JPH07169736A - シリコン構造体の製造方法 - Google Patents
シリコン構造体の製造方法Info
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- JPH07169736A JPH07169736A JP6260618A JP26061894A JPH07169736A JP H07169736 A JPH07169736 A JP H07169736A JP 6260618 A JP6260618 A JP 6260618A JP 26061894 A JP26061894 A JP 26061894A JP H07169736 A JPH07169736 A JP H07169736A
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- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
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- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＳＯＩウェーハから出発し、構造体、殊にセ
ンサおよびアクターを製造する方法を提供する。 【構成】 上方のケイ素層（４）中に構造みぞ（７）を
設ける。こうして構成された構造を、構造みぞ（７）と
結合しているアンダエッチングみぞ（１２）によって迅
速にアンダエッチングする。
ンサおよびアクターを製造する方法を提供する。 【構成】 上方のケイ素層（４）中に構造みぞ（７）を
設ける。こうして構成された構造を、構造みぞ（７）と
結合しているアンダエッチングみぞ（１２）によって迅
速にアンダエッチングする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の部類による
方法、詳言すれば第１ケイ素層および絶縁層を有する第
１シリコンウェーハを、第２ケイ素層を有する第２シリ
コンウェーハと結合し、上方のケイ素層中に構造を設
け、その後構造の一部の下方で絶縁層をアンダエッチン
グする、シリコン構造、殊にセンサまたはアクターの製
造方法に関する。
方法、詳言すれば第１ケイ素層および絶縁層を有する第
１シリコンウェーハを、第２ケイ素層を有する第２シリ
コンウェーハと結合し、上方のケイ素層中に構造を設
け、その後構造の一部の下方で絶縁層をアンダエッチン
グする、シリコン構造、殊にセンサまたはアクターの製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】センサ製造のためにいわゆるＳＯＩウェ
ーハ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）を
利用する、構造、殊にセンサまたはアクター（Ａｋｔｏ
ｒ）の製造方法は既に公知である。この種のシリコンウ
ェーハは中実のシリコン基板を有し、該基板上に酸化ケ
イ素層が配置され、その上に単結晶のケイ素層が配置さ
れている。上方の単結晶ケイ素層中にみぞを設ける（そ
の際これらのみぞは絶縁層にまで達する）ことによっ
て、上方のケイ素層中に構造が形成される。次に、この
ウェーハにフッ化水素酸含有エッチング媒体を作用させ
ることによって、上方の単結晶ケイ素層の構造の個々の
範囲をアンダエッチングする。このアンダエッチングを
促進するために、上方のシリコン構造中の付加的エッチ
ング孔は既に提案されている。
ーハ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）を
利用する、構造、殊にセンサまたはアクター（Ａｋｔｏ
ｒ）の製造方法は既に公知である。この種のシリコンウ
ェーハは中実のシリコン基板を有し、該基板上に酸化ケ
イ素層が配置され、その上に単結晶のケイ素層が配置さ
れている。上方の単結晶ケイ素層中にみぞを設ける（そ
の際これらのみぞは絶縁層にまで達する）ことによっ
て、上方のケイ素層中に構造が形成される。次に、この
ウェーハにフッ化水素酸含有エッチング媒体を作用させ
ることによって、上方の単結晶ケイ素層の構造の個々の
範囲をアンダエッチングする。このアンダエッチングを
促進するために、上方のシリコン構造中の付加的エッチ
ング孔は既に提案されている。
【０００３】
【発明の効果】これに対して請求項１の特徴部に記載の
構成要件を有する本発明方法は急速なアンダエッチング
が得られ、上方のシリコン構造中に付加的エッチング孔
を設ける必要もないという利点を有する。従って、上方
のシリコン構造の設計は、アンダエッチング工程により
設定することができるどんな要求によっても損なわれな
い。請求項１に記載された方法の有利な発展および改善
は、従属請求項に記載された手段によって可能である。
とくに簡単には絶縁層を酸化ケイ素層として構成し、フ
ッ化水素酸含有エッチング媒体でアンダエッチングす
る。みぞを設けるのは酸化ケイ素層を形成した後に行な
うことができる。また、シリコンウェーハ中にみぞを設
け、次にこのシリコンウェーハを酸化することも可能で
ある。ＳＯＩウェーハの構成は、酸化物層を有する第１
シリコンウェーハをエピタキシャル層を有する第２シリ
コンウェーハと結合することによって、とくに簡単に行
なわれる。この場合、エピタキシャル層と第２ウェーハ
の残余との間に高ドーピングケイ素層が配置されている
場合、構造が構成されるケイ素層の厚さをとくに正確に
調節することができる。
構成要件を有する本発明方法は急速なアンダエッチング
が得られ、上方のシリコン構造中に付加的エッチング孔
を設ける必要もないという利点を有する。従って、上方
のシリコン構造の設計は、アンダエッチング工程により
設定することができるどんな要求によっても損なわれな
い。請求項１に記載された方法の有利な発展および改善
は、従属請求項に記載された手段によって可能である。
とくに簡単には絶縁層を酸化ケイ素層として構成し、フ
ッ化水素酸含有エッチング媒体でアンダエッチングす
る。みぞを設けるのは酸化ケイ素層を形成した後に行な
うことができる。また、シリコンウェーハ中にみぞを設
け、次にこのシリコンウェーハを酸化することも可能で
ある。ＳＯＩウェーハの構成は、酸化物層を有する第１
シリコンウェーハをエピタキシャル層を有する第２シリ
コンウェーハと結合することによって、とくに簡単に行
なわれる。この場合、エピタキシャル層と第２ウェーハ
の残余との間に高ドーピングケイ素層が配置されている
場合、構造が構成されるケイ素層の厚さをとくに正確に
調節することができる。
【０００４】本発明の実施例は図面に示しかつ下記に詳
述する。
述する。
【０００５】
【実施例】図１には第１シリコンウェーハ１および第２
シリコンウェーハ２が示されている。矢印によって示さ
れるように、これら２つのシリコンウェーハは互いに結
合される。双方のシリコンウェーハ１，２を結合するの
は、シリコンウェーハ１および２を重ねて熱処理を施
す、いわゆるシリコン・ダイレクト・ボンディングによ
って行なわれる。８００℃およびそれ以上の高さの温度
に加熱することによって、双方のシリコンウェーハ１お
よび２の強固な結合が達成される。シリコンウェーハ１
は下方のケイ素層３および上方にある酸化ケイ素層５か
ら構成されている。シリコンウェーハ２は、基板２０、
その上に配置された高ドーピング層２１およびその上の
さらに第２のケイ素層４からなる。第２ケイ素層４はエ
ピタキシャル層として、基板２０ないしは高ドーピング
層２１上に設けられている。双方のシリコンウェーハを
結合した後、第１ケイ素層３、その上に設けられた酸化
ケイ素層５、その上のもう１つのケイ素層４およびさら
に高ドーピング層２１および基板２０を有する層構造が
生じる。別の加工工程により、基板２０および高ドーピ
ング層２１を除去する。このためには、種々の方法を利
用することができる。基板２０の大部分を切除するため
にはたとえば研削による機械加工を行なうことができ
る。次の研摩工程により基板２０および高ドーピング層
２１が除去されるまで、さらにケイ素を切除することが
できる。また、層２０および２１の切除は、ドーピング
選択的化学エッチング法によって行なうこともできる。
アンモニア、水および過酸化水素の混合物を用いてエッ
チングすることによって、低ドーピング基板２０を切除
することができる。このエッチング剤は、層２１のよう
な高ドーピング層を攻撃しないので、基板２０のエッチ
ングは高ドーピング層２１で停止する。このエッチング
工程では他のケイ素層３および４がエッチング液の攻撃
に対して保護されている。次いで、高ドーピング層２１
を切除するためには、フッ化水素酸、硝酸および酢酸の
混合物が使用される。このようなエッチング液は、高ド
ーピングケイ素を低ドーピングケイ素よりも著しく迅速
にエッチングする。それによりエッチングは、低ドーピ
ングの第２ケイ素層に到達したときに完全に停止する。
シリコンウェーハ２が示されている。矢印によって示さ
れるように、これら２つのシリコンウェーハは互いに結
合される。双方のシリコンウェーハ１，２を結合するの
は、シリコンウェーハ１および２を重ねて熱処理を施
す、いわゆるシリコン・ダイレクト・ボンディングによ
って行なわれる。８００℃およびそれ以上の高さの温度
に加熱することによって、双方のシリコンウェーハ１お
よび２の強固な結合が達成される。シリコンウェーハ１
は下方のケイ素層３および上方にある酸化ケイ素層５か
ら構成されている。シリコンウェーハ２は、基板２０、
その上に配置された高ドーピング層２１およびその上の
さらに第２のケイ素層４からなる。第２ケイ素層４はエ
ピタキシャル層として、基板２０ないしは高ドーピング
層２１上に設けられている。双方のシリコンウェーハを
結合した後、第１ケイ素層３、その上に設けられた酸化
ケイ素層５、その上のもう１つのケイ素層４およびさら
に高ドーピング層２１および基板２０を有する層構造が
生じる。別の加工工程により、基板２０および高ドーピ
ング層２１を除去する。このためには、種々の方法を利
用することができる。基板２０の大部分を切除するため
にはたとえば研削による機械加工を行なうことができ
る。次の研摩工程により基板２０および高ドーピング層
２１が除去されるまで、さらにケイ素を切除することが
できる。また、層２０および２１の切除は、ドーピング
選択的化学エッチング法によって行なうこともできる。
アンモニア、水および過酸化水素の混合物を用いてエッ
チングすることによって、低ドーピング基板２０を切除
することができる。このエッチング剤は、層２１のよう
な高ドーピング層を攻撃しないので、基板２０のエッチ
ングは高ドーピング層２１で停止する。このエッチング
工程では他のケイ素層３および４がエッチング液の攻撃
に対して保護されている。次いで、高ドーピング層２１
を切除するためには、フッ化水素酸、硝酸および酢酸の
混合物が使用される。このようなエッチング液は、高ド
ーピングケイ素を低ドーピングケイ素よりも著しく迅速
にエッチングする。それによりエッチングは、低ドーピ
ングの第２ケイ素層に到達したときに完全に停止する。
【０００６】図２には、こうして形成したＳＯＩウェー
ハ６（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）が
示され、該ウェーハは第１ケイ素層３、その上に配置さ
れた酸化ケイ素層５および最上方に第２ケイ素層４を有
する。酸化ケイ素層５によって、双方のケイ素層３，４
は互いに絶縁されている。このようなＳＯＩウェーハは
有利にセンサの製造のために使用できる。このためには
ＳＯＩウェーハ６の最上面に、上方のケイ素層４を完全
に貫通する構造みぞ７を設ける。次いで、ＳＯＩウェー
ハ６にフッ化水素酸含有媒体（溶液、蒸気）を作用させ
ると、上方のケイ素層４中に構成された構造がアンダエ
ッチングされる。これは図３に示される。上方のケイ素
層４の一部の下方に、フッ化水素酸によりアンダエッチ
ング８が構成されたので、上方のケイ素層４の一部はも
はや酸化ケイ素層５を介して下方のケイ素層と強固に結
合していない。図４には、こうして形成する構造が示さ
れる。この場合構造みぞは、サイスミック質量（Ｓｅｉ
ｓｍｉｓｃｈｅ Ｍａｓｓｅ）１０およびたわみ範囲１
１からなるセンサ素子が形成されるように構成されてい
る。こうして製造された構造は、たとえば加速度センサ
として使用できる。ＳＯＩウェーハ６の表面に対して垂
直に軸に加速度が生じると、大きいサイスミック質量１
０によりたわみ範囲１１に比較的大きい力が作用して、
たわみ範囲１１が変形する。この変形は、たとえばピエ
ゾ素子９により検出することができる。たま、上方のケ
イ素層４と下方のケイ素層３の間の良好な絶縁を、これ
らの層間の容量の変化を測定するために利用することも
できる。たわみ範囲１１の変形によって、サイスミック
質量１０と下方のケイ素層の間の距離が変化するので、
上方のケイ素層４と下方のケイ素層の間の容量も変化す
る。図３は、図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図を示
す。
ハ６（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）が
示され、該ウェーハは第１ケイ素層３、その上に配置さ
れた酸化ケイ素層５および最上方に第２ケイ素層４を有
する。酸化ケイ素層５によって、双方のケイ素層３，４
は互いに絶縁されている。このようなＳＯＩウェーハは
有利にセンサの製造のために使用できる。このためには
ＳＯＩウェーハ６の最上面に、上方のケイ素層４を完全
に貫通する構造みぞ７を設ける。次いで、ＳＯＩウェー
ハ６にフッ化水素酸含有媒体（溶液、蒸気）を作用させ
ると、上方のケイ素層４中に構成された構造がアンダエ
ッチングされる。これは図３に示される。上方のケイ素
層４の一部の下方に、フッ化水素酸によりアンダエッチ
ング８が構成されたので、上方のケイ素層４の一部はも
はや酸化ケイ素層５を介して下方のケイ素層と強固に結
合していない。図４には、こうして形成する構造が示さ
れる。この場合構造みぞは、サイスミック質量（Ｓｅｉ
ｓｍｉｓｃｈｅ Ｍａｓｓｅ）１０およびたわみ範囲１
１からなるセンサ素子が形成されるように構成されてい
る。こうして製造された構造は、たとえば加速度センサ
として使用できる。ＳＯＩウェーハ６の表面に対して垂
直に軸に加速度が生じると、大きいサイスミック質量１
０によりたわみ範囲１１に比較的大きい力が作用して、
たわみ範囲１１が変形する。この変形は、たとえばピエ
ゾ素子９により検出することができる。たま、上方のケ
イ素層４と下方のケイ素層３の間の良好な絶縁を、これ
らの層間の容量の変化を測定するために利用することも
できる。たわみ範囲１１の変形によって、サイスミック
質量１０と下方のケイ素層の間の距離が変化するので、
上方のケイ素層４と下方のケイ素層の間の容量も変化す
る。図３は、図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図を示
す。
【０００７】図２のＳＯＩウェーハにフッ化水素酸を作
用させる場合、酸化ケイ素層５がすべての方向で同じ速
度でエッチングされる。サイスミック質量１０を完全に
アンダエッチングするために、長いエッチング時間を設
けねばならない。さらに、上方のケイ素層４が酸化ケイ
素層５を介して下方のケイ素層３と結合しているその他
の範囲は相応に大きく設けねばならないので、これらの
範囲は完全にはアンダエッチングされない。それで、利
用される面のうち大部分は利用することができない。付
加的なエッチング孔をサイスミック質量１０に設け、こ
のエッチング孔によってサイスミック質量１０の下方で
フッ化水素酸の攻撃が同時に行なわれるので、サイスミ
ック質量１０のアンダエッチングはとくに迅速に行なわ
れる。しかし、この付加的エッチング孔によってサイス
ミック質量の質量が減少することが不利である。さら
に、この方法は大きい範囲にわたって付加的エッチング
を有しないサイスミック質量または他の構造を製造する
ことはできない。
用させる場合、酸化ケイ素層５がすべての方向で同じ速
度でエッチングされる。サイスミック質量１０を完全に
アンダエッチングするために、長いエッチング時間を設
けねばならない。さらに、上方のケイ素層４が酸化ケイ
素層５を介して下方のケイ素層３と結合しているその他
の範囲は相応に大きく設けねばならないので、これらの
範囲は完全にはアンダエッチングされない。それで、利
用される面のうち大部分は利用することができない。付
加的なエッチング孔をサイスミック質量１０に設け、こ
のエッチング孔によってサイスミック質量１０の下方で
フッ化水素酸の攻撃が同時に行なわれるので、サイスミ
ック質量１０のアンダエッチングはとくに迅速に行なわ
れる。しかし、この付加的エッチング孔によってサイス
ミック質量の質量が減少することが不利である。さら
に、この方法は大きい範囲にわたって付加的エッチング
を有しないサイスミック質量または他の構造を製造する
ことはできない。
【０００８】図２〜４には、唯１つだけのセンサが形成
されるシリンコンウェーハが示される。しかし、たいて
いは１つのＳＯＩウェーハ上に多数のセンサが設けられ
ていて、これらのセンサは最後の工程で離れ離れにされ
る。１つのシリコンウェーハ上のかかる多数のセンサで
は、シリコンウェーハの縁範囲にも酸化ケイ素層５の一
定のアンダエッチングを許容することができる。しか
し、シリコンウェーハの縁範囲をしばしばセンサの製造
のために利用する場合には、たとえばエッチングする際
にウェーハと相応に包装することによって、酸化ケイ素
層５がウェーハの絶縁範囲からエッチングされるのをさ
ける予防処置を講じなければならない。
されるシリンコンウェーハが示される。しかし、たいて
いは１つのＳＯＩウェーハ上に多数のセンサが設けられ
ていて、これらのセンサは最後の工程で離れ離れにされ
る。１つのシリコンウェーハ上のかかる多数のセンサで
は、シリコンウェーハの縁範囲にも酸化ケイ素層５の一
定のアンダエッチングを許容することができる。しか
し、シリコンウェーハの縁範囲をしばしばセンサの製造
のために利用する場合には、たとえばエッチングする際
にウェーハと相応に包装することによって、酸化ケイ素
層５がウェーハの絶縁範囲からエッチングされるのをさ
ける予防処置を講じなければならない。
【０００９】図５および６には、上方のケイ素層４中に
構成された構造の迅速なアンダエッチングを可能にする
酸化ケイ素層５の構成が示される。この場合、図６には
図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った酸化ケイ素層５の平面図が
示されている。この場合、酸化ケイ素層５の上面には、
構造みぞ７と接触しているみぞ１２が設けられている。
構造みぞ７によって、ＳＯＩウェーハ６の酸化ケイ素層
５に、酸化ケイ素用のエッチング媒体、たいていはフッ
化水素酸が作用する。アンダエッチングみぞ１２によっ
て、サイスミック質量１０の下方どこでもこのエッチン
グ媒体の迅速な分配が保証される。図６に見られるよう
に、この場合みぞ１２は、サイスミック質量１０の下方
の範囲のみがアンダカットみぞ１２を備えているように
配置されている。それで、このエッチングみぞ１２の範
囲内で、上方のケイ素層４のとくに迅速なアンダエッチ
ングが行なわれる。エッチングみぞ１２の間で上方のケ
イ素層４がなお酸化ケイ素層５と強固に結合しているの
で、上方の層４中に構成された構造はアンダエッチング
に対しなお機械的に十分に固定されているので、ＳＯＩ
ウェーハ６はこの段階ではまだ問題なく処理でき、その
際過度に大きい力が構造に加わることもない。アンダエ
ッチングみぞ１２、ここで所望のサイスミック質量１０
の下方へのアンエッチングの促進を惹起するためには、
僅かな深さを有するだけでよい。毛管作用に基づき、所
望の効果を得るためには、数１０ｎｍの深さに達する。
しかし、みぞ１２は同様に良好に非常に深く構成されて
いてもよいので、酸化ケイ素層５は完全に貫通される。
図６に示された、中央みぞおよびそれから発する側方み
ぞ１２を有するパターンの代りに、互いに直角に重なる
みぞ１２を有する網状構造も同様に良好に考えられる。
構成された構造の迅速なアンダエッチングを可能にする
酸化ケイ素層５の構成が示される。この場合、図６には
図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った酸化ケイ素層５の平面図が
示されている。この場合、酸化ケイ素層５の上面には、
構造みぞ７と接触しているみぞ１２が設けられている。
構造みぞ７によって、ＳＯＩウェーハ６の酸化ケイ素層
５に、酸化ケイ素用のエッチング媒体、たいていはフッ
化水素酸が作用する。アンダエッチングみぞ１２によっ
て、サイスミック質量１０の下方どこでもこのエッチン
グ媒体の迅速な分配が保証される。図６に見られるよう
に、この場合みぞ１２は、サイスミック質量１０の下方
の範囲のみがアンダカットみぞ１２を備えているように
配置されている。それで、このエッチングみぞ１２の範
囲内で、上方のケイ素層４のとくに迅速なアンダエッチ
ングが行なわれる。エッチングみぞ１２の間で上方のケ
イ素層４がなお酸化ケイ素層５と強固に結合しているの
で、上方の層４中に構成された構造はアンダエッチング
に対しなお機械的に十分に固定されているので、ＳＯＩ
ウェーハ６はこの段階ではまだ問題なく処理でき、その
際過度に大きい力が構造に加わることもない。アンダエ
ッチングみぞ１２、ここで所望のサイスミック質量１０
の下方へのアンエッチングの促進を惹起するためには、
僅かな深さを有するだけでよい。毛管作用に基づき、所
望の効果を得るためには、数１０ｎｍの深さに達する。
しかし、みぞ１２は同様に良好に非常に深く構成されて
いてもよいので、酸化ケイ素層５は完全に貫通される。
図６に示された、中央みぞおよびそれから発する側方み
ぞ１２を有するパターンの代りに、互いに直角に重なる
みぞ１２を有する網状構造も同様に良好に考えられる。
【００１０】図７には、図３と類似であるが、この場合
図５、つまりアンダエッチングみぞ１２を有する酸化ケ
イ素層５から出発したアンダエッチングが示されてい
る。構造みぞ７の同じ構成において、図３に比べて明ら
かに僅かなアンダエッチング８が認められる。それで、
層４の下方の側方アンダエッチングのための配慮は明ら
かに少なくてよい。それで、所望構造の同じ大きさにお
いて、１つのシリコンウェーハ上にはるかに多数の構造
を実現するかまたは１つのウェーハ上に同数の明らかに
大きい構造を実現することができる。図５および６に示
したＳＯＩウェーハ６の製造のためには２つの異なる方
法が実施できる。第１の方法では図１に示すようなシリ
コンウェーハ１から出発する。次いで、酸化ケイ素層５
中へ、シリコンウェーハ１の上面をホトレジストで覆
い、ホトレジスト中へみぞ１２の構造を設け、次にこの
ホトレジストを通してエッチングを行なうことにより、
相応するみぞ１２を設ける。次に、図１〜４につき記載
したように、後加工を行なう。図８には、下方のシリン
ダ層３およびアンダエッチングみぞ１２を有する酸化ケ
イ素層５を有するシリンダウェーハ１を製造するための
第２の方法が記載される。この方法は、シリコンウェー
ハ１から出発し、その際シリコンウェーハ１の表面に、
幾何学的構成がアンダエッチング値１２に一致するみぞ
１３を設ける。次いで、このシリンダウェーハの表面に
分離または熱的酸化によって酸化ケイ素層５を設ける場
合、この酸化ケイ素層５の表面に、ケイ素層３中のみぞ
１３と相応にみぞ１２が形成する。このシリコンウェー
ハ１の後加工は、図１〜４につき記載したと類似に行な
われる。
図５、つまりアンダエッチングみぞ１２を有する酸化ケ
イ素層５から出発したアンダエッチングが示されてい
る。構造みぞ７の同じ構成において、図３に比べて明ら
かに僅かなアンダエッチング８が認められる。それで、
層４の下方の側方アンダエッチングのための配慮は明ら
かに少なくてよい。それで、所望構造の同じ大きさにお
いて、１つのシリコンウェーハ上にはるかに多数の構造
を実現するかまたは１つのウェーハ上に同数の明らかに
大きい構造を実現することができる。図５および６に示
したＳＯＩウェーハ６の製造のためには２つの異なる方
法が実施できる。第１の方法では図１に示すようなシリ
コンウェーハ１から出発する。次いで、酸化ケイ素層５
中へ、シリコンウェーハ１の上面をホトレジストで覆
い、ホトレジスト中へみぞ１２の構造を設け、次にこの
ホトレジストを通してエッチングを行なうことにより、
相応するみぞ１２を設ける。次に、図１〜４につき記載
したように、後加工を行なう。図８には、下方のシリン
ダ層３およびアンダエッチングみぞ１２を有する酸化ケ
イ素層５を有するシリンダウェーハ１を製造するための
第２の方法が記載される。この方法は、シリコンウェー
ハ１から出発し、その際シリコンウェーハ１の表面に、
幾何学的構成がアンダエッチング値１２に一致するみぞ
１３を設ける。次いで、このシリンダウェーハの表面に
分離または熱的酸化によって酸化ケイ素層５を設ける場
合、この酸化ケイ素層５の表面に、ケイ素層３中のみぞ
１３と相応にみぞ１２が形成する。このシリコンウェー
ハ１の後加工は、図１〜４につき記載したと類似に行な
われる。
【００１１】図９には本発明方法の別の適用が示され
る。図９における構造は図５による構成から出発する。
第２ケイ素層４が、絶縁層５を介して第１ケイ素層３上
に配置されている。構造みぞ７を設けることによって、
第２ケイ素層４中に再び、たとえば図４に示されるよう
な構造が形成される。サイスミック質量１０の下方には
再び、たとえば図６から公知であるようなアンダエッチ
ングみぞ１２が設けられている。さらに、構造みぞ７と
一緒にエッチング孔３２がサイスミック質量１０中に設
けられる。もう１つのエッチング層３０を分離すること
によって、第２ケイ素層を該層中に形成された構造を下
方へ覆う。この場合、第３エッチング層３０の分離法
は、構造みぞ３０ならびに貫通エッチング孔３２が第３
エッチング層３０の材料で充填されるように選択され
る。この場合、第３エッチング層３０の材料は、絶縁層
のエッチング媒体により同様にエッチング可能であるよ
うに選択される。たとえば絶縁層５に対して熱分解法酸
化ケイ素を使用する場合には第３エッチング層３０に対
してはたとえば、プラズマまたは化学蒸着から分離され
る酸化ケイ素を利用することができる。その後、次の工
程において、第３エッチング層３０の表面に、被覆層３
１、たとえば多結晶ケイ素を設ける。次の構造化工程
で、別の孔３３を、とくに構造縁においてこの層中に設
け、その結果たとえば閉じた被覆が生じる。この構造
に、第３エッチング層３０および絶縁層５をエッチング
するエッチング液を作用させると、この双方の層がエッ
チングされる。この場合、通しエッチングみぞ３２によ
って、絶縁層５中でのアンダエッチングはとくに迅速に
行なわれる。この場合、貫通エッチングみぞ３２によっ
て、エッチング液は第２ケイ素層４の構造上方の多数の
個所でも第３エッチング層３０に作用することができ
る。それで、構造の下方ならびに上方でのフリーエッチ
ングはとくに迅速に行なわれる。その後の分離工程によ
って、被覆層３１中の別の孔３３を閉じることができ
る。こうして、完全に包装された構造を製造することが
できる。
る。図９における構造は図５による構成から出発する。
第２ケイ素層４が、絶縁層５を介して第１ケイ素層３上
に配置されている。構造みぞ７を設けることによって、
第２ケイ素層４中に再び、たとえば図４に示されるよう
な構造が形成される。サイスミック質量１０の下方には
再び、たとえば図６から公知であるようなアンダエッチ
ングみぞ１２が設けられている。さらに、構造みぞ７と
一緒にエッチング孔３２がサイスミック質量１０中に設
けられる。もう１つのエッチング層３０を分離すること
によって、第２ケイ素層を該層中に形成された構造を下
方へ覆う。この場合、第３エッチング層３０の分離法
は、構造みぞ３０ならびに貫通エッチング孔３２が第３
エッチング層３０の材料で充填されるように選択され
る。この場合、第３エッチング層３０の材料は、絶縁層
のエッチング媒体により同様にエッチング可能であるよ
うに選択される。たとえば絶縁層５に対して熱分解法酸
化ケイ素を使用する場合には第３エッチング層３０に対
してはたとえば、プラズマまたは化学蒸着から分離され
る酸化ケイ素を利用することができる。その後、次の工
程において、第３エッチング層３０の表面に、被覆層３
１、たとえば多結晶ケイ素を設ける。次の構造化工程
で、別の孔３３を、とくに構造縁においてこの層中に設
け、その結果たとえば閉じた被覆が生じる。この構造
に、第３エッチング層３０および絶縁層５をエッチング
するエッチング液を作用させると、この双方の層がエッ
チングされる。この場合、通しエッチングみぞ３２によ
って、絶縁層５中でのアンダエッチングはとくに迅速に
行なわれる。この場合、貫通エッチングみぞ３２によっ
て、エッチング液は第２ケイ素層４の構造上方の多数の
個所でも第３エッチング層３０に作用することができ
る。それで、構造の下方ならびに上方でのフリーエッチ
ングはとくに迅速に行なわれる。その後の分離工程によ
って、被覆層３１中の別の孔３３を閉じることができ
る。こうして、完全に包装された構造を製造することが
できる。
【図１】互いに結合される２つのシリコンウェーハの断
面図
面図
【図２】２つのウェーハの結合によって形成され、それ
に構造を設けたＳＯＩウェーハの断面図
に構造を設けたＳＯＩウェーハの断面図
【図３】構造をアンダエッチングした後のＳＯＩウェー
ハの断面図
ハの断面図
【図４】図３の平面図
【図５】本発明の第１実施例の断面図
【図６】図１の平面図
【図７】図５のアンダエッチング構造の断面図
【図８】本発明の第２実施例の断面図
【図９】本発明の第３実施例の断面図
１，２ シリコンウェーハ ３，４ ケイ素層 ５ 酸化ケイ素層 ６ ＳＯＩウェーハ ７ 構造みぞ ８ アンダエッチング ９ ピエゾ素子 １０ サイスミック質量 １１ たわみ範囲 １２，１３ みぞ ２０ 基板 ２１ 高ドーピング層 ３０ エッチング層 ３１ 被覆層 ３２ 通しエッチングみぞ ３３ 孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス−マルティン クルケ ドイツ連邦共和国 ベープリンゲン タウ ヌスシュトラーセ 58 (72)発明者 フランツ レルマー ドイツ連邦共和国 シュツットガルト ヴ ィティコヴェーク ９ (72)発明者 アンドレア シルプ ドイツ連邦共和国 シュヴェービッシュ− グミュント ゼーレンバッハヴェーク 15 (72)発明者 マルクス ルッツ ドイツ連邦共和国 エニンゲン イマヌエ ル−カント シュトラーセ 19
Claims (9)
- 【請求項１】 第１ケイ素層（３）および絶縁層（５）
を有する第１シリコンウェーハ（１）を、第２ケイ素層
（４）を有する第２シリコンウェーハ（２）と結合し、
上方のケイ素層（４）中に構造を設け、その後構造の一
部の下方で絶縁層（５）をアンダエッチングする、シリ
コン構造体、殊にセンサまたはアクターの製造方法にお
いて、絶縁層（５）中に、アンダエッチング（８）を設
けることのできる速度を高める構造（１２）を設けたこ
とを特徴とするシリコン構造体の製造方法。 - 【請求項２】 絶縁層が酸化ケイ素からなることを特徴
とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 アンダエッチング（８）を設けるための
エッチング剤として、フッ化水素酸を溶液または蒸気と
して使用することを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 アンダエッチング（８）の速度を高める
ための構造としてみぞ（１２）を設けたことを特徴とす
る請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項５】 第１ウェーハ（１）のためにケイ素層
（３）に酸化ケイ素層（５）を設け、次に酸化ケイ素層
（５）中へアンダエッチングみぞ（１２）をエッチング
することを特徴とする請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 第１シリコンウェーハ（１）の製造のた
めに、ケイ素層（３）にみぞ（１３）を設け、次に酸化
ケイ素層（５）を設けることを特徴とする請求項４記載
の方法。 - 【請求項７】 第２ウェーハ（２）が、基板（２０）、
その上に設けられた高ドーピング層（２１）およびその
上に第２ケイ素層（４）を有し、その際基板（２０）お
よび第２ケイ素層（４）のドーピングは高ドーピング層
（２１）に対するよりも僅かであり、双方のウェーハ
（１，２）を結合した後、基板（２０）および高ドーピ
ング層（２１）を再び除去することを特徴とする請求項
１から６までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項８】 基板（２０）の除去を、アンモニア、
水、過酸化水素からなるエッチング液を用いて行ない、
高ドーピング層（２１）の除去を、フッ化水素酸、硝酸
および酢酸からなるエッチング混合物を用いて行なうこ
とを特徴とする請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 第２ケイ素層（４）中の構造を、第３エ
ッチング層（３０）および被覆層（３１）によって覆
い、第２ケイ素層（４）の構造中に、絶縁層（５）から
第３エッチング層（３０）に達する通しエッチング孔
（３２）を設けることを特徴とする請求項１から８まで
のいずれか１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4336774.7 | 1993-10-28 | ||
| DE4336774A DE4336774A1 (de) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | Verfahren zur Herstellung von Strukturen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07169736A true JPH07169736A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=6501212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6260618A Pending JPH07169736A (ja) | 1993-10-28 | 1994-10-25 | シリコン構造体の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07169736A (ja) |
| DE (1) | DE4336774A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4942343B2 (ja) * | 2002-12-20 | 2012-05-30 | ソワテク | シリコン板にキャビティーを形成する方法 |
| CN103000495A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-03-27 | 北京京东方光电科技有限公司 | 一种基板制备方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3284921B2 (ja) * | 1997-04-24 | 2002-05-27 | 富士電機株式会社 | 加速度センサならびに角加速度センサおよびそれらの製造方法 |
| DE19820758C1 (de) * | 1998-05-08 | 1999-12-30 | Siemens Ag | Herstellverfahren für mikromechanische Bauelemente |
| WO2008024528A2 (en) * | 2006-03-06 | 2008-02-28 | Analog Devices, Inc. | Method of forming a micromachined device using an assisted release |
-
1993
- 1993-10-28 DE DE4336774A patent/DE4336774A1/de not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-10-25 JP JP6260618A patent/JPH07169736A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4942343B2 (ja) * | 2002-12-20 | 2012-05-30 | ソワテク | シリコン板にキャビティーを形成する方法 |
| CN103000495A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-03-27 | 北京京东方光电科技有限公司 | 一种基板制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4336774A1 (de) | 1995-05-04 |
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