RU2209487C2 - Способ изготовления упругого элемента микромеханического устройства - Google Patents
Способ изготовления упругого элемента микромеханического устройства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2209487C2 RU2209487C2 RU2001132932/28A RU2001132932A RU2209487C2 RU 2209487 C2 RU2209487 C2 RU 2209487C2 RU 2001132932/28 A RU2001132932/28 A RU 2001132932/28A RU 2001132932 A RU2001132932 A RU 2001132932A RU 2209487 C2 RU2209487 C2 RU 2209487C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon
- etching
- germanium
- micromechanical device
- crystal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
Использование: при изготовлении упругих элементов микромеханических датчиков. Техническим результатом изобретения является повышение качества изготавливаемых упругих элементов за счет повышения их прочности и повторяемости упругих характеристик. Сущность изобретения: согласно предложенному способу полученным размерным анизотропным травлением элементы из монокристаллического кремния легируют германием, что позволяет восстановить кристаллическую структуру материала, нарушенную после вытравливания примесных веществ. 2 ил.
Description
Изобретение относится к приборостроению и может применяться для изготовления конструктивных элементов микромеханических приборов на кремниевых монокристаллических подложках, а именно упругих элементов микромеханических датчиков, например подвесов чувствительных маятниковых элементов интегральных акселерометров.
Известен способ изготовления упругого элемента микромеханических устройств [1] путем изотропного травления исходной пластины монокристаллического кремния.
Недостатком известного способа является неточность изготовления конструктивных элементов устройств из-за зависимости скорости травления от температуры и концентрации травителя, а также значительного бокового растравливания монокристаллического кремния.
Этого недостатка лишен способ изготовления упругого элемента, а именно подвеса маятникового элемента интегрального акселерометра [2], заключающийся в размерном анизотропном травлении монокристалла кремния с целью образования геометрической формы элемента.
Основными недостатками известного способа изготовления упругого элемента является низкая повторяемость его упругих характеристик и ограничение по толщине получаемого элемента. Это происходит по следующей причине. Как известно, монокристаллический кремний обычно содержит примеси проводимости, в качестве которых, как правило, применяются бор или фосфор, которые имеют другую, чем у кремния валентность, и при диффузии в кремний атомы этой примеси хаотично замещают в узлах кристаллической решетки атомы кремния, тем самым нарушая его кристаллическую структуру. При последующем анизотропном размерном травлении удаление кремния происходит слой за слоем по атомным плоскостям. Однако примеси имеют большую, чем у кремния скорость травления. Поэтому в местах нахождения примесей травление проникает глубже, чем в основном материале. За счет этого поверхность элемента делается пористой, а у тонких элементов поры могут быть сквозными. Эти поры, играя роль концентраторов напряжений, резко снижают упругие свойства и прочность элемента и соответственно его качество.
Предлагаемым изобретением решается задача повышения качества изготавливаемых упругих элементов за счет повышения их прочности и повторяемости упругих характеристик, а также получения возможности уменьшения их толщины и соответственно жесткости.
Поставленная задача достигается за счет того, что в способе изготовления упругого элемента микромеханического устройства, заключающемся в размерном анизотропном травлении исходного монокристалла кремния для образования геометрической формы элемента, после травления заготовку элемента легируют германием.
Отличительным признаком предлагаемого способа является то, что после операции анизотропного травления монокристалла кремния для устранения дефектов кристаллической решетки исходного материала, возникших из-за вытравливания атомов примеси, полученную заготовку упругого элемента легируют германием. Германий имеет одинаковую с кремнием валентность и его атомы замещают в узлах кристаллической решетки вытравленные атомы примеси, восстанавливая тем самым кристаллическую структуру материала и устраняя его пористость. Тем самым достигается высокая однородность структуры упругого элемента, что соответственно повышает его качество и позволяет снизить толщину упругого элемента без уменьшения его прочности.
Предлагаемый способ поясняется чертежами, где:
На фиг.1 представлен фрагмент структуры кремния с дефектами в виде пор в результате диффузии в него материала с другой валентностью, например фосфора или бора. Тонкими линиями на фиг.1 показано наличие глубоких пор в структуре кремния.
На фиг.1 представлен фрагмент структуры кремния с дефектами в виде пор в результате диффузии в него материала с другой валентностью, например фосфора или бора. Тонкими линиями на фиг.1 показано наличие глубоких пор в структуре кремния.
На фиг.2 приведена кристаллическая структура кремния без вышеупомянутых дефектов, полученная при легировании кремния германием, имеющим одинаковую с кремнием валентность.
Предлагаемый способ осуществляют в следующей последовательности.
Сначала методом анизотропного травления из монокристалла кремния, содержащего, например, примеси бора или фосфора, получают требуемую геометрическую форму упругого элемента. Затем в расплав олова добавляют 8-12 маc.% германия и выдерживают в этом расплаве заготовку упругого элемента при температуре 250-400oС в течение 25-30 мин до насыщения кристаллической структуры кремния атомами германия.
Полученная таким образом структура обладает высокой однородностью и имеет, кроме того, собственную электронную проводимость, которая бывает необходимой, например, в интегральных подвесах чувствительного инерционного маятника при использовании этого маятника в качестве подвижного электрода преобразователя перемещений.
Источники информации
1. Журнал "Phys. Scr. T.", т. 79, 1999 г., с. 33.
1. Журнал "Phys. Scr. T.", т. 79, 1999 г., с. 33.
2. В. Д. Вавилов. Интегральные акселерометры с силовой компенсацией. Радиоэлектронные и телекоммуникационные системы и устройства. Межвузовский сборник научных трудов. Выпуск 4. Н.Новгород, 1998 г., с.88 (прототип).
Claims (1)
- Способ изготовления упругого элемента микромеханического устройства, заключающийся в размерном анизотропном травлении исходного монокристалла кремния для образования геометрической формы элемента, отличающийся тем, что после травления заготовку элемента легируют германием.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001132932/28A RU2209487C2 (ru) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | Способ изготовления упругого элемента микромеханического устройства |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001132932/28A RU2209487C2 (ru) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | Способ изготовления упругого элемента микромеханического устройства |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001132932A RU2001132932A (ru) | 2002-08-27 |
RU2209487C2 true RU2209487C2 (ru) | 2003-07-27 |
Family
ID=29211051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001132932/28A RU2209487C2 (ru) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | Способ изготовления упругого элемента микромеханического устройства |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2209487C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2580910C1 (ru) * | 2014-12-15 | 2016-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") | Способ изготовления упругого элемента микромеханического устройства |
-
2001
- 2001-12-03 RU RU2001132932/28A patent/RU2209487C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Вавилов В.Д. Интегральные акселерометры с силовой компенсацией. Радиоэлектронные и телекоммуникационные системы и устройства. Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 4. - Н.Новгород, 1998, с. 88. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2580910C1 (ru) * | 2014-12-15 | 2016-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") | Способ изготовления упругого элемента микромеханического устройства |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3493068B2 (ja) | 結晶性材料からなる加速度センサおよびこの加速度センサの製造方法 | |
US4966663A (en) | Method for forming a silicon membrane with controlled stress | |
Bell et al. | Porous silicon as a sacrificial material | |
EP1345844B1 (en) | Soi/glass process for forming thin silicon micromachined structures | |
US5110373A (en) | Silicon membrane with controlled stress | |
JP5403519B2 (ja) | 結晶ダイヤモンド・エアギャップ構造体の作製方法 | |
KR100264292B1 (ko) | 구조체와 그 제조방법 | |
EP1041621A3 (en) | Multilayered wafer with thrick sacrificial layer using porous silicon or porous silicon oxide and fabrication method thereof | |
JPH0837314A (ja) | シリコンダイアグラムおよびシリコン圧力センサーの製造方法 | |
JP2004525352A (ja) | 特に可動質量体を有する半導体構成素子を製作するための方法ならびに該方法により製作された半導体構成素子 | |
JP3451105B2 (ja) | シリコン内に埋め込んだボスダイヤフラム構造体を製造する方法、及び、マイクロメカニカルデバイス | |
EP2019081B1 (en) | Boron doped shell for MEMS device | |
JP4397440B2 (ja) | 半導体基板の空洞の上に横たわる単結晶部材を有する半導体構造を形成するためのプロセス | |
US6232139B1 (en) | Method of making suspended thin-film semiconductor piezoelectric devices | |
US7976714B2 (en) | Single SOI wafer accelerometer fabrication process | |
US20050050971A1 (en) | Methods and structure for improving wafer bow control | |
CN103274351A (zh) | 基于mems的电化学地震检波器电极敏感核心及其制造方法 | |
CN103439032A (zh) | 硅微谐振器的加工方法 | |
RU2209487C2 (ru) | Способ изготовления упругого элемента микромеханического устройства | |
US6808956B2 (en) | Thin micromachined structures | |
US20020179563A1 (en) | Application of a strain-compensated heavily doped etch stop for silicon structure formation | |
JPS5944875A (ja) | 梁構造体を有する半導体装置 | |
Tomizawa et al. | High-sensitivity and low-power inertial MEMS-on-CMOS sensors using low-temperature-deposited poly-SiGe film for the IoT era | |
JP3530250B2 (ja) | 静電容量式加速度センサの製造方法 | |
CN115321474B (zh) | 一种基于soi硅片的硅纳米线陀螺仪的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041204 |