DE10333995B4 - Method for etching a semiconductor material - Google Patents
Method for etching a semiconductor material Download PDFInfo
- Publication number
- DE10333995B4 DE10333995B4 DE10333995.7A DE10333995A DE10333995B4 DE 10333995 B4 DE10333995 B4 DE 10333995B4 DE 10333995 A DE10333995 A DE 10333995A DE 10333995 B4 DE10333995 B4 DE 10333995B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- etching
- recess
- steps
- profile
- semiconductor material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00436—Shaping materials, i.e. techniques for structuring the substrate or the layers on the substrate
- B81C1/00523—Etching material
- B81C1/00531—Dry etching
-
- H10P50/242—
-
- H10P50/691—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
- B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
- B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
- B81C2201/0111—Bulk micromachining
- B81C2201/0112—Bosch process
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Verfahren zum Ätzen eines Halbleitermaterials (1), bei dem in dem Halbleitermaterial (1) definierte Strukturen mit einem sich in die Ätztiefe erstreckenden, eine Ausnehmung (9) aufweisenden Ätzprofil (6c, 7d) geätzt werden,wobei ein oberer Bereich (3c, 3d) und ein unterer Bereich (4c, 4d) des Halbleitermaterials (1) mit unterschiedlichen Unterätzungen ausgebildet werden,wobei zwischen einem oberen Bereich (9.1) der Ausnehmung (9) und einem unteren Bereich (9.2) der Ausnehmung (9) ein sprungartiger Übergang ausgebildet wird,dadurch gekennzeichnet, dassmehrere Gasätzschritte durchgeführt werden, wobei Prozessparameter (T, P, p) während des Ätzvorgangs zwischen den Gasätzschritten derartig variiert werden, dass das Ätzprofil (6c, 7c, 6d, 7d) mit der Ätztiefe geändert wird,wobei mindestens ein Prozessparameter (T, P, p) schrittweise geändert wird und auf einen ersten Ätzschritt mit größerer Unterätzung ein zweiter Ätzschritt mit kleinerer Unterätzung folgt,so dass im ersten Ätzschritt der obere Bereich (9.1) der Ausnehmung (9) breiter ausgebildet wird als der im zweiten Ätzschritt ausgebildete untere Bereich (9.2) der Ausnehmung (9).Method for etching a semiconductor material (1), in which structures defined in the semiconductor material (1) are etched with an etching profile (6c, 7d) extending into the etching depth and having a recess (9), wherein an upper region (3c, 3d ) and a lower region (4c, 4d) of the semiconductor material (1) are formed with different undercuts, wherein formed between an upper portion (9.1) of the recess (9) and a lower portion (9.2) of the recess (9) a jump-like transition characterized in that a plurality of gas etching steps are performed, wherein process parameters (T, P, p) are varied during the etching operation between the gas etch steps such that the etch profile (6c, 7c, 6d, 7d) is changed with the etch depth, wherein at least one Process parameter (T, P, p) is changed stepwise and following a first etching step with greater undercutting a second etching step with smaller undercutting follows, so that in e First etching step, the upper portion (9.1) of the recess (9) is formed wider than the formed in the second etching step lower portion (9.2) of the recess (9).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ätzen eines Halbleitermaterials.The invention relates to a method for etching a semiconductor material.
Durch Ätzverfahren können in Halbleitermaterialien, insbesondere Siliziumsubstraten, definierte Strukturen wie Gräben, Kämme, Zungen, Biegebalken und komplexere, zur Mikrosensorik geeignete Strukturen, eingeätzt werden. Die einzuätzenden Strukturen werden üblicherweise durch auf ein Substrat aufgebrachte Ätzmasken über so genannte Maskierschichten, z.B. eine Photolackschicht, definiert.Etching methods can be used to etch structures defined in semiconductor materials, in particular silicon substrates, such as trenches, combs, tongues, bending beams and more complex structures suitable for microsensors. The structures to be etched are usually formed by etching masks applied to a substrate via so-called masking layers, e.g. a photoresist layer, defined.
Zur Ausbildung komplexerer Strukturen, insbesondere von Brücken und Stegen, sind anisotrope Ätztechniken erforderlich. Die
Die
Die US 2002 / 0 011 759 A1 beschreibt einen elektrostatischen Aktuator für mikroelektromechanische Systeme und ein Herstellungsverfahren hierfür. Hierbei wird in einem Substrat ein isolierender Graben durch deep reactive ion etching derartig geätzt, dass ein Ätzprofil erreicht wird, bei dem der Graben sich nach unten verbreitert.US 2002/0 011 759 A1 describes an electrostatic actuator for microelectromechanical systems and a production method thereof. In this case, an insulating trench is etched by deep reactive ion etching in a substrate such that an etching profile is achieved in which the trench widens downwards.
In der
Die
In der US 2003/ 0 052 088 A1 ist ein Verfahren beschrieben, das eine Erhöhung einer Kapazitätsdichte von Kondensatoren ermöglicht. Hierzu werden zwei Ätzverfahren abwechselnd durchgeführt, so dass durch Erzeugen von Vertiefungen eine größere geätzte Oberfläche entsteht.US 2003/0 052 088 A1 describes a method which makes it possible to increase a capacitance density of capacitors. For this purpose, two etching processes are carried out alternately, so that a larger etched surface is created by creating depressions.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren nach Anspruch 1 geschaffen.According to the invention, a method according to
Das erfindungsgemäße Verfahren weist insbesondere den Vorteil auf, dass eine hohe Variation des Ätzprofils mit der Ätztiefe erreicht werden kann. Hierbei können insbesondere Variationen in der Unterätzung, Wandrauhigkeit, Profilschräge und der Ätzgeschwindigkeit erreicht werden. Es wird an der Oberkante des Ätzprofils eine erhöhte Unterätzung gegenüber unteren Bereichen erreicht, wodurch eine Einbuchtung des Profils erreicht wird.In particular, the method according to the invention has the advantage that a high variation of the etching profile with the etching depth can be achieved. In particular, variations in the undercutting, wall roughness, profile slope and the etching speed can be achieved here. It is achieved at the upper edge of the etch profile increased undercutting against lower areas, whereby a recess of the profile is achieved.
Erfindungsgemäß können z.B. als Prozessparameter eine oder mehrere der folgenden Größen variiert werden: Ätzzykluszeit, eingekoppelte Leistung, Beschleunigungsspannung von Ionen, Beschleunigungsstrom von Ionen, Prozessdruck, Konzentrationen von Gaskomponenten des Ätzgases.According to the invention, e.g. one or more of the following variables can be varied as process parameters: etch cycle time, coupled power, acceleration voltage of ions, acceleration current of ions, process pressure, concentrations of gas components of the etching gas.
Anders als in der
Durch die Variation des Ätzprofils über die Ätztiefe können die mechanischen und/oder elektrischen Eigenschaften der Strukturen verändert werden. Hierbei können insbesondere die Berührungsflächen von beweglichen Strukturen durch die Profileigenschaft vergrößert oder verkleinert werden. Hierdurch können elektrische und/oder mechanische Eigenschaften der Strukturen in gewünschter Weise beeinflusst werden, wobei insbesondere eine getrennte Einstellung der mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Strukturen erfolgen kann.By varying the etching profile over the etching depth, the mechanical and / or electrical properties of the structures can be changed. In this case, in particular the contact surfaces of movable structures can be increased or reduced by the profile property. In this way, electrical and / or mechanical properties of the structures can be influenced in a desired manner, wherein in particular a separate adjustment of the mechanical and electrical properties of the structures can take place.
Es können weiterhin aufgrund der Variation der Profileigenschaften mit der Tiefe verschiedene, sonst unvereinbare Ziele erreicht werden. Hierbei kann z.B. ein Teil des Ätzprofils, in dem eine bestimmte Eigenschaft kritisch für die Funktion des Bauelements, z.B. die Wandrauhigkeit an Berührungsflächen, bezüglich dieser Eigenschaft optimiert werden, während andere Profilteile im Hinblick auf andere Eigenschaften, z.B. die Geschwindigkeit des Ätzprozesses oder einen für eine Kapazität relevanten durchschnittlichen Abstand, optimiert werden können. Erfindungsgemäß wird hiermit sowohl eine Variation der Prozessparameter während des Ätzprozesses - kontinuierlich oder in diskreten Schritten - als auch eine Variation der Profileigenschaften durchgeführt. Falls mehrere diskrete Schritte verwendet werden, können entsprechend der
Als Halbleiter-Bauelement kann insbesondere ein mikromechanischer Beschleunigungssensor auf kapazitiver Messbasis ausgebildet werden. Hierbei kann eine Schaltung zur Messung der Kapazität zwischen den Seitenflächen in dem Bauelement integriert sein.As a semiconductor component, in particular a micromechanical acceleration sensor can be formed on a capacitive measuring basis. In this case, a circuit for measuring the capacitance between the side surfaces can be integrated in the component.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einer Ausführungsform erläutert. Es zeigt:
-
1 einen Querschnitt durch ein Halbleiter-Bauelement gemäß einer Ausführungsform mit vergrößerter Unterätzung an der Oberkante;
-
1 a cross section through a semiconductor device according to an embodiment with increased undercut at the top edge;
Ein Substrat
Bei der Ausführungsform der
Das in
Die Ausführungsform der
Im Ätzprofil der
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10333995.7A DE10333995B4 (en) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | Method for etching a semiconductor material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10333995.7A DE10333995B4 (en) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | Method for etching a semiconductor material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10333995A1 DE10333995A1 (en) | 2005-02-10 |
| DE10333995B4 true DE10333995B4 (en) | 2018-10-25 |
Family
ID=34042102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10333995.7A Expired - Lifetime DE10333995B4 (en) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | Method for etching a semiconductor material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10333995B4 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220230886A1 (en) * | 2021-01-19 | 2022-07-21 | Robert Bosch Gmbh | Method for forming a trench in a first semiconductor layer of a multi-layer system |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4241045C1 (en) | 1992-12-05 | 1994-05-26 | Bosch Gmbh Robert | Process for anisotropic etching of silicon |
| EP0822584A2 (en) | 1996-08-01 | 1998-02-04 | Surface Technology Systems Limited | Method of surface treatment of semiconductor substrates |
| EP0908936A2 (en) | 1997-09-25 | 1999-04-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Formation of a bottle shaped trench |
| DE3752259T2 (en) | 1986-12-19 | 1999-10-14 | Applied Materials | Bromine etching process for silicon |
| JP2001507289A (en) | 1996-12-30 | 2001-06-05 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | Method of making suspension element with micro-machined structure |
| US6284148B1 (en) | 1997-08-21 | 2001-09-04 | Robert Bosch Gmbh | Method for anisotropic etching of silicon |
| DE10016340C1 (en) * | 2000-03-31 | 2001-12-06 | Promos Technologies Inc | Fabrication of deep trench in semiconductor substrate during e.g., fabrication of deep-trench type capacitor utilizes plasma etching composition comprising hydrogen bromide, nitrogen fluoride, chlorine gas, and helium/oxygen gas mixture |
| US20020011759A1 (en) * | 2000-02-03 | 2002-01-31 | Scott Adams | Electrostatic actuator for microelectromechanical systems and methods of fabrication |
| US20020177250A1 (en) | 2001-03-26 | 2002-11-28 | Gazillion Bits, Inc. | Current confinement structure for vertical cavity surface emitting laser |
| US20030052088A1 (en) * | 2001-09-19 | 2003-03-20 | Anisul Khan | Method for increasing capacitance in stacked and trench capacitors |
| US6544838B2 (en) | 2001-03-13 | 2003-04-08 | Infineon Technologies Ag | Method of deep trench formation with improved profile control and surface area |
-
2003
- 2003-07-25 DE DE10333995.7A patent/DE10333995B4/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3752259T2 (en) | 1986-12-19 | 1999-10-14 | Applied Materials | Bromine etching process for silicon |
| DE4241045C1 (en) | 1992-12-05 | 1994-05-26 | Bosch Gmbh Robert | Process for anisotropic etching of silicon |
| DE69736969T2 (en) * | 1996-08-01 | 2007-10-18 | Surface Technology Systems Plc, Newport | Method of treating the surface of semiconductive substrates |
| EP0822584A2 (en) | 1996-08-01 | 1998-02-04 | Surface Technology Systems Limited | Method of surface treatment of semiconductor substrates |
| JP2001507289A (en) | 1996-12-30 | 2001-06-05 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | Method of making suspension element with micro-machined structure |
| US6284148B1 (en) | 1997-08-21 | 2001-09-04 | Robert Bosch Gmbh | Method for anisotropic etching of silicon |
| EP0908936A2 (en) | 1997-09-25 | 1999-04-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Formation of a bottle shaped trench |
| DE69837981T2 (en) * | 1997-09-25 | 2008-01-24 | International Business Machines Corp. | Production of a trench with a bottle-like cross-section |
| US20020011759A1 (en) * | 2000-02-03 | 2002-01-31 | Scott Adams | Electrostatic actuator for microelectromechanical systems and methods of fabrication |
| DE10016340C1 (en) * | 2000-03-31 | 2001-12-06 | Promos Technologies Inc | Fabrication of deep trench in semiconductor substrate during e.g., fabrication of deep-trench type capacitor utilizes plasma etching composition comprising hydrogen bromide, nitrogen fluoride, chlorine gas, and helium/oxygen gas mixture |
| US6544838B2 (en) | 2001-03-13 | 2003-04-08 | Infineon Technologies Ag | Method of deep trench formation with improved profile control and surface area |
| US20020177250A1 (en) | 2001-03-26 | 2002-11-28 | Gazillion Bits, Inc. | Current confinement structure for vertical cavity surface emitting laser |
| US20030052088A1 (en) * | 2001-09-19 | 2003-03-20 | Anisul Khan | Method for increasing capacitance in stacked and trench capacitors |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220230886A1 (en) * | 2021-01-19 | 2022-07-21 | Robert Bosch Gmbh | Method for forming a trench in a first semiconductor layer of a multi-layer system |
| US12094717B2 (en) * | 2021-01-19 | 2024-09-17 | Robert Bosch Gmbh | Method for forming a trench in a first semiconductor layer of a multi-layer system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10333995A1 (en) | 2005-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE10016340C1 (en) | Fabrication of deep trench in semiconductor substrate during e.g., fabrication of deep-trench type capacitor utilizes plasma etching composition comprising hydrogen bromide, nitrogen fluoride, chlorine gas, and helium/oxygen gas mixture | |
| DE102011112879B4 (en) | Semiconductor manufacturing | |
| DE102008027193B4 (en) | Method for producing a semiconductor device with trench | |
| EP1345842B1 (en) | Method for producing a semiconductor component having a movable mass in particular, and semiconductor component produced according to this method | |
| EP1062180A1 (en) | Method for processing silicon using etching processes | |
| EP1169650B1 (en) | Different sacrificial layer thickness under fixed and movable electrodes (capacitive acceleration sensor) | |
| DE19719601A1 (en) | Acceleration sensor with spring-mounted seismic mass | |
| DE19625605A1 (en) | Semiconductor sensor for physical parameter | |
| WO2002076880A2 (en) | Method for producing micromechanic sensors and sensors produced by said method | |
| WO1991003074A1 (en) | Process for structuring a semiconductor body | |
| DE10310339B4 (en) | Method for producing a semiconductor device | |
| EP1963227A1 (en) | Micromechanical component and production method | |
| EP1248952B1 (en) | Micromechanical structure, in particular for an acceleration sensor or yaw rate sensor and a corresponding method for producing the same | |
| DE4418163A1 (en) | Prodn. of micro-mechanical structures on semiconductor elements | |
| CH693158A5 (en) | A process for the production of metallic microstructures. | |
| DE19817311A1 (en) | Manufacture of micromechanical component, such as rotation rate sensor | |
| DE10333995B4 (en) | Method for etching a semiconductor material | |
| DE102007030020A1 (en) | A method of forming a semiconductor structure comprising forming at least one sidewall spacer structure | |
| DE102013223490A1 (en) | Process for producing a structured surface | |
| DE102010062056B4 (en) | Micromechanical component | |
| DE102010041900B4 (en) | Method for producing a micromechanical component | |
| DE102005008191B4 (en) | Method of making VDMOS transistors | |
| DE102005029803A1 (en) | Method for producing a micromechanical component and micromechanical component | |
| DE102021200431A1 (en) | Method for forming a trench in a first semiconductor layer of a multilayer system | |
| EP1585702B1 (en) | Method for producing insulation structures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final | ||
| R071 | Expiry of right |