JPH10290036A - 表面マイクロマシンの製造方法 - Google Patents
表面マイクロマシンの製造方法Info
- Publication number
- JPH10290036A JPH10290036A JP9094044A JP9404497A JPH10290036A JP H10290036 A JPH10290036 A JP H10290036A JP 9094044 A JP9094044 A JP 9094044A JP 9404497 A JP9404497 A JP 9404497A JP H10290036 A JPH10290036 A JP H10290036A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide film
- silicon substrate
- silicon
- silicon oxide
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Weting (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】応力に対する制御性がよく製造歩留まりの向上
に好適な表面マイクロマシンの製造方法。 【解決手段】第１のシリコン基板の主面上に形成したシ
リコン酸化膜４をエッチングした凹部内にゲルマニウム
酸化膜（５）を形成し、第１のシリコン基板の主面と第
２のシリコン基板８の主面とを多結晶シリコン膜７を介
して接合・加熱し、第１のシリコン基板の接合面の反対
面からゲルマニウム酸化膜との界面までトレンチ１３を
設け、注水してゲルマニウム酸化膜（５）を溶解し、シ
リコン表面にゲルマニウム酸化膜（５）との界面に形成
されたシリコン酸化膜を残留させる。
に好適な表面マイクロマシンの製造方法。 【解決手段】第１のシリコン基板の主面上に形成したシ
リコン酸化膜４をエッチングした凹部内にゲルマニウム
酸化膜（５）を形成し、第１のシリコン基板の主面と第
２のシリコン基板８の主面とを多結晶シリコン膜７を介
して接合・加熱し、第１のシリコン基板の接合面の反対
面からゲルマニウム酸化膜との界面までトレンチ１３を
設け、注水してゲルマニウム酸化膜（５）を溶解し、シ
リコン表面にゲルマニウム酸化膜（５）との界面に形成
されたシリコン酸化膜を残留させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は微小なセンサやアク
チュエータ等の形成に用いる表面マイクロマシン技術に
おいて、特にその工程の歩留まり向上と工程管理の簡略
化に関する。
チュエータ等の形成に用いる表面マイクロマシン技術に
おいて、特にその工程の歩留まり向上と工程管理の簡略
化に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年半導体プロセス技術を応用した表面
マイクロマシンの形成が精力的に研究され、広範囲に適
用される可能性があることにより、その商品化が急務と
なっている。図１８に示すように、第２のシリコン基板
８上に第１のシリコン基板１０を形成してなる表面マイ
クロマシンの分離構造は、形成の初期段階において、第
２のシリコン基板８とは異なる物性を持つ材料からなる
層、すなわち犠牲層１５と呼ばれる層を予め埋め込んで
おき、形成終了近くの段階において、第１のシリコン基
板１０の構成要素のうち可動部１４となる領域の下部に
設けた上記の犠牲層１５を刳ぐり貫くことにより形成す
る。犠牲層１５としては、フッ化水素酸系の薬品を用い
てエッチング除去の比較的容易な、シリコン酸化物を主
成分とする物質、例えば、高濃度に酸化リンを混合した
フォスフォシリケートグラス（ＰＳＧ）、これに、酸化
ホウ素を混合したボロフォスフォシリケートグラス（Ｂ
ＰＳＧ）が用いられる。
マイクロマシンの形成が精力的に研究され、広範囲に適
用される可能性があることにより、その商品化が急務と
なっている。図１８に示すように、第２のシリコン基板
８上に第１のシリコン基板１０を形成してなる表面マイ
クロマシンの分離構造は、形成の初期段階において、第
２のシリコン基板８とは異なる物性を持つ材料からなる
層、すなわち犠牲層１５と呼ばれる層を予め埋め込んで
おき、形成終了近くの段階において、第１のシリコン基
板１０の構成要素のうち可動部１４となる領域の下部に
設けた上記の犠牲層１５を刳ぐり貫くことにより形成す
る。犠牲層１５としては、フッ化水素酸系の薬品を用い
てエッチング除去の比較的容易な、シリコン酸化物を主
成分とする物質、例えば、高濃度に酸化リンを混合した
フォスフォシリケートグラス（ＰＳＧ）、これに、酸化
ホウ素を混合したボロフォスフォシリケートグラス（Ｂ
ＰＳＧ）が用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記犠牲層１
５の埋め込みは、２枚のシリコン基板の張り合わせ時に
埋め込むことが必要となるが、この工程により形成され
たＰＳＧ膜のエッチング速度が不安定で、犠牲層１５の
エッチング工程では、エッチングするための時間すなわ
ち、エッチング速度から算出されるエッチング時間だけ
工程の変動を生ずる。非常にエッチング速度が大きくな
った場合には、第２のシリコン基板８に固定する領域と
なるべき薄膜化された第１のシリコン基板１０は、可動
部１４の下部とともに、図１９に示す１０’ように、エ
ッチングされて剥離してしまうという問題がしばしば発
生する。
５の埋め込みは、２枚のシリコン基板の張り合わせ時に
埋め込むことが必要となるが、この工程により形成され
たＰＳＧ膜のエッチング速度が不安定で、犠牲層１５の
エッチング工程では、エッチングするための時間すなわ
ち、エッチング速度から算出されるエッチング時間だけ
工程の変動を生ずる。非常にエッチング速度が大きくな
った場合には、第２のシリコン基板８に固定する領域と
なるべき薄膜化された第１のシリコン基板１０は、可動
部１４の下部とともに、図１９に示す１０’ように、エ
ッチングされて剥離してしまうという問題がしばしば発
生する。
【０００４】またフッ化水素酸系の薬品を用いるため、
可動部１４と第２のシリコン基板８との対向面は活性を
有するシリコン表面が出現する。このため図２０に示す
ように、エッチング後に行なう犠牲層１５の水洗乾燥工
程において、可動部１４は水洗水の表面張力により引き
寄せられて第２のシリコン基板８と密着し、ことごとく
素子不良となることも考えられる。この問題に対しては
フッ化水素酸系の薬品に対してエッチングレートの遅い
シリコン窒化膜層を形成しておく解決策も創案される
が、シリコン窒化膜は形成時に発生する応力が非常に大
きく、特性上、応力変化に敏感な表面マイクロマシンに
おいては、他の成膜形成部の応力や、熱処理温度などに
起因する応力を調整するなど応力制御に困難な点が多く
ある。本発明は、上記従来技術の問題点を解決するため
になされたもので、応力に対する制御性がよく製造歩留
まりの向上に好適な表面マイクロマシンの製造方法を提
供することを目的とする。
可動部１４と第２のシリコン基板８との対向面は活性を
有するシリコン表面が出現する。このため図２０に示す
ように、エッチング後に行なう犠牲層１５の水洗乾燥工
程において、可動部１４は水洗水の表面張力により引き
寄せられて第２のシリコン基板８と密着し、ことごとく
素子不良となることも考えられる。この問題に対しては
フッ化水素酸系の薬品に対してエッチングレートの遅い
シリコン窒化膜層を形成しておく解決策も創案される
が、シリコン窒化膜は形成時に発生する応力が非常に大
きく、特性上、応力変化に敏感な表面マイクロマシンに
おいては、他の成膜形成部の応力や、熱処理温度などに
起因する応力を調整するなど応力制御に困難な点が多く
ある。本発明は、上記従来技術の問題点を解決するため
になされたもので、応力に対する制御性がよく製造歩留
まりの向上に好適な表面マイクロマシンの製造方法を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、本発明は、第１のシリコン基板の一主
面上に凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部内に水
溶性のゲルマニウム酸化膜を形成する充填工程と、前記
第１のシリコン基板の一主面と第２のシリコン基板の一
主面とを接合するための加熱を行なうことにより、前記
ゲルマニウム酸化膜と前記第１のシリコン基板との接合
面にシリコン酸化膜を形成する加熱工程と、前記第１の
シリコン基板の前記接合面と反対側の、前記第１のシリ
コン基板表面から前記ゲルマニウム酸化膜に至る開孔部
を設ける開孔工程と、前記開孔部から注水して前記ゲル
マニウム酸化膜を溶解する溶解工程を含むことを特徴と
する表面マイクロマシンの製造方法である。
めの手段として、本発明は、第１のシリコン基板の一主
面上に凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部内に水
溶性のゲルマニウム酸化膜を形成する充填工程と、前記
第１のシリコン基板の一主面と第２のシリコン基板の一
主面とを接合するための加熱を行なうことにより、前記
ゲルマニウム酸化膜と前記第１のシリコン基板との接合
面にシリコン酸化膜を形成する加熱工程と、前記第１の
シリコン基板の前記接合面と反対側の、前記第１のシリ
コン基板表面から前記ゲルマニウム酸化膜に至る開孔部
を設ける開孔工程と、前記開孔部から注水して前記ゲル
マニウム酸化膜を溶解する溶解工程を含むことを特徴と
する表面マイクロマシンの製造方法である。
【０００６】
【発明の効果】犠牲層として水溶性の非六方晶のゲルマ
ニウム酸化膜を、シリコンと接触するように埋め込み、
加熱処理を経るようにしたので、シリコンとゲルマニウ
ム酸化膜との接触面で自発的にシリコン酸化膜が形成さ
れ、このシリコン酸化膜が犠牲層除去時に残留すること
により、シリコンの活性表面が露出せず、可動部の固着
が防止され、さらに、湿式による犠牲層の除去工程にお
いて、液中に浮遊する微小なゴミ粒子を可動部と基板界
面の隙間に吸着することがないので、ゴミ粒子に起因す
る不具合を未然に防止できるから、歩留まりの向上を図
ることができる。
ニウム酸化膜を、シリコンと接触するように埋め込み、
加熱処理を経るようにしたので、シリコンとゲルマニウ
ム酸化膜との接触面で自発的にシリコン酸化膜が形成さ
れ、このシリコン酸化膜が犠牲層除去時に残留すること
により、シリコンの活性表面が露出せず、可動部の固着
が防止され、さらに、湿式による犠牲層の除去工程にお
いて、液中に浮遊する微小なゴミ粒子を可動部と基板界
面の隙間に吸着することがないので、ゴミ粒子に起因す
る不具合を未然に防止できるから、歩留まりの向上を図
ることができる。
【０００７】また、前記犠牲層として水溶性の非六方晶
のゲルマニウム酸化膜を非水溶性材料で囲繞して埋め込
むようにしたので、後の犠牲層除去工程に至るまで水に
触れることがないので、従来技術における、単にシリコ
ン酸化物系の膜をゲルマニウム酸化膜に変更しただけで
は不可能であった水洗工程の実施が可能となる。さらに
前記工程には応力の大きいシリコン窒化膜が不要となる
ので、応力制御のための工程条件に対する制御が不要と
なり、工程管理のためのコストを大幅に削減することが
できる。
のゲルマニウム酸化膜を非水溶性材料で囲繞して埋め込
むようにしたので、後の犠牲層除去工程に至るまで水に
触れることがないので、従来技術における、単にシリコ
ン酸化物系の膜をゲルマニウム酸化膜に変更しただけで
は不可能であった水洗工程の実施が可能となる。さらに
前記工程には応力の大きいシリコン窒化膜が不要となる
ので、応力制御のための工程条件に対する制御が不要と
なり、工程管理のためのコストを大幅に削減することが
できる。
【０００８】
〈実施の形態１〉図１〜図１４は本発明の実施の形態１
による表面マイクロマシンの形成方法の各工程における
断面図である。なお、各図は工程の説明を容易にするた
めにデフォルメされており、かならずしも正確な寸法比
を示すものではない。また、本実施の形態における数値
は一例を示し、これに限定されるものではなく外部条件
の変動により当然変化するものである。
による表面マイクロマシンの形成方法の各工程における
断面図である。なお、各図は工程の説明を容易にするた
めにデフォルメされており、かならずしも正確な寸法比
を示すものではない。また、本実施の形態における数値
は一例を示し、これに限定されるものではなく外部条件
の変動により当然変化するものである。
【０００９】図１は実施の形態１の表面マイクロマシン
の断面構造を示す図で、可動部１４を含む分離構造の形
成を説明するために、実際に必要となる不純物ドープ層
やアルミ合金配線、および、ボンディングパッド等の構
成物は記載していない。
の断面構造を示す図で、可動部１４を含む分離構造の形
成を説明するために、実際に必要となる不純物ドープ層
やアルミ合金配線、および、ボンディングパッド等の構
成物は記載していない。
【００１０】本構造は、第２のシリコン基板８上に貼り
合わせ用に多結晶シリコン膜７が形成され、さらにその
左右表面側にはゲルマニウム酸化膜を囲繞し製造工程中
に水から保護するシリコン酸化膜４が形成され、その２
つのシリコン酸化膜４上にはシリコン基板からなる固定
部１０がある。２つの固定部１０の間には、これと同じ
シリコン基板からなる可動部１４を配設し、可動部１４
の下部と対向する多結晶シリコン膜７の表面には、ゲル
マニウム酸化膜５（図５参照）と接触することにより形
成された薄いシリコン酸化膜９が形成されている。
合わせ用に多結晶シリコン膜７が形成され、さらにその
左右表面側にはゲルマニウム酸化膜を囲繞し製造工程中
に水から保護するシリコン酸化膜４が形成され、その２
つのシリコン酸化膜４上にはシリコン基板からなる固定
部１０がある。２つの固定部１０の間には、これと同じ
シリコン基板からなる可動部１４を配設し、可動部１４
の下部と対向する多結晶シリコン膜７の表面には、ゲル
マニウム酸化膜５（図５参照）と接触することにより形
成された薄いシリコン酸化膜９が形成されている。
【００１１】固定部１０および可動部１４の表面には、
これらを保護すると共に分離構造を形成し、犠牲層を除
去する水供給孔となるトレンチ（溝）を形成するための
マスク層としてシリコン酸化膜１１が形成されている。
以下、本発明に係る構造形成に関する工程を順次説明す
るが、他の電気的特性を得るための工程に関しては言及
しない。
これらを保護すると共に分離構造を形成し、犠牲層を除
去する水供給孔となるトレンチ（溝）を形成するための
マスク層としてシリコン酸化膜１１が形成されている。
以下、本発明に係る構造形成に関する工程を順次説明す
るが、他の電気的特性を得るための工程に関しては言及
しない。
【００１２】シリコン基板１の一主面上に熱酸化、また
は化学的気相成長法（ＣＶＤ法）により２μｍの厚さに
シリコン酸化膜２を図２のように形成する。本実施の形
態の実現には、広く知られるテトラエトキシシラン（Ｔ
ＥＯＳ）とＯ2とのプラズマＣＶＤ（プラズマ増速化学
的気相成長法）を用いて形成した。
は化学的気相成長法（ＣＶＤ法）により２μｍの厚さに
シリコン酸化膜２を図２のように形成する。本実施の形
態の実現には、広く知られるテトラエトキシシラン（Ｔ
ＥＯＳ）とＯ2とのプラズマＣＶＤ（プラズマ増速化学
的気相成長法）を用いて形成した。
【００１３】次に、図３に示すように犠牲層を形成する
領域を形成するため、非エッチング領域に厚さ２μｍの
ポジフォトレジスト３を形成し、広く知られるＣＦ4お
よびＨ2ガスの混合ガスを用いたプラズマエッチング法
により、シリコン酸化膜２をエッチングした後、フォト
レジスト３を除去すると、図４に示すようにパターニン
グされたシリコン酸化膜４が形成されて、これが後の製
造工程において、前記ゲルマニウム酸化膜５を水から保
護するための隔壁および表面マイクロマシンの絶縁分離
層として凹部１８が形成される。
領域を形成するため、非エッチング領域に厚さ２μｍの
ポジフォトレジスト３を形成し、広く知られるＣＦ4お
よびＨ2ガスの混合ガスを用いたプラズマエッチング法
により、シリコン酸化膜２をエッチングした後、フォト
レジスト３を除去すると、図４に示すようにパターニン
グされたシリコン酸化膜４が形成されて、これが後の製
造工程において、前記ゲルマニウム酸化膜５を水から保
護するための隔壁および表面マイクロマシンの絶縁分離
層として凹部１８が形成される。
【００１４】次に、シリコン基板１およびシリコン酸化
膜４上にゲルマニウム酸化膜５を図５に示すように形成
する。ＣＶＤ法による公知技術は、特開昭５８−７０５
３４号公報にも開示されているように、ＧｅＨ4ガスと
Ｏ2ガスによる形成法があるが、他に気化させたＧｅ
（ＯＣＨ3）4とＯ2のブラズマＣＶＤ法でもよく、これ
らの原料比率は、酸化ゲルマニウムＧｅＯ2を形成する
ためのゲルマニウムのモル量に対してＯ2のモル量を十
分に多く（例えば２０倍以上）とし、温度を概ね４００
℃とすることにより、容易に形成することができる。
膜４上にゲルマニウム酸化膜５を図５に示すように形成
する。ＣＶＤ法による公知技術は、特開昭５８−７０５
３４号公報にも開示されているように、ＧｅＨ4ガスと
Ｏ2ガスによる形成法があるが、他に気化させたＧｅ
（ＯＣＨ3）4とＯ2のブラズマＣＶＤ法でもよく、これ
らの原料比率は、酸化ゲルマニウムＧｅＯ2を形成する
ためのゲルマニウムのモル量に対してＯ2のモル量を十
分に多く（例えば２０倍以上）とし、温度を概ね４００
℃とすることにより、容易に形成することができる。
【００１５】他の形成法では予めコロイド状態に水溶さ
せたＧｅＯ2の水溶液を準備し、これを塗布した後、概
ね４００℃の温度で焼結し、続いてこの上にレジストを
全面に塗布して、レジストと共にゲルマニウム酸化膜５
をシリコン酸化膜４上面のゲルマニウム酸化膜５がなく
なるまでエッチバックして、図６に示すようにシリコン
酸化膜４に囲まれた領域内にのみ平坦化して残すと、こ
れが本発明に係る犠牲層５’となる。エッチバック法と
しては、シリコン酸化膜２をエッチングした条件と同一
でも、あるいはＡｒガスを用いたスパッタエッチングで
もよい。
せたＧｅＯ2の水溶液を準備し、これを塗布した後、概
ね４００℃の温度で焼結し、続いてこの上にレジストを
全面に塗布して、レジストと共にゲルマニウム酸化膜５
をシリコン酸化膜４上面のゲルマニウム酸化膜５がなく
なるまでエッチバックして、図６に示すようにシリコン
酸化膜４に囲まれた領域内にのみ平坦化して残すと、こ
れが本発明に係る犠牲層５’となる。エッチバック法と
しては、シリコン酸化膜２をエッチングした条件と同一
でも、あるいはＡｒガスを用いたスパッタエッチングで
もよい。
【００１６】次に、シリコン酸化膜４および犠牲層５’
上に３μｍ厚の多結晶シリコン膜６を図７のように形成
した後ケミカルメカニカルポリッシュ（ＣＭＰ）法を用
いて表面を図８に示すように表面の平坦な多結晶シリコ
ン膜７とする。これにより、後述するシリコン基板８と
の接合性がよりよいものとなる。その後第１のシリコン
基板１を裏返して第２のシリコン基板８の一主面上に張
り合わせ、Ａｒ雰囲気において、１１００℃で３０分間
加熱して両者を接合させる。この時ＧｅＯ2とＳｉの標
準生成エンタルピーの関係は Ｇｅ＋２Ｏ→ＧｅＯ2−５５１（ｋＪ／ｍｏ１） Ｓｉ＋２Ｏ→ＳｉＯ2−９１０（ｋＪ／ｍｏ１） により、（マイナス記号は発熱：酸化される） ＧｅＯ2＋Ｓｉ＝ＳｉＯ2＋Ｇｅ−３６０（ｋＪ／ｍｏ
１） となり、シリコンは、酸化される関係になることからも
理論的に説明されるように犠牲層５’と接するシリコン
界面には図９のようにシリコン酸化膜９が自発的に形成
される。その厚さは後の工程による変動があり正確な評
価がなされていないが、概ね２ｎｍの薄いシリコン酸化
膜と予測している。この反応により、特別にシリコン表
面にシリコン酸化膜を形成する工程を付加することな
く、前記した酸化によるシリコン表面の保護が可能であ
る。
上に３μｍ厚の多結晶シリコン膜６を図７のように形成
した後ケミカルメカニカルポリッシュ（ＣＭＰ）法を用
いて表面を図８に示すように表面の平坦な多結晶シリコ
ン膜７とする。これにより、後述するシリコン基板８と
の接合性がよりよいものとなる。その後第１のシリコン
基板１を裏返して第２のシリコン基板８の一主面上に張
り合わせ、Ａｒ雰囲気において、１１００℃で３０分間
加熱して両者を接合させる。この時ＧｅＯ2とＳｉの標
準生成エンタルピーの関係は Ｇｅ＋２Ｏ→ＧｅＯ2−５５１（ｋＪ／ｍｏ１） Ｓｉ＋２Ｏ→ＳｉＯ2−９１０（ｋＪ／ｍｏ１） により、（マイナス記号は発熱：酸化される） ＧｅＯ2＋Ｓｉ＝ＳｉＯ2＋Ｇｅ−３６０（ｋＪ／ｍｏ
１） となり、シリコンは、酸化される関係になることからも
理論的に説明されるように犠牲層５’と接するシリコン
界面には図９のようにシリコン酸化膜９が自発的に形成
される。その厚さは後の工程による変動があり正確な評
価がなされていないが、概ね２ｎｍの薄いシリコン酸化
膜と予測している。この反応により、特別にシリコン表
面にシリコン酸化膜を形成する工程を付加することな
く、前記した酸化によるシリコン表面の保護が可能であ
る。
【００１７】その後、シリコン基板１の一主面の反対側
表面を研削、および研磨を行ない、図１０に示すよう
に、シリコンの厚さを、所定の厚さ、例えばマイクロマ
シンの設計厚さ３０μｍまで加工して厚さを薄膜化した
シリコン基板１ａを形成する。その後マイクロマシンと
して動作させるための不純物拡散層や配線層を形成し
（冒頭に述べたように、本発明内容とは本質的に相互の
干渉がないので詳細を割愛し図示しない）、さらに、上
記と同様のＴＥＯＳとＯ2とのプラズマＣＶＤ法により
図１１のようにシリコン酸化膜１１を６００ｎｍ形成し
た。
表面を研削、および研磨を行ない、図１０に示すよう
に、シリコンの厚さを、所定の厚さ、例えばマイクロマ
シンの設計厚さ３０μｍまで加工して厚さを薄膜化した
シリコン基板１ａを形成する。その後マイクロマシンと
して動作させるための不純物拡散層や配線層を形成し
（冒頭に述べたように、本発明内容とは本質的に相互の
干渉がないので詳細を割愛し図示しない）、さらに、上
記と同様のＴＥＯＳとＯ2とのプラズマＣＶＤ法により
図１１のようにシリコン酸化膜１１を６００ｎｍ形成し
た。
【００１８】続いて構造体の分離を行うための領域を除
いて１．２μｍのポジフォトレジスト１２を図１２のよ
うに形成し、このポジフォトレジスト１２をマスクに、
上記と同様のＣＦ4＋Ｏ2ガス系のプラズマエッチングに
より、シリコン酸化膜１１に開孔部Ａを形成してポジフ
ォトレジスト１２を除去する。
いて１．２μｍのポジフォトレジスト１２を図１２のよ
うに形成し、このポジフォトレジスト１２をマスクに、
上記と同様のＣＦ4＋Ｏ2ガス系のプラズマエッチングに
より、シリコン酸化膜１１に開孔部Ａを形成してポジフ
ォトレジスト１２を除去する。
【００１９】続いて、残されたシリコン酸化膜１１をマ
スクとして、開孔部Ａから構造体の形成領域、すなわち
薄膜化したシリコン基板１ａをエッチングして図１３に
示すように、トレンチ１３を形成する。犠牲層５’上に
残された領域が可動部１４となる部分である。エッチン
グ条件は、広く知られたＨＢｒ＋ＮＦ3＋Ｏ2＋Ｈｅガス
を用いたＭ→ＲＩＥ（マグネトロンリアクティブイオン
エッチング）を用いた。トレンチ１３を隔てた可動部１
４の両側は固定部１０である。
スクとして、開孔部Ａから構造体の形成領域、すなわち
薄膜化したシリコン基板１ａをエッチングして図１３に
示すように、トレンチ１３を形成する。犠牲層５’上に
残された領域が可動部１４となる部分である。エッチン
グ条件は、広く知られたＨＢｒ＋ＮＦ3＋Ｏ2＋Ｈｅガス
を用いたＭ→ＲＩＥ（マグネトロンリアクティブイオン
エッチング）を用いた。トレンチ１３を隔てた可動部１
４の両側は固定部１０である。
【００２０】その後ＮＦ3ガスを用いたブラズマエッチ
ングにより、薄いシリコン酸化膜９のみを図１４のよう
に工ッチングすると犠牲層５’が露出する。なお、外部
との電気的接続を行なうためのボンディングパッドの開
孔は、チップ表面にポジフォトレジストを厚く塗布しパ
ッド開孔部のみ露光すると、この部分のレジストが除去
できるから、パッド開孔部のシリコン酸化膜１１を上記
のシリコン酸化膜工ッチングと同様の手法によりエッチ
ングした後、発煙硝酸に浸漬するだけで容易にレジスト
は除去することが可能である。
ングにより、薄いシリコン酸化膜９のみを図１４のよう
に工ッチングすると犠牲層５’が露出する。なお、外部
との電気的接続を行なうためのボンディングパッドの開
孔は、チップ表面にポジフォトレジストを厚く塗布しパ
ッド開孔部のみ露光すると、この部分のレジストが除去
できるから、パッド開孔部のシリコン酸化膜１１を上記
のシリコン酸化膜工ッチングと同様の手法によりエッチ
ングした後、発煙硝酸に浸漬するだけで容易にレジスト
は除去することが可能である。
【００２１】次いで、水に浸漬すると犠牲層５’のゲル
マニクム酸化膜５は溶解し、図１の構造が完成する。シ
リコン酸化により還元されたゲルマニウムは、浸漬水中
の溶存酸素にて容易に酸化されて溶解するが、不足する
場合には過酸化水素水を適宜少量加えてもよい。
マニクム酸化膜５は溶解し、図１の構造が完成する。シ
リコン酸化により還元されたゲルマニウムは、浸漬水中
の溶存酸素にて容易に酸化されて溶解するが、不足する
場合には過酸化水素水を適宜少量加えてもよい。
【００２２】〈実施の形態２〉図１５、図１６は本発明
の実施の形態２を示す図である。実施の形態２として
は、実施の形態１における図２〜図１４のうちの、図４
に示したゲルマニウム酸化膜からなる犠牲層を囲繞する
シリコン酸化膜４の替わりに、シリコン基板１を用いる
方法について述べる。絶縁分離の必要がない場合には、
図１５に示すように、シリコン基板１の主面上に直接、
レジストマスク１７を形成し、これをマスキング層とし
てエッチングを行ない凹部１８を形成し、レジスト１７
除去して図１６のような構造を形成する。
の実施の形態２を示す図である。実施の形態２として
は、実施の形態１における図２〜図１４のうちの、図４
に示したゲルマニウム酸化膜からなる犠牲層を囲繞する
シリコン酸化膜４の替わりに、シリコン基板１を用いる
方法について述べる。絶縁分離の必要がない場合には、
図１５に示すように、シリコン基板１の主面上に直接、
レジストマスク１７を形成し、これをマスキング層とし
てエッチングを行ない凹部１８を形成し、レジスト１７
除去して図１６のような構造を形成する。
【００２３】〈実施の形態３〉図１７は本発明の実施の
形態３を示す図である。実施の形態３として実施の形態
２と同様に犠牲層を囲繞する領域の形成に関する方法に
ついて述べる。図１７に示すようにシリコン基板１の主
面上にシリコン酸化膜１９を用いたトレンチエッチング
（実施の形態１のＭ−ＲＩＥと同様の方法を用いる）に
より凹部１８を形成してもよい。この時のマスク酸化膜
はそのまま絶縁層として用いてもよい。
形態３を示す図である。実施の形態３として実施の形態
２と同様に犠牲層を囲繞する領域の形成に関する方法に
ついて述べる。図１７に示すようにシリコン基板１の主
面上にシリコン酸化膜１９を用いたトレンチエッチング
（実施の形態１のＭ−ＲＩＥと同様の方法を用いる）に
より凹部１８を形成してもよい。この時のマスク酸化膜
はそのまま絶縁層として用いてもよい。
【図１】本発明に係る実施の形態１を示す表面マイクロ
マシンの構造断面図である。
マシンの構造断面図である。
【図２】本発明に係る実施の形態１の製造方法を示す第
１の断面図である。
１の断面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態１の製造方法を示す第
２の断面図である。
２の断面図である。
【図４】本発明に係る実施の形態１の製造方法を示す第
３の断面図である。
３の断面図である。
【図５】本発明に係る実施の形態１の製造方法を示す第
４の断面図である。
４の断面図である。
【図６】本発明に係る実施の形態１の製造方法を示す第
５の断面図である。
５の断面図である。
【図７】本発明に係る実施の形態１の製造方法を示す第
６の断面図である。
６の断面図である。
【図８】本発明に係る実施の形態１の製造方法を示す第
７の断面図である。
７の断面図である。
【図９】本発明に係る実施の形態１の製造方法を示す第
８の断面図である。
８の断面図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態１の製造方法を示す
第９の断面図である。
第９の断面図である。
【図１１】本発明に係る実施の形態１の製造方法を示す
第１０の断面図である。
第１０の断面図である。
【図１２】本発明に係る実施の形態１の製造方法を示す
第１１の断面図である。
第１１の断面図である。
【図１３】本発明に係る実施の形態１の製造方法を示す
第１２の断面図である。
第１２の断面図である。
【図１４】本発明に係る実施の形態１の製造方法を示す
第１３の断面図である。
第１３の断面図である。
【図１５】本発明に係る実施の形態２の製造方法を示す
第１の断面図である。
第１の断面図である。
【図１６】本発明に係る実施の形態２の製造方法を示す
第２の断面図である。
第２の断面図である。
【図１７】本発明に係る実施の形態３の製造方法を示す
断面図である。
断面図である。
【図１８】従来技術を示す第１の断面図である。
【図１９】従来技術を示す第２の断面図である。
【図２０】従来技術を示す第３の断面図である。
１…第１のシリコン基板 １ａ…薄膜化した第１のシ
リコン基板 ２…シリコン酸化膜 ３…フォトレジスト ４…パターニングされたシリコン酸化膜 ５…ゲルマニウム酸化膜 ５’…埋め込まれたゲルマニウム酸化膜：犠牲層 ６…多結晶シリコン膜 ７…平坦化された多結晶シリコン膜 ８…第２のシリコン基板 ９…シリコン酸化膜 １０…固定部 １１…ＣＶＤ−シリコン酸化膜 １２…フォトレジスト １３…トレンチ １４…可動部 １５…犠牲層 １７…フォトレジスト １８…凹部 １９…シリコン酸化膜
リコン基板 ２…シリコン酸化膜 ３…フォトレジスト ４…パターニングされたシリコン酸化膜 ５…ゲルマニウム酸化膜 ５’…埋め込まれたゲルマニウム酸化膜：犠牲層 ６…多結晶シリコン膜 ７…平坦化された多結晶シリコン膜 ８…第２のシリコン基板 ９…シリコン酸化膜 １０…固定部 １１…ＣＶＤ−シリコン酸化膜 １２…フォトレジスト １３…トレンチ １４…可動部 １５…犠牲層 １７…フォトレジスト １８…凹部 １９…シリコン酸化膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｊ
Claims (3)
- 【請求項１】第１のシリコン基板の一主面上に凹部を形
成する凹部形成工程と、 前記凹部内に水溶性のゲルマニウム酸化膜を形成する充
填工程と、 前記第１のシリコン基板の一主面と第２のシリコン基板
の一主面とを接合するための加熱を行なうことにより、
前記ゲルマニウム酸化膜と前記第１のシリコン基板との
接合面にシリコン酸化膜を形成する加熱工程と、 前記第１のシリコン基板の前記接合面と反対側の、前記
第１のシリコン基板表面から前記ゲルマニウム酸化膜に
至る開孔部を設ける開孔工程と、 前記開孔部から注水して前記ゲルマニウム酸化膜を溶解
する溶解工程を含むことを特徴とする表面マイクロマシ
ンの製造方法。 - 【請求項２】前記第１のシリコン基板はシリコン基板上
に形成したシリコン酸化膜を含み、このシリコン酸化膜
をエッチングして前記凹部を形成することを特徴とする
請求項１記載の表面マイクロマシンの製造方法。 - 【請求項３】前記凹部は、前記シリコン酸化膜と前記第
１のシリコン基板の一部をトレンチエッチングにより形
成することを特徴とする請求項１、または、請求項２記
載の表面マイクロマシンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9094044A JPH10290036A (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 表面マイクロマシンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9094044A JPH10290036A (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 表面マイクロマシンの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10290036A true JPH10290036A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=14099577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9094044A Pending JPH10290036A (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 表面マイクロマシンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10290036A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007533186A (ja) * | 2004-04-06 | 2007-11-15 | セイコーエプソン株式会社 | マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子、及びその製造方法 |
| JP2008514441A (ja) * | 2004-09-30 | 2008-05-08 | トラシット テクノロジーズ | マイクロエレクトロニクス及びマイクロシステムの新規構造、及びその製造方法 |
| US8038890B2 (en) | 2004-04-28 | 2011-10-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Piezoelectric-driven MEMS device and method for manufacturing the same |
| JP2011233926A (ja) * | 2006-04-18 | 2011-11-17 | Air Products And Chemicals Inc | 制御された気孔を形成するための材料及び方法 |
| JP2017005459A (ja) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | 株式会社村田製作所 | Ｍｅｍｓ製造方法 |
| JP2020093347A (ja) * | 2018-12-13 | 2020-06-18 | 新日本無線株式会社 | Ｍｅｍｓ素子およびその製造方法 |
| US20230407468A1 (en) * | 2020-12-11 | 2023-12-21 | Applied Materials, Inc. | Defect free germanium oxide gap fill |
-
1997
- 1997-04-11 JP JP9094044A patent/JPH10290036A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007533186A (ja) * | 2004-04-06 | 2007-11-15 | セイコーエプソン株式会社 | マイクロフラップ型ナノ・マイクロ機械素子、及びその製造方法 |
| US7705693B2 (en) | 2004-04-06 | 2010-04-27 | Seiko Epson Corporation | μ-Flap type nano/micro mechanical device and fabrication method thereof |
| US8038890B2 (en) | 2004-04-28 | 2011-10-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Piezoelectric-driven MEMS device and method for manufacturing the same |
| JP2008514441A (ja) * | 2004-09-30 | 2008-05-08 | トラシット テクノロジーズ | マイクロエレクトロニクス及びマイクロシステムの新規構造、及びその製造方法 |
| JP2011098434A (ja) * | 2004-09-30 | 2011-05-19 | Soitec Silicon On Insulator Technologies | マイクロエレクトロニクス及びマイクロシステムの新規構造、及びその製造方法 |
| JP2011098435A (ja) * | 2004-09-30 | 2011-05-19 | Soitec Silicon On Insulator Technologies | マイクロエレクトロニクス及びマイクロシステムの新規構造、及びその製造方法 |
| JP2011233926A (ja) * | 2006-04-18 | 2011-11-17 | Air Products And Chemicals Inc | 制御された気孔を形成するための材料及び方法 |
| CN102569179A (zh) * | 2006-04-18 | 2012-07-11 | 气体产品与化学公司 | 形成受控的空隙的材料和方法 |
| US8846522B2 (en) | 2006-04-18 | 2014-09-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Materials and methods of forming controlled void |
| JP2017005459A (ja) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | 株式会社村田製作所 | Ｍｅｍｓ製造方法 |
| JP2020093347A (ja) * | 2018-12-13 | 2020-06-18 | 新日本無線株式会社 | Ｍｅｍｓ素子およびその製造方法 |
| US20230407468A1 (en) * | 2020-12-11 | 2023-12-21 | Applied Materials, Inc. | Defect free germanium oxide gap fill |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101072760B1 (ko) | 실리콘에 정사각형 커트를 생성하기에 적합한 습식 에칭 및그로부터 얻은 구조체 | |
| JP5122731B2 (ja) | 貼り合わせウェーハの製造方法 | |
| US6127244A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
| JPH10290036A (ja) | 表面マイクロマシンの製造方法 | |
| JPH0748491B2 (ja) | 集積回路半導体デバイスの製造方法 | |
| JPH11150096A (ja) | 犠牲領域を除去することを含む集積構造体の製造方法 | |
| JPS63142A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2000133817A (ja) | 半導体圧力センサおよびその製造方法 | |
| JP2553702B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPS59232437A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH10284771A (ja) | 微小装置の製造方法および微小装置 | |
| CN113292037A (zh) | 一种mems惯性器件可动微结构的制备方法 | |
| JPS60262438A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US5977608A (en) | Modified poly-buffered isolation | |
| JPH11186566A (ja) | 微小装置の製造方法 | |
| JP2919880B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH03270254A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP4867396B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP3189320B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3402843B2 (ja) | 半導体集積回路とその製造方法 | |
| TW490798B (en) | Protection structure and method of shallow trench isolation | |
| JP2001007341A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPS5980942A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH03181135A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS61147550A (ja) | 半導体装置の製造方法 |