本發(fā)明涉及一種用于形成圍繞至少一個槽口的多層結(jié)構(gòu)的方法。本發(fā)明也涉及一種具有多層結(jié)構(gòu)的裝置。

背景技術(shù)：

1、在us10,578,505b2中描述了一種用于在單晶硅晶片中形成被硅膜覆蓋的空穴的工藝。在實(shí)施該傳統(tǒng)工藝時，首先在硅晶片中蝕刻大量溝槽，使得從硅晶片結(jié)構(gòu)化出大量柱狀結(jié)構(gòu)。隨后通過硅層的外延沉積將溝槽封閉。之后在氫氣氛圍中1190℃實(shí)施高溫退火步驟30分鐘，其中，通過使先前從硅晶片結(jié)構(gòu)化出的柱狀結(jié)構(gòu)的材料向周圍移位，硅層應(yīng)該可轉(zhuǎn)換為預(yù)期的硅膜，該硅膜跨越在之前的溝槽處的沒有柱狀結(jié)構(gòu)的空穴。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種具有權(quán)利要求1的特征的用于形成圍繞至少一個槽口的多層結(jié)構(gòu)的方法、一種具有權(quán)利要求11的特征的裝置和一種具有權(quán)利要求12的特征的裝置。

2、本發(fā)明使得能夠制造圍繞至少一個槽口的多層結(jié)構(gòu)，其中，即使在所述至少一個槽口相對大面積構(gòu)造并且至少在部分面上積覆蓋所述至少一個槽口的第二/第三半導(dǎo)體層的層厚度相對較薄的情況下，也能阻止第二/第三半導(dǎo)體層的非期望的彎曲或拱曲。即使當(dāng)在第二/第三半導(dǎo)體層上的背離第一半導(dǎo)體層的一側(cè)上制造至少一個部件時，例如至少一個印制導(dǎo)線和/或至少一個電阻結(jié)構(gòu)，也可以至少將第一/第二壁結(jié)構(gòu)的殘余部分用作用于支撐至少第二/第三半導(dǎo)體層的支撐結(jié)構(gòu)，使得在此時也不必/幾乎不必?fù)?dān)心多層結(jié)構(gòu)中的第二/第三半導(dǎo)體層的非預(yù)期的彎曲或拱曲。

3、在該方法的有利實(shí)施方式中，將介質(zhì)與第一壁結(jié)構(gòu)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物從至少一個第一槽口中去除。這里描述的該方法的實(shí)施方式因此也適合于制造這樣的多層結(jié)構(gòu)：該多層結(jié)構(gòu)的至少一個槽口“沒有”化學(xué)反應(yīng)的殘余產(chǎn)物。

4、有利地，至少部分地由于與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物的第一壁結(jié)構(gòu)對于至少一個在導(dǎo)入介質(zhì)和去除化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物之間執(zhí)行的另外的工藝可以被利用，作為用于支撐至少第二半導(dǎo)體層的支撐結(jié)構(gòu)。特別是可以將去除化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物一直延遲至完成在第二半導(dǎo)體層的彎曲或拱曲方面關(guān)鍵的所有工藝。

5、例如介質(zhì)可以一直被導(dǎo)入至少一個第一槽口中和/或保持在其中，直至伸入至少一個第一槽口中的第一壁結(jié)構(gòu)由于介質(zhì)與第一壁結(jié)構(gòu)的化學(xué)反應(yīng)而完全轉(zhuǎn)化成化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物。然而，可選擇地，介質(zhì)與第一壁結(jié)構(gòu)的化學(xué)反應(yīng)也可以如此早地被停止，使得仍保留有由至少一種與第一半導(dǎo)體層相同的材料構(gòu)成的第一壁結(jié)構(gòu)的殘余。

6、優(yōu)選，伸入至少一個第一槽口中的第一壁結(jié)構(gòu)對于至少一個在在第一半導(dǎo)體層的第一表面上至少在部分面積上覆蓋至少一個第一槽口和導(dǎo)入介質(zhì)之間執(zhí)行的另外的工藝可以被利用，作為用于支撐至少第二半導(dǎo)體層的支撐結(jié)構(gòu)。因此，即使所述至少一個工藝在傳統(tǒng)上與第二半導(dǎo)體層向至少一個槽口中彎曲或拱曲的高風(fēng)險相關(guān)，該非預(yù)期的過程也借助用作支撐結(jié)構(gòu)的第一壁結(jié)構(gòu)被阻止。

7、作為有利的擴(kuò)展構(gòu)造，在第一半導(dǎo)體層的第一表面上在至少在部分面積上覆蓋至少一個第一槽口和引入介質(zhì)之間，可以至少執(zhí)行以下步驟：從第二半導(dǎo)體層的背離第一半導(dǎo)體層的第二表面開始，向第二半導(dǎo)體層中結(jié)構(gòu)化多個第二凹陷，使得第二凹陷在第二半導(dǎo)體層中形成至少一個包括多個第二凹陷的、連續(xù)的第二槽口，借助第二凹陷從第二半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)化出的第二壁結(jié)構(gòu)伸入到第二槽口中，并且，在第二半導(dǎo)體層的第二表面上至少在部分面積上覆蓋至少一個第二槽口，其方式是，由至少一種與第一半導(dǎo)體層相同的材料形成至少一個第三半導(dǎo)體層，其中，對于所述至少一個第二槽口形成至少一個第二介質(zhì)供給開口，該第二介質(zhì)供給開口至少穿過第三半導(dǎo)體層延伸并且通到對應(yīng)的第二槽口處，其中，介質(zhì)也通過所述至少一個第二介質(zhì)供給開口被導(dǎo)入到所述至少一個第二槽口中。介質(zhì)向至少一個第二槽口中的導(dǎo)入可以選擇性地與介質(zhì)向至少一個第一槽口中的導(dǎo)入同時進(jìn)行或在較早時間點(diǎn)進(jìn)行或在較晚時間點(diǎn)進(jìn)行。借助在此描述的擴(kuò)展構(gòu)造制造的多層結(jié)構(gòu)可以有利地被用于下面解釋的使用目的。

8、選擇性地，至少一個第一介質(zhì)供給開口和/或至少一個第二介質(zhì)供給開口可以如此被封閉，使得在至少一個第一槽口的和/或至少一個第二槽口的位置處分別存在液密地和/或氣密地密封的空穴。通過這種方式制造的多層結(jié)構(gòu)可以有利地被用于多個裝置，例如用于傳感器裝置，特別用于表面微機(jī)械壓力傳感器。

9、優(yōu)選地，至少一個第一介質(zhì)供給開口和/或至少一個第二介質(zhì)供給開口借助第二半導(dǎo)體層的和/或第三半導(dǎo)體層的激光熔化來進(jìn)行。與沉積方法不同，激光融化使得能夠在所制造的多層結(jié)構(gòu)的至少一個液密地和/或氣密地密封的空穴中相對自由地設(shè)定任意的內(nèi)部壓力并且封入可自由選擇的介質(zhì)，例如氣體或氣體混合物。

10、替代地或補(bǔ)充地，也可以將至少部分地由于與介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物的第一壁結(jié)構(gòu)用于至少一個在導(dǎo)入介質(zhì)和封閉至少一個第一介質(zhì)供給開口之間執(zhí)行的另外的工藝，作為用于支撐至少第二半導(dǎo)體層的支撐結(jié)構(gòu)。這也確保了可靠的防彎曲或防拱曲保護(hù)，特別在關(guān)鍵工藝期間。

11、例如可以形成第二半導(dǎo)體層，其方式是，在由單晶硅或多晶硅形成的第一半導(dǎo)體層的第一表面上生長由單晶硅或多晶硅形成的第二半導(dǎo)體層。然而要指出，這里描述的方法的可執(zhí)行性不局限于為至少第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層使用硅。

12、此外，根據(jù)本發(fā)明的裝置也實(shí)現(xiàn)上面解釋的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.用于形成圍繞至少一個槽口(14，14a，14b，42a，42b)的多層結(jié)構(gòu)(28)的方法，具有如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述介質(zhì)與所述第一壁結(jié)構(gòu)(16)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物(22)從所述至少一個第一槽口(14，14a，14b)去除。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，將由于與介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)而至少部分地轉(zhuǎn)化為所述化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物(22)的所述第一壁結(jié)構(gòu)(16)用于在導(dǎo)入介質(zhì)和去除化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物(22)之間執(zhí)行的至少一個另外的工藝，作為用于支撐至少所述第二半導(dǎo)體層(18)的支撐結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，使所述介質(zhì)一直被導(dǎo)入到所述至少一個第一槽口(14，14a，14b)中和/或包含在其中，直到伸入到所述至少一個第一槽口(14，14a，14b)中的所述第一壁結(jié)構(gòu)(16)由于介質(zhì)與所述第一壁結(jié)構(gòu)(16)的化學(xué)反應(yīng)而完全轉(zhuǎn)化為所述化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物(22)。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，將伸入到所述至少一個第一槽口(14，14a，14b)中的所述第一壁結(jié)構(gòu)(16)用于在在所述第一半導(dǎo)體層(12)的所述第一表面(12a)上至少在部分面積上覆蓋所述至少一個第一槽口(14，14a，14b)和導(dǎo)入介質(zhì)之間執(zhí)行的至少一個另外的工藝，作為用于支撐至少所述第二半導(dǎo)體層(18)的支撐結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，在在所述第一半導(dǎo)體層(12)的所述第一表面(12a)上至少在部分面積上覆蓋所述至少一個第一槽口(14，14a，14b)和導(dǎo)入介質(zhì)之間至少執(zhí)行下列步驟：

7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，將所述至少一個第一介質(zhì)供給開口(20)和/或所述至少一個第二介質(zhì)供給開口(48)如此封閉，使得在所述至少一個第一槽口(14，14a，14b)的和/或所述至少一個第二槽口(42a，42b)的位置處分別存在液密地和/或氣密地密封的空穴(26，26a，26b，50a，50b)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述至少一個第一介質(zhì)供給開口(20)和/或所述至少一個第二介質(zhì)供給開口(48)的封閉借助所述第二半導(dǎo)體層(18)和/或所述第三半導(dǎo)體層(46)的激光熔化進(jìn)行。

9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中，將由于與所述介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)而至少部分地轉(zhuǎn)化為化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物(22)的所述第一壁結(jié)構(gòu)(16)用于在導(dǎo)入介質(zhì)和封閉所述至少一個第一介質(zhì)供給開口(20)之間執(zhí)行的至少一個另外的工藝，作為用于支撐至少所述第二半導(dǎo)體層(18)的支撐結(jié)構(gòu)。

10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，形成所述第二半導(dǎo)體層(18)，其方式是，在由單晶硅或多晶硅組成的所述第一半導(dǎo)體層(12)的第一表面(12a)上生長由單晶或多晶硅組成的所述第二半導(dǎo)體層(18)。

11.裝置，具有：

12.裝置，具有：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于形成一個圍繞至少一個槽口(14)的多層結(jié)構(gòu)的方法，具有如下步驟：在后續(xù)的多層結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體層(12)中結(jié)構(gòu)化多個凹陷(10)，所述凹陷(10)在所述第一半導(dǎo)體層(12)中形成包括多個凹陷(10)的連續(xù)的槽口(14)，借助所述凹陷(10)從所述第一半導(dǎo)體層(12)結(jié)構(gòu)化出的壁結(jié)構(gòu)(16)伸入所述槽口(14)中，至少在部分面積是覆蓋所述槽口(14)，其方式上，由至少一種與所述第一半導(dǎo)體層(12)相同的材料形成至少一個第二半導(dǎo)體層(18)，通過至少一個介質(zhì)供給開口(20)將介質(zhì)導(dǎo)入在所述至少一個槽口(14)中，該介質(zhì)與伸入的壁結(jié)構(gòu)(16)化學(xué)反應(yīng)。

技術(shù)研發(fā)人員：H·韋伯,P·施莫爾林格魯貝爾
受保護(hù)的技術(shù)使用者：羅伯特·博世有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10