薄膜結構體的製造方法
2023-06-08 22:30:26
專利名稱：薄膜結構體的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種具有基板和薄膜體的薄膜結構體的製造方法，所說薄膜體在形成於該基板上的腐蝕膜上形成並通過將腐蝕膜除去而與基板相隔既定間隔配置。
背景技術：
在適用本發明的這種薄膜結構體中，由於基板與腐蝕膜二者熱收縮性能不同，例如在腐蝕膜成膜後進行熱焙處理之後，基板與腐蝕膜之間會產生應力差，該應力差有時會導致基板或腐蝕膜或基板與腐蝕膜二者產生裂縫。
與此相關的現有的薄膜結構體的製造方法中，是在基板上形成TEOS(四乙基原矽酸鹽、tetraethylorthosilicate)氧化膜作為腐蝕膜，在該TEOS氧化膜上形成薄膜體之後，將TEOS氧化膜除去的。
但是，在象現有技術那樣以TEOS氧化膜形成腐蝕膜的情況下，存在著熱收縮時腐蝕膜與基板之間產生應力差的問題。
發明內容
本發明的目的是，解決上述存在的問題，提供一種能夠減小熱收縮時腐蝕膜與基板之間所產生的應力差的薄膜結構體的製造方法。
作為本發明所涉及的薄膜結構體的製造方法的第1形式，是一種具有基板(1)以及在形成於所說基板上的腐蝕膜(51)上所形成的、通過將所說腐蝕膜除去而與所說基板相隔既定間隔配置的薄膜體(21、23、25)的薄膜結構體的製造方法，其中，所說腐蝕膜是由以大於3mol％的濃度值混入磷的氧化矽膜形成的。
根據該形式，由於腐蝕膜是由以大於3mol％的濃度值混入磷的氧化矽膜形成，因此，能夠在抑制磷在氧化矽膜中發生偏析的同時，減小熱收縮時腐蝕膜與基板之間所產生的應力差，並由此防止裂縫的產生。
作為本發明所涉及的薄膜結構體的製造方法的第2形式，將所說磷的所說濃度值設定為大於3mol％而小於4mol％的值。
根據該形式，由於將磷的濃度值設定為大於3mol％而小於4mol％的值，因此，能夠在抑制磷在氧化矽膜中發生偏析的同時，減小熱收縮時腐蝕膜與基板之間所產生的應力差。
作為本發明所涉及的薄膜結構體的製造方法的第3形式，所說腐蝕膜由PSG膜形成。
根據該形式，由於所說腐蝕膜由腐蝕速率高的PSG膜形成，因此，通過腐蝕處理能夠很容易地將腐蝕膜除去。
作為本發明所涉及的薄膜結構體的製造方法的第4形式，所說腐蝕膜由BPSG膜形成。
根據該形式，由於所說腐蝕膜由腐蝕速率高的BPSG膜形成，因此，通過腐蝕處理能夠很容易地將腐蝕膜除去。
此外，利用混入BPSG膜中的硼的影響可提高腐蝕膜的軟溶。
作為本發明所涉及的薄膜結構體的製造方法的第5形式，所說基板構成加速度傳感器所具備的傳感器基板，所說薄膜體構成所說加速度傳感器所具備的具有進行加速度檢測功能的傳感器部(3)的至少一部分。
根據該形式，能夠防止在加速度傳感器的傳感器部的製造工序中產生裂縫。
通過下面的詳細說明和附圖，可進一步了解本發明的目的、特徵、結構以及優點。
圖1是對應用本發明實施方式1所涉及的薄膜結構體的製造方法製造的半導體加速度傳感器的主要部分的結構加以展示的俯視圖。
圖2是圖1的A-A向剖視圖。
圖3和圖4是對圖2所示結構的製造工序加以展示的附圖。
具體實施例方式
1.實施方式1如圖1和圖2所示，應用本發明實施方式1所涉及的薄膜結構體的製造方法製造的半導體加速度傳感器具有作為傳感器基板的基板1、以及形成於該基板1上的具有檢測加速度的功能的傳感器部3。
傳感器部3如圖1所示，具有作為可動電極發揮功能的質量體21、多個固定電極23、以及多個梁25。質量體21、固定電極23以及梁25相當於本發明的薄膜體，由向例如多晶矽等導電材料摻雜例如磷等雜質而成的摻雜型多晶矽形成。
質量體21與基板1相隔既定間隔配置，具有沿垂直於被檢測加速度的方向B的方向C延伸的多個可動電極部21a。梁25與質量體21一體形成，具有將質量體21懸架在基板1上使質量體21具有復原力並能夠向方向B移動的功能。各梁25具有從基板1上突出的支持部25a、與該支持部25a之間的結合部25b、以及設在該結合部25b與質量體21的方向B上的端緣之間的彈簧部25c。通過該彈簧部25c發生彈性撓曲變形，使結合部25b與質量體21二者在方向B上的距離增大或減小。
各固定電極23，是在方向B上彼此相隔既定間隔沿方向C設置的。此外，固定電極23具有距基板1相隔既定間隔配置的作為懸浮的固定電極部23a、以及對該固定電極部23a進行支持的支持部23b。
如上所述的各固定電極23的固定電極部23a與質量體21的可動電極部21a在方向B上隔著間隔交替配置而構成電容器。並且，是依據該電容器的電容量隨著可動電極部21a的移動而產生的變化進行加速度的檢測的。
如圖1和圖2所示，基板1具有由例如矽等半導體形成的基板本體31；形成於基板本體31上的作為第1絕緣膜的氧化矽膜33；在氧化矽膜33上有選擇地形成的多條配線41、43、45；對配線41、43、45的表面以及氧化矽膜的表面有選擇地加以覆蓋的作為第2絕緣膜的氮化膜47。
配線41具有在基板1上的與質量體21相向的相向區域以露出的狀態配置在基板1上的露出部41a；配置在支持部25a的下方、與支持部25a在電氣上相連接的接點部41b。配線43、45用來取出來自固定電極23的信號，經由其接點部43a、45a連接到各固定電極23上。
與此相對應，在氮化膜47上設有開窗部47a和孔部47b、47c。配線41的露出部41a通過開窗部47a從基板1上露出，並且，接點部41a與支持部25a在電氣上相連接。配線43、45的接點部43a、45a通過孔部47b、47c與固定電極23在電氣上相連接。
與這種半導體加速度傳感器的結構相對應，在本實施方式中，以下述製造方法製造出質量體21、梁25以及固定電極23。
首先，如圖3所示，在基板1上以氧化矽膜的PSG(磷矽酸鹽玻璃、phosphosilicateglass)膜形成腐蝕膜51。在本實施方式中，通過將該PSG膜中磷的濃度設定為大於3mol％而小於4mol％的值，以減小熱收縮時腐蝕膜51與基板1之間所產生的應力差。
在這裡，作為磷濃度設定範圍的基準的3mol％和4mol％的值是根據試驗結果設定的。之所以設定3mol％這一下限，是由於若磷濃度低於該值，則不能夠得到有效減小應力差的效果。而之所以設定4mol％這一上限，是由於若磷濃度大於該值，則磷會在PSG膜中發生偏析，進行腐蝕處理時腐蝕膜51中磷的偏析部分不能被完全除去而殘留下來。
接下來，為形成支持部25a、23b而有選擇地除去腐蝕膜51的一部分以形成錨孔部51a，在殘留的腐蝕膜51上以及從錨孔部51a露出的基板1上，以例如摻雜型多晶矽等導電材料形成薄膜層53。以此得到圖4所示的結構。
接下來，有選擇地除去薄膜層53使之形成圖案，以該薄膜層53的殘留部分形成質量體21、梁25以及固定電極23。此時，該殘留部分之中嵌入錨孔部51a內的部分成為支持部25a、23b，位於腐蝕膜51上的部分成為質量體21、彈簧部25c、結合部25b以及固定電極部23a。接下來，通過腐蝕處理將腐蝕膜51除去，得到圖1和圖2所示的結構。
如上所述，根據本實施方式，通過由以大於3mol％而小於4mol％的濃度值混入磷的PSG膜形成腐蝕膜51，使得能夠在抑制磷在PSG膜中發生偏析的同時，減小熱收縮時腐蝕膜51與基板1之間所產生的應力差，由此而能夠防止在半導體加速度傳感器的傳感器部3的製造工序中產生裂縫。
此外，由於腐蝕膜51由腐蝕率高的PSG膜形成，因此，通過腐蝕處理能夠很容易地將腐蝕膜除去。
2.實施方式2本實施方式所涉及的薄膜結構體的製造方法也適用於圖1和圖2所示的半導體加速度傳感器。此外，本實施方式所涉及的製造方法與前述實施方式1所涉及的製造方法之間的實質性差異在於腐蝕膜51的製造方法不同。因此，在這裡，對於本實施方式所涉及的製造方法，僅就與實施方式1所涉及的製造方法之間的實質性差異進行說明。
本實施方式所涉及的製造方法中，腐蝕膜51是由磷濃度被設定在既定範圍內的氧化矽膜的BPSG(硼磷酯鹽玻璃borophosphosilicateglass)膜形成的。在本實施方式中，BPSG膜中磷的濃度同樣設定為大於3mol％而小於4mol％的值。另外，BPSG膜中硼的濃度設定為例如2.2mol％等一般性的值。
這樣，作為本實施方式，也同樣能夠在抑制磷在形成腐蝕膜51的BPSG膜中發生偏析的同時，減小熱收縮時腐蝕膜51與基板1之間所產生的應力差，由此而能夠防止在半導體加速度傳感器的傳感器部3的製造工序中產生裂縫。
此外，由於腐蝕膜51由腐蝕率高的BPSG膜形成，因此，通過腐蝕處理能夠很容易地將腐蝕膜除去。
而且，利用混入於BPSG膜中的硼的影響可提高腐蝕膜51的軟溶。
以上對本發明進行了詳細說明，但在以上說明中，所有的結構均為例示，本發明並不限定於所列舉的例子。在不超出本發明的範圍內還能夠想像出其它未作為例子加以展示的許多變型例。
權利要求
1.一種薄膜結構體的製造方法，所述薄膜結構體具有基板(1)，以及在形成於所說基板上的腐蝕膜(51)上所形成的、通過將所說腐蝕膜除去而與所說基板相隔既定間隔配置的薄膜體(21、23、25)，其特徵是，所說腐蝕膜由以大於3mol％的濃度值混入磷的氧化矽膜形成。
2.一種薄膜結構體的製造方法，其特徵是，將所說磷的所說濃度值設定為大於3mol％而小於4mol％的值。
3.如權利要求2所述的薄膜結構體的製造方法，其特徵是，所說腐蝕膜由PSG膜形成。
4.如權利要求2所述的薄膜結構體的製造方法，其特徵是，所說腐蝕膜由BPSG膜形成。
5.如權利要求1至4之一的權利要求所述的薄膜結構體的製造方法，其特徵是，所說基板構成加速度傳感器所具備的傳感器基板，所說薄膜體構成所說加速度傳感器所具備的具有進行加速度檢測功能的傳感器部(3)的至少一部分。
全文摘要
本發明涉及採用半導體加工技術形成薄膜結構體的製造方法，其目的是，提供一種能夠減小熱收縮時腐蝕膜與基板之間所產生的應力差的薄膜結構體的製造方法。為實現上述目的，在該薄膜結構體的製造方法中，形成於基板(1)上的腐蝕膜(51)由磷濃度設定為大於3mol％而小於4mol％的值的PSG膜形成。對於腐蝕膜(51)，在其上形成薄膜層(53)，在使該薄膜層(53)形成圖案之後，通過腐蝕處理將其除去。
文檔編號G01P15/08GK1462482SQ01816135
公開日2003年12月17日 申請日期2001年7月23日 優先權日2001年7月23日
發明者奧村美香, 堀川牧夫, 石橋清志, 西上武文 申請人:三菱電機株式會社