JP2008543597A - マイクロマシニング型の構成エレメントを製造する方法ならびにマイクロマシニング型の構成エレメント - Google Patents
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Abstract
Description
マイクロシステム技術では、種々様々のダイヤフラムセンサが知られている。このようなダイヤフラムセンサの有利な製造では、まず基板上にダイヤフラム層が被着され、その後に基板から材料が溶出され、これによりダイヤフラムの下方に空洞が形成される。典型的には、表面マイクロマシニング(OMM)のプロセスが使用される。すなわち、たとえば(等方性の)エッチングガスを用いて基板材料をダイヤフラム範囲の下方でエッチング除去することが知られている。この場合、等方性のエッチングプロセスに基づき、基板材料とダイヤフラムとの間に垂直の角度が生ぜしめられる。
本発明によれば、基板に空洞を製作するためのマイクロマシニング型の方法もしくは該方法を用いて製造されたマイクロマシニング型の構成エレメントが提供される。当該方法では、第1のステップで第1の層が基板に被着されるか、もしくは析出される。このことは、「その場ドーピング(in-situ Dotierung)」を有する析出プロセスにより行われ得る。択一的には、基板のインプランテーション(打込み)またはドーピングによって層を直接に基板表面内へ形成することができる。ドーピングはダイヤフラム範囲全体にわたって行なわれ得るか、または制限されていてよい。これにより、エッチングプロセス後にエッチングフロントが位置し得る範囲は基板とは異なるドーピングを有している。一般に、第1の層におけるドーピングは均質にまたは勾配を持って行われ得る。引き続き、第1の層に少なくとも1つの第2の層が被着される。この第2の層内には、進入孔が形成される。この進入孔を通じて、第1の層および基板の材料を溶出することができるので、第2の層の少なくとも一部の下方で基板に空洞が形成される。この空洞の上方の第2の層は次いでダイヤフラムとして使用され得る。しかし、さらに、第2の層に別の層を析出させ、この層と第2の層の全体でダイヤフラムを形成することも可能である。本発明の本質は、第1の層の材料の溶出によって第1の層に、基板と第2の層との間の設定可能な所定の角度を有する移行縁部が形成されるように第1の層の材料を選択することにある。
図1〜図3は、本発明による製作方法を概略的に示している。図4には、エッチング過程に対して異なった反応を示す第2の層の択一的な別の層形成が示されている。
有利な実施例では、マイクロマシニング型の構成素子もしくは構成エレメントを製造するために、基板100としてシリコンウェーハが使用される。このシリコンウェーハの基板100上には、慣用のマイクロマシニング加工法を用いてシリコン層が第1の層110としてエピタキシャルに成長により被着される(図1参照)。基板100と第1の層110とにおいて互いに異なるエッチング速度を達成するためには、第1の層110における材料に、基板100とは異なるドーピングが施されるようになっている。この場合、使用されるエッチングプロセスに応じて、たとえば第1の層110の材料に、より高いドーピングを施すか、あるいはまた、より低いドーピングを施すことができる。第1の層110の典型的な厚さは1μm〜10μmであると規定されており、ただしこれとは異なる層厚さも十分に使用され得る。
Claims (11)
- −基板(100)上または基板(100)内に第1の層(110,112)を形成し、
−該第1の層(110,112)に少なくとも1つの第2の層(120)を被着させ、
−該第2の層(120)に進入孔(130)を形成し、
−該進入孔(130)を通じて第1の層(110,112)の材料と基板(100)の材料とを溶出させて空洞(140)を形成する、
より成るステップを実施して、基板に空洞を製作するためのマイクロマシニング法において、第1の層(110,112)の材料の溶出により、第2の層(120)と基板(100)との間の設定可能な角度(160)を有する移行縁部(150)を形成することを特徴とする、基板に空洞を製作するためのマイクロマシニング法。 - 前記角度を、第1の層の材料のドーピングにより、特に基板向きに対する関係で設定し、この場合、特に前記角度を
−ドーピング度および/または
−ドーピングタイプおよび/または
−ドーピングプロファイルもしくはドーピング勾配
に関連して設定する、請求項1記載の方法。 - 第1の層(112)を基板(100)におけるドーピングされた範囲として形成し、この場合特に、移行縁部(150)を第1の層における材料の溶出後に形成する、請求項1記載の方法。
- 材料を気相エッチングにより溶出し、この場合特にClF3またはXeF2またはBrF3のような別のハロゲン化合物を有する気相エッチングを行う、請求項1記載の方法。
- 材料を等方性のエッチングプロセスによって溶出する、請求項1記載の方法。
- 基板および第1の層のための材料として、半導体材料、特にシリコンを使用する、請求項1記載の方法。
- 第2の層として、ダイヤフラム層、機能層、導体路、ピエゾ抵抗型の抵抗および/または絶縁層を被着させる、請求項1記載の方法。
- マイクロマシニング型の構成エレメントであって、
−基板(100)が設けられており、
−第1の層(110)が設けられており、
−第2の層(120)が設けられており、
−空洞(140)が設けられており、該空洞(140)が、基板(100)と第1の層(110)と第2の層(120)とによって仕切られている
形式のものにおいて、第1の層(110)が、第2の層(120)と基板(100)との間の所定の角度(160)を有する移行縁部(150)を形成しており、ただし前記角度(160)は第1の層(110)および基板(100)の材料に関連して設定されていることを特徴とする、マイクロマシニング型の構成エレメント。 - 第1の層の材料と基板の材料とが、互いに異なるドーピング度および/または互いに異なるドーピングタイプおよび/または互いに異なるドーピングプロファイルもしくは互いに異なるドーピング勾配を有している、請求項7記載のマイクロマシニング型の構成エレメント。
- 基板および第1の層のための材料として半導体材料、特にシリコンが規定されている、請求項7記載のマイクロマシニング型の構成エレメント。
- 第2の層が、ダイヤフラム層、機能層、導体路、ピエゾ抵抗型の抵抗および/または絶縁層を有している、請求項7記載のマイクロマシニング型の構成エレメント。
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