(参见图1e))的引导结构3。该结构最好利用腐蚀工艺实现，腐蚀工艺在氧化层Ib上停止。
[0034]如同由图1b)看到的那样，在腐蚀步骤以后形成结构的单晶硅层Ic的顶面O通过催化层2覆盖，而形成结构的单晶多硅层Ic的结构部位3a至3e的侧面F未被催化层覆盖。
[0035]继续参照图lc，在形成结构的单晶多硅层Ic上通过位于顶面O上的催化层2淀积另一氧化层5。
[0036]在接着的、在图1d)中示出的工艺步骤中，通过干燥腐蚀过程实现氧化层5的干燥式再腐蚀，由此在结构部位3a至3e的侧面上产生由氧化物组成的间隔垫5’。
[0037]氧化间隔垫5’负责在以后的生长过程时形成忠实于结构的成像，因为它们防止例如液相由于毛细效应在凸角里面收缩。但是它们根据所使用的淀积工艺和材料尤其可以去掉。
[0038]然后参照图le)，利用催化层2在反应气体氛围中在形成结构的单晶硅层Ic的结构部位3a至3e的顶面O上实现选择性的生长过程，由此实现结构部位3a至3e的高度生长并且基本没有宽度生长。由此由单晶硅在氧化层Ib上面和催化层2下面构成微机械功能层3’，具有结构部位3a’至3e’。
[0039]在执行选择性生长工艺时，最好使用以高于600°C温度的含硅烷的气体氛围(例如具有二氯硅烷)。在侧面F上没有硅生长这个事实是因为，在侧面F上构成在淀积工艺与腐蚀工艺之间的热力学平衡。
[0040]完全与晶面对称地实现结构侧面的VLS或VSS生长。S卩，通过VLS或VSS方法生长的结构的顶面和相关的侧面定向于在热力学上有利的晶体表面上。因此通过VLS或VSS方法生长的结构的两个侧面角度之间的误取向以良好的近似直接通过启动层的误取向以单晶硅层lc的形式给出。
[0041]最后参照图lf)，例如利用HF气相腐蚀实现牺牲层腐蚀，用于分部位地去掉作为牺牲层的氧化层lb，由此使结构部位3a’，3b’，3c’和3d’在第一硅层la上是活动的，而结构部位3e’通过氧化层lb的保留的部分与第一硅层la作为锚接保持连接。这样构成的微机械的功能层3’例如是锚接的弹簧结构作为惯性传感器、尤其(旋转)速率传感器的组成部分。
[0042]关于催化层2要指出，如同在本实施例中示出的那样，这个催化层可以选择利用离子射线腐蚀或等离子腐蚀去掉。但是也可以给出应用，在这些应用中催化层2可以保留在微机械的功能层3’上。
[0043]图2a)_f)示出示意横剖面图，用于解释按照本发明第二实施例的微机械的元件和相应的加工方法。
[0044]在第二实施例中与第一实施例不同，首先使单晶硅层lc在腐蚀工艺中在没有位于引导结构上面的催化层2的引导结构3的结构部位3a至3e里面形成结构，如同在图2a)中所示的那样。
[0045]接着参照图2b)，在结构部位3a至3e中形成结构的单晶硅层lc上淀积另一氧化层5o
[0046]通过有针对性的再腐蚀氧化层5在结构部位3a至3e的侧面F上产生由氧化物组成的间隔垫5’，而顶面0保持不被间隔垫遮盖，如同在图2c)中所示的那样。
[0047]如同还参照图2d)那样，接着在形成结构的具有间隔垫5’的单晶硅层lc上通过淀积催化金属在相应的温度下形成催化层2，其中催化层2与外露的顶面0反应，但是不与由氧化物组成的间隔垫5’或氧化层lb反应。由此在未示出的另一工艺步骤中未反应的催化层部分有选择地从间隔垫5’和氧化层lb去掉，这导致与图lb)类似的工艺状态。
[0048]如图2e)所示，与第一实施例类似地实现选择性生长过程，用于由具有结构部位3a至3e的单晶硅层lc形成微机械的功能层3’。
[0049]在本实施例中同样与上面的第一实施例类似地进行牺牲层腐蚀，但是在微机械的功能层3’上保留催化层2。因此催化层2或者为了减小电阻和/或作为共晶的复合金属层用于在微机械的功能层3’上的传感器罩。
[0050]尽管利用优选的实施例在前面已经完全描述过本发明，但是不局限于此，而是可以通过多种方式和方法改型。
[0051]尤其所给出的材料和结构只是示例性的并且不受此局限。
[0052]如上所述，按照本发明的方法适合于，尤其用于在具有小于0.5°的非对称性的MEMS元件中表示在横截面中对称的结构、尤其弹簧结构。这些结构尤其在用于加工惯性传感器、尤其是旋转速率传感器的方法中使用。但是一般可以在任意的微机械功能结构上应用。
【主权项】
1.一种用于微机械元件的加工方法，具有步骤: 制备一衬底(1)，具有在结构部位(3a_3e)露出的启动层(lc)，其中所述结构部位(3a-3e)具有顶面(O)和侧向的侧面(F)，其中在顶面(O)上设有催化层(2)，它适合于，促进形成结构的单晶启动层(Ic)的顶面(O)的硅生长，并且在侧面(F)上没有催化层(2);并且在外露的启动层(Ic)的顶面(O)上利用催化层(2)在反应气体氛围中执行选择性生长工艺，用于构成微机械的功能层(3 ’)。2.如权利要求1所述的加工方法，其中，所述启动层(I)是单晶的并且最好由单晶硅组成。3.如权利要求1或2所述的加工方法，其中，所述顶面(O)与相对于低指示的晶体面、尤其是(111)-面，具有小于0.5°的倾斜。4.如权利要求1所述的加工方法，其中，所述衬底(I)是SOI衬底，具有第一硅层(la)、氧化层(Ib)和启动层(Ic)。5.如上述权利要求中任一项所述的加工方法，其中，所述顶面(O)基本平面地延伸，并且所述侧面(F)基本垂直于顶面(O)延伸。6.如上述权利要求中任一项所述的加工方法，其中，所述启动层(Ic)和催化层(2)首先不形成结构地相互设置在对方上，并且接着通过腐蚀工艺共同形成结构。7.如权利要求1至5中任一项所述的加工方法，其中，所述启动层(Ic)首先没有催化层(2)地形成结构，并且接着在顶面(O)上形成催化层(2)并形成结构。8.如上述权利要求中任一项所述的加工方法，其中，在侧面(F)上在执行选择性生长工艺之前形成间隔垫(5’)。9.如上述权利要求中任一项所述的加工方法，其中，所述催化层(2)由元素周期表中第四至第十五主族元素中的一个元素形成。10.如权利要求7所述的加工方法，其中，在侧面(F)上在形成催化层(2)之前形成间隔垫(5’)，在其上接着淀积催化层(2)，其中该催化层(2)与顶面(O)反应并且不与间隔垫(5’)反应，并且不反应的催化层(2)部分最终有选择地从间隔垫(5’)去除。11.如上述权利要求中任一项所述的加工方法，其中，在执行有选择生长工艺时使用含硅烷的气体氛围，尤其在大于60°C的温度下。12.如上述权利要求中任一项所述的加工方法，其中，所述微机械的功能层(3)通过牺牲性腐蚀步骤下腐蚀。13.如上述权利要求中任一项所述的加工方法，其中，所述催化层(2)在执行选择性生长工艺以后去除。14.微机械元件，具有从结构部位(3a - 3 e )露出的启动层(I c )，其中所述结构部位(3a-3e )具有顶面(O)和侧向的侧面(F)，它们通过微机械功能层(3 ’)的选择性生长工艺形成，通过选择性生长工艺实现启动层(Ic)的高度生长和基本没有宽度生长。15.如权利要求14所述的微机械元件，其中所述功能层(3’)是惯性传感器、尤其是旋转速率传感器的组成部分。
【专利摘要】本发明涉及一种用于微机械元件的加工方法和相应的微机械元件。该加工方法包括步骤：制备一衬底（1），具有在结构部位（3a-3e）露出的启动层（1c），其中所述结构部位（3a-3e）具有顶面（O）和侧向的侧面（F），其中在顶面（O）上设有催化层（2），它适合于，促进形成结构的单晶启动层（1c）的外露顶面（O）的硅生长，并且在侧面（F）上没有催化层（2）；并且在单晶启动层（1c）的顶面（O）上利用催化层（2）在反应气体氛围中执行选择性生长工艺，用于构成微机械的功能层（3’）。
【IPC分类】B81C1/00
【公开号】CN105050941
【申请号】CN201480014120
【发明人】F.霍伊克, C.舍林
【申请人】罗伯特·博世有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2014年3月12日
【公告号】DE102013204475A1, WO2014140120A1