JPH1084119A - レートセンサを製造するための方法 - Google Patents
レートセンサを製造するための方法Info
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- G01P2015/0811—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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 振動構造及び該振動構造のための懸架部
を備えたレートセンサを製造するための方法において、
レートセンサ及び導体路が第３の層から構造化されてお
り、導体路が切欠きを介して第３の別の領域に対して電
気的に絶縁され、かつ電気的に絶縁性の第２の層を介し
て第１の層に対して電気的に絶縁されている。 【効果】 前記手段に基づき、３層構造によって形成さ
れて簡単な電気接触が達成される。第１及び第３の層に
とって同一のエッチングプロセスが用いられるので、特
に合理的な製造が可能である。
を備えたレートセンサを製造するための方法において、
レートセンサ及び導体路が第３の層から構造化されてお
り、導体路が切欠きを介して第３の別の領域に対して電
気的に絶縁され、かつ電気的に絶縁性の第２の層を介し
て第１の層に対して電気的に絶縁されている。 【効果】 前記手段に基づき、３層構造によって形成さ
れて簡単な電気接触が達成される。第１及び第３の層に
とって同一のエッチングプロセスが用いられるので、特
に合理的な製造が可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動構造(Schwing
struktur)及び該振動構造のための懸架部(Auf-haengun
g)を備えたレートセンサを製造するための方法であっ
て、振動構造が少なくとも部分的に櫛形構造を備えた加
速度センサとして構成されており、第１の層、絶縁性の
第２の層及び第３の層を備えたサブストレートから成っ
ており、ａ）第３の層に櫛形構造及び導体路を構造化し
て、ｂ）第２の層を櫛形構造の下側で少なくとも部分的
に除去して、ｃ）第１の層に不活性層を施し、該不活性
層を振動構造の領域で除去して、第１の層を振動構造の
領域で所定の厚さまで切除し、ｄ）第３の層、第２の
層、及び第１の層から振動構造を構造化する形式のもの
に関する。
struktur)及び該振動構造のための懸架部(Auf-haengun
g)を備えたレートセンサを製造するための方法であっ
て、振動構造が少なくとも部分的に櫛形構造を備えた加
速度センサとして構成されており、第１の層、絶縁性の
第２の層及び第３の層を備えたサブストレートから成っ
ており、ａ）第３の層に櫛形構造及び導体路を構造化し
て、ｂ）第２の層を櫛形構造の下側で少なくとも部分的
に除去して、ｃ）第１の層に不活性層を施し、該不活性
層を振動構造の領域で除去して、第１の層を振動構造の
領域で所定の厚さまで切除し、ｄ）第３の層、第２の
層、及び第１の層から振動構造を構造化する形式のもの
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願明細書第１９
５３０７３６.４号明細書に、レートセンサを製造する
ための方法が記載されている。レートセンサは３層構造
で構成されている。レートセンサ及び導体路が第３の層
から構造化(herausstruktieren)されている。導体路は
切欠きを介して第３の層の別の領域に対して電気的に絶
縁され、かつ電気的に絶縁性の第２の層を介して第１の
層に対して電気的に絶縁されている。第３の層からのレ
ートセンサ及び導体路の構造化がドライエッチング法を
用いて行われる。レートセンサの領域で第１の層が付加
的に薄くされる。このことは化学的なウエットタイプ(n
asschemisch)のエッチングによって、例えば軽く加熱さ
れた水酸化カリウム溶液内で行われる。エッチングプロ
セスによって規定されて第１の層にエッチングを設け
て、該エッチングマスクが酸化シリコン及び亜硝酸塩(N
itrit)から成っていて構造化される中間層によって形成
されている。
５３０７３６.４号明細書に、レートセンサを製造する
ための方法が記載されている。レートセンサは３層構造
で構成されている。レートセンサ及び導体路が第３の層
から構造化(herausstruktieren)されている。導体路は
切欠きを介して第３の層の別の領域に対して電気的に絶
縁され、かつ電気的に絶縁性の第２の層を介して第１の
層に対して電気的に絶縁されている。第３の層からのレ
ートセンサ及び導体路の構造化がドライエッチング法を
用いて行われる。レートセンサの領域で第１の層が付加
的に薄くされる。このことは化学的なウエットタイプ(n
asschemisch)のエッチングによって、例えば軽く加熱さ
れた水酸化カリウム溶液内で行われる。エッチングプロ
セスによって規定されて第１の層にエッチングを設け
て、該エッチングマスクが酸化シリコン及び亜硝酸塩(N
itrit)から成っていて構造化される中間層によって形成
されている。
【０００３】
【発明の効果】本発明に基づく手段によって、利点とし
て、レートセンサ及び電気的な供給部が１つの３層構造
によって形成され、この場合、すべてのシリコン・エッ
チング段階(Silizium-Aetzschritt)が同一のエッチング
法によって行われる。これによって、製造方法が特に簡
単になり、従ってレートセンサが経済的に製造される。
て、レートセンサ及び電気的な供給部が１つの３層構造
によって形成され、この場合、すべてのシリコン・エッ
チング段階(Silizium-Aetzschritt)が同一のエッチング
法によって行われる。これによって、製造方法が特に簡
単になり、従ってレートセンサが経済的に製造される。
【０００４】SOI-層構造が第１の層として用いられる
と、利点として、絶縁層がエッチングストッパとして関
与させられる。このことは有利であり、それというのは
振動質量がエッチング時間の規定によってエッチング深
さを規定しているエッチングに際して著しく目標値に近
い値を占めるからである。
と、利点として、絶縁層がエッチングストッパとして関
与させられる。このことは有利であり、それというのは
振動質量がエッチング時間の規定によってエッチング深
さを規定しているエッチングに際して著しく目標値に近
い値を占めるからである。
【０００５】化学的なウエットタイプのエッチングプロ
セスの省略によって、第１の層の切除(Abtragen)も最後
に行われる。このことは有利であり、それというのはサ
ブストレートの取り扱いが容易になるからであり、従来
は不可能であったのであり、それというのはエッチング
溶液が第３の層を巻き添えにするからである。
セスの省略によって、第１の層の切除(Abtragen)も最後
に行われる。このことは有利であり、それというのはサ
ブストレートの取り扱いが容易になるからであり、従来
は不可能であったのであり、それというのはエッチング
溶液が第３の層を巻き添えにするからである。
【０００６】さらに、エッチングマスクがラッカ若しく
は酸化珪素から成っており、これによって高価なプラズ
マ窒化プロセスが省略される。さらに別の利点として、
液状のエッチング剤による構造の汚れが避けられる。さ
らに、化学的なウエットタイプのエッチングのためのエ
ッチング容器内へのウエハーの組み込みが省略され、ひ
いては処理の困難なプロセス段階が省略される。加速度
センサの製造のために最小の方法でもっぱら３つのマス
ク段階が必要であるだけである。
は酸化珪素から成っており、これによって高価なプラズ
マ窒化プロセスが省略される。さらに別の利点として、
液状のエッチング剤による構造の汚れが避けられる。さ
らに、化学的なウエットタイプのエッチングのためのエ
ッチング容器内へのウエハーの組み込みが省略され、ひ
いては処理の困難なプロセス段階が省略される。加速度
センサの製造のために最小の方法でもっぱら３つのマス
ク段階が必要であるだけである。
【０００７】導体路の導電性が有利な形式で、導電性の
層をボンドパッド(Bondpad)及び供給導線の形で導体路
上に設けることによって改善される。商業的に入手可能
な絶縁体・オン・シリコン(SOI)・層構造をサブストレ
ートとして用いると、合理的でかつ有利である。
層をボンドパッド(Bondpad)及び供給導線の形で導体路
上に設けることによって改善される。商業的に入手可能
な絶縁体・オン・シリコン(SOI)・層構造をサブストレ
ートとして用いると、合理的でかつ有利である。
【０００８】さらに利点として、珪素・酸化珪素・珪素
・サブストレート(Silizium-Siliziumoxid-Silizium-Su
bstrat)によって、異方性のエッチングのための良好に
改善された簡単な方法が用いられる。第１の層の切除の
後の絶縁層の除去は有利であり、それというのは除去に
よって、第１の層を形成する３層構造の機械的な内部応
力が減少させられるからである。これによってセンサの
耐用年数が増大され、振動質量の固有振動数が減少され
る。
・サブストレート(Silizium-Siliziumoxid-Silizium-Su
bstrat)によって、異方性のエッチングのための良好に
改善された簡単な方法が用いられる。第１の層の切除の
後の絶縁層の除去は有利であり、それというのは除去に
よって、第１の層を形成する３層構造の機械的な内部応
力が減少させられるからである。これによってセンサの
耐用年数が増大され、振動質量の固有振動数が減少され
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は加速度センサ６を示してお
り、該加速度センサ(Beschleunigungssensor)は３層構
造(Dreischichtsystem)で構成されている。この実施例
では絶縁体・オン・シリコン(SOI)・層構造(Silicon-on
-Insulator-Schichtsystem)が用いられる。別の３層構
造も考えられ、この場合、最上の層が構造化可能(struk
turierbar)で、かつ中央の層が構造化可能であって側方
をエッチング可能でかつ絶縁されていなければならな
い。
り、該加速度センサ(Beschleunigungssensor)は３層構
造(Dreischichtsystem)で構成されている。この実施例
では絶縁体・オン・シリコン(SOI)・層構造(Silicon-on
-Insulator-Schichtsystem)が用いられる。別の３層構
造も考えられ、この場合、最上の層が構造化可能(struk
turierbar)で、かつ中央の層が構造化可能であって側方
をエッチング可能でかつ絶縁されていなければならな
い。
【００１０】支持プレートとして、珪素(Silizium)から
成る第１の層１が用いられている。第１の層１上に、酸
化珪素から成る第２の層２が形成されている。第３の層
３は同じく珪素から成っている。第３の層３の中央に変
位可能な質量体７を構造化してあり、該質量体(Masse)
は長尺の支持体(Traeger)から成っており、支持体は両
方の縦側面にそれぞれ３つのプレートを有している。プ
レートは支持体の長手方向に対して直角に配置されてい
る。変位可能な質量体７は各端部でたわみウエブ(Biege
steg)１７を介して保持部(Halterung)１８と支持体の長
手方向に変位可能に結合されている。保持部１８は第２
の層２を介して第１の層１に堅く結合されている。変位
可能な質量体７及びたわみウエブ１７の下側で第２の層
２は除去されている。このことはSiO2においてエッチン
グ法によって行われる。変位可能な質量体の構造は、ド
イツ連邦共和国特許出願第４４１９８４４号明細書に記
載の構造に相応している。
成る第１の層１が用いられている。第１の層１上に、酸
化珪素から成る第２の層２が形成されている。第３の層
３は同じく珪素から成っている。第３の層３の中央に変
位可能な質量体７を構造化してあり、該質量体(Masse)
は長尺の支持体(Traeger)から成っており、支持体は両
方の縦側面にそれぞれ３つのプレートを有している。プ
レートは支持体の長手方向に対して直角に配置されてい
る。変位可能な質量体７は各端部でたわみウエブ(Biege
steg)１７を介して保持部(Halterung)１８と支持体の長
手方向に変位可能に結合されている。保持部１８は第２
の層２を介して第１の層１に堅く結合されている。変位
可能な質量体７及びたわみウエブ１７の下側で第２の層
２は除去されている。このことはSiO2においてエッチン
グ法によって行われる。変位可能な質量体の構造は、ド
イツ連邦共和国特許出願第４４１９８４４号明細書に記
載の構造に相応している。
【００１１】変位可能な質量体７の支持体に対して平行
に、第３の層３から成る長尺の保持ビーム１９を形成し
てあり、該保持ビームが３つのプレートを有しており、
プレートは変位可能な質量体７の支持体の方向に垂直に
向けられている。保持ビーム１９は第２の層２を介して
第１の層１に堅く結合されている。保持ビーム１９のプ
レートはそれぞれ、変位可能な質量体７の左側に配置さ
れている。変位可能な質量体７が変位すると、変位可能
な質量体７の一方の側に配置されたプレートと第１の保
持ビームのプレートとの間の間隔が縮小し、同時に、変
位可能な質量体７の他方の側に配置されたプレートと第
２の保持ビーム１９のプレートとの間の間隔が増大す
る。両方の保持ビーム１９から導体路(Leiterbahn)４が
加速度センサの共通の縁部に導かれている。導体路４は
第３の層３から形成されていて、第２の層２を介して第
１の層１に対して電気的に絶縁されている。導体路４は
切欠き(Ausnehmung)を介して第３の層３の別の領域に対
して電気的に絶縁されている。同じく１つの導体路４が
第３の層３から形成され、変位可能な質量体７から加速
度センサの１つの縁部に導かれていて、第２の層２を介
して第１の層１に対して電気的に絶縁され、かつ切欠き
１０を介して第３の層３の別の領域に対して同じく絶縁
されている。切欠き１０の形成及び絶縁層としての第２
の層２の使用によって、第３の層３内に導体路４を形成
することが可能であり、該導体路が加速度センサの接触
のために用いられる。
に、第３の層３から成る長尺の保持ビーム１９を形成し
てあり、該保持ビームが３つのプレートを有しており、
プレートは変位可能な質量体７の支持体の方向に垂直に
向けられている。保持ビーム１９は第２の層２を介して
第１の層１に堅く結合されている。保持ビーム１９のプ
レートはそれぞれ、変位可能な質量体７の左側に配置さ
れている。変位可能な質量体７が変位すると、変位可能
な質量体７の一方の側に配置されたプレートと第１の保
持ビームのプレートとの間の間隔が縮小し、同時に、変
位可能な質量体７の他方の側に配置されたプレートと第
２の保持ビーム１９のプレートとの間の間隔が増大す
る。両方の保持ビーム１９から導体路(Leiterbahn)４が
加速度センサの共通の縁部に導かれている。導体路４は
第３の層３から形成されていて、第２の層２を介して第
１の層１に対して電気的に絶縁されている。導体路４は
切欠き(Ausnehmung)を介して第３の層３の別の領域に対
して電気的に絶縁されている。同じく１つの導体路４が
第３の層３から形成され、変位可能な質量体７から加速
度センサの１つの縁部に導かれていて、第２の層２を介
して第１の層１に対して電気的に絶縁され、かつ切欠き
１０を介して第３の層３の別の領域に対して同じく絶縁
されている。切欠き１０の形成及び絶縁層としての第２
の層２の使用によって、第３の層３内に導体路４を形成
することが可能であり、該導体路が加速度センサの接触
のために用いられる。
【００１２】導体路４の導電性のさらなる改善が、導体
路４に導電性の層２４を形成することによって達成され
る。導電性の層としては例えばアルミニウムのような材
料が用いられる。変位可能な質量体７の変位に際して、
該変位可能な質量体７のプレートと１つの保持ビームの
プレートとの間の間隔が減少され、かつ該質量体のプレ
ートと別の保持ビームのプレートとの間の間隔が増大さ
れることによって、２つの測定信号(Messsignal)が得ら
れる。２つの測定信号は評価されて、変位可能な質量体
７のプレートと保持ビーム１９のプレートとの間の容量
の変化に基づき質量体７の変位、ひいては有効な力が算
出される。導体路４は接点２０に導かれる。接点２０で
は加速度センサの測定信号が取り出される。
路４に導電性の層２４を形成することによって達成され
る。導電性の層としては例えばアルミニウムのような材
料が用いられる。変位可能な質量体７の変位に際して、
該変位可能な質量体７のプレートと１つの保持ビームの
プレートとの間の間隔が減少され、かつ該質量体のプレ
ートと別の保持ビームのプレートとの間の間隔が増大さ
れることによって、２つの測定信号(Messsignal)が得ら
れる。２つの測定信号は評価されて、変位可能な質量体
７のプレートと保持ビーム１９のプレートとの間の容量
の変化に基づき質量体７の変位、ひいては有効な力が算
出される。導体路４は接点２０に導かれる。接点２０で
は加速度センサの測定信号が取り出される。
【００１３】ドイツ連邦共和国特許出願第４４１９８４
４号明細書により公知の加速度センサにおいては、運動
可能な各プレートが定置の２つのプレート間に配置され
ている。このようなセンサは導体路交差(Leiterbahnueb
erkreuzung)が可能である場合にのみ実現できる。この
ような導体路交差はセンサ製造の際の大きな費用につな
がる。本発明に基づくセンサにおいては導体路交差は必
要ではなく、それというのは変位可能な質量体７に懸架
された運動可能な各プレートにもっぱら１つの定置のプ
レートしか配属されていないからである。個々の領域の
相互の絶縁は上側の層３内への溝のエッチング形成によ
って行われる。下側の層１に対する絶縁は非導電性の中
間層２によって保証されている。このようなセンサは特
に簡単に製造される。
４号明細書により公知の加速度センサにおいては、運動
可能な各プレートが定置の２つのプレート間に配置され
ている。このようなセンサは導体路交差(Leiterbahnueb
erkreuzung)が可能である場合にのみ実現できる。この
ような導体路交差はセンサ製造の際の大きな費用につな
がる。本発明に基づくセンサにおいては導体路交差は必
要ではなく、それというのは変位可能な質量体７に懸架
された運動可能な各プレートにもっぱら１つの定置のプ
レートしか配属されていないからである。個々の領域の
相互の絶縁は上側の層３内への溝のエッチング形成によ
って行われる。下側の層１に対する絶縁は非導電性の中
間層２によって保証されている。このようなセンサは特
に簡単に製造される。
【００１４】図２はレートセンサ(Drehratensensor)を
示しており、該レートセンサのフレーム８内にはウエブ
９を介して振動質量(Schwingmasse)５が振動可能に配置
されている。振動質量５は駆動手段２１によって直線的
な振動に励起される。駆動手段としては例えば電気的、
磁気的若しくは圧電式の駆動装置が用いられる。適当な
駆動手段が例えばヨーロッパ特許第５３９３９３号明細
書により公知である。振動質量５には加速度センサ６が
図１に対応して取り付けられている。加速度センサ６は
振動質量５の振動方向に対して直角に検出方向に配置さ
れている。保持ビーム及び変位可能な質量体７から出発
している導体路４は、ウエブ９を介してフレーム８に案
内されている。該センサは加速度センサに相応して第
１、第２及び第３の層から構成されている。導体路４が
第３の層３から形成されている。導体路４はフレーム８
内で切欠き１０によってフレーム８の第３の層３から電
気的に絶縁されている。さらに導体路４はフレーム８の
第２の層２を介してフレーム８の第１の層１から電気的
に絶縁されている。該加速度センサは概略的にしか示さ
れておらず、それというのは層構造は既に図１で詳細に
述べてあるからである。
示しており、該レートセンサのフレーム８内にはウエブ
９を介して振動質量(Schwingmasse)５が振動可能に配置
されている。振動質量５は駆動手段２１によって直線的
な振動に励起される。駆動手段としては例えば電気的、
磁気的若しくは圧電式の駆動装置が用いられる。適当な
駆動手段が例えばヨーロッパ特許第５３９３９３号明細
書により公知である。振動質量５には加速度センサ６が
図１に対応して取り付けられている。加速度センサ６は
振動質量５の振動方向に対して直角に検出方向に配置さ
れている。保持ビーム及び変位可能な質量体７から出発
している導体路４は、ウエブ９を介してフレーム８に案
内されている。該センサは加速度センサに相応して第
１、第２及び第３の層から構成されている。導体路４が
第３の層３から形成されている。導体路４はフレーム８
内で切欠き１０によってフレーム８の第３の層３から電
気的に絶縁されている。さらに導体路４はフレーム８の
第２の層２を介してフレーム８の第１の層１から電気的
に絶縁されている。該加速度センサは概略的にしか示さ
れておらず、それというのは層構造は既に図１で詳細に
述べてあるからである。
【００１５】ウエブ９は上側の層３からも下側の層１か
らも形成されている。このことを図３及び図４でさらに
詳細に述べる。縁部８に配置された導体路４は直接にウ
エブ９に移行しており、その結果、ウエブ９を介して、
振動質量５に配置された加速度センサの電気的な接触が
行われる。振動質量５上でウエブ９が終わる領域に、同
じく絶縁溝１０が上側の層３内に設けられており、従っ
てこの場合にもウエブ９を介して振動質量５へ若しくは
振動質量から導かれる信号の電気的な絶縁が保証され
る。
らも形成されている。このことを図３及び図４でさらに
詳細に述べる。縁部８に配置された導体路４は直接にウ
エブ９に移行しており、その結果、ウエブ９を介して、
振動質量５に配置された加速度センサの電気的な接触が
行われる。振動質量５上でウエブ９が終わる領域に、同
じく絶縁溝１０が上側の層３内に設けられており、従っ
てこの場合にもウエブ９を介して振動質量５へ若しくは
振動質量から導かれる信号の電気的な絶縁が保証され
る。
【００１６】前記形式により、加速度センサの費用の高
い電気接触を行うことなしに、レートセンサを構成する
ことが可能である。導体路４がフレーム８内まで電気的
に絶縁して導かれていることによって、フレーム８内で
の導体路４の電気的な簡単な接触が行われ得る。別の利
点としてレートセンサが加速度センサを用いる方法で３
層構造、有利には絶縁体・オン・シリコン・層構造によ
って形成されている。
い電気接触を行うことなしに、レートセンサを構成する
ことが可能である。導体路４がフレーム８内まで電気的
に絶縁して導かれていることによって、フレーム８内で
の導体路４の電気的な簡単な接触が行われ得る。別の利
点としてレートセンサが加速度センサを用いる方法で３
層構造、有利には絶縁体・オン・シリコン・層構造によ
って形成されている。
【００１７】図３はレートセンサの製造のための方法の
段階を示している。図３の（１）には、第１の層１及び
該層上に形成された第２の層２を有する３層構造が示し
てある。第２の層２上には第３の層３が配置されてい
る。第１の層１は珪素から成り、第２の層２は酸化珪素
(Siliziumoxid)から成り、第３の層３は珪素から成って
いる。別の３層構造を用いることもでき、該３層構造、
例えばSiO2, Si3N4,Al2O3 、ポリイミド、テフロン及び
炭化珪素(Si-Karbid) は選択的に切除され得る。出発材
料(Ausgangsmaterial)として、例えば絶縁体・オン・シ
リコン(SOI)・ウエハーが用いられ、第３の層３はｐ++
若しくはｎ++のドーピングされた珪素から成っていて、
ほぼ１５μmの厚さを有している。第２の層２は酸化珪
素から成っていて、μm-範囲の厚さを有している。第１
の層１はシリコンウエハーによって示されていて、厚さ
は標準的には５００マイクロメートルである。薄いウエ
ハーは有利であるものの、安定性の不足に基づき取り扱
いの問題が生じる。同じくエピ・ポリ・ウエハー(Epi-P
oly-Wafer)も使用され、エピ・ポリ・ウエハーの製造及
びセンサのための使用が既にドイツ連邦共和国特許出願
第４３１８４６６号明細書に記載されている。第３の層
３のために、ｐ-若しくは n-ドーピングされたシリコン
層を用いて、該シリコン層は第２の層２としての数μm
の厚さの酸化シリコン層上に取り付けられている。エピ
・ポリシリコン層(Epi-Polysiliziumschicht)はほぼ１
２μmの厚さである。
段階を示している。図３の（１）には、第１の層１及び
該層上に形成された第２の層２を有する３層構造が示し
てある。第２の層２上には第３の層３が配置されてい
る。第１の層１は珪素から成り、第２の層２は酸化珪素
(Siliziumoxid)から成り、第３の層３は珪素から成って
いる。別の３層構造を用いることもでき、該３層構造、
例えばSiO2, Si3N4,Al2O3 、ポリイミド、テフロン及び
炭化珪素(Si-Karbid) は選択的に切除され得る。出発材
料(Ausgangsmaterial)として、例えば絶縁体・オン・シ
リコン(SOI)・ウエハーが用いられ、第３の層３はｐ++
若しくはｎ++のドーピングされた珪素から成っていて、
ほぼ１５μmの厚さを有している。第２の層２は酸化珪
素から成っていて、μm-範囲の厚さを有している。第１
の層１はシリコンウエハーによって示されていて、厚さ
は標準的には５００マイクロメートルである。薄いウエ
ハーは有利であるものの、安定性の不足に基づき取り扱
いの問題が生じる。同じくエピ・ポリ・ウエハー(Epi-P
oly-Wafer)も使用され、エピ・ポリ・ウエハーの製造及
びセンサのための使用が既にドイツ連邦共和国特許出願
第４３１８４６６号明細書に記載されている。第３の層
３のために、ｐ-若しくは n-ドーピングされたシリコン
層を用いて、該シリコン層は第２の層２としての数μm
の厚さの酸化シリコン層上に取り付けられている。エピ
・ポリシリコン層(Epi-Polysiliziumschicht)はほぼ１
２μmの厚さである。
【００１８】SOI-ウエハー若しくはエピ・ポリ・ウエハ
ー(Epi-Poly-Wafer)においては第３の層３上の導体路の
領域にアルミニウムが蒸着若しくはスパッタリングされ
ている。設けられたアルミニウムはフォトリトグラフ段
階及びエッチング法によって導体路４の形で導電性の層
２４として形成される。
ー(Epi-Poly-Wafer)においては第３の層３上の導体路の
領域にアルミニウムが蒸着若しくはスパッタリングされ
ている。設けられたアルミニウムはフォトリトグラフ段
階及びエッチング法によって導体路４の形で導電性の層
２４として形成される。
【００１９】次いで第１の層１４にフォトラッカ(Fotol
ack)を塗布してあり、フォトラッカは振動質量５の組み
立てられる所定の領域で再び除去される。これによっ
て、構造化された第１のカバー層(Abdeckschicht)１１
が生じる（図３の（２））。
ack)を塗布してあり、フォトラッカは振動質量５の組み
立てられる所定の領域で再び除去される。これによっ
て、構造化された第１のカバー層(Abdeckschicht)１１
が生じる（図３の（２））。
【００２０】さらに、第３の層３にフォトラッカ３０が
塗布してあり、レートセンサの櫛形構造(Kammstruktur)
に相応して構造化される。次いで第３の層３内にレート
センサの櫛形構造がエッチング成形される。この場合、
ドイツ連邦共和国特許第４２４１０４５号明細書に記載
された異方性のシリコンエッチング法(anisotropes Sil
iziumaetzverfahren)が用いられる。これにより、大き
な相比を有する櫛形構造が形成される。さらに、第１の
層１がドライエッチング法(Trockenaetzverfahren)によ
ってほぼ１００μmの残留厚さにエッチングされる。こ
のことは図３の（３）に示してある。ドライエッチング
法は櫛形構造の製造のための方法にほぼ相応している。
塗布してあり、レートセンサの櫛形構造(Kammstruktur)
に相応して構造化される。次いで第３の層３内にレート
センサの櫛形構造がエッチング成形される。この場合、
ドイツ連邦共和国特許第４２４１０４５号明細書に記載
された異方性のシリコンエッチング法(anisotropes Sil
iziumaetzverfahren)が用いられる。これにより、大き
な相比を有する櫛形構造が形成される。さらに、第１の
層１がドライエッチング法(Trockenaetzverfahren)によ
ってほぼ１００μmの残留厚さにエッチングされる。こ
のことは図３の（３）に示してある。ドライエッチング
法は櫛形構造の製造のための方法にほぼ相応している。
【００２１】次いで、酸化珪素から形成されていてレー
トセンサの櫛形構造１３の下側で犠牲酸化物として用い
られる第２の層２がエッチングされる。これによって、
第２の層２上に変位可能に設けられた１つの櫛形構造１
３が維持される。このような櫛形構造は図１に基づくレ
ートセンサを表している。しかしながら図３には、図面
を見易くするためにレートセンサのほんらいの構造のみ
が示してある。引き続く処理のために第２の層２が櫛形
構造１３の下側で除去される。レートセンサに適した運
動可能な構造が形成される。横方向の大きな寸法に基づ
き、第２の層２は上側の層３の別の領域の下側では除去
されない。引き続く段階でフォトラッカ層(Fotolacksch
icht)３０が除去され、かつ新たなフォトラッカ層３０
が施されて構造化される。この新しいフォトラッカ層の
構造は溝をエッチングするために利用され、該溝は上側
の層３、第２の層２及び第１の層１を貫通している。エ
ッチングされた溝はウエブ９及び振動質量５を複数層の
サブストレートからエッチング形成するために用いられ
てよい。このことは図３の（４）に示してある。形成さ
れた溝１０によって振動質量５の寸法が規定される。振
動質量５に加速度センサの櫛形構造１３が形成されてい
る。さらにウエブ９が示してあり、ウエブの寸法が同じ
く溝１０によって規定されている。溝１０のエッチング
は複数段階のプロセスで行われる。まず例えばフッ素プ
ラズマ(Fluorplasma)で上側の層３が構造化される。別
のエッチング段階、例えば塩素を含むプラズマで第２の
層２が構造化される。別のエッチング段階、例えば同じ
くフッ素プラズマで第１の層１の構造化が行われる。次
いでこのようなプロセスのためのエッチングマスク(Aet
zmaske)として役立つフォトラッカ層が再び除去され
る。
トセンサの櫛形構造１３の下側で犠牲酸化物として用い
られる第２の層２がエッチングされる。これによって、
第２の層２上に変位可能に設けられた１つの櫛形構造１
３が維持される。このような櫛形構造は図１に基づくレ
ートセンサを表している。しかしながら図３には、図面
を見易くするためにレートセンサのほんらいの構造のみ
が示してある。引き続く処理のために第２の層２が櫛形
構造１３の下側で除去される。レートセンサに適した運
動可能な構造が形成される。横方向の大きな寸法に基づ
き、第２の層２は上側の層３の別の領域の下側では除去
されない。引き続く段階でフォトラッカ層(Fotolacksch
icht)３０が除去され、かつ新たなフォトラッカ層３０
が施されて構造化される。この新しいフォトラッカ層の
構造は溝をエッチングするために利用され、該溝は上側
の層３、第２の層２及び第１の層１を貫通している。エ
ッチングされた溝はウエブ９及び振動質量５を複数層の
サブストレートからエッチング形成するために用いられ
てよい。このことは図３の（４）に示してある。形成さ
れた溝１０によって振動質量５の寸法が規定される。振
動質量５に加速度センサの櫛形構造１３が形成されてい
る。さらにウエブ９が示してあり、ウエブの寸法が同じ
く溝１０によって規定されている。溝１０のエッチング
は複数段階のプロセスで行われる。まず例えばフッ素プ
ラズマ(Fluorplasma)で上側の層３が構造化される。別
のエッチング段階、例えば塩素を含むプラズマで第２の
層２が構造化される。別のエッチング段階、例えば同じ
くフッ素プラズマで第１の層１の構造化が行われる。次
いでこのようなプロセスのためのエッチングマスク(Aet
zmaske)として役立つフォトラッカ層が再び除去され
る。
【００２２】図３の（４）には、実際のレートセンサを
通ることのない横断面が概略的に示してある。しかしな
がら図２のレートセンサのすべてのエレメント、例えば
ウエブ９、振動エレメント(Schwingelement)５、加速度
センサ１３のための櫛形構造が示されているので、プロ
セス段階の図示の順序で図２のレートセンサの製造が明
らかである。縁部領域に導体路４を示してあり、該導体
路はもっぱら上側のシリコン層３から構造化されてい
る。導体路は例えば櫛形構造１３と同じプロセス段階で
形成されてよい。しかしながら導体路４の横方向の大き
な寸法により、導体路４の下側にある第２の層２のエッ
チングを行わないことが保証されねばならない。選択的
に櫛形構造１３の形成の後に、もっぱら導体路構造(Lei
terbahn-struktur)４の形成のために用いられる別のフ
ォトラッカ層を施して構造化することも可能である。こ
のことはしかしながらセンサの製造のための費用を増大
させる。層１の図３の（３）に示す背面エッチング(Rue
ckseitenaetzung)は、振動体５若しくはウエブ９の領域
で下側のシリコン層１を薄くするために役立つ。このよ
うな処置によって、層１に溝１０をエッチングして完全
に貫通させるために必要なエッチング時間が短くされ
る。
通ることのない横断面が概略的に示してある。しかしな
がら図２のレートセンサのすべてのエレメント、例えば
ウエブ９、振動エレメント(Schwingelement)５、加速度
センサ１３のための櫛形構造が示されているので、プロ
セス段階の図示の順序で図２のレートセンサの製造が明
らかである。縁部領域に導体路４を示してあり、該導体
路はもっぱら上側のシリコン層３から構造化されてい
る。導体路は例えば櫛形構造１３と同じプロセス段階で
形成されてよい。しかしながら導体路４の横方向の大き
な寸法により、導体路４の下側にある第２の層２のエッ
チングを行わないことが保証されねばならない。選択的
に櫛形構造１３の形成の後に、もっぱら導体路構造(Lei
terbahn-struktur)４の形成のために用いられる別のフ
ォトラッカ層を施して構造化することも可能である。こ
のことはしかしながらセンサの製造のための費用を増大
させる。層１の図３の（３）に示す背面エッチング(Rue
ckseitenaetzung)は、振動体５若しくはウエブ９の領域
で下側のシリコン層１を薄くするために役立つ。このよ
うな処置によって、層１に溝１０をエッチングして完全
に貫通させるために必要なエッチング時間が短くされ
る。
【００２３】図３の（５）はフレーム８の接続部２０の
領域の横断面Ａ−Ａを示している。この場合、フレーム
８の第３の層３の切欠き(Ausnehmung)１０による接続部
２０の絶縁が明らかに見て取れる。
領域の横断面Ａ−Ａを示している。この場合、フレーム
８の第３の層３の切欠き(Ausnehmung)１０による接続部
２０の絶縁が明らかに見て取れる。
【００２４】図３の（６）を用いてレートセンサの製造
のための製造変化例を説明する。この場合、層１のすべ
ての構造化段階は省略してある。図３の（２）の構造か
ら出発して、図３の（３）で既に述べたように、フォト
ラッカ層３０が表面に施され、フォトマスクによって構
造化されている。次いでエッチング段階が行われ、例え
ばフッ素プラズマエッチングプロセス(Fluorplasmaaetz
prozess)によって溝１０が上側のシリコン層３内に形成
される。この溝は第２の層２まで達している。引き続く
エッチング段階で、酸化珪素から成る第２の層２がエッ
チングされる。このことは、フッ化水素酸水溶液(waess
rige Flusssaeureloesung)内で若しくはフッ化水素酸を
含むガス内で行われてよい。このようなエッチング段階
によって、第２の層が櫛形構造１３のための微細にエッ
チングされた溝構造の下側で完全に除去される。しかし
ながら横方向の比較的大きな寸法を有している導体路４
のための構造は、層２によって機械的に第１の層１に堅
く結合されたままである。このエッチング段階において
フォトマスク３０が表面上に留まっているので、例えば
金属構造２４もエッチング媒体の作用に対して保護され
ていて、従ってアルミニウムから成っていてよい。レー
トセンサを製造するためのこのようなプロセスは特に、
用いられる少ないプロセス段階によって特徴付けられ
る。著しく経済的なレートセンサが製造される。
のための製造変化例を説明する。この場合、層１のすべ
ての構造化段階は省略してある。図３の（２）の構造か
ら出発して、図３の（３）で既に述べたように、フォト
ラッカ層３０が表面に施され、フォトマスクによって構
造化されている。次いでエッチング段階が行われ、例え
ばフッ素プラズマエッチングプロセス(Fluorplasmaaetz
prozess)によって溝１０が上側のシリコン層３内に形成
される。この溝は第２の層２まで達している。引き続く
エッチング段階で、酸化珪素から成る第２の層２がエッ
チングされる。このことは、フッ化水素酸水溶液(waess
rige Flusssaeureloesung)内で若しくはフッ化水素酸を
含むガス内で行われてよい。このようなエッチング段階
によって、第２の層が櫛形構造１３のための微細にエッ
チングされた溝構造の下側で完全に除去される。しかし
ながら横方向の比較的大きな寸法を有している導体路４
のための構造は、層２によって機械的に第１の層１に堅
く結合されたままである。このエッチング段階において
フォトマスク３０が表面上に留まっているので、例えば
金属構造２４もエッチング媒体の作用に対して保護され
ていて、従ってアルミニウムから成っていてよい。レー
トセンサを製造するためのこのようなプロセスは特に、
用いられる少ないプロセス段階によって特徴付けられ
る。著しく経済的なレートセンサが製造される。
【００２５】図４はレートセンサを製造するための別の
方法を示している。この場合に用いられる３層構造は第
１の層１、第２の層２及び第３の層３から成っている。
第１の層１は珪素から成っており、第２の層２は酸化珪
素から成っており、第３の層３は強くｐドーピング(p-d
otiert)若しくはｎドーピング(n-dotiert)された珪素か
ら成っている。第３の層３上に、有利には導体路４の領
域に金属導体路２４が設けられている。このことは、ス
パッタリング若しくは蒸着及び最終的な構造化によって
行われる。次いで、金属導体路２４及び第３の層３の上
に酸化珪素から成る第３のカバー層１４が施される。第
１の層１にラッカから成る第１のカバー層１１が施され
て構造化される。次いで、第３のカバー層１４が加速度
センサの櫛形構造１３に対応して、導体路４及びウエブ
９の形に対応して構造化される。構造化された第３のカ
バー層１４にフォトラッカの形の第４のカバー層１６が
施される。第４のカバー層１６はウエブ９の形で除去さ
れる。このことは図４の（３）に示してある。さらに、
第１の層１がフレーム８の内側で所定の１００μｍの厚
さまでエッチング除去され、不活性層(Passivierungssc
hicht)１７でカバーされる。このことは図４の（４）に
示してある。次いで１つのエッチングプロセスで溝が形
成される。この溝のために、構造化された第４のカバー
層１６がエッチングマスクとして役立つので、まずウエ
ブ９の幾何学的な形だけがエッチングされる。この溝
は、層３及び２が完全に貫通されかつ層１がエッチング
によって同じく部分的に貫かれるように深くエッチング
される。このようなエッチングは、残された厚さが層３
の厚さにほぼ相応するまで、層１内に深く行われる。こ
のことは図４の（５）に示してある。次いで、第４のカ
バー層１６が除去されて、エッチングプロセスが続けら
れる。この場合、構造化された第３のカバー層１４が、
ウエブ９のための構造、櫛形構造１３及び導体路４を含
むエッチングマスクとして作用する。この場合、層３の
珪素材料だけをエッチングして、層２若しくは１７をエ
ッチングしないエッチングプロセスが用いられる。この
ようなエッチングはウエブ９のための溝が不活性層１７
に達し、かつ櫛形構造１３若しくは導体路４のための溝
が第２の層２に達するまでの間、継続される。次いで、
第２の層２が櫛形構造１３の下側でエッチング除去され
る。この場合、同時に第２の層２からウエブ９がエッチ
ング成形される。ウエブ９は、第２の層２を介して該ウ
エブ９と第１の層１とを堅く結合するように幅広に形成
されている。次いで不活性層２３がエッチング除去され
る。このようにして、図２に対応するレートセンサが保
たれる。このことは図４の（７）に示してある。
方法を示している。この場合に用いられる３層構造は第
１の層１、第２の層２及び第３の層３から成っている。
第１の層１は珪素から成っており、第２の層２は酸化珪
素から成っており、第３の層３は強くｐドーピング(p-d
otiert)若しくはｎドーピング(n-dotiert)された珪素か
ら成っている。第３の層３上に、有利には導体路４の領
域に金属導体路２４が設けられている。このことは、ス
パッタリング若しくは蒸着及び最終的な構造化によって
行われる。次いで、金属導体路２４及び第３の層３の上
に酸化珪素から成る第３のカバー層１４が施される。第
１の層１にラッカから成る第１のカバー層１１が施され
て構造化される。次いで、第３のカバー層１４が加速度
センサの櫛形構造１３に対応して、導体路４及びウエブ
９の形に対応して構造化される。構造化された第３のカ
バー層１４にフォトラッカの形の第４のカバー層１６が
施される。第４のカバー層１６はウエブ９の形で除去さ
れる。このことは図４の（３）に示してある。さらに、
第１の層１がフレーム８の内側で所定の１００μｍの厚
さまでエッチング除去され、不活性層(Passivierungssc
hicht)１７でカバーされる。このことは図４の（４）に
示してある。次いで１つのエッチングプロセスで溝が形
成される。この溝のために、構造化された第４のカバー
層１６がエッチングマスクとして役立つので、まずウエ
ブ９の幾何学的な形だけがエッチングされる。この溝
は、層３及び２が完全に貫通されかつ層１がエッチング
によって同じく部分的に貫かれるように深くエッチング
される。このようなエッチングは、残された厚さが層３
の厚さにほぼ相応するまで、層１内に深く行われる。こ
のことは図４の（５）に示してある。次いで、第４のカ
バー層１６が除去されて、エッチングプロセスが続けら
れる。この場合、構造化された第３のカバー層１４が、
ウエブ９のための構造、櫛形構造１３及び導体路４を含
むエッチングマスクとして作用する。この場合、層３の
珪素材料だけをエッチングして、層２若しくは１７をエ
ッチングしないエッチングプロセスが用いられる。この
ようなエッチングはウエブ９のための溝が不活性層１７
に達し、かつ櫛形構造１３若しくは導体路４のための溝
が第２の層２に達するまでの間、継続される。次いで、
第２の層２が櫛形構造１３の下側でエッチング除去され
る。この場合、同時に第２の層２からウエブ９がエッチ
ング成形される。ウエブ９は、第２の層２を介して該ウ
エブ９と第１の層１とを堅く結合するように幅広に形成
されている。次いで不活性層２３がエッチング除去され
る。このようにして、図２に対応するレートセンサが保
たれる。このことは図４の（７）に示してある。
【００２６】図５にはレートセンサの別の製造方法が示
してある。この製造方法は、エッチング可能な層２、例
えば酸化珪素を施されたシリコンサブストレート(Siliz
ium-substrat)１から出発する。さらに選択的に層２に
はポリシリコンスタート層(Polysiliziumstartsicht)４
０が施されていてよい。次いで第２の層２、場合によっ
ては該層上に施されたポリシリコンスタート層４０の構
造化が行われる。次いで、析出によって別のシリコン層
３が形成される。この別のシリコン層３０は、ドイツ連
邦共和国特許出願第４３１８４６６号明細書に記載して
あるように、エピタクシー反応器(Epitaxiereaktor)内
で析出されてよい。層３が直接にシリコンサブストレー
ト１に接触する領域内で、シリコン層３は単結晶のシリ
コン層として成長する。別の領域ではポリシリコンスタ
ート層４０が多結晶のシリコン層の成長のためのスター
ト層として作用する。このように形成された層構造は図
５の（２）に示してある。次いで、エッチングマスク及
びエッチング段階を行うことによって、溝構造が上側の
シリコン層３及びポリシリコンスタート層内に形成され
て、第２の層２まで達する。次いで、溝は加速度センサ
のための櫛形構造１３も形成する。さらに、背面から出
発して凹所がエッチング形成されて、第１のシリコン層
１の厚さが減少される。このことは前に述べたようにド
ライエッチングによって行われてよく、このようにして
形成された構造は図５の（３）に示してある。図５の
（４）には、溝構造１０がどのようにして設けられるか
示してあり、該溝構造は上側の層３、ポリシリコン層４
０、第２の層２及び第１の層１を貫いて延びている。こ
れによって、振動体(Schwinger)５及びウエブ９が形成
される。このエッチングプロセスのために、ほぼ珪素の
みをエッチングするエッチングプロセスが用いられる。
これによって上側の層３及び下側の層１がエッチングさ
れる。溝構造１０のためのマスキングが第２の層２の既
に形成された構造の上に位置しているので、このような
エッチングプロセスによってサブストレート全体が貫通
させられる。この場合、上側の層３の寸法だけがエッチ
ングマスクによってコントロールされる。下側の層１の
幾何学的な寸法は、既に層２内に形成された構造によっ
て規定される。このことは、構造化された層２が下側に
位置する層１のエッチングのためのエッチングマスクと
して役立つことに起因する。このことは、層２の構造に
対するエッチングマスクの調節誤差を補償するためにも
用いられる。このために、溝１０のためのエッチングマ
スクの幾何学的な寸法が層２の構造よりもいくらか大き
く選ばれている。このプロセスにおいて重要なことは、
第１の層１の構造の精度が図５の（１）に示してあるよ
うに層２の構造の精度にほぼ左右されることである。層
２の図５の（１）に示してある構造は、特に高い精度で
行われ、その結果、振動エレメント５若しくはウエブ９
の幾何学的な寸法も極めて正確である。上側の層３の厚
さが１０μｍの寸法であり、下側の層１の厚さが５０μ
ｍの寸法であるので、振動体５及びウエブ９の幾何学的
な寸法が特に高い精度で生ぜしめられる。さらに有利に
は、層２の前構造化によって溝１０のエッチング法が唯
一のプロセス段階で行われる。これによって構造化も簡
単になる。
してある。この製造方法は、エッチング可能な層２、例
えば酸化珪素を施されたシリコンサブストレート(Siliz
ium-substrat)１から出発する。さらに選択的に層２に
はポリシリコンスタート層(Polysiliziumstartsicht)４
０が施されていてよい。次いで第２の層２、場合によっ
ては該層上に施されたポリシリコンスタート層４０の構
造化が行われる。次いで、析出によって別のシリコン層
３が形成される。この別のシリコン層３０は、ドイツ連
邦共和国特許出願第４３１８４６６号明細書に記載して
あるように、エピタクシー反応器(Epitaxiereaktor)内
で析出されてよい。層３が直接にシリコンサブストレー
ト１に接触する領域内で、シリコン層３は単結晶のシリ
コン層として成長する。別の領域ではポリシリコンスタ
ート層４０が多結晶のシリコン層の成長のためのスター
ト層として作用する。このように形成された層構造は図
５の（２）に示してある。次いで、エッチングマスク及
びエッチング段階を行うことによって、溝構造が上側の
シリコン層３及びポリシリコンスタート層内に形成され
て、第２の層２まで達する。次いで、溝は加速度センサ
のための櫛形構造１３も形成する。さらに、背面から出
発して凹所がエッチング形成されて、第１のシリコン層
１の厚さが減少される。このことは前に述べたようにド
ライエッチングによって行われてよく、このようにして
形成された構造は図５の（３）に示してある。図５の
（４）には、溝構造１０がどのようにして設けられるか
示してあり、該溝構造は上側の層３、ポリシリコン層４
０、第２の層２及び第１の層１を貫いて延びている。こ
れによって、振動体(Schwinger)５及びウエブ９が形成
される。このエッチングプロセスのために、ほぼ珪素の
みをエッチングするエッチングプロセスが用いられる。
これによって上側の層３及び下側の層１がエッチングさ
れる。溝構造１０のためのマスキングが第２の層２の既
に形成された構造の上に位置しているので、このような
エッチングプロセスによってサブストレート全体が貫通
させられる。この場合、上側の層３の寸法だけがエッチ
ングマスクによってコントロールされる。下側の層１の
幾何学的な寸法は、既に層２内に形成された構造によっ
て規定される。このことは、構造化された層２が下側に
位置する層１のエッチングのためのエッチングマスクと
して役立つことに起因する。このことは、層２の構造に
対するエッチングマスクの調節誤差を補償するためにも
用いられる。このために、溝１０のためのエッチングマ
スクの幾何学的な寸法が層２の構造よりもいくらか大き
く選ばれている。このプロセスにおいて重要なことは、
第１の層１の構造の精度が図５の（１）に示してあるよ
うに層２の構造の精度にほぼ左右されることである。層
２の図５の（１）に示してある構造は、特に高い精度で
行われ、その結果、振動エレメント５若しくはウエブ９
の幾何学的な寸法も極めて正確である。上側の層３の厚
さが１０μｍの寸法であり、下側の層１の厚さが５０μ
ｍの寸法であるので、振動体５及びウエブ９の幾何学的
な寸法が特に高い精度で生ぜしめられる。さらに有利に
は、層２の前構造化によって溝１０のエッチング法が唯
一のプロセス段階で行われる。これによって構造化も簡
単になる。
【００２７】図５の（３）及び図５の（４）の説明で述
べるエッチングは、図３で既に述べたように複数のフォ
トラッカを用いるか、若しくは図４で既に述べたように
上下に配置された複数のマスクを用いて行われる。
べるエッチングは、図３で既に述べたように複数のフォ
トラッカを用いるか、若しくは図４で既に述べたように
上下に配置された複数のマスクを用いて行われる。
【００２８】図５の（１）について述べると、同じく析
出されたポリシリコンスタート層４０も構造化される。
この場合、上側のシリコン層３は単結晶のシリコン領域
を有している。選択的に、第２の層２の構造化を既に行
った後にはじめてポリシリコンスタート層４０を設ける
ことも可能である。この場合には、上側のシリコン層３
が完全に多結晶のシリコン層として成長する。
出されたポリシリコンスタート層４０も構造化される。
この場合、上側のシリコン層３は単結晶のシリコン領域
を有している。選択的に、第２の層２の構造化を既に行
った後にはじめてポリシリコンスタート層４０を設ける
ことも可能である。この場合には、上側のシリコン層３
が完全に多結晶のシリコン層として成長する。
【００２９】図５の（４）に示す処置状態から出発し
て、櫛形構造１３をアンダーエッチング(unteraetzen)
するために、さらに第２の層２のエッチングが行われ
る。
て、櫛形構造１３をアンダーエッチング(unteraetzen)
するために、さらに第２の層２のエッチングが行われ
る。
【００３０】図６にはレートセンサのための別の製造方
法が示してある。この製造方法は図５の（２）に示して
あるようにサブストレートから出発している。エッチン
グマスク(Aetzmaskierung)４１を設け、該エッチングマ
スクは例えば酸化珪素から成っていてよい。しかしなが
ら、例えばフォトラッカから成る別のエッチングマスク
も考えられる。エッチングマスク４１は構造４２を有し
ており、該構造は完全にシリコン層３まで達している。
さらに、溝４３を設けてあり、該溝は層３までは達して
いない。構造２は、エッチングがサブストレートを貫い
て背面まで完全に行われたい箇所に設けられている。構
造４３は、上側のシリコン層３のエッチングが行われた
い所に設けられている。図６の（１）に基づくサブスト
レートのエッチングによって、レートセンサが図５の
（４）に示すように形成される。図６の（２）はこのエ
ッチング法の中間段階を示している。マスキング層４１
の除去をも行うエッチング法が用いられる。選択的に、
マスキング層４１の除去を行う中間エッチング段階を用
いることも可能である。シリコン表面の所定の領域が始
めから露出しているので、該領域が、エッチングプロセ
スの経過中にようやく露出される領域よりも早く行われ
る。このことは図６の（２）に示してある。エッチング
マスクの構造４２に相応する溝１０がエッチングの中間
段階で既に完全に上側のシリコン層３を貫通していて、
部分的に深く第１のシリコン層１内に達している。エッ
チングマスク４１の構造４３に相応する櫛形構造１３
は、わずかにしか上側のシリコン層３内に達していな
い。エッチングプロセスの継続に際して図５の（４）に
示すような構造が生じる。
法が示してある。この製造方法は図５の（２）に示して
あるようにサブストレートから出発している。エッチン
グマスク(Aetzmaskierung)４１を設け、該エッチングマ
スクは例えば酸化珪素から成っていてよい。しかしなが
ら、例えばフォトラッカから成る別のエッチングマスク
も考えられる。エッチングマスク４１は構造４２を有し
ており、該構造は完全にシリコン層３まで達している。
さらに、溝４３を設けてあり、該溝は層３までは達して
いない。構造２は、エッチングがサブストレートを貫い
て背面まで完全に行われたい箇所に設けられている。構
造４３は、上側のシリコン層３のエッチングが行われた
い所に設けられている。図６の（１）に基づくサブスト
レートのエッチングによって、レートセンサが図５の
（４）に示すように形成される。図６の（２）はこのエ
ッチング法の中間段階を示している。マスキング層４１
の除去をも行うエッチング法が用いられる。選択的に、
マスキング層４１の除去を行う中間エッチング段階を用
いることも可能である。シリコン表面の所定の領域が始
めから露出しているので、該領域が、エッチングプロセ
スの経過中にようやく露出される領域よりも早く行われ
る。このことは図６の（２）に示してある。エッチング
マスクの構造４２に相応する溝１０がエッチングの中間
段階で既に完全に上側のシリコン層３を貫通していて、
部分的に深く第１のシリコン層１内に達している。エッ
チングマスク４１の構造４３に相応する櫛形構造１３
は、わずかにしか上側のシリコン層３内に達していな
い。エッチングプロセスの継続に際して図５の（４）に
示すような構造が生じる。
【００３１】エッチングマスク層４１の形成は例えば酸
化珪素から成るエッチングマスク層の製造のための２段
階の方法によって行われる。このために、シリコン層が
まず完全に平らに分離される。次いで第１のフォトラッ
カを用いた処理によって、構造４３がエッチング成形さ
れる。次いで第２のフォトラッカマスクが設けられて、
構造４２がエッチング成形される。次いでフォトラッカ
マスクの除去の後に、図６の（１）に示す２段階のエッ
チング層が用いられる。この方法において、エッチング
マスク４１の形成の後に上面に別のフォトラッカプロセ
スを必要としないことは有利である。この種のフォトラ
ッカプロセスは常にある程度の危険を伴って既に形成さ
れた構造に結合されているので、プロセスの安全性が改
善される。
化珪素から成るエッチングマスク層の製造のための２段
階の方法によって行われる。このために、シリコン層が
まず完全に平らに分離される。次いで第１のフォトラッ
カを用いた処理によって、構造４３がエッチング成形さ
れる。次いで第２のフォトラッカマスクが設けられて、
構造４２がエッチング成形される。次いでフォトラッカ
マスクの除去の後に、図６の（１）に示す２段階のエッ
チング層が用いられる。この方法において、エッチング
マスク４１の形成の後に上面に別のフォトラッカプロセ
スを必要としないことは有利である。この種のフォトラ
ッカプロセスは常にある程度の危険を伴って既に形成さ
れた構造に結合されているので、プロセスの安全性が改
善される。
【００３２】製造方法の有利な別の実施例が図７の（１
〜４）に示してある。図５に示した方法に対して異なる
点が第１の層としての(SOI)-層構造の使用にある。この
場合、第１の層が第１のシリコン層１００、酸化物１０
１及び第２のシリコン層１０２から形成される。別の相
違点が２層のマスクの使用にある。
〜４）に示してある。図５に示した方法に対して異なる
点が第１の層としての(SOI)-層構造の使用にある。この
場合、第１の層が第１のシリコン層１００、酸化物１０
１及び第２のシリコン層１０２から形成される。別の相
違点が２層のマスクの使用にある。
【００３３】この方法は第１の層１で開始され、該層は
第１のシリコン層１００、酸化物１０１及び第２のシリ
コン層１０２から成っている。図５の（１）の記載から
明らかな形式で、ここでは両方の層４０，２から成る第
２の層が設けられて、構造化される。中間製品が図７の
（１）に示してある。
第１のシリコン層１００、酸化物１０１及び第２のシリ
コン層１０２から成っている。図５の（１）の記載から
明らかな形式で、ここでは両方の層４０，２から成る第
２の層が設けられて、構造化される。中間製品が図７の
（１）に示してある。
【００３４】図５の（２）の記載から明らかな形式で、
第３の層３が設けられて、酸化物ハードマスク(Oxidhar
dmaske)１０５を備えている。酸化物ハードマスク１０
５は、図７の（２）に示すように、櫛形構造及び溝構造
のための窓を有している。
第３の層３が設けられて、酸化物ハードマスク(Oxidhar
dmaske)１０５を備えている。酸化物ハードマスク１０
５は、図７の（２）に示すように、櫛形構造及び溝構造
のための窓を有している。
【００３５】さらに、フォトラッカから成る第２のマス
ク１０６を設け、該マスクは溝構造のための窓を有して
いる。さらに、マスク１１を第１の層の背面に設け、該
マスクは１つの窓を備えており、該窓は少なくとも振動
質量の横方向の寸法を有している。次いで、第１の層の
切除が水酸化カリウムエッチング(Kaliumhydroxid-aetz
en)若しくはドライエッチングによって行われ、この場
合、SOI-層構造の酸化物１０１がエッチングストッパ(A
etzstop)として役立つ。従って、第１の層の切除がほぼ
珪素１００内で行われる。これによって、特に正確なエ
ッチング深さ及び振動質量の特に正確な寸法が可能であ
る。第１の層１を酸化物１０１まで切除した後の中間製
品は図７の（３）に示してある。
ク１０６を設け、該マスクは溝構造のための窓を有して
いる。さらに、マスク１１を第１の層の背面に設け、該
マスクは１つの窓を備えており、該窓は少なくとも振動
質量の横方向の寸法を有している。次いで、第１の層の
切除が水酸化カリウムエッチング(Kaliumhydroxid-aetz
en)若しくはドライエッチングによって行われ、この場
合、SOI-層構造の酸化物１０１がエッチングストッパ(A
etzstop)として役立つ。従って、第１の層の切除がほぼ
珪素１００内で行われる。これによって、特に正確なエ
ッチング深さ及び振動質量の特に正確な寸法が可能であ
る。第１の層１を酸化物１０１まで切除した後の中間製
品は図７の（３）に示してある。
【００３６】次いで、エッチングプロセスに応じてラッ
カ若しくは酸化物、若しくはシリコン窒化物を含む酸化
物（最後のダブルマスクがKOH-エッチングに際して用い
られる）から成る背面のマスクが酸化物１０１の露出す
る部分と一緒に除去される。安定性を維持するために、
第１の層の切除部が部分的にラッカ１１０で満たされ、
該ラッカは第３の層３上の第２のマスク１０６のラッカ
と異なる溶媒内で溶解可能である。次いで第３の層３か
ら出発して第３、第２及び第１の層から溝構造１０が加
工形成され、前面のラッカマスク１０６の除去の後に櫛
形構造１３がエッチングされる。両方のエッチングプロ
セスは有利にはドライエッチングによって行われる。こ
の状態の構成部分が図７の（４）に示してある。
カ若しくは酸化物、若しくはシリコン窒化物を含む酸化
物（最後のダブルマスクがKOH-エッチングに際して用い
られる）から成る背面のマスクが酸化物１０１の露出す
る部分と一緒に除去される。安定性を維持するために、
第１の層の切除部が部分的にラッカ１１０で満たされ、
該ラッカは第３の層３上の第２のマスク１０６のラッカ
と異なる溶媒内で溶解可能である。次いで第３の層３か
ら出発して第３、第２及び第１の層から溝構造１０が加
工形成され、前面のラッカマスク１０６の除去の後に櫛
形構造１３がエッチングされる。両方のエッチングプロ
セスは有利にはドライエッチングによって行われる。こ
の状態の構成部分が図７の（４）に示してある。
【００３７】センサ構造を最終的に維持するために別の
２つのプロセス段階が必要であり、該プロセス段階はこ
こでは示されておらず、それというのは該プロセス段階
は前の実施例と関連して示してあるからである。
２つのプロセス段階が必要であり、該プロセス段階はこ
こでは示されておらず、それというのは該プロセス段階
は前の実施例と関連して示してあるからである。
【００３８】この場合、一方ではラッカ１１０の除去が
例えばストリップ(Strippen)によって行われる。他方で
は、最後の段階で第２の層２が櫛形構造３の下側でガス
相エッチング(Gasphasenaetzen)によって除去される。
さらにこのようなプロセスにおいて、もっぱらドライエ
ッチングの使用によって、有利であると認められる段階
の交換の可能性が得られる。
例えばストリップ(Strippen)によって行われる。他方で
は、最後の段階で第２の層２が櫛形構造３の下側でガス
相エッチング(Gasphasenaetzen)によって除去される。
さらにこのようなプロセスにおいて、もっぱらドライエ
ッチングの使用によって、有利であると認められる段階
の交換の可能性が得られる。
【図１】加速度センサの概略斜視図
【図２】レートセンサの平面図
【図３】レートセンサの第１の製造方法を示す図
【図４】レートセンサの第２の製造方法を示す図
【図５】レートセンサの別の製造方法を示す図
【図６】レートセンサの別の製造方法を示す図
【図７】レートセンサの別の製造方法を示す図
１，２，３ 層、 ４ 導体路、 ５ 振動質量、 ６
加速度センサ、 ７質量体、 ８ フレーム、 ９
ウエブ、 １３ 櫛形構造、 １７ たわみウエブ、
１８ 保持部、 １０ 切欠き、 １４，１６ 第４の
カバー層、１７ 不活性層、 １９ 保持ビーム、 ２
０ 接点、 ２１ 駆動手段、 ２４ 層、 ４０ ポ
リシリコンスタート層、 ４１ エッチングマスク、
４２，４３ 構造
加速度センサ、 ７質量体、 ８ フレーム、 ９
ウエブ、 １３ 櫛形構造、 １７ たわみウエブ、
１８ 保持部、 １０ 切欠き、 １４，１６ 第４の
カバー層、１７ 不活性層、 １９ 保持ビーム、 ２
０ 接点、 ２１ 駆動手段、 ２４ 層、 ４０ ポ
リシリコンスタート層、 ４１ エッチングマスク、
４２，４３ 構造
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホルスト ミュンツェル ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン グル ーオバッハシュトラーセ 60 (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 ミヒャエル オッフェンベルク ドイツ連邦共和国 キルヒェンテリンスフ ルト ブライケシュトラーセ 13 (72)発明者 ウード ビショフ ドイツ連邦共和国 ヴァンヴァイル イム ヴァルトヴァーゼン 18 (72)発明者 マルクス ルッツ ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン フィ ツィオンシュトラーセ 23
Claims (12)
- 【請求項１】 振動構造及び該振動構造のための懸架部
を備えたレートセンサ（６）を製造するための方法であ
って、振動構造が少なくとも部分的に櫛形構造を備えた
加速度センサとして構成されており、第１の層（１）、
絶縁性の第２の層（２）及び第３の層（３）を備えたサ
ブストレートから成っており、 ａ）第３の層（３）に櫛形構造及び導体路（４）を構造
化して、 ｂ）第２の層（２）を櫛形構造の下側で少なくとも部分
的に除去して、 ｃ）第１の層（１）に不活性層（１１）を施し、該不活
性層（１１）を振動構造の領域で除去して、第１の層
（１）を振動構造の領域で所定の厚さまで切除し、 ｄ）第３の層（３）、第２の層（２）、及び第１の層
（１）から振動構造を構造化する形式のものにおいて、
ａ〜ｄの段階を任意の順序で行うようにして、この場
合、ａの段階をｂの段階の前に行い、かつ第１の層の切
除をドライエッチングプロセスで行うことを特徴とす
る、レートセンサを製造するための方法。 - 【請求項２】 導体路を設けてあり、導体路を第２の層
に堅く結合して、櫛形構造から振動構造の懸架部に導い
てある請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 導電性の層（２４）を導体路（４）上に
形成する請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 サブストレートが絶縁体・オン・シリコ
ン層構造から成っている請求項１から３のいずれか１項
記載の方法。 - 【請求項５】 サブストレートの第１の層（１）が珪素
から成っており、サブストレートの絶縁性の第２の層
（２）が酸化珪素から成っており、サブストレートの第
３の層（３）が珪素から成っている請求項４記載の方
法。 - 【請求項６】 第１の層（１）が絶縁体・オン・シリコ
ン層構造から成っており、第２の層が酸化物から成って
おり、第３の層が珪素から成っている請求項１から３の
いずれか１項記載の方法。 - 【請求項７】 絶縁体・オン・シリコン３層構造として
構成された第１の層及び又は別の層の酸化物をエッチン
グストッパとして用いる請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 振動構造及び該振動構造のための懸架部
を備えたレートセンサ（６）を製造するための方法であ
って、振動構造が少なくとも部分的に櫛形構造を備えた
加速度センサとして構成されており、第１の層（１）、
絶縁性の第２の層（２）及び第３の層（３）を備えたサ
ブストレートから成っており、 ａ）第３の層（３）に櫛形構造及び導体路（４）を構造
化して、 ｂ）第２の層（２）を櫛形構造の下側で少なくとも部分
的に除去して、 ｃ）第１の層（１）に不活性層（１１）を施し、該不活
性層（１１）を振動構造の領域で除去して、第１の層
（１）を振動構造の領域で所定の厚さまで切除し、 ｄ）第３の層（３）、第２の層（２）、及び第１の層
（１）から振動構造を構造化する形式のものにおいて、
ａ〜ｄの段階を任意の順序で行うようにして、この場
合、ａの段階をｂの段階の前に行い、かつ第１の層の切
除を振動構造の構造化の前に行って、第１の層（１）と
してSOI-３層構造を用いることを特徴とする、レートセ
ンサを製造するための方法。 - 【請求項９】 SOI-３層構造の酸化物（１０１）を第１
の層の切除のためのエッチングストッパとして関与させ
る請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 SOI-３層構造の酸化物（１０１）を溝
構造の成形のためのエッチングストッパとして関与させ
る請求項８又は９記載の方法。 - 【請求項１１】 SOI-３層構造の酸化物（１０１）を振
動質量の領域で切除する請求項８から１０のいずれか１
項記載の方法。 - 【請求項１２】 第１の層（１）の切除を化学的なウエ
ットタイプのエッチングプロセスで殊に水酸化カリウム
によって行う請求項８から１１のいずれか１項記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19632060.7 | 1996-08-09 | ||
| DE19632060A DE19632060B4 (de) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | Verfahren zur Herstellung eines Drehratensensors |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1084119A true JPH1084119A (ja) | 1998-03-31 |
| JP4276708B2 JP4276708B2 (ja) | 2009-06-10 |
Family
ID=7802159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21156097A Expired - Lifetime JP4276708B2 (ja) | 1996-08-09 | 1997-08-06 | レートセンサを製造するための方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6117701A (ja) |
| JP (1) | JP4276708B2 (ja) |
| KR (1) | KR100515423B1 (ja) |
| DE (1) | DE19632060B4 (ja) |
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