DE10260860A1 - Silicon germanium micro-mechanical layer comprises upper and lower surfaces and doping material whose concentration varies through layer - Google Patents

Silicon germanium micro-mechanical layer comprises upper and lower surfaces and doping material whose concentration varies through layer Download PDF

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Abstract

A layer (10) made of Si1-xGex, where x is 0 and 1, has an upper surface (11) and a lower surface. The layer is provided with a doping material which reduces its pressure and/or tensile forces. The dopant concentration near the bottom (12) of the layer is different to that at the top. The layer is polycrystalline and is formed by heat treating a substrate in a gas atmosphere containing dopant material.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schicht aus Si1–xGex, ein mikromechanisches Bauelement mit einer derartigen Schicht, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung nach den unabhängigen Ansprüchen.The invention relates to a layer of Si 1-x Ge x , a micromechanical component with such a layer, and a method for its production according to the independent claims.

Stand der TechnikState of technology

Aus US 6,210,988 ist ein Verfahren zur Herstellung integrierter mikromechanischer Bauelemente bekannt, wobei auf einer Opferschicht aus Silizium-Germanium (Si1–yGey) eine Funktionsschicht aus Silizium-Germanium (Si1–xGex)erzeugt wird. Dabei weist die Opferschicht einen höheren Germaniumanteil als die Funktionsschicht auf. Weiter ist dort beschrieben, die SiGe-Funktionsschicht über ein LPCVD-Verfahren ("Low Pressure Chemical Vapour Deposition") abzuscheiden. Andere Verfahren wie ein epitaktisches Aufwachsen oder PECVD ("Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition") werden derzeit ebenfalls entwickelt.Out US 6,210,988 A method for producing integrated micromechanical components is known, a functional layer made of silicon germanium (Si 1-x Ge x ) being produced on a sacrificial layer made of silicon germanium (Si 1-y Ge y ). The sacrificial layer has a higher proportion of germanium than the functional layer. It is also described there that the SiGe functional layer is deposited using an LPCVD process ("Low Pressure Chemical Vapor Deposition"). Other methods such as epitaxial growth or PECVD ("Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition") are also currently being developed.

Die Vorteile der LPCVD-Abscheidung liegen in der vergleichsweise niedrigen Abscheidetemperatur der erzeugten polykristallinen SiGe-Schichten, was für eine Backend-Integration wichtig ist.The benefits of LPCVD deposition lie in the comparatively low deposition temperature of the generated polycrystalline SiGe layers, which is important for back-end integration is.

Der entscheidende Nachteil der LPCVD-Schichten liegt in einem ausgeprägten Stressgradienten oder Schichtspannungsgradienten innerhalb der erzeugten SiGe-Schicht. Durch diesen überlagern sich beispielsweise einzelne Antriebsfinger einer Kammstrukturanordnung, die aus der Funktionsschicht heraus strukturiert worden ist, nicht mehr über die vollständige Dicke der Schicht bzw. die gesamte Länge der Finger, so dass deren Funktion nicht mehr gewährleistet ist. Im Extremfall schleift bei zu großem Stressgradienten das aus der Funktionsschicht aus SiGe herausstrukturierte bewegliche mikrome chanische Bauelement sogar auf dem Substrat. Dieser Stressgradient wird vor allem dadurch verursacht, dass die Schichtspannung auf der Unterseite der SiGe-Schicht eine andere ist als auf deren Oberseite, so dass sich insbesondere freitragende SiGe-Schichten oder – Balken teilweise um ein Vielfaches der SiGe-Schichtdicke nach oben verwölben. Andererseits ist es bisher nicht möglich, diesen Schichtspannungsgradienten während der LPCVD-Abscheidung der SiGe-Schicht bereits ausreichend zu reduzieren, ohne die Abscheidetemperaturen über CMOS-kompatible Abscheidetemperaturen hinaus zu erhöhen.The crucial disadvantage of the LPCVD layers lies in a pronounced Stress gradients or layer stress gradients within the generated ones SiGe layer. Overlay this for example, individual drive fingers of a comb structure arrangement, that has been structured out of the functional layer, not more about the complete Thickness of the layer or the entire length of the fingers, so that their Function no longer guaranteed is. In extreme cases, this grinds down if the stress gradient is too great the functional layer made of SiGe structured movable micromechanical Component even on the substrate. This stress gradient is before all caused by the layer tension on the bottom the SiGe layer is different from that on the top side, so that self-supporting SiGe layers or beams partly warp upwards by a multiple of the SiGe layer thickness. on the other hand so far it is not possible this layer voltage gradient during the LPCVD deposition of the SiGe layer can already be reduced sufficiently without the deposition temperatures being CMOS-compatible To increase deposition temperatures.

Alternative Ansätze wie ein sogenanntes "Rapid Thermal Annealing" einer SiGe-Schicht in einer Stickstoffatmosphäre oder die Herstellung einer SiGe-Schicht, welche aus mehreren Lagen mit verschiedenen Germaniumgehalten besteht, wie dies in S.A. Bhave et al., "Poly-SiGe: A high-Q structural material for integrated RF MEMS", Solid-State Sensor and Actuator Workshop, Hilton Head, S.C., June 2002, Seiten 34-37, beschrieben ist, konnten den Stressgradienten ebenfalls nicht entscheidend reduzieren.Alternative approaches such as a so-called "rapid thermal annealing" of a SiGe layer in a nitrogen atmosphere or the production of a SiGe layer, which consists of several layers with different germanium contents, as shown in S.A. Bhave et al., "Poly-SiGe: A high-Q structural material for integrated RF MEMS ", solid state sensor and Actuator Workshop, Hilton Head, S.C., June 2002, pages 34-37 could not significantly reduce the stress gradient either.

Zusammenfassend ist es bisher nicht möglich, SiGe-Schichten, insbesondere in Form von zumindest bereichsweise freitragenden Schichten, freitragenden Membranen oder freitragenden Balken oder Kammstrukturen wie sie in Beschleunigungs- oder Drehratensensoren eingesetzt werden, herzustellen, die eine ausreichend große Sensorfläche und damit auch eine ausreichend hohe Auflösung bieten. Gerade diesen Bereich möchte man aber durch die Integration von Mikromechanik und Mikroelektronik erschließen.In summary, it is not yet possible, SiGe layers, in particular in the form of at least some areas self-supporting layers, self-supporting membranes or self-supporting Bars or comb structures like those used in acceleration or rotation rate sensors are used to produce a sufficiently large sensor area and thus also a sufficiently high resolution Offer. I want this area but one can tap through the integration of micromechanics and microelectronics.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Bereitstellung einer Schicht aus Si1–xGex mit 0 < x < 1 mit einem reduzierten Stressgradienten, so dass insbesondere bei deren Einsatz als zumindest bereichsweise freitragende Schicht oder Struktur eine unerwünschte Verwölbung reduziert oder möglichst ganz unterdrückt werden kann, um diese so bei integrierten mikromechanischen Bauelementen auch mit großer Sensorfläche einsetzbar zu machen.The object of the present invention was to provide a layer of Si 1-x Ge x with 0 <x <1 with a reduced stress gradient, so that, particularly when it is used as a self-supporting layer or structure at least in regions, an undesired warping can be reduced or, if possible, completely suppressed to make them usable with integrated micromechanical components even with a large sensor area.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die erfindungsgemäße Schicht aus Silizium-Germanium (Si1–xGex) hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass sie sich bei Ausbildung in Form einer zumindest bereichsweise freitragenden Schicht, einer Membran, eines freitragenden Balkens oder einer zumindest bereichsweise freitragenden Mikrostruktur gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Silizium-Germanium-Schichten deutlich weniger verwölbt.The layer of silicon germanium (Si 1-x Ge x ) according to the invention has the advantage over the prior art that, when embodied in the form of an at least regionally self-supporting layer, a membrane, a self-supporting beam or an at least regionally self-supporting microstructure Silicon germanium layers known from the prior art are significantly less warped.

Insbesondere wird durch den Unterschied der Dotierstoffkonzentration in einer Umgebung der Unterseite der Schicht gegenüber der Dotierstoffkonzentration in einer Umgebung der Oberseite der Schicht ein unerwünschter Stressgradient in der SiGe-Schicht reduziert bzw. sogar ganz abgebaut.In particular, the difference is the Dopant concentration in an environment of the bottom of the layer across from the dopant concentration in an environment of the top of the layer an undesirable Stress gradient in the SiGe layer reduced or even completely eliminated.

Die Wirkung des Unterschiedes in der Dotierstoffkonzentration zwischen der Oberseite und der Unterseite der Schicht beruht darauf, dass übliche Silizium-Germanium-Schichten auf ihrer bei der Abscheidung die Unterseite bildende Seite eine andere Schichtspannung aufweisen als auf ihrer Oberseite. So liegt in der Regel auf der Unterseite eine Druckspannung vor, während an der Oberseite eine deutlich niedrigere Druckspannung oder sogar eine Zugspannung vorherrscht. Dieser Schichtspannungsunterschied bzw. Spannungsgradient innerhalb der Silizium-Germanium-Schicht bewirkt die Verwölbung bzw. Auslenkung eines einseitig eingespannten Balkens oder die Verbiegung allgemein freitragender Strukturen aus einer derartigen Silizium-Germanium-Schicht.The effect of the difference in the dopant concentration between the top and the bottom the layer is based on that usual Silicon-germanium layers on their side forming the underside during deposition have different layer tension than on their top. So lies usually compressive stress on the underside while on the top a significantly lower compressive stress or even there is a tension. This layer tension difference or voltage gradient within the silicon germanium layer causes the warping or Deflection of a beam clamped on one side or the bending generally self-supporting structures made from such a silicon germanium layer.

Wesentliche Ursache für diesen Spannungsgradienten ist ein ungleichmäßiges Wachstum von Silizium-Germanium-Kristalliten auf dem Substrat bei der Ausbildung der polykristallinen Silizium-Germanium-Schicht und insbesondere eine unterschiedliche SiGe-Kristallitgröße als Funktion der Schichtdicke.The main reason for this voltage gradient is an uneven growth of silicon germanium crystallites on the substrate during the formation of the polycrystalline silicon germani um layer and in particular a different SiGe crystallite size as a function of the layer thickness.

So haben diejenigen Kristallite, die zunächst die Startschicht auf dem Substrat bilden, und die sich später auf der Unterseite der Silizium-Germanium-Schicht befinden, einen kleineren Durchmesser als diejenigen Kristallite, die nachfolgend abgeschieden werden, und die sich insbesondere im Bereich der Schichtoberseite befinden.So those have crystallites the first the Form the starting layer on the substrate, and which later on the bottom of the silicon germanium layer, a smaller one Diameter than those crystallites that are subsequently deposited be, and especially in the area of the top layer are located.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene unterschiedliche Dotierstoffkonzentration in einer Umgebung der Oberseite der Schicht verglichen mit der Dotierstoffkonzentration in der Umgebung der Unterseite der Schicht und insbesondere einen definiert eingestellten Gradienten in der Dotierstoffkonzentration wie eine monoton wachsende oder monoton fallende Dotierstoffkonzentration als Funktion der Schichtdicke kann daher eine gezielte Erhöhung der Druckspannung auf der Oberseite der SiGe-Schicht erreicht, und dadurch der innerhalb der SiGe-Schicht ansonsten vorliegende Spannungsgradient reduziert bzw. ausgeglichen werden.Due to the different provided according to the invention Dopant concentration in an environment of the top of the layer compared to the dopant concentration in the vicinity of the bottom the layer and in particular a defined gradient in the dopant concentration like a monotonously growing or monotonically falling dopant concentration as a function of the layer thickness can therefore be a targeted increase the compressive stress on the top of the SiGe layer is reached, and as a result, the voltage gradient otherwise present within the SiGe layer be reduced or balanced.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen.Advantageous further developments of Invention result from the measures mentioned in the subclaims.

So ist besonders vorteilhaft, wenn als Dotierstoff in die polykristalline Silizium-Germanium-Schicht eingebrachte Fremdatome eingesetzt werden, die sich auf Zwischengitterplätzen oder an Kristallgrenzen befinden, oder die in das Kristallgitter des Si1–xGex integriert sind und darüber dort zu einer lokalen Verspannung führen.It is particularly advantageous if foreign atoms introduced into the polycrystalline silicon germanium layer are used as dopants, which are located on interstitial sites or at crystal boundaries, or which are integrated in the crystal lattice of Si 1-x Ge x and above there to form a local one Lead tension.

Vor allem ist vorteilhaft, wenn man einen Konzentrationsgradienten des Dotierstoffes in der Si1–xGex Schicht erzeugt, der dem zuvor vorhandenen Spannungsgradienten in der SiGe-Schicht entgegenwirkt. Insofern ist es günstig, die höchste Dotierstoffkonzentration nahe der Oberseite der Si1–xGex Schicht vorzusehen, wo die intrinsischen Spannungen am kleinsten sind. Unter der Oberseite ist dabei die Schichtseite zu verstehen, die einer weiteren Schicht oder einem Substrat, auf der sich die Si1–xGex Schicht befindet, abgewandt ist.Above all, it is advantageous if a concentration gradient of the dopant is generated in the Si 1-x Ge x layer, which counteracts the previously existing voltage gradient in the SiGe layer. In this respect, it is favorable to provide the highest dopant concentration near the top of the Si 1-x Ge x layer, where the intrinsic voltages are lowest. The top side is to be understood as the layer side which faces away from a further layer or a substrate on which the Si 1-x Ge x layer is located.

Die Einbringung des Dotierstoffes in die SiGe-Schicht erfolgt bevorzugt im Rahmen einer Wärmebehandlung nach der Abscheidung einer Si1–xGex Ausgangsschicht beispielsweise auf einem Substrat oder einer weiteren Schicht wie einer Opferschicht. Im Rahmen dieser Wärmebehandlung muss einerseits eine ausreichend hohe Temperatur erreicht werden, um eine Diffusion der Dotierstoffatome in der SiGe-Schicht zu ermöglichen, gleichzeitig darf diese Temperatur jedoch nicht derart hoch sein, dass erwünschte CMOS-Eigenschaften beeinträchtigt werden.The dopant is preferably introduced into the SiGe layer as part of a heat treatment after the deposition of an Si 1-x Ge x starting layer, for example on a substrate or a further layer such as a sacrificial layer. In the course of this heat treatment, a sufficiently high temperature must be reached on the one hand to allow diffusion of the dopant atoms in the SiGe layer, but at the same time this temperature must not be so high that desired CMOS properties are impaired.

Als Dotierstoff eignet sich vor allem Bor, Phosphor sowie Sauerstoff. Daneben sind jedoch auch andere, auf Zwischengitterplätze oder Kristallitgrenzen in dem Si1–xGex einbringbare Dotierstoffe geeignet.Boron, phosphorus and oxygen are particularly suitable as dopants. In addition, however, other dopants which can be introduced at interstitial sites or crystallite boundaries in the Si 1-x Ge x are also suitable.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Sauerstoff, da Si1–xGex Schichten vielfach ohnehin bereits eine Dotierung aufweisen, um darüber den elektrischen Widerstand der SiGe-Schicht zu vermindern. Da man zum Erreichen eines möglichst geringen elektrischen Widerstandes die Dotierstoffe dabei meist bis an die Grenze ihrer Löslichkeit in die SiGe-Schicht einbringt, kann man mit einem weiteren Zusatz solcher Dotierstoffe keinen zusätzlichen Dotierstoffgradienten mehr aufbauen, der Druck- und/oder Zugspannungen in der SiGe-Schicht vermindert. Sauerstoff kann hingegen stets zumindest lokal in die oberen Bereiche der SiGe-Schicht eindiffundieren und dort eine Erhöhung der Schichtspannung induzieren. Weiter ist es über die Menge des eindiffundierten Sauerstoffes und die Temperatur besonders einfach möglich, den Spannungsgradienten in der SiGe-Schicht einzustellen. Schließlich führt der Einsatz von Sauerstoff nicht zu Kontaminations- bzw. Umweltproblemen.The use of oxygen is particularly advantageous since Si 1-x Ge x layers often already have a doping in order to reduce the electrical resistance of the SiGe layer. Since the dopants are usually introduced to the limit of their solubility in the SiGe layer in order to achieve the lowest possible electrical resistance, it is no longer possible to build up additional dopant gradients, the compressive and / or tensile stresses in the SiGe, with the addition of such dopants Layer decreased. In contrast, oxygen can always diffuse at least locally into the upper regions of the SiGe layer and induce an increase in the layer tension there. Furthermore, the amount of oxygen diffused in and the temperature make it particularly easy to set the voltage gradient in the SiGe layer. After all, the use of oxygen does not lead to contamination or environmental problems.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt 1 eine Prinzipskizze einer Si1–xGex Schicht im Schnitt und 2 eine Prinzipskizze einer Si1–xGex Schicht auf einer Opferschicht im Schnitt.The invention is explained in more detail with reference to the drawings and in the description below. It shows 1 a schematic diagram of an Si 1-x Ge x layer in section and 2 a schematic diagram of a Si 1-x Ge x layer on a sacrificial layer in section.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung geht von der Herstellung einer Ausgangsschicht 10 aus Si1–xGex mit 0 < x < 1, insbesondere 0,2 < x < 0,8, auf einem Substrat oder einer weiteren Schicht 13 aus. Dazu sei auf US 6,210,988 B1 verwiesen, wo die Herstellung einer solchen Ausgangsschicht 10 aus Si1–xGex mit 0 < x < 1 auf einer Opferschicht 13 aus Si1–yGey mit 0 < y ≤ 1 beschrieben ist. Im hier erläuterten Beispiel wird bevorzugt zunächst analog verfahren.The invention is based on the production of a starting layer 10 Si 1-x Ge x with 0 <x <1, in particular 0.2 <x <0.8, on a substrate or a further layer 13 out. For this, be on US 6,210,988 B1 referenced where the manufacture of such a starting layer 10 Si 1 – x Ge x with 0 <x <1 on a sacrificial layer 13 from Si 1-y Ge y with 0 <y ≤ 1. In the example explained here, the procedure is preferably first analog.

Insbesondere wird in US 6,210,988 B1 eine polykristalline Si1–xGex-Schicht auf polykristallinem Germanium abgeschieden und gegebenenfalls strukturiert, und anschließend die polykristalline Germanium-Schicht unter der Si1–xGex-Schicht zumindest bereichsweise entfernt, so dass man ein bereichsweise freitragendes mikroelektromechanisches Bauelement erhält.In particular, in US 6,210,988 B1 a polycrystalline Si 1-x Ge x layer is deposited on polycrystalline germanium and optionally structured, and then the polycrystalline germanium layer under the Si 1-x Ge x layer is removed at least in regions, so that a self-supporting microelectromechanical component is obtained.

Entsprechend wird auch im hier erläuterten Beispiel die Ausgangsschicht 10 aus Si1–xGex mit 0 < x < 1 zu einem mikroelektromechanischen Bauelement strukturiert. Insbesondere wird ein integriertes mikroelektromechanisches System mit einer Kombination von elektronischen und mikromechanischen Bauelementen wie Resonatoren, Beschleunigungssensorelementen oder Drehratensensorelementen erzeugt, wobei bevorzugt auch eine Leiter bahnebene zur Verbindung der mechanischen Bauelemente mit den elektronischen Bauelementen vorgesehen ist, die sich unter der Opferschicht 13 befindet.The starting layer is correspondingly also in the example explained here 10 structured from Si 1-x Ge x with 0 <x <1 to form a microelectromechanical component. In particular, an integrated microelectromechanical system with a combination of electronic and micromechanical components such as resonators, acceleration sensor elements or rotation rate sensor elements is generated, wherein preferably a conductor track level is provided for connecting the mechanical components with the electronic components, which is located under the sacrificial layer 13 located.

Das mikroelektromechanische Bauelement oder allgemeiner die Ausgangsschicht 10 aus Si1–xGex mit 0 < x < 1, beispielsweise mit x = 0,64, auf dem Substrat 13 gemäß 1 wird danach einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 100°C bis maximal 450°C, insbesondere zwischen 200°C bis 300°C, in einer Gasatmosphäre und/oder Dampfatmosphäre unterzogen. Dabei wird ein Dotierstoff in die Si1–xGex-Schicht 10 derart eingebracht wird, dass die Dotierstoffkonzentration in der Umgebung der Unterseite 12 der Schicht 10 von der Dotierstoffkonzentration in der Umgebung der Oberseite 11 der Schicht 10 verschieden ist.The microelectromechanical component or more generally the starting layer 10 from Si 1-x Ge x with 0 <x <1, for example with x = 0.64, on the substrate 13 according to 1 is then subjected to a heat treatment at a temperature between 100 ° C. to a maximum of 450 ° C., in particular between 200 ° C. to 300 ° C., in a gas atmosphere and / or steam atmosphere. A dopant is placed in the Si 1-x Ge x layer 10 is introduced in such a way that the dopant concentration in the vicinity of the underside 12 the layer 10 of the dopant concentration in the vicinity of the top 11 the layer 10 is different.

Insbesondere wird eine monoton fallende Dotierstoffkonzentration von der Oberseite 11 zu der Unterseite 12 der Schicht 10 eingestellt.In particular, a monotonously falling dopant concentration from the top 11 to the bottom 12 the layer 10 set.

Als Dotierstoff wird bevorzugt Sauerstoff in die Ausgangsschicht aus SiGe-Schicht eingebracht.Oxygen is preferred as the dopant introduced into the starting layer of SiGe layer.

Die Wärmebehandlung erfolgt bevorzugt in einem Ofen unter Atmosphärendruck, um ein möglichst schnelles Eindiffundieren des Sauerstoffes zu ermöglichen. Dabei ist sowohl eine sogenannte Wet-Oxidation, als auch eine sogenannte Dry-Oxidation möglich.The heat treatment is preferred in an oven under atmospheric pressure, to one if possible to enable quick diffusion of oxygen. Both a so-called wet oxidation and a so-called Dry oxidation possible.

Alternativ zu reinem Sauerstoff kann auch Sauerstoff in einem Gasgemisch mit variablem Sauerstoffpartialdruck wie ein O2/N2-Gemisch oder ein O2/Ar-Gemisch eingesetzt werden. Daneben eignen sich auch andere oxidierende Gasatmosphären oder Dampfatmosphären, die bevorzugt mindestens eines der nachfolgenden Gase bzw. mindestens einen der nachfolgenden Dämpfe ausgewählt aus der Gruppe Wasserdampf, H2O2-Dampf, HNO3-Dampf, HNO3/HCl-Dampf, NO2, Ozon, PH3 , NOCl2, CO2 oder COCl2 enthalten oder daraus bestehen.As an alternative to pure oxygen, oxygen can also be used in a gas mixture with variable oxygen partial pressure, such as an O 2 / N 2 mixture or an O 2 / Ar mixture. In addition, other oxidizing gas atmospheres or steam atmospheres are also suitable, which preferably select at least one of the following gases or at least one of the following vapors selected from the group consisting of water vapor, H 2 O 2 vapor, HNO 3 vapor, HNO 3 / HCl vapor, NO 2 , or contain ozone, PH 3 , NOCl 2 , CO 2 or COCl 2 .

Generell kann die erläuterte Wärmebehandlung zwischen einigen Minuten und einigen Stunden andauern, was unter anderem von der Schichtdicke und dem Spannungsgradienten in der Ausgangsschicht vor der Wärmebehandlung abhängig ist. Die Temperatur, der die Ausgangsschicht 10 während der Wärmebehandlung ausgesetzt ist, ist einerseits so niedrig zu wählen, dass eine vorgesehene elektronische Schaltung auf oder in einer Um gebung der Si1–xGex-Schicht nicht zerstört wird, andererseits aber so hoch, dass eine ausreichende Diffusion des Dotierstoffes wie Sauerstoff gegeben ist. Für viele Elektronikprozesse und insbesondere CMOS-kompatible Prozesse beträgt diese maximale Temperatur 450°C.In general, the heat treatment explained can last between a few minutes and a few hours, which depends, among other things, on the layer thickness and the stress gradient in the starting layer before the heat treatment. The temperature of the starting layer 10 during the heat treatment is to be chosen on the one hand so low that an electronic circuit provided on or in an environment of the Si 1-x Ge x layer is not destroyed, but on the other hand so high that there is sufficient diffusion of the dopant such as oxygen given is. For many electronic processes and especially CMOS compatible processes, this maximum temperature is 450 ° C.

Nach Abschluss der Wärmebehandlung ist die Sauerstoffkonzentration im Bereich der Oberseite 11 der Schicht 10 größer als im Bereich der Unterseite 12, so dass eine durch den Sauerstoff zusätzlich in die Schicht 10 eingebrachte Spannung zuvor darin vorhandenen Spannungsgradienten durch Druck- und/oder Zugspannungen entgegenwirkt. Dadurch wird eine Verbiegung der Schicht 10, insbesondere in einem freitragenden Bereich, deutlich reduziert bzw. vermindert.After the heat treatment is complete, the oxygen concentration is in the top area 11 the layer 10 larger than in the area of the bottom 12 so that one through the oxygen additionally into the layer 10 introduced tension counteracts previously existing tension gradients by compressive and / or tensile stresses. This will cause the layer to bend 10 , in particular in a cantilevered area, significantly reduced or reduced.

Claims (14)

Schicht aus Si1–xGex mit 0 < x < 1 mit einer Oberseite (11) und einer Unterseite (12), wobei die Schicht (10) zumindest bereichsweise mit einem Druck- und/oder Zugspannungen in der Schicht (10) verringernden Dotierstoffversehen ist, und wobei die Dotierstoffkonzentration in einer Umgebung der Unterseite (12) der Schicht (10) von der Dotierstoffkonzentration in einer Umgebung der Oberseite (11) der Schicht (10) verschieden ist.Layer of Si 1-x Ge x with 0 <x <1 with an upper side ( 11 ) and a bottom ( 12 ), the layer ( 10 ) at least in some areas with compressive and / or tensile stresses in the layer ( 10 ) reducing dopant is provided, and wherein the dopant concentration in a vicinity of the underside ( 12 ) the layer ( 10 ) of the dopant concentration in an environment of the top ( 11 ) the layer ( 10 ) is different. Schicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schicht (10) ein Gradient in der Dotierstoffkonzentration, insbesondere eine monoton wachsende oder fallende Dotierstoffkonzentration, zwischen Oberseite (11) und Unterseite (12), vorliegt.Layer according to claim 1, characterized in that in the layer ( 10 ) a gradient in the dopant concentration, in particular a monotonously increasing or falling dopant concentration, between the upper side ( 11 ) and bottom ( 12 ). Schicht nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (10) eine zumindest bereichsweise freitragende Schicht, insbesondere eine zumindest bereichsweise freitragende Membran, ein zumindest bereichsweise freitragender Balken oder eine zumindest bereichsweise freitragende Mikrostruktur, ist.Layer according to one of the preceding claims, characterized in that the layer ( 10 ) is an at least partially self-supporting layer, in particular an at least partially self-supporting membrane, an at least partially self-supporting beam or an at least partially self-supporting microstructure. Schicht nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Si1–xGex polykristallin ist.Layer according to one of the preceding claims, characterized in that the Si 1-x Ge x is polycrystalline. Schicht nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dotierstoff Bor, Phosphor, Sauerstoff oder ein anderer, auf Zwischengitterplätzen und/oder Kristallitgrenzen in dem Si1–xGex einbringbarer Stoff ist.Layer according to one of the preceding claims, characterized in that the dopant is boron, phosphorus, oxygen or another substance which can be introduced at interstitial sites and / or crystallite boundaries in the Si 1-x Ge x . Schicht nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (10) eine Funktionsschicht mit darin angelegten mikromechanischen Strukturen oder Bauelementen ist.Layer according to one of the preceding claims, characterized in that the layer ( 10 ) is a functional layer with micromechanical structures or components created therein. Schicht nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (10) auf einer weiteren Schicht (13), insbesondere einer Opferschicht, angeordnet ist.Layer according to one of the preceding claims, characterized in that the layer ( 10 ) on another layer ( 13 ), in particular a sacrificial layer, is arranged. Schicht nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Schicht (13) eine Schicht aus Si1–yGey mit 0 < y ≤ 1, insbesondere eine Schicht aus Germanium, ist, und dass y größer x ist.Layer according to claim 7, characterized in that the further layer ( 13 ) is a layer of Si 1-y Ge y with 0 <y ≤ 1, in particular a layer of germanium, and that y is greater than x. Schicht nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der der weiteren Schicht (13) abgewandte Bereich der Oberseite (11) der Schicht (10) eine größere Dotierstoffkonzentration aufweist als der der weiteren Schicht (10) zugewandte Bereich der Unterseite (12) der Schicht (10).Layer according to claim 7 or 8, characterized in that that of the further layer ( 13 ) opposite area of the upper side ( 11 ) the layer ( 10 ) has a greater dopant concentration than that of the further layer ( 10 ) facing area of the bottom ( 12 ) the layer ( 10 ). Mikromechanisches Bauelement mit einer Schicht (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.Micromechanical component with one layer ( 10 ) according to one of the preceding claims che. Verfahren zur Herstellung einer Schicht aus Si1–xGex mit 0 < x < 1 nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgangsschicht aus Si1–xGex mit 0 < x < 1 auf einem Substrat oder der weiteren Schicht (13) erzeugt wird, und dass eine Wärmebehandlung der Ausgangsschicht in einer den Dotierstoff enthaltenden und/oder einer den Dotierstoff in der Ausgangsschicht freisetzenden Gasatmosphäre und/oder Dampfatmosphäre vorgenommen wird, durch die die Ausgangsschicht in die Schicht (10) überführt wird.Method for producing a layer of Si 1-x Ge x with 0 <x <1 according to one of the preceding claims, characterized in that an initial layer of Si 1-x Gex with 0 <x <1 on a substrate or the further layer ( 13 ) is generated, and that a heat treatment of the starting layer is carried out in a gas atmosphere and / or a steam atmosphere containing the dopant and / or releasing the dopant in the starting layer, through which the starting layer enters the layer ( 10 ) is transferred. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Gasatmosphäre und/oder Dampfatmosphäre eine Sauerstoffatmosphäre oder eine Sauerstoff enthaltende Gas- oder Dampfatmosphäre eingesetzt wird.A method according to claim 11, characterized in that as a gas atmosphere and / or steam atmosphere an oxygen atmosphere or an oxygen-containing gas or steam atmosphere is used becomes. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein O2/N2-Gemisch, ein O2/Ar-Gemisch, PH3, Wasserdampf, H2O2-Dampf, HNO3-Dampf, ein HNO3/HCl-Dampf NO2, Ozon, NOCl2, CO, oder COCl2 eingesetzt wird.A method according to claim 12, characterized in that an O 2 / N 2 mixture, an O 2 / Ar mixture, PH 3 , water vapor, H 2 O 2 vapor, HNO 3 vapor, an HNO 3 / HCl vapor NO 2 , ozone, NOCl 2 , CO, or COCl 2 is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsschicht während der Wärmebehandlung maximal auf eine Temperatur von 450°C aufgeheizt wird.Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that that the starting layer during the heat treatment is heated to a maximum of 450 ° C.
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