JP2001116617A - 薄膜型装置及びその製造方法 - Google Patents

薄膜型装置及びその製造方法

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JP2001116617A JP29266099A JP29266099A JP2001116617A JP 2001116617 A JP2001116617 A JP 2001116617A JP 29266099 A JP29266099 A JP 29266099A JP 29266099 A JP29266099 A JP 29266099A JP 2001116617 A JP2001116617 A JP 2001116617A
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Shiyu Chin
志雄 沈
Chunan Chin
忠男 陳
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フローティング領域の面積を増加できフロー
ティング領域と基材の粘着を発生しない薄膜型装置及び
その製造方法の提供。 【解決手段】 基材の上表面に底層を形成した後、まず
底層に第1エッチングウインドウを開設し、並びに犠牲
層を形成して第1エッチングウインドウに充填し、続い
て構造層を犠牲層の表面を被覆するように形成し、並び
に構造層に第2エッチングウインドウを開設する。最後
に第2エッチングウインドウを透過して犠牲層と基材に
エッチングを進行して第2エッチングウインドウを第1
エッチングウインドウに連通させ、並びに基材内に深く
進入する一つのピットを形成することにより、構造層に
ピット上方において一つのフローティング領域を形成し
てフローティング領域と基材との間を隔離する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一種の薄膜型装置及
びその製造方法に係り、特に犠牲層を採用して製造した
薄膜型装置とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】薄膜型装置、例えばサーモパイル素子、
ボロメータ(Bolometer)、圧力検出器、流量
計及びガス検出器等の製造方法は、大きく正面エッチン
グプロセスと背面エッチングプロセスに分けられ、後者
の欠点は、特殊な整合露光装置を必要とすることにあ
る。周知の前者による薄膜型装置製造工程は、図1に示
されるとおりであり、まず、一つの基材12の上表面に
順に、底層13と構造層14を形成し、続いて一つのエ
ッチングウインドウ16を構造層14と底層13を貫通
するように形成し、それにより基材12の表面の一部を
露出させ、その後、さらにこのエッチングウインドウ1
6を透過して基材12に対して異方性エッチングを進行
し、基材12にピット(pit)18を形成し、底層1
3と構造層14において基材12から隔離されたフロー
ティング領域19を形成する。
【0003】しかし、このような製造方法により得られ
るフローティング領域19の使用可能な面積率は小さ
く、ゆえにこの点を改善すべく、図2に示されるように
もう一つの周知の技術が提供されている。それによる
と、基材22の上表面に底層23を形成した後に、底層
23の表面に一つの犠牲層24を形成し、その後、さら
に構造層26を犠牲層24の表面を被覆するよう形成
し、続いて構造層26にエッチングウインドウ28を開
設し、並びにエッチング鵜引導28を透過して犠牲層2
4をエッチングして除去し、構造層26と底層23の間
にギャップ29を形成し、これにより構造層26にフロ
ーティング領域262を形成して底層23との間を隔離
している。
【0004】このような製造方法により得られるフロー
ティング領域262の面積は比較的大きいが、しかし構
造層26の下垂によりフローティング領域262と底層
23の粘着(sticking)が発生した。
【0005】このため周知の薄膜型装置の製造方法には
さらに改良の必要があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主要な目的は
フローティング領域の面積を増加できる一種の薄膜型装
置及びその製造方法を提供することにある。
【0007】本発明のもう一つの目的は、フローティン
グ領域と底層の粘着の問題を有さず製品の信頼度を高め
ることができる一種の薄膜型装置及びその製造方法を提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、一つ
の上表面を具えた基材、該基材の上表面より該基材内に
深く進入するピット、該基材の上表面に形成された底
層、該底層の上に形成されて一部が該ピットの上方にフ
ローティングする構造層とされ、該底層の一部が該構造
層のフローティング領域の下方に接合して一つの補強構
造を形成し、該補強構造の面積が該フローティング領域
の面積より小さいか或いは大きい、上記構造層、該底層
及び該構造層を貫通して該ピットに連通するエッチング
ウインドウ、以上を具備することを特徴とする、薄膜型
装置としている。請求項2の発明は、前記基材がシリコ
ンとされたことを特徴とする、請求項1に記載の薄膜型
装置としている。請求項3の発明は、前記構造層がサー
モパイル素子、ボロメータ(Bolometer)素
子、圧力検出素子、流量検出素子、ガス検出素子或いは
電子デバイスを具備することを特徴とする、請求項1に
記載の薄膜型装置としている。請求項4の発明は、前記
構造層が一層或いは多層の誘電材料、半導体材料、金属
材料、金属酸化物、金属窒化物或いは金属けい化物を具
備したことを特徴とする、請求項1に記載の薄膜型装置
としている。請求項5の発明は、前記底層がサーモパイ
ル素子、ボロメータ(Bolometer)素子、圧力
検出素子、流量検出素子、ガス検出素子或いは電子デバ
イスを具備することを特徴とする、請求項1に記載の薄
膜型装置としている。請求項6の発明は、前記底層が一
層或いは多層の誘電材料、半導体材料、金属材料、金属
酸化物、金属窒化物或いは金属けい化物を具備したこと
を特徴とする、請求項1に記載の薄膜型装置としてい
る。請求項7の発明は、基材、該基材の上表面に形成さ
れ第1エッチングウインドウが開設された底層、該第1
エッチングウインドウより該基材内に深く進入するピッ
ト、該底層の上に形成されて一部が該ピットの上方にフ
ローティングする構造層とされ、該フローティング領域
の下表面が該ピットに隣接して該底層及び該基材との間
に隔離が形成された、上記構造層、該構造層を貫通して
該ピットに連通する第2エッチングウインドウ、以上を
具備することを特徴とする、薄膜型装置としている。請
求項8の発明は、前記基材がシリコンとされたことを特
徴とする、請求項7に記載の薄膜型装置としている。請
求項9の発明は、前記構造層がサーモパイル素子、ボロ
メータ(Bolometer)素子、圧力検出素子、流
量検出素子、ガス検出素子或いは電子デバイスを具備す
ることを特徴とする、請求項7に記載の薄膜型装置とし
ている。請求項10の発明は、前記構造層が一層或いは
多層の誘電材料、半導体材料、金属材料、金属酸化物、
金属窒化物或いは金属けい化物を具備したことを特徴と
する、請求項7に記載の薄膜型装置としている。請求項
11の発明は、前記底層がサーモパイル素子、ボロメー
タ(Bolometer)素子、圧力検出素子、流量検
出素子、ガス検出素子或いは電子デバイスを具備するこ
とを特徴とする、請求項7に記載の薄膜型装置としてい
る。請求項12の発明は、前記底層が一層或いは多層の
誘電材料、半導体材料、金属材料、金属酸化物、金属窒
化物或いは金属けい化物を具備したことを特徴とする、
請求項7に記載の薄膜型装置としている。請求項13の
発明は、薄膜型装置の製造方法であって、基材を提供す
るステップ、該基材の上表面に底層を形成するステッ
プ、該底層に第1エッチングウインドウを開設するステ
ップ、犠牲層を形成して該第1エッチングウインドウに
充填するステップ、構造層を該底層と該犠牲層の表面に
形成するステップ、該構造層に第2エッチングウインド
ウを開設して該犠牲層の一部を露出させるステップ、該
第2エッチングウインドウを透過して該犠牲層と該基材
に対してエッチングを進行するステップ、以上のステッ
プを具備することを特徴とする薄膜型装置の製造方法と
している。請求項14の発明は、薄膜型装置の製造方法
であって、基材を提供するステップ、該基材の上表面に
底層を形成するステップ、該底層に第1エッチングウイ
ンドウを開設して該底層に該第1エッチングウインドウ
により画定された少なくとも一つの保留領域を形成する
ステップ、犠牲層を形成して該第1エッチングウインド
ウに充填するステップ、構造層を該犠牲層と該保留領域
の表面に形成するステップ、該構造層に第2エッチング
ウインドウを開設して該犠牲層の一部を露出させるステ
ップ、該第2エッチングウインドウを透過して該犠牲層
と該基材に対してエッチングを進行するステップ、以上
のステップを具備することを特徴とする薄膜型装置の製
造方法としている。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明によると、基材の上表面に
底層を形成した後、まず底層に第1エッチングウインド
ウを開設し、並びに犠牲層を形成して第1エッチングウ
インドウに充填し、続いて構造層を犠牲層の表面を被覆
するように形成し、並びに構造層に第2エッチングウイ
ンドウを開設する。最後に第2エッチングウインドウを
透過して犠牲層と基材にエッチングを進行して第2エッ
チングウインドウを第1エッチングウインドウに連通さ
せ、並びに基材内に深く進入する一つのピットを形成す
ることにより、構造層にピット上方において一つのフロ
ーティング領域を形成してフローティング領域と基材と
の間を隔離する。
【0010】
【実施例】図3は本発明の一つの実施例の工程フローを
示す。まず、基材32の上表面に底層33を形成する。
続いて底層33に第1エッチングウインドウ34を開設
し、並びに犠牲層36、例えば多結晶シリコン或いは酸
化シリコンを形成して第1エッチングウインドウ34に
充填する。犠牲層36の形成完成後に、構造層37を形
成してその表面を被覆し、並びに構造層37に第2エッ
チングウインドウ38を開設して犠牲層36の表面の一
部を露出させる。そのうち、底層33と構造層37は単
層或いは多層材料で組成され、例えば誘電材料、半導体
材料、金属材料、金属酸化物、金属窒化物、或いは金属
けい化物とされ、その内に電子素子、例えばサーモパイ
ル素子、ボロメータ(Bolometer)、圧力検出
器、流量計及びガス検出器或いは電子デバイスを有す
る。その後、第2エッチングウインドウ38を透過して
犠牲層36と基材32に対してエッチングを進行し、一
つのピット39を形成し、第1エッチングウインドウ3
6を深く基材32中に進入させ、並びに第2エッチング
ウインドウ38をピット39と連通させ、これにより構
造層37にピット39の上方においてフローティング領
域372を形成させ、且つフローティング領域372の
下表面をピット39に隣接させ、両者間にその他の界面
を存在させず、即ちフローティング領域372と底層3
3及び基材32の間にいずれも隔離を形成する。
【0011】図3に示される工程フローにより製造した
薄膜型装置は十分に大きな面積のフローティング領域3
72を獲得できる。フローティング領域372の下方に
底層33が存在せず、且つピット39がフローティング
領域372と基材32の間に適宜高さを持たせるため
に、フローティング領域372が底層33或いは基材3
2と粘着せず、薄膜型装置の信頼度を高めることができ
る。
【0012】図4は本発明のもう一つの実施例の工程フ
ローを示す。それと図3に示される工程フローはほぼ同
じである。まず基材42の表面に底層43を形成し、並
びに底層43に第1エッチングウインドウ44を開設し
て、底層43に第1エッチングウインドウ44により画
定された保留領域432を形成する。続いて犠牲層46
を形成して第1エッチングウインドウ44に充填し、さ
らに犠牲層46及び保留領域432の表面に構造層47
を形成し、並びに構造層47に第2エッチングウインド
ウ48を開設し、第2エッチングウインドウ48を透過
して犠牲層46及び基材42に対してエッチングを進行
し、基材42に基材42の表面から基材42に深く進入
する一つのピット49を形成して第2エッチングウイン
ドウ48に底層43を貫通させてピット49に連通さ
せ、構造層47にフローティング領域472を形成さ
せ、且つフローティング領域472の下表面に保留領域
432を貼付させる。そのうち、保留領域432の形成
によりフローティング領域472に十分な応力補償が提
供され、保留領域432の面積はフローティング領域4
72の面積より小さいか或いは大きく、フローティング
領域472の破裂を防止する作用を提供する。
【0013】異なる実施例において、基材、底層或いは
構造層中に電子回路を製造可能であり、これについては
薄膜型装置に習熟した者が熟知するところであるため、
詳細な説明は行わない。
【0014】以上は本発明の特徴を説明するために例示
された実施例であって、本発明に基づきなしうる細部の
修飾或いは改変であって本発明と同じ効果を達成しうる
ものはいずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【0015】
【発明の効果】本発明の薄膜型装置及びその製造方法
は、フローティング領域の面積を増加でき、また、周知
の技術におけるフローティング領域と底層の粘着の問題
を有さず薄膜型装置の信頼度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】周知の正面エッチング工程による薄膜型装置製
造フロー表示図である。
【図2】周知の犠牲層を採用した薄膜型装置製造フロー
表示図である。
【図3】本発明の製造方法の一つの実施例の工程フロー
表示図である。
【図4】本発明の製造方法のもう一つの実施例の工程フ
ロー表示図である。
【符号の説明】
12 基材 13 底層 14 構造層 16 エッチングウインドウ 18 ピット 19 フローティング領域 22 基材 23 底層 24 犠牲層 26 構造層 262 フローティング領域 28 エッチ
ングウインドウ 29 ギャップ 32 基材 33 底層 34 第1エ
ッチングウインドウ 36 犠牲層 37 構造層 372 フローティング領域 38 第2エ
ッチングウインドウ 39 ピット 42 基材 43 底層 432 保留
領域 44 第1エッチングウインドウ 46 犠牲層 47 構造層 472 フロ
ーティング領域 48 第2エッチングウインドウ 49 ピット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 35/32 H01L 35/32 A 4M112 37/00 37/00 // G01F 1/68 G01F 1/68 Fターム(参考) 2F030 CA10 CH01 CH05 2F035 EA08 2F055 DD05 EE11 GG01 2G046 AA01 BA01 BB04 EA02 EA08 2G065 AB02 BA11 BA12 DA20 4M112 AA01 CA02 DA04

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一つの上表面を具えた基材、 該基材の上表面より該基材内に深く進入するピット、 該基材の上表面に形成された底層、 該底層の上に形成されて一部が該ピットの上方にフロー
    ティングする構造層とされ、該底層の一部が該構造層の
    フローティング領域の下方に接合して一つの補強構造を
    形成し、該補強構造の面積が該フローティング領域の面
    積より小さいか或いは大きい、上記構造層、 該底層及び該構造層を貫通して該ピットに連通するエッ
    チングウインドウ、 以上を具備することを特徴とする、薄膜型装置。
  2. 【請求項2】 前記基材がシリコンとされたことを特徴
    とする、請求項1に記載の薄膜型装置。
  3. 【請求項3】 前記構造層がサーモパイル素子、ボロメ
    ータ(Bolometer)素子、圧力検出素子、流量
    検出素子、ガス検出素子或いは電子デバイスを具備する
    ことを特徴とする、請求項1に記載の薄膜型装置。
  4. 【請求項4】 前記構造層が一層或いは多層の誘電材
    料、半導体材料、金属材料、金属酸化物、金属窒化物或
    いは金属けい化物を具備したことを特徴とする、請求項
    1に記載の薄膜型装置。
  5. 【請求項5】 前記底層がサーモパイル素子、ボロメー
    タ(Bolometer)素子、圧力検出素子、流量検
    出素子、ガス検出素子或いは電子デバイスを具備するこ
    とを特徴とする、請求項1に記載の薄膜型装置。
  6. 【請求項6】 前記底層が一層或いは多層の誘電材料、
    半導体材料、金属材料、金属酸化物、金属窒化物或いは
    金属けい化物を具備したことを特徴とする、請求項1に
    記載の薄膜型装置。
  7. 【請求項7】 基材、 該基材の上表面に形成され第1エッチングウインドウが
    開設された底層、 該第1エッチングウインドウより該基材内に深く進入す
    るピット、 該底層の上に形成されて一部が該ピットの上方にフロー
    ティングする構造層とされ、該フローティング領域の下
    表面が該ピットに隣接して該底層及び該基材との間に隔
    離が形成された、上記構造層、 該構造層を貫通して該ピットに連通する第2エッチング
    ウインドウ、 以上を具備することを特徴とする、薄膜型装置。
  8. 【請求項8】 前記基材がシリコンとされたことを特徴
    とする、請求項7に記載の薄膜型装置。
  9. 【請求項9】 前記構造層がサーモパイル素子、ボロメ
    ータ(Bolometer)素子、圧力検出素子、流量
    検出素子、ガス検出素子或いは電子デバイスを具備する
    ことを特徴とする、請求項7に記載の薄膜型装置。
  10. 【請求項10】 前記構造層が一層或いは多層の誘電材
    料、半導体材料、金属材料、金属酸化物、金属窒化物或
    いは金属けい化物を具備したことを特徴とする、請求項
    7に記載の薄膜型装置。
  11. 【請求項11】 前記底層がサーモパイル素子、ボロメ
    ータ(Bolometer)素子、圧力検出素子、流量
    検出素子、ガス検出素子或いは電子デバイスを具備する
    ことを特徴とする、請求項7に記載の薄膜型装置。
  12. 【請求項12】 前記底層が一層或いは多層の誘電材
    料、半導体材料、金属材料、金属酸化物、金属窒化物或
    いは金属けい化物を具備したことを特徴とする、請求項
    7に記載の薄膜型装置。
  13. 【請求項13】 薄膜型装置の製造方法であって、 基材を提供するステップ、 該基材の上表面に底層を形成するステップ、 該底層に第1エッチングウインドウを開設するステッ
    プ、 犠牲層を形成して該第1エッチングウインドウに充填す
    るステップ、 構造層を該底層と該犠牲層の表面に形成するステップ、 該構造層に第2エッチングウインドウを開設して該犠牲
    層の一部を露出させるステップ、 該第2エッチングウインドウを透過して該犠牲層と該基
    材に対してエッチングを進行するステップ、 以上のステップを具備することを特徴とする薄膜型装置
    の製造方法。
  14. 【請求項14】 薄膜型装置の製造方法であって、 基材を提供するステップ、 該基材の上表面に底層を形成するステップ、 該底層に第1エッチングウインドウを開設して該底層に
    該第1エッチングウインドウにより画定された少なくと
    も一つの保留領域を形成するステップ、 犠牲層を形成して該第1エッチングウインドウに充填す
    るステップ、 構造層を該犠牲層と該保留領域の表面に形成するステッ
    プ、 該構造層に第2エッチングウインドウを開設して該犠牲
    層の一部を露出させるステップ、 該第2エッチングウインドウを透過して該犠牲層と該基
    材に対してエッチングを進行するステップ、 以上のステップを具備することを特徴とする薄膜型装置
    の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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