 109a und 109b gegenüber der Öffnung 102a des Trägersubstrats 102. Die Balkenteile 109 und 109b besitzen die Funktion einer Feder dahingehend, dass sie das Masseteil 108 dazu veranlassen, in eine durch einen Pfeil X in 11 angezeigte Richtung verschoben zu werden, wenn es einer Beschleunigung mit einer Komponente in derselben Richtung unterworfen wird, und sie veranlassen es zu einer Rückkehr in den anfänglichen Zustand, wenn die Beschleunigung beendet wird.
  • Des Weiteren besitzt die Balkenstruktur 104 beispielsweise eine Mehrzahl von beweglichen Elektroden 111a und 111b, welche mit dem Masseteil 104 integriert gebildet sind und sich von einer Seite davon in eine Richtung orthogonal dazu erstrecken, so dass die beweglichen Elektroden 111a und 111b ebenfalls der Öffnung 102a des Trägersubstrats 102 gegenüberliegen. Während eine Mehrzahl von beweglichen Elektroden 111a und 111b tatsächlich vorgesehen wird, stellt 11 jeweils zwei aus Gründen der Vereinfachung dar. Jede bewegliche Elektrode 111a und 111b besitzt eine block- bzw. stabähnliche Konfiguration mit einem rechtwinkligen Abschnitt und ist mit einer Mehrzahl von rechtwinkligen Durchgangslöchern 112 gebildet. Die Durchgangslöcher 112 bilden eine Konfiguration mit der sogenannten Rahmenstruktur, bei welcher eine Mehrzahl von rechtwinkligen rahmenförmigen Körpern linear verbunden sind.
  • Ein Verdrahtungsteil 113 der beweglichen Elektrode, welche integriert mit dem Ankerteil 110b der Balkenstruktur 104 verbunden ist, ist auf dem Trägersubstrat 102 mit der dazwischen angeordneten Isolierschicht 107 gebildet. Eine Elektrodenkontaktstelle 113a zum Drahtbonden ist beispielsweise aus Aluminium an einer vorbestimmten Position auf dem Verdrahtungsteil 113 gebildet.
  • Die festangebrachte Elektrodenstruktur 105 enthält als Integralteile davon ein Verdrahtungsteil 105a der festangebrachten Elektrode, welches auf dem Trägersubstrat 102 mit der dazwischen angeordneten Isolierschicht 107 gebildet ist, und eine Mehrzahl von ersten festangebrachten Elektroden 105b, welche parallel zu einer Seite der beweglichen Elektroden 111a an einer vorbestimmten Erfassungslücke vorgesehen sind. Jede festangebrachte Elektrode 105b ist auf dem Verdrahtungsteil 105a der festangebrachten Elektrode einseitig eingespannt. Somit liegen die ersten festangebrachten Elektroden 105a gegenüber der Öffnung 102a des Trägersubstrats 102.
  • Die festangebrachte Elektrodenstruktur 106 enthält als Integralteile davon ein Verdrahtungsteil 106a der festangebrachten Elektrode, welches auf dem Trägersubstrat 102 mit der dazwischen angeordneten Isolierschicht 107 gebildet ist, und eine Mehrzahl von zweiten festangebrachten Elektroden 106b, welche parallel zu einer Seite der beweglichen Elektroden 111b (der Seite auf derselben Ebene wie die Seite gegenüber der Seite der Erfassungslücke der beweglichen Elektroden 111a) bei einer vorbestimmten Erfassungslücke vorgesehen sind. Jede der festangebrachten Elektroden 106b ist auf dem Verdrahtungsteil 106a der festangebrachten Elektrode einseitig eingespannt. Somit liegen die zweiten festangebrachten Elektroden 106b gegenüber der Öffnung 102a des Trägersubstrat 102.
  • Während tatsächlich eine Mehrzahl von jeder der ersten und zweiten festangebrachten Elektroden 105b und 106b vorgesehen sind, stellt 11 lediglich jeweils zwei aus Gründen der Vereinfachung dar. Jede der ersten und zweiten festangebrachten Elektroden 105b und 106 besitzt eine block- bzw. stabähnliche Konfiguration mit einem rechtwinkligen Querschnitt und ist mit einer Mehrzahl von rechwinkligen Durchgangslöchern 114 gebildet. Die Durchgangslöcher 114 stellen eine Konfiguration mit der sogenannten Rahmenstruktur bereit, bei welcher eine Mehrzahl von rechtwinkligen rahmenförmigen Körpern linear verbunden sind. Elektrodenkonaktstellen 105c und 106c zum Drahtbonden sind aus Aluminium an vorbestimmten Positionen auf den Verdrahtungsteilen 105a und 106a der festangebrachten Elektrode gebildet.
  • Die einkristalline Siliziumschicht 103, welche sich an dem Rand des Trägersubstrats 102 erstreckt, dient als abschirmende Dünnschicht 103a. Die abschirmende Dünnschicht 103a, die Balkenstruktur 104 und das Verdrahtungsteil 113 der beweglichen Elektrode sind voneinander durch einen Isoliergraben 115 voneinander isoliert. Die isolierende Dünnschicht 103a und die Verdrahtungsteile 105a und 106a der festangebrachten Elektrode sind durch Isoliergräben 116 und 117 voneinander isoliert. Beispielsweise sind die zwei Elektrodenkontaktstellen 103b zum Drahtbonden aus Aluminium auf der abschirmenden Dünnschicht 103a gebildet.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform lässt man Störstellen in das Trägersubstrat 102 und in die einkristalline Siliziumschicht 103 in einem Schritt der Herstellung des Halbleiter-Beschleunigungssensors 101 eindiffundieren, um deren spezifischen Widerstand auf relativ niedrige Werte von 3 Ω·cm oder weniger, vorzugsweise auf 1 Ω·cm oder weniger festzulegen. Die spezifischen Widerstände bestimmen somit Werte des Widerstands der Verdrahtungsteile 105a und 106a der festangebrachten Elektrode, der ersten und zweiten festangebrachten Elektroden 105b und 106b, der beweglichen Elektroden 111a und 111b, des Verdrahtungsteils 113 der beweglichen Elektrode und dergleichen.
  • Wenn eine Beschleunigung, die eine Komponente in Richtung des Pfeils X in 11 enthält, auf den Halbleiter-Beschleunigungssensor 101 mit der oben beschriebenen Konfiguration aufgebracht wird, wird das Masseteil 108 in die Richtung des Pfeils X verschoben. Der Betrag der Verschiebung, welcher von der Beschleunigung abhängt, wird bestimmt durch die Masse des Masseteils 108, die Rückstellkräfte der Balkenteile 109a und 109b und eine elektostatische Kraft, welche zwischen den beweglichen Elektroden 111a und 111b und den jeweiligen ersten und zweiten festangebrachten Elektroden 105b und 106b, wenn eine Spannung angelegt wird.
  • In diesem Fall wird ein erster Kondensator zwischen den beweglichen Elektroden 111a und den ersten festangebrachten Elektroden 105b gebildet, und es wird ein zweiter Kondensator zwischen den beweglichen Elektroden 111b und den zweiten festangebrachten Elektroden 106b gebildet. Die jeweilige Kapazität des ersten und zweiten Kondensators ändert sich auf einer differentiellen Grundlage entsprechend den Verschiebungen der beweglichen Elektroden 111a und 111b, welche von der Beschleunigung hervorgerufen werden, die auf das Masseteil 108 einwirkt. Eine derartige Änderung der Kapazität kann durch die Elektrodenkontaktstellen 105c, 106c und 113a als Änderung der Ladung zur Erfassung der Beschleunigung ausgegeben werden. Die ersten und zweiten Kondensatoren bei dieser Ausführungsform sind derart festangebracht, dass sie die gleiche Kapazität aufweisen, wenn keine Beschleunigung aufgebracht wird.
  • 13 zeigt eine Schaltungsanordnung einer Kapazitätsänderungserfassungsschaltung zur Erfassung von Änderungen der Kapazität wie oben beschrieben. 13 stellt den Halbleiter-Beschleunigungssensor 101 mit einer äquivalenten Schaltung dar. Insbesondere wird die Bedeutung der Bezugszeichen bei der äquivalenten Schaltung des Halbleiter-Beschleunigungssensors 101 entsprechend 13 im Folgenden beschrieben.
    CS1: erster Kondensator zwischen den beweglichen Elektroden 111a und den ersten festangebrachten Elektroden 105b;
    CS2: zweiter Kondensator zwischen den beweglichen Elektroden 111b und den zweiten festangebrachten Elektroden 106b;
    RM1: Widerstand der einkristallinen Siliziumschicht 103 in den Gebieten der beweglichen Elektroden 111a;
    RM2: Widerstand der einkristallinen Siliziumschicht 103 in den Gebieten der beweglichen Elektroden 111b;
    RR1: Widerstand der einkristallinen Siliziumschicht 103 in den Gebieten der ersten festangebrachten Elektroden 105b;
    RR2: Widerstand der einkristallinen Siliziumschicht 103 in den Gebieten der zweiten festangebrachten Elektroden 106b;
    RH1: Widerstand der einkristallinen Siliziumschicht 103 in dem Gebiet, welches sich von den Basen bzw. Sockeln der beweglichen Elektroden 111a und 111b zu der Elektrodenkontaktstelle 113a erstreckt (das Masseteil 108 und das Verdrahtungsteil 113 der beweglichen Elektrode);
    RH2: Widerstand der einkristallinen Siliziumschicht 103 in dem Gebiet, welches sich von den Basen bzw. Sockeln der ersten festangebrachten Elektroden 105b zu der Elektrodenkontaktstelle 105c erstreckt (das Verdrahtungsteil 105a der festangebrachten Elektrode);
    RH3: Widerstand der einkristallinen Siliziumschicht 103 in dem Gebiet, welches sich von den Basen bzw. Sockeln der zweiten festangebrachten Elektroden 106b zu der Elektrodenkontaktstelle 106c erstreckt (das Verdrahtungsteil 106a der festangebrachten Elektrode);
    RP1: parasitärer Widerstand der einkristallinen Siliziumschicht 103 in dem Gebiet, welches sich von der der Elektrodenkontaktstelle 113 zu dem Isoliergraben 115 erstreckt (das Verdrahtungsteil 113 beweglichen Elektrode);
    CP1: parasitärer Kondensator, welcher durch den Isoliergraben 115 an dem Verdrahtungsteil 113 der beweglichen Elektrode gebildet wird;
    RP2: parasitärer Widerstand der einkristallinen Siliziumschicht 103 zwischen den Isoliergräben 115 und 116;
    CP2: parasitärer Kondensator, der durch den Isoliergraben 116 an dem Verdrahtungsteil 105a der festangebrachten Elektrode gebildet wird;
    RP3: parasitärer Widerstand der einkristallinen Siliziumschicht 103 in dem Gebiet, welches sich von der Elektrodenkontaktstelle 105c zu dem Isoliergraben 116 erstreckt (Verdrahtungsteil 105a der festangebrachten Elektrode);
    RP4: parasitärer Widerstand der einkristallinen Siliziumschicht 103 zwischen den Isoliergräben 115 und 117;
    CP3: parasitärer Kondensator, welcher durch den Isoliergraben 117 an dem Verdrahtungsteil 106a der festangebrachten Elektrode gebildet wird;
    RP5: parasitärer Widerstand der einkristallinen Siliziumschicht 103 in dem Gebiet, welches sich von der Elektrodenkontaktstelle 106c zu dem Isoliergraben 117 erstreckt (Verdrahtungsteil 106a der festangebrachten Elektrode);
    RP6: parasitärer Widerstand der einkristallinen Siliziumschicht 103 in dem longitudinalen Gebiet, welches sich von der Elektrodenkontaktstelle 113a zu der Isolierschicht 107 erstreckt (Verdrahtungsteil 113 der beweglichen Elektrode);
    CP4: parasitärer Kondensator zwischen der Elektrodenkontaktstelle 113a und dem Trägerstubstrat 102;
    RP7: parasitärer Widerstand des Trägersubstrats 102 in dem Gebiet, welches sich von der Elektrodenkontaktstelle 105c zu dem Gebiet der Elektrodenkontaktstelle 113a erstreckt;
    RP8: parasitärer Widerstand der einkristallinen Siliziumschicht 103 des longitudinalen Gebiets, welches sich von der Elektrodenkontaktstelle 105a oder 105c zu der Isolierschicht 107 erstreckt (Verdrahtungsteil 105a oder 106a der festangebrachten Elektrode); und
    RP9: parasitärer Widerstand des Trägersubstrats 102 in dem Gebiet welches sich von der Elektrodenkontaktstelle 105c zu dem Gebiet der Elektrodenkontaktstelle 113a erstreckt.
  • Ein erstes Trägerwellensignal (mit einer Frequenz von beispielsweise 100 kHz und einer Spannung von beispielsweise 5 V), welches durch eine rechtwinklige Welle wie in 14 dargestellt gebildet wird, wird an die Elektrodenkontaktstelle 105c angelegt (d. h. an die erste festangebrachte Elektrode 105b), wohingegen ein zweites Trägerwellensignal (mit einer Frequenz von beispielsweise 100 kHz und einer Spannung von beispielsweise 5 V; vgl. 14), welches durch eine rechtwinklige Welle mit einer Phase von 180° im Unterschied zu derjenigen des ersten Trägerwellensignals gebildet wird, an die Elektrodenkontaktstelle 106c angelegt wird (d. h. an die zweite festangebrachte Elektrode 106b). Obwohl nicht besonders dargestellt, werden das erste und zweite Trägerwellensignal synchron mit einem Taktsignal aus derselben Oszillationsschaltung gebildet.
  • Als Ergebnis der Verwendung der oben beschriebenen Trägerwellensignale nimmt der Potentialpegel der Elektrodenkontaktstelle 113a (d. h. der beweglichen Elektroden 111a und 111b) einen Pegel entsprechend der Kapazität der ersten und zweiten Kondensatoren CS1 und CS2 an, und der Potentialpegel wird von einer geschalteten Kondensatorschaltung 118 erfasst.
  • Der geschaltete Kondensatorschaltkreis 118 ist eine Kombination eines Operationsverstärkers 118a, eines Rückkopplungskondensators 118b und eines Schaltelements 118c, welche wie in 13 dargestellt angeschlossen sind. Der Operationsverstärker 118a besitzt eine Struktur, bei welcher ein Signal an der Elektrodenkontaktstelle 113a (ein Signal, welches den Potentialpegel der beweglichen Elektroden 111a und 111b darstellt) einem invertierten Eingabeanschluss davon eingegeben wird und bei welcher ein Spannungssignal von 2,5 V (was dem Potentialpegel entspricht, der an der Elektrodenkontaktstelle 113a auftritt, wenn die ersten und zweiten Kondensatoren CS1 und CS2 dieselbe Kapazität besitzen) einem nicht invertierenden Eingabeanschluss davon zugeführt wird. Das Schaltelement 118c wird durch Triggersignale ein- und ausgeschaltet, welche synchron mit dem Taktsignal aus der nicht dargestellten Oszillationsschaltung erzeugt werden. Wie in 14 dargestellt wird das Schaltelement 118c für eine vorbestimmte Periode τ (eine Periode, die kürzer als eine halbe Periode des ersten Trägerwellensignals ist) zu der Zeit des Abfallens des ersten Trägerwellensignals (die Zeit des Ansteigens des zweiten Trägerwellensignals) eingeschaltet.
  • Die in 13 dargestellte Kapazitätserfassungsschaltung arbeitet wie folgt.
  • Wenn die ersten und zweiten Kondensatoren CS1 und CS2 dieselbe Kapazität besitzen, werden die Spannungen von 0 V, 5 V und 2,5 V jeweils an die erste festangebrachte Elektrode 105b, die zweite festangebrachte Elektrode 106b und die beweglichen Elektroden 111a und 111b zur Zeit T1 entsprechend dem Zeitablaufsdiagramm von 14 angelegt. Als Ergebnis besitzen die Kondensatoren CS1 und CS2 eine Ladungsverteilung wie in 15A dargestellt. Zu dieser Zeit ist das Schaltelement 118c eingeschaltet, so dass eine Ausgangsspannung Vo des geschalteten Kondensatorschaltkreises 118 zu 2,5 V wird.
  • Wenn das Schaltelement 118c zur Zeit T2 ausgeschaltet wird, welche erreicht wird, wenn die Periode τ seit der Zeit T1 verstrichen ist, ist die Ladungsverteilung an den ersten und zweiten Kondensatoren CS1 und CS2 von derjenigen, welche in 15A dargestellt ist, unverändert, da keine Änderung der an jede der festangebrachten Elektroden 105b und 106b angelegten Spannung auftritt. Daher wird die Ausgangsspannung Vo unverändert auf 2,5 V gehalten.
  • Zum darauffolgenden Zeitpunkt T3 besitzen die ersten und zweiten Kondensatoren CS1 und CS2 wie in 15B dargestellt eine Ladungsverteilung als Ergebnis einer Umkehr eines Zustands, bei welchem Spannungen von 5 V und 0 V an die ersten und zweiten festangebrachten Elektroden 105b bzw. 106b angelegt werden. Da zu diesem Zeitpunkt die Gesamtladung in dem durch die gestrichelte Linie Q in 15B eingeschlossenen Gebiet zu null wird, verringert sich die Ausgangsspannung Vo graduell im Ansprechen auf die Entladung durch den Rückkopplungskondensator 118b. In diesem Fall ändert sich der Pegel der Ausgangsspannung Vo in Abhängigkeit eines differentiellen Betrags der Ladung zwischen den Kapazitäten der ersten und zweiten Kondensatoren CS1 und CS2, d. h. der Größe der Beschleunigung, welche auf das Masseteil 108 einwirkt. Daher kann die Größe der Beschleunigung unter Verwendung der Ausgangspannung Vo erfasst werden.
  • Wenn eine Spannung zwischen den beweglichen Elektroden 111a und 111b und den ersten und zweiten festangebrachten Elektroden 105b und 106b angelegt wird, werden an Seiten der beweglichen Elektroden 111a und 111b Ladungen, welche durch die Produkte der Kapazitäten der ersten und zweiten Kondensatoren CS1 und CS2 und den Potentialdifferenzen zwischen den beweglichen Elektroden und den jeweiligen festangebrachten Elektroden 105b und 106b angezeigt sind, erzeugt. Die somit erzeugten Ladungen besitzen Zeitkonstanten, welche von dem Widerstand und der Kapazität der jeweiligen Pfade von der Elektrodenkontaktstelle 113a bis zu den Seiten der beweglichen Elektroden 111a und 111 und dem Widerstand und der Kapazität der Pfade von den Elektrodenkontaktstellen 105c und 106c zu den Seiten der ersten und festangebrachten Elektroden 105b und 106b abhängen. Da jedoch die obigen Pfade wie in 13 dargestellt Widerstandsfaktoren beinhalten (RM1, RM2, RR1, RR2, RH1 bis RH3, RP1 bis RP9), sind unerwünschte Effekte des Ansteigens der Zeitkonstanten unvermeidlich, welche jenen Faktoren zuzuschreiben sind.
  • Wenn daher die spezifischen Widerstandswerte des Trägersubstrats 102 und der einkristallinen Siliziumschicht 103, welche die Größen der obigen Widerstandsfaktoren bestimmen, relativ groß sind, d. h. wenn die Zeitkonstanten groß sind, treten Phänomene wie im Folgenden unter (1), (2) und (3) aufgeführt in Kombination auf.
    • (1) Die Bewegung von Ladungen zwischen den ersten und zweiten Kondensatoren CS1 und CS2 und dem Rückkopplungskondensator 118b wird durch den Effekt der Zeitkonstanten verzögert. Daher kann die Amplitude der Ausgangsspannung Vo unterschiedlich zu dem Wert sein, welcher wie in 18A dargestellt erzielt werden sollte.
    • (2) Da die ersten und zweiten Trägerwellensignale, welche an die festangebrachten Elektroden 105b und 106b angelegt werden, ebenfalls durch die Zeitkonstanten beeinflusst werden, verringern sich die an die festangebrachten Elektroden 105b und 106b angelegten Spannungen unterhalb von Werten, welche wie in 16 dargestellt erzielt werden sollten. Als Ergebnis weicht der Wert der Ausgangsspannung Vo ebenfalls von dem Wert ab, welcher erzielt werden sollte.
    • (3) Als Ergebnis der Wirkung der Zeitkonstanten auf die ersten und zweiten Trägerwellensignale wie in 16C dargestellt tritt eine Phasendifferenz zwischen Einschalt- und Ausschaltzeiten der ersten und zweiten Trägerwellensignale und dem Schaltelement 118c auf, wodurch eine Abweichung der Ausgangsspannung Vo von dem Wert hervorgerufen wird, welcher erzielt werden sollte.
  • Wenn zusammenfassend die spezifischen Widerstände des Trägersubstrats 102 und der einkristallinen Halbleiterschicht 103 relativ hoch sind, können die in (1), (2) und (3) oben beschriebenen Phänomene in Kombination auftreten, und als Ergebnis kann die Größe der Fluktuation der Ausgangsspannung Vo sich erhöhen, wodurch die Beschleunigungserfassungscharakteristik sich verschlechtert.
  • Demgegenüber sind bei dieser Ausführungsform die spezifischen Widerstände des Trägersubstrats 102 und der einkristallinen Siliziumschicht 103 auf relativ niedrige Werte von 3 Ω·cm oder weniger, insbesondere auf 1 Ω·cm oder weniger wie vorausgehend beschrieben festgelegt. D. h. bei dieser Ausführungsform sind relativ niedrige Werte nicht nur für den spezifischen Widerstand der einkristallinen Siliziumschicht 103, welcher die Widerstände RM1, RM2, RR1, RR2 und RH1 bis RH3 und die parasitären Widerstände RP1 bis RP6, RP8 und RP9 wie in 13 dargestellt bestimmt, sondern ebenfalls für den spezifischen Widerstand des Trägersubstrats 102 festgelegt, welcher den in 13 dargestellten parasitären Widerstand RP7 bestimmt. Dadurch wird es ermöglicht den Einfluss der Zeitkonstanten zu minimieren, welche dem Vorhandensein der Widerstände RM1, RM2, RR1, RR2, RH1 bis RH3 und der parasitären Widerstände RP1 bis RP9 zuzuschreiben ist, wodurch die Größe der Fluktuation der Ausgangsspannung Vo reduziert wird.
  • 17 stellt die Beziehung zwischen den spezifischen Widerständen des Trägersubstrats 102 und der einkristallinen Siliziumschicht 103 und die Phasendifferenz der Spannung und des Stroms zwischen den Kondensatoren CS1 und CS2 dar, wenn eine Spannung daran angelegt wird. Diese Figur zeigt an, dass der Betrag der Phasenverschiebung der Spannung und des Stroms, welcher den Zeitkonstanten wie oben beschrieben zuzuschreiben ist, innerhalb von 1° gehalten werden kann (eine Phasendifferenz in dem Bereich von 89° bis 90°), was einen erlaubbaren Bereich darstellt, durch Festlegen der spezifischen Widerstände auf 3 Ω·cm oder weniger.
  • Wie oben beschrieben ermöglicht es diese Ausführungsform, die Beschleunigungscharakteristik mit einer einfachen Konfiguration zu verbessern, welche lediglich durch Festlegen der spezifischen Widerstände des Trägersubstrats 102 und der einkristallinen Siliziumschicht 103 auf niedrige Werte erzielt wird. Da des Weiteren die Beschleunigung unter Verwendung der ersten und zweiten Kondensatoren CS1 und CS2 erfasst wird, deren Kapazitäten sich auf einer differentiellen Grundlage ändern, erhöht sich die ersichtliche Größe der Änderung der Kapazität relativ zu der Größe der zu erfassenden Beschleunigung, um ein verbessertes Signalrauschverhältnis zu erzielen.
  • Zehnte Ausführungsform
  • 18 und 19 zeigen einen Halbleiter-Beschleunigungssensor 1a eines Kapazitätstyps einer zehnten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In 18 und 19 sind Teile, die zu denjenigen des Halbleiter-Beschleunigungssensors 1 der ersten Ausführungsform identisch sind, durch ähnliche Bezugszeichen angezeigt.
  • Bei dem Halbleiter-Beschleunigungssensor 1a der vorliegenden Erfindung lässt man im voraus Störstellen in das einkristalline Silizium eindiffundieren, welches die Balkenstruktur 3 und die festangebrachten Elektrodenstrukturen 4 und 5 bildet, um den spezifischen Widerstand davon zu verringern.
  • Wie in den später beschriebenen 19 und 20H dargestellt wird eine wasserabstoßende Dünnschicht 170, welche durch eine organische Dünnschicht wie eine Fluorkohlenstoffschicht oder eine anorganische Dünnschicht aus Ammoniumfluorid (NH4F) gebildet wird, auf der Oberfläche des Trägersubstrats 2 gegenüber der Seite der Isolierschicht 6 und auf Seiten der Balkenstruktur 3 und der festangebrachten Elektrodenstrukturen 4 und 5, welche einander gegenüberliegen, gebildet. Die Dünnschicht 170 ist eine Schicht, welche ein geringes Wasserabstossungsvermögen, d. h. eine niedrige Oberflächenenergie besitzt, und welche vorzugsweise einen Kontaktwinkel bezüglich Wasser von 70° oder mehr aufweist. Als Dünnschicht 170 verwendbare Schichten sind Dünnschichten eines Fluortyps, welche Fluor und dergleichen enthalten. Die Konfiguration ist demgegenüber im wesentlichen dieselbe wie diejenige des Halbleiter-Beschleunigungssensors 1 der ersten Ausführungsform.
  • Schritte zur Herstellung eines Halbleiter-Beschleunigungssensors 1a wie oben beschrieben werden im Folgenden unter Bezugnahme auf 20A bis 20H anhand von Gegenständen beschrieben, bei welchen Unterschiede zu der ersten Ausführungsform auftreten.
  • Zuerst wird ein SOI-Substrat 14 bereitgestellt, welches aus einem einkristallinen Siliziumwafer 14a, einer Siliziumoxidschicht 14b und einer einkristallinen Siliziumdünnschicht wie in 20A dargestellt zusammensetzt. Der bei der vorliegenden Ausführungsform verwendete einkristalline Siliziumwafer 14a besitzt eine ebenen Ausrichtung, die bezüglich der Oberfläche davon auf (100) festgelegt ist, eine Dicke von wenigstens 300 μm und eine niedrige Störstellenkonzentration. Die Struktur des SOI-Substrats ist demgegenüber dieselbe wie diejenige der ersten Ausführungsform. Die einkristalline Siliziumdünnschicht 14b besitzt eine Ebenenausrichtung von (100) bezüglich deren Oberfläche und ist auf eine Dicke von beispielsweise 1 μm festgelegt. Beispielsweise lässt man Phosphor in die einkristalline Siliziumdünnschicht 14b mit einer hohen Konzentration (von etwa 1 × 1019/cm3 oder mehr) eindiffundieren, um den spezifischen Widerstand davon zu verringern, und einen ohmschen Kontakt zu den Elektronenkontaktstellen 4c, 5c und 11a herzustellen. Die in 20B bis 20G dargestellten Schritte sind im wesentlichen dieselben wie diejenigen, die in 1B bis 1G dargestellt sind, und werden zur Vermeidung einer Wiederholung nicht beschrieben.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird nach der Durchführung eines in 20G dargestellten zweiten Ätzschritts ein Elektrodenbildungsätzschritt (dritter Ätzschritt) wie in 20H dargestellt unter Verwendung von reaktivem Ionenätzen (RIE) in einem Plasma durchgeführt. Bei diesem Elektrodenbildungsätzschritt wird beispielsweise eine Trockenätzvorrichtung eines Parallelplattentyps wie in 21 oder 22 dargestellt verwendet. Diese Ätzvorrichtung enthält eine obere Elektrode 52, welche in einem oberen Teil einer Kammer 50 vorgesehen ist und von einem Trägerteil 51 getragen wird, und eine untere Elektrode 54, welche in einem unteren Teil der Kammer 50 vorgesehen ist und auf einem Sockel 53 in einer gegenüberliegenden Beziehung zueinander getragen wird. Gas kann aus einem reaktiven Gaseinlassport 55 in die obere Elektrode 52 der Kammer 50 eingeführt werden, und ein zu ätzender Gegenstand kann auf die untere Elektrode 54 plaziert werden. Ein Hochfrequenzfeld (RF field) wird zwischen der oberen Elektrode 52 und der unteren Elektrode 54 durch eine Energieversorgung 56 zugeführt, um ein Plasma zwischen den Elektroden 52 und 54 zu erzeugen, wobei ionisiertes Gas auf den zu ätzenden Gegenstand aufgebracht wird.
  • Hier ist der zu ätzende Gegenstand ein SOI-Substrat 14 (in 20G dargestellt), welches den Schritten bis zu dem zweiten Ätzschritt unterworfen wird und dessen Siliziumoxidschicht 14c auf der Rückseite davon bloßgelegt wird. Der zu ätzende Gegenstand wird derart angeordnet, dass die Oberfläche davon gegenüberliegend der Seite, auf welcher die Siliziumoxidschicht 14c bloßgelegt wird, sich in einer gegenüberliegenden Beziehung zu der unteren Elektrode 54 befindet (d. h. in einem Zustand, welcher umgekehrt zu dem in 20G dargestellten Zustand ist).
  • Ein aus einer leitenden Substanz hergestelltes ringförmiges Schichtmaterial 20a wird als Zwischenteil 20 zwischen dem zu ätzenden Gegenstand und der unteren Elektrode 54, welche einander gegenüberliegen, angeordnet, um zu verhindern, dass sie einander kontaktieren. Es ist nicht nötig, dass das Zwischenteil 20 stets eine ringähnliche Konfiguration aufweist. Es wird lediglich gefordert, dass das Material dafür leitfähig ist, und es kann beispielsweise ein Siliziumsubstrat oder dergleichen verwendet werden. Ein aus einem Isoliermaterial gebildetes Zwischenteil 20 wird nicht bevorzugt, da es die beweglichen Elektroden und die festangebrachten Elektroden dazu veranlassen kann, wegen der Potentialdifferenz dazwischen, welche während des Trockenätzens auftritt, elektrostatisch aneinanderzuhaften. D. h. das leitende Zwischenteil 20 verhindert, dass die Potentialdifferenz zwischen den beweglichen Elektroden und den festangebrachten Elektroden ensteht, wodurch das Anhaften der beweglichen Elektroden an den festangebrachten Elektroden verhindert wird.
  • Um des Weiteren in der gleichen Ebene eine Gleichförmigkeit der Ätzrate der Siliziumoxidschicht 14c während des Trockenätzens zu verbessern, besitzt das Zwischenteil 20 vorzugsweise eine Zweischichtstruktur wie in 22 dargestellt, bei welcher eine durch eine Siliziumoxidschicht (Quarzplatte) gebildete Schicht 21 an dem Rand des Schichtmaterials 20a befestigt ist, wo der zu ätzende Gegenstand nicht plaziert ist. Da das Material der Schicht 21 nicht dasselbe wie das der Siliziumoxidschicht 14 ist, welches geätzt werden soll, wird die Gleichförmigkeit der Ätzrate der Siliziumoxidschicht 14 bezüglich der gesamten Oberfläche davon verbessert.
  • Bei einer derartigen Konfiguration der Vorrichtung wird bei dem Trockenätzen in dem Elektrodenbildungsätzschritt an der Rückseite der Siliziumoxidschicht 14c fortgefahren (der Oberfläche davon auf den einkristallinen Siliziumwafer 14a zu), um die Siliziumoxidschicht 14c zu entfernen. Als Ergebnis des Ausführens eines derartigen Elektrodenbildungsätzschritts wird die Öffnung 2a angrenzend an die Gräben 16 gebildet, und das Masseteil 7, die Balkenteile 8a und 8b und die beweglichen Elektroden 10a und 10b der Balkenstruktur 3 werden freigesetzt. Zu diesem Zeitpunkt werden ebenfalls die festangebrachten Elektroden 4b und 5b der festangebrachten Elektrodenstrukturen 4 und 5 freigesetzt, um einseitig auf den Verdrahtungsteilen 4a und 5a der festangebrachten Elektrode eingespannt zu sein. Somit werden als Ergebnis der Ausführung des Elektrodenbildungsätzschritts die Balkenstruktur 3 und die festangebrachten Elektrodenstrukturen 4 und 5 gebildet.
  • Die Ätzbedingungen für dieses Trockenätzen bei diesem Schritt werden gesteuert, um die wasserabstoßende Dünnschicht 170 auf der Oberfläche wenigstens der beweglichen Elektroden 10a und 10b und der festangebrachten Elektroden 4a und 5b unter Verwendung des Gases zum Ätzen als Material (Dünnschichtbildungsschritt) zu steuern. D. h. der Dünnschichtbildungsschritt wird gleichzeitig mit dem Elektrodenbildungschritt bei der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt.
  • Wenn beispielsweise das Trockenätzen durch Einführen eines zum Trockenätzen geeigneten Gases wie CF4, CHF3 oder Ar durchgeführt wird, werden die Ätzbedingungen gesteuert, um die wasserabstoßende Dünnschicht 170 auf der Oberfläche der geätzten Elektroden durch eine Ablagerung bzw. Auftragung wie einer Fluorkohlenstoffschicht zu bilden. Bezüglich der Ätzbedingungen wird es bevorzugt ein Ätzgas von SiO2 zu verwenden, welches eine hohe Selektionsrate gegenüber Si besitzt.
  • Die wasserabstoßende Dünnschicht 170 wie die Fluorkohlenstoffschicht kann das Aufsteckphänomen hervorgerufen durch eine intermolekulare Kraft, welche zwischen festen Substanzen wirkt, unterdrücken, da deren Oberflächenengergie klein gehalten werden kann. Da darüber hinaus das Masseteil 7, die Balkenteile 8a und 8b und die beweglichen Elektroden 10a und 10b während dieses Elektrodenbildungsätzschritts auf der Zwischenschicht 20 plaziert werden, so dass die Oberfläche davon nicht die Oberfläche der unteren Elektrode 54 der Trockenätzvorrichtung kontaktiert, ist es möglich zu verhindern, dass fremde Substanzen auf der Oberfläche des Sensors anhaften, wodurch der Herstellungsertrag verbessert wird.
  • Auf die Ausführung eines derartigen Elektrodenbildungsätzschritts folgt ein Zetrennschritt, um das SOI-Substrat 14 in Sensorchips einer vorbestimmten Konfiguration zu schneiden, wodurch eine grundlegende Struktur des Halbleiter-Beschleunigungssensors 1 fertiggestellt wird.
  • Bei dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren ist es möglich die beweglichen Elektroden 10a und 10b, die Balkenteile 8a und 8n und die festangebrachten Elektroden 4b und 5b freizusetzen, um eine Bewegung derselben zu gestatten, und um die wasserabstoßende Dünnschicht 170 zu bilden (beispielsweise eine Fluorkohlenstoffschicht), welche die intermolekulare Kraft reduziert, die auf den Seiten davon in demselben Schritt wirkt. Da das Anhaften bzw. Aufstecken somit weiter unterdrückt werden kann, ist es möglich, den Herstellungsertrag weiter zu verbessern und ein Anhaften bzw. Aufstecken zu unterdrücken, welches einer elektrostatischen Kraft oder dergleichen während der Ansteuerung (während der Verwendung des Sensors) zuzuschreiben ist. Die anderen Effekte sind die gleichen wie diejenigen bei der ersten Ausführungsform.
  • Elfte Ausführungsform
  • 23A bis 23H zeigen schematische Querschnittsansichten, welche ein Beispiel von Herstellungsschritten einer elften, nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsform darstellen, welche lediglich bezüglich von Gegenständen beschrieben wird, die sich von denjenigen der zehnten Ausführungsform unterscheiden.
  • Um bei der zehnten Ausführungsform, d. h. ebenfalls bei der ersten Ausführungsform, die Öffnung 2a in dem Siliziumwafer 14a zu bilden, werden auf den ersten Ätzschritt unter Verwendung von Nassätzen (vgl. 20F) darauffolgend die zweiten und dritten Elektrodenbildungsätzschritte unter Verwendung von Trockenätzen (vgl. 20G und 20H und 21 und 22) durchgeführt. Jedoch kann das Ätzen auch alternativ in einer Atmosphäre einer Gasphase von der ersten Stufe an durchgeführt werden. Bezüglich des Verfahrens des Ätzens in diesem Fall wird im allgemeinen eine Trockenätzvorrichtung verwendet, und es wird ein anisotropes Trockenätzen durchgeführt, um die Größe der Öffnung 2a genau zu steuern.
  • Insbesondere wird bei dieser Ausführungsform, wie in 23A dargestellt, ein SOI-Substrat 14 ähnlich wie das bei der ersten Ausführungsform bereitgestellt. Danach wird ein in 23B dargestellter Elektrodenkontaktstellenbildungsschritt, ein in 23C dargestellter Größeneinstellungsschritt, ein in 23D dargestellter Maskenbildungsschritt und ein in 23E dargestellter Grabenbildungsschritt im wesentlichen ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform durchgeführt. Es wird bezüglich der vorliegenden Ausführungsform festgestellt, dass der in 23D dargestellte Maskenbildungsschritt ein Resist als Maske 150 bereitstellt, welches gegenüber Trockenätzen widerstandsfähig ist.
  • Danach wird ein in 23F dargestellter Ätzschritt, ein anisotropes Trockenätzen von der Seite der einkristallinen Siliziumwafer 14a an einer Seite der Maske 150 durchgeführt, um den Wafer 14a zu entfernen, wodurch die Rückseite (untere Oberfläche) Siliziumoxidschicht 14c bloßgelegt wird. Als Nächstes wird wie in 23G dargestellt ein Ablösen durchgeführt, um die Maske 150 zu entfernen. Des Weiteren wird bei einem in 23H dargestellten Elektrodenbildungsätzschritt ein Trockenätzen von der Rückseite der Siliziumoxidschicht 14c wie bei der zehnten Ausführungsform durchgeführt, um die Balkenstruktur 3 und die festangebrachten Elektrodenstrukturen 4 und 5 zu bilden und die wasserabstoßende Dünnschicht 170 zu bilden.
  • Das Herstellungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform kann die Wirkung des Ätzens zur Bildung von Elektroden wie bei der zehnten Ausführungsform bereitstellen. Da das vorliegende Herstellungsverfahren es gestattet, dass die Öffnung 2a lediglich mit Trockenätzen gebildet wird, ist es darüber hinaus möglich, die Herstellungsschritte zu vereinfachen und die Möglichkeit des Aufsteckens bzw. Anhaftens an beweglichen Teilen wie den beweglichen Elektroden 10a und 10b aufzuheben. Da dann, wenn ein derartiges anisotropes Trockenätzen angewandt wird, das Ätzen in eine Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des einkristallinen Siliziumwafers 14a fortschreitet, besteht keine Notwendigkeit für eine Erhöhung der Maskendimensionen, und es gibt ebenfalls keine Möglichkeit eines Erhöhens der Chipgröße.
  • Da das Trockenätzen wie bei der vorliegenden Ausführungsform eine Ätzrate aufweist, die niedriger als diejenige bei einem Nassätzen unter Verwendung einer wässrigen Lösung von KOH ist, wird die Dicke des einkristallinen Siliziumwafers 14a vorzugsweise auf etwa 300 μm eingestellt, um den Durchsatz zu verbessern. Der Elektrodenbildungsätzschritt bei den zehnten und elften Ausführungsformen kann wenn möglich ein anisotropes Trockenätzen sein.
  • Während die oben beschriebene Ausführungsform eine Vereinfachung der Herstellungsschritte einschließlich der Ausführung des Dünnschichtbildungsschritts und des Elektrodenbildungsätzschritts mit derselben Vorrichtung gestattet, da jene Schritte gleichzeitig ausgeführt werden, kann der Dünnschichtbildungschritt nach dem Elektrodenbildungsätzschritt durchgeführt werden. Des Weiteren kann die wasserabstoßende Dünnschicht 170 durch Ändern der Zusammensetzung und des Drucks des eingeführten Gases und dergleichen und durch Schaffen von Bedingungen, welche eine Auftragung gestatten, gebildet werden, ohne dass das Werkstück aus der Ätzvorrichtung nach dem Elektrodenbildungsätzschritt herausgenommen wird. Alternativ kann das Werkstück aus der Ätzvorrichtung nach dem Elektrodenbildungsätzschritt entfernt werden, um in eine Plasmapolymerisationsvorrichtung plaziert zu werden, wodurch die wasserabstoßende Dünnschicht unter Verwendung von Plasmapolymerisation gebildet wird.
  • Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die obigen bevorzugten Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden ist, ergibt es sich für den Fachmann, dass Änderungen bezüglich der Form und des Details ohne vom Rahmen der Erfindung, welche in den Ansprüchen definiert wird, abzuweichen, gemacht werden können.
  • Beispielsweise besitzen die ersten und dritten Ausführungsformen eine Konfiguration, bei welcher auf den ersten Ätzschritt der zweite Ätzschritt folgt, um den übrigen einkristallinen Siliziumwafer 14a mit einer Dicke von etwa 10 μm unter Verwendung von Trockenätzen zu entfernen, und danach wird der dritte Ätzschritt durchgeführt, um die Siliziumoxidschicht 14c unter Verwendung von Trockenätzen mit der unveränderten Ätzrate zu entfernen. Alternativ können durch Steuern der Bedingungen für das Trockenätzen zum Festlegen einer kleinen Differenz zwischen den Ätzraten des einkristallinen Siliziumwafers 14a und der Siliziumoxidschicht 14c die zweiten und dritten Ätzschritte kontinuierlich durchgeführt werden, ohne dass die Ätzbedingungen für die Trockenätzvorrichtung geändert werden. Es ist daher möglich die Herstellungsschritte zu vereinfachen.
  • Es ist ebenfalls bei der zweiten Ausführungsform möglich, die Herstellungsschritte durch Festlegen einer kleinen Differenz zwischen der Ätzrate der Störstellenschicht 14d mit hoher Konzentration in dem zweiten Ätzschritt und der Ätzrate der Siliziumoxidschicht 14c in dem dritten Ätzschritt zu vereinfachen, um zu ermöglichen, dass die zweiten und dritten Schritte kontinuierlich ohne Ändern der Ätzbedingungen für die Trockenätzvorrichtung durchgeführt werden.
  • Bei jeder der obigen Ausführungsformen wird ein Zertrennschritt durchgeführt, um eine grundlegende Struktur eines Halbleiter-Beschleunigungssensors nach dem Bilden der Öffnung 2a des einkristallinen Siliziumwafers 14 oder 140, d. h. nach dem Bilden Balkenstruktur 3 und der festangebrachten Elektrodenstrukturen 4 und 5, welche feine Besonderheiten bzw. Merkmale aufweisen, fertigzustellen. Ein derartiger Zertrennschritt an der letzten Stufe der Herstellung umfasst das Risiko des Bruchs der feinen Merkmale des Halbleiter-Beschleunigungssensors 1. D. h., da bei dem Zertrennschritt eine mit hoher Geschwindigkeit rotierende Trennsäge verwendet wird, wird das SOI-Substrat 14 oder 140 kontinuierlich einer Vibration unterworfen, was zu einem Bruch der feinen Merkmale führen kann, welcher einer derartigen Vibration zuzuschreiben ist. Um dies zu vermeiden, kann ein Herstellungsverfahren angewandt werden, bei welchem der Zertrennschritt vor dem Schritt des Bildens der Öffnungen 2a durchgeführt wird, um das Substrat in Chips zu teilen, auf welchen die Öffnungen 2a danach gebildet werden.
  • Insbesondere kann bezüglich der ersten bis dritten Ausführungsformen der Zertrennschritt zur Teilung des Substrats in Chips nach dem ersten Ätzschritt durchgeführt werden, und danach können die zweiten und dritten Ätzschritte bezüglich jedes Sensorchips durchgeführt werden, welche auf einem Chipmagazin oder dergleichen gehalten werden. Da bei einer derartigen Konfiguration die feinen Merkmale durch das Übrige des einkristallinen Siliziumwafers 14a mit der Dicke von etwa 10 μm und die Siliziumoxidschicht 14c gehalten werden, um die Antivibrationscharakteristik während des Zertrennens zu verbessern, kann der Bruch der feinen Merkmale vermieden werden. Da in diesem Fall das Trockenätzen in den zweiten und dritten Schritten in einer Vakuumkammer zur Bereitstellung der Konfiguration des Werkstücks mit Flexibilität durchgeführt wird, wird durch die Konfiguration zur Durchführung der zweiten und dritten Ätzschritte nach dem Zertrennschritt keine Schwierigkeiten geschaffen, welche den Herstellungsschritten zugeordnet sind.
  • Die Erfindung kann nicht nur auf Halbleiter-Beschleunigungssensoren sondern ebenfalls auf andere Halbleitersensoren für eine dynamische Größe wie Gierratensensoren und Winkelgeschwindigkeitssensoren angewandt werden. Entsprechend dem Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersensors für eine dynamische Größe entsprechend der Erfindung kann wie bezüglich der Beispiele eines Sensors eines Kapazitätstyps beschrieben ein Sensor eines Kontakttyps bereitgestellt werden, welcher einen Kontakt zwischen beweglichen und festangebrachten Elektroden erfasst.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersensors für eine dynamische Größe, mit den Schritten: Bereitstellen eines Halbleitersubstrats (14), welches ein erstes Halbeitergebiet (14b) und ein zweites Halbleitergebiet (14a) enthält, das von dem ersten Halbleitergebiet durch eine Isolierschicht (14c) isoliert ist; und Bilden einer Mehrzahl von beweglichen Abschnitten (7, 8a, 8b, 10a, 10b) in dem ersten Halbleitergebiet (14b) durch Ätzen sowohl des ersten Halbleitergebiets (14b) als auch des zweiten Halbleitergebiets (14a), wobei der Schritt des Bildens der Mehrzahl von beweglichen Abschnitten umfasst: einen Schritt des Bildens von Gräben (16, 21a, 21b) in dem ersten Halbleitergebiet (14b); einen ersten Schritt des Nassätzens eines Abschnitts des zweiten Halbleitergebiets (14a) entsprechend den Gräben (16, 21a, 21b) derart, dass der Abschnitt des zweiten Halbleiters (14a) mit einer bestimmten Dicke auf einer Seite der Isolierschicht (14c) verbleibt; einen zweiten Schritt des Trockenätzens des verbliebenen Abschnitts des zweiten Halbleitergebiets (14a) in einer Gasphasenatmosphäre, um innerhalb des verbliebenen Abschnitts die Isolierschicht (14c) bloßzulegen; und einen dritten Schritt des Trockenätzens des bloßgelegten Abschnitts der Isolierschicht (14c) in einer Gasphasenatmosphäre derart, dass die beweglichen Abschnitte (7, 8a, 8b, 10a, 10b) freigesetzt werden.
  2. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersensors für eine dynamische Größe, mit den Schritten: Bereitstellen eines Halbleitersubstrats (14), welches ein erstes Halbeitergebiet (14b) und ein zweites Halbleitergebiet (14a) enthält, das von dem ersten Halbleitergebiet durch eine Isolierschicht (14c) isoliert ist; und Bilden einer Mehrzahl von beweglichen Abschnitten (7, 8a, 8b, 10a, 10b) in dem ersten Halbleitergebiet (14b) durch Ätzen sowohl des ersten Halbleitergebiets (14b) als auch des zweiten Halbleitergebiets (14a), wobei der Schritt des Bildens der Mehrzahl von beweglichen Abschnitten umfasst: einen Schritt des Bildens von Gräben (16, 21a, 21b) in dem ersten Halbleitergebiet (14b); einen ersten Schritt des Nassätzens eines Abschnitts des zweiten Halbleitergebiets (14a) entsprechend den Gräben (16, 21a, 21b) derart, dass der Abschnitt des zweiten Halbleiters (14a) mit einer bestimmten Dicke auf einer Seite der Isolierschicht (14c) verbleibt; einen zweiten Schritt des Trockenätzens des verbliebenen Abschnitts des zweiten Halbleitergebiets (14a) in einer Gasphasenatmosphäre, um innerhalb des verbliebenen Abschnitts die Isolierschicht (14c) bloßzulegen; und einen dritten Schritt des Entfernens des bloßgelegten Abschnitts der Isolierschicht (14c), um die beweglichen Abschnitte (7, 8a, 8b, 10a, 10b) freizusetzen, wobei der dritte Schritt des Entfernens des bloßgelegten Abschnitts der Isolierschicht (14c) unter Verwendung von reaktivem Ionenätzen mit folgenden Schritten durchgeführt wird: Bereitstellen einer ersten Elektrode (54) und einer zweiten Elektrode (52), die einander gegenüberliegen; Anordnen eines elektrisch leitenden Zwischenteils (20) auf der ersten Elektrode (54); Anordnen des Halbleitersubstrats (14) auf dem Zwischenteil (20) derart, dass der bloßgelegte Abschnitt der Isolierschicht (14c) der zweiten Elektrode (52) gegenüberliegt; Erzeugen eines Hochfrequenzfelds zwischen der ersten und zweiten Elektrode (54, 52) derart, dass ein Plasma zwischen der ersten und zweiten Elektrode (54, 52) gebildet und auf den bloßgelegten Abschnitt der Isolierschicht (14c) aufgebracht wird.
  3. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersensors für eine dynamische Größe, mit: einem Schritt des Bereitstellen eines Halbleitersubstrats (14), welches ein erstes Halbeitergebiet (14b) und ein zweites Halbleitergebiet (14a) enthält, das von dem ersten Halbleitergebiet durch eine Isolierschicht (14c) isoliert ist; einem Schritt des Bildens einer Maske auf dem ersten Halbleitergebiet (14b); einem Schritt des anisotropen Trockenätzens des ersten Halbleitergebiets (14b) zur Bildung eines ersten Grabens (21a) und eines zweiten Grabens (21b) durch die Maske, wobei der erste Graben (21a) eine Breite aufweist, die größer als diejenige des zweiten Grabens (21b) ist; einem Schritt des Stoppens des Ätzens, wenn die Isolierschicht (14c) von dem ersten Graben (21a) bloßgelegt ist und das erste Halbleitergebiet (14b) an einem Boden des zweiten Grabens (21b) verbleibt; einem ersten Schritt des Nassätzens des zweiten Halbleitergebiets (14a) unter Verwendung einer Maske (15), um einen Abschnitt der Isolierschicht (14c) unterhalb des zweiten Grabens (21b), nicht jedoch unterhalb des ersten Grabens (21a) bloßzulegen; einem zweiten Schritt des Trockenätzens zum Entfernen des bloßgelegten Abschnitts der Isolierschicht (14c); und einem dritten Schritt des Trockenätzens des Abschnitts des ersten Halbleitergebiets (14b), welcher in dem zweiten Graben (21b) übriggeblieben ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schritt des Nassätzens in einer wässrigen Lösung von KOH durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Schritt des Bildens einer Schutzschicht (22) auf dem ersten Halbleitergebiet (14b) und in den Gräben (16, 21a, 21b), wobei die Schutzschicht (22) bei Entfernung des bloßgelegten Abschnitts der Isolierschicht (14c) entfernt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Halbleitergebiet (14a) derart ausgebildet wird, dass es eine Schicht (14d) mit einer hohen Störstellenkonzentration aufweist, welche eine bestimmte Tiefe aufweist und die Isolierschicht (14c) kontaktiert; und der erste Schritt des Ätzens gestoppt wird, wenn die Schicht (14d) mit hoher Störstellenkonzentration bloßgelegt ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schritt des Nassätzens die Schritte aufweist: Eintauchen des Halbleitersubstrats (14) in ein Ätzmittel (18); Anlegen einer Spannung an das erste Halbleitergebiet (14b), um eine Verarmungsschicht in einem Abschnitt des zweiten Halbleitergebiets (14a) zu bilden, welche die Isolierschicht (14c) kontaktiert; wobei der erste Schritt des Nassätzens im Wesentlichen gestoppt wird, wenn die Verarmungsschicht bloßgelegt ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schritt des Trockenätzens und der dritte Schritt des Ätzens aufeinanderfolgend durchgeführt werden, ohne dass eine Ätzbedingung geändert wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitersubstrat (14) in einen Sensorchip geschnitten wird, bevor die beweglichen Abschnitte (7, 8a, 8b, 10a, 10b) in dem dritten Schritt des Ätzens freigesetzt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bildens der beweglichen Abschnitte (7, 8a, 8b, 10a, 10b) einen Schritt des Abschleifens des zweiten Halbleitergebiets (14a) auf eine bestimmte Dicke enthält, der vor dem Schritt des Bildens der Gräben (16, 21a, 21b) durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Schritt des Bildens einer wasserabstoßenden Dünnschicht (170) auf den beweglichen Abschnitten (7, 8a, 8b, 10a, 10b), der gleichzeitig mit dem dritten Schritt des Ätzens durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserabstoßende Dünnschicht (170) aus einem organischen Material gebildet wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserabstoßende Dünnschicht (170) eine Dünnschicht eines Fluortyps ist, welche Fluor enthält.
  14. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenteil (20) derart ausgebildet wird, dass es ein elektrisch leitendes Teil (20a) und eine Siliziumoxidschicht (21) enthält.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Teil (20a) aus Silizium gebildet wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112974198A (zh) * 2019-12-18 2021-06-18 京东方科技集团股份有限公司 电容式微机械超声换能单元及其制作方法和电容式微机械超声换能器

Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0974817A4 (de) * 1997-04-03 2006-09-13 Yamatake Corp Schaltungsplatine,detektor sowie verfahren zu ihrer herstellung
JP2000223446A (ja) * 1998-11-27 2000-08-11 Denso Corp 半導体装置およびその製造方法
JP4151164B2 (ja) * 1999-03-19 2008-09-17 株式会社デンソー 半導体装置の製造方法
US6586841B1 (en) * 2000-02-23 2003-07-01 Onix Microsystems, Inc. Mechanical landing pad formed on the underside of a MEMS device
JP4260339B2 (ja) * 2000-04-27 2009-04-30 三菱電機株式会社 加速度センサの製造方法
JP3536817B2 (ja) 2000-12-20 2004-06-14 株式会社日本自動車部品総合研究所 半導体力学量センサ及びその製造方法
EP1220010A3 (de) 2000-12-29 2004-10-27 Texas Instruments Incorporated Wiederbeschichtungsverfahren für mikromechanische Bauelemente
US6673694B2 (en) * 2001-01-02 2004-01-06 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Method for microfabricating structures using silicon-on-insulator material
US7381630B2 (en) * 2001-01-02 2008-06-03 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Method for integrating MEMS device and interposer
US6946314B2 (en) * 2001-01-02 2005-09-20 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Method for microfabricating structures using silicon-on-insulator material
DE10102993B4 (de) * 2001-01-24 2009-01-08 Robert Bosch Gmbh Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauelement
JP4092914B2 (ja) * 2001-01-26 2008-05-28 セイコーエプソン株式会社 マスクの製造方法、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法
JP2002228680A (ja) 2001-02-02 2002-08-14 Denso Corp 容量式力学量センサ
JP4306149B2 (ja) 2001-05-28 2009-07-29 株式会社デンソー 半導体装置の製造方法
US6544898B2 (en) * 2001-06-25 2003-04-08 Adc Telecommunications, Inc. Method for improved die release of a semiconductor device from a wafer
US7148125B2 (en) * 2001-12-12 2006-12-12 Denso Corporation Method for manufacturing semiconductor power device
DE10163506A1 (de) * 2001-12-21 2003-07-10 Infineon Technologies Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Bauelements mit einer beweglichen Struktur
US20030197176A1 (en) * 2002-04-22 2003-10-23 Glimmerglass Networks, Inc. Silicon on insulator standoff and method for manufacture thereof
US7701022B2 (en) * 2002-05-01 2010-04-20 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device and method of producing the same
JP4000936B2 (ja) * 2002-07-26 2007-10-31 株式会社デンソー 容量式力学量センサを有する検出装置
US20040043142A1 (en) * 2002-08-29 2004-03-04 Birch William R. Systems and methods for treating glass
US6893976B2 (en) * 2002-09-05 2005-05-17 Analog Devices, Inc. Shadow mask and method of producing the same
US20040118621A1 (en) * 2002-12-18 2004-06-24 Curtis Marc D. Live hydraulics for utility vehicles
US6939809B2 (en) * 2002-12-30 2005-09-06 Robert Bosch Gmbh Method for release of surface micromachined structures in an epitaxial reactor
US7514283B2 (en) * 2003-03-20 2009-04-07 Robert Bosch Gmbh Method of fabricating electromechanical device having a controlled atmosphere
CN100515921C (zh) * 2003-04-25 2009-07-22 富士通株式会社 微型结构体的制造方法以及微型结构体
US7075160B2 (en) 2003-06-04 2006-07-11 Robert Bosch Gmbh Microelectromechanical systems and devices having thin film encapsulated mechanical structures
JP4252889B2 (ja) * 2003-08-12 2009-04-08 富士通株式会社 マイクロ構造体の製造方法
JP2005088188A (ja) * 2003-08-12 2005-04-07 Fujitsu Ltd マイクロ揺動素子およびマイクロ揺動素子駆動方法
US6930367B2 (en) * 2003-10-31 2005-08-16 Robert Bosch Gmbh Anti-stiction technique for thin film and wafer-bonded encapsulated microelectromechanical systems
DE10359217A1 (de) * 2003-12-17 2005-07-28 Robert Bosch Gmbh Elektrische Durchkontaktierung von HL-Chips
JP4464186B2 (ja) * 2004-04-20 2010-05-19 富士通株式会社 マイクロ揺動素子
DE102004022177B4 (de) * 2004-05-05 2008-06-19 Atmel Germany Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Koplanarleitungssystem auf einem Substrat und nach einem derartigen Verfahren hergestelltes Bauelement zur Übertragung von elektromagnetischen Wellen
DE102004022178B4 (de) * 2004-05-05 2008-03-20 Atmel Germany Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Leiterbahn auf einem Substrat und Bauelement mit einer derart hergestellten Leiterbahn
JP2005342808A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Oki Electric Ind Co Ltd Ｍｅｍｓデバイスの製造方法
KR100605368B1 (ko) * 2004-10-20 2006-07-28 삼성전자주식회사 Ｓｏｉ기판, 그 제조방법, 그리고, 그 ｓｏｉ기판을이용한 부유 구조체 제조 방법
JP4365308B2 (ja) * 2004-12-02 2009-11-18 富士通株式会社 マイクロ揺動素子
JP4138736B2 (ja) * 2004-12-02 2008-08-27 富士通株式会社 マイクロ揺動素子
JP4573664B2 (ja) * 2005-02-16 2010-11-04 富士通株式会社 マイクロ揺動素子およびその製造方法
JP4573676B2 (ja) * 2005-03-11 2010-11-04 富士通株式会社 櫛歯電極対形成方法
DE102005015584B4 (de) * 2005-04-05 2010-09-02 Litef Gmbh Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauteils
JP4550653B2 (ja) * 2005-04-15 2010-09-22 富士通株式会社 マイクロ可動素子および光スイッチング装置
US7449355B2 (en) * 2005-04-27 2008-11-11 Robert Bosch Gmbh Anti-stiction technique for electromechanical systems and electromechanical device employing same
US7337671B2 (en) 2005-06-03 2008-03-04 Georgia Tech Research Corp. Capacitive microaccelerometers and fabrication methods
JP4820816B2 (ja) * 2005-11-24 2011-11-24 パナソニック株式会社 微小電気機械素子およびこれを用いた電気機械スイッチ
US20070170528A1 (en) 2006-01-20 2007-07-26 Aaron Partridge Wafer encapsulated microelectromechanical structure and method of manufacturing same
US7578189B1 (en) 2006-05-10 2009-08-25 Qualtre, Inc. Three-axis accelerometers
KR101281166B1 (ko) * 2006-10-17 2013-07-02 삼성전자주식회사 섀도우 마스크와 그 제조방법 및 섀도우 마스크를 이용한박막 형성방법
EP1931173B1 (de) * 2006-12-06 2011-07-20 Electronics and Telecommunications Research Institute Kondensatormikrofon mit Membran mit Biegescharnier und Herstellungsverfahren dafür
US20090085194A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Honeywell International Inc. Wafer level packaged mems device
DE102008003452A1 (de) * 2008-01-08 2009-07-09 Robert Bosch Gmbh Schutzsystem und Verfahren zur Vereinzelung von MEMS-Strukturen
JP4557034B2 (ja) * 2008-04-01 2010-10-06 株式会社デンソー 半導体力学量センサおよびその製造方法
JP5335396B2 (ja) * 2008-12-16 2013-11-06 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッドの製造方法
JP5260342B2 (ja) * 2009-01-30 2013-08-14 ローム株式会社 Ｍｅｍｓセンサ
EP2312393A1 (de) * 2009-10-14 2011-04-20 Biocartis SA Verfahren zur Herstellung von Mikropartikeln
US8455963B1 (en) * 2011-12-02 2013-06-04 Texas Instruments Incorporated Low frequency CMUT with vent holes
JP2013125753A (ja) * 2011-12-13 2013-06-24 Semiconductor Components Industries Llc 半導体集積回路
US10023459B2 (en) * 2013-03-11 2018-07-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. MEMS and method for forming the same
US9543173B2 (en) * 2013-05-16 2017-01-10 Nisene Technology Group Decapsulator with applied voltage and etchant cooling system for etching plastic-encapsulated devices
CN106957044B (zh) 2016-01-08 2019-09-27 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种mems器件及其制造方法和电子装置
CH719414A2 (fr) * 2022-02-11 2023-08-31 Sigatec Sa Procédé de fabrication d'une pièce en silicium.

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0364619A1 (de) * 1988-10-19 1990-04-25 Ibm Deutschland Gmbh Vorrichtung zum Plasma- oder reaktiven Ionenätzen und Verfahren zum Ätzen schlecht wärmeleitender Substrate
DE4315012A1 (de) * 1993-05-06 1994-11-10 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Herstellung von Sensoren und Sensor
DE4402085C2 (de) * 1993-02-05 1996-05-15 Ford Werke Ag Verfahren zur mikrotechnischen Herstellung eines kapazitiven Differenzdrucksensors und mikrotechnisch hergestellter Differenzdrucksensor
DE19530736A1 (de) * 1995-02-10 1996-08-14 Bosch Gmbh Robert Beschleunigungssensor und Verfahren zur Herstellung eines Beschleunigungssensors
US5576250A (en) * 1992-12-28 1996-11-19 Commissariat A L'energie Atomique Process for the production of accelerometers using silicon on insulator technology

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05196458A (ja) * 1991-01-04 1993-08-06 Univ Leland Stanford Jr 原子力顕微鏡用ピエゾ抵抗性片持ばり構造体
JPH04258175A (ja) * 1991-02-12 1992-09-14 Mitsubishi Electric Corp シリコン半導体加速度センサの製造方法
JP3333560B2 (ja) * 1992-10-23 2002-10-15 リコーエレメックス株式会社 シリコン基板のエッチング方法
DE4317274A1 (de) * 1993-05-25 1994-12-01 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Herstellung oberflächen-mikromechanischer Strukturen
US5610335A (en) 1993-05-26 1997-03-11 Cornell Research Foundation Microelectromechanical lateral accelerometer
US5563343A (en) 1993-05-26 1996-10-08 Cornell Research Foundation, Inc. Microelectromechanical lateral accelerometer
DE4331798B4 (de) * 1993-09-18 2004-08-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung von mikromechanischen Bauelementen
DE4333099A1 (de) * 1993-09-29 1995-03-30 Bosch Gmbh Robert Kraftsensor und Verfahren zur Herstellung eines Kraftsensors
JPH07222352A (ja) 1994-01-31 1995-08-18 Ngk Insulators Ltd 雷断線防止装置
US5451371A (en) * 1994-06-09 1995-09-19 Ford Motor Company High-sensitivity, silicon-based, microcalorimetric gas sensor
US5596222A (en) * 1994-08-12 1997-01-21 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Wafer of transducer chips
US5628917A (en) * 1995-02-03 1997-05-13 Cornell Research Foundation, Inc. Masking process for fabricating ultra-high aspect ratio, wafer-free micro-opto-electromechanical structures
FR2732467B1 (fr) * 1995-02-10 1999-09-17 Bosch Gmbh Robert Capteur d'acceleration et procede de fabrication d'un tel capteur
US5573679A (en) * 1995-06-19 1996-11-12 Alberta Microelectronic Centre Fabrication of a surface micromachined capacitive microphone using a dry-etch process
JP3477924B2 (ja) * 1995-06-30 2003-12-10 株式会社デンソー 半導体力学量センサの製造方法
FR2736654B1 (fr) * 1995-07-13 1997-08-22 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'elements de microstructures flottants rigides et dispositif equipe de tels elements
US5717631A (en) * 1995-07-21 1998-02-10 Carnegie Mellon University Microelectromechanical structure and process of making same
JPH0943194A (ja) * 1995-07-29 1997-02-14 Horiba Ltd 半導体を用いた電気化学センサおよびその被覆方法
US5888845A (en) * 1996-05-02 1999-03-30 National Semiconductor Corporation Method of making high sensitivity micro-machined pressure sensors and acoustic transducers
DE69630292D1 (de) * 1996-07-31 2003-11-13 St Microelectronics Srl Verfahren zur Herstellung von integrierten Halbleiteranordnungen mit chemoresistivem Gasmikrosensor
DE19632060B4 (de) * 1996-08-09 2012-05-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Drehratensensors
JP3301334B2 (ja) * 1997-01-31 2002-07-15 三菱電機株式会社 センサ素子及びその製造方法
US6069392A (en) * 1997-04-11 2000-05-30 California Institute Of Technology Microbellows actuator
JPH1131825A (ja) * 1997-07-10 1999-02-02 Denso Corp 半導体力学量センサの製造方法
US6071426A (en) * 1997-12-08 2000-06-06 The Regents Of The University Of California Micro benchtop optics by bulk silicon micromachining
US6074890A (en) * 1998-01-08 2000-06-13 Rockwell Science Center, Llc Method of fabricating suspended single crystal silicon micro electro mechanical system (MEMS) devices
JP4120037B2 (ja) * 1998-02-02 2008-07-16 株式会社デンソー 半導体力学量センサおよびその製造方法
JPH11230982A (ja) * 1998-02-12 1999-08-27 Denso Corp 力学量センサ
US6167761B1 (en) * 1998-03-31 2001-01-02 Hitachi, Ltd. And Hitachi Car Engineering Co., Ltd. Capacitance type pressure sensor with capacitive elements actuated by a diaphragm
JP2000065583A (ja) * 1999-07-30 2000-03-03 Denso Corp 半導体力学量センサ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0364619A1 (de) * 1988-10-19 1990-04-25 Ibm Deutschland Gmbh Vorrichtung zum Plasma- oder reaktiven Ionenätzen und Verfahren zum Ätzen schlecht wärmeleitender Substrate
US5576250A (en) * 1992-12-28 1996-11-19 Commissariat A L'energie Atomique Process for the production of accelerometers using silicon on insulator technology
DE4402085C2 (de) * 1993-02-05 1996-05-15 Ford Werke Ag Verfahren zur mikrotechnischen Herstellung eines kapazitiven Differenzdrucksensors und mikrotechnisch hergestellter Differenzdrucksensor
DE4315012A1 (de) * 1993-05-06 1994-11-10 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Herstellung von Sensoren und Sensor
JPH06349806A (ja) * 1993-05-06 1994-12-22 Robert Bosch Gmbh センサを製造する方法およびセンサ
DE19530736A1 (de) * 1995-02-10 1996-08-14 Bosch Gmbh Robert Beschleunigungssensor und Verfahren zur Herstellung eines Beschleunigungssensors

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112974198A (zh) * 2019-12-18 2021-06-18 京东方科技集团股份有限公司 电容式微机械超声换能单元及其制作方法和电容式微机械超声换能器
CN112974198B (zh) * 2019-12-18 2022-07-26 京东方科技集团股份有限公司 电容式微机械超声换能单元及其制作方法和电容式微机械超声换能器

Also Published As

Publication number Publication date
US6287885B1 (en) 2001-09-11
DE19921241A1 (de) 1999-11-11
US6423563B2 (en) 2002-07-23
US20010029060A1 (en) 2001-10-11

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