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1、10申请公布号CN104053626A43申请公布日20140917CN104053626A21申请号201280063151022申请日20121029TO2011A00098920111028ITTO2012A00083420120926ITB81C1/0020060171申请人意法半导体股份有限公司地址意大利阿格拉布里安扎72发明人S洛萨R佩祖托R坎佩代利M阿兹佩提亚乌尔奎亚M珀尔提L埃斯波西托74专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人王茂华54发明名称用于制造针对氢氟酸蚀刻的保护层的方法、设置有该保护层的半导体器件及制造该半导体器件的方法57摘要一种用于制造用于保护中间结构层。
2、22免于用氢氟酸的蚀刻的保护层25的方法，中间结构层22由能够被氢氟酸蚀刻或破坏的材料制成，该方法包括下列步骤通过原子层沉积在中间结构层22上形成氧化铝的第一层；对氧化铝的第一层执行热结晶工艺，形成第一中间保护层25A；通过原子层沉积在第一中间保护层之上形成氧化铝的第二层；以及对氧化铝的第二层执行热结晶工艺，形成第二中间保护层25B，以及由此完成保护层25的形成。用于形成保护层25的方法可以例如在诸如陀螺仪或加速计的惯性传感器的制造步骤期间使用。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014061986PCT国际申请的申请数据PCT/IB2012/0559822012102987PCT。
3、国际申请的公布数据WO2013/061313EN2013050251INTCL权利要求书3页说明书13页附图23页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书13页附图23页10申请公布号CN104053626ACN104053626A1/3页21一种用于制造用于针对用氢氟酸的蚀刻保护中间结构层22的保护层25；125；225的方法，所述中间结构层22由可以被氢氟酸蚀刻或破坏的材料制成，所述方法包括下列步骤通过原子层沉积在所述中间结构层22上形成氧化铝的第一层；对氧化铝的第一层执行热结晶工艺，形成第一中间保护层25A；125A；225A；通过原子层沉积在所述第一中间保护。
4、层之上形成氧化铝的第二层；以及对所述氧化铝的第二层执行热结晶工艺，形成第二中间保护层25B；125B；225B，所述第一中间层和所述第二中间层形成所述保护层25；125；225。2根据权利要求1所述的方法，其中所述第二中间保护层25B；125B；225B被形成为与所述第一中间保护层25A；125A；225A接触。3根据权利要求1或2所述的方法，其中所述形成所述氧化铝的第一层的步骤和形成所述氧化铝的第二层的步骤在反应室中执行，并且每个步骤包括下列各项A将所述反应室内部的环境加热至大约150和400之间的温度；B向所述反应室中引入H2O蒸汽；C向所述反应室中引入三甲基铝；D重复步骤B和步骤C，直至。
5、生长出具有大约10NM和60NM之间的厚度的层。4根据权利要求3所述的方法，还包括在步骤B和步骤C之后，向所述反应室中引入氮的步骤E。5根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述执行所述氧化铝的第一层和所述氧化铝的第二层的热结晶工艺的步骤各包括在大约800和1100之间的温度下执行快速热工艺达大约10秒和2分钟之间的时段；或者在大约800和1100之间的温度下在炉中加热达大约10分钟和90分钟之间的时段。6根据前述权利要求中任一项所述的方法，用于制作半导体101；150；160；170；180，包括下列步骤提供具有彼此相对的第一表面和第二表面21A，21B的衬底21；在所述衬底21的所述第一。
6、表面21A之上形成第一材料的中间结构层22，所述第一材料能够被氢氟酸蚀刻或破坏；在所述中间结构层22之上形成所述保护层25；125；225；在所述保护层25；125；225之上形成第二材料的牺牲层36，所述第二材料能够被氢氟酸蚀刻；在所述牺牲层36上方形成至少一个结构区域29，30；40；11，12；211，212，并且所述至少一个结构区域29，30；40；11，12；211，212与所述牺牲层36接触；使用氢氟酸或包括氢氟酸的混合物蚀刻所述牺牲层36，由此选择性地去除所述牺牲层36并且使得所述结构区域29，30；40；11，12；211，212至少部分地自立于所述保护层的上方。7根据权利要求。
7、6所述的方法，其中所述第一材料和所述第二材料选自包括下列各项的组氧化硅、氮化硅、氮氧化物和掺杂氧化物。8根据权利要求6或7所述的方法，还包括形成至少部分地与所述保护层25；225重权利要求书CN104053626A2/3页3叠的至少一个电互连区域34；234A；234B的步骤，并且其中所述形成所述结构区域30；211，212的步骤包括在所述电互连区域23；234A；234B的不被所述保护层25；225覆盖的表面部分处形成与所述电互连区域23；234A；234B电接触的所述结构区域。9根据权利要求6或7所述的方法，还包括在所述衬底21的所述第一表面21A之上形成至少一个电互连区域34A；34B的。
8、步骤，并且其中所述形成所述保护层25的步骤包括在所述电互连区域34A；34B之上形成所述保护层25，从而完全覆盖所述电互连区域。10根据权利要求9所述的方法，其中形成所述结构区域11，12包括形成所述结构区域11，12的一部分，所述结构区域11，12的所述部分延伸穿过所述牺牲层36和所述保护层25直至其到达所述电互连区域34A；34B并且与所述电互连区域34A；34B进行电接触。11根据权利要求68中任一项所述的方法，其中形成所述保护层125包括部分地在所述电互连区域34A；34B之上形成所述保护层125，从而部分地覆盖所述电互连区域。12根据权利要求11所述的方法，其中形成所述结构区域11，。
9、12包括形成所述结构区域11，12的一部分，所述结构区域11，12的所述部分延伸穿过所述牺牲层36，直至其在所述电互连区域34A；34B的不被所述保护层125覆盖的表面部分处到达所述电互连区域34A；34B并且与所述电互连区域34A；34B进行电接触。13根据权利要求812中任一项所述的方法，其中所述电互连区域34A；34B由掺杂多晶硅制成。14根据权利要求613中任一项所述的方法，其中所述形成所述电互连区域34A；34B的步骤包括在所述中间结构层22之上形成所述电互连区域34A；34B，所述方法还包括下列步骤在所述中间结构层22之上并且与所述电互连区域34A；34B共面地形成第三材料的支撑层。
10、35，所述第三材料能够被氢氟酸蚀刻或破坏；以及在所述支撑层35之上形成所述保护层25，125。15根据权利要去614中任一项所述的方法，其中所述半导体器件为惯性MEMS传感器，所述结构区域29，30；40；11，12；211，212为所述惯性传感器的可动质量。16一种半导体器件101；150；160；170；180，包括衬底21，具有彼此相对的第一表面和第二表面21A，21B；中间结构层22，由能够被氢氟酸蚀刻或破坏的材料制成，在所述衬底21的所述第一表面21A之上延伸；以及保护层25；125，225，在所述结构层22之上延伸，包括结晶的氧化铝的第一中间保护层25A；125A；225A、以及在。
11、所述第一中间保护层25A；125A；225A之上延伸的结晶的氧化铝的第二中间保护层25B；125B；225B。17根据权利要求16所述的半导体器件，其中所述中间结构层是由选自包括下列各项的组的材料制成的氧化硅、氮化硅、氮氧化物和掺杂氧化物。18根据权利要求16或17所述的半导体器件，其中所述第二中间保护层25B与所述第一中间保护层25A直接接触地延伸。权利要求书CN104053626A3/3页419根据权利要求1618中任一项所述的半导体器件，还包括至少一个电互连区域34；234A，234B，至少部分地在所述保护层25；225之上延伸；以及结构区域29，30；40；11，12；211，212，。
12、至少部分地自立于所述衬底21的所述第一表面21A上方，在所述保护层25；225之上延伸并且电连接至所述电互连区域。20根据权利要求1618中任一项所述的半导体器件，还包括支撑层53，由能够被氢氟酸蚀刻或破坏的材料制成，至少一个电互连区域34A；34B，与所述支撑层35共面；以及结构区域11；12，至少部分地自立于所述衬底21的所述第一表面21A之上，在所述保护层25；225之上延伸并且电连接至所述电互连区域34A；34B。21根据权利要求20所述的半导体器件，其中所述保护层25；125在所述电互连区域34A；34B之上延伸并且完全覆盖所述电互连区域。22根据权利要求20或21所述的半导体器件，。
13、其中所述结构区域11；12包括锚固部分，所述锚固部分延伸穿过所述牺牲层36和所述保护层25直至其到达所述电互连区域34A；34B并且与所述电互连区域34A；34B进行电接触。23根据权利要求20所述的半导体器件，其中所述保护层125部分地在所述电互连区域34A；34B之上延伸，并且仅覆盖所述电互连区域的一部分。24根据权利要求23所述的半导体器件，其中所述结构区域11；12包括锚固部分，所述锚固部分在所述电互连区域34A；34B的不被所述保护层125覆盖的表面部分处电连接至所述电互连区域34A；34B。25根据权利要求1924中任一项所述的半导体器件，其中所述电互连区域34A；34B由掺杂多晶。
14、硅制成。26根据权利要求1925中任一项所述的半导体器件，选自包括电子器件、微机械器件、微电子器件和微机电器件的组。27根据权利要求1926中任一项所述的半导体器件，其中所述半导体器件为惯性传感器，所述结构区域29，30；40；11，12；211，212为所述惯性传感器的可动质量。权利要求书CN104053626A1/13页5用于制造针对氢氟酸蚀刻的保护层的方法、设置有该保护层的半导体器件及制造该半导体器件的方法技术领域0001本发明涉及一种用于制造针对用氢氟酸HF的蚀刻的保护层的方法、一种配置有保护层的半导体器件、以及利用该用于制造保护层的方法来制作该半导体器件。特别地，该半导体器件为MEM。
15、S器件，诸如惯性传感器；并且保护层适于保护下面的层免受用于去除在保护层之上的牺牲层的氢氟酸影响。背景技术0002在用于半导体器件、微电子器件和微机电系统MEMS的已知制造技术中，表面微加工占据重要位置。通过微加工而制造自立FREESTANDING结构包括，在衬底上形成与牺牲层部分地重叠的结构层。随后的选择性蚀刻使得暴露于蚀刻溶液的牺牲层能够被去除以释放结构层并且形成自立结构。0003图1图6根据已知工艺示出了惯性传感器1特别是陀螺仪的制造步骤。具体而言，示出了这样一种工艺，其用于在硅衬底上方以外延多晶硅亦称作“EPIPOLY”形成定子的自立结构和转子的自立结构，该自立结构容纳能够形成去往和来自。
16、自立结构的电接触的多晶硅的导电条带。0004参照图1，根据一种用于制作陀螺仪的已知类型的制造方法，提供硅衬底1。然后通过例如热生长，形成氧化硅支撑层2。该支撑层2也称作持久或场氧化层，并且具有在2和3M之间的近似厚度。支撑层2具有支撑上面的结构在随后的步骤中形成的功能，并且能够减少在这些上面的结构和下面的衬底1之间的寄生电容。0005在支撑层2之上形成掺杂多晶硅例如为N型的层，随后蚀刻该掺杂多晶硅层以去除多晶硅的选择的部分并且形成电接触区域4A、4B。电接触区域4A、4B为导电条带；并且形成电互连，如将在随后的制造步骤中进一步阐释。用于形成电接触区域4A、4B的、对多晶硅层的蚀刻是选择性的，并。
17、且并不去除支撑层2的部分。如前文所提及的，支撑层2具有将电接触区域4A、4B与衬底1电绝缘并且减少在衬底1上的寄生电容的功能。0006然后，图2，在支撑层2和电接触区域4A、4B之上形成氧化硅的牺牲层6。通过光刻步骤和随后的蚀刻，从下面的电接触区域4A、4B之上去除牺牲层6的部分，从而形成朝着电接触区域4A、4B延伸的多个沟槽8，以便暴露电接触区域4A、4B的相应的表面部分。特别地，在电接触区域4B之上形成两个沟槽8。0007在图2中的步骤期间还形成沟槽9，该沟槽9延伸穿过牺牲层6和支撑层2，直至到达衬底1的上表面并且暴露该上表面。在随后的制造步骤中，这一沟槽提供用于形成与衬底1电接触的接地端。
18、子的通道。0008然后，图3，在牺牲层6之上以及沟槽8、9中形成例如外延多晶硅“EPIPOLY”的结构层10，其在沟槽8中延伸以制作与电接触区域4A、4B的电接触，并且在沟槽9中延伸以制作与衬底1的电接触。可以按需要处理结构层10，以形成具有期望构造的结构。0009在图4中，选择性地蚀刻结构层10，以形成可在一个或多个方向上移动的自立结说明书CN104053626A2/13页6构定子11和转子12、可以为容纳定子11和转子12的腔室14定界的侧壁13、以及在腔室14的外部的电接触端子15在图4中仅示出了一个电接触端子15“焊盘”。0010然而应注意到，在制造步骤中定子11和转子12仍被约束至下。
19、面的牺牲层6，并且因此不能自由移动。在定子11和转子12的结构中还形成通孔18以使得能够在随后的制造步骤中去除牺牲层6，从而使定子11和转子12部分地悬浮。在图5中示出了该工艺步骤，其中通过去除牺牲层6的在定子11和转子12之下延伸的部分而使得定子11和转子12自立。定子11和转子12的在图4中延伸至沟槽8中的部分形成在图5中的用于定子11和转子12的相应的支撑基部16、17。这些支撑基部16、17也与下面的电接触区域4A、4B电接触。0011如在图5中可以注意到的，在部分侧壁13之下保留部分牺牲层6，以支撑它们并且保证侧壁与电接触区域4B的充足的电绝缘。0012此外，为了在制造步骤结束保护电。
20、接触区域4B的保持暴露于外部环境的部分，执行氮化硅SIN沉积步骤以覆盖并且保护电接触区域4B保护层16在图5中可见。0013最后，图6，通过布置在侧壁13上并且与侧壁13接触的帽件19，而完成惯性传感器的制造本文中例如为陀螺仪。帽件19和侧壁通过焊接材料20彼此耦合，该焊接材料20根据需要为导电或绝缘类型的。以这种方式，腔室14被绝缘以保护定子11和转子12以及一般所有未在本文中详细示出的形成陀螺仪的元件可动部件和固定部件。如所提及的，在腔室14外部有电接触端子15，该电接触端子15电连接至相应的电接触区域4A、4B，以从/向定子11和转子12接收/馈送电信号。0014用于去除氧化硅的牺牲层6。
21、的在定子11和转子12之下延伸的部分的蚀刻步骤通常为使用汽相氢氟酸HF的蚀刻，或者备选地为使用HF的溶液或混合物的湿法蚀刻。氢氟酸以各向同性的方式蚀刻氧化硅，但不蚀刻多晶硅。因此不破坏定子11和转子12。用HF的对牺牲层6的蚀刻可以通过知道蚀刻速率并监测蚀刻时间，而在靠近牺牲层6和支撑层2之间的界面的区域中停止；备选地，最佳解决方案为使用蚀刻停止层，该蚀刻停止层布置在牺牲层6和支撑层2之间，该蚀刻停止层被选择为由对HF耐蚀刻并且不允许HF透过其的材料制成。0015然而，第一解决方案监测蚀刻时间不是优选的，并且通常是不可应用的，因为不能保证在所有情况下都完全并均匀地去除牺牲层6。0016第二解决。
22、方案不是实际上可实行或可实践的，因为已知的耐HF材料表现出一系列其它的不可取之处。0017例如，碳化硅SIC、硅锗SIGE和多晶硅锗POLYSIGE为可以用作蚀刻停止层的材料，因为它们耐抗氢氟酸。0018其它材料诸如氮化硅SIN不耐抗氢氟酸。具体而言，当使用HF蒸汽蚀刻时，除了去除SIN之外，SIN还与氢氟酸蒸汽形成盐，这就导致在最终结构中的高缺陷比率。虽然使用SIC例如使用PECVD等离子增强化学汽相沉积沉积的提供在特定条件下针对HF蚀刻的耐抗，但是不保证对HF的完全的不透过性，因为，如果SIC是在限定的结构上沉积的，那么它可以引起微裂缝。从而可以发生氢氟酸渗透通过SIC层，这就导致对下面的。
23、支撑层2的蚀刻。SIC还具有其它不期望的特性，特别地该特性出现在沉积SIC层之后的制造步骤所可能需要的任何退火之后。特别地，已经观察到在退火之后SIC至氧化硅的粘附减小说明书CN104053626A3/13页7并且SIC的绝缘属性改变其获取导电行为。0019虽然SIGE对HF蚀刻耐抗并且不可透过，但是SIGE还是需要高水平的纯度无掺杂杂质。反之亦然地，任何掺杂物种的扩散都使SIGE的介电常数值大幅减小，使得它不适合于其中在电接触区域4A、4B与下面的层之间需要高电绝缘的应用如在图1图6所示的情况下。类似的论述对于多晶硅锗也有效。0020因而，为了保证在不危害其它层的电特性和结构特性的情况下完全。
24、蚀刻牺牲层6，一般优选地完全蚀刻牺牲层6并且部分地蚀刻支撑层2。因为HF蚀刻是各向同性型的，因此观察到在电连接区域4A、4B之下蚀刻的现象称作下蚀刻UNDERETCH或底切UNDERCUT，这就创建了电连接区域4A、4B的自立外围部分在图6中总地由附图标记4指示。该事实可以导致自立部分4弱化或者可能损坏的问题。这就导致关于电连接区域4A、4B的尺寸的固有设计限制为了包含下蚀刻并且因此包含自立区域部分，不允许减小电接触区域4A、4B的尺寸或者更确切地，有关于重新确定器件尺寸的限制。事实上，对于很窄的电接触区域4A、4B，下蚀刻可以导致对在它们之下的支撑层2的无法修补的破坏。此外，还有布局的复杂情。
25、况，必须考虑到下蚀刻的尺寸和范围以避免它们变得过量。0021也作为对减小器件尺寸的限制，自立区域4在其中有与在上面的移动结构的接触的情况下，在机械上易碎并且可以破裂，该情况是如果器件自由下落其可以发生，取决于它们的应用或受严重撞击则通常发生的情形。0022在不同于陀螺仪的通用惯性传感器例如诸如加速计、或者通常配备有自立质量的器件的情况下，也可以遇到本文所描述的问题。发明内容0023本发明的目的是提供一种用于制造针对用氢氟酸HF的蚀刻的保护层的方法以及设置有该保护层的半导体器件，其能够克服现有技术的缺陷。0024根据本发明，提供了一种用于制造针对用氢氟酸HF的蚀刻的保护层的方法、以及配备有该保护。
26、层的半导体器件，如在所附权利要求中所限定。附图说明0025为了更好地理解本发明，现在将参照附图，仅以非限定性示例的方式描述一些优选的实施例，附图中0026图1至图6以截面示出了，根据已知类型的一个实施例的、在制造方法的制造步骤期间的惯性传感器；0027图7和图8以截面示出了，根据本发明的一个实施例的、在针对用氢氟酸的蚀刻的保护层的制造步骤期间的晶片；0028图9至图15以截面示出了，根据本发明的一个实施例的、在用于制造自立结构的方法的步骤期间的晶片；0029图16示出了，根据本发明的一个方面的、在进一步的制造步骤期间的图9至图15的晶片；0030图17至图25以截面示出了，根据本发明的一个实施。
27、例的、在用于制造惯性传感器特别是陀螺仪的方法的步骤期间的晶片；说明书CN104053626A4/13页80031图26示出了根据图17至图25中的步骤的变化制造的惯性传感器；0032图27至图30以截面示出了，根据本发明的另外一个实施例的、在用于制造惯性传感器特别是陀螺仪的方法的步骤期间的晶片；以及0033图31以截面示出了，根据本发明的另外一个实施例的惯性传感器。具体实施方式0034根据本发明的一个方面，提供了一种用于形成对氢氟酸HF耐抗并不可透过的保护层的方法。0035通过使用原子层沉积ALD工艺而逐次沉积氧化铝ALUMINAAL2O3，来形成该保护层在图7和图8中由附图标记25标识。00。
28、36AL2O3的原子层沉积ALD在文献中是自身已知的，例如STEVENMGEORGE，CHEMREV2010，110，第111131页、或者PUURUNEN，RL，JAPPLPHYS2005，97，第121301页。0037通常通过使用三甲基铝TMA，ALCH3和水蒸气H2O作为反应物，来进行通过ALD沉积AL2O3。可以使用臭氧O3替代H2O蒸汽。在下文中，将对使用TMA作为铝的源以及H2O作为氧化剂的沉积步骤做出引用。显然应理解，下文中所描述的工艺的可能已知变化可以用于形成保护层25。0038对形成保护层25的下文说明指在晶片100上沉积保护层25。特别地，晶片100包括例如半导体材料的衬。
29、底21；晶片100可以是经前处理的类型。0039在沉积AL2O3之前，晶片100经受表面处理例如通过氧化、特殊清洗或等离子处理以便优化AL2O3的粘附性。在图7中通过覆盖衬底21的第一侧21A的薄氧化硅层37图示了上述表面处理。0040然后将晶片100插入反应室已知并利用了各物种型的ALD反应器中。然后使得在反应室内部的环境温度至在大约150至400的值，例如大约300。0041然后根据按定时顺序的脉冲的方案，向反应室中引入反应物。首先，向反应室中引入第一反应物通常为H2O蒸汽。H2O蒸汽与晶片100的暴露的表面反应，形成羟基基团OH。在图7的具体情况下，由于在衬底21的表面21A上方的晶片1。
30、00的暴露的表面被氧化硅层37其已经暴露羟基基团OH覆盖，因此可以忽略H2O脉冲。在其中保护层25的形成工艺从不具有暴露的羟基基团OH的表面开始发生的情况下，H2O蒸汽脉冲是可取的以便帮助在表面上形成羟基基团在硅上形成硅烷基团SIOH。0042然后向反应室中引入氮N2气，其中脉冲持续大约200和3500MS之间。虽然对于形成AL2O3层的目的，该第二脉冲并不是必须的，但是该第二脉冲具有有助于从反应室清除尚未参与到在表面上形成羟基基团中的H2O分子的功能，以便避免在气体步骤中的反应，并且仅促进用于表面羟基基团的必要的那些反应。0043然后借助于持续150和200MS之间的第三脉冲，向反应室中引入。
31、第二反应物特别地，为三甲基铝TMA。引入的TMA的量根据特定操作条件而变化。通常地，引入足量的TMA是可取的，以使得TMA分子随后与存在于氧化硅层37的暴露的表面上的所有羟基基团反应。TMA与羟基基团反应，生成甲烷CH4作为反应产物。该反应由以下反应式1描述0044SIOHALCH33SIOALCH32CH41说明书CN104053626A5/13页90045SIOH和SIOALCH32物种形成在氧化硅层37的表面上。反应1是自限制的，因为其中发生反应1的表面位点SITE的数目是有限的。以这种方式，在氧化硅层37的表面上形成均匀的单层的SIOALCH32。0046然后再次向反应室中引入氮N2气。
32、，其中脉冲持续大约150和3500MS之间。对于形成AL2O3层的目的可选的该第二脉冲，也具有清除功能，有助于从反应室去除作为反应1的产物而生成的甲烷、以及尚未参与到反应1中的过量的TMA。0047然后重复该工艺，其中向反应室中引入H2O蒸汽其中脉冲持续与第一脉冲相同的时间。0048在反应1之后，H2O蒸汽与存在于氧化硅层37的表面上的自由甲基基团反应，形成铝氧ALO桥和表面羟基基团。在这种情况下甲烷也是反应的产物。该反应由以下反应式2定性地描述00492H2OSIOALCH32SIOALOH22CH420050通过向反应室中引入N2，而从反应室清除以下反应2生成的过量的甲烷、以及任何过量的H。
33、2O蒸汽脉冲持续大约200和3500MS之间。0051然后向反应室中引入TMA脉冲持续大约150和200MS之间。根据以下反应3，TMA与存在于氧化硅层37的表面上的羟基基团反应，并且键合至铝ALOH的原子0052ALOHALCH33ALOALCH32CH430053SIOH和ALOALCH32物种为表面物种。反应3是自限制的。0054新的N2脉冲帮助清除由之前的反应生成的产物的反应室。0055然后，进一步向反应室中引入H2O蒸汽脉冲持续大约200和500MS之间，类似于上文说明的导致以下反应40056ALCH3H2OALOHCH440057ALCH3和ALOH物种为表面物种。反应4是自限制的。
34、。0058然后该工艺通过重复反应3和4的步骤继续，这就定义了在氧化硅层37上形成AL2O3的完整的形成周期。0059描述通过ALD来沉积氧化铝ALUMINIUMOXIDEAL2O3的完整的反应如下00602ALCH333H2OAL2O33CH450061在每个循环期间，生长大约00801NM的AL2O3层。反应3和4的循环继续，直至获得具有大约10和60NM之间特别地大约15和40NM之间，并且更特别地等于大约20NM的厚度的第一中间层25A。0062可以使用分光光度技术例如椭偏仪来测量第一中间层25A的厚度。0063然后在大约800和1100之间的温度下特别地等于大约1030、在晶片100上。
35、进行退火步骤，以有助于AL2O3的如上文描述而形成的第一中间层25A结晶。该退火步骤可以为在N2或O2中在大约1000和大约1100之间的温度下持续大约10秒和2分钟之间的时段的RTP快速热处理类型。例如，可以在大约1030、在N2中持续大约15秒时段来执行退火。备选地，可以在N2和/或O2中在800和1100之间、持续大约10分钟和90分钟之间的时段，优选地为在N2中持续30分钟在900，在炉中进行退火。0064在第一中间层25A结晶之后，图8，制造继续在第一中间层25A之上形成第二中间层25B。说明书CN104053626A6/13页100065第二中间层25B为与第一中间层25A类似的氧。
36、化铝AL2O3层。0066形成第二中间层25B的步骤与已经描述的关于形成第一中间层25A的那些步骤相同，并且因此不再描述其全部内容。因此通过原子层沉积ALD形成第二中间层25B，包括AL2O3单层的连续形成周期，如关于反应3和4所描述的。0067更具体地，在已经将晶片100放置于反应室中之后，在大约200和400之间的温度下例如等于大约300，向反应室中引入第一反应物例如H2O蒸汽，虽然如已经提及的可以使用臭氧O3。0068向反应室中引入H2O蒸汽脉冲持续大约200和500MS之间导致以下反应即上文描述的反应40069ALCH3H2OALOHCH4，0070其中ALCH3和ALOH物种为表面物。
37、种。0071然后，向反应室中引入TMA脉冲持续大约150和200MS之间导致以下反应即上文描述的反应30072ALOHALCH33ALOALCH32CH4，0073其中SIOH和ALOALCH32物种为表面物种。0074该循环继续，直至获得第二中间层25B的形成，该第二中间层25B具有大约10和60NM之间特别地大约15和40NM之间，并且还更具体地等于大约20NM的厚度。0075可能在图示的反应之间具有N2脉冲步骤如已经描述的关于形成第一中间层25A的，以使得能够清洁反应室。0076然后在大约800和1100之间的温度下特别地等于大约1030、在晶片100上进行退火步骤，以有助于AL2O3的。
38、如所描述而形成的第二中间层25B结晶。该退火步骤可以为在N2或O2中的、在大约1000和大约1100之间的温度下的、持续大约10秒和2分钟之间的时段例如在N2中在大约1030等于大约15秒RTP快速热处理类型。备选地，可以在N2和/或O2中在800和1100之间、持续大约10分钟和90分钟之间的时段，优选地为在N2中持续30分钟在900在炉中进行退火。0077以这种方式，形成包括第一和第二中间层25A、25B的保护层25，其如所描述而形成。0078本申请已经证实根据下列步骤IIV形成的氧化铝AL2O3层0079I使用ALD工艺沉积第一层AL2O3，0080II使第一层AL2O3结晶，0081I。
39、II使用ALD工艺在第一层结晶的AL2O3之上并且特别地，与第一层结晶的AL2O3直接接触沉积第二层AL2O3，并且0082IV使第二层AL2O3结晶。0083使得保护层25具有针对用氢氟酸HF的蚀刻的耐抗性，并且特别地为保护层25对氢氟酸的不透过性。此外，本申请人还已经证实，如此形成的保护层25表现出对下面的氧化硅层的卓越粘附特性，表现出不作为任何随后的退火的结果而改变的卓越介电性质，表现出在晶片100的曲率半径翘曲中几乎不变化，与用于微电子工业中的标准设备兼容，并且具有与高温热处理大于1000的高兼容性。0084图9图16根据本发明的一个实施例示出了用于制造自立结构的方法的步骤，该说明书C。
40、N104053626A107/13页11自立结构例如属于惯性传感器。0085参照图9，并且与参照图7和图8描述的类比本文中用相同的附图标记指示相同的元件，提供包括例如硅SI的衬底21的晶片100。衬底21包括彼此相对的第一和第二表面21A和21B。例如通过热生长，而在衬底21的第一和/或第二表面21A和21B上形成氧化硅SIO2的支撑层22在图9中，支撑层22仅沿着第一表面21A延伸。备选地，支撑层22由使用PECVD在表面21A上沉积的氧化硅制成。支撑层22包括彼此相对的第一和第二表面22A和22B。支撑层22的第二表面22B与衬底21的第一表面21A直接接触。0086然后制造继续，图10，。
41、具有在支撑层22的第一表面22A之上形成保护层25的步骤。在所描述的工艺步骤中，保护层25特别地具有蚀刻停止层的功能，如下文中详细描述的。因此保护层25为双层氧化铝AL2O3也称作三氧化二铝ALUMINA。0087保护层25是根据以下上文提及的步骤形成的0088I使用ALD工艺沉积氧化铝AL2O3的第一中间层25A，0089II使第一中间层25A结晶，0090III使用ALD工艺在结晶的第一中间层上，沉积氧化铝AL2O3的第二中间层25B，以及0091IV使第二中间层25B结晶。0092第一和第二中间层25A和25B一起形成保护层25。0093进行通过ALD来沉积AL2O3的第一和第二层25A。
42、、25B，特别地根据上文参照图7和图8图示的步骤。0094如图11所示，然后在形成保护层25之后，通过在保护层25之上形成例如掺杂多晶硅的例如为N型的电接触层，制造继续，该电接触层随后被蚀刻以去除电接触层的选择的部分并且形成电接触区域34。通过在氧化硅上的选择性多晶硅等离子干法蚀刻，而进行对电接触层的蚀刻，该蚀刻选择性地去除多晶硅但并不去除保护层25。0095然后，图12，在保护层25和电接触区域34之上形成通过PECVD沉积的氧化硅的牺牲层26。通过光刻步骤和随后的蚀刻，从下面的电接触区域34之上去除牺牲层26的部分，形成延伸至电接触区域34的沟槽28，从而暴露电接触区域34的表面。0096。
43、然后，图13，在牺牲层26之上以及在沟槽28中形成例如外延生长的多晶硅的结构层29，该结构层29在沟槽28中延伸以与电接触34区域进行电接触。可以按需要处理结构层29，以形成具有期望的形状的表面结构。0097在图14中，选择性蚀刻结构层29以去除它的一部分，从而形成由附图标记30指示的结构。然而可以注意到，在该制造步骤中结构30仍被约束至下面的牺牲层26，并且因此不能自由移动。此外，虽然此处示出了具有膜形状的结构30，但是所描述的内容可以扩展至任何这样的结构，其在制造步骤结束必须为自立或部分自立的结构，能够振动并且/或者平移并且/或者执行在一个或多个方向上的任何其它移动。0098在该步骤中，结。
44、构30停靠在牺牲层26上并且与牺牲层26接触。在结构30中还形成通孔31以使得能够在随后的制造步骤中去除牺牲层26，以便形成部分自立的结构。0099然后，图15，通过去除牺牲层26的在结构30之下延伸的部分，来使得结构30自立并且从而部分可动。在下文的说明中，结构30标识为移动结构30。通过HF汽相蚀说明书CN104053626A118/13页12刻或者备选地通过使用包括HF的溶液或混合物的湿法蚀刻，来执行对牺牲层26的部分的去除。0100结构层29的在图15的沟槽28中延伸的部分在图15中形成用于移动结构30的支撑基部30与下面的电接触区域34接触，并且从而与下面的电接触区域34电连接，同时。
45、在图12中结构层29的在图12的在牺牲层26上方延伸的部分形成自立结构30”。0101对牺牲层26的HF蚀刻步骤不破坏保护层25，它也不穿透通过保护层25。因此对牺牲层26的HF蚀刻步骤既不去除也不破坏支撑层22。而是，可以完全去除牺牲层26。0102在其中有必要形成通过支撑层22的深沟槽的情况下，例如便于制作与衬底21的接触，可以使用利用BCL3的等离子干法蚀刻，通过掩膜的蚀刻或者通过随后的光刻和蚀刻步骤而选择性地去除保护层25。然后，有可能继续使用包含HF例如BOE的混合物蚀刻支撑层22。0103图16示出了根据参照图9至图11描述的制造步骤而形成的晶片200，其中也已经从其中希望形成通过。
46、支撑层22的深沟槽50的区域去除了保护层25。0104可以在形成电接触区域34之前或之后，无差别地进行对保护层25的蚀刻。0105根据本发明的一个实施例，参照图9图16描述的制造步骤可以用于制造微机电传感器MEMS或者任何类型的惯性传感器，例如陀螺仪或加速计。特别地，明显地显露的是，在制造任何自立或半自立结构例如梁、微镜、膜片、悬臂梁、或其它任何MEMS结构期间，保护层25可以用作蚀刻停止层。图17图25根据连续制造步骤、以截面示出了惯性传感器特别是陀螺仪。用相同的附图标记来标识图17至图25的与图7和图8和/或图9至图16相同的元件。0106参照图17，为了根据本发明的一个实施例来制作惯性传。
47、感器，提供了晶片300，该例如硅的晶片300包括衬底21，具有彼此相对的第一和第二表面21A和21B。在衬底21的第一和/或第二表面21A和21B上形成支撑层22。在图17中，支撑层22沿着第一表面21A和第二表面21B两者延伸；根据一个不同的实施例未示出，支撑层22仅沿着第一表面21A延伸。支撑层22由氧化硅SIO2制成，并且例如是热生长的。备选地，支撑层22是由使用PECVD工艺沉积的氧化硅制成的。支撑层22通过在衬底21的第一表面21A之上延伸而暴露其自身的表面22A。0107然后制造继续在支撑层22的表面22A上形成电接触层32特别是例如N型的多晶硅。根据图17中的实施例，在晶片300。
48、的两面上都形成电接触层32；然而，根据一个不同的实施例，未示出地，仅在支撑层22的表面22A之上形成电接触层32。然后蚀刻在支撑层22的表面22A之上延伸的电接触层32，以从其去除选择的部分，以形成电接触区域34A、34B，类似于图1中的电接触区域4A、4B、或者图11中的电接触区域34。使用等离子干法蚀刻来进行对电接触层32的蚀刻，其选择性地去除多晶硅。0108然后，图18，在支撑层22和电接触区域34A、34B之上形成氧化硅的支撑层35。支撑层35是通过使用LPCVD或PECVD工艺的沉积特别是通过使用PECVD工艺的沉积而形成的。然后减少支撑层35的厚度例如通过化学机械平坦化，CMP，直。
49、至到达电接触区域34A、34B的表面。0109然后，图19，制造继续在支撑层35此处特别地具有蚀刻停止层的功能之上形成保护层25的步骤。保护层25是如上文描述而形成的。特别地，为了有助于保护层25粘说明书CN104053626A129/13页13附，而形成已经参照图7描述并且具有相同功能的氧化硅层37。0110在蚀刻停止层25的形成步骤的结束，对保护层25执行蚀刻步骤以从其中希望在随后的制造步骤中形成地接触端子的区域去除它的选择的部分参见例如已经在图2至图4中参照沟槽9和侧壁13的形成而描述的。可以使用利用BCL3的等离子干法蚀刻，通过掩膜的蚀刻而选择性地去除蚀刻停止层25。0111然后，图20，在保护层25之上形成通过PECVD或TEOS沉积的氧化硅的牺牲层36。通过已知的光刻和蚀刻步骤，例如使用氢氟酸HF，去除在晶片300的表面区域之上的牺牲层36、氧化硅层37、支撑层35和支撑层22的相互重叠的部分而保护层25的保护没有被去除。以这种方式，形成沟槽33，该沟槽33延伸直至其暴露衬底21的表面21A的一部分。沟槽33类似于图16中的沟槽50。0112然后，图21，在牺牲层36和保护层25上执行光刻和蚀刻步骤，以在电接触区域34A、34B处形成沟槽39。因此沟槽39延伸穿过牺牲层36和保护层25，直至暴露电接触区域。