JP2002536843A - 内部応力制御のなされた多層構造体、およびその製造方法 - Google Patents
内部応力制御のなされた多層構造体、およびその製造方法Info
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Abstract
Description
合(分子間接合)により得られる多層構造体およびその製造方法に関する。
くとも2個の層を含み、これらの層の間に引っ張り応力または圧縮応力を有する
構造体を意味する。これらの応力は、構造体の使用目的に応じて決定かつ制御さ
れる。
れ、またマイクロメカニカル分野では、たとえばダイヤフラムセンサの製造のた
めに適用される。
れる多層構造体の中では、たとえば、SOI構造体(絶縁体上のシリコン/si
licon on insulator)を挙げることができる。一般に、SO
I多層構造体は、支持体の役割をする厚いシリコン層と、酸化シリコンからなる
絶縁層と、シリコンの表面薄膜とを含み、その厚みは、数十ナノメートル〜数十
マイクロメートルである。
覆された2枚のシリコンウェーハを、ウェーハ接合(分子間接合)により接触さ
せる。
、内部接触を改良し、その結果としてウェーハの接合を改良することにある。
力を課すことがある。応力は、特に、接触する材料の熱膨張係数の差Δl/lに
関連する。こうした接触面の材料の熱膨張率の差はまた、密接に結合される構造
体の冷却時にさまざまな応力の原因になる。
冷却時にウェーハに変形を生じることがある。熱による相対的な変形Δl/lは
、シリコンに対して約2.6・10−6/Kであり、シリコンの熱酸化により構
成されるSiO2の酸化物に対しては約5.10−7/Kである。
の測定により、応力による変形を量子化することができる。熱膨張係数の差のた
めに、温度が下がると、シリコンウェーハ上で酸化膜の収縮が生じる。この収縮
は、ウェーハの盛り上がりとなって現れる。この盛り上がりは、酸化膜が厚けれ
ば厚いほど顕著であり、表面形状の変形を招くことがある。
構造体に発生する応力を示す。
の主要層または支持体10aを示している。
ブリがアーチ型になっていることが分かる。酸化物層20aの表面は盛り上がっ
ている。
この層の平行な面は平らである。図示された例では、主要層10a、10bは、
最初に同程度の厚みを有する。
の層は、酸化物層20aにより結合されている。アセンブリは、上記と同様に、
表面酸化物層20aへの第二の主要シリコン層10bの貼りあわせ接合を含む。
こうした接合は、熱処理により強化される。
ン主要層の厚みが同程度である場合、各主要層上で酸化物の層が発生する応力は
、補正し合う傾向がある。
絶縁への要求に厚みを適合させた薄膜である。この構造体の剛性は、厚いシリコ
ン層によって確保される。
層の一つを薄型化しなければならない。薄型化は、さまざまなBSOI(シリコ
ンはめ込み絶縁体「Bonded Silicon On Insulator
」)法、BESOI(エッチング停止層を備えたBSOI「Bonded wi
th Etch stop layer Silicon On Insula
tor」)法で知られている薄型化技術によって行うことができる。この点に関
して、資料(7)を引用することができる(本明細書の末尾参照)。
応力がもはや補正されなくなる。
を示す。これらの構造体は、撓みを有し、シリコン薄膜の面は、それぞれの場合
に盛り上がっている。
層と薄い表面層との間でサンドイッチ状になった酸化物の層が、最終的に得られ
る構造体の撓みをコントロールするパラメータの一部をなす。
対して、得られる撓みの値は、シリコン表面薄膜10aの厚みが25μm、シリ
コン主要層の厚みが約500μmであるとき、50μmより大きいことがある。
シリコン表面膜の厚みが50μm以上に増えた場合、撓みは約25μmに減少す
る。これは、酸化物の膜の厚みよりもシリコン膜の厚みが大きいことを示してい
る。
面と呼ばれる自由面に第二の酸化物膜を設けることにある。この措置により、実
際に、接触前にウェーハの変形を減らすことができる。しかしながら、幾つかの
用途では、背面の酸化物膜を除去することが必要である。ところで、薄型化の後
に、酸化物の膜が背面から除去されると、変形が再び現れ、主に酸化物の膜の厚
みに関連して最終的にSOI構造体が変形することが分かっている。
る。
を表面に備えた2個の主要シリコン層10a、10bを接触させることにより、
応力の影響を減らすように試みることができる。酸化物の膜の厚みは、同程度の
厚みである。しかしながら、層の一つを薄型化するときに構造体に変形が現れる
ことが認められる。さらに、図5に示すように、2個の主要層の最初の撓みが、
酸化物の表面層の表面接触をますます難しいものにしている。これは、適切でな
い接触ゾーンで局部的に発生し、従って、最終構造体に空洞あるいは欠陥が生じ
ることがある。
非常に多くの材料の組み合わせに対してみられる。しかしながら、発生する変形
は、接触する材料、また特に、発生する引っ張り応力または圧縮応力のタイプに
応じて変わってくる。
配置した場合、この蒸着は、実施条件に応じて冷却後に、同じく変形をもたらす
様々な応力を発生することがある。
張率の差に関連する熱による原因を同様に有する。たとえば、化学気相成長法(
CVD)により得られる窒化シリコン膜の熱膨張率は、約4.2・10−6/K
であるが、この熱膨張率は、シリコンに対しては2.6・10−6/Kである。
窒化シリコンの蒸着は高温で行われるので、冷却時に強い応力が現れる。
酸化シリコン層20aの凸面とは反対にへこんでいる。
構成される時に、ほぼ反対の応力を有することとなって現れる(引っ張り応力−
圧縮応力)。
合は、窒化物の膜が向かい合うときに、同様に接着性または接触品質の問題を提
起する。特に、窒化シリコン層の間の境界領域に気泡が形成され、最終構造体に
局部的に欠陥を発生することがある。
の接触応力に関する資料(2)、(3)、(4)、(5)、(6)を参照された
い。
が発生する応力の影響を、第二の窒化シリコン膜によりこの表面膜を被覆するこ
とによって補正可能であることを示している。
確に制御しなければならない。
に、単に接触材料に関連するだけではなく、層間のウェーハの貼りあわせの品質
にも関連する。
うな構造体との結合は、応力の均衡を変化させるので、構造体の最終応力の制御
が難しくなる。
を結合した後で構造体に現れる応力を正確に制御できる多層構造体の製造方法を
提案することにある。
めに、応力を変化させて調整可能な、上記方法を提案することにある。
ことによって少なくとも一つの結晶層を変位可能にすることにある。
を実現可能な、上記の方法を提案することにある。
ることができ、たとえば分離を得るための注入処理といった工業利用の要求に適
合する方法を提案することにある。
応力調整層の積層により互いに結合され、所定の構造応力を有し、主要層と呼ば
れる少なくとも一つの第一および第二の層を含む、多層構造体の製造方法を目的
とし、 a) 第一の主要層に第一の応力調整層を設け、第二の主要層と第一の応力調整
層とのいずれかに、少なくとも一つの第二の応力調整層を設け、 b) 応力調整層を介して第一および第二の主要層の接合を実施し(有利には、
前記接合が、層間の貼りあわせ接合(分子間接合)を含み)、第一および第二の
調整層が、方法終了時にこの構造体で前記所定の構造体応力を得られるような厚
みで複数の材料から構成される。
要層の上にそれぞれ別個にある場合(すなわち接合前)、反対方向の変形を引き
起こすように選択される(製造タイプ、性質、厚み)。こうした変形は、必ずし
も同程度に行われるわけではない。
望の多層構造体を得られるようにしている。
体応力を調整するのに十分な温度と時間による熱処理を実施することができる。
ることができる。
、これらの様々な技術の組み合わせの中から選択された接合を用いることができ
る。これらの技術では、接合が、いわゆる接合層によって行われる。接合層は、
調整層の間か、あるいは一つの調整層と対応する主要層との間にある。
連する応力とから生ずる応力を意味する。
面特性を決定する。
るだけではなく、特に、使用される熱の収支を調整することによって、層間の接
触応力を変え、引っ張り応力と圧縮応力とのバランスを調整することができる。
DGETS THERMIQUES)を考慮することによって調整可能である。かくして、この
構造体で行われる他の熱処理は、所定の応力を得るのに有害ではない。
応じて調整される。
内部応力、従って、その変形を適合させることができる。特に、応力調整層にお
ける応力を、増加、減少あるいは逆転することさえ可能である。
力調整層を形成し、第二の主要層に第二の応力調整層を形成することができる。
この場合、ステップb)で、調整層の間で接合を行う。
の一方が凸面を有し、第二の応力調整層が凹面を有する。
は不適切な接合ゾーンのない優れた品質の接触が得られる。
あり、接合は、第二の主要層と、第一の主要層に結合される表面応力調整層との
間で行うことができる。
)により結合される層の準備を行うことにより、これらの層の表面状態を調整し
て、層にたとえば親水性を与えることができる。
たは反対に、組み立てられる少なくとも一つの層の表面を粗くする操作からなる
。
)エネルギーを制御可能であり、従って、その結果として生じる応力をも制御可
能である。
テップを含むことができる。
薄層を形成することは、たとえば、後でIC(たとえばSOI基板)を構成する
場合に有利である。
ができる。
ンを形成するための少なくとも一つの主要層、もしくは少なくとも一つの調整層
への、少なくとも一つのガス種注入を含み、薄型化ステップは、たとえば熱およ
びまたは機械処理により破砕ゾーンに沿って注入される前記層の分離ステップを
含む。構造体応力は、その場合、薄型化ステップにより変化する。さらに、この
方法の途中応力は、有利には、所定の構造体の「中間」応力として用いられ、薄
型化に寄与する。薄型化の後、すなわち一つの層の分離後に得られる最終構造体
は、「最終的な」新しい所定の構造体応力を有する。幾つかの変形実施形態にお
いて、本発明による構造体は、幾つかを薄型化、さらには除去可能である一定数
の層を含むことができる。これは、一定の場合、そうした層の役割が、薄型化に
寄与する中間応力を適合させる場合のみ裏付けられるからである。中間応力を適
合させることは、それ自体が一つの目標である。分離に寄与する中間応力の使用
により、注入種(水素およびまたは希ガス)の分量、およびまたは熱収支、およ
びまたは、分離のために加えられる一つまたは複数の機械的な力がもたらす作業
、といったものを減らすことができる。たとえば、中間応力により、主要層の熱
膨張率が異なる構造体において非常に少ない熱収支で分離を得られる。中間応力
の制御により、注入条件または分離条件を変えることによって、方法を著しく改
善できる。
て行うことができる。
可能なガス種注入を使用する。
ンの注入により発生するあらゆる空洞を意味する。空洞は、非常に平らな形状で
、すなわち高さが低く、たとえば数個の原子間隔であっても、球形であっても、
あるいはこの二つの形状とは異なる他のあらゆる形状であってもよい。これらの
空洞は、自由気相およびまたは、空洞の壁をなす材料の原子に固定される注入イ
オンから出る気体原子を含むことができる。これらの空洞は、空であってもよい
。
、または「bubbles」とも呼ばれる。
、たとえば水素または希ガス等の元素を意味する。
るあらゆるタイプの上記の種の導入を意味する。
供給される熱に依存する熱収支で行われる。場合に応じて、この熱処理は、時間
およびまたは温度においてゼロになることがある。しかも、こうした熱処理は、
単独または組み合わせて及ぼされる機械的な応力、たとえば引っ張り応力、剪断
応力、撓み応力など、及ぼされる他の応力に応じて調整可能である。
空洞層の位置で構造体が脆弱化する。こうした脆弱化により、内部応力およびま
たは微小空洞内の圧力によって材料を分離することができる。この分離は、自然
に行われてもよいし、外部応力を加えて補助してもよい。
きる。この力は、一地点または一つのゾーンに確定しても、あるいは、対称もし
くは非対称に様々な場所に加えてもよい。
ステップの熱収支を設定する。最終構造体の応力調整ステップは、たとえば表面
酸化およびまたは化学的エッチングおよびまたはプラズマエッチングおよびまた
は研磨による薄型化ステップを同様に含むことができる。
キシ、化学蒸着、たとえば化学気相成長法、減圧気相成長法(LPCVD)、プ
ラズマCVDの中から選択された方法の中から選択した方法に従った成膜によっ
て形成することができる。
得られる。
化物の層とすることができる。
することによって得られる。
に形成することができる。
ることができる。注入された種の大半が配置される深さは、注入条件に依存する
。たとえば、注入がイオン注入タイプである場合は、エネルギーに依存する。こ
の深さによって決定される注入種の膜と、大半の注入種が配置される膜の近傍と
は、その場合、二つの応力層のうちの一方の層を構成する。注入種の膜と、第二
の主要層の表面との間に含まれる膜は、二つの応力層の膜のうち一方を構成する
ことができる。
流、エネルギー、...)に依存する。注入は、特に、たとえば水素およびまた
は希ガスのようなガス種で構成することができる。
は希ガス)の分量、およびまたは熱収支、およびまたは、分離のために加えられ
る一つまたは複数の機械的な力がもたらす作業、といったものを減らすことがで
きる。かくして、この応力の存在により、注入条件または分離条件を変えること
ができる。応力の制御によって、この方法を著しく改善できる。たとえば主要層
の熱膨張率が異なる構造体において非常に少ない熱収支で破砕が得られる。注入
は、構造体の接合前に実施しても接合後に実施してもよい。
通常は隣接する主要層を省くか、あるいは、主要層とこの調整層とを一緒にする
ことができる。分離後は、変化した主要層と、多層の積層とが得られ、この積層
は、応力調整層を含む主要層として再利用可能である。
る材料からなる主要層は、たとえば、単結晶、多結晶またはアモルファス材料、
たとえばシリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、GaAs、GaN、InP等
のIII−VまたはII−VIタイプの半導体、ガラスまたは石英、超伝導材料、ダイヤ
モンド、またはセラミック材料(LiNbO3、LiTaO3、...)からな
る。
はエピタキシ層から形成できる。
ンド、金属(Pd、金属合金、...)の中から選択した材料、あるいは一つの
主要層を構成可能な材料、あるいはこれらの材料の組み合わせからなる。
一の応力調整層と、前記第一の応力調整層と接触する少なくとも一つの第二の応
力調整層と、第二の応力調整層と接触する第二の主要層との積層を順に含む、内
部応力を制御した多層構造体に関する。この構造体において、第一および第二の
応力調整層は、符号がそれぞれ反対である第一および第二の主要層との接触応力
を有する。
が、第二または第一の主要層から解放された、第一および第二の主要層のいずれ
かの少なくとも一部を含む。
ラムがさらに、第一および第二の主要層のいずれかの前記一部を被覆する少なく
とも一つの超伝導体材料の層を含むことができる。
ば、いっそう明らかになるであろう。この説明は、限定的ではなく、全くの例と
して挙げられたものである。
る2個の応力調整層とからなる積層構造体の製造に関する。記載される実施形態
は、薄いシリコン表面層を形成するために分離方法を用いている。
膜が、減圧気相成長法(LPCVD)によって、第一の主要層110aをなすシ
リコンウェーハ上に形成される。減圧気相成長法により、主要層にわずかな撓み
をもたらす膜を構成できる。これは、特に、蒸着がこの層の両面で実施される場
合である。
窒化シリコン膜とからなる、たとえば数nmの厚さの中間層を配置することがで
きる。この中間層は、この場合、たとえば、接合のために使用されるウェーハの
貼りあわせ接合を促進するか、あるいは主要層と境界領域との電気的な品質を改
善することができる。
nmのきわめて薄い酸化シリコン層によって予め被覆される。このようなきわめ
て薄い層の長所は、たとえば、後述する表面シリコン層との境界領域の電子品質
を、優れたものにすることにある。
成される。水素注入パラメータは、たとえば蒸着条件に応じて窒化物の膜の撓み
が変わる場合、変えることができる。
処理により酸化シリコン膜120を形成する。酸化物の膜の厚さは、窒化物の膜
130の厚さにほぼ匹敵する。
主要層と、第二の応力調整層とを形成する。
は、符号が反対の接触応力を発生する。これは、窒化物の応力調整層の表面と、
酸化物の応力調整層の表面とが、それぞれ、へこんだり盛り上がったりする主要
層の変形となって現れる。
ウェーハ洗浄ステップが行われる。洗浄により、一般に2次の値(RMS:二乗
平均平方根値)が0.7nm未満である制御面の微小粗さが得られるが、これは
、直接ウェーハの貼りあわせに匹敵する。微小粗さは、たとえば10−2μm− 1 〜103μm−1の空間周波数範囲で原子力顕微鏡検査法により測定および制
御することができる。接合前のウェーハ洗浄ステップによる表面粗さの制御は、
ここでは、窒化シリコン膜に対して表面研磨技術の長所として示され、その厚み
は、少なくとも十分の数ミクロンに達しうる。
層の接合により後で形成される2個の層の特別応力を変更することができる。
であるため、続くステップで形成される積層構造体の膜の厚さを同様に非常に均
質化することができる。
を含む。この操作は室温で行われる。
られることが分かる。
砕ゾーン112で破砕を引き起こし、第一の主要層110aから薄い表面層11
4を切り離すことができる。この表面層は、場合によっては中間層に結合される
応力調整層120、130からなる2層を介して第二の主要層110bに結合さ
れ続ける。熱処理は、機械応力の付加により全部または一部を補助可能である。
従って、破砕に必要な熱収支を減らすことができる。熱収支は、時間および温度
においてゼロであってもよい。
の層は、第一のシリコン主要層に注入された分離層(破砕層)のガス種の侵入度
により決められる。注入は、窒化シリコン膜130を通って行われるので、注入
深度、従って、シリコン薄膜114の厚みは、窒化シリコン膜130の厚みにも
依存する。
に必要な注入量を減らし、およびまたは第一の破砕熱処理の熱収支を減らし、お
よびまたは機械的な分離力を減らすことができる。実際、応力調整層、特に窒化
シリコン層130が第一のシリコン主要層110aにもたらす特別な応力により
、破砕が促進される。
。
条件とで、分離を得るための最小分量は、窒化物の膜に代えて厚さ400nmの
熱酸化物の膜を用いる従来の積層構造体に対して、3.5・1016at/cm2 である。
力調整層の間の境界領域における結合を密接なものにし、最終的に得られる構造
体にもたらされる応力を変更または修正するという二つの役割がある。
せることによって、二つの層120、130が発生する応力を制御し、従って、
最終構造体の凸形または凹形の変形を制御することができる(図8、9)。
、予め引っ張り力を与えたダイヤフラムを得られる凹形の積層構造体を構成する
ことが有利である。
ができる。
使用とを考慮する。
0nmの同じ厚さの酸化物の膜と窒化物の膜に対して、約50μmだけ凸形に撓
んだ構造体が得られる。
コン層130の厚みEnitとEoxとの比Reと、構造体に加えられる熱収支
との二つのパラメータに主に依存する。一定の接着温度における層の厚みの比の
影響は、構造体の撓みが有効応力と調整層の厚みとに比例することとなって現れ
る。
2つの層の有効応力が変わってくる。適用される熱処理の結果は、特に、接合境
界領域の状態(微小粗さ、層どうしの結合密度、...)に依存する。 たとえ
ば比Re=1に対し、温度上昇ΔTc=100゜Cによって、2つの層における
応力増加Δσ/σがΔσ/σ=100%となる。
なる二つの処理温度T1、T2(T2>T1)で最終的に得られる構造体の撓み
を任意の単位で示すグラフである。
層が、SiO2膜と、一方の主要層に注入される層とから構成される。
入によって形成される。注入により損なわれないウェーハ部分は、第一の主要層
210aを形成する。
eVで行うことができる。
ーンは、数十MPaの圧縮応力を発生する。簡略化のために、図11〜15では
、応力がもたらす層の変形を示していない。
入は、応力調整層220を通って行われ、分離(破砕)層212を形成する。
できる。
10a中に、薄い表面層214を決定することができる。この表面層は、分離層
212により画定される。
ウェーハの表面に、厚さ約200nmの酸化シリコン(SiO2)膜230が形
成される。酸化シリコン膜230は、応力調整層を構成する。
ウェーハの貼りあわせ(分子間接合)が可能になるように、応力調整層を備えた
主要層は、、洗浄される。
層を構成することができる。
通常、隣接する主要層は、省略するか、またはこの調整層と一体化することがで
きる。
同様に強化することができる)、破砕層に従って破砕を可能にするのに十分な熱
収支となるようにして実行される。この熱処理は、たとえば連続式、可変式、あ
るいはパルス式に適用することができる。こうした伝達熱処理は、場合によって
は、たとえば引っ張り応力およびまたは剪断応力およびまたは撓み応力といった
機械的な応力を与えて補助してもよい。与えられる応力に応じて、熱収支(熱損
失)は、温度および時間を低減して、さらにはゼロにして実施可能である。 図15に示すように、破砕により、薄い層214と第一の主要層210aとを
分離できる。2つの応力調整層が発生するこれらの応力により、注入される種の
分量を低減し、伝達処理の熱損失または機械的な分離応力を減らすことができる
。
とにより引き起こすことができる。比較として、応力調整層がない図12と同様
の基板で分離を引き起こす場合、分離を得るには、少なくとも500゜Cの温度
で30分間処理することが必要である。
、有効応力に従う。有効応力の合力は、2個のウェーハの貼りあわせ機構と、与
えられる各種の熱処理とによって全体として変えることができる。その場合、最
終積層構造体は、特に最終熱処理によって適合可能な応力に従う。
処理を機械的に補助することができる(たとえば引っ張り応力、圧縮応力、剪断
応力、撓み応力、あるいは、層の性質に応じた静電磁場または磁場の適用)。
る一方の主要層の薄型化を行わないことからなる。他の準備ステップは、第二の
実施例で説明したステップと同じであり、一方の主要層の薄型化は、それが望ま
れる場合、単に機械的およびまたは化学的な研磨によって行うことができる。
層および最終構造体の中間層の全部または一部とに、ダイヤフラム等のコンポー
ネントを設けることができ、積層構造体の製造時に有効応力が制御される。この
ような方法の利点は、たとえば表面層の表面を利用して、たとえばダイヤフラム
の生成時に、ダイヤフラムの応力調整層を設ける必要なしに、エピタキシーを行
えるようにしたことにある。
めの、シリコン表面層へのYBaCuOタイプの超伝導体のエピタキシーを挙げ
ることができる。このエピタキシは、一般に、有利には、いわゆる「buffe
r」(バッファ)調整層とシード層(「seed layers」)との使用を
仮定している。これらの調整層は、超伝導体とシリコンとの間の結晶パラメータ
を適合させることを目的としている。これらの層は、たとえばシリコンにYBa
CuOを蒸着する場合、MgO、CeO2、ZrO2とすることができる。
層である。このシリコン層の生成方法の終わりに得られる2個の応力調整層を備
えた積層構造体の応力は、一つまたは複数の連続エピタキシの品質に対して、こ
の応力が、これらのエピタキシにいっそう適合する圧縮応力支持体を提供する限
り、最も重要である。
ダイヤフラムを製造できるようにすることが有利である。
れ自体が、複数の下層を含む多層構造体を備えうることを意味する。
然酸化によって形成可能である。
コンポーネントを含むことができる。
す図16〜20を参照しながら、本発明の特定の適用例について説明する。
を示す。
造体は、第一の主要層から得られる薄いシリコン層214と、一組の応力調整層
220、230と、同じくシリコンからなり、ここでは支持基板を構成する第二
の主要層210bとを含む。
で表す。
ーンを備えた、エッチングマスク240で被覆されている。より詳しくは、マス
クは、浮遊ダイヤフラムの形状を決定するために構造体のエッチングゾーンを露
呈する開口部を有する。
成形される感光性樹脂のマスクである。
と、2個の応力調整層の全部または一部とを通って延びる溝242を形成できる
。エッチングはまた、第二の主要層で停止される。エッチングを停止するには、
多層構造体の形成に先立ち、第二の主要層にエッチング停止層(図示せず)を配
置すれば、容易に行うことができる。
かしながら、明記しなければならないのは、溝が、中央部分244を全面的に囲
むわけではなく、中央部分を囲む構造体245に中央部分をつなぐ「ブリッジ(
梁)」を保持することである。これらの「ブリッジ」は、図の断面の外にあるた
めに示されていないが、場合によっては、たとえば電気およびまたは熱伝導を可
能にする浮遊ダイヤフラムの保持ビームを、最終構造体で構成することができる
。
できる選択的な異方性エッチングを含み、薄い層の一部、この場合には、これ以
降、浮遊ダイヤフラムを構成する中央部分244を遊離せしめる。
場合によっては行われるエッチングを考慮していない。
にする異方性エッチングによって、ダイヤフラムを遊離させるようにした実施形
態の変形例を示す。
チングにより遊離させることが可能である。
よい。
と同様の特定の実施形態を示している。
YBaCuOタイプの超伝導体材料の層248とを含む。
ける超伝導体材料の成長を促すことができ、およびまたは、薄い層のシリコンと
超伝導体との間の結晶格子が場合によって一致しないとき、これを修正すること
ができる。これらの層は、図18または19に関する前述の方法でエッチングさ
れ、浮遊ダイヤフラム244で図20の最終構造体が得られる。
タイプの装置の製造である。
、3485ページ (2)M.Tamura他「Jpa.J.Appl.Phys.」第11巻、第
8号1972年8月、1097ページ (3)H.Mikoshiba「J.Electrochem.Soc.」第1
23巻、第10号、1976年10月 1539ページ (4)S.Sanchez他「J.Michromech.Microeng.
7」1997年)111−113ページ (5)Harendt他「Sensors and Actuators A、
25−27」(1991年)87−92ページ (6)C.Gui、M.Elwenspoek、J.G.E. Gardene
iresP.V.Lambeck「E.C.S.」第97−36巻、1997年
114ページ (7)フランス特許FR−A−2681472
を発生しうる材料からなる表面膜で被覆されている。
図である。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
目盛で示すグラフである。
す概略断面図である。
す概略断面図である。
す概略断面図である。
Claims (24)
- 【請求項1】 少なくとも2つの応力調整層(120、130、220、230
)の積層により互いに結合され、所定の構造体応力を有し、少なくとも一つの第
一の主要層および第二の主要層(110a、110b、210a、210b)を
含む多層構造体の製造方法であって、 a) 前記第一の主要層に第一の応力調整層を設け、第二の主要層と第一の応力
調整層とのいずれかに、少なくとも一つの第二の応力調整層を設け、 b) 前記第一および第二の応力調整層を介して第一および第二の主要層を接合
し、 第一および第二の調整層が、方法終了時にこの構造体で前記所定の構造体応力
を得られるような材料および厚みをもつようにしたことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記第一および第二の主要層の接合が、貼りあわせ接合を含むこ
とを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 第一および第二の調整層は、第一および第二の主要層による応力
の符号がそれぞれ反対になるような材料および厚みで構成されていることを特徴
とする請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記ステップb)の後、この構造体で前記所定の構造体応力を調
整するのに十分な温度と時間による熱処理を実施するようにしたことを特徴とす
る請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 少なくとも一つの応力調整層上に少なくとも一つの中間層が配置
されるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 前記接合が、層間の貼りあわせ接合(分子間接合)を含むことを
特徴とする請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項7】 ステップb)の前に、貼りあわせ接合により結合される層を準備
するステップと、これらの層の表面状態を調整するステップとを含むことを特徴
とする請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 ステップb)において、貼りあわせ接合を室温で実施するように
したことを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 【請求項9】 前記接合が、蝋付け、溶融接合、層間の相互拡散、接着剤による
接合の中から選択された、少なくとも一つの接合技術を用いた接合を含むことを
特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項10】 前記接合が、接合層を介して行われるようにしたことを特徴と
する請求項1に記載の方法。 - 【請求項11】 ステップa)の時に、前記第一の主要層(110a、210a
)に前記第一の応力調整層(130、220)を形成し、前記第二の主要層(1
10b、210b)に前記第二の応力調整層(120、230)を形成し、ステ
ップb)の時に、応力調整層間のウェーハ接合(分子間接合)を行うようにした
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項12】 前記第一および第二の応力調整層が、前記第一の主要層に形成
され、接合が、前記第二の主要層と、第一および第二の表面応力調整層のいずれ
かとの間で行われるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項13】 前記接合の後、さらに少なくとも一つの主要層を薄型化するス
テップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項14】 前記薄型化ステップが、破砕ゾーンに従って破砕するための分
離ステップを含む、請求項1または13に記載の方法。 - 【請求項15】 破砕ゾーン(112、212)を形成するための第一または第
二の主要層の少なくとも一つ、もしくは第一または第二の調整層の少なくとも一
つへの、少なくとも一つのガス種注入と、熱およびまたは機械処理を含む薄型化
ステップとを含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。 - 【請求項16】 前記薄型化ステップ後に得られる構造体応力は、この応力が破
砕ゾーン位置の分離に寄与するように構成されることを特徴とする請求項14ま
たは15に記載の方法。 - 【請求項17】 少なくとも一つの応力調整層が、スパッタ、エピタキシ、化学
蒸着、たとえば化学気相成長法(CVD)、減圧気相成長法(LPCVD)、プ
ラズマCVDといった方法の中から選択された蒸着方法による材料蒸着によって
形成されるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項18】 少なくとも一つの応力調整層が、主要層の表面酸化によって得
られるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項19】 少なくとも一つの応力調整層が、主要層への種注入によって得
られるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項20】 主要層が、シリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、III-Vタ
イプの半導体、II-VIタイプの半導体、ガラス、超伝導体、ダイヤモンド、セラ
ミック材料(LiNbO3、LiTaO3)、および石英の中から選択される少
なくとも一つの材料からなり、応力調整層が、SiO2、SiN、Si3N4、
TiN、金属、金属合金、およびダイヤモンドまたは一つの主要層の材料の中か
ら選択した少なくとも一つの材料からなることを特徴とする請求項1に記載の方
法。 - 【請求項21】 少なくとも一つの第一の主要層(110a、210a)と、第
一の主要層と接触する少なくとも一つの第一の応力調整層(130、220)と
、前記第一の応力調整層と接触する少なくとも一つの第二の応力調整層(120
、230)と、第二の応力調整層と接触する第二の主要層(110b、210b
)との積層を順に含み、第一および第二の応力調整層は、符号がそれぞれ反対で
ある第一および第二の主要層との接触応力を有するように、内部応力を制御した
ことを特徴とする多層構造体。 - 【請求項22】 前記多層構造体が、さらに、応力調整層の間、または応力調整
層と、対応する主要層との間に配置される接合層を含むことを特徴とする請求項
21に記載の構造体。 - 【請求項23】 さらに浮遊状態にあるダイヤフラムを有し、浮遊ダイヤフラム
(244)が、第二の主要層または第一の主要層から解放された、第一および第
二の主要層のいずれかの少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項21に記
載の構造体。 - 【請求項24】 浮遊ダイヤフラム(244)が、さらに、第一および第二の主
要層のいずれかの前記一部を被覆する少なくとも一つの超伝導体材料層(248
)を含むことを特徴とする請求項23に記載の構造体。
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