Способ изготовления рельефных кремниевых структур

Способ изготовления рельефных кремниевых структур

Реферат

 

(19)SU(11)1228720(13)A1(51)  МПК ⁶    _H01L21/306(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЛЬЕФНЫХ КРЕМНИЕВЫХ СТРУКТУР

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении различных полупроводниковых приборов из кремния на основе рельефных структур, например чувствительных элементов преобразователей механических величин. Целью изобретения является повышение точности рельефа структур. П р и м е р. На пластине кремния марки КЭФ 4,5 толщиной 300-350 мкм методом термического окисления при температуре 1150-1200^оС в парах воды выращивают в течение 6-8 ч пленку окисла кремния толщиной 1,5-2,0 мкм. Методом фотолитографии формируют с непланарной стороны пластины канавки для разделения, полностью вытравливая из них пленку окисла кремния и области под профилированную мембрану, уменьшая в ней исходную толщину окисной пленки до 0,4-0,5 мкм. Проводят травление кремниевой пластины в канавках для разделения в анизотропном щелочном травителе 20-25% -ной концентрации КОН при температуре 96-98^оС на глубину (50 3) мкм. После данного этапа травления в областях под профиль мембран остается окисная пленка толщиной 0,05-0,1 мкм. Проводят травление пленки окисла кремния в травителе состава NH₄F 105 ч. Н₂О 210 мл, HF 40 мл, по всей поверхности пленки на толщину 0,05-0,1 мкм до момента полного удаления окисной пленки из областей профиля мембран. Проводят травление кремниевой пластины в областях под профиль мембран и канавках чувствительных элементов под разделение до получения заданного рельефа исходной заготовки. Методами планарно-пленочной технологии формируют тензочувствительную схему ЧЭ и с использованием фоторезиста ФП-25 (15) с планарной стороны в травителе состава HF:HNO₃:CH₃COOH 2:15:5 разделяют пластину на ЧЭ. Технико-экономическими преимуществами предлагаемого способа по сравнению с прототипом являются повышение точности формирования размеров рельефных структур, например, толщины профиля до 3 мкм, за счет исключения влияния погрешностей скоростей травления кремния и окисла кремния на момент удаления защитной пленки в К-м рельефе и на начало травления кремния в данном рельефе, упрощение расчета параметров технологического процесса за счет введения технологического припуска на толщину защитной пленки в К-м рельефе, обеспечение промежуточного контроля размеров структур в процессе их изготовления, повышение выхода годных структур, например, при изготовлении профилированных чувствительных элементов до 80-90%

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЛЬЕФНЫХ КРЕМНИЕВЫХ СТРУКТУР, включающий создание на кремниевой пластине защитной пленки окисла кремния, полное удаление пленки и локальное уменьшение ее толщины в областях структур, в которых травление пластины проводится на максимальную глубину и на глубину заданного рельефа, и обработку пластины в травителях, отличающийся тем, что, с целью повышения точности рельефа структур, защитную пленку окисла кремния наносят толщиной в областях структур, в которых травление пластины проводится на глубины заданного рельефа, пленку окисла кремния уменьшают до толщин, определяемых из соотношения где толщина пленки окисла кремния в к-й области рельефа структуры; максимальная глубина травления рельефа структуры; исходная толщина пленки кремния; h_SiK заданная глубина травления к-го рельефа структуры, скорости травления кремния и окисла кремния в травителе для кремния соответственно; к порядковый номер областей с рельефом в структуре, к 1, n, h количество областей с рельефом; h толщина окисла кремния, оставляемого в каждой области с рельефом в момент достижения в предыдущей области требуемой промежуточной глубины травления, проводят травление кремния в первой области рельефа структуры на глубину удаляют из второй области рельефа структуры в травителе для окисла кремния оставшуюся пленку окисла кремния толщиной h, уменьшая при этом на величину h всю имеющуюся на пластине на данный момент травления пленку окисла, проводят травление кремния в первой и второй областях рельефа на глубину удаляют из третьей области рельефа структуры в травителе для окисла кремния оставшуюся пленку окисла кремния толщиной h, уменьшая при этом на величину h всю имеющуюся на пластине на заданный момент травления пленку окисла, и, аналогично чередуя травление пластины в травителях для кремния и для окисления кремния, формируют заданный рельеф структур в каждый из n областей.