DE68924140T2 - Adhäsionsschicht für auf Platin basierende Sensoren. - Google Patents

Adhäsionsschicht für auf Platin basierende Sensoren.

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Description

  • Das Gebiet dieser Erfindung bezieht sich auf Luftgeschwindigkeits- oder Flußsensoren, insbesondere auf den allgemein als Mikrobrücken-Luftmassenfluß (MAF)-Sensor bezeichneten Typ, wie er typischerweise durch Einrichtungen vorgegeben ist, die in solchen Patenten wie 4.472.239; 4.478.076; 4.478.077; 4.501.144; 4.548.078; 4.566.320; 4.581.928; 4.624.137; 4.651.564; und 4.696.188 gezeigt ist, die alle der gleichen Anmelderin wie der vorliegenden Erfindung zugeordnet sind.
  • In Mikrobrücken-Sensoren müssen dünne Platinfilme mit einer bevorzugten Dicke von 1000 Angström fest mit einem atomisch glatten Siliziumnitridsubstrat mit einer typischen Dicke von 5000 Angström auf einer polierten Silizium-Schichtoberfläche befestigt werden. Ohne eine Zwischen-Klebeschicht zwischen dem Nitrid und dem Platin ist die Befestigung schwach und kann einer Aushärte- Temperaturbeanspruchung von 600ºC oder mehr nicht widerstehen, die erforderlich ist, um dem Platin eine stabile elektrische Charakteristik zu geben.
  • Metall-Klebeschichten sind nicht befriedigend, da, obgleich einige Metalle befriedigend sowohl an Nitrid als auch an Platin kleben, alle geeigneten brechenden Metalle, die untersucht worden sind (einschließlich Chrom, Titan, Wolfram, Nickel, Eisen und Tantal), in das Platin während der Aushärtung diffundieren und nachteilig seine elektrischen Eigenschaften durch Erhöhung seines Widerstandes und durch Verminderung seines Temperaturkoeffizienten verändern. Die Erfindung spezifiziert die Verwendung und die Eigenschaft einer Klasse von brechenden Metalloxydschichten, die nicht die Nachteile von Metall- oder Metallegierungschichten aufweisen.
  • Die Fließsensoren dieses Standes der Technik umfassen allgemein ein Paar von Dünnfilm-Heizsensoren und einen Dünnfilmheizer. Die Fließsensoren umfassen ferner einen Halbleiterkörper mit einer Ausnehmung darin und eine Struktur, die den Heizer und die Sensoren mit dem Körper verbindet und die Ausnehmung überbrückt, so daß wenigstens der Hauptteil des Heizers und der Sensoren sich außer Kontakt mit dem Körper befinden. Die Sensoren sind auf gegenüberliegenden Seiten des Heizers angeordnet. Der Heizer wird oberhalb der Umgebungstemperatur sowohl bei Fließ- als auch bei Nicht-Fließbedingungen betrieben. Die Figuren 1 und 2 sind repräsentative Mikrobrücken-MAF-Strukturen des Standes der Technik und der Art, wie sie in dem bereits zuvor erwähnten Patent 4.501.144 offenbart sind. Somit wird dort ein Paar von Dünnfilm- Heizsensoren 22 und 24, ein Dünnfilm-Heizer 26 und eine Halbleitergrundplatte 20 vorzugsweise aus monochristallinem Silizium offenbart, die die Sensoren und den Heizer ohne Kontakt mit der Grundplatte abstützt. Die Sensoren und der Heizer dieser bekannten Vorrichtung werden beschrieben als vorzugsweise aus Nickel/Eisen (Permalloy) hergestellt, und diese Sensor- und Heizergitter sind in einem Dünnfilm aus Dielektrikum eingekapselt, das typischerweise die Schichten 28 und 29, vorzugsweise aus Siliziumnitrid, umfaßt. Ein Luftraum 30, der durch selektives Ätzen einer Ausnehmung in der monochristallinen Siliziumgrundplatte 20 gebildet wird, erlaubt die Umgebung der Elemente 22, 24 und 26 durch die Luft. Nähere Einzelheiten dieser bekannten Figuren ergeben sich durch Bezugnahme auf das Patent 4.501.144.
  • Bei der vorliegenden Erfindung verwendet der MAF-Sensor das Material Platin (in einer bevorzugten Dicke von 1000 Angström oder weniger) bei der Herstellung der Widerstandselemente 22, 24 und 26, obgleich die Erfindung nicht in der Verwendung von Platin an sich besteht. Für bestimmte Anwendungsfälle wird Platin gegenüber Permalloy vorgezogen. Die schwache Haftung von Platin an Siliziumnitrid ist ein ernsthaftes Thema bei diesem Herstellungsprozeß.
  • Die Möglichkeit der Befestigung von Platinfilmen mit verschiedenen auf Oxyden beruhenden Keramiken ist in "Thin Film PRTD platinum thin-film resistors as accurate and stable temperature sensors" (Measurement and Control, Dezember 1982) untersucht worden. Platinfilme mit einer Dicke größer als 4500 Angström sollen an auf Oxyden basierenden Keramiken anhaften, wobei die Haftfähigkeit von der rauhen Oberfläche des Keramiks und von der Gegenwart von geringfügigen Bestandteilen in dem Keramik abhängen soll, welches niemals eine einzige Zusammensetzung aufweist. Diese Rauhigkeit besitzt einen Maßstab von vielen Mikrons bis zu tausendstel eines Zolls und ist nicht geeignet für Filme, beispielsweise im Bereich von 200 bis 3500 Angström, für welche polierte Oberflächen erforderlich sind, die keine Diskontinuitäten aufgrund der Rauhigkeit aufweisen.
  • Ein Ziel dieser Erfindung liegt in der Vorgabe einer atomisch glatten Haftschicht zwischen der metallischen Platin-Sensorschicht und dem Nitridsubstrat, so daß eine Rauhigkeit der Schnittstelle nicht erforderlich ist. Die Schicht dieser Erfindung muß jeweils zwei Anforderungen erfüllen: (1) Sie muß einen starken Kleber mit dem Platin und mit dem Siliziumnitrid bilden, und (2) sie muß physikalisch stabil gegen Diffusion ihrer atomaren Bestandteile oder irgendwelcher Verunreinigungen, die sie enthalten kann, in das Platin sein.
  • Es gibt kein Problem mit der Befestigung der Haftschicht mit dem Nitrid. Wie wir experimentell festgestellt haben, haften viele Nicht-Edelmetall-Oxyde gut an dem Nitridsubstrat. Das durch die Erfindung angesprochene Problem liegt in der zuverlässigen Haftung der Haftschicht an einer Platinschicht oder an anderen Edelmetallschichten ohne Herabminderung der Haftung oder der elektrischen Eigenschaften während der Temperung. Verschiedene metallische Haftschichten sind im Stand der Technik bekannt, wie beispielsweise Cr und Ti:W-Legierung, wobei jedoch diese Materialien vollständig ungeeignet für die Verwendung in dieser Erfindung sind. Metallische Standard-Haftfilme, wie beispielsweise Cr oder Ti:W-Legierung, können mit Platin zusammenwirken und in dieses bei den angehobenen Temperungs-Temperaturen hineindiffundieren, was zu einem Ausfall der Haftung und zu einer ernsthaften Herabminderung der Eigenschaften, wie zum Beispiel des TCR und des Widerstandes, führt. Wenn kein Haftungsförderer verwendet wird, so wird sich eine weitreichende Entbindung, Blasenbildung und/oder Agglomeration während der erforderlichen Temperung mit hoher Temperatur ergeben. Einer der bekannten Mikrostruktur- Gasflußsensoren des Standes der Technik veranschaulicht die Beschränkungen, die der Verwendung eines Standard-Chrom(Cr)-Metallhaftfilmes mit einem Platinsensor zugeordnet sind. Diese bekannte Einrichtung verwendet eine Chrom- Haftschicht von ungefähr 50 Angström unterhalb des Dünnfilm ( 1000 Angström)-Platinwiderstandes. Bei dieser Anordnung werden die Temperungs- Temperaturen notwendigerweise auf weniger als 400ºC gesteuert, um eine Diffusion von Chrom in das Platin zu vermeiden, während das Platin nicht wirksam stabilisiert wird mit einer Temperung von weniger als ungefähr 500ºC. Wenn die Temperungs-Temperaturen 400ºC überschreiten, so findet eine Diffusion zwischen Platin und Chrom statt, welche ernsthaft die Eigenschaften des Platinsensors herabmindert, beispielsweise durch Verminderung des Temperaturkoeffizienten des Widerstandes (TCR) auf weniger als die Hälfte des Wertes, der durch die Verwendung dieser Erfindung erhalten wird.
  • Die DE-A-3 603 757 offenbart einen Filmwiderstand mit einem Siliziumsubstrat, auf dem eine Siliziumoxydschicht oder von nicht-oxydiertem Silizium, und sodann eine gemusterte Titandioxidschicht und eine gemusterte Platinschicht aufgebracht sind. Auf der Platinschicht ist eine Goldschicht gebildet und sodann eine zweite Titandioxidschicht und schließlich eine obere Passivierungsschicht aus Siliziumdioxid. In einer Variation kann die Passivierungsschicht aus Siliziumnitrid hergestellt werden.
  • Die GB-A-2 181 298 offenbart ein Platinwiderstands-Thermometer, bei dem eine Aluminiumoxydschicht mit mehreren tausend Angström auf einem Siliziumsubstrat abgelagert ist, und sodann ein Platinfilm von erneut mehreren tausend Angström. auf der Aluminiumoxydschicht abgelagert ist.
  • Die vorliegende Erfindung gibt eine Dünnfilm-Sensorstruktur mit Platin auf Siliziumnitrid vor, die eine Schicht von Siliziumnitrid, eine Dünnfilmschicht eines Metalloxydes, die auf der Oberfläche der Siliziumnitridoberfläche abgelagert ist, und einen Dünnfilm aus Platin, der auf der Metalloxydschicht abgelagert ist, umfaßt wobei die Struktur dadurch gekennzeichnet ist, daß das Metalloxyd aus der Gruppe ausgewählt ist, die Chromoxyd Cr&sub2;O&sub3;, Tantaloxyd Ta&sub2;O&sub5; und Nickeloxyd NiO umfaßt.
  • Die vorliegende Erfindung gibt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines auf Platin basierenden Sensors auf einer Siliziumnitridbasis vor, wobei das Verfahren umfaßt die Vorgabe einer Siliziumnitridschicht, die Ablagerung einer Dünnfilmschicht aus Metalloxyd auf der Siliziumnitridoberfläche, die Ablagerung eines Dünnfilms aus Platin auf der Metalloxydschicht, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß der Schritt der Schichtablagerung die Ablagerung einer Schicht von Metalloxyd umfaßt, die aus der Gruppe bestehend aus Chromoxyd Cr&sub2;O&sub3;, Tantaloxyd Ta&sub2;O&sub5; und Nickeloxyd NiO ausgewählt ist.
  • Wenigstens eine Metalloxydschicht kann eine Dicke im Bereich von ungefähr 20 bis 100 Angström, vorteilhafterweise von 50 Angström, aufweisen.
  • Die Haftschicht muß rein in bezug auf metallische Verunreinigungen oder Überschüsse des Hauptmetalles sein. Dies verhindert eine Diffusion von Metallatomen aus der Haftschicht in das Platin. Diese Stabilität ist besonders wichtig für Filme mit einer typischen Dicke von 1000 Angström, da eine spezifizierte Menge von Verunreinigungsatomen nachteilige elektrische Effekte nach der Temperung aufweisen wird, die in umgekehrtem Verhältnis zu der Dicke des Platinfilmes stehen. Die Oxyd-Haftschicht muß stabil sein und muß noch Oberflächenatome besitzen, die gut an den Platinatomen kleben. Nicht alle stabilen Oxydschichten haften jedoch gut. Die Sauerstoff-Oberflächenatome haften nicht gut, da Platinoxyd schwach haftet und sich bei Temperaturen der Temperung zersetzt. Daher ist es die metallische Komponente des Oxydes, die die starke Haftung bilden muß. Wir haben Siliziumdioxid ausprobiert und man kann erwarten, daß SiO&sub2; ein guter Kandidat für eine Haftschicht ist, da einige Platin/Siliziumverbindungen stabil oberhalb der Temperungs-Temperaturen sind (PtSi ist stabil bis 11.000ºC), wobei jedoch SiO&sub2; nicht befriedigend ist. Si ist kein Metall, und bei Abwesenheit der tatsächlichen Silizidkomponente ist die Pt/Si- Verbindung nicht von vergleichbarer Stärke mit einer Metall/Pt-Verbindung eines allgemeineren Typs.
  • Der gemeinsame Faktor, der auch den befriedigenden, bevorzugten Metalloxyd- Haftschichttypen gemeinsam ist, ist der, daß die Metalloxyde recht hitzebeständig sind. Daß dieser Faktor ein Erfordernis für eine erfolgreiche Haftschicht dieser Erfindung sein kann, wird durch das Argument gestützt, daß das Oxyd stabil gegen Zersetzung sein muß, welche Metallatome freisetzen könnte, die das Platin verunreinigen. Wir haben nicht alle verfügbaren Metalloxyde überprüft. Die folgende Tabelle listet jedoch die Schmelzpunkte der hitzebeständigen Metalloxyde auf, von denen wir herausgefunden haben, daß sie Haftschichten bilden, welche streng an dem Platin kleben und dieses nicht verunreinigen. Es ist wert, festzustellen, daß alle diese Oxyde durch ein reaktives Sputterverfahren mit einem geeigneten Sauerstoff-Partialdruck abgelagert werden können, um sicherzustellen, daß keine überschüssigen Metallatome vorliegen, die in das Platin diffundieren können und dieses verschmutzen können. Metall/Oxyd Schmelzpunkt (ºC)
  • Bei dieser Erfindung verbessert die Verwendung einer dünnen Metalloxyd- Zwischenschicht, d. h. Chromoxyd (Cr&sub2;O&sub3;), Aluminiumoxyd (Al&sub2;O&sub3;), Tantaloxyd (Ta&sub2;O&sub5;), Nickeloxyd (Ni&sub2;O&sub3;), beträchtlich die Haftung der Platin-Sensorfilme auf Siliziumnitrid. Der Einschluß dieser Haftschicht bringt ferner die Bildung von strukturellen Defekten und von Sensor-Widerstandsänderungen auf ein Minimum, was andernfalls angetroffen wird.
  • Ein Verfahren zur Herstellung solcher Oxydfilme macht Gebrauch von der Elektronenstrahlverdampfung des Oxyds unter Hochvakuumbedingungen. Wir haben auf diese Weise befriedigende Al&sub2;O&sub3;-Haftschichten hergestellt. Dieses Verfahren erzeugt befriedigende Haftschichten, vorausgesetzt, daß Schritte unternommen werden, um eine korrekte Stoichiometrie der Metalloxyde sicherzustellen. Dies ist erforderlich, um eine Verunreinigung des Platins durch überschüssiges Metall zu verhindern, das aus der Haftschicht auswandert. Bei der Verwendung der Elektronenstrahlverdampfung ist es allgemein leichter, eine hohe Reinheit der abgelagerten Filme gegenüber dem Sputterverfahren aufrecht zu erhalten. Die Reinheit kann ein wichtiger Gesichtspunkt sein, wenn versucht wird, reproduzierbar einen hohen Temperatur-Widerstandskoeffizienten zu erhalten.
  • Ein alternatives Verfahren ist die Gasentladungs-Sputterablagerung mit einer Sauerstoffkomponente in dem Entladungsgas. Mit einem ausreichenden Überschuß an Sauerstoff wird die vollständige Oxydierung der Haftschicht sichergestellt. Die folgende Sensorschicht-Bearbeitungsfolge unter Verwendung der Sputterablagerung ist eine, die bei der Herstellung von Pt-Sensoren mit einer beträchtlich verbesserten Haftstabilität verwendet werden kann.
  • (1. ANFÄNGLlCHE VORRlCHTUNGS-BEARBElTUNGSSCHRITTE)
  • 2. SENSORSCHICHT-BEARBEITUNGSSCHRlTTE--
  • -- REINIGUNG VOR ABLAGERUNG
  • -- LADEN DES SPUTTERSYSTEMS UND HERUNTERPUMPEN AUF HOCHVAKUUM/GERINGEN RESTGASPEGEL
  • -- REINIGUNG DURCH SPUTTERÄTZEN
  • -- REAKTIVES SPUTTERN DER METALLOXYD-HAFTSCHICHT/ 50 Å
  • -- TEMPERUNG BEI 700ºC
  • -- SPUTTERN VON 1000 Å Pt
  • -- REAKTIVES SPUTTERN VON METALLOXYD-HAFTSCHICHT/ 50 Å
  • -- PHOTOLITHOGRAPHISCHES MUSTER - IONENFRÄSEN VON OXYD/Pt/OXYD-SENSORSTAPEL
  • -- PHOTORESIST-ENTFERNUNGSFOLGE
  • (3. ZWISCHEN- UND ENDGÜLTIGE VORRICHTUNGS- BEARBEITUNGSSCHRITTE)
  • Die Beispiele, auf die in dieser Offenbarung Bezug genommen wird, beschreiben ein HF-Sputterverfahren als ein Verfahren, das für die Ablagerung der Oxyd- Haftschichten und der Pt-Sensorfilme verwendet wird.
  • Den meisten Sputterverfahren ist die Fähigkeit der Rücksputtering eigen, bzw. der Sputterätzung der Substrate, um Oberflächenverunreinigungen und/oder eine dünne Substrat-Oberflächenschicht (< 100 Å) zu entfernen, um ein reines Basismaterial für die nachfolgenden Ablagerungen vorzugeben.
  • Diese Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf den engen Bearbeitungsbereich der Sputterverfahren. Elektronenstrahlverdampfung, Ionenstrahlablagerung usw. können als Verfahren verwendet werden, um die Oxyd-Haftschichten und die Pt- Sensorfilme abzulagern, die bei der Herstellung der auf Pt-basierenden Sensoreinrichtungen benötigt werden. Substrat-Reinigungstechniken an Ort und Stelle können ebenfalls an diese anderen Verfahren angepaßt werden, um eine reine Substratoberfläche für die nachfolgenden Ablagerungen vorzugeben.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Figuren 1 und 2 offenbaren eine bekannte Mikrobrückenanordnung zur Erfassung des Luftmassenflusses.
  • Figur 3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils der Struktur gemäß der Erfindung, die ein Chromoxyd-Ausführungsbeispiel der Haftschicht zeigt.
  • Figur 4 veranschaulicht den Schichtwiderstand über der Temperungs- Temperatur.
    • Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles
  • Die Randhaftung von Platin auf Siliziumnitrid ist ein ernsthaftes Problem bei der Herstellung von Sensoren basierend auf Platin. Hochtemperatur-Temperungen, d.h. 500-1000ºC, sind erforderlich, um die Eigenschaften und die Stabilität zu bilden, die für eine effektive Leistung der Vorrichtung erforderlich sind. Das notwendige Temperungsverfahren betont jedoch das Problem der bereits schlechten Haftung von Platin auf Siliziumnitrid. Diese Temperungen sind erforderlich, um die Empfindlichkeit, Stabilität und Zuverlässigkeit der Vorrichtung zu entwickeln, die erforderlich sind, um die Spezifikationen der Vorrichtung zu erfüllen.
  • Die Verwendung einer dünnen, nicht-reaktiven Metalloxyd-Haftschicht (wie beispielsweise Cr&sub2;O&sub3;, Ta&sub2;O&sub5;, Ni&sub2;O&sub3;) im Dickenbereich von 20 bis 100 Angström ist sehr wirksam bei der Verbesserung und Aufrechterhaltung der Haftung zwischen Platin und Siliziumnitrid. Diese Haftung wird beibehalten bei den Temperungen mit hoher Temperatur. Darüber hinaus minimiert der Einschluß der dünnen Oxyd- Haftschicht beträchtlich die Bildung von strukturellen Defekten und führt zu einer erheblich verbesserten Gleichförmigkeit und Steuerung der Eigenschaften des Platinsensor/Heizwiderstandes.
  • Die Oxyd-Haftschicht reagiert nicht mit Platin, um nachteilig den Temperaturkoeffizienten des Widerstandes (TCR) zu beeinflussen oder unerwünschte Widerstandsänderungen hervorzurufen. Somit verbessert die Verwendung der Oxyd-Haftschicht bei der Herstellung des Platinsensors beträchtlich die Zuverlässigkeit.
  • Gemäß Figur 3 ist ein Siliziumsubstrat 40 dargestellt, das auf seiner Oberfläche 41 einen Dünnfilm aus Siliziumnitrid 42 aufweist. Die Siliziumnitridschicht kann beispielsweise in der Größenordnung einer Dicke von 5000 Angström liegen. Abgelagert auf der Oberfläche 43 des Siliziumnitrids ist eine sehr dünne Schicht (20-100 Angström) aus nicht-reaktivem Metalloxyd 44. Chrom- (oder chromisches)-Oxyd (Cr&sub2;O&sub3;) ist eines von vielen wirksamen Ausführungsbeispielen für die Metalloxyd-Haftschicht. Die dünne Schicht von Platin 45 wird sodann über der Cr&sub2;O&sub3;-Haftschicht abgelagert. Diese Schicht 45 kann typischerweise in der Größenordnung einer Dicke von 1000 Angström liegen, wobei jedoch die Dicke weitgehend in Abhängigkeit von dem Modell variiert werden kann. Eine Cr&sub2;O&sub3;- Oberflächenhaftschicht 46 wird ebenfalls verwendet, um die Haftung zwischen der Platinschicht 45 und der einschließenden Siliziumnitridschicht 47 zu verbessern. Der Einschluß eines dünnen Oxydfilms ist nicht nur ein wirksamer Haftungsförderer für Platin auf Siliziumnitrid, sondern minimiert ebenfalls die Bildung von strukturellen Defekten und den sich ergebenden ungleichförmigen Widerstand, der bei reinen Platinfilmen (d.h. ohne Haftschicht) bei angehobenen Temperaturen (500-700ºC) beobachtet wird. Ferner gibt es keine offensichtlichen Reaktionen zwischen der Metalloxyd-Haftschicht und dem Platin, und der TCR und der Widerstand werden nicht nachteilig beeinflußt, wie dies der Fall ist, wenn Atome von Metall-Haftschichten in den Platinfilm eindiffundieren.
  • Es wird erwartet, daß die Dicke der Haftschicht nicht ihre Hafteigenschaften beeinflußt, wenn die Dicke einmal einen kritischen Wert überschreitet, der erforderlich ist, um vollständig das Siliziumnitridsubstrat abzudecken. Bei ausgedehnten Experimenten mit Chromoxyd-Haftschichten haben wir gefunden, daß die kritische minimale Dicke für eine gute Haftung bei ungefähr 20 Angström liegt, mit einer bevorzugten Dicke bei ungefähr 50 Angström. Die Dicke von 50 Angström, obgleich bevorzugt, ist in keinerlei Weise eine Einschränkung der Dicke, da andere Dicken ebenfalls gut arbeiten. Wir haben den Einfluß der Dicke nicht für Nickeloxyd oder Tantaloxyd definiert, aber die anfänglichen Experimente mit beiden Oxyden haben eine Haftung mit sehr guter Qualität ergeben, sowie elektrische Charakteristiken des Platins sogar für Temperungen bis zu einer Höhe von 950ºC mit den bevorzugten Haftschichten mit einer Dicke von 50 Angström.
  • Bei der Ablagerung der Metalloxyd-Haftschichten werden die Oxyde reaktiv im statischen Modus von einem Metalltarget abgespalten. Die Sauerstoffkonzentration wird mehr als hoch genug gehalten, um zu einer vollen Reaktion des Materials zu führen.
  • Oxyde von Chrom, Tantal und Nickel wurden als die Haftung verbessernde Schichten für Platin ausgewertet. Alle bislang ausgewerteten Oxydfilme haben wirksam die Haftung auf Platin verbessert und erlauben eine Stabilisation und eine Entwicklung von Eigenschaften bei Temperungen mit angehobenen Temperaturen ohne störende chemische Reaktionen und ohne die Bildung von Defekten, Entbindungen und ungesteuerten Widerstandsverschiebungen, die bei getemperten Filmen mit Platin allein vorliegen.
  • In Figur 4 ist graphisch eine Aufzeichnung des gemessenen Blattwiderstandes über der Temperungs-Temperatur für Platinfilme mit 1000 Angström sowohl mit als auch ohne Metalloxyd-Haftschicht zwischen dem Si&sub3;N&sub4;- und dem Platin-Film dargestellt. Drei Kurven sind in dieser Darstellung gezeigt, wobei die Kurve A die Ergebnisse repräsentiert, wenn Platin direkt auf dem Siliziumnitrid ohne Haftschicht niedergeschlagen wird. Die Kurve P repräsentiert die Ergebnisse, wenn eine Haftschicht aus Tantaloxyd verwendert wird, und die Kurve C zeigt die Ergebnisse, wenn eine Haftschicht aus Nickeloxyd verwendet wird. Es ist ersichtlich, daß die Kurven eng zueinander verlaufen bei niedrigen Temperungs- Temperaturen von bis zu 450ºC. Oberhalb dieser Temperatur besitzt die Kurve A eine Diskontinuität und bricht scharf nach oben aus, wobei Defekte und Entbindungen des Platins auftreten. Eine erfolgreiche Temperung des Platins mit den Tantaloxyd- und mit den Nickeloxyd-Haftschichten wurde ausgeführt bis zu 950ºC.

Claims (10)

1. Dünnfilm-Sensorstruktur mit Platin auf Siliziumnitrid umfassend eine Schicht aus Siliziumnitrid (42), eine Dünnfilmschicht (44) aus Metalloxyd, die auf der Oberfläche des Siliziumnitrids abgelagert ist, und einen Dünnfilrn (45) aus Platin, der auf der Metalloxydschicht abgelagert ist, wobei die Struktur dadurch gekennzeichnet ist, daß das Metalloxyd aus der Gruppe ausgewählt ist, die Chromoxyd Cr&sub2;O&sub3;, Tantaloxyd Ta&sub2;O&sub5; und Nickeloxyd NiO umfaßt.
2. Struktur nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
ein Substrat aus Silizium (40), auf dem die Schicht aus Siiiziumnitrid abgelagert ist;
eine zweite Dünnfllmschicht aus Metalloxyd (46) über dem Platin; und
eine passivierende Siliziumnitridschicht (42) über der zweiten Metalloxydschicht und der Platinschicht.
3. Struktur nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Metalloxydschicht eine Dicke im Bereich von 20 bis 100 Angström aufweist.
4. Struktur nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Metalloxydschicht eine Dicke in der Größenordnung von 50 Angström aufweist.
5. Struktur nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnfilmschicht(en) von Metalloxyd und Platin Zerstäubungsablagerungen sind.
6. Verfahren zur Herstellung eines auf Platin basierenden Sensors auf einer Siliziumnitridbasis, wobei das Verfahren umfaßt:
Vorgabe einer Siliziumnitridschicht (42),
Ablagerung einer Dünnfilmschicht (44) aus Metalloxyd auf der Siliziumnitridoberfläche,
Ablagerung eines Dünnfilms (45) aus Platin auf der Metalloxydschicht, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß der Schritt der Schichtablagerung die Ablagerung einer Schicht von Metalloxyd umfaßt, die aus der Gruppe, bestehend aus Chromoxyd Cr&sub2;O&sub3;, Tantaloxyd Ta&sub2;O&sub5; und Nickeloxyd NiO, ausgewählt ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Vorgabe eines Substrats aus Silizium (4), auf der die Schicht aus Siliziumnitrid (42) abgelagert ist, die Ablagerung einer zweiten Dünnfilmschicht (46) aus Metalloxyd über dem Platin und die Ablagerung einer passivierenden Siliziumnitridschicht (47) über der zweiten Metalloxydschicht und der Platinschicht.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) Schritt(e) der Ablagerung von Metalloxyd und von Platin durch Zerstäubungsablagerung erfolgt.
9. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablagerung von wenigstens einer Metalloxydschicht bis zu einer Dicke im Bereich von ungefähr 20 bis 100 Angström erfolgt.
10. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch dadurch gekennzeichnet, daß die Ablagerung von wenigstens einer Metalloxydschicht bis zu einer Dicke in der Größenordnung von 50 Angström erfolgt.
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