JP2002176183A - マイクロメカニカルな膜およびその製造方法 - Google Patents
マイクロメカニカルな膜およびその製造方法Info
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0042—Constructional details associated with semiconductive diaphragm sensors, e.g. etching, or constructional details of non-semiconductive diaphragms
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マイクロメカニカルな膜を提供する。
【解決手段】 ａ．Ｐ−基板の片面を膜領域の外側で局
所的にＮ−ドープする工程、ｂ．上記の層上に、先行す
る基板層に相応して中心の膜領域においてＰ−ドープさ
れているＮ−エピタキシャル層を施与する工程、ｃ．第
二のＮ−エピタキシャル層を第一のＮ−エピタキシャル
層に相応して施与する工程、ｄ．第二のＮ−エピタキシ
ャル層を膜領域または付加的な領域においてＰ−ドープ
する工程、ｅ．純粋にＮ−ドープされた膜層をＮ−エピ
タキシャル層上に施与する工程、ｆ．基板の露出面にエ
ッチングマスクを施与する工程により、１つもしくは複
数のＮ−エピタキシャル層がＰ−基板上に配置されてお
り、該エピタキシャル層は膜領域でＰ−ドープされてい
る。 【効果】 正確に成形され、著しく異なった補強部を有
する締込部もしくは膜領域が保証される。
所的にＮ−ドープする工程、ｂ．上記の層上に、先行す
る基板層に相応して中心の膜領域においてＰ−ドープさ
れているＮ−エピタキシャル層を施与する工程、ｃ．第
二のＮ−エピタキシャル層を第一のＮ−エピタキシャル
層に相応して施与する工程、ｄ．第二のＮ−エピタキシ
ャル層を膜領域または付加的な領域においてＰ−ドープ
する工程、ｅ．純粋にＮ−ドープされた膜層をＮ−エピ
タキシャル層上に施与する工程、ｆ．基板の露出面にエ
ッチングマスクを施与する工程により、１つもしくは複
数のＮ−エピタキシャル層がＰ−基板上に配置されてお
り、該エピタキシャル層は膜領域でＰ−ドープされてい
る。 【効果】 正確に成形され、著しく異なった補強部を有
する締込部もしくは膜領域が保証される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、その表面上で部分
的にＮ−ドープされているＰ−基板を有し、その際、最
上層がＮ−エピタキシャル層であるマイクロメカニカル
な膜に関する。
的にＮ−ドープされているＰ−基板を有し、その際、最
上層がＮ−エピタキシャル層であるマイクロメカニカル
な膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロメカニカルな圧力センサでは、
膜はＰＮ−エッチストップを用いた異方性エッチングに
よって定義される。エッチフロントは、Ｐ−ドープされ
た基板とＮ−ドープされた層との間の境界面で止まる。
その際、膜の締込部はエッチングされたキャビティの周
辺部によって定義される。圧力に依存した膜のひずみ
は、膜の表面でピエゾ抵抗性の抵抗変化により測定され
る。抵抗の感度にとって、膜の締込部に対して相対的な
抵抗の位置は重要である。
膜はＰＮ−エッチストップを用いた異方性エッチングに
よって定義される。エッチフロントは、Ｐ−ドープされ
た基板とＮ−ドープされた層との間の境界面で止まる。
その際、膜の締込部はエッチングされたキャビティの周
辺部によって定義される。圧力に依存した膜のひずみ
は、膜の表面でピエゾ抵抗性の抵抗変化により測定され
る。抵抗の感度にとって、膜の締込部に対して相対的な
抵抗の位置は重要である。
【０００３】マイクロメカニカルな膜はすでにＤＥ４３
０９２０７Ａ１号から公知である。これは、ピエゾ抵抗
の圧力センサを有する半導体装置であり、該装置は、導
電性のエピタキシャル層により形成されており、かつ半
導体基板上に反対の導電性を備えた膜を有している。半
導体とは反対側の膜の外面には少なくとも１つのピエゾ
抵抗が設置されており、かつ膜の内面は半導体基板を貫
通する開口部を通じてエッチングされて露出している。
半導体基板とエピタキシャル層との間には環状に構造化
された、導電性の中間層が設置されており、該層は膜の
内面に隣接する開口部の領域に固定されている。この場
合、該中間層は半導体基板と反対の導電性を有してい
る。異なったドーピングによるこの膜は、膜中での厚さ
の違いを限定的に保証するのみであり、これはドーピン
グの侵入深さにより決定されている。さらにここで示し
た膜はエピタキシャル層を１つ有するのみである。
０９２０７Ａ１号から公知である。これは、ピエゾ抵抗
の圧力センサを有する半導体装置であり、該装置は、導
電性のエピタキシャル層により形成されており、かつ半
導体基板上に反対の導電性を備えた膜を有している。半
導体とは反対側の膜の外面には少なくとも１つのピエゾ
抵抗が設置されており、かつ膜の内面は半導体基板を貫
通する開口部を通じてエッチングされて露出している。
半導体基板とエピタキシャル層との間には環状に構造化
された、導電性の中間層が設置されており、該層は膜の
内面に隣接する開口部の領域に固定されている。この場
合、該中間層は半導体基板と反対の導電性を有してい
る。異なったドーピングによるこの膜は、膜中での厚さ
の違いを限定的に保証するのみであり、これはドーピン
グの侵入深さにより決定されている。さらにここで示し
た膜はエピタキシャル層を１つ有するのみである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、正確
に成形され、著しく異なった剛性を有する締込部もしく
は膜領域が保証されているように、マイクロメカニカル
な膜を形成し、かつ配置することである。
に成形され、著しく異なった剛性を有する締込部もしく
は膜領域が保証されているように、マイクロメカニカル
な膜を形成し、かつ配置することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、Ｐ−基板上に１つもしくは複数のＮ−エピタキシャ
ル層が配置されており、該層が膜領域においてＰ−ドー
プされていることによって解決される。このことにより
膜の締込部もしくは張設部が、膜もしくはＰ−ドープさ
れた領域を最終的にエッチングする間に定義されるよう
になり、かつ側面のアンダーエッチングによって定義さ
れなくなる。Ｐ−ドープされた基板内のエッチングの周
辺領域は、付加的に配置されたＮ−エピタキシャル層の
下方に存在し、かつ膜の挙動もしくは締込部に影響を与
えない。膜の締込部の正確な定義は、たとえば圧力セン
サにとって極めて重要である。というのも、圧力に関す
る感度は、締込部（膜の端部）に対して相対的なピエゾ
抵抗の抵抗位置により影響を受けるからである。
り、Ｐ−基板上に１つもしくは複数のＮ−エピタキシャ
ル層が配置されており、該層が膜領域においてＰ−ドー
プされていることによって解決される。このことにより
膜の締込部もしくは張設部が、膜もしくはＰ−ドープさ
れた領域を最終的にエッチングする間に定義されるよう
になり、かつ側面のアンダーエッチングによって定義さ
れなくなる。Ｐ−ドープされた基板内のエッチングの周
辺領域は、付加的に配置されたＮ−エピタキシャル層の
下方に存在し、かつ膜の挙動もしくは締込部に影響を与
えない。膜の締込部の正確な定義は、たとえば圧力セン
サにとって極めて重要である。というのも、圧力に関す
る感度は、締込部（膜の端部）に対して相対的なピエゾ
抵抗の抵抗位置により影響を受けるからである。
【０００６】さらに、Ｎ−エピタキシャル層を堆積する
前に、基板を局所的にＮ−ドープし、かつＮ−エピタキ
シャル層を堆積している間にＮ−ドープし、かつ引き続
き局所的にＰ−ドープするか、または堆積している間に
Ｐ−ドープし、かつ引き続き周辺領域において局所的に
Ｎ−ドープするか、またはエピタキシャル層をドーピン
グしないで堆積させ、かつ引き続き周辺領域に局所的に
Ｎ−ドーピングを、およびエピタキシャル層の中央領域
にＰ−ドーピングを行うことは有利である。このような
ドーピングにより一貫したドーピングが可能であるた
め、個々のＮ−エピタキシャル層が比較的厚くなる。し
かし、ここで示されるＮ−エピタキシャル層の数を変更
することにより、膜の締込部の厚さを明らかにいっそう
厚くすることが可能である。
前に、基板を局所的にＮ−ドープし、かつＮ−エピタキ
シャル層を堆積している間にＮ−ドープし、かつ引き続
き局所的にＰ−ドープするか、または堆積している間に
Ｐ−ドープし、かつ引き続き周辺領域において局所的に
Ｎ−ドープするか、またはエピタキシャル層をドーピン
グしないで堆積させ、かつ引き続き周辺領域に局所的に
Ｎ−ドーピングを、およびエピタキシャル層の中央領域
にＰ−ドーピングを行うことは有利である。このような
ドーピングにより一貫したドーピングが可能であるた
め、個々のＮ−エピタキシャル層が比較的厚くなる。し
かし、ここで示されるＮ−エピタキシャル層の数を変更
することにより、膜の締込部の厚さを明らかにいっそう
厚くすることが可能である。
【０００７】１実施態様によれば、局所的にＰ−ドープ
されたＮ−エピタキシャル層または局所的にＮ−ドープ
されたＰ−基板に、Ｎ−ドープされた膜層または膜が隣
接しているという付加的な可能性が存在する。こうして
形成される膜もしくは膜の補強部は、締込領域において
実質的により厚く、ひいては明らかにより安定してい
る。
されたＮ−エピタキシャル層または局所的にＮ−ドープ
されたＰ−基板に、Ｎ−ドープされた膜層または膜が隣
接しているという付加的な可能性が存在する。こうして
形成される膜もしくは膜の補強部は、締込領域において
実質的により厚く、ひいては明らかにより安定してい
る。
【０００８】さらに、異なったＮ−エピタキシャル層ま
たは局所的にＮ−ドープされたＰ−基板のＰ−ドープさ
れた領域は、個々のＮ−エピタキシャル層中もしくはド
ーピング層中、異なった大きさで形成されていてもよい
か、または膜層もしくは膜を起点として層状に、先行す
る層よりも次第に大きい面積もしくは小さい面積で形成
されていてもよい。従って膜の下方で任意の補強形が可
能であり、かつ膜をその使用分野に相応して適合させる
ことができる。
たは局所的にＮ−ドープされたＰ−基板のＰ−ドープさ
れた領域は、個々のＮ−エピタキシャル層中もしくはド
ーピング層中、異なった大きさで形成されていてもよい
か、または膜層もしくは膜を起点として層状に、先行す
る層よりも次第に大きい面積もしくは小さい面積で形成
されていてもよい。従って膜の下方で任意の補強形が可
能であり、かつ膜をその使用分野に相応して適合させる
ことができる。
【０００９】さらに、異なったＮ−エピタキシャル層も
しくは局所的にＮ−ドープされたＰ−基板のＰ−ドープ
された領域が、それぞれの層の異なった部分領域、たと
えばマイクロメカニカルな膜の中央もしくは膜の下方に
配置されており、かつそれぞれのＮ−エピタキシャル層
のＮ−ドープされた領域ならびにＰ−ドープされた領域
が、交互に、隣接して、および／またはマイクロメカニ
カルな膜の中心に対して対称的に配置されていることも
有利である。
しくは局所的にＮ−ドープされたＰ−基板のＰ−ドープ
された領域が、それぞれの層の異なった部分領域、たと
えばマイクロメカニカルな膜の中央もしくは膜の下方に
配置されており、かつそれぞれのＮ−エピタキシャル層
のＮ−ドープされた領域ならびにＰ−ドープされた領域
が、交互に、隣接して、および／またはマイクロメカニ
カルな膜の中心に対して対称的に配置されていることも
有利である。
【００１０】本発明による解決方法の有利な１実施態様
によれば、異なったＮ−エピタキシャル層が異なった厚
さで形成されていることも考えられる。
によれば、異なったＮ−エピタキシャル層が異なった厚
さで形成されていることも考えられる。
【００１１】本発明にとって、これまで「Ｎ−ドープさ
れた」と称していた領域がＰ−ドープされて形成されて
おり、かつこれまで「Ｐ−ドープされた」と称していた
領域がＮ−ドープされて形成されていてもよいことは、
特に重要である。従って異なった層のベースドーピング
を自由に選択することができ、かつ局所的に行われた相
応するドーピングを適合させることができる。
れた」と称していた領域がＰ−ドープされて形成されて
おり、かつこれまで「Ｐ−ドープされた」と称していた
領域がＮ−ドープされて形成されていてもよいことは、
特に重要である。従って異なった層のベースドーピング
を自由に選択することができ、かつ局所的に行われた相
応するドーピングを適合させることができる。
【００１２】最終的に、膜層がＮ−エピタキシャル層と
して形成されており、かつＰ−基板が、外側に向いてい
る面にエッチングマスクを有しており、膜の下方で露出
させるべき領域は、該エッチングマスクを有しておら
ず、エッチング剤に露出されることが有利である。
して形成されており、かつＰ−基板が、外側に向いてい
る面にエッチングマスクを有しており、膜の下方で露出
させるべき領域は、該エッチングマスクを有しておら
ず、エッチング剤に露出されることが有利である。
【００１３】最後に、Ｐ−基板の片側を周辺領域におい
て局所的にＮ−ドープし、該層上にＮ−エピタキシャル
層を堆積させるか、もしくは施与し、該エピタキシャル
層は先行する基板層に相応して中央部がＰ−ドープされ
ており、かつ第二のＮ−エピタキシャル層を第一のエピ
タキシャル層に相応させて施与し、その際、第二のＮ−
エピタキシャル層を、膜領域において、または付加的な
領域においてＰ−ドープすることは有利である。その
後、純粋にＮ−ドープされた膜層をＮ−エピタキシャル
層上に堆積させるか、もしくは施与し、その際、基板の
露出面にエッチングマスクを施与する。
て局所的にＮ−ドープし、該層上にＮ−エピタキシャル
層を堆積させるか、もしくは施与し、該エピタキシャル
層は先行する基板層に相応して中央部がＰ−ドープされ
ており、かつ第二のＮ−エピタキシャル層を第一のエピ
タキシャル層に相応させて施与し、その際、第二のＮ−
エピタキシャル層を、膜領域において、または付加的な
領域においてＰ−ドープすることは有利である。その
後、純粋にＮ−ドープされた膜層をＮ−エピタキシャル
層上に堆積させるか、もしくは施与し、その際、基板の
露出面にエッチングマスクを施与する。
【００１４】
【実施例】本発明のさらなる利点および詳細は、特許請
求の範囲および詳細な説明に記載されており、かつ図面
で示されている。図面は次のものを示している：図１〜
５ Ｐ−基板および周辺領域において局所的にＰ−ドー
プされたＮ−エピタキシャル層を有するマイクロメカニ
カルな膜を製造するための方法工程、図６ 異なった補
強部を有する膜を有する図５の記載の第二の実施態様、
図７ 別の補強部の変形を有する図５の記載の第三の実
施態様。
求の範囲および詳細な説明に記載されており、かつ図面
で示されている。図面は次のものを示している：図１〜
５ Ｐ−基板および周辺領域において局所的にＰ−ドー
プされたＮ−エピタキシャル層を有するマイクロメカニ
カルな膜を製造するための方法工程、図６ 異なった補
強部を有する膜を有する図５の記載の第二の実施態様、
図７ 別の補強部の変形を有する図５の記載の第三の実
施態様。
【００１５】種々の異なったドーピング型のエピタキシ
ャル層１、７、７′を基板３上に施与することによりマ
イクロメカニカルな膜９を製造する。
ャル層１、７、７′を基板３上に施与することによりマ
イクロメカニカルな膜９を製造する。
【００１６】図１では、Ｐ−ドープされた基板が３で示
されており、該基板はマイクロメカニカルな膜を製造す
るためのベースを形成する。基板３は、その表面５上で
局所的にＮ−ドープされている、つまりその一般的なＰ
−ドーピング以外にその表面５上でＮ−ドープされた領
域６を有する。Ｎ−ドープされた領域６は、チップの表
面５の周辺領域上で広がっているので、表面５上ではＰ
−ドープされた領域８が中央に生じたままである。この
場合、ドープされた層６は、３〜１０μｍの厚さもしく
は高さを有する。
されており、該基板はマイクロメカニカルな膜を製造す
るためのベースを形成する。基板３は、その表面５上で
局所的にＮ−ドープされている、つまりその一般的なＰ
−ドーピング以外にその表面５上でＮ−ドープされた領
域６を有する。Ｎ−ドープされた領域６は、チップの表
面５の周辺領域上で広がっているので、表面５上ではＰ
−ドープされた領域８が中央に生じたままである。この
場合、ドープされた層６は、３〜１０μｍの厚さもしく
は高さを有する。
【００１７】図２では、別の方法工程により、基板３上
もしくはその局所的にＮ−ドープされた表面５（図１を
参照のこと）に、局所的にＰ−ドープされたＮ−エピタ
キシャル層７が施与されている。この場合、Ｎ−エピタ
キシャル層は基板３のＮ−ドープされた領域６に相応し
て同様に、その周辺領域６′においてＮ−ドープされて
いる。Ｎ−エピタキシャル層７は、堆積の間にＮ−ドー
プされ、かつ引き続き局所的にＰ−ドープされるか、ま
たは堆積の間にＰ−ドープされ、かつ引き続き周辺領域
６′において局所的にＮ−ドープされる。エピタキシャ
ル層をドーピングしないで堆積させ、かつ引き続き周辺
領域６′に局所的にＮ−ドーピングを行い、かつ領域
８′にＰ−ドーピングを行うことも可能である。最終的
にＮ−ドープされた周辺領域６′ならびにＮ−エピタキ
シャル層７の中心にあるＰ−ドープされた領域８′が生
じる。
もしくはその局所的にＮ−ドープされた表面５（図１を
参照のこと）に、局所的にＰ−ドープされたＮ−エピタ
キシャル層７が施与されている。この場合、Ｎ−エピタ
キシャル層は基板３のＮ−ドープされた領域６に相応し
て同様に、その周辺領域６′においてＮ−ドープされて
いる。Ｎ−エピタキシャル層７は、堆積の間にＮ−ドー
プされ、かつ引き続き局所的にＰ−ドープされるか、ま
たは堆積の間にＰ−ドープされ、かつ引き続き周辺領域
６′において局所的にＮ−ドープされる。エピタキシャ
ル層をドーピングしないで堆積させ、かつ引き続き周辺
領域６′に局所的にＮ−ドーピングを行い、かつ領域
８′にＰ−ドーピングを行うことも可能である。最終的
にＮ−ドープされた周辺領域６′ならびにＮ−エピタキ
シャル層７の中心にあるＰ−ドープされた領域８′が生
じる。
【００１８】図３では、もう１つの方法工程により表面
５′（図２を参照のこと）上に第二のＮ−エピタキシャ
ル層７′が堆積もしくは施与されており、これは第一の
Ｎ−エピタキシャル層７に相応して同様に中心領域にお
いて局所的にＰ−ドープされているか、もしくはＮ−ド
ープされた外側の領域６″およびＰ−ドープされた内側
の領域８″を有する。異なったドープ型のこれらの領域
は後に意図される膜形に相応して形成されている。
５′（図２を参照のこと）上に第二のＮ−エピタキシャ
ル層７′が堆積もしくは施与されており、これは第一の
Ｎ−エピタキシャル層７に相応して同様に中心領域にお
いて局所的にＰ−ドープされているか、もしくはＮ−ド
ープされた外側の領域６″およびＰ−ドープされた内側
の領域８″を有する。異なったドープ型のこれらの領域
は後に意図される膜形に相応して形成されている。
【００１９】図４によれば、次のプロセス工程により、
第二のＮ−エピタキシャル層７′の表面５″（図３を参
照のこと）上にＮ−ドープされた膜層１が施与されてい
る。
第二のＮ−エピタキシャル層７′の表面５″（図３を参
照のこと）上にＮ−ドープされた膜層１が施与されてい
る。
【００２０】従ってこうして形成されるマイクロメカニ
カルな膜（図４）は、実質的に純粋にＰ−ドープされた
基板３および純粋にＮ−ドープされた膜層１を有し、こ
れらは２つのＮ−エピタキシャル層７、７′をこれらの
間に有している。Ｎ−エピタキシャル層７、７′ならび
に基板３の表面５は、この場合、局所的に異なってドー
ピングされている、つまりそれぞれの層７、７′中でＮ
−およびＰ−ドープされた領域が交代し、その際、Ｐ−
ドープされた領域は中心に設置されている。実施態様に
応じてＰ−ドープされた領域を偏心的に設置することも
また可能である。
カルな膜（図４）は、実質的に純粋にＰ−ドープされた
基板３および純粋にＮ−ドープされた膜層１を有し、こ
れらは２つのＮ−エピタキシャル層７、７′をこれらの
間に有している。Ｎ−エピタキシャル層７、７′ならび
に基板３の表面５は、この場合、局所的に異なってドー
ピングされている、つまりそれぞれの層７、７′中でＮ
−およびＰ−ドープされた領域が交代し、その際、Ｐ−
ドープされた領域は中心に設置されている。実施態様に
応じてＰ−ドープされた領域を偏心的に設置することも
また可能である。
【００２１】基板３のもう一方の外面１０上に、図５に
記載のエッチングマスク４が設置されている。エッチン
グマスク４は、基板３の周辺領域を覆うので、中心領域
は露出している。エッチングもしくはエッチフロント
は、この露出面で開始され、かつＰＮ−エッチストップ
により停止される、つまりエッチングの境界はＮ−ドー
プされた領域により定義される。従ってエッチングの際
に、中心のＰ−ドープされた領域のみがエッチングされ
て露出し、かつＮ−ドープされた周辺領域６、６′、
６″は、そのままで残る。従って予めＰ−ドープされた
領域もしくは基板３は、エッチングマスクが存在しない
箇所でエッチング剤により除去される。なお存在するＰ
−ドープされた部分領域１２は、生じた台形の自由空間
１１中のその側面１３でのみエッチング剤によりエッチ
ングされるので、該側面はエッチング時間に相応して周
辺領域の方へと広がる。Ｐ−ドープされた領域内でエッ
チング境界を形成する領域を破線で示す。というのも、
この境界はアンダーエッチングに基づいて正確に定義す
ることができないからである。
記載のエッチングマスク４が設置されている。エッチン
グマスク４は、基板３の周辺領域を覆うので、中心領域
は露出している。エッチングもしくはエッチフロント
は、この露出面で開始され、かつＰＮ−エッチストップ
により停止される、つまりエッチングの境界はＮ−ドー
プされた領域により定義される。従ってエッチングの際
に、中心のＰ−ドープされた領域のみがエッチングされ
て露出し、かつＮ−ドープされた周辺領域６、６′、
６″は、そのままで残る。従って予めＰ−ドープされた
領域もしくは基板３は、エッチングマスクが存在しない
箇所でエッチング剤により除去される。なお存在するＰ
−ドープされた部分領域１２は、生じた台形の自由空間
１１中のその側面１３でのみエッチング剤によりエッチ
ングされるので、該側面はエッチング時間に相応して周
辺領域の方へと広がる。Ｐ−ドープされた領域内でエッ
チング境界を形成する領域を破線で示す。というのも、
この境界はアンダーエッチングに基づいて正確に定義す
ることができないからである。
【００２２】次いで中央領域に生じた自由空間１１によ
り、膜層１は、この領域内で露出した膜１′を形成す
る。膜１′は、実質的にＮ−エピタキシャル層７、７′
の予め存在していたＰ−ドープされた領域８、８′、
８″の大きさを有する。というのも、Ｐ−ドープされた
領域はエッチングの際に除去され、ひいては膜１′の発
生が可能だったからである。
り、膜層１は、この領域内で露出した膜１′を形成す
る。膜１′は、実質的にＮ−エピタキシャル層７、７′
の予め存在していたＰ−ドープされた領域８、８′、
８″の大きさを有する。というのも、Ｐ−ドープされた
領域はエッチングの際に除去され、ひいては膜１′の発
生が可能だったからである。
【００２３】図６および７では、Ｐ−ドープされた領域
８、８′、８″もしくはここから生じる膜１′の実施態
様に関する２つの変形を示している。
８、８′、８″もしくはここから生じる膜１′の実施態
様に関する２つの変形を示している。
【００２４】この場合、周辺領域へ向かう自由空間１１
の拡張部は、実質的に図５におけるよりも実質的に大き
く形成されている。つまり膜層１の自由に振動する領
域、つまり膜１′は、図６および７によれば実質的に幅
広く形成されている。膜１′の中心領域は、膜層１に引
き続き、Ｎ−ドープされた領域６、６′、６″を有して
おり、これらは膜１′の補強部として役立つ。これらの
領域は、Ｎ−ドープされた領域６、６′、６″として製
造した際に、それぞれのＮ−エピタキシャル層中に形成
されていた。
の拡張部は、実質的に図５におけるよりも実質的に大き
く形成されている。つまり膜層１の自由に振動する領
域、つまり膜１′は、図６および７によれば実質的に幅
広く形成されている。膜１′の中心領域は、膜層１に引
き続き、Ｎ−ドープされた領域６、６′、６″を有して
おり、これらは膜１′の補強部として役立つ。これらの
領域は、Ｎ−ドープされた領域６、６′、６″として製
造した際に、それぞれのＮ−エピタキシャル層中に形成
されていた。
【００２５】図７に相応して、補強部１４は任意の形に
成形することができるので、予めＰ−ドープされた領域
に相応して該補強部１４中に任意の自由空間１１が形成
されている。
成形することができるので、予めＰ−ドープされた領域
に相応して該補強部１４中に任意の自由空間１１が形成
されている。
【００２６】ここに記載した自由空間１１もしくはその
部分領域１１′は、断面図において理想化された方形に
形成されており、その際、自由空間１１もしくはその突
出面は、エッチングマスク４を起点として膜１′へ向か
って、表面５に対して垂直に次第に小さくなるか、もし
くは膜１′の大きさへと段階的に小さくなっていく。
部分領域１１′は、断面図において理想化された方形に
形成されており、その際、自由空間１１もしくはその突
出面は、エッチングマスク４を起点として膜１′へ向か
って、表面５に対して垂直に次第に小さくなるか、もし
くは膜１′の大きさへと段階的に小さくなっていく。
【図１】Ｐ−基板および周辺領域において局所的にＰ−
ドープされたＮ−エピタキシャル層を有するマイクロメ
カニカルな膜を製造するための方法工程を示す図。
ドープされたＮ−エピタキシャル層を有するマイクロメ
カニカルな膜を製造するための方法工程を示す図。
【図２】Ｐ−基板および周辺領域において局所的にＰ−
ドープされたＮ−エピタキシャル層を有するマイクロメ
カニカルな膜を製造するための方法工程を示す図。
ドープされたＮ−エピタキシャル層を有するマイクロメ
カニカルな膜を製造するための方法工程を示す図。
【図３】Ｐ−基板および周辺領域において局所的にＰ−
ドープされたＮ−エピタキシャル層を有するマイクロメ
カニカルな膜を製造するための方法工程を示す図。
ドープされたＮ−エピタキシャル層を有するマイクロメ
カニカルな膜を製造するための方法工程を示す図。
【図４】Ｐ−基板および周辺領域において局所的にＰ−
ドープされたＮ−エピタキシャル層を有するマイクロメ
カニカルな膜を製造するための方法工程を示す図。
ドープされたＮ−エピタキシャル層を有するマイクロメ
カニカルな膜を製造するための方法工程を示す図。
【図５】Ｐ−基板および周辺領域において局所的にＰ−
ドープされたＮ−エピタキシャル層を有するマイクロメ
カニカルな膜を製造するための方法工程を示す図。
ドープされたＮ−エピタキシャル層を有するマイクロメ
カニカルな膜を製造するための方法工程を示す図。
【図６】異なった剛性の膜を有する図５に記載の第二の
実施態様を示す図。
実施態様を示す図。
【図７】別の剛性の変形を有する図５の記載の第三の実
施態様を示す図。
施態様を示す図。
１、１′ 膜、 ３ Ｐ−基板、 ４ エッチングマス
ク、 ５、５′、５″表面、 ６、６′、６″ 周辺領
域、 ７、７′、７″ Ｎ−エピタキシャル層、 ８、
８′、８″ Ｐ−ドープされた領域、 ９ マイクロメ
カニカルな膜、 １１、１１′ 自由空間 、 １２
Ｐ−ドープされた部分領域、 １３側面、 １４ 補強
部
ク、 ５、５′、５″表面、 ６、６′、６″ 周辺領
域、 ７、７′、７″ Ｎ−エピタキシャル層、 ８、
８′、８″ Ｐ−ドープされた領域、 ９ マイクロメ
カニカルな膜、 １１、１１′ 自由空間 、 １２
Ｐ−ドープされた部分領域、 １３側面、 １４ 補強
部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク シェーファー ドイツ連邦共和国 チュービンゲン オッ トー−エルベ−ヴェーク 52 Ｆターム(参考） 2F055 AA40 BB20 CC02 DD04 EE14 FF11 GG01 GG15 4M112 AA01 CA02 CA03 CA08 DA02 DA07 EA10
Claims (12)
- 【請求項１】 部分的にＮ−ドープされたＰ−基板
（３）をその表面（５）上に有し、その際、最上層はＮ
−エピタキシャル層（１）であるマイクロメカニカルな
膜（９）において、Ｐ−基板（３）上に１つもしくは複
数のＮ−エピタキシャル層（７、７′）が配置されてお
り、該エピタキシャル層は、膜領域（１′）においてＰ
−ドープされていることを特徴とする、マイクロメカニ
カルな膜。 - 【請求項２】 Ｎ−エピタキシャル層（７）を、堆積の
間にＮ−ドープし、かつ引き続き局所的にＰ−ドープす
るか、または堆積の間にＰ−ドープし、かつ引き続き周
辺領域（６′）において局所的にＮ−ドープするか、ま
たはドープせずに堆積させ、かつ周辺領域（６′）にお
いて局所的にＮ−ドープし、かつ膜領域（８′）におい
て局所的にＰドープする、請求項１記載の膜。 - 【請求項３】 局所的にＰ−ドープされたＮ−エピタキ
シャル層（７）に、Ｎ−ドープされた膜層（１）または
膜（１′）が隣接している、請求項１または２記載の
膜。 - 【請求項４】 異なったＮ−エピタキシャル層（７、
７′）または局所的にＮ−ドープされたＰ−基板（３）
のＰ−ドープされた領域（８、８′、８″）が、個々の
Ｎ−エピタキシャル層（７、７′）中に異なった大きさ
で形成されている、請求項１から３までのいずれか１項
記載の膜。 - 【請求項５】 異なったＮ−エピタキシャル層（７、
７′）または局所的にＮ−ドープされたＰ−基板（３）
のＰ−ドープされた領域（８、８′、８″）が、膜層
（１）または膜（１′）を起点として層状に、先行する
層におけるよりも大きな面積で形成されている、請求項
１から４までのいずれか１項記載の膜。 - 【請求項６】 異なったＮ−エピタキシャル層（７、
７′）または局所的にＮ−ドープされたＰ−基板（３）
のＰ−ドープされた領域（８、８′、８″）が、膜層
（１）または膜（１′）を起点として層状に、先行する
層におけるよりも小さな面積で形成されている、請求項
１から４までのいずれか１項記載の膜。 - 【請求項７】 異なったＮ−エピタキシャル層（７、
７′）または局所的にＮ−ドープされたＰ−基板（３）
のＰ−ドープされた領域（８、８′、８″）が、マイク
ロメカニカルな膜（９）の中央または膜（１）の下方の
ような、それぞれの層の異なった部分領域に配置されて
いる、請求項１から６までのいずれか１項記載の膜。 - 【請求項８】 それぞれのＮ−エピタキシャル層（７、
７′）のＮ−ドープされた領域（６、６′、６″）およ
びＰ−ドープされた領域（８、８′、８″）が、交互
に、隣接して、および／またはマイクロメカニカルな膜
（９）の中心に対して対称的に配置されている、請求項
１から７までのいずれか１項記載の膜。 - 【請求項９】 異なったＮ−エピタキシャル層（７、
７′）および膜層（１）が異なった厚さで形成されてい
る、請求項１から８までのいずれか１項記載の膜。 - 【請求項１０】 Ｐ−基板（３）が、その外側に向いた
面にエッチングマスク（４）を有する、請求項１から９
までのいずれか１項記載の膜。 - 【請求項１１】 請求項１から１０までのいずれか１項
の記載においてＮ−ドープ、と称していた領域（６、
６′、６″）がＰ−ドープされて形成されており、かつ
請求項１から１０までのいずれか１項の記載においてＰ
−ドープ、と称していた領域（８、８′、８″）がＮ−
ドープされて形成されている、請求項１から１０までの
いずれか１項記載の膜。 - 【請求項１２】 請求項１に記載の膜を製造する方法に
おいて、以下の方法工程： ａ．Ｐ−基板（３）の片面を膜領域の外側で局所的にＮ
−ドープする工程、 ｂ．上記の層上に、先行する基板層に相応して中央の膜
領域においてＰ−ドープされているＮ−エピタキシャル
層（７）を施与する工程、 ｃ．第二のＮ−エピタキシャル層（７′）を第一のＮ−
エピタキシャル層（７）に相応して施与する工程、 ｄ．第二のＮ−エピタキシャル層（７′）を膜領域にお
いて、または付加的な領域においてＰ−ドープする工
程、 ｅ．純粋にＮ−ドープされた膜層（１）をＮ−エピタキ
シャル層（７′）上に施与する工程、 ｆ．基板（３）の露出面にエッチングマスク（４）を施
与する工程を特徴とする、請求項１記載の膜の製造方
法。
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|---|---|---|---|
| DE10047500A DE10047500B4 (de) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | Mikromechanische Membran und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| DE10047500.0 | 2000-09-26 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| US7055392B2 (en) * | 2003-07-04 | 2006-06-06 | Robert Bosch Gmbh | Micromechanical pressure sensor |
| US7531002B2 (en) * | 2004-04-16 | 2009-05-12 | Depuy Spine, Inc. | Intervertebral disc with monitoring and adjusting capabilities |
| US7037746B1 (en) * | 2004-12-27 | 2006-05-02 | General Electric Company | Capacitive micromachined ultrasound transducer fabricated with epitaxial silicon membrane |
| DE102005004878B4 (de) * | 2005-02-03 | 2015-01-08 | Robert Bosch Gmbh | Mikromechanischer kapazitiver Drucksensor und entsprechendes Herstellungsverfahren |
| TWI286383B (en) * | 2005-12-23 | 2007-09-01 | Delta Electronics Inc | Semiconductor piezoresistive sensor and operation method thereof |
| US7691130B2 (en) * | 2006-01-27 | 2010-04-06 | Warsaw Orthopedic, Inc. | Spinal implants including a sensor and methods of use |
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-
2000
- 2000-09-26 DE DE10047500A patent/DE10047500B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-09-25 JP JP2001290972A patent/JP5264032B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-03 US US09/970,608 patent/US6649989B2/en not_active Expired - Lifetime
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