JP2021510488A - マイクロメカニカル層構造の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はさらにマイクロメカニカル層構造に関する。
本発明は一般には任意のマイクロメカニカル層構造に適用可能であるにもかかわらず、本発明はピエゾ抵抗性機能層を備えた共振器の形態でのマイクロメカニカル層構造に関して説明される。
− 第1の保護層を準備するステップであって、第1の保護層が少なくとも1つの通路によって構造化されており、この通路が犠牲層材料で満たされているステップと、
− 第1の保護層上に、少なくとも1つの機能層を含む機能層層構造を施すステップと、
− 機能層層構造内に第1の通路を、第1の保護層の少なくとも1つの通路に向かって製造し、これにより機能層層構造内の第1の通路の幅が、機能層層構造の層の少なくとも1つ内では、第1の保護層の少なくとも1つの通路の幅より大きいかまたは同じであるステップと、
− 機能層層構造上に第2の保護層を、第1の通路が第2の保護層の材料で満たされるように施すステップと、
− 第2の保護層および満たされた第1の通路を、第1の保護層に向かう第2の通路によって構造化するステップであって、第2の通路が第1の通路と同じかまたはより小さい幅を有し、したがって第2の通路がより小さい幅の場合には、第2の通路の壁が第2の保護層の材料によって形作られるステップと、
− 少なくとも第1の保護層の通路内で犠牲層材料を除去するステップと、
− 少なくとも第2の通路内で保護層材料を除去するステップと
を含む、マイクロメカニカル層構造の製造方法を提供する。
− 窒化アルミニウム、
− チタン酸ジルコン酸鉛、および/または
− スカンジウムをドープされた窒化アルミニウム
が使用され得る。
− タングステン、
− ケイ化タングステン、
− チタン、
− 窒化チタン、
− ケイ化チタン、
− 白金、
− パラジウム、
− 銅、
− タンタル、
− モリブデン、
− ケイ化タンタル
またはその類似物
が使用され得る。
有利な一変形形態によれば、保護層の少なくとも1つ内の通路において、保護層材料が横方向に除去される。これによる利点は、規定通りの切り離しが可能になることである。それだけでなく柔軟性が増し、なぜなら機能層層構造内の機能層を、通路を使って異なる幅でも切り離すことができ、かつ前もって施された保護層を鉛直だけでなく横にも除去できるからである。
− 第1の保護層上に機能層を施すステップと、
− 施された機能層上に電極層を施すステップであって、この電極層が、少なくとも部分的に金属および/または金属化合物、とりわけ金属窒化物化合物および/または金属ケイ化物化合物を含むステップとを含んでいる。
上で挙げたおよび下でさらに解説する特徴が、それぞれ提示された組合せだけでなく、そのほかの組合せでまたは単独でも、本発明の範囲を出ることなく使用可能であることは自明である。
図1aでは、マイクロメカニカル層構造10が断面で示されており、このマイクロメカニカル層構造10は、下から上に向かってまずは基板1を有している。基板1上には、例えば酸化シリコンから成る犠牲層2が施されている。犠牲層2上には、例えばシリコンから成る下側の電極層3が施されており、下側の電極層3は、犠牲層2に向かう2つの通路100によって構造化されており、かつ犠牲層材料で満たされている。下側の電極層3の上面には、例えば窒化アルミニウムから成る圧電層4が配置されており、圧電層4は、2つの通路101によって構造化されており、通路101の幅は、下側の電極層3の通路100の幅より大きい。ただしこの幅は同じであってもよい。圧電層4上には、例えばシリコンから成る上側の電極層5が配置されており、上側の電極層5の材料は、圧電層4の通路101内にも配置されている。通路101は、下側の電極層3のそれぞれの通路100の上に配置されている。これに関し通路100、101は、マイクロメカニカル要素、ここでは共振器200を形作るために、マイクロメカニカル層構造の一部の切り離しが行われるように設計されている。
図2は、実質的に図1dに基づくマイクロメカニカル層構造10を示している。図1dに基づくマイクロメカニカル層構造10とは異なり、図2に基づくマイクロメカニカル層構造10の場合、ここでは、例えば金属または金属ケイ化物から製造された電極層4’が配置されている。ここでは両方の層4、4’の間に保護層5が配置されている。さらに電極層4’は、第1の機能層4の通路101に対応する通路103を備えている。同じことが、上側の保護層5に相応に当てはまる。上側の保護層5は、両方の層4、4’に対応する通路102を有する。すべての通路100、101、102、および103が、ここでは同じ幅を有し、かつ犠牲層2または犠牲層6の犠牲層材料で満たされている。こうすることで、電極層と機能層4、4’の間の反応が保護層5によって阻止され得る。さらに、高温での相応のプロセスにより、保護層5によってガス放出が相応に大きく阻止される。
図3aは、実質的に図1fに基づくマイクロメカニカル層構造10を示している。図1fに基づくマイクロメカニカル層構造10とは異なり、図3aに基づくマイクロメカニカル層構造10の場合、1つだけの機能層4の代わりに、ここでは、機能層4および電極層4’が直接重なり合って配置されており、この場合、第2の保護層5は電極層4’上に施されている。電極層4’は金属から製造されている。それだけでなく図3aでは、通路101、103内の横の保護層が存在していない。しかし保護層5は鉛直方向での保護層としては同様に役立ち、かつ犠牲層材料に対して感受性のある気相エッチング法50を使って犠牲層材料を除去する際に、圧電層4がこの気相エッチング法中に鉛直方向において腐食されるのを阻止する。
図3dは、実質的に図3cに基づくマイクロメカニカル層構造10を示している。図3cに基づくマイクロメカニカル層構造10とは異なり、図3dに基づくマイクロメカニカル層構造10の場合、ここでは、保護層5’が機能層と電極層4、4’の間に配置されている。全体としては、これにより両方の層4、4’が、製造すべき共振器200の領域で、犠牲層材料を除去する際に保護層材料によってそれぞれ完全に取り囲まれている。
図4aは、実質的に図3bに基づくマイクロメカニカル層構造10を示している。図3bに基づくマイクロメカニカル層構造10とは異なり、図4aに基づくマイクロメカニカル層構造10の場合、ここでは、一つには機能層と電極層4、4’の間に保護層5が配置されており、したがって電極層4’は上に配置される保護層を有していない。もう一つには上側の電極層4’内の通路103の幅が、機能層4内の相応の通路101より大きく実施されている。それだけでなく電極層4’の通路103内の保護層材料を除去する際に、通路103の下側の領域では保護層材料が横方向に除去されなかった。したがって図4aの断面では、電極層4’の切り離された領域が、共振器200の領域で保護層材料によってU字形に取り囲まれている。共振器200と反対の側では、電極層4’が保護層材料により、保護層5および通路103内のそれぞれの鉛直の延長部の形態で、実質的にL字形に取り囲まれている。
図5では、いまや完全に製造された共振器200を備えたマイクロメカニカル層構造10が示されている。この場合、共振器200は、電気路90に沿って最初は右から左へ水平に走っている金属電極8を介して電気接触され、金属電極8はその後さらに鉛直方向に続き(符号8a)、かつ上側の保護層5と接続している。金属導体路30の領域では電気抵抗は小さい。電気路90はその後、保護層5内では高い電気抵抗31で共振器200まで走っている。例えば図4aで示したように、機能層4の接触は、金属から成る電極層4’により、水平方向において改善され得る。ここで保護層5も導電性に形成されている場合、保護層5は、金属電極に比べて高い抵抗にもかかわらず、もはや共振器200の接触の全抵抗にはほとんど寄与しない。
− 例えば気相エッチング、熱プロセスなどのような後処理の腐食性の影響から機能層を保護する。
− 様々な層の間の、とりわけ圧電層と、金属のまたは金属ケイ化物から製造された電極層との間の反応または拡散を阻止する。
− 後のプロセスステップのためのプロセス設備を、ピエゾ抵抗性層の材料、金属、または金属ケイ化物による汚染から保護する。
Claims (16)
- − 第1の保護層(3)を準備するステップであって、前記第1の保護層(3)が少なくとも1つの通路(100)によって構造化されており、前記通路(100)が犠牲層材料で満たされているステップと、
− 前記第1の保護層(3)上に、少なくとも1つの機能層(4)を含む機能層層構造(4、4’)を施すステップと、
− 前記機能層層構造(4、4’)内に第1の通路(101)を、前記第1の保護層(3)の少なくとも1つの通路(100)に向かって製造し、これにより前記機能層層構造(4、4’)内の前記第1の通路(101)の幅が、前記機能層層構造の前記層(4、4’)の少なくとも1つ内では、前記第1の保護層(3)の前記少なくとも1つの通路(100)の幅より大きいかまたは同じであるステップと、
− 前記機能層層構造(4、4’)上に第2の保護層(5)を、前記第1の通路(101)が前記第2の保護層(5)の材料で満たされるように施すステップと、
− 前記第2の保護層(5)および前記満たされた第1の通路(101)を、前記第1の保護層(3)に向かう第2の通路(102)によって構造化するステップであって、前記第2の通路(102)が前記第1の通路(101)と同じかまたはより小さい幅を有し、したがって前記第2の通路(102)がより小さい幅の場合には、前記第2の通路(102)の壁が前記第2の保護層(5)の材料によって形作られるステップと、
− 少なくとも前記第1の保護層(3)の前記通路(100)内で犠牲層材料を除去するステップと、
− 少なくとも前記第2の通路(102)内で保護層材料を除去するステップと
を含む、マイクロメカニカル層構造(10)の製造方法。 - 前記保護層(3、5)の少なくとも1つ内の前記通路(100、101、102)において、保護層材料が横方向に除去される、請求項1に記載の方法。
- 前記犠牲層材料および/または前記保護層材料の前記除去が気相エッチングによって行われる、請求項1または2に記載の方法。
- フッ化水素に基づく前記犠牲層材料の前記除去および/またはフッ化ハロゲンに基づく前記保護層材料の前記除去が行われる、請求項3に記載の方法。
- 前記機能層層構造(4、4’)の前記施すステップが、
− 前記第1の保護層(3)上に機能層(4)を施すステップと、
− 前記施された機能層(4)上に電極層(4’)を施すステップであって、前記電極層(4’)が、少なくとも部分的に金属および/または金属化合物、とりわけ金属窒化物化合物および/または金属ケイ化物化合物を含むステップと
を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記電極層(4’)内の前記第1の通路(103)が、その下にある前記機能層(4)の前記第1の通路(101)の幅より大きいかまたは同じ幅で製造される、請求項5に記載の方法。
- 中間保護層(5、5’)が、前記電極層(4’)を施す前に前記機能層(4)上に施される、請求項6に記載の方法。
- 前記電極層(4’)内の前記第1の通路(103)内の前記保護層材料が、前記通路の上側の領域では横に完全に除去され、下側の領域では横方向において部分的にのみ除去される、請求項7に記載の方法。
- 前記第1の保護層(3)の上にある異なる層(4、4’)内の前記通路(101、103)が異なる幅で製造され、とりわけ、前記第1の通路(101、102、103)の幅が層ごとに上から下へと減少する、請求項5から8のいずれか一項に記載の方法。
- 犠牲層材料が、前記第2の保護層(5)を施す前に前記第1の通路(101)を封鎖するために、および/または前記第2の保護層(5)を構造化した後で前記第2の通路(102)を封鎖するために堆積される、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- とりわけシリコンを含む第1の保護層(3)と、
前記第1の保護層(3)上に配置され、少なくとも1つの機能層を、とりわけ圧電層を含む機能層層構造(4、4’)と、
前記機能層層構造(4、4’)上に配置され、とりわけシリコンを含む第2の保護層(5)とを含み、マイクロメカニカル層構造(10)の一部(200)を切り離すために、機能層層構造(4、4’)および保護層(3、5)を通って鉛直方向に延びている少なくとも1つの通路(100、101、102、103、104)が配置されている、
請求項1から10のいずれか一項に記載の方法によって製造されたマイクロメカニカル層構造(10)。 - 前記機能層(4、4’)の下および/または上にある保護層(3、5、5’)内の前記通路が、前記機能層(4、4’)内より大きな幅を有する、請求項11に記載のマイクロメカニカル層構造。
- 電極層(4’)が、前記機能層層構造(4、4’)内で前記機能層(4)の上に配置されており、前記電極層(4’)が、少なくとも部分的に金属および/または金属化合物を含んでいる、請求項11に記載のマイクロメカニカル層構造。
- 前記電極層(4’)内の前記通路(103)の幅が、前記機能層(4)の材料内の前記通路(101)の幅より大きいかまたは同じである、請求項13に記載のマイクロメカニカル層構造。
- 機能層(4)と電極層(4’)の間に中間保護層(5、5’)が配置されており、かつ前記中間保護層(5、5’)の領域内の前記通路(104)が、前記両方の機能層(4、4’)の少なくとも1つより大きな幅を有する、請求項13または14に記載のマイクロメカニカル層構造。
- 前記保護層(3、5、5’)の少なくとも1つが、前記機能層層構造(4、4’)の前記層(4、4’)の少なくとも1つにおける通路(101、103)内に部分的に配置されており、とりわけ、前記保護層(3、5、5’)が、前記機能層層構造(4、4’)の前記それぞれの層内の前記通路(101、103)の下側の領域にだけ配置されている、請求項11から15のいずれか一項に記載のマイクロメカニカル層構造。
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JP2003533360A (ja) * | 2000-05-18 | 2003-11-11 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 微細加工構成素子及びその製造方法 |
JP2006030159A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-02-02 | Canon Inc | ピエゾ抵抗型半導体装置及びその製造方法 |
JP2009077159A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Toshiba Corp | 薄膜圧電共振器及びその製造方法 |
US20090206422A1 (en) * | 2005-02-18 | 2009-08-20 | Matthias Illing | Micromechanical diaphragm sensor having a double diaphragm |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003533360A (ja) * | 2000-05-18 | 2003-11-11 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 微細加工構成素子及びその製造方法 |
JP2006030159A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-02-02 | Canon Inc | ピエゾ抵抗型半導体装置及びその製造方法 |
US20090206422A1 (en) * | 2005-02-18 | 2009-08-20 | Matthias Illing | Micromechanical diaphragm sensor having a double diaphragm |
JP2009077159A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Toshiba Corp | 薄膜圧電共振器及びその製造方法 |
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