DE4003472C2 - Verfahren zum anisotropen Ätzen von Siliziumplatten - Google Patents
Verfahren zum anisotropen Ätzen von SiliziumplattenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum anisotropen Ätzen von
Siliziumplatten nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es sind vornehmlich naßchemische, anisotrope Ätzverfahren bekannt,
um Bauelemente mit mikromechanischen Strukturen und Funktionen in
Silizium zu erzeugen.
Ein bekanntes Verfahren zum kontrollierten Beendigen des Ätzprozes
ses bei einer bestimmten verbleibenden Restsiliziumdicke (Membran
dicke) stellt der sogenannte elektrochemische Ätzstop dar. Dieser
beruht auf dem Effekt einer starken Reduzierung der Ätzrate des
Siliziums, wenn die Ätzfront an der Siliziumfläche die Raumladungs
zone eines durch eine Epitaxieschicht geschaffenen pn-Übergangs
erreicht.
Das Absinken der Ätzrate kann extern durch eine Veränderung des
Stromes zwischen der Epitaxieschicht und einer in der Ätzlösung
angebrachten Elektrode erfaßt werden.
Der elektrochemische Ätzstop ist aus fertigungstechnischen Gesichts
punkten besonders interessant, da er das kontrollierte Einstellen
von Siliziummembrandicken erlaubt und eine größere Schichtdicken
homogenität über den Wafer und von Wafer zu Wafer erreicht wird.
Eine weitere Möglichkeit zum kontrollierten Beendigen des Ätzprozes
ses ist, beispielsweise eine epitaktisch aufgebrachte oder
eindiffundierte p+-Schicht als elektrochemischen Ätzstop zu
benutzen, da die Ätzrate des Siliziums bei Erreichen einer Zone
veränderter Dotierung bzw. einer Raumladungszone infolge veränderter
elektrochemischer Potentiale an der Kristalloberfläche stark absinkt.
Als technologische Vorbereitung für den Ätzprozeß erfolgt auf den
Siliziumplatten aus n-dotiertem oder p-dotiertem Silizium auf der
Vorderseite die Abscheidung einer Epitaxieschicht mit gegenüber dem
Siliziumsubstrat entgegengesetztem Dotiertyp. Diese Schicht wird in
den nachfolgenden Strukturierungsprozessen kontaktiert. Dazu wird
durch eine Maskierschicht eine Kontaktanschlußdiffusion oder
Kontaktanschlußimplantation ausgeführt und anschließend eine Metall
schicht aus Aluminium aufgebracht und strukturiert. Die Aufgabe der
Metallschicht liegt im Anschluß des pn-Übergangs nach außen. Die
Metallschicht kann ebenfalls zur Verdrahtung eines in der Vordersei
te der Siliziumplatte integrierten Schaltkreises dienen.
Auf der Rückseite der Siliziumplatte wird eine Maskierschichtfolge
abgeschieden und strukturiert. Gewöhnlich bestehen diese Schichten
aus Si3N4 oder SiO2. Durch die Fensteröffnungen in diesen
Schichten kann die Ätzlösung lokal einätzen.
Für den obengenannten elektrochemischen pn-Ätzstop ist ein Anschluß
des vorzuspannenden pn-Übergangs auf der Wafervorderseite erforder
lich. Dieser wird gewöhnlich über eine Metallisierung bestehend aus
Aluminium erstellt. Bei integrierten Sensoren liegen zudem an der
Plattenvorderseite integrierte Schaltungen mit Aluminiummetallisie
rungen vor. In diesem Fall treten die nachfolgend beschriebenen
Probleme regelmäßig auf:
Aluminiumleiterbahnen neigen bei der Temperung zur Bildung sogenann
ter Hillocks. Aluminiumschichten, die bei einer Temperatur unter
100°C aufgesputtert oder gedampft werden, weisen eine feinkörnige
Struktur mit Korngrößen von typisch 50-100 nm auf. Bei der aus
Gründen einer guten Kontaktierung erforderlichen Temperung im
Bereich von 400°C bis 450°C wachsen Aluminiumkörner bis zu einer
Größe von 1,5 µm je nach Schichtdicke. Unter bestimmten
Bedingungen, z. B. bei einer erhöhten Depositionstemperatur, können
die Körner bei den standardmäßig verwendeten Schichtdicken sogar bis
zu 3 µm groß werden. Diese Körner (Hillocks) wachsen an einigen
Stellen aus der Aluminiumschichtoberfläche heraus und bilden vor
stehende, spitzenförmige Erhebungen.
Da das Aluminium von den üblicherweise als elektrochemische Ätz
medien verwendeten Basen stark angegriffen wird, muß die Metallisie
rung mit einer Passivierungsschicht geschützt werden. Auf der Basis
anorganischer Maskierschichten als Passivierungsschichten, wie der
vorstehend genannten Maskierschichtfolge für die Rückseite der
Siliziumplatte, vergl. z. B. die DE 34 02 629 A1, konnte bisher keine befriedigende Lösung gefunden
werden. So ergibt sich mit den in LPCVD-Verfahren und PECVD-Verfah
ren erzeugbaren anorganischen Schichten bisher keine ausreichende
Passivierungsqualität. Die Defektdichte der Maskierschicht wird auf
grund der komplexen Topographie der Aluminiumschichten mit Hillocks
so hoch, daß es zu erheblichen nicht tragbaren Anätzungen des
Aluminiums kommt.
Aus der US 4 784 721 ist es bekannt, vor einer anisotropen Ätzung
auf der Plattenvorderseite einer Siliziumplatte eine Si3N4 Schicht
und darauf eine Polyimidschicht vorzusehen, um
die Vorderseite zu passivieren.
Eine andere bekannte Art der Passivierung der Vorderseite einer
Siliziumplatte für ein anisotropes Ätzverfahren
mit pn-Ätzstop besteht darin, daß auf die Plattenvorderseite eine
Glasscheibe aufgeklebt wird. Dieses aus der EP 0 309 782 A1 bekannte Verfahren ist ersichtlich auf
wendig.
Eine weitere Möglichkeit zur Durchführung einer Ätzung mit pn-Ätz
stop besteht darin, zur Passivierung der Plattenvorderseite dort
eine Goldschicht aufzubringen, die gegenüber den Ätzmedien resistent
ist. Der Nachteil dieser Technik besteht in der Verwendung von Gold,
das aufgrund seiner elektrischen Eigenschaften als Störstelle im
Silizium nicht kompatibel mit der Halbleiterfertigung ist.
Eine weitere bekannte Art der Durchführung einer Ätzung mit pn-Ätz
stop (Kloeck, B.,: IEEE Tr. El. Dev. 36(4), 663ff, 1989) besteht in
der Verwendung von Ätzdosen, in die eine Siliziumplatte eingespannt
wird. Diese wird dabei so eingespannt, daß deren Plattenvorderseite
von der Ätzlösung nicht erreicht wird, während die Plattenrückseite
für die Ätzlösung offen liegt. Diese Ätzdosen sind nur für Einzel
platten konzipiert, wobei der Einbau der Siliziumplatten aufwendig
ist, so daß sich dieses Verfahren für eine Halbleiterserienfertigung
nicht eignet.
Organische Maskierschichten allein werden bisher nicht in Betracht gezogen,
da man davon ausging, daß sie einem anisotropen Ätzprozeß nicht
standhalten können.
Für elektrochemische Ätzprozesse, bei denen der Ätzangriff bevorzugt
an bestimmten Kristallebenen erfolgt, werden häufig basische Ätz
medien, die typischerweise Temperaturen zwischen 20°C und 100°C
aufweisen, verwendet. Kennzeichen aller bisher bekannten derartigen
Ätzlösungen ist, daß der Angriff der (111)-Ebene des Siliziums am
langsamsten und der Angriff der für die derzeit gebräuchlichen
Technologien MOS und bipolar wichtigen (100)-Ebenen schneller
erfolgt. Beim elektrochemischen Ätzen (100)-orientierter Si-Platten
mit einer Maske entstehen dabei typischerweise Vertiefungen in der
Oberfläche, die von (111)-Ebenen begrenzt werden ("V"-Strukturen).
Die Ätzrate für höher indizierte Ebenen liegt indessen in den
bekannten Ätzmedien höher als die der (100)-Ebene. Dieser Effekt
erweist sich als nachteilig bei der Ätzung konvexer Reliefstruktu
ren, d. h. Strukturen mit außenstehenden Ecken wie zum Beispiel
seismischer Massen in Form von Pyramiden. Die nach außen gerichte
ten Ecken solcher Strukturen werden aufgrund ihrer verschie
denen Kristallorientierungen von den bekannten Ätzmedien besonders
stark angegriffen, so daß zur Vermeidung des Eckangriffs beim Ent
wurf der Bauelementgeometrien komplizierte Maskenvorhalte erforder
lich sind.
Wünschenswert ist daher ein Ätzmedium, das die höchste Anisotropie
zwischen (111)- und (100)-Ebene aufweist und bei dem die höher
indizierten Ebenen nicht schneller als die (100)-Ebene geätzt wer
den. Ein Ätzmedium mit derartigen Anisotropieeigenschaften würde den
Entwurf mikromechanischer Bauelemente wesentlich vereinfachen. Aus
produktionstechnischer Sicht sind an die Ätzmedien außerdem folgende
Anforderungen zu stellen: Das Verhältnis zwischen der Ätzrate von
Silizium und der von den Maskierschichten, vorzugsweise von SiO2
und Si3N4, das heißt die Selektivität, muß groß sein. Um einen
ausreichenden Durchsatz zu erreichen, muß die Ätzrate hoch sein. Sie
sollte im Bereich von ca. 50 µm pro Stunde liegen. Die Ätzlösung
sollte bezüglich der Verunreinigung durch Metallionen, insbesondere,
Alkalimetalle, einen hohen Reinheitsgrad aufweisen, um die
Kompatibilität zur Prozeßtechnik integrierte Schaltkreise der ent
stehenden Strukturen zu gewährleisten. Zur kontrollierten
Strukturierung der Siliziumplatten ist eine homogene Ätzung erfor
derlich, bei der glatte Ätzflächen entstehen.
Die bislang verwendeten Ätzlösungen weisen alle in einem oder
mehreren dieser Punkte Mängel auf, die ihre Verwendbarkeit und damit
auch die Herstellung mikromechanischer Bauelemente stark einschrän
ken.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung eines organischen Fotolacks vom
Negativ-Typ auf Polyisopren-Basis als Passivierungsschicht auf der Plattenvorderseite wird
erreicht, daß die schwierig zu maskierenden Hillock-Topographien von
Aluminiummetallisierungen vollständig passiviert werden. So sind
kommerziell erhältliche Negativ-Fotolacke als Maskierschicht sehr
stabil in den für das elektrochemische Ätzverfahren verwendeten
Ätzmedien. Die sich ergebende Defektdichte (Dichte der Anätzungen
des Aluminiums) ist sehr viel niedriger als jene, die mit anorga
nischen Schichtsystemen erreichbar ist.
Besonders vorteilhaft ist das Verfahren in Verbindung mit dem
elektrochemischen pn-Ätzstop einzusetzen, bei der die Plattenvorder
seite während des Ätzprozesses kontaktiert werden muß. Hier können
nach der Aufbringung der Fotolackschicht in einem einzigen litho
graphischen Prozeß Fenster in der Lackschicht geöffnet werden, durch
die dann die Kontaktierung erfolgen kann. Die elektrochemische
Ätzung kann im fertigungstechnisch interessanten Batch-Prozeß erfol
gen, bei dem gleichzeitig mehrere Scheiben prozessiert werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es auch möglich, Silizium
platten elektrochemisch zu ätzen, die auf der Vorderseite bereits
eine strukturierte Aluminiummetallisierung enthalten. Dies ist z. B.
bei integrierten Sensoren, bei denen mikromechanische und mikro
elektronische Funktionen auf einem Chip angeordnet sind, der Fall.
Der Negativ-Fotolack kann mit in der Halbleitertechnik üblichen und
standardmäßig verwendeten Prozeßschritten verarbeitet werden. Dies
betrifft die Verwendung eines Haftvermittlers, die Aufbringung
mittels Lackschleuder, die Trocknung in einem Konvektionsofen bei
Temperaturen im Bereich von 60°C bis 140°C, die Belichtung mit
UV-Belichtungsgeräten, die Entwicklung und die Aushärtung der
strukturierten Lackschicht. Es sind somit bei der Verwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens weder neue, kostspielige Einrichtungen
noch mit Umschulungen verbundene, grundsätzlich andere Handhabungen
notwendig.
Die Verwendung von Ätzlösungen, die Tetraalkyl
ammoniumhydroxid, vorzugsweise Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH)
enthalten, zum anisotropen Ätzen von Siliziumplatten ist besonders
vorteilhaft, da die Anisotropieverhältnisse der Ätzrate der
(100)-Ebene gegenüber der aller anderen Kristallebenen günstig sind.
Auch für höher indizierte Ebenen liegt die Ätzrate nicht deutlich
über der der (100)-Ebene. Die Ätzrate in (100)-Richtung von ca.
50 µm pro Stunde ist sehr hoch. Von Vorteil für die kontrollierte
und reproduzierbare Herstellung von beispielsweise mikromechanischen
Strukturen ist, daß die verbleibenden Ätzflächen sehr glatt sind.
Als besonders vorteilhaft erweist sich der geringe Gehalt der
Metallionen von weniger als 5 ppm in der Ätzlösung, da das Verfahren
somit auch auf Siliziumscheiben angewendet werden kann, die bereits
mikroelektronische Bauelemente enthalten. Die IC-Kompatibilität ist
somit gewährleistet.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
stellt die Verwendung einer p+-Schicht als elektrochemischer Ätz
stop dar. In diesem Fall ist keine Kontaktierung der einkristallinen
Siliziumschicht notwendig, was das Batch-Verfahren wesentlich
vereinfacht.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Silizium
platte beim anisotropen Ätzvorgang, Fig. 2 die Abhängigkeit der
Ätzrate von der Konzentration des Ätzmediums TMAH und Fig. 3 die
Strom/Zeit-Charakteristik des Ätzens bis zum pn-Ätzstop.
In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einer Siliziumplatte 1 bzw.
Siliziumscheibe aus n-dotiertem oder p-dotiertem Silizium dar
gestellt, an deren Rückseite eine Maskierschichtfolge aus zwei
Schichten 8, 9 abgeschieden ist. Diese Schichten bestehen aus
Si3N4 oder SiO2. Durch Fensteröffnungen, von denen eine
Fensteröffnung 12 dargestellt ist, kann das in einem Behälter 13
enthaltene Ätzmedium 14 lokal einätzen. In der dargestellten Anord
nung hat das Ätzmedium 14 bereits eine tiefe Furche eingeätzt.
Zur Vorderseite (VS) der Platte hin liegt eine einkristalline
Siliziumschicht 2, in diesem Beispiel eine Epitaxieschicht, mit
gegenüber dem Substrat bzw. der Siliziumplatte 1 entgegengesetztem
Dotiertyp, so daß ein pn- bzw. np-Übergang gebildet wird. Ebenfalls
möglich wäre z. B. eine p+-dotierte Siliziumschicht, die entweder
epitaktisch auf das Substrat aufgebracht ist oder durch Diffundieren
von Fremdatomen in das Substrat erzeugt ist. Die Epitaxieschicht 2
wird in nachfolgenden Strukturierungsprozessen dadurch kontaktiert,
daß eine Maskierschicht 3 und eine Kontaktanschlußdiffusion 4 ausge
führt wird, und anschließend eine Metallschicht als Aluminiumschicht
5 aufgebracht und strukturiert wird.
Über der Aluminiumschicht liegt eine Zwischenschicht 6 aus
Si3N4, über der mittels eines Haftvermittlers 10 eine Schicht
aus organischem Negativ-Fotolack 7 als äußere Abschlußschicht liegt.
Um den pn-Übergang, der an den Grenzen zwischen den Schichten 1 und
2 gebildet wird, als Ätzstop verwenden zu können, wird eine Spannung
in Sperrichtung zwischen einer Elektrode 11 im Ätzmedium 14 und
einem Kontakt 16 zur Epitaxie 2 angelegt. Dazu ist in die Schichten
6, 10, 7 ein Fenster 17 bis zur Aluminiumschicht 5 eingebracht.
Das Anlegen einer Spannung ist beim Verwenden einer p+-Schicht als
Ätzstop nicht notwendig, da die Ätzrate des Siliziums bei Erreichen
einer Zone veränderter Dotierung in Folge veränderter elektro
chemischer Potentiale an der Kristalloberfläche stark absinkt.
Die Schichtdicke der Fotolackschicht 7 liegt bevorzugt zwischen 0,5
und 50 µm. Der Fotolack ist in an sich bekannten Schleuderverfah
ren, Siebdruckverfahren oder Tauchverfahren aufgebracht. Die
Fotolackschicht wird nach dem Aufbringen bei Temperaturen zwischen
20°C und 300°C in einem Umluftofen oder auf einer Heizplatte
getrocknet und gehärtet.
Als Haftvermittler 10 werden HMDS (Hexamethyldisilazan) oder Silan
verbindungen, wie beispielsweise Amminopropyltriethoxysilan verwen
det. Die dielektrische Schicht 6 aus Si3N4 bedeckt mit einer
Schichtdicke im Bereich von 0,01 bis 3 µm ganzflächig die Platte.
Das Fenster 17 zur Öffnung der Kontakte für den pn-Ätzstop ist mit
Hilfe eines lithographischen Prozesses eingebracht.
Die Aluminiumschicht 5 bzw. entsprechende Aluminiumleiterbahnen
haben bevorzugt eine Schichtdicke, von 0,1 bis 4 µm.
Wenn der Ätzvorgang (wie dargestellt) soweit fortgeschritten ist,
daß der pn-Übergang 15 erreicht ist, tritt eine Änderung des Stromes
zwischen der Elektrode 11 und der Epitaxieschicht 2 ein und der
Ätzvorgang wird gestoppt.
Durch die auf der Plattenvorderseite ganzflächig aufgebrachte
Schicht aus Fotolack vom Negativ-Typ wird diese vom Ätzmedium 14
nicht angegriffen.
Folgendes Beispiel eines Versuches soll die Verbesserungen verdeut
lichen, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden:
Zwei Siliziumplatten mit einer 1 µm dicken Aluminiumschicht auf
der Vorderseite werden standardmäßig getempert. Über das Aluminium
wird eine 800 mit dicke Schicht 6 aus PECVD-Si3N4 abgeschieden
und strukturiert, so daß sowohl freie als auch durch die anorga
nische Schicht maskierte Aluminiumstellen verbleiben. Auf eine der
Platten wird mit einer Schichtdicke von 3 µm ein Negativ-Foto
lackfilm aufgeschleudert. Die Trocknung und Härtung des Lacks
erfolgt in einem Konvektionsofen bei 140°C für 60 min. Die so
präparierte Platte wird einem 80°C heißen Ätzmedium (KOH 30%) für 6
Stunden ausgesetzt. Diese Ätzzeit reicht unter den genannten
Bedingungen aus, um ca. 500 µm tief in (100)-Silizium einzuätzen.
Nach dem Ätzprozeß zeigt die Platte mit Negativ-Fotolack-Passivie
rung keinen Defekt im Aluminium, auch nicht in den Bereichen ohne
PECVD-Zwischenschicht. Dagegen zeigt die Platte ohne Negativ-Foto
lack-Passivierung auch mit der PECVD-Zwischenschicht eine erhebliche
Defektdichte. In den Bereichen ohne PECVD-Zwischenschicht ist die
Aluminiumschicht praktisch vollständig weggeätzt.
Das Ätzmedium 14 ist basisch und hat eine Temperatur von typischer
weise 40°C-80°C. Besonders geeignet sind Ätzlösungen, die
Tetraalkylammoniumhydroxid, vorzugsweise Tetramethylammoniumhydroxid
(TMAH) in einer Konzentration zwischen 0,0001 mol und der Löslich
keitsgrenze bei T = 150°C enthalten. Die Ätzmischung kann als
Komplexbildner Fluorverbindungen oder Ammoniumhydroxid in einer
Konzentration von 0,1 ppm bis zur Löslichkeitsgrenze bei T = 150°C,
enthalten. Außerdem kann man der Ätzmischung Inhibitoren in Form von
Alkoholen der Form R-CH2-OH zusetzen, wobei R Alkylgruppen wie zum
Beispiel Methyl-, Ethyl-, Propylgruppen, oder auch Wasserstoff
bezeichnet. Als Inhibitor können aber auch Sauerstoff enthaltende
Oxidationsmittel oder Ammoniumionen zugesetzt werden. Dies geschieht
in Form von Ammoniumsalzverbindungen oder Ammoniumchloriden. Der
Ätzmischung werden auch fluorierte Verbindungen als Netzmittel
zugesetzt.
In Fig. 2 ist die Abhängigkeit der Ätzrate von der Konzentration
des TMAH in Volumenprozent dargestellt, wobei die Ätzmediums
temperatur 80°C beträgt. Die Ätzrate durchläuft ein Maximum bei
etwa 15 Volumenprozent und nimmt nach beiden Seiten stark ab. Bei
Verwendung von 25%-igem TMAH als Ätze wird eine geringe Oberflächen
rauhigkeit bei einer Ätzrate von 30 µm/h erzielt. Fig. 3 zeigt
die Strom/Zeit-Charakteristik während des Ätzens bis zum Ätzstop an
einem pn-Übergang.
Als Ätzmedium diente 20%-iges TMAH bei einer
Temperatur von 80°C. Die angelegte Spannung betrug 1 V. Dabei wurde
eine Ätzrate von 40 µm/h gemessen. Beim Ätzen unter Spannung nimmt
die Rauhigkeit der Ätzfläche ab. Es fällt besonders der geringe
Strom vor dem Ätzstop von nur 0,25 mA auf. Der Ätzstop ist durch den
Strompeak gekennzeichnet.
Claims (28)
1. Verfahren zum anisotropen Ätzen von Siliziumplatten,
insbesondere zur Herstellung von Halbleiterbauelementen als mikro
mechanische Bauelemente durch maskierte anisotrope bzw. von einer
Plattenrückseite her erfolgende Einätzung von Reliefstrukturen, wie
von Gräben, Löchern, Stegen, Zungen oder Membranen in bestimmte
Bereiche jeweils einer einkristallinen Siliziumplatte, wobei die
Siliziumplatte als Substrat aus n-dotiertem oder p-dotiertem
Silizium besteht, mit wenigstens einer an der Plattenvorderseite
befindlichen einkristallinen Siliziumschicht mit gegenüber dem
Substrat unterschiedlicher Dotierung, so daß wenigstens ein Dotie
rungsübergang vorliegt und daß die Plattenvorderseite ganzflächig
mit wenigstens einer Passivierungsschicht überzogen wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht aus einem organischen
Fotolack (7) vom Negativ-Typ auf Polyisopren-Basis besteht.
2. Verfahren nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht
neben der äußeren Schicht (7) aus Fotolack wenigstens eine Haft
vermittlerschicht (10) und/oder wenigstens eine dielektrische orga
nische Zwischenschicht (6), bevorzugt aus SiO2 oder Si3N4,
enthält.
3. Verfahren nach
Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der
Fotolackschicht (7) zwischen 0,5 µm und 50 µm liegt.
4. Verfahren nach
einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Foto
lackschicht (7) im Schleuderverfahren oder im Siebdruckverfahren
oder in einem Tauchverfahren aufgebracht wird.
5. Verfahren nach
einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf
gebrachte Fotolackschicht (7) bei Temperaturen zwischen 20°C bis
300°C getrocknet und gehärtet wird.
6. Verfahren nach
einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
dielektrische Zwischenschicht (6) ganzflächig auf die Siliziumplatte bzw.
eine darauf aufgebrachte Aluminiumschicht (5) aufgebracht ist.
7. Verfahren nach
Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (6) eine
Schichtdicke von 0,01 µm bis 3 µm aufweist.
8. Verfahren nach
Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht
(6) im Niederdruck CVD-Verfahren (LPCVD) oder im plasmaunterstützten
CVD-Verfahren (PECVD) aufgebracht oder als Spin-On-Film abgeschieden
wird.
9. Verfahren nach
einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haft
vermittlungsschicht (10) vor der Beschichtung mit Fotolack (7) in
der flüssigen oder gasförmigen Phase aufgebracht wird und als Haft
vermittler HMDS (Hexamethyldisilazan) und/oder Silanverbindungen wie
Aminopropyltriethoxysilan verwendet werden.
10. Verfahren nach
einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Fotolackschicht (7) in einem lithographischen Verfahren strukturiert
wird, insbesondere zur Öffnung eines Fensters (17) für Kontakte (16) zur
Verwendung für einen Ätzstop.
11. Verfahren nach
einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an
der Plattenrückseite (RS) eine Maskierschichtfolge (8, 9) aus
Si3N4 und/oder SiO2 abgeschieden und strukturiert wird, durch
deren Fensteröffnungen (12) das Ätzmedium (14) eindringt.
12. Verfahren nach
einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als
Ätzmedien (14) Basen wie KOH, NaOH oder NH4OH bei erhöhten
Temperaturen im Bereich von 50°C bis 150°C verwendet werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ätzung mit einer Ätzmischung erfolgt, daß die
Ätzmischung eine wäßrige Lösung von
N-R4-OH oder seine wasserfreie Form enthält, wobei R Alkylgruppen
substituiert und daß in der Ätzmischung ein Komplexbildner, ein
Inhibitor und/oder ein Netzbildner enthalten sind.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Ätzmischung als Aklylgruppen Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Butyl
gruppen eingebaut sind.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß in der Ätzmischung die N-R4-OH-Konzentration
zwischen 0,0001 mol und der Löslichkeitsgrenze bei 150°C liegt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß in der Ätzmischung N-R4-OH in der Form
N-[Ra]m[Rb]4-m-OH vorliegt, wobei Ra eine erste Alklygruppe, Rb
eine zweite Alkylgruppe bezeichnet und m eine ganze Zahl zwischen 1
und 4 ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß in der Ätzmischung Komplexbildner wie zum Beispiel
Fluorverbindungen oder N-H4-OH in einer Konzentration von 0,01 ppm
bis zur Löslichkeitsgrenze bei T = 150°C enthalten sind.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß in der Ätzmischung Inhibitoren zum Beispiel in der
Form von Alkoholen der Form R-CH2-OH enthalten sind, wobei R Alkyl
gruppen wie zum Beispiel Methyl-, Ethyl-, Propylgruppen oder auch
Wasserstoff bezeichnet.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß in der Ätzmischung als Inhibitor ein Sauerstoff ent
haltendes Oxidationsmittel enthalten ist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekenn
zeichnet, daß in der Ätzmischung als Inhibitoren Ammoniumionen
enthaltende Verbindungen oder Ammoniumsalzverbindungen wie zum
Beispiel Ammoniumchloride enthalten sind.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekenn
zeichnet, daß in der Ätzmischung als Netzmittel fluorierte Verbin
dungen enthalten sind.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine einkristalline
Siliziumschicht eine Epitaxieschicht ist mit einer bezüglich dem
Substrat entgegengesetzten Dotierung, so daß wenigstens ein pn- bzw.
np-Übergang zwischen Substrat und Epitaxieschicht vorliegt, daß die
Epitaxieschicht mit einem von außen zugänglichen Epitaxieanschluß
kontaktiert wird, daß während des Ätzprozesses das elektrische
Verhalten an dem wenigstens einen gesperrt gepolten pn- bzw.
np-Übergang über den Epitaxieanschluß erfaßt wird und daß der Ätz
prozeß beim Vorliegen einer Änderung des elektrischen Verhaltens
kontrolliert gestoppt wird.
23. Verfahren nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Kontaktierung des oder des pn- bzw. np-Übergänge (15) Aluminium
leiterbahnen (5) im Schichtdickenbereich, von 0,1 bis 4 µm verwen
det werden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ätzstop durch eine p+-Schicht
gebildet ist.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Restschichtdicke, die zwischen 0,1
und 500 µm liegt, verbleibt.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß an bestimmten Stellen eine maskierte Durchätzung
des Wafers erfolgt, beispielsweise zur Freilegung von Stegen und
Paddeln im Silizium.
27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verfahren auf isotrop oder anisotrop vorge
ätzte Siliziumscheiben angewendet wird.
28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verfahren auf Siliziumscheiben angewendet
wird, die bereits mikroelektronische Bauelemente enthalten, bzw. in
die nachfolgend mikroelektronische Bauelemente integriert werden.
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