202647. lajstromszámú szabadalom • Eljárás háromdimenzióban strukturált szilicium egykristály membránok kialakítására, valamint háromdimenzióban struktúrált szilícium egykristály membrán
3 HU 202 647 B 4 melyen az ismert és a találmány szerinti eljárás és berendezés példakénti kiviteli alakjait tüntettük fel. A rajzon az 1. ábra az ismert marást megállító réteggel ellátott szilíciumszelet; a 2. ábra az ismert szilíciumszeleten kialakított marási maszk; a 3. ábra az ismert szilíciumszelet a síkmembránnal; a 4. ábra a találmány szerinti védőrétegből kialakított marási maszk; az 5. ábra a találmány szerinti formált felületű szilíciumszelet; a 6. ábra a találmány szerinti marást megállító réteg; a 7. ábra a találmány szerinti marási maszk; a 8. ábra a találmány szerinti háromdimenzióban struktúráit membrán. Az ismerLeljárást az 1-3. ábrák alapján ismertetjük, melyeknél az 1. ábra a marást megállító réteggel ellátott szilíciumszeletet, a 2. ábra a szilíciumszeleten kialakított marási maszkot, a 3. ábra pedig magát a síkmembránnal ellátott szilíciumszeletet mutatja. Az eljárás során a 11 szilíciumszelet egyik oldalán adalékanyagok diffúziójával, ionimplantálásával vagy szennyezett szilícium epitaxiális növesztésével - az alkalmazott marási módnak megfelelő -12 marást megállító réteget hozunk létre. A 11 szilíciumszelet másik oldalán 13 marási maszkot alakítunk ki. Ezután all szilíciumszelctet koncentrációfüggő marószerben maratva kialakítjuk a 14 sík membránt. A találmány szerinti eljárást a 4-8. ábrák alapján ismertetjük, melyeknél a 4. ábra a védőrétegből kialakított marási maszkot, az 5. ábra a formált felületű szilíciumszeletet, a 6. ábra a marást megállító réteget, a 7. ábra a marási maszkot, a 8. ábra pedig magát a háromdimenzióban struktúráit membránt mutatja Az eljárás során a 11 szilíciumszelet egyik oldalán, az alkalmazandó marási technikának megfelelő védőrétegből kialakítjuk a 13 marási maszkot Ezután a szilíciumszelet felületét valamilyen módon formáljuk (megmarjuk). A 11 szilíciumszelet előzőleg így megmait oldalán adalékanyagok diffúziójával, ionimplantálásával vagy szennyezett szilícium epitaxiális növesztésével - az alkalmazott marási módnak megfelelő - 12 marást megállító réteget hozunk létre. A 11 szilíciumszelet másik oldalán 13 marási maszkot alakítunk ki. Ezt követően all szilíciumszeletet koncentrációfüggő marási sebességű marószerben maratva kialakítjuk a 15 térmembránt A találmány szerinti eljárás során a már ismertetett koncentrációfüggő marási sebességű marószerek és a nekik megfelelő marási módok bármelyikét alkalmazzuk, azzal az alapvető külünbséggel, hogy a marást megállító réteget egy előzetesen tetszőleges módon, és a kívánt alakúra formált felületen hozzuk létre, így ugyanis a kialakuló membrán háromdimenzióban tetszőlegesen struktúráit lesz. Az ismert szilícium egykristály membránt a 3. ábra alapján ismertetjük. A szilícium egykristály membránnak egyetlen kristály tömbből kialakított összetartozó 14 sík membránja és a 11 szilíciumszeletből kialakított tartóteste van. Mint korábban említettük, a megállító réteg kialakítása után, de a koncentrációfüggő marás előtt, kevésbé szennyezett szilíciumréteget szokás növeszteni epitaxiálisan a szilíciumszeletre. Ebben a rétegben áramköri elemeket (ellenállás, tranzisztor) tudunk kialakítani, általában még a koncentrációfüggő marás előtt. Ezen áramköri elemek karakterisztikája jelentősen függ a membránban ébredő feszültségtől. Mivel a membránban számos külső tényező hatására ébredhet feszültség, ezért az így - áramköri elemekkel - kialakított membrán számos külső paraméter mérésére alkalmas lehet, de működését a fentebb említett működési korlátok (feszültségeloszlás szabályozhatatlansága, a kismértékű deformációképesség) limitálják. A találmány szerinti háromdimenzióban struktúráit szilícium egykristály membránt a 8. ábra alapján ismertetjük, amely az ismert szilícium egykristály síkmembrántól abban tér el, hogy a síkmembránnak azzal kóstál ytanilag összefüggő, a síkmembránnal 0-nál nagyobb és 180 foknál kisebb szöget bezáró 15 térmembránja(i) van(nak). Az így létrehozott membrán-struktúrát az ismertnél leírt módon epitaxiális réteggel és áramköri elemekkel láthatunk el, így ugyanazon működési elven, ugyanazon funkciókat töltheti be, azzal a lényeges különbséggel, hogy a membránrész - struktúrájától függően, de mindenképpen jelentős mértékű - deformációra képes, illetve a marási maszk tervezésével a membránban indukálódó feszültséget az általunk kiválasztott membránterületre tudjuk koncentrálni. Ez a működési korlátokat kiszélesíti, és a felhasználás új területeit nyitja meg. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás háromdimenzióban struktúráit szilícium egykristály membránok kialakítására, melynek során (100) vagy (110) orientációjú szilícium egykristály szelet egyik oldalán adalékanyagok diffúziójával, ionimplantálásával vagy szennyezett szilícium epitaxiális növesztésével marást megállító réteget hozunk létre, és a másik oldalról koncentrációfüggő marási sebességű marószerrel maratjuk a szilíciumszeletet mindaddig, amíg a marószer marási frontja eléri a korábban létrehozott marást megállító réteget, azzal jellemezve, hogy a marást megállító réteg kialakítása előtt fizikai, fizikokémiai vagy kémiai felületformálási eljárással stniktúráljuk a szilícium felületét, és a marást megállító réteget ezen az előzetesen formált felületen hozzuk létre. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fizikai felületformálás során mechanikai rétegeltávolítást végzünk, előnyösen fúrást 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fizikai felületformálás során elektromos rétegeltávolítást végzünk, előnyösen szikraforgácsolást. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fizikokémiai felületformálás során a felületet anódikus oldással alakítjuk ki. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kémiai felületformálás során nedves marást alkalmazunk, előnyösen például hidrogénfluorid oldatban. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kémiai felületformálás során száraz marást alkalmazunk, előnyösen plazmamarást. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a marást megállító réteget P-típusú szennyező anyag, előnyösen bór adalékolásával állítjuk elő. 8. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
