[发明专利]用于制造具有薄层覆盖件的微机械构件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有由硅制成的盖层的微机械构件的方法。

背景技术

灵敏的微机械传感器元件的覆盖通常通过将覆盖晶片键合/粘接在全部过程化的传感器晶体上进行。为了包封确定的气氛或者确定的压力，这个过程步骤必须在相同的条件下进行。该覆盖晶片被预结构化，通常通过KOH蚀刻，以便保证传感器结构的可运动性。该费事的方法的问题之一在于，所述传感器结构在施加覆盖件时是自由运动的并且因此对碰撞和颗粒污物特别敏感。

一种较新的公知覆盖技术，薄层覆盖件，放弃覆盖晶片并且替代该覆盖晶片地在待露出的微机械结构与以通常的沉积过程产生的硅层(盖层)之间形成一个空腔。该方法的基础是，通过蚀刻去除一个位于已经存在的硅(Si)-盖层下方的填充层，以便由此提供一个空腔。为了将蚀刻气体引导到填充层上，通常产生盖层的穿孔，该穿孔随后——在填充层以及必要时另外的牺牲层的蚀刻掉后——通过沉积一个封闭层又被密封。如果蚀刻气体应当被引导通过硅-盖层，或多或少仍然需要费事的措施，以便使蚀刻气体不侵蚀硅-盖层。

在这种关系中由DE 100 06 035 A1公开了一种薄层覆盖件(多填充-技术)，其中，硅-盖层设置有一个由沟槽构成的穿孔，该硅-盖层通过一个通常的深蚀刻方法制造。为了能够相对于硅-盖层选择性地用蚀刻气体ClF₃蚀刻上填充多硅层，提出了沟槽的侧壁钝化以及另外的保护层。

DE10 2004 036 803 A1公开了一种可用于薄层覆盖的蚀刻方法，其中以ClF₃作为蚀刻介质与一个由硅锗(Si_1-xGe_x)合金构成的、待去除的(填充)层相联系可实现相对于多晶硅的一个非常高的、希望的、大约4000∶1的选择性。与制造多晶硅-盖层的相关联地该选择性是足够的，以便将蚀刻气体(不侵蚀覆盖件地)引导通过通常借助掩膜技术在盖层中产生的沟槽。然而，如在所述的公开文献中所提及的，为了能够密封覆盖件中的相对大(微米范围)的沟槽或者开口，仍然需要一个厚度相对大的、大约1至20μm的封闭层。然而，在这种厚封闭层的情况下总是存在这样的危险，即在大的开口下面露出的微机械结构以不希望的方式被一起涂层。另一方面要考虑，在所公开的方法提供的选择性不是足够高，以便在细孔化的、其开口在纳米范围中的覆盖硅上防止蚀刻气体侵蚀所述以小的小粒形式存在的、多孔的硅材料。

DE 199 61 578 A1公开了一种方法，其中硅覆盖件设置有微孔。在此使用硅基的氧化物作为常规的填充层或者牺牲层，该氧化物借助HF蒸汽蚀刻被蚀刻掉，该HF蒸汽蚀刻是相对于覆盖硅具有足够的选择性但相对慢的过程。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种改进的薄层覆盖技术。根据本发明，该任务通过一个根据权利要求1的方法并且通过根据权利要求2的替代方法解决。另外的构型和优选措施由从属权利要求给出。

在根据本发明的第一种解决方案中，所述的目标通过在一个衬底上沉积一个硅锗-填充层；在该硅锗-填充层上沉积一个硅-盖层；在该硅-盖层中产生直径在纳米范围中的微孔，由此产生一个多孔的硅-盖层；以及通过用被引导穿过所述微孔的ClF₃进行的气相蚀刻去除所述硅锗-填充层来实现，其中，ClF₃-蚀刻参数和填充层的Si_1-xGe_x组分被这样调节，使得相对于多孔的硅-盖层的选择性是足够的大，以便不侵蚀该硅-盖层。接着还通过在多孔的硅-盖层上沉积一个封闭层来密封所述微孔。

在根据本发明的第二种解决方案中，所述的目标通过在一个衬底上沉积一个硅锗-填充层并且构造一个富锗层，其中，该富锗层或者通过硅锗-填充层自身的一个向上增长的锗浓度梯度或者通过在硅锗-填充层上沉积一个附加的锗层形成；通过接着在富锗层上的沉积一个硅-盖层；接着在该硅-盖层中和富锗层中产生直径在纳米范围中的微孔，由此产生多孔层；另外通过所述多孔层的热氧化并且接着借助于氧化物溶解过程去除多孔的富锗层的氧化物；以及通过用被引导穿过所述微孔的ClF₃进行的气相蚀刻去除所述硅锗-填充层和富锗层。最后还通过在多孔的硅-盖层上沉积一个封闭层进行所述微孔的密封。