JPH08264810A - マイクロメカニズム半導体デバイス及びその製造方法 - Google Patents

マイクロメカニズム半導体デバイス及びその製造方法

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JPH08264810A
JPH08264810A JP8083047A JP8304796A JPH08264810A JP H08264810 A JPH08264810 A JP H08264810A JP 8083047 A JP8083047 A JP 8083047A JP 8304796 A JP8304796 A JP 8304796A JP H08264810 A JPH08264810 A JP H08264810A
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Christofer Dr Hierold
ヒエロルト クリストフアー
Thomas Scheiter
シヤイター トーマス
Markus Biebl
ビーブル マルクス
Helmut Klose
クローゼ ヘルムート
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Siemens AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な方法で電子構成部品、特にＣＭＯＳプ
ロセスで集積することができ、簡単に組込み可能のマイ
クロメカニズムデバイス、特にセンサ／アクチュエータ
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 可動素子８を上からカバー層１５により
閉鎖されている空洞１９内に配設し、このカバー層１５
をウェブ１１又は支柱１２により支え、場合によっては
このカバー層１５内にあるエッチング孔１７を遮蔽する
ためにカバー層１５を遮蔽層２１により閉鎖する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば加速度セン
サとしてのマイクロメカニズム半導体デバイス及びその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】センサ又はアクチュエータとして使用さ
れるマイクロメカニズムデバイスは半導体基板の上側に
可動的に取り付けられるマイクロメカニズム構成部品を
必要とする。その機能を満たすことができるようにこの
可動構成部品は外部の影響に対して十分に保護されなけ
ればならず、従ってこの種のデバイスは例えば容器に入
れられる。集積電子回路のようなデバイスは例えば射出
成形法によりプラスチックに埋込むことは不可能であ
る。加速度センサは従来高価な金属製又はセラミック製
容器に入れられてきた。この場合装置の価格は主として
容器及び組立ての費用により決まる。
【０００３】国際特許出願公開第９５／０９３６６号明
細書には、可動部分が形成される層の部分が製造時に使
用される絶縁層の残部の間に配接され、カバー層を支え
るようにした加速度センサの製造方法が記載されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、簡単
な方法で電子構成部品とともに、特にＣＭＯＳプロセス
で集積することができ簡単に組込むことのできるマイク
ロメカニズムデバイス、特にセンサ／アクチュエータと
して使用されるデバイスを提供することにある。更にそ
の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、その請求項１に記載の特徴を有するデバイス及び請
求項７に記載の特徴を有するこのデバイスの製造方法に
より解決される。
【０００６】本発明は、可動マイクロメカニズム素子
（例えば質量部分、片持ち梁又はそれに類するもの）を
基板の上側にある圧力安定なカバーを有する空洞内に配
設することを可能にする。マイクロメカニズム素子のカ
バーを有するデバイスはチップの上方にある構造層内に
形成され、例えば電子制御部品又はマイクロメカニズム
センサ／アクチュエータのような他のデバイスを製造す
るためにも予定されている製造プロセスの枠内で形成可
能である。本発明によるデバイスではこの可動素子は半
導体材料からなる基板又は層構造の上側にある。基板又
は層構造とは逆側に有利には層状に形成された可動素子
上にはカバー層があり、これは基板表面上の柱状の支柱
又はウェブに支えられている。このカバー層と基板との
間に可動素子がその機能のために予定されている範囲内
で可動であるように配分された空洞がある。このカバー
層を支えるために備えられる柱状又は円柱状の支柱は可
動素子の領域内に存在してもよい。更に可動素子内には
支柱が通り抜けてしまわないだけでなく、素子に必要な
可動性にも影響を及ぼさないほどの大きさの適切な（例
えばエッチングによる）孔又は空間が存在してもよい。
従って空洞内にはカバー層のための個々の支柱から形成
される多数のパターンが存在することになる。
【０００７】この装置は支柱用に接触孔充填物を使用で
きることから容易に製造することができる。例えば誘電
体からなる層内にデバイスの個々の部品の電気接続のた
めの接触孔を形成する。これらの接触孔は通常通り金属
化のために用意された金属で満たされる。同様の方法で
支柱又は柱状物のために予定された箇所にこれらの接触
孔と同様の方法で誘電体層内に孔を形成することがで
き、しかもこれを同じ処理工程で行うことができる。接
触孔充填のために備えられた同じ材料をカバー層の支柱
にも使用することができる。可動素子のために予定され
た領域内の誘電体層を除去した後基板とカバー層との間
にこのようにして形成された空洞内にこの部分の可動性
が生じる。従って本発明によるデバイス構造は簡単な方
法で電子デバイスの製造用に備えられている一工程で集
積することができる。
【０００８】
【実施例】本発明を実施例及び図１〜図１１に基づき以
下に詳述する。
【０００９】本発明によるデバイスの有利な実施態様の
詳細をその理解を容易にするためその製造方法に基づき
以下に説明する。図１には例えばシリコンであってもよ
い基板１が示されている。以下の記載及び請求項におい
て基板１とは一般に半導体ウェハ又は半導体層構造を示
すものとする。この基板１上に補助層２が形成される。
補助層２はそのために特に施された層であっても、又は
基板１の上側にある層部分により形成されてもよい。基
板１がシリコンである場合補助層２はシリコンからなる
層の上方部分を部分酸化することにより形成する（ＬＯ
ＣＯＳ法）と有利である。この酸化により例えばマスク
の使用下に遮蔽される領域が除去される。形成すべき可
動素子の領域内にこの可動素子の製造用に設けられる構
造層７が析出される。この構造層７は例えば結晶シリコ
ン又は多結晶シリコンであってもよく、例えばマイクロ
メカニズムデバイスと一緒に集積される電子デバイスの
電極用に設けられているシリコン層と同時に析出するこ
とができる。
【００１０】ここに記載されている実施例では基板１内
に例えば加速度センサの場合に所望されるようにドープ
された領域が形成されている。基板１及び図示されてい
る絶縁領域６は第１の導電形の導電率のためにドープさ
れている。図示されているドープ領域３及び４及び下方
のドープ領域３に接続している接触領域５は基板１とは
反対の符号の導電形にドープされている。上方のドープ
領域４は導電性に形成すべき可動性センサ素子に対する
対向電極として設けられている。接触領域５及び下方の
ドープ領域３は電極領域４よりも高くドープされると有
利である。下方のドープ領域３は例えば埋込み層（ｎ+
埋封層）として、電極領域４はｎウェル（くぼみ＝ｔｒ
ｏｕｇｈ）としてまた接触領域５はｎ+接続端子の注入
部として形成されている。絶縁領域６はその上に施すべ
き構造をこの電極領域４から分離する。別の実施例の場
合、すなわち本発明により別に構造化されるか又は別の
機能のために用意されているデバイスの場合、基板内の
ドープ領域を省略するか又は別の仕方で構造化すること
もできる。構造層７を施した後この層を構造化し、その
際センサのために用意され多数のエッチング孔を設けら
れた可動素子８、この可動素子８を固定するために用意
されたばね状の支材９及び基板１上の固定及び電気接続
用に設けられる部分が形成される。補助層２の空所内に
ある絶縁領域６の上方にある構造層７は除去される。
【００１１】次いで上側の全面に例えば誘電体からなる
もう１つの平坦な補助層を施す。このもう１つの補助層
の材料は構造層７の材料に対して選択的に例えばエッチ
ングにより除去可能のものが選択される。このもう１つ
の補助層内に接触部及び支柱１２又はウェブ１１のため
の開口が形成される。次いでこれらの開口はそのために
用意された材料で満たされる。接触孔充填物及びウェブ
又は支柱用に同じ金属が使用されると有利である。この
ようにして電極領域４の電気的接続のために用意された
接触孔充填部１０（図２参照）、導電性の（場合によっ
ては例えばシリコンの場合導電性にドープされている）
可動素子の電気接続のために用意された接触孔充填部１
３及びカバー層１５を支えるために設けられるウェブ１
１又は支柱１２が形成される。
【００１２】更に電気接続のために備えられる第１の金
属化面を施してもよく、この面はこの実施例では接触孔
充填部１０上に施されている部分１４、接触孔充填部１
３上に施されているもう１つの部分１６及びカバー層１
５からなる。カバー層は半導体材料、例えばシリコンか
ら或はこの第１の金属化面とは異なる金属から形成して
もよい。しかしこの製造工程を簡単なものとするために
カバー層として集積電子部品の電気接続端子又は導体路
用に備えられている第１の金属化面の金属を使用すると
有利である。図２に示されているようにこのカバー層１
５内に多数の小さなエッチング孔１７をエッチングす
る。構造層７はその形成すべき可動素子８の領域内に同
様に構造化の際に形成されるエッチング開口として設け
られる孔を有している。構造層７及びカバー層１５内の
これらのエッチング開口を使用して、基板１とカバー層
１５との間の領域内の補助層及びもう１つの補助層の材
料を、構造層７の材料に対して選択的に、可動部分のた
めに予定された構造層７の部分が露出されるまで除去し
てもよい。カバー層１５を支えるために設けられている
ウェブ１１が形成すべき空洞の周りに設けられ、可動素
子８のフリーエッチングの際に形成すべき空洞の外側の
領域にあるもう１つの補助層の材料がこの空洞を囲んで
いるウェブ１１により保護されるようにすると有利であ
る。
【００１３】カバー層１５の下の空洞をエッチングする
際残りの領域を図３に示されているようにマスク１８に
より保護してもよい。こうしてウェブ１１により横方向
の壁面を制限された空洞１９が基板１とカバー層１５と
の間に形成される。その際補助層２及びもう１つの補助
層２０の残っている部分はこの空洞１９の側方のみに存
在することになる。明確化のために図面には図の平面か
ら背後に移動された構造層７の境界は破線により示され
ている。図３に示されている既に可動素子８が形成され
ている構造層７の層平面内のＩＶ−ＩＶ線による切断面
は図４に示されている。
【００１４】図４には可動素子８及びここでは蛇行形に
構造化された支材９を有する構造層７が示されている。
可動素子８内にはエッチング孔が小さな○形により示さ
れている。カバー層１５を支えるための柱状の支柱１２
は可動素子８の空所内及びこの可動素子８と支材９との
間に配設されている。ウェブ１１は可動素子８及び支材
９を囲んでおり、支材９を基板上に固定されている構造
層７の部分と接続するところだけが中断されている。同
様に構造層７の平面内の接触孔充填部１０が示されてい
る。接触孔充填部１３、第１の金属化面の部分１４、１
６及びカバー層１５の縁部の輪郭が破線により示されて
いる。ウェブ１１と構造層７の部分との間の範囲内には
図４に示されている切断面内に存在する空洞の故にカバ
ー層１５が見られる。分かり易くするためにカバー層１
５内にあるこの範囲内のエッチング孔は図示されていな
い。
【００１５】本発明により形成される加速度センサの場
合金属又は導電性にドープされた半導体材料からなるカ
バー層は同様に導電性である可動素子に対する上方の対
向電極の役目をする。カバー層１５は例えば金属からな
るか又は少なくとも部分的に導電性にドープされてお
り、図示されていない電気接続端子を設けられている。
カバー層１５が遮蔽層２１により上から覆われている完
成デバイスの切断面図が図５に示されている。この遮蔽
層２１はカバー層１５内にあるエッチング孔も塞いでい
る。例えば同様に誘電体であってもよい遮蔽層内に新た
に接触孔を形成し、金属化物を充填することもできる。
もう１つの金属化面２２が上側に施されてもよい。更に
他の補充的層構造を上側に形成してもよい。
【００１６】空洞１９のエッチング除去は他の金属化面
をデバイス上に施した後に行ってもよい。図６には誘電
体層２３、もう１つの金属化面２２及びもう１つの誘電
体層２４が例えばチップ内に集積される種々のデバイス
の予定の電気的接続を形成するためにデバイスの上側に
形成されているこのような構造が示されている。カバー
層１５の上側にあるこの層構造は更にフリーエッチング
すべき可動素子の領域内を除去されるので、図示されて
いる開口２７内にはカバー層１５の表面が露出されてい
る。開口２７のエッチングは図６に示されている例では
横方向部分２６を有するマスク２５を使用して行われ、
この横方向部分は空洞１９を形成するためのエッチング
工程の際にデバイスの上側の誘電体層２３、２４をエッ
チング作用から保護する。マスクの使用及び使用される
種々のマスクの調整は本発明によるデバイスではそれ自
体公知の方法で実施可能である。
【００１７】この実施例の製造方法の記載から明らかな
ように処理工程はＣＭＯＳプロセスの枠内で実施可能で
ある。例えばＭＯＳＦＥＴのゲート電極用に備えられる
酸化物層をマイクロメカニズムデバイスの領域内にも形
成する場合、この酸化物層は補助層と共に空洞のエッチ
ング除去の際に問題なく除去することができる。構造層
７にはトランジスタのゲート電極用に使用されるような
例えば厚さ約４００ｎｍのポリシリコン層を析出しても
よい。補助層２は例えば記載したようにシリコンの酸化
（フィールド酸化物）により例えば６５０ｎｍの厚さに
形成される。
【００１８】マイクロメカニズムデバイスのために予定
される領域の他に例えばトランジスタ、キャパシタン
ス、抵抗及びそれに類するもののような電子デバイスを
同時に形成することができる。金属化部（この例ではカ
バー層１５もこれから形成される）は例えば０．５μｍ
〜１．５μｍの厚さを有する。接触孔を充填するための
金属としては例えばＡｌＳｉＣｕ又はＷｏ（タングステ
ン）を使用することができる。これらの金属及び合金は
金属化面（導体路）にも使用でき、その際支柱及びウェ
ブとしてＷｏを、また金属化面としてＡｌＳｉＣｕを使
用すると有利である。このことは製造を容易なものと
し、従って接触孔充填部及び金属化面に同じ金属を使用
すると効果的である。付加的に接触孔充填物の金属（こ
の金属からカバー層を支えるための支柱及びウェブも形
成すると有利である）と基板の半導体材料（この例では
シリコンからなる接触領域５及び絶縁領域６）との間に
障壁を設けてもよい。このような障壁は例えばチタン又
は窒化チタンからなる薄層又は典型的には５〜２００ｎ
ｍの厚さのチタン及び窒化チタンからなる成層である。
従って金属のシリコンへの拡散は阻止される。
【００１９】例えば上述の金属からなる薄い障壁層をカ
バー層１５の上側に被着すると有利である。更にエッチ
ング孔１７はこの障壁層内にも形成される。この障壁層
はカバー層の材料（例えば金属）を後の空洞１９のエッ
チング除去の際に保護する。
【００２０】図３内に示されているマスク１８には例え
ばフォトレジスト、窒化物（例えば窒化ケイ素）又は窒
化物及びフォトレジストからなる成層を使用してもよ
い。基本的にはこのマスクにはもう１つの補助層をエッ
チング除去するために使用されるエッチング剤に対して
耐性を有する任意の材料が考慮される。マスク１８用の
上記材料はもう１つの補助層として酸化物層（例えば酸
化ケイ素）を使用した場合使用できるものである。
【００２１】補助層及びもう１つの補助層を基板の材料
及びカバー層の材料に対して選択的に除去するエッチン
グ剤は、補助層として酸化ケイ素を使用する場合、可動
素子のためにシリコンを使用する場合及びカバー層のた
めに金属を使用する場合に例えばフッ化水素（ＨＦ）で
あってもよい。フッ化水素は湿式化学的にフッ化水素酸
又は緩衝されたフッ化水素酸として使用されても、また
フッ化水素ガス又はフッ化水素蒸気を使用してもよい。
ＡｌＳｉＣｕを金属化物として使用する場合湿式化学に
よるエッチングではフッ化水素酸はアルミニウムに対す
るエッチングの選択性を高める添加物を備えられてもよ
い。緩衝されたフッ化水素溶液（ＢＯＥ、即ちＢｕｆｆ
ｅｒｅｄ Ｏｘｉｄｅ Ｅｔｃｈ＝緩衝された酸化物エ
ッチング剤）を使用する際同様に添加物でアルミニウム
に対する選択性を高めることができる。フッ化水素ガス
の使用は構造層のシリコン及びカバー層の金属に対して
同時にできるだけ良好な選択性が得られる場合に有利で
ある。金属製カバー層は既に説明したようにエッチング
剤に対してより耐性である薄い金属製障壁層の被着によ
りエッチング作用に対して付加的に保護することを可能
にする。
【００２２】カバー層１５内のエッチング開口１７を閉
鎖する遮蔽層２１が誘電体からなる場合、絶縁層として
も種々の金属化面間に使用することができるように酸化
ケイ素又は窒化ケイ素が使用されると有利である。この
障壁層は例えばプラズマから析出することができる。
【００２３】本発明によるデバイスは基本的に任意の機
能に対して設けることができる。可動部分用の圧力安定
なカバー層は実質的に任意の形状のセンサ及びアクチュ
エータに使用できる。遮蔽層を用いないか又はカバー層
内及び場合によってはカバー層の上にある他の層内に格
子状又はふるい状構造を形成する孔又は開口が存在する
場合、このカバーは例えば圧力センサにも使用すること
ができる。従って本発明は、特殊な機能素子を機械的外
乱に対して保護しなければならない任意のデバイスにも
適用することができる。このデバイスは何等の措置を必
要とせずに標準容器に組込むことができる。他の利用方
法は例えば基板に対して横方向又は垂直方向に振動する
共振器又はフィルタのような角速度測定器又はマイクロ
メカニズム振動子が擧げられる。
【００２４】加速度センサの場合この導電性カバー層は
対向電極として使用できるため優れた利点を提供する。
すなわち基板の側にある対向電極は例えば図示の実施例
では電極領域４として説明されているドープ領域により
形成される。可動素子の上方及び下方にあるこれらの両
対向電極のいずれもがこの可動素子と共にそれぞれコン
デンサを形成し、可動部分が基板の表面に対して垂直方
向に変位される場合にそのキャパシタンスが変化する。
このキャパシタンスの変化は、可動素子と各対向電極と
の間に電圧が印加され、キャパシタンスの変化が生じる
際に評価ユニット内に流れる電流がキャパシタンスを測
定するために使用されることにより測定することができ
る。更に印加電圧の相応する変化により静電的に可動部
分の変位を阻止し、同時にそのために必要な電圧変化の
量から作用する慣性力を測定することを可能にする。従
って本発明によるデバイスは、圧力安定なカバー層を同
時に上方の対向電極として使用することができるのでこ
の種の加速度センサに特に適している。
【００２５】基板の上側とカバー層との間隔、即ち空洞
１９の高さは、カバー層１５及びウェブ１１又は支柱１
２により形成される装置の十分な機械的安定性を保証す
るために大き過ぎてはならない。このため本発明により
実現される加速度センサは予定される測定領域内におい
て可動部分の変位が垂直方向にできるだけ小さくなるよ
うに形成されるべきである。作用する慣性力の結果とし
ての可動部分の変位の容量的の評価のため、層状に形成
された可動部分ができるだけ変形を受けずに、なるべく
平坦であることが望ましい。それには可動素子８をでき
るだけ柔軟に吊り下げることができるように支材９を形
成することが望ましい。従って支材９のばね作用はなる
べく大きく（小さい“ばね定数”）あるべきである。可
動素子８の緊張の少ない即ち柔軟な吊り下げの場合、素
子は仮に極めて薄い層からなっていても全体として十分
変形することなく上下に振動することができる。更に可
動素子８の柔軟な吊り下げはセンサにかなり高い感度を
生じる。このような吊り下げは支材９を蛇行形に構造化
することにより最も良好に達成される。
【００２６】図７〜図１０には構造層７のパターンの例
が平面図で示されている。可動素子２８はそれぞれ支材
２９に固定されており、支材２９は吊り下げ面３０に固
定されている。これらの吊り下げ面３０は基板と固く接
合されている。吊り下げ面３０は図５の実施例では直接
補助層２上に載っている。しかし吊り下げ面は基板の他
の部分又はその上に施された層構造上に固定されてもよ
い。図７の例では８つの吊り下げ面３０が存在し、それ
らはそれぞれ支材２９を介して可動素子２８の角部に接
合されている。可動素子２８の各角部には直線的にそれ
ぞれ互いに直交するこれらの２つの支材がつながってい
る。この可動素子２８の吊り下げは比較的硬く、可動素
子２８が図の平面に対して垂直に変位する際に強くたわ
むことになる。
【００２７】これに対して図８に示されている構造は改
良されたものである。支材２９はここではそれぞれ可動
素子２８の縁辺に対して平行な２つの部片を有する蛇行
形に構造化されている。吊り下げ面３０と可動素子２８
との間隔を適切に選択した場合素子の吊り下げは素子が
たわむのを十分に阻止するように行われる。支材はここ
でも素子２８の角部とつながっている。図９の実施例で
は、図８による構成を４つの吊り下げ面３０だけで形成
できるようにされている。この場合可動素子８と吊り下
げ面３０との間隔は支材の部分間の間隔により規定され
ている。従って図８による構成に比べてその寸法を適合
させる場合の自由度は若干制限される。
【００２８】更に改良された実施例が図１０に示されて
おり、可動素子の縁辺に対して平行に導かれる支材２９
の部分を著しく長く形成するが吊り下げ面と可動素子と
の間隔を比較的大きくすることにより達成でき、これに
より一層柔軟に素子を吊り下げることになる。
【００２９】図８〜図１０の実施例の蛇行させた支材は
構造層内に生じる均一な応力を緩和し、図の平面内にあ
るセンサの加速度に対する感度を最低限に抑える利点が
ある。更に支材の所要面積を削減するものである。支材
２９を可動素子２８の角部に固定することはとりわけ空
洞１９を囲むウェブ１１を角部だけ中断させれば良く、
従ってエッチングプロセス用の効果的な保護壁となる利
点を有する。更に可動素子をウェブ又は支柱の配置に適
切に合わせることができる。可動素子は平面図では任意
の幾何学形状を有することができるが、単に分かり易く
するためにこれらの図ではそれぞれ正方形又は長方形に
示したにすぎない。
【００３０】更にカバー層を支えるために設けられたウ
ェブを空洞の内部にも設け、或は空洞の壁面に支柱だけ
を取り付けることも可能である。例えば長めに形成され
た可動素子の場合ウェブ１１は空洞１９の狭い側にある
だけで足りる。図４の実施例では例えば右側に一直線に
順次並んで示されている３つの支柱１２は一巡するウェ
ブ１１で代用可能である。金属製カバー層１５は例えば
図中に示されている部分に対して付加的に端子接触部と
して設けられているこのカバー層１５の部分を図４に示
されている領域の外側にあるように構造化してもよい。
第１の金属化面は例えばそれにより形成されるカバー層
１５が導体路に横方向に移動するように構造化してもよ
い。
【００３１】図１１はウェブ１１及び支柱１２が基板１
の半導体材料上又はその上に施されている層構造上には
なく、それぞれ構造層７のなお残っている部分にある別
のセンサの実施例を示すものである。この実施例は例え
ば補助層２を電気接続用に備えられている接触領域５内
だけは空けておくように形成される。構造層７は補助層
２の連続した表面上に施され、構造化される。この構造
化の際にそれぞれウェブ１１又は支柱１２のある箇所に
構造層７の残りの部分により分離された小部分が残って
いる。即ちこれらの部分は可動素子８、支材９及び可動
素子を固定させるために基板上に設けられた構造層７の
残りの部分から分離されている。更に前述のように形成
すべきカバー層１５の下の空洞はカバー層１５の材料及
び構造層７の材料に対して選択的にエッチング除去さ
れ、その際もちろんエッチング時間はウェブ１１又は支
柱１２の下方の補助層２の十分に大きな部分が残る程度
に制限される。即ち支柱１２は図１１に示されている例
では補助層２の下方に残っている部分、その上にある構
造層７の分離された部分、及び例えば金属からなる接触
孔充填部に相応して形成されてもよい図５の実施例に相
応して形成された上方の部分により構成される。空洞の
エッチング除去はここでも図３に相応して既にカバー層
の形成後又は図６に相応して全工程の終わりに初めて行
われてもよい。支柱１２の一部を形成する構造層７の分
離された部分のエッチングプロセスの時間は、場合によ
ってはこの部分の下にある補助層２が広く除去され過ぎ
ないように、またカバー層を支える機械的安定性が不十
分になることを回避するために、十分問題とならない程
度に配分されなければならない。その他の実施例の場合
にも基板１内のドープ領域を省略するか、又は別様に構
造化してもよい。
【００３２】図示された全ての実施例において、施され
たカバー層１５内に生じる応力を空洞の形成のために設
けられたエッチング孔（図２のエッチング孔１７を参照
のこと）に対して付加的に別の空所又は孔（それらは必
要に応じて後から施される遮蔽層又は表面のパッシベー
ション層により覆われてもよい）をカバー層１５内に形
成することにより緩和することができる。本発明により
圧力センサを形成する場合、センサ素子に対し測定すべ
き外圧が作用できるように、これらの開口はカバー層内
に明けたままにしておく。カバー層は別の実施例では基
板に対して大きな間隔を有していても支柱の機械的安定
性を十分に発揮できる場合には、第２又はそれ以上の金
属化面の構成要素として形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるデバイスの中間製品の一製造工程
の切断面図。
【図２】本発明によるデバイスの中間製品の別の製造工
程の切断面図。
【図３】本発明によるデバイスの中間製品の別の製造工
程の切断面図。
【図４】図３をＩＶ−ＩＶ線で切断した平面図。
【図５】本発明による完成デバイスの切断面図。
【図６】本発明によるデバイスの別の製造工程の切断面
図。
【図７】本発明によるデバイスの特に加速度センサに適
した構造層の平面図。
【図８】図７を改良した構造層の平面図。
【図９】図７を更に改良した構造層の平面図。
【図１０】図７を更に改良した構造層の平面図。
【図１１】本発明によるデバイスの別の実施例の切断面
図。
【符号の説明】
１ 基板 ２ 補助層 ３ 基板内のドープ領域 ４ 基板内のドープ領域（電極領域） ５ 接触領域 ６ 絶縁領域 ７、 構造層 ８、２８ 可動素子 ９、２９ 支材 １０、１３ 接触孔充填部 １１ ウェブ １２ 支柱 １４、１６ 第１の金属化面部分 １５ カバー層 １７ エッチング孔 １８、２５ マスク １９ 空洞 ２０ もう１つの補助層 ２１ 遮蔽層 ２２ もう１つの金属化面部分 ２３ 誘電体層 ２４ もう１つの誘電体層 ２６ マスク２５の横の部分 ２７ 開口 ３０ 吊り下げ面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルクス ビーブル ドイツ連邦共和国 86163 アウグスブル ク オーバーレンダーシユトラーセ 24ツ エー (72)発明者 ヘルムート クローゼ ドイツ連邦共和国 81929 ミユンヘン シユテフアン‐ゲオルゲ‐リング ９

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 可動素子（８）を有するマイクロメカニ
    ズム半導体デバイスにおいて、この可動素子（８）が基
    板（１）の上側に層として形成され、この基板（１）と
    は逆側の可動素子（８）の面にカバー層（１５）が設け
    られ、このカバー層（１５）と基板（１）の上側との間
    に可動素子（８）の運動が予定の範囲内で行われるよう
    に空洞（１９）が設けられ、この空洞（１９）内又はこ
    の空洞（１９）の可動素子（８）の層の平面に対して横
    方向の壁面に、このカバー層（１５）を支え少なくとも
    一部金属からなる支柱（１２）又はウェブ（１１）が設
    けられることを特徴とするマイクロメカニズム半導体デ
    バイス。
  2. 【請求項２】 ウェブ（１１）がカバー層（１５）と基
    板（１）との間の空洞（１９）を可動素子（８）の層の
    平面に対して横方向の壁面で境界付けていることを特徴
    とする請求項１記載のマイクロメカニズム半導体デバイ
    ス。
  3. 【請求項３】 支柱（１２）又はウェブ（１１）が少な
    くとも部分的に可動素子（８）と同じ材料からなること
    を特徴とする請求項１又は２記載のマイクロメカニズム
    半導体デバイス。
  4. 【請求項４】 カバー層（１５）が金属からなることを
    特徴とする請求項１ないし３の１つに記載のマイクロメ
    カニズム半導体デバイス。
  5. 【請求項５】 可動素子（８）が弾性の支材（９）で基
    板（１）に固定されており、これらの支材が蛇行状に形
    成されていることを特徴とする請求項１ないし４の１つ
    に記載のマイクロメカニズム半導体デバイス。
  6. 【請求項６】 支柱（１２）又はウェブ（１１）が少な
    くとも部分的にタングステン又はＡｌＳｉＣｕからな
    り、半導体材料に隣接しているチタン又は窒化チタンを
    含む障壁層を有することを特徴とする請求項１ないし５
    の１つに記載のマイクロメカニズム半導体デバイス。
  7. 【請求項７】 ａ）基板（１）の上側に後のｇ）工程に
    適した材料からなる補助層（２）を形成し、 ｂ）可動素子（８）用に構造層（７）を施し、マスクの
    使用下に構造化し、 ｃ）後のｇ）工程に適した材料からなるもう１つの補助
    層をこの構造層（７）を覆うように施し、 ｄ）このもう１つの補助層内の形成すべき支柱（１２）
    又はウェブ（１１）の領域内にマスクの使用下に開口を
    形成し、 ｅ）これらの開口を支柱（１２）又はウェブ（１１）の
    ために用意された材料で満たし、 ｆ）カバー層（１５）を析出及び構造化し、 ｇ）ｂ）工程及びｆ）工程でそれぞれ形成されたカバー
    層（１５）及び構造層（７）内のエッチング孔の使用下
    に補助層（２）及びもう１つの補助層（２０）の材料を
    可動素子（８）のために用意された構造層部分が予定の
    可動性を有するまで除去することを特徴とする請求項１
    ないし６の１つに記載のマイクロメカニズム半導体デバ
    イスの製造方法。
  8. 【請求項８】 ａ）工程において補助層（２）をこの補
    助層のそれぞれ支柱（１２）用に予定された領域は空け
    ておくように形成することを特徴とする請求項７記載の
    方法。
  9. 【請求項９】 ｄ）工程において電気接続端子用の接触
    孔も形成し、ｅ）工程でこの接触孔内にも満たされる金
    属を使用することを特徴とする請求項７又は８記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】 ｆ）工程において金属を使用し、カバ
    ー層と共に接触部又は導体路用金属化部を析出すること
    を特徴とする請求項７ないし９の１つに記載の方法。
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