DE19955287A1 - Process for depositing thin layers of doped polycrystalline silicon used in the production of piezoelectric devices comprises subjecting a heated substrate to a vacuum atmosphere containing silicon and a doping material - Google Patents

Abstract

Process for depositing thin layers of doped polycrystalline silicon comprises subjecting a heated substrate to a vacuum reactor containing an atmosphere containing silicon and a doping material. The polycrystalline silicon is produced by ion-supported vaporization at substrate temperatures of at least 200[deg] C. Preferred Features: Deposition is carried out at 200-620[deg] C. The doping material is gallium, phosphorus, arsenic or antimony. The ratio of silicon to doping material is more than 100: 0.001.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden dünner Schichten aus dotiertem polykristallinem Silicium (im folgenden "poly-Si") für piezoresistive Anordnungen, wobei ein auf eine festgelegte Temperatur erhitztes Substrat in einem Vakuum­ reaktor einer Silicium und einen Dotierungsstoff enthaltenden Atmosphäre ausgesetzt wird.The invention relates to a method for depositing thinner Doped polycrystalline silicon layers (hereinafter "poly-Si") for piezoresistive arrangements, one on one set temperature heated substrate in a vacuum reactor containing silicon and a dopant Atmosphere is exposed.

Schichten der genannten Art werden vorteilhaft in Dehnungsmess­ streifen (DMS) eingesetzt. Solche DMS werden zum Beispiel bei Drucksensoren in Form einer Wheatstonebrücke angeordnet, um eine hohe Empfindlichkeit und geringe Temperaturabhängigkeit des Bauelements zu erzielen. Das poly-Si ist dabei hochdotiert, um die Temperaturabhängigkeit der Eingangsimpedanz der Brücke zu minimieren. Als Hochdrucksensoren eingesetzte DMS haben ein Substrat aus Edelstahl, auf dem das poly-Si - üblicherweise durch eine Isolatorschicht von ihm getrennt - aufgebracht ist.Layers of the type mentioned are advantageously used in strain gauges strips (DMS) used. Such strain gauges are used for example at Pressure sensors arranged in the form of a Wheatstone bridge high sensitivity and low temperature dependence to achieve the component. The poly-Si is highly doped, the temperature dependence of the input impedance of the bridge to minimize. Strain gauges used as high pressure sensors have a Stainless steel substrate on which the poly-Si - usually separated from it by an insulator layer.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist in dem US-Patent 4,657,775 offenbart. Es handelt sich dabei um ein PECVD-Verfah­ ren, bei welchem ein Edelstahlsubstrat, welches auf Temperatu­ ren oberhalb 400°C erhitzt ist, einem in einer Monosilan (im folgenden "SiH₄") und Borhydrid (im folgenden "B₂H₆") enthal­ tenden Plasma ausgesetzt wird. Bei dem bekannten Verfahren wird die Kristallinität der aufgebrachten Schicht durch den Einsatz des B₂H₆ als Dotierungsstoff und durch die relativ hohe Substrattemperatur erreicht. Bevorzugt liegt die Plasmafrequenz bei 13,56 MHz und die Substrattemperatur bei 550°C. Bei dieser Temperatur ist die thermische Belastung des Edelstahlsubstrats schon beachtlich hoch. Bei der relativ hohen Substrattemperatur liegt zwar die Abscheidungsgeschwindigkeit in einem brauchbaren Rahmen, aber das Aufheizen der Substrate dauert relativ lang, was die Prozessdurchlaufzeit unerwünscht verlängert. Bei dem bekannten Verfahren ist darüber hinaus die Homogenität der Dotierung nicht optimal, was insbesondere auf eine ungewollte temperaturabhängige Abscheidung von Bor zurückzuführen ist. Es kommt hinzu, dass sich durch die relativ hohe Substrattempera­ tur ein Wärmegradient zwischen der Mitte der Schicht und den Rändern einstellt, der absolut gesehen höher ist als bei niedrigeren Temperaturen. Dieser Gradient verursacht verschie­ denartige Inhomogenitäten: bei der elektrischen Aktivität des Dotierungsstoffs, bei der Dotierungskonzentration und den Kristallitgrößen. Diese Inhomogenitäten haben letztlich zur Folge, dass die Reproduzierbarkeit des Verfahrens nicht optimal ist und dass die Wheatstonebrücke verstimmt ist, was die Genauigkeit der Verformungsmessung beeinträchtigt.A method of the type mentioned in the opening paragraph is disclosed in US Pat. No. 4,657,775. It is a PECVD process in which a stainless steel substrate which is heated to temperatures above 400 ° C, in a monosilane (hereinafter "SiH ₄ ") and borohydride (hereinafter "B ₂ H ₆ " ) containing plasma is exposed. In the known method, the crystallinity of the applied layer is achieved by using the B ₂ H ₆ as a dopant and by the relatively high substrate temperature. The plasma frequency is preferably 13.56 MHz and the substrate temperature is 550 ° C. At this temperature, the thermal load on the stainless steel substrate is already remarkably high. With the relatively high substrate temperature, the deposition rate is within a reasonable range, but the heating of the substrates takes a relatively long time, which undesirably increases the process throughput time. In the known method, moreover, the homogeneity of the doping is not optimal, which is due in particular to an unwanted temperature-dependent deposition of boron. In addition, the relatively high substrate temperature creates a thermal gradient between the middle of the layer and the edges, which is higher in absolute terms than at lower temperatures. This gradient causes various inhomogeneities: in the electrical activity of the dopant, in the doping concentration and in the crystallite sizes. Ultimately, these inhomogeneities mean that the reproducibility of the method is not optimal and that the Wheatstone bridge is out of tune, which impairs the accuracy of the deformation measurement.

Die Erfindung und ihre VorteileThe invention and its advantages

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von Schichten aus dotiertem Silicium für piezoresistive Anord­ nungen mit möglichst kurzer Prozessdurchlaufzeit anzugeben, bei dem die genannten, beim Verfahren des US-Patents erzeugten Schichtinhomogenitäten praktisch nicht auftreten.It is the object of the invention to produce a method of layers of doped silicon for piezoresistive arrangement stating the shortest possible process throughput times at which the mentioned, generated in the process of the US patent Layer inhomogeneities practically do not occur.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Das verdampfte Silicium wird in der Ionisationsstufe ionisiert und dann mit einigen eV auf die Substratoberfläche beschleunigt. Durch die kinetische Energie der Ionen kommt es zu einer lokalen Erwärmung der nahen Oberflächenbereiche und somit zu einer erhöhten Mobilität der auf der Oberfläche abge­ schiedenen Siliciumatome. Der lokale Energieeintrag bewirkt zum Teil auch eine Festphasenkristallisation amorpher Bereiche. Die genannten Wirkungen ermöglichen kristallines Wachstum auch bei so niedrigen Substrattemperaturen wie 200°C (bei noch tieferen Temperaturen ist das kristalline Wachstum nicht mehr so ausgeprägt). Die Schichtinhomogenitäten sind deshalb - auch bei Temperaturen < 400°C - wesentlich vermindert, weil B₂H₆ bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht als Dotierungsmaterial angewendet wird und weil die Erwärmung des Substrats nicht nur von der Rückseite her erfolgt, wobei die Wärmezufuhr ungleich­ mäßig ist (s. o.), sondern auch durch die wesentlich gleichmäßi­ gere Erwärmung durch das aufgedampfte Material von der Vorderseite her. Niedrige Substrattemperaturen (< 400°C) haben gegenüber höheren die zusätzlichen Vorteile, dass die durch Rückseitenbeheizung bedingten Temperaturunterschiede auf der Substratoberfläche bei niedrigeren Temperaturen absolut geringer sind und dass die Aufheizzeit kürzer ist. Die Vermin­ derung der Abscheidungsgeschwindigkeit durch ein Erniedrigung der Substrattemperatur ist deshalb nicht so kritisch, weil bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Substrattemperatur für die Abscheidungsgeschwindigkeit ohnehin nicht sehr bestimmend ist (sondern die Menge des auftreffenden Materials), und weil die Abscheidungsgeschwindigkeit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren (bei 450°C) etwa um einen Faktor < 25 höher ist als bei dem Verfahren des US-Patents. Die Abscheidung bei Substrattempera­ turen < 400°C ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch möglich. Vorteile hierbei sind, daß größere Kristallite erzeugt werden können, und daß generell eine Flexibilität gewonnen wird, welche es erleichtert, das Verfahren an bestimmte Rahmenbedingungen anzupassen. Durch die Temperaturerhöhung wird sich aus den oben angeführten Gründen die Abscheidungsgeschwin­ digkeit nicht wesentlich ändern. Eine Verstärkung der Inhomo­ genitäten wird bei höheren Substrattemperaturen eintreten, sie werden sich aber aus den oben ebenfalls angeführten Gründen nicht stark auswirken. In Kauf genommen werden muß bei höheren Substrattemperaturen, dass sich die Aufheizzeit gegenüber niedrigeren Temperaturen verlängert, wobei allerdings zu berücksichtigen ist (was aber auch bei niedrigeren Temperaturen zutrifft), dass mit der Widerstandsbeheizung nicht auf die Substrattemperatur aufgeheizt werden muß, sondern, weil ein Teil der Erwärmung durch das aufgedampfte Material erfolgt, nur auf eine beachtlich unter dieser liegenden Temperatur, und dass, wenn der Reaktor gereinigt werden muß, die Zeit länger ist, um den Reaktor auf Raumtemperatur abzukühlen und nach der Reinigung wieder auf die Prozesstemperatur aufzuheizen, als wenn bei niedrigeren Temperaturen gearbeitet wird.This object is achieved with a method of the type mentioned at the outset with the features of the characterizing part of claim 1. The vaporized silicon is ionized in the ionization stage and then accelerated to the substrate surface with a few eV. The kinetic energy of the ions leads to local heating of the nearby surface areas and thus to increased mobility of the silicon atoms deposited on the surface. The local energy input also partially causes solid-phase crystallization of amorphous areas. The effects mentioned enable crystalline growth even at substrate temperatures as low as 200 ° C (at even lower temperatures, the crystalline growth is no longer as pronounced). The layer inhomogeneities are therefore significantly reduced, even at temperatures <400 ° C., because B ₂ H _{6 is} not used as a doping material in the process according to the invention and because the heating of the substrate does not only take place from the rear, the heat supply being uneven (see above), but also due to the much more even heating caused by the vapor-deposited material from the front. Low substrate temperatures (<400 ° C) have the additional advantages over higher ones that the temperature differences on the substrate surface caused by back heating are absolutely lower at lower temperatures and that the heating-up time is shorter. The reduction of the deposition rate by lowering the substrate temperature is not so critical because in the method according to the invention the substrate temperature is not very determining for the deposition rate anyway (but the amount of material hitting), and because the deposition rate in the method according to the invention (at 450 ° C) is about a factor <25 higher than in the method of the US patent. Deposition at substrate temperatures <400 ° C is also possible with the inventive method. The advantages here are that larger crystallites can be produced and that flexibility is generally gained which makes it easier to adapt the process to certain general conditions. Due to the temperature increase, the deposition speed will not change significantly for the reasons stated above. An increase in inhomogeneities will occur at higher substrate temperatures, but they will not have a strong impact for the reasons also mentioned above. In the case of higher substrate temperatures, it must be accepted that the heating-up time is longer than that of lower temperatures.However, it must be taken into account (which is also true at lower temperatures) that resistance heating does not have to be used to heat up to the substrate temperature, but because part of it the heating by the evaporated material takes place only to a temperature considerably below this, and that, if the reactor has to be cleaned, the time is longer in order to cool the reactor to room temperature and to heat it up again to the process temperature after cleaning than if working at lower temperatures.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es also, in vorteilhaf­ ter Weise bei relativ niedrigen Temperaturen poly-Si abzuschei­ den, aber, wenn es aus irgendwelchen Gründen günstiger ist, auch bei den höheren Substrattemperaturen des bekannten Vefahrens zu arbeiten. Das Verfahren der ionenunterstützten Verdampfung ist im Prinzip zur Herstellung von Solarzellen bekannt, nicht aber zur Herstellung von Schichten für piezore­ sistive Anwendungen, insbesondere nicht von dabei eingesetzten Schichten, die weitgehend frei von Inhomogenitäten sind, wie sie bei dem aus dem US-Patent bekannten Verfahren auftreten.The method according to the invention thus advantageously allows ter way at relatively low temperatures to deposit poly-Si that, but if for any reason it's cheaper, even at the higher substrate temperatures of the known To work. The process of ion-assisted In principle, evaporation is used to manufacture solar cells known, but not for the production of layers for piezore sistive applications, especially not those used Layers that are largely free of inhomogeneities, such as they occur in the process known from the US patent.

Um die Eingangsimpedanz der Wheatstonebrücke weitgehend temperaturunabhängig zu machen, ist es vorteilhaft, wenn das Atomverhältnis von Silicium zum Dotierungsstoff oberhalb etwa 100 : 0,001, bevorzugt zwischen etwa 100 : 0,02 und etwa 100 : 2, eingestellt wird.To the input impedance of the Wheatstone bridge largely To make it independent of temperature, it is advantageous when the atomic ratio of silicon to dopant above about 100: 0.001, preferably between about 100: 0.02 and about 100: 2.

Das Silicium und der Dotierungsstoff können aus derselben Quelle, in der sie homogen vermischt vorliegen, oder aus unter­ schiedlichen Quellen in den Gasraum injiziert werden. Die gemeinsame Quelle hat den Vorteil, dass der apparative Aufwand geringer ist und die getrennten Quellen haben den Vorteil, daß die Dotierungskonzentration während des Abscheidungsvorgangs geändert werden kann, sei es, weil eine Abweichung von der Spezifikation festgestellt worden ist, sei es, weil ein Gradient der Dotierung in der Aufwachsrichtung angestrebt wird.The silicon and dopant can be made from the same Source in which they are mixed homogeneously, or from below different sources are injected into the gas space. The Common source has the advantage that the equipment costs is less and the separate sources have the advantage that the doping concentration during the deposition process can be changed, be it because of a deviation from the Specification has been established, be it because of a Gradient of the doping in the growth direction is aimed for.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schicht und des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further advantageous embodiments of the invention Layer and the method according to the invention result from the subclaims.  

Die ZeichnungThe drawing

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines durch eine Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispiels detailliert beschrieben. Es zeigtIn the following the invention is based on one by one Drawing explained exemplary embodiment in detail described. It shows

Fig. 1 in schematischer Querschnittsdarstellung einen Reaktor, für das ionenunterstützte Aufdampfen, in dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Fig. 1 shows a schematic cross-sectional view of a reactor for ion-assisted evaporation, in which the inventive method can be carried out.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

Das im folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zwar besonders vorteilhaft, es sei aber klargestellt, dass es nur beispielhaft genannt ist, und dass mannigfaltige Abweichungen von ihm im Rahmen der Ansprüche möglich sind.The embodiment of the described below The method according to the invention is particularly advantageous, it but it should be clarified that it is only mentioned as an example, and that varied deviations from it within the scope of the Claims are possible.

Im unteren Teil des in der Fig. 1 gezeigten Reaktors ist ein Elektronenstrahlverdampfer 2 angeordnet, welcher einen Tiegel 4, in dem sich das zu verdampfende Silicium 5 befindet, und eine Elektronenstrahlkanone 3 beinhaltet. Im oberen Teil des Reaktors ist ein mit einer Widerstandheizung ausgestatteter Substrathalter 6 angebracht, an dessen ebener waagrechter Unterseite - dem Elektronenstrahlverdampfer zugewandt - ein Substrat 7 bzw. mehrere Substrate 7 befestigt sind. Befestigt ist das Substrat mit - nicht gezeigten - Klammern, welche am Substrathalter verankert sind und gegen die dem Elektronen­ strahlverdampfer zugewandte Substratoberfläche drücken. Das verdampfende Material 8 passiert auf seinem Weg in Richtung Substrat eine Ionisationsstufe 9, eine Linse 10 und eine Beschleunigungsstrecke 11, bevor es auf das Substrat trifft. Über die Klammern ist das aufgedampfte Material elektrisch mit dem Substrathalter verbunden. Die Ionisationsstufe besteht im wesentlichen aus einem Wolframglühdraht und einer ringförmigen Elektrodenanordnung aus Molybdän. Aus dem Glühdraht werden Elektronen emittiert und durch die Ringelektrode auf die verdampften Siliciumatome beschleunigt. Dabei werden größenord­ nungsmässig 10% der Si-Atome ionisiert. Der Reaktor ist während der Verdampfung evakuiert. Die - nicht gezeigte - Vakuumpumpe ist mit dem Reaktor über einen über bzw. - in Aufdampfrichtung - hinter dem Substrathalter angeordneten Absaugstutzen 12 verbunden. Der Dotierungsstoff ist in dem Silicium enthalten. Alternativ wird der Dotierungsstoff aus - nicht gezeigten - in dem Reaktor vorhandenen thermischen Effusionszellen zudosiert.Arranged in the lower part of the reactor shown in FIG. 1 is an electron beam evaporator 2 , which contains a crucible 4 , in which the silicon 5 to be evaporated is located, and an electron beam gun 3 . In the upper part of the reactor there is a substrate holder 6 equipped with a resistance heater, on the flat horizontal underside of which - facing the electron beam evaporator - a substrate 7 or a plurality of substrates 7 are fastened. The substrate is fastened with brackets (not shown) which are anchored to the substrate holder and press against the substrate surface facing the electron beam evaporator. On its way towards the substrate, the evaporating material 8 passes through an ionization stage 9 , a lens 10 and an acceleration path 11 before it hits the substrate. The evaporated material is electrically connected to the substrate holder via the clips. The ionization stage consists essentially of a tungsten filament and an annular electrode arrangement made of molybdenum. Electrons are emitted from the filament and accelerated through the ring electrode to the vaporized silicon atoms. 10% of the Si atoms are ionized on the order of magnitude. The reactor is evacuated during evaporation. The vacuum pump (not shown) is connected to the reactor via a suction nozzle 12 arranged above or - in the direction of evaporation - behind the substrate holder. The dopant is contained in the silicon. Alternatively, the dopant is metered in from thermal effusion cells present in the reactor, not shown.

Um eine dünne dotierte poly-Si-Schicht für piezoresistive Anordnungen mittels des Ionenunterstützten Aufdampfens zu erzeugen, wird zunächst mindestens ein Substat vorbereitet. Dazu wird auf einer dünnen Platte aus Edelstahl eine etwa 3000 nm dicke Schicht beispielsweise aus SiO₂ durch ein übliches Verfahren, wie das plasmaunterstützte chemische Abscheiden aus der Gasphase (PECVD) erzeugt. Das Substrat wird dann auf dem Substrathalter befestigt und im Reaktor oder in einem mit diesem über eine Schleuse verbundenen Aufheizraum auf eine Temperatur (etwa 80°C unterhalb der Substrattemperatur) erhitzt, welche so auf die Heizleistung des auf das Substrat auftreffenden verdampften Materials abgestimmt ist, dass sich während des Abscheidens eine Substrattemperatur zwischen etwa 200°C und etwa 400°C, bevorzugt von etwa 350°C einstellt. Die Temperatur auf die mittels der Widerstandsheizung aufgeheizt werden muß, liegt also wesentlich unter der Substrattemperatur und entsprechend kurz ist auch die Aufheizzeit. Anschließend wird das Substrat im Reaktor, der auf einen Restdruck von weniger als 10^-7 mbar evakuiert worden ist, dem verdampftem Silicium umd dem verdampften Dotierungsstoff ausgesetzt. Die verdampften und in der Ionisationsstufe teilweise ionisierten Siliciumatome durchlaufen zwischen den Beschleunigungselektro­ den und dem Substrathalter eine Beschleunigungsspannung zwischen etwa 50 und etwa 500 V, bevorzugt zwischen etwa 100 und etwa 200 V, und ganz besonders bevorzugt von etwa 120 V, um die Siliciumionen auf das Substrat hin zu beschleunigen und gleichzeitig wird durch die Linse im Dampfstrahl eine zur Aufdampfrichtung homogene Verteilung des verdampftem Materials sichergestellt. Unter den genannten Bedingungen kann bei entsprechend eingestelltem Elektronenstrahlverdampfer das Sili­ cium mit einer Geschwindigkeit von etwa 6,5 nm/s abgeschieden werden. Dabei scheidet sich eine gleichmäßig dicke poly-Si- Schicht auf dem Substrat ab. Der Dotierungsstoff wird dem Silicium beigemischt oder aus Effusionsquellen in den Dampfstahl injiziert. Die Dotierungsstoffkonzentration in der aufwachsenden Schicht liegt bevorzugt im Bereich zwischen 10¹⁸ cm^-3 und 10¹⁹ cm^-3 und noch bevorzugter bei 6.10¹⁸ cm^-3. Um die gewünschte Konzentration zu erreichen, wird ein Wert des Atomverhältnisses von Silicium zum Dotierungsstoff innerhalb des oben angegebenen bevorzugten Bereichs eingestellt; es ist aber auch möglich, den dafür erforderlichen prozentualen Anteil des Dotierungsstoffs in der Verdampfungsquelle, bzw. die dafür erforderliche in den Dampfstahl zu injizierende Menge Dotie­ rungsstoff durch einfache Versuche zu ermitteln. Alternativ kann das Aufbringen der SiO₂-Schicht und das Abscheiden der poly-Si-Schicht in einer Clustertoolanlage ausgeführt werden, ohne dass das Vakuum gebrochen werden muß. Die Abscheidung wird solange fortgesetzt, bis die Schicht eine Dicke von etwa 500 nm hat. Anschließend wird das Substrat in einer Abkühlzone auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Kristallinität der Schicht wird röntgenographisch geprüft und ihre Piezoresistivität wird ermittelt, indem aus der Schicht ein definierter Widerstand erzeugt wird, der dann definiert verbogen wird. Aus der ermit­ telten Widerstandsänderung wird dann der K-Faktor bestimmt.In order to produce a thin doped poly-Si layer for piezoresistive arrangements by means of ion-assisted vapor deposition, at least one substrate is first prepared. For this purpose, a layer of approximately 3000 nm thick, for example made of SiO ₂ , is produced on a thin plate made of stainless steel by a conventional method such as plasma-assisted chemical deposition from the gas phase (PECVD). The substrate is then attached to the substrate holder and heated in the reactor or in a heating chamber connected to it via a lock to a temperature (approximately 80 ° C. below the substrate temperature) which is matched to the heating power of the vaporized material hitting the substrate, that a substrate temperature between approximately 200 ° C. and approximately 400 ° C., preferably of approximately 350 ° C., is established during the deposition. The temperature to which the resistance heating must be heated is therefore substantially below the substrate temperature and the heating-up time is correspondingly short. The substrate in the reactor, which has been evacuated to a residual pressure of less than 10 ^-7 mbar, is then exposed to the vaporized silicon and the vaporized dopant. The vaporized and partially ionized in the ionization stage silicon atoms pass between the accelerating electrodes and the substrate holder an accelerating voltage between about 50 and about 500 V, preferably between about 100 and about 200 V, and very particularly preferably of about 120 V, around the silicon ions on the Accelerate substrate and at the same time the lens in the steam jet ensures a homogeneous distribution of the evaporated material in the direction of evaporation. Under the conditions mentioned, the silicon can be deposited at a speed of about 6.5 nm / s with a correspondingly adjusted electron beam evaporator. A uniformly thick poly-Si layer is deposited on the substrate. The dopant is added to the silicon or injected into the steam steel from effusion sources. The dopant concentration in the growing layer is preferably in the range between 10 ¹⁸ cm ^-3 and 10 ¹⁹ cm ^-3 and more preferably 6.10 ¹⁸ cm ^-3 . In order to achieve the desired concentration, a value of the atomic ratio of silicon to the dopant is set within the preferred range given above; however, it is also possible to determine the percentage of the dopant required in the evaporation source or the amount of dopant required to be injected into the steam steel by simple experiments. Alternatively, the application of the SiO ₂ layer and the deposition of the poly-Si layer can be carried out in a cluster tool system without the vacuum having to be broken. The deposition continues until the layer has a thickness of approximately 500 nm. The substrate is then cooled to room temperature in a cooling zone. The crystallinity of the layer is checked by X-ray and its piezoresistivity is determined by generating a defined resistance from the layer, which is then bent in a defined manner. The K factor is then determined from the change in resistance determined.

Zur Herstellung der piezoresistiven Anordnung wird die poly-Si- Schicht, beispielsweise photolithographisch, zu Widerstandsbah­ nen strukturiert. Die Bondlands werden metallisiert, indem Metall durch eine Schattenmaske aufgedampft wird. Wiederum mit einer Schattenmaske wird die Anordnung mit Si₃N₄ passiviert.To produce the piezoresistive arrangement, the poly-Si layer is structured, for example photolithographically, to form resistive tracks. The Bondlands are metallized by evaporating metal through a shadow mask. Again with a shadow mask, the arrangement is passivated with Si ₃ N ₄ .

Bei Einhaltung der bevorzugten bzw. besonders bevorzugten Bedingungen dauerte das Aufheizen etwa 5,5 Minuten, lag die Prozessdurchlaufzeit vom Beginn des Aufheizens bis zum Ende des Abscheidens bei etwa 6,8 Minuten, war die Schicht polykristal­ lin und hatte einen K-Faktor von etwa 17, wobei die Schicht­ dicke und die anderen genannten Parameter über die Schicht innerhalb relativ enger Toleranzen und mit guter Reproduzier­ barkeit homogen waren.In compliance with the preferred or particularly preferred The heating took about 5.5 minutes, the conditions were Process cycle time from the beginning of the heating up to the end of the Deposition at about 6.8 minutes, the layer was polycrystalline  lin and had a K factor of about 17, the layer thick and the other parameters mentioned above the layer within relatively narrow tolerances and with good reproducibility availability were homogeneous.

Claims (8)

1. Verfahren zum Abscheiden dünner Schichten aus dotiertem polykristallinem Silicium (poly-Si) für piezoresistive Anordnungen, wobei ein auf eine festgelegte Temperatur erhitz­ tes Substrat in einem Vakuumreaktor einer Silicium und einen Dotierungsstoff enthaltenden Atmosphäre ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das poly-Si durch ionenunterstütz­ tes Aufdampfen bei Substrattemperaturen ≧ etwa 200°C erzeugt wird.1. A method for depositing thin layers of doped polycrystalline silicon (poly-Si) for piezoresistive arrangements, wherein a heated to a predetermined temperature tes substrate in a vacuum reactor of a silicon and a dopant-containing atmosphere is exposed, characterized in that the poly-Si is generated by ion-assisted evaporation at substrate temperatures ≧ about 200 ° C. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Temperatur zwischen etwa 200°C und etwa 620°C abge­ schieden wird.2. The method according to claim 1, characterized in that at a temperature between about 200 ° C and about 620 ° C will be divorced. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Temperaturen < etwa 400°C abgeschieden wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that is deposited at temperatures <about 400 ° C. 4. Verfahren nach einem der Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Dotierungsstoff ein Material aus der Gruppe Gallium, Phosphor, Arsen und Antimon ausgewählt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that a material from the Group gallium, phosphorus, arsenic and antimony is selected. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Atomverhältnis von Silicium zum Dotierungsstoff < etwa 100 : 0,001 liegt.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the atomic ratio of silicon to Dopant <about 100: 0.001. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Atomverhältnis zwischen etwa 100 : 0,02 und etwa 100 : 2 liegt.6. The method according to claim 5, characterized in that the Atomic ratio is between about 100: 0.02 and about 100: 2. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Silicium und das Dotierungsmaterial aus verschiedenen Verdampfungsquellen stammen. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that silicon and the dopant different sources of evaporation.   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Silicium und der Dotierungsstoff aus derselben Quelle heraus verdampft werden.8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that silicon and the dopant evaporated from the same source.