KR101067121B1 - 모놀리식 집적 회로를 구비한 센서 장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모놀리식 집적 회로를 포함하는 센서 장치를 제조하기 위한 제조 방법뿐만 아니라, 그 센서 장치에 관한 것이다. 본원에 따라, 상기 센서 장치는 미세 기계적인 센서 구조를 가지고, 센서 구조에 할당되는 제1 부분 구조는 회로에 할당되는 제2 부분 구조와 동시에 함께 동시에 제조되며, 그리고 센서 구조의 구조 특성을 조정하기 위해, 제2 부분 구조는 동일하게 유지되는 조건에서 제1 부분 구조에 대한 공정 변화가 실행된다.

모놀리식 집적 회로, 센서 장치, 미세 기계적, 센서 구조, 제1 부분 구조, 제2 부분 구조, 공정 변화.

Description

모놀리식 집적 회로를 구비한 센서 장치의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING A SENSOR ARRANGEMENT COMPRISING A MONOLITHICALLY INTEGRATED CIRCUIT}

본 발명은 주요 청구항의 유형에 따라 모놀리식 집적 회로를 포함하는 센서 장치를 제조하기 위한 제조 방법에 관한 것이다.

참증 인용물 DE 199 57 556 A1으로부터는, 센서 소자가 평가 전자 장치와 함께 칩 상에 집적화되어 제공될 수 있는 그런 반도체 압력 센서가 공지되었다. 상기와 같은 집적화된 구성의 경우 바람직하지 못한 점에서 빈번하게 회로와 미세 기계적인 센서 구조에 대해 상기와 같이 집적화된 구성을 제조하기 위해, 그 회로와 센서 구조는 연속해서 제조되고 구조화되어야 하며, 이런 점은 마스크 평면의 수와 센서 장치의 제조 비용을 상승시킨다. 이에, 센서 장치의 제조 비용을 절감하기 위해, 적어도 회로의 부분들을 센서 장치의 부분들과 함께 제조하고자 하는 노력이 있어 왔다. 그러나 이와 관련하여 예컨대 센서 구조의 결정된 치수 또는 확장과 같이 회로 및 센서 구조 관련 공정들을 연결함으로써 결정되는 구조 특성들, 가령 센서 멤브레인 등의 두께는 자유로이 조정할 수 없다는 단점이 있다. 왜냐하면, 상기와 같은 구조 특성을 변경할 시에, 예컨대 멤브레인 층의 두께를 변경할 시에, 센서 장치의 회로부는 자체의 전체 수명 동안 더 이상 적합하게 기능하지 못하기 때문이다. 다시 말해 센서 구조와 관련하여 실행되는 공정 변화는 센서 장치의 회로부에서 예컨대 소정의 도핑 영역의 두께가 가령 고립을 야기할 수 있도록 하는 점 등에 더 이상 충분하게 작용하지 않기 때문이다.

발명의 장점.

따라서 본 발명은, 대등한 청구항들의 특징부에 따르는, 모놀리식 집적 회로를 포함하는 센서 장치를 제조하기 위한 제조 방법 및 그에 따른 센서 장치에 있어서, 회로뿐 아니라 미세 기계적인 센서 구조와 관련하여 제조 공정들의 최적화가 상호 간에 무관하게 실행될 수 있는 그런 장점을 갖는 상기 제조 방법 및 센서 장치에 관한 것이다. 예컨대 회로부에 고립 도핑을 제공하면서도, 센서 구조에서는 식각 정지부를 범위 한정하는 도핑 영역으로 소정의 두께를 갖는 멤브레인을 재현 가능하면서도 균일하게 생성하게끔 하는 소정의 도핑이 지정된 마스크 평면에 의해 생성된다면, 본 발명에 따라 센서 구조의 멤브레인 두께의 구조 특성은 가변 될 수 있고, 예컨대 센서 장치의 다양한 압력 영역들에 대해 설정될 수 있으면서, 그럼에도 센서 장치의 회로 영역 내에서는 항시 일정한 도핑이 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 제조 방법의 변형예에 따라, 센서 구조에 할당된 제1 부분 구조는 제1 도핑 영역을 포함하고, 회로에 할당된 제2 부분 구조는 제2 도핑 영역을 포함하고, 이때 제1 부분 구조는 제2 부분 구조와 함께 동시에 제조되며, 그리고 제1 도핑 영역에는 평균적으로, 제2 도핑 영역에 내포되는 제2 도펀트 농도와 비교하여 더욱 적은 제1 도펀트 농도가 내포된다. 그에 따라 바람직하게는, 간단한 수단들을 이용하여, 센서 장치의 회로와 관련한 공정 순서를 변경하지 않고도, 공정 변화를 실행할 수 있을 뿐 아니라, 그에 따라 센서 구조의 제조를 위해 필요한 공정 순서의 최적화를 실행할 수 있다.

바람직하게는 제1 부분 구조는 제1 도핑 영역이고 제2 부분 구조는 제2 도핑 영역이며, 그리고/또는 구조 특성은 센서 구조의 결정된 치수이다. 그에 따라 제공되는 장점은, 예컨대 다양한 도핑 영역과, 도핑의 다양한 두께 등과 같이, 공정 변화가 특히 간단하고 재현 가능하면서도 확실하게 미세 기계적인 소자를 제조하거나, 또는 반도체 회로를 제조하기 위한 간단한 제조 단계들로 실현될 수 있다는 점에 있다. 이와 관련하여 본 발명에 따라 특히, 완성된 센서 장치에서 최종적으로 설정되는 도펀트 농도는, 예컨대 센서 장치에서 이미 도핑된 영역의 온도가 상승한 조건에서 실행되는 확산 공정의 적용에 의해 형성되는 점이 제안된다.

또한, 바람직하게는 공정 변화는, 평균적으로 제1 도핑 영역에 내포되면서도 제2 도핑 영역에 내포되는 제2 도펀트 농도와 비교하여 더욱 적은 제1 도펀트 농도의 변화에 의해 이루어진다. 그렇게 함으로써 제1 도핑 영역과 제2 도핑 영역 사이에서 도핑 영역들에 내포되는 도펀트의 총량이 설정될 수 있고, 그에 따라 확산 단계 이후에 예컨대 도핑 층이 더욱 두꺼워지거나, 또는 도핑 층이 더욱 얇아진다. 바람직하게는 본 발명에 따라 특히 제1 부분 구조 및 제2 부분 구조는 동일한 마스크 평면으로 제조된다. 그로 인한 본질적인 장점은, 회로의 제조뿐 아니라 센서 구조의 제조를 위해 동일한 마스크 또는 동일한 마스크 평면이 이용될 수 있기 때문에 센서 장치를 제조하기 위한 제조 비용이 절감될 수 있다는 점에 있다.

또한, 본 발명에 따라 바람직하게는 제1 부분 구조의 격자형 구조화로 제1 도펀트 농도가 제1 도핑 영역에 내포될 수 있다. 다시 말하면 격자형 구조화는 제1 부분 영역과 제2 부분 영역이 교호적으로 구성되면서 제공되고, 그에 따라 제1 부분 영역에는 우선적으로 제2 도펀트 농도가 내포되는 반면에, 제2 부분 영역에는 도펀트가 내포되지 않는다. 이와 같은 방식으로 다양한 도펀트 농도가 내포될 수 있는 다양한 부분 영역들의 기하 구조 치수를 변화시킴으로써, 제1 도핑 영역에 내포되는 도펀트의 총량을 조정할 수 있다.

본 발명의 또 다른 대상은 모놀리식 집적 회로를 포함하고 미세 기계적인 센서 구조를 갖는 센서 장치이다. 본원에 따라, 센서 구조에 할당되는 제1 부분 구조는 제1 도핑 영역을 포함하고, 회로에 할당되는 제2 부분 구조는 제2 도핑 영역을 포함하며, 또한 제1 부분 구조의 제조는 제2 부분 구조의 제조와 동시에 이루어지며, 그리고 평균적으로 제1 도핑 영역에는, 제2 도핑 영역에 내포되어 존재하는 제2 도펀트 농도와 비교하여 더욱 적게 내포되는 제1 도펀트 농도가 제공된다. 그렇게 함으로써, 특히 간단한 수단들을 이용하여, 제1 도펀트 농도를 변화시킴으로써, 센서 구조의 구조 특성을, 특히 센서 구조의 결정된 치수를 변화시키기 위한 공정 변화를 제공할 수 있다. 바람직하게는 제1 도펀트 농도의 내포는, 제1 도핑 영역에 형성되는 제1 부분 구조의 격자형 구조화로 제공되며, 그리고 그 격자형 구조화는 더욱 높은 도펀트 농도를 갖는 제1 부분 영역과 더욱 낮은 도펀트 농도를 갖는 제2 부분 영역이 교호적으로 형성되면서 제공된다. 그렇게 함으로써 간단한 수단들을 이용하여, 제1 도핑 영역에 평균적으로 존재하는 제1 도펀트 농도를 변화시킬 수 있다.

본 발명의 실시예들은 도면에 도시되어 있고, 다음에서 기술되는 실시예 설명에서 더욱 상세하게 설명된다.

도1 및 도2는 각각 집적 회로를 포함하고 미세 기계적 센서 구조를 갖는 공지된 센서 장치를 절결하여 도시한 횡단면도이다.

도3은 본 발명에 따른 센서 구조의 제1 실시예를 제조하기 위한 공정 단계를 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.

도4는 제1 도핑 영역의 구조화와 관련하는 다양한 변형예들을 도시한 개략적 평면도들이다.

도5는 본 발명에 따른 센서 장치의 제2 실시예를 제조하기 위한 다양한 제조 단계들을 설명하기 위해 도시한 횡단면도들이다.

도1 및 도2는 공지된 센서 장치(10)의 횡단면도를 각각 도시하고 있다. 그에 따른 센서 장치의 경우, 미세 기계적인 구조(20)는 회로부(30) 또는 전자 회로(30)와 함께 모놀리식으로 집적화되어 제공된다. 센서 구조(20)는 예시에 따라 공동부(201)(cavern)를 포함하고, 그 공동부 상부에는 멤브레인 구조가 도시되어 있다. 멤브레인 구조는 다양한 영역들을 포함하며, 그리고 멤브레인의 일측 면(상부면 또는 저면) 쪽으로 가해지는 압력의 변화, 또는 대개는 힘의 변화에 반응하여 전기 신호(4)를 공급한다. 도1 및 도2의 왼쪽 부분에 도시되어 있는, 집적화된 전 자 회로(30)는 본 발명에 따라, 센서 구조(20) 내부의 측정 장치들을 제어하고, 그 측정 장치들의 신호를 평가하고, 그에 따른 신호의 처리, 예컨대 평형조정(balancing) 또는 적응 등을 수행할 수 있도록 제공되어 있다. 센서 장치(10)는 기판(1) 또는 기판 소재(1) 상에 구성되며, 그리고 그 기판 재료(1)란 특히 반도체 소재, 예컨대 실리콘 소재이다. 기판 소재(1)의 상부에는 예컨대 에피택시층(2)이 도포될 수 있다. 이와 관련하여 에피택시층도 바람직하게는 마찬가지로 반도체 소재, 특히 실리콘으로 구성된다. 에피택시층(2) 상부에는 예시에 따라 예컨대 이산화실리콘 소재로 이루어진 고립층(3)이, 또는 그 외 고립 기능을 하는 층이 제공된다. 다양한 접촉 라인들의 전기적 고립을 위해, 그리고 센서 장치(10) 또는 센서(10)의 보호를 위해, 추가의 고립층들이, 예컨대 제1 질화층(4) 및 제2 질화층(5)이 제공될 수 있다. 회로(30) 또는 센서 구조(20)의 기능을 위해 필요한 추가의 도핑부들(6, 7, 8)도 마찬가지로 기판 소재(1) 내에 내포된다. 이런 경우 도면 번호 6으로 표시된 도핑부는 예컨대 이른바 하부 고립부("바닥 고립부(Bottom Isolation)"로도 표현됨)이고, 도면 번호 7로 표시된 도핑부는 상부 고립부("Upper Isolation"으로도 표현됨)이며, 그리고 도면 번호 8로 표시된 도핑부는 전도층 도핑부("매립 층(Buried Layer)"으로도 표현됨)이다.

회로(30)에 대한 예시에 따라, 도1의 왼쪽 부분에는 통상적으로 기능 영역들(301)을 포함하는 회로 소자가 도시되어 있으며, 그리고 그 회로 소자의 다양한 부분들은 접촉 라인들(304)에 의해 회로(30)의 다른 부분들과 연결된다. 마찬가지로 도1의 오른쪽 부분에서 센서 구조(20)의 영역에는 공지된 방식으로 측정 소 자(202)가 멤브레인 구조의 내부와 공동부(201)의 상부에 제공되고, 그에 따라 멤브레인의 일측 면에 힘이 가해지면 그 멤브레인을 편향시키게 되며, 종국에 그런 편향으로 인해 측정 소자(202)의 영역 내 재료 응력을 바탕으로 평가 가능한 신호가 제공된다. 이를 위해, 센서 구조(20)는 특히 고립 영역 또는 전도(lead) 영역들(203)을 포함할 뿐 아니라, 측정 소자(202)의 접속을 위한 접촉 라인들(204)을 포함한다.

센서 장치와 관련하여 지금까지 기술한 소자들은 종래 기술로부터 공지되었으며, 도에 대한 다음의 설명에서 반복되지만, 재차 개별적으로 지시되지는 않는다.

본 발명에 따라, 하부 고립부(6)(제2 실시예, 도5) 뿐 아니라, 전도층 도핑부(8)(제1 실시예, 도3)는 제1 또는 제2 부분 구조(21, 31)의 기능을, 또는 제1 또는 제2 도핑 영역(25, 35)의 기능을 수행할 수 있다.

도1과 도2에 각각 도시된 센서 장치는 자체 회로부(30)에 예컨대 전도층 도핑부(8)를 포함한다. 이 전도층 도핑부는 본 발명의 제1 실시예(도3)에 따라 제2 부분 구조(31) 또는 제2 도핑 영역(35)의 기능을 수행한다. 본 발명에 따라 상기 전도층 도핑부(8)(또는 제2 부분 구조(31))는 회로(30)의 기능을 위해 반드시 필요하며, 그리고 그 전도층 도핑부(8)의 변화는 기능을 저하시키는 방식으로 회로(30)에 작용할 수도 있다. 도1의 예시로부터 알 수 있듯이, (특히 센서 장치의 제조 비용을 절감하기 위해) 전도층 도핑부(8)에 대한 제조 단계와 동일한 제조 단계로 센서 구조(20)의 영역에는, 본 발명의 제1 실시예(도3)에 따라 제1 부분 구조(21) 또는 제1 도핑 영역(25)의 기능을 수행하는 도핑부(8)가 마찬가지로 내포된다. 센서 구조(20)의 영역에 내포되는 상기 도핑부(8)는 센서 구조의 결정된 구조 특성을, 예컨대 센서 멤브레인의 두께 등과 같은 센서 구조의 치수를 설정하는 역할을 한다. 센서 구조(20)를 제조하기 위한 제조 공정을 최적화하기 위해, 예컨대 특히 높은 측정 민감도로 다양한 압력을 검출할 수 있도록 구조 특성을, 다시 말해 예컨대 멤브레인의 두께를 변화시키는 점이 필요할 수 있다. 이와 같이 이루어지는 구조 특성의 변화는 도1 및 도2에 따르는 공지된 센서 장치의 경우 예컨대 도핑부(8)의 두께의 변화에 의해 가변 될 수는 없다. 왜냐하면, 이는 동시에 제조되는 이유 때문에, 센서 장치(10)의 회로부(30)에 영향을 미칠 수도 있기 때문이다. 따라서 종래 기술에 따르면, 경우에 따라 (예컨대 특수 도핑을 통한) 고비용의 대안이 개발되어야 하거나, 또는 구조 특성을 전혀 변경할 수 없거나, 또는 불충분한 방식으로만 변경할 수 있다. 도2에서는 도핑부(8)가 완전하게 제외되었다. 다시 말해 (회로부를 위한) 전도층 도핑부(8)를 제조할 시에 센서 구조(20)의 영역에 어떠한 도핑부(8)도 제조되지 않는 그런 식각 마스크 또는 구조화 마스크가 이용되었다. 그 결과 공동부(201)의 제조를 위한 식각 정지부로서 (도1에서와 같이) 도핑부(8)가 이용되는 것이 아니라, 기판 소재(1)와 에피택시층(2) 사이의 전이부가 이용되며, 이런 전이부에는 마찬가지로 공동부(201)의 식각을 위한 (특히 식각 정지부로서 PN 전이부를 이용하는 KOH 식각을 위한) 식각 정지부가 배열될 수 있다. 그러나 그렇게 함으로써 단지 매우 두꺼운 멤브레인(도1 비교)만을 실현할 수 있거나, 또는 매우 얇은 멤브레인(도2 비교)만을 실현할 수 있으며, 그럼으로써 고압 및 저 압 사이의 전이 영역에 예컨대 압력 센서를 제공할 수 있도록, 극단의 두 두께 조건 사이에 해당하는 멤브레인 두께는 제공할 수 없게 된다.

도3은 제조 방법의 본 발명에 따른 제1 실시예를 개략적으로 도시하고 있다. 도시된 제조 방법은 본 발명에 따른 센서 장치(10)(도3d)의 제1 실시예를 제조하기 위한 것이며, 이와 관련하여 멤브레인 두께는 가변 될 수 있다. 도3a는 본 발명에 따른 센서 장치(10)를 제조하기 위한 중간 단계를 도시하고 있으며, 이와 관련하여 기판 소재(1)에는 제1 도핑 영역의 제1 예비 도핑부(25')와 제2 도핑 영역의 제2 예비 도핑부(35')가 내포된다. 도3b는 확산 공정(특히 열적 확산 공정)을 실행한 후 상황을 도시하고 있다. 이와 관련하여, 예비 도핑부들(25', 35')로부터 출발하여 제1 도핑 영역(25) 및 제2 도핑 영역(35)이 형성된다. 제1 도핑 영역(25) 내부에서 알 수 있듯이, 상기 제1 도핑 영역(25)은 제1 부분 영역(27)과 제2 부분 영역(28)을 포함하며, 그리고 그 (제1 예비 도핑부(25')에 상응하는) 제1 부분 영역(27)에는, 제2 예비 도핑부(35')를 실현함과 동시에, 소정의 도펀트 농도를 갖는 도펀트가 내포된다. 제1 부분 영역들(27) 사이에 위치하거나, 또는 그들에 이웃하여 위치하는 제2 부분 영역들(28)에는, 제2 예비 도핑부(35')의 도핑과 동시에 도펀트가 내포되지 않는다. 따라서 제1 도핑 영역(25)의 경우, 제2 도핑 영역(35)과 비교하여, 결과적으로 제1 도핑 영역(25)의 내부에는, 평균적으로 단지 제2 도펀트 농도(36)를 갖는 제2 도핑 영역(35)에서보다 더욱 낮은 제1 도펀트 농도(26)만이 설정된다. 그로 인해 제1 및 제2 도핑 영역(25, 35)에 서로 상이하게 내포되는 도펀트 농도, 특히 서로 다른 도펀트 량으로 인해, 제1 도핑 영역(25)은, 제2 도핑 영역(35)보다 기판 소재 내로의 더욱 얕은 침투 깊이를 갖게 된다. 그렇게 함으로써, 특히 KOH 식각으로 배면을 식각함으로써 공동부(201)를 제조할 시에, 또 다른 높이의 식각 정지부, 다시 말해 상이한 멤브레인 두께를 실현하기 위한 식각 정지부가 야기된다.

도3c는 에피택시층(2)의 도포 후 상황을 도시하고 있다. 제1 도핑 영역(25)은 기판 소재(1)에서 제2 도핑 영역(35)의 두께와 비교하여 더욱 얇은 두께 또는 더욱 얕은 깊이를 유지한다.

도3d는 본 발명에 따른 센서 장치(10)의 제1 실시예를 도시하고 있다. 제1 부분 구조(21) 및 제2 부분 구조(31)를 제조하기 위한 공정화가 완전하게 병행되어 실행되었던 도1의 구성과 비교하여, 도3에서는 제1 도핑 영역(25)의 두께가 더욱 얇아짐에 따라, 센서 멤브레인의 두께는 도면 번호 22로 지시된 길이 차이만큼 감소되어 형성된다. 제1 도핑 영역(25)의 저면에, 또는 제1 부분 구조(21)의 저면에 식각 정지부를 실현하기 위해, 본 발명에 따라 접촉 영역(9)이 제공된다. 이런 접촉 영역은 (미도시한) 접촉면 또는 접속 라인에 제1 부분 구조(21)가 비교적 낮은 저항으로 결합될 수 있게끔 한다.

도4는 제1 도핑 영역(25)의 구조화를 위한 다수의 실시예를 지시한다. 이 실시예들은 상기와 같은 구조화의 예시에 따른 실현을 도시하고 있다. 도4에서 위쪽의 왼쪽 부분에는 예시에 따라 원형의 제1 부분 영역들(27)이 도시되어 있다. 이 제1 부분 영역들에서는, 제1 도핑 영역(25)을 제조할 때에도 이용되는 도펀트가 기판 소재(1)에 내포된다. 제1 부분 영역들(27) 사이에는 그 대신에 제2 부분 영 역들(28)이 배열되어 제공된다. 그 제2 부분 영역들에서는 마스크에 의해 덮이는 방식으로 도펀트가 기판 소재(1)에 내포되지 않는다. 따라서 평균적으로 제1 부분 구조(21) 또는 제1 도핑 영역(25)에는 (표면당) 더욱 적은 도펀트 량이 제공되며, 이런 도펀트 량은 (확산 공정 후에) 제2 도핑 영역(35)(도3c 참조)과 비교하여 제1 도핑 영역(25)의 두께를 더욱 작게 만든다. 도4에서 위쪽의 오른쪽 부분에는 제1 부분 영역들(27)과 제2 부분 영역들(28)의 분포가 반대로 이루어지는 구성이 도시되어 있다. 이와 관련하여, 제1 및 제2 도핑 영역(25, 35)에 도펀트를 내포시킬 시에 구조화 마스크는 반대로 형성되며, 그럼으로써 기판 소재(1)에 도펀트가 내포되지 않는 영역들을 지시하고 원형으로 제공되는 제2 부분 영역들(28)의 주변은 제1 부분 영역들(27)에 의해 완전하게 둘러싸이게 된다. 또한, 제1 도핑 영역(25) 내의 도펀트 량을 추가로 변화시키기 위해, 제1 및 제2 부분 영역의 상대적 분포를 변경할 수 있다. 예컨대 도4의 아래쪽의 왼쪽 도식에서와 같이, 제1 부분 영역들(27)이 더욱 적게 형성되며, 따라서 제2 부분 구조(31) 또는 제2 도핑 영역(35)을 제조하는데 필요한 도펀트 농도가 내포될 수 있는 면적은 감소하게 된다. 도4의 아래쪽의 오른쪽 부분에는 제1 부분 영역들(27)과 제2 부분 영역들(28)의 대각선형 구성이 도시되어 있다.

도5는 본 발명에 따른 센서 장치(10)를 제조하기 위한 본 발명에 따른 제조 방법의 제2 실시예를 도시하고 있다. 이와 관련하여 제2 실시예에 따라 멤브레인 두께의 추가 감소(도5d에서 멤브레인 두께의 차이(22) 참조)는, 제1 부분 구조(21)가 회로 영역(30)과 관련하여 도1 및 도2에서 도면 번호 6으로 지시된 하부 고립부 와 함께 실행됨으로써 달성된다. 따라서 하부 고립부는 본 발명에 따른 센서 장치(10)의 제2 실시예의 경우 제2 부분 구조(31)로서 간주된다. 제2 부분 구조(31)에 대해 본원의 센서 장치(10)의 제1 실시예(도3)에 따라 이용되는 확산은 센서 장치(10)의 회로부(30)에 대해서도 계속해서 필요하며, 도5에는 도면 번호 8로 지시되어 있다. 본원의 센서 장치(10) 또는 이 센서 장치의 제조 방법의 제1 실시예에서 도면 번호 6으로 지시되고 센서 장치(10)의 소위 하부 고립부에 상응하는 확산부는 본원의 센서 장치(10)의 제2 실시예에 따라 제2 부분 구조(31)로서 고려되며, 그리고 제1 부분 구조(21)와 함께 형성되거나 처리된다. 하부 고립부(6)의 확산은 예컨대 전도층 도핑부(8)의 확산 후에 실행되며, 그리고 제2 도핑 영역(35)(도5a 및 도5b 참조)의 예비 도핑부(35')를 제공한다. 또한, 제1 도핑 영역(25)의 영역에는, 제1 도핑 영역(25)(도5c 참조)이 제2 부분 구조(31) 또는 제2 도핑 영역(35)보다 면적당 더욱 적은 량의 도펀트를 내포하는 방식으로 구조화가 제공된다. 이를 위해 제1 실시예와 유사한 방식으로, 제1 부분 구조(21) 또는 제1 도핑 영역(25)은 교호적으로, 예시에 따라 도4에 도시된 바와 같이, 제1 부분 영역(27) 및 제2 부분 영역(28)으로 분리된다. 이는 결과적으로 본원의 센서 장치(10)의 제2 실시예(도5d 참조)의 경우 제1 도핑 영역(25)과 에피택시층(2) 사이의 경계부가 공동부(201)를 형성하기 위한 식각 정지부로서 기능하게 한다.

따라서 본 발명에 따라, 회로 영역(30)의 제조 공정을 변경할 필요도 없이, 센서 구조(20)의 영역에서 멤브레인 층의 두께는 광범위한 경계부에서 가변 될 수 있게 된다. 심지어는 이와 관련하여 멤브레인 두께의 수정이 비교적 연속적으로 이루어질 수 있으며, 그럼으로써 센서 구조(20)의 제조를 최적화할 수 있다. 그렇게 함으로써 그 외에도 본 발명에 따라 감지될 압력 영역에 대해 멤브레인 두께의 최적화된 적응을 실행할 수도 있다. 또한, 본 발명에 따라 멤브레인 구조를 절대 압력 센서로서, 또는 차압 센서로서 이용할 수도 있다. 특히 비교적 얇은 멤브레인을 제조할 수 있는 가능성을 바탕으로, 예컨대 탱크 압력 센서용으로, 압력 센서 장치의 높은 민감도에 의존하는 저압 센서도 제조할 수 있다. 특히 얇은 멤브레인을 제조하는 가능성에 의해, 멤브레인 구성의 민감도가 동일할 시에 분명히 더욱 작은 멤브레인은 멤브레인의 더욱 얇은 두께에 의해 실현될 수 있기 때문에, 특히 저렴한 칩 비용에 의존하는 센서를 위해 본원의 제조 방법을 적용할 수 있다. 본 발명에 따라 바람직하게는 멤브레인 두께가 제어 및 적응될 수 있으며, 그럼에도 재현 가능한 방식으로 동일한 멤브레인 두께가 PN 식각 정지부의 구성에 의해 실현될 수 있으면서도, 새로운, 또는 추가되는 공정 단계 및/또는 마스크 평면은 소요되지 않는다. 따라서 본 발명에 따라 센서 구조(20)의 최적화와 회로 구조의 최적화가 서로 분리되어 이루어질 수 있다. 제1 도핑 영역(25) 내부에서 제1 부분 영역(27)과 제2 부분 영역(28)을 그에 상응하게 구성함으로써, 도펀트의 열적 확산 또는 그 외 방법의 확산 후에 연속되는 구역(제1 도핑 영역(25))이 형성되며, 이 구역 내에는, 식각 정지부로서 기능할 수 있도록 그에 상응하게 높은 농도의 도펀트(제1 도펀트 농도(26))가 존재하지만, 그러나 그런 도펀트의 농도는 본원의 센서 장치(10)의 제2 도핑 영역(35) 또는 그 제2 부분 구조(31) 내 제2 도펀트 농도(36)보다 더욱 낮다.

기판 소재(1)는 특히 약한 양성(weak positive)으로 도핑된 실리콘 소재이다. 에피택시층(2)은 특히 약한 음성(weak negative)으로 도핑된 에피택시층(2)이다. 전도층 도핑부(8)(도5)는 특히 비교적 강한 음성으로 도핑된 영역이며, 그럼으로써, 특히 전도층이 접촉 영역(9)을 통해, 공동부(201)를 식각하기 위한 식각 매체에 대향하여, 대응하는 전위 상에 고정된다면, 상기 전도층 도핑부와 기판(1) 사이에는 식각 정지 거동을 갖는 PN 전이부가 제공된다. 하부 고립부(도3의 도핑부 (6) 또는 도5의 제2 도핑 영역(35))의 도핑부는 특히 비교적 강한 양성의 도핑부로서 제공되며, 그럼으로써 에피택시층과 반대로 식각 정지 거동이 제공된다.

각각의 바람직한 멤브레인 두께와 그에 따른 제1 멤브레인 영역(25)의 두께에 따라, 다양한 홀(hole) 대 웨브(web)의 비율로 제1 부분 영역(27)과 제2 부분 영역(28) 사이에 형성되는 다양한 격자 기하 구조들이 이용될 수 있다. 특히 장방형 구성(도4, 아래쪽의 오른쪽 구성 제외) 또는 대각선형 구성(도4, 아래쪽의 오른쪽 구성)을 선택할 수 있다. 본 발명에 따라 자명한 사실로서 추가의 격자형 기하 구조도 생각해 볼 수 있다. 제1 부분 영역들(27) 및 제2 부분 영역들(28) 각각의 형태 역시 본 발명에 따라 임의로 선택할 수 있다. 도4에 지시된 원형의 형태 대신에, 제1 및 제2 부분 영역들을 예컨대 정방형 또는 장방형 구조로, 또는 연속되는 구조화, 예컨대 곡류 형태(meandering) 등의 구조화로 실현할 수도 있다.

Claims (8)

1. 센서 장치를 제조하기 위한 제조 방법으로서,

   상기 센서 장치는

   - 모놀리식 집적 회로 및

   - 미세 기계적인 센서 구조를 포함하고,

   - 상기 센서 구조는 기판에 형성되는 제1 도핑 영역을 포함하며,

   - 상기 회로는 제2 도핑 영역을 포함하고,

   상기 제1 및 제2 도핑 영역은 동일한 도핑 공정으로 형성되고,

   상기 도핑 공정이 이루어지는 동안 상기 제1 도핑 영역에는 제1 도펀트 농도가 내포(introduced)되고, 상기 제2 도핑 영역에는 제2 도펀트 농도가 내포되며,

   상기 제1 도펀트 농도는 상기 제2 도펀트 농도보다 낮고,

   상기 제1 도펀트 농도는 격자형 구조화를 통해 상기 제1 도핑 영역에 내포되며, 상기 격자형 구조화는 제1 부분 영역들과 제2 부분 영역들이 교호적으로 형성되어 제공되고, 상기 제1 부분 영역들에는 상기 제2 도펀트 농도가 내포되며, 상기 제2 부분 영역들에는 도펀트가 내포되지 않는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 센서 구조는 멤브레인을 포함하며, 상기 멤브레인의 두께는 상기 제1 도핑 영역에 도핑부를 사전 지정함으로써 설정되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1 도핑 영역 및 상기 제2 도핑 영역은 동일한 마스크 평면으로 제조되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
4. 삭제
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1 도핑 영역은 열적 확산 공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
6. 모놀리식 집적 회로 및

   미세 기계적인 센서 구조를 갖는 센서 장치로서,

   - 상기 센서 구조는 제1 도핑 영역을 포함하며,

   - 상기 회로는 제2 도핑 영역을 포함하며,

   상기 제1 도핑 영역은 제1 도펀트 농도를 가지며, 상기 제2 도핑 영역은 제2 도펀트 농도를 가지며,

   상기 제1 도펀트 농도는 상기 제2 도펀트 농도보다 낮고,

   상기 제1 도핑 영역 내의 상기 제1 도펀트 농도는 격자형 구조화를 포함하고, 상기 격자형 구조화는 제1 부분 영역들과 제2 부분 영역들이 교호적으로 형성되어 형성되며, 상기 제1 부분 영역들의 도펀트 농도는 상기 제2 부분 영역들의 도펀트 농도보다 높은 것을 특징으로 하는 센서 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제1 도핑 영역은 상기 제2 도핑 영역보다 얇은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
8. 삭제

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