DE102005005229A1 - Electronic component e.g. CMOS-transistor, producing process, involves isolating dielectric layer from another layer on basis of oxide-containing material and etching former layer with etching solution from aqueous sulfuric acid - Google Patents

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Abstract

The process involves isolating a layer of dielectric from another layer on basis of a praseodymium oxide-containing material, where the latter layer is made from a silicon or silicon alloy. A third layer is separated from the former layer and consists of a poly- silicon or a conductive silicon alloy. The third layer is etched, and the former layer is etched with an etching solution from an aqueous sulfuric acid.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ätzverfahren zur Herstellung elektronischer Bauelemente, die eine MOS-Schichtstruktur mit einer Schicht eines Dielektrikums auf Basis eines praseodymoxidhaltigen Materials enthalten.The The invention relates to an etching process for producing electronic components having a MOS layer structure with a layer of a dielectric based on a praseodymium oxide-containing Materials included.

Mit dem Vordringen der CMOS-Technologie zu immer kleineren Bauelementabmessungen hat die Suche nach dielektrischen Materialien begonnen, die das standardmäßig verwendete Siliziumdioxid (SiO2) ersetzen können. In MOSFETs mit Gate-Längen von weniger 0,1 mm müsste ein Gate-Dielektrikum aus SiO2 eine Schichtdicke von weniger als 1,5 nm aufweisen. Bei einer solch geringen Schichtdicke treten durch das Dielektrikum hindurchfließende Leckströme auf, die einen MOSFET zur Anwendung in den meisten Schaltkreisen untauglich machen. Da der direkt tunnelnde Leckstrom exponentiell mit der Dicke des Dielektrikums abnimmt, kann ein dielektrisches Material mit größerer Dielektrizitätskonstante bei gleicher Gate-Kapazität dieselbe dielektrische Eigenschaft wie SiO2 bei höherer Schichtdicke aufweisen.As CMOS technology progresses to ever smaller device sizes, the search for dielectric materials that can replace the standard silicon dioxide (SiO 2 ) has begun. In MOSFETs with gate lengths less than 0.1 mm, a gate dielectric made of SiO 2 would have to have a layer thickness of less than 1.5 nm. With such a small layer thickness, leakage currents flowing through the dielectric make a MOSFET unsuitable for use in most circuits. Since the direct-tunneling leakage current decreases exponentially with the thickness of the dielectric, a dielectric constant dielectric material with the same gate capacitance may have the same dielectric characteristic as SiO 2 at a higher layer thickness.

In diesem Zusammenhang scheint eine große Anzahl von Oxiden seltener Erden, wie zum Beispiel Y2O3, Gd2O3 und Sm2O3, aussichtsreich zu sein. Aufgrund der vergleichsweise günstigen Eigenschaften sind aus Sicht der Anmelderin praseodymoxidbasierte Materialien, wie Pr2O3, Pr2–xTixO3, Pr2–xAlxO3 und nichtstöchiometrische Silikate der allgemeinen Formeln (Pr2O3)x(SiO2)y sowie (Pr2O3)x(TiO2)y(SiO2)z von besonderer Bedeutung (H.-J. Müssig, H. J. Osten, E. Bugiel, J. Dabrowski, T. Guminskaya, K. Ignatovich, J. P. Liu, P. Zaumseil, and V. Zavodinsky, IRWFinal Report, (2001); H.H. J. Osten, J. P. Liu, P. Gaworzewski, E. Bugiel, and P. Zaumseil, IEDM Technical Digest, 653 (2000); S. Jeon and H. Hwang, J. Appl. Phys., 81, 4856 (2002); L. Sha, R. Puthenkovilakam, Y. S. Lin, and J. P. Chang, J. Vac. Sei. Technol. B, 21, 2420 (2003)).In this connection, a large number of rare earth oxides, such as Y 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Sm 2 O 3 , appear to be promising. Due to the comparatively favorable properties, praseodymium oxide-based materials such as Pr 2 O 3 , Pr 2 -xTi x O 3 , Pr 2 -xAl x O 3 and nonstoichiometric silicates of the general formulas (Pr 2 O 3 ) x ( SiO 2 ) y and (Pr 2 O 3 ) x (TiO 2 ) y (SiO 2 ) z are of particular importance (H.-J. Müssig, HJ Osten, E. Bugiel, J. Dabrowski, T. Guminskaya, K. Ignatovich, JP Liu, P. Zaumseil, and V. Zavodinsky, IRWFinal Report, (2001); HHJ Osten, JP Liu, P. Gaworzewski, E. Bugiel, and P. Zaumseil, IEDM Technical Digest, 653 (2000); Jeon and H. Hwang, J. Appl. Phys., 81, 4856 (2002); L. Sha, R. Puthenkovilakam, YS Lin, and JP Chang, J. Vac., See Technol. B, 21, 2420 (U.S. 2003)).

Aus der WO 2004/032216 ist ein Halbleiterbauelement mit einer siliziumhaltigen Schicht und einer Praseodymoxidschicht bekannt, bei der zwischen der siliziumhaltigen Schicht und der Praseodymoxidschicht eine Mischoxidschicht enthaltend Silizium, Praseodym und Sauerstoff angeordnet ist, die eine Schichtdicke von weniger als 5 Nanometern aufweist. Die Mischoxidschicht kann eine pseudobinäre, nicht stöchiometrische Legierung des Typs (Pr2O3)x(SiO2)1–x oder ein Silikat dieses Typs sein. Der Wert von x hat sich als unter anderem von der Schichtdicke abhängig herausgestellt. Das heißt, bei Bauelementen mit unterschiedlichen Dicken der Mischoxidschicht unterscheiden sich die Koeffizienten x. Der Koeffizient x steigt zwischen der siliziumhaltigen Schicht und der Praseodymoxidschicht an.WO 2004/032216 discloses a semiconductor component with a silicon-containing layer and a praseodymium oxide layer in which a mixed oxide layer comprising silicon, praseodymium and oxygen, which has a layer thickness of less than 5 nanometers, is arranged between the silicon-containing layer and the praseodymium oxide layer. The mixed oxide layer may be a pseudo-binary non-stoichiometric alloy of the type (Pr 2 O 3 ) x (SiO 2 ) 1-x or a silicate of this type. The value of x has been found to depend inter alia on the layer thickness. That is, for components having different thicknesses of the mixed oxide layer, the coefficients x are different. The coefficient x increases between the silicon-containing layer and the praseodymium oxide layer.

Ein weitgehend unbekanntes Feld ist derzeit jedoch die prozesstechnische Integration von praseodymoxid-basierten Materialien in moderne MOS-, insbesondere CMOS-Prozesse. Es hat sich gezeigt, dass der Einsatz von praseodymoxidhaltigen Materialien als Dielektrikum eine Anpassung des Ätzprozesses erfordert, da hier herkömmliche Techniken, wie zum Beispiel reaktives Ionenätzen (RIE), versagen.One However, currently unknown is the process engineering field Integration of praseodymium oxide-based materials into modern MOS, especially CMOS processes. It has been shown that the use of praseodymium oxide-containing materials as a dielectric an adaptation the etching process requires, as here conventional Techniques such as reactive ion etching (RIE) fail.

US 6,656,852 beschreibt ein Verfahren, mit dem dielektrische Schichten von einem Substrat entfernt werden können. Das Verfahren beinhaltet einen Ätzschritt mit einer Lösung, die eine starke Säure, ein Oxidationsmittel und eine Flu orverbindung enthält. Als Säure werden Schwefelsäure, Trifluoressigsäure, Salzsäure und Salpetersäure vorgeschlagen. Das Oxidationsmittel kann H2O2, O3 oder Salpetersäure sein. Geeignete Fluorverbindungen umfassen HF, Fluorschwefelsäure und Ammoniumfluorid. Die dielektrische Schicht kann Silikate, Aluminate, Titanate und Oxide umfassen. Allgemein wird auf Oxide von Zr, Hf, La, Lu, Eu, Pr, Nd, Gd und Dy verwiesen. Genannt werden ferner Al2O3, TiO2, Ta2O5, Nb2O5, und Y2O3. US 6,656,852 describes a method by which dielectric layers can be removed from a substrate. The method includes an etching step with a solution containing a strong acid, an oxidizing agent and a fluorine compound. As acid sulfuric acid, trifluoroacetic acid, hydrochloric acid and nitric acid are proposed. The oxidizing agent may be H 2 O 2 , O 3 or nitric acid. Suitable fluoro compounds include HF, fluorosulfuric acid and ammonium fluoride. The dielectric layer may include silicates, aluminates, titanates and oxides. In general, reference is made to oxides of Zr, Hf, La, Lu, Eu, Pr, Nd, Gd and Dy. Also mentioned are Al 2 O 3 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , and Y 2 O 3 .

Die Anmelderin hat in eigenen Versuchen festgestellt, dass HF-basiertes nasschemisches Ätzen von Pr2O3 und Pr2–xTixO3 mit einer starken Änderung des Brechungskoeffizienten (n) verbunden ist. Es ist somit von einer Änderung in der Zusammensetzung der das Dielektrikum bildenden Schicht auszugehen, was unerwünscht ist. Vermutlich beruht die Veränderung auf der Bildung von PrF3, einem in Wasser schwer löslichen Salz. Ferner reagiert TiOX in Wasser nicht mit HF. Demzufolge dürften fluorhaltige Lösungsmittel als Ätzmittel für praseodymoxidbasierte Materialien ungeeignet sein.Applicant has determined in his own experiments that HF-based wet-chemical etching of Pr 2 O 3 and Pr 2-x Ti x O 3 is associated with a large change in the refractive index (n). Thus, a change in the composition of the dielectric-forming layer is expected, which is undesirable. Presumably, the change is due to the formation of PrF 3 , a sparingly water-soluble salt. Further, TiO x does not react with HF in water. Accordingly, fluorochemical solvents are believed to be unsuitable as etchants for praseodymium oxide based materials.

Ferner konnte die Anmelderin in Versuchen nachweisen, dass HNO3-basiertes Ätzen von Pr2O3 und Pr2–xTixO3 ebenfalls keine brauchbare Alternative für die Herstellung von MOS-Transistoren bietet, da HNO3 den Siliziumwafer oxidiert.Furthermore, Applicant has been able to demonstrate in experiments that HNO 3 -based etching of Pr 2 O 3 and Pr 2-x Ti x O 3 likewise does not offer a viable alternative for the fabrication of MOS transistors, since HNO 3 oxidizes the silicon wafer.

Aus der internationalen Anmeldung WO 2004/030068 der Anmelderin ist ein Verfahren zum selektiven Entfernen von praseodymoxidhaltigem Material von einer siliziumhaltigen Substratoberfläche bekannt. Dort wird vorgeschlagen, das Praseodymoxid enthaltende Material mit einer sauren Lösung in Kontakt zu bringen. Besonders geeignet ist eine salzsäure- oder phosphorsäurehaltige Lösung. Der Inhalt des Dokuments wird hinsichtlich der Angaben zur Prozessführung vollumfänglich mit einbezogen. Das von der Anmelderin entwickelte Verfahren ermöglicht ein selektives Ätzen von Praseodymoxid enthaltendem Material. Beim Einsatz der vorgeschlagenen Ätzmittel besteht aber die Gefahr der Kontamination des Schichtsystems mit Chlor oder Phosphor, was prozesstechnisch eine Beschränkung des Verfahrens bedeutet und zu einer unerwünschten Änderung der Eigenschaften der elektronischen Bauelemente führen kann.From the international application WO 2004/030068 of the applicant is a method for selective Removing praseodymium oxide-containing material from a silicon-containing substrate surface known. There it is proposed to bring the praseodymium oxide-containing material into contact with an acidic solution. Particularly suitable is a hydrochloric or phosphoric acid-containing solution. The content of the document is fully incorporated with regard to the details of the litigation. The method developed by the Applicant enables selective etching of praseodymium oxide-containing material. When using the proposed etchant but there is a risk of contamination of the layer system with chlorine or phosphorus, which process technically means a restriction of the process and can lead to an undesirable change in the properties of the electronic components.

Ausgehend vom geschilderten Stand der Technik stellt sich vorliegend die Aufgabe, ein Ätzverfahren bereitzustellen, das den Anforderungen des Fertigungsprozesses, insbesondere dem CMOS-Fertigungsprozess, genügt.outgoing From the described state of the art in the present case the task to provide an etching process, that meets the requirements of the manufacturing process, especially the CMOS manufacturing process, is enough.

Diese Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung durch das Ätzverfahren für die Herstellung elektronischer Bauelemente, enthaltend eine MOS-Schichtstruktur mit

  • (i) einer ersten Schicht aus Silizium oder einer Siliziumlegierung, und
  • (ii) einer auf der ersten Schicht abgeschiedenen, zweiten Schicht eines Dielektrikums auf Basis eines praseodymoxidhaltigen Materials und
  • (iii) einer dritten Schicht, die auf der zweiten Schicht abgeschieden ist und aus Polysilizium oder einer leitfähigen Siliziumlegierung besteht,
mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.This object is achieved according to a first aspect of the invention by the etching method for the production of electronic components, comprising a MOS layer structure
  • (i) a first layer of silicon or a silicon alloy, and
  • (ii) a second layer of a dielectric based on a praseodymium oxide-containing material deposited on the first layer and
  • (iii) a third layer deposited on the second layer and made of polysilicon or a conductive silicon alloy,
solved with the features mentioned in claim 1.

Das erfindungsgemäße Ätzverfahren umfasst dazu

  • einen ersten Ätzschritt, in dem die dritte Schicht geätzt wird, und
  • einen zweiten Ätzschritt, in dem die zweite Schicht mit einer Ätzlösung aus wässriger Schwefelsäure geätzt wird.
The etching process according to the invention comprises for this purpose
  • a first etching step in which the third layer is etched, and
  • a second etching step in which the second layer is etched with an etching solution of aqueous sulfuric acid.

Das Inkontaktbringen der zweiten Schicht mit der Ätzlösung aus wässriger Schwefelsäure während des zweiten Ätzschrittes ermöglicht eine selektive Entfernung der zweiten Schicht, ohne die benachbarten siliziumhaltigen Schichten anzugreifen.The Contacting the second layer with the etching solution of aqueous sulfuric acid during the second etching step allows a selective removal of the second layer, without the neighboring ones attack silicon-containing layers.

Durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung kann die Gefahr der Kontamination des elektronischen Bauelements mit Chlor oder Phosphor ausgeschlossen werden. Zudem lässt sich der zweite Ätzschritt mit einer Ätzlösung aus wässriger Schwefelsäure prozesstechnisch besser in bekannte Herstellungsverfahren implementieren, da die Ätzlösung weniger korrosiv ist als die bisher bekannten Alternativen.By the process of the invention can the risk of contamination of the electronic component with Chlorine or phosphorus are excluded. In addition, can be the second etching step with an etching solution aqueous sulfuric acid Process technology better implement in known manufacturing processes, because the etching solution is less is corrosive than the previously known alternatives.

Vorzugsweise wird im ersten Ätzschritt die dritte Schicht entweder (i) durch reaktives Ionenätzen (RIE) oder (ii) mit einer alkalifreien, hydroxidhaltigen Ätzlösung geätzt.Preferably becomes in the first etching step the third layer either (i) by reactive ion etching (RIE) or (ii) etched with an alkali-free, hydroxide-containing etching solution.

Durch eigene Versuche konnte belegt werden, dass der erste Ätzschritt nach trockenchemischer Alternative (i) durch reaktives Ionenätzen (RIE), insbesondere mit einem Gemisch der Reaktionsgase CF4 und O2, nicht die darunter liegende zweite Schicht mit dem praseodymoxidhaltigen Material angreift oder verändert. Ebenso konnte belegt werden, dass der erste Ätzschritt nach der nasschemischen Alternative (ii) mit einer alkalifreien, hydroxidhaltigen Ätzlösung, insbesondere mit Tetramethyl-Ammoniumhydroxid (TMAH), nicht die darunter liegende zweite Schicht mit dem praseodymoxidhaltigen Material angreift oder verändert.By own experiments it could be proven that the first etching step after dry-chemical alternative (i) by reactive ion etching (RIE), in particular with a mixture of the reaction gases CF 4 and O 2 , does not attack or alter the underlying second layer with the praseodymium oxide-containing material. It has likewise been possible to prove that the first etching step according to the wet-chemical alternative (ii) with an alkali-free, hydroxide-containing etching solution, in particular with tetramethylammonium hydroxide (TMAH), does not attack or alter the underlying second layer with the material containing praseodymium oxide.

Vorzugsweise erfolgt der erste Ätzschritt für die dritte Schicht nach Alternative (i) mit Hilfe eines unter einer elektrischen Wechselspannung gebildeten Plasmas der Reaktionsgase CF4 und O2. Die Verwendung von CF4 und O2 als Reaktionsgase vereinfacht eine Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in die schon bestehende CMOS-Technologie wesentlich. Vorzugsweise wird ferner dieser erste Ätzschritt nach Alternative (i) bei einer Temperatur von ca. 25°C durchgeführt.The first etching step for the third layer according to alternative (i) is preferably carried out with the aid of a plasma of the reaction gases CF 4 and O 2 formed under an alternating electrical voltage. The use of CF 4 and O 2 as reaction gases substantially simplifies an implementation of the method according to the invention into the already existing CMOS technology. Preferably, this first etching step according to alternative (i) is also carried out at a temperature of about 25 ° C.

Vorzugsweise basiert die alkalifreie, hydroxidhaltige Ätzlösung nach Alternative (ii) des ersten Ätzschrittes für die dritte Schicht auf einer wässrigen Lösung von Tetramethyl-Ammoniumhydroxid (TMAH). Die Verwendung von TMAH vereinfacht eine Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in die schon bestehende CMOS-Technologie wesentlich. Vorzugsweise wird ferner dieser erste Ätzschritt des Inkontaktbringens der dritten Schicht mit der TMAH-haltigen Ätzlösung bei Temperaturen von 70°C bis 90°C durchgeführt.Preferably, the alkali-free, hydroxide-containing etching solution of alternative (ii) of the first etching step for the third layer is based on an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH). The use of TMAH substantially simplifies implementation of the method according to the invention into the already existing CMOS technology. Preferably, this first etching step of contacting the third layer with the TMAH-containing etching solution is carried out at temperatures of 70 ° C to 90 ° C further leads.

Das erfindungsgemäße Verfahren nach den Alternativen (i) oder (ii) wird dort angewendet, wo die Substratoberfläche, d.h. die erste Schicht, überwiegend Silizium enthält oder vollständig aus Silizium besteht. Es ist aber auch für siliziumhaltige Legierungen, wie beispielsweise Silizium-Germanium geeignet. Auch Substratoberflächen, die ganz oder abschnittsweise kohlenstoffdotiertes Silizium oder Silizium-Germanium enthalten, können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden.The inventive method according to the alternatives (i) or (ii) is applied where the Substrate surface, i.e. the first layer, mostly Contains silicon or completely made of silicon. But it is also for silicon-containing alloys, such as silicon germanium suitable. Also substrate surfaces, the completely or partially carbon-doped silicon or silicon germanium can contain with the method according to the invention be treated.

Das erfindungsgemäße Verfahren nach Alternative (ii) kann im ersten oder zweiten Ätzschritt in unterschiedlichen Varianten durchgeführt werden. Sowohl eine Tauchätzung, bei der die zu behandelnde Schicht zumindest teilweise in die Ätzlösung eingetaucht wird, als auch eine Sprühätzung, bei der die zu behandelnde Schicht mit der Ätzlösung besprüht wird, sind denkbar.The inventive method according to alternative (ii), in the first or second etching step be carried out in different variants. Both immersion etching, at the immersed layer at least partially immersed in the etching solution is added as well as a spray etch the layer to be treated is sprayed with the etching solution, are conceivable.

Weiterhin ist bevorzugt, dass die zweite Schicht aus Pr2O3, Pr2–xTixO3, Pr2–xAlxO3 oder nichtstöchiometrischen Silikaten der allgemeinen Formeln (Pr2O3)x(SiO2)y sowie (Pr2O3)x(TiO2)y(SiO2)z besteht oder die genannten Oxide als praseodymoxidhaltiges Material enthält. Ferner ist ein in der WO 2004/032216 beschriebenes Schichtsystem aus Praseodymoxidschicht und Mischoxidschicht der Zusammensetzung (Pr2O3)x(SiO2)1–x als zweite Schicht bevorzugt. Der Wert von x hat sich als unter anderem von der Schichtdicke abhängig herausgestellt. Das heißt, bei Bauelementen mit unterschiedlichen Dicken der Mischoxidschicht können sich die Koeffizienten x unterscheiden. Der Koeffizient x steigt in eine Ausfürhungsbeispiel zwischen der siliziumhaltigen Schicht und der Praseodymoxidschicht an. Die Offenbarung der WO 2004/032216 zur dielektrischen Schicht wird dementsprechend vollumfänglich einbezogen. Es hat sich gezeigt, dass sich die genannten Oxide von der erfindungsgemäßen Ätzlösung für die zweite Schicht gleichmäßig und mit reproduzierbarem Ergebnis entfernen lassen.It is further preferred that the second layer of Pr 2 O 3 , Pr 2-x Ti x O 3 , Pr 2-x Al x O 3 or non-stoichiometric silicates of the general formulas (Pr 2 O 3 ) x (SiO 2 ) y and (Pr 2 O 3 ) x (TiO 2 ) y (SiO 2 ) z or contains said oxides as praseodymium oxide-containing material. Furthermore, a layer system of praseodymium oxide layer and mixed oxide layer of the composition (Pr 2 O 3 ) x (SiO 2 ) 1-x described in WO 2004/032216 is preferred as the second layer. The value of x has been found to depend inter alia on the layer thickness. That is, for devices having different thicknesses of the mixed oxide layer, the coefficients x may differ. The coefficient x increases in an embodiment between the silicon-containing layer and the praseodymium oxide layer. Accordingly, the disclosure of WO 2004/032216 on the dielectric layer is fully incorporated. It has been found that the abovementioned oxides can be removed uniformly and with reproducible results from the etching solution for the second layer according to the invention.

Eine Ätzrate im zweiten Ätzschritt ist insbesondere abhängig von den während des Ätzschrittes herrschenden Temperaturen und/oder der Konzentration der Schwefelsäure in der Lösung. Vorzugsweise wird der zweite Ätzschritt bei Temperaturen von 20°C bis 80°C durchgeführt, wobei sich die Temperaturangabe auf die Temperatur der Lösung bezieht. Ergänzend oder unabhängig hiervon enthält die Ätzlösung für die zweite Schicht H2SO4 und Wasser in einem Volumenverhältnis von 1:10 bis 1:1000. Die Konzentration der Schwefelsäure wird vorliegend als Volumenverhältnis von Schwefelsäure zu Wasser angegeben. Werden die Prozessparameter im zweiten Ätzschritt in den genannten Rahmen eingehalten, so lässt sich der zweite Ätzschritt besonders zuverlässig und mit gut reproduzierbarem Ergebnis durchführen.An etching rate in the second etching step is dependent in particular on the temperatures prevailing during the etching step and / or the concentration of the sulfuric acid in the solution. Preferably, the second etching step is carried out at temperatures of 20 ° C to 80 ° C, wherein the temperature indication refers to the temperature of the solution. In addition or independently thereof, the etching solution for the second layer contains H 2 SO 4 and water in a volume ratio of 1:10 to 1: 1000. The concentration of sulfuric acid is given herein as the volume ratio of sulfuric acid to water. If the process parameters in the second etching step are maintained within the stated limits, the second etching step can be carried out particularly reliably and with a well reproducible result.

Wenn das praseodymoxidhaltige Material Pr2O3 ist, enthält die Ätzlösung für die zweite Schicht H2SO4 und Wasser vorzugsweise in einem Volumenverhältnis von 1:350 bis 1:450, insbesondere etwa 1:400.When the praseodymium oxide-containing material is Pr 2 O 3 , the etching solution for the second layer contains H 2 SO 4 and water preferably in a volume ratio of 1: 350 to 1: 450, more preferably about 1: 400.

Wenn das praseodymoxidhaltige Material dagegen Pr2–xTixO3 ist, enthält die Ätzlösung für die zweite Schicht H2SO4 und Wasser vorzugsweise in einem Volumenverhältnis von 1:35 bis 1:45, insbesondere etwa 1:40. Der erste Ätzschritt wird hier vorzugsweise bei Temperaturen von 60°C bis 70°C, insbesondere etwa 65°C, durchgeführt.On the other hand, when the praseodymium oxide-containing material is Pr 2-x Ti x O 3 , the etching solution for the second layer contains H 2 SO 4 and water preferably in a volume ratio of 1:35 to 1:45, more preferably about 1:40. The first etching step is here preferably carried out at temperatures of 60 ° C to 70 ° C, in particular about 65 ° C.

Die besten Ergebnisse im zweiten Ätzschritt werden erzielt, wenn das selektiv zu entfernende Material ganz oder überwiegend, d.h. zu mehr als 90 Gew.% aus Pr2O3, Pr2–xTixO3, Pr2–xAlxO3 besteht. Auch nichtstöchiometrische Silikate, die allgemein durch die Formel (Pr2O3)x(SiO2)y beschreibbar sind und die darüber hinaus Titan, Titanoxid, Aluminium oder Aluminiumoxid enthalten können, werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgreich strukturiert. Aber auch Materialien, die neben den genannten Verbindungen einen oder mehrere andere Bestandteile aufweisen, können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren selektiv entfernt werden, da durch den Kontakt mit der schwefelsauren Lösung zumindest die praseodymoxidhaltigen Bestandteile geätzt werden. Dadurch wird das Material strukturell so stark angegriffen, dass es von der siliziumhaltigen Substratoberfläche entfernt wird. Letzter Effekt ist zumindest sichergestellt, wenn der rechnerische Gewichtsanteil der oben genannten Verbindungen am (gegebenenfalls gemittelten) Gesamtgewicht der die zweite Schicht bildenden Bestandteile über 20 Gew.% beträgt.The best results in the second etching step are obtained when the selectively removing material wholly or mainly, ie more than 90 wt.% Of Pr 2 O 3, Pr 2-x Ti x O 3, Pr 2-x Al x O 3 consists. Non-stoichiometric silicates, which are generally described by the formula (Pr 2 O 3 ) x (SiO 2 ) y and which may additionally contain titanium, titanium oxide, aluminum or aluminum oxide, are successfully structured by the process according to the invention. However, materials which have one or more other constituents in addition to the abovementioned compounds can be selectively removed by the process according to the invention since at least the praseodymium oxide-containing constituents are etched by the contact with the sulfuric acid solution. As a result, the material is structurally so strongly attacked that it is removed from the silicon-containing substrate surface. The last effect is at least ensured if the calculated proportion by weight of the abovementioned compounds at the (optionally averaged) total weight of the constituents forming the second layer is more than 20% by weight.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen und den dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be described below with reference to examples and the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:

1a, 1b XRR-Analysen von (a) Pr2O3- und (b) Pr2–xTixO3-Schichten nach dem Abscheiden und nach einer Minute Ätzen mit verdünnter H2SO4; 1a . 1b XRR analyzes of (a) Pr 2 O 3 and (b) Pr 2-x Ti x O 3 layers after deposition and after one minute etching with dilute H 2 SO 4 ;

2a, 2b AFM-Darstellungen von (a) Pr2O3 und (b) Pr2–xTixO3 nach dem Abscheiden (links) und nach einer Minute ätzen (rechts); 2a . 2 B AFM plots of (a) Pr 2 O 3 and (b) Pr 2-x Ti x O 3 after deposition (left) and after one minute etching (right);

3a, 3b Schichtdicken von (a) Pr2O3 und (b) Pr2–xTixO3 als Funktion der Ätzdauer bei zwei verschiedenen H2SO4-Konzentrationen; 3a . 3b Layer thicknesses of (a) Pr 2 O 3 and (b) Pr 2-x Ti x O 3 as a function of etch duration at two different H 2 SO 4 concentrations;

4 Ätzraten von Pr2O3 (Kreise) und (b) Pr2–xTixO3 (Rechtecke) als Funktion der Temperatur und 4 Etch rates of Pr 2 O 3 (circles) and (b) Pr 2-x Ti x O 3 (rectangles) as a function of temperature and

5a, 5b Filmdicken und Refraktionsindizes nach der Behandlung mit TMAH bei 90°C von (a) Pr2O3- und (b) Pr2–xTixO3-Schichten. 5a . 5b Film thicknesses and refractive indices after treatment with TMAH at 90 ° C of (a) Pr 2 O 3 and (b) Pr 2-x Ti x O 3 layers.

Es wurden kristalline Pr2O3- und amorphe Pr2–xTixO3-Schichten mit einer Schichtdicke zwischen 10 bis 60 nm auf H-endständigen 4''Si (100)-Substraten mittels Molekularstrahlepitaxie im Mehrkammersystem (Engl. multi-chamber molecular beam epitaxy; MBE) hergestellt. Zu Einzelheiten der Herstellung wird auf die Literatur verwiesen (u.a.. H.-J. Müssig, H. J. Osten, E. Bugiel, J. Dabrowski, T. Guminskaya, K. Ignatovich, J. P. Liu, P. Zaumseil, and V. Zavodinsky, IRWFinal Report, (2001); H.H. J. Osten, J. P. Liu, P. Gaworzewski, E. Bugiel, and P. Zaumseil, IEDM Technical Digest, 653 (2000)). Alternativ können metallorganische chemische Abscheideverfahren im Vakuum (Engl. metal organic chemical vapor deposition; MOCVD) zum Aufwachsen der Strukturen eingesetzt werden. Die Schichten wurden verschiedenen nasschemischen Behandlungen mit Ätzlösungen aus deionisiertem Wasser unterworfen. Die Ergebnisse der Ätzschritte wurden mit verschiedenen Messtechniken charakterisiert. Die Schichtdicke und der Brechungskoeffizient (n) wurden mittels Ellipsometrie bestimmt. Messungen des Röntgenreflexionsvermögens (Engl. X-ray reflectivity; XRR) und der Röntgenbeugung (Engl. X-ray diffraction; XRD) wurden zur Untersuchung der Struktur, Dicke, Dichte und Rauhigkeit der verschiedenen Schichten genutzt. Ergänzend wurde eine Rauhigkeitsanalyse mittels Rasterkraftmikroskopie (Engl. atomic force microscopy; AFM) durchgeführt.Crystalline Pr 2 O 3 and amorphous Pr 2 -x Ti x O 3 layers with a layer thickness between 10 and 60 nm were prepared on H-terminal 4''Si (100) substrates by means of molecular beam epitaxy in a multi-chamber system (Engl. chamber molecular beam epitaxy; MBE). For details of the preparation, reference is made to the literature (inter alia H. -J. Müssig, HJ Osten, E. Bugiel, J. Dabrowski, T. Guminskaya, K. Ignatovich, JP Liu, P. Zaumseil, and V. Zavodinsky, IRWFinal Report, (2001); HHJ Osten, JP Liu, P. Gaworzewski, E. Bugiel, and P. Zaumseil, IEDM Technical Digest, 653 (2000)). Alternatively, organometallic metal chemical vapor deposition (MOCVD) techniques can be used to grow the structures. The layers were subjected to various wet chemical treatments with deionized water etching solutions. The results of the etching steps were characterized by different measuring techniques. The layer thickness and the refractive index (n) were determined by ellipsometry. X-ray reflectivity (XRR) and X-ray diffraction (XRD) measurements were used to study the structure, thickness, density and roughness of the various layers. In addition, a roughness analysis using atomic force microscopy (AFM) was performed.

Polysiliziumschichten mit Dicken zwischen 50 bis 250 nm wurden in situ und unter Temperaturen von 400°C auf Pr2O3- oder Pr2–xTixO3-Schichten abgeschieden, um die MOS-Schichtstruktur auszubilden. Der eingesetzte Photolack widersteht sowohl einer nasschemischen Behandlung mit Tetramethyl-Ammoniumhydroxid (TMAH), als auch einem alternativen reaktiven Ionenätzen mit einem Gemisch aus CF4 und O2 als Reaktionsgas. Weiterhin widersteht der Photolack den eingesetzten Säuren und Lösungsmitteln. Die Gate-Elektrode aus Polysilizium wurde durch Ätzen mit TMAH hergestellt, wobei der Ätzschritt nicht die darunter liegende praseodymoxidhaltige Schicht angriff. Alternativ kann dieser Ätzschritt auch durch reaktives Ionenätzen mit CF4 und O2 als Reaktionsgas erfolgen und liefert ein gleichermaßen taugliches Zwischenprodukt.Polysilicon layers with thicknesses between 50 to 250 nm were deposited in situ and at temperatures of 400 ° C on Pr 2 O 3 or Pr 2-x Ti x O 3 layers to form the MOS layer structure. The photoresist used resists both a wet-chemical treatment with tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH) and an alternative reactive ion etching with a mixture of CF 4 and O 2 as reaction gas. Furthermore, the photoresist resists the acids and solvents used. The polysilicon gate was fabricated by etching with TMAH, the etching step not attacking the underlying praseodymium oxide containing layer. Alternatively, this etching step may be carried out as a reaction gas by reactive ion etching with CF 4 and O 2, and provides an equally compatible intermediate.

Die 1a und 1b zeigen XRR-Messergebnisse einer Pr2O3-Schicht (1a) und einer Pr2–xTixO3-Schicht (1b) jeweils nach dem Abscheiden (geschlossene Kreise) und nach einer Minute Ätzen mit verdünnter H2SO4 (offene Kreise). Die Pr2O3-Schicht wurde bei 25°C mit einer Ätzlösung, die ein Volumenverhältnis von H2SO4 zu Wasser von 1:400 aufwies, geätzt. Die Pr2–xTixO3-Schicht wurde dagegen bei 65°C und mit einer Ätzlösung, die ein Volumenverhältnis von H2SO4 zu Wasser von 1:40 aufwies, geätzt.The 1a and 1b show XRR measurement results of a Pr 2 O 3 layer ( 1a ) and a Pr 2-x Ti x O 3 layer ( 1b ) after deposition (closed circles) and after one minute etching with dilute H 2 SO 4 (open circles). The Pr 2 O 3 layer was etched at 25 ° C with an etching solution having a volume ratio of H 2 SO 4 to water of 1: 400. On the other hand, the Pr 2-x Ti x O 3 layer was etched at 65 ° C and with an etching solution having a volume ratio of H 2 SO 4 to water of 1:40.

Aus den sich ändernden Frequenzen der XRR-Oszillation der 1a und 1b ergibt sich deutlich, dass mit H2SO4 sowohl die Schichtdicke der Pr2O3-Schicht, als auch der Pr2–xTixO3-Schicht reduzieren werden kann. Das Ergebnis konnte durch ellipsometrische Messungen bestätigt werden, die vergleichbare Werte für die Schichtdicke lieferten, ohne dass eine Änderung des Brechungskoeffizienten zu beobachten war. Wie bereits erwähnt, herrschten beim Inkontaktbringen mit der schwefelsäurehaltigen Lösung bei Pr2O3 und Pr2–xTixO3 unterschiedliche Bedingungen. Für Pr2O3 wurde eine akzeptable Ätzrate bei Raumtemperatur und unter Einsatz einer Ätzlösung mit dem Volumenverhältnis H2SO4:H2O von 1:400 gefunden. Dagegen fand sich für Pr2–xTixO3 eine akzeptable Ätzrate, wenn die Temperatur auf 65°C erhöht wurde und ein Volumenverhältnis H2SO4:H2O von 1:40 vorgegeben wurde. Die XRR-Daten zeigen ferner, dass die Oberflächenrauheit während des Ätzens ansteigt.From the changing frequencies of the XRR oscillation the 1a and 1b clearly shows that with H 2 SO 4 both the layer thickness of the Pr 2 O 3 layer and the Pr 2-x Ti x O 3 layer can be reduced. The result could be confirmed by ellipsometric measurements, which gave comparable values for the layer thickness, without a change in the refractive index being observed. As already mentioned, when contacting with the sulfuric acid-containing solution Pr 2 O 3 and Pr 2-x Ti x O 3 different conditions prevailed. For Pr 2 O 3 , an acceptable etch rate was found at room temperature and using a 1: 400 volume ratio H 2 SO 4 : H 2 O etching solution. In contrast, for Pr 2-x Ti x O 3, an acceptable etch rate was found when the temperature was raised to 65 ° C and a volume ratio H 2 SO 4 : H 2 O was set at 1:40. The XRR data also shows that the surface roughness increases during the etching.

Die 2a und 2b illustrieren in einer AFM-Darstellung die Oberfläche von Pr2O3 und Pr2–xTixO3 nach dem Abscheiden (jeweils linke Darstellung) und nach dem Ätzen (jeweils rechte Darstellung). Wie ersichtlich sind die Oberflächen der abgeschiedenen Filme aus Pr2O3 und Pr2–xTixO3 eher glatt, während die Rauhigkeit, die sich durch den Rauhigkeitsparameter rms (root mean square; rms-Wert) quantifizieren lässt, mit dem Einsatz der Ätzlösung deutlich zunimmt. Dieser Effekt scheint beim Pr2–xTixO3 stärker ausgeprägt zu sein (siehe im Vergleich die beiden rechten Darstellungen der Oberfläche der 2a, 2b). So steigt der rms-Wert für Pr2O3 um den Faktor 3.6 und für Pr2–xTixO3 um den Faktor 5.2 an.The 2a and 2 B illustrate in an AFM representation the surface of Pr 2 O 3 and Pr 2-x Ti x O 3 after deposition (left-hand illustration, respectively) and after etching (right-hand representation, respectively). As can be seen, the surfaces of the deposited films of Pr 2 O 3 and Pr 2-x Ti x O 3 are rather smooth, while the roughness, which can be quantified by the root mean square (rms) rms parameter, with the insert the etching solution increases significantly. This effect seems to be more pronounced for Pr 2-x Ti x O 3 (see in comparison the two right-hand representations of the surface of the 2a . 2 B ). Thus, the rms value for Pr 2 O 3 increases by a factor of 3.6 and for Pr 2-x Ti x O 3 by a factor of 5.2.

Ergebnisse kinetischer Untersuchungen zum H2SO4-basierten Ätzen von Pr2O3- und Pr2–xTixO3-Filmen zeigen die 3a, 3b und 4. Die Ätzraten können durch Änderung der Konzentration der H2SO4 und/oder der Temperatur kontrolliert werden. Im Falle des Pr2O3 ließ sich bei Raumtemperatur die Ätzrate von 3.0 auf 6.1 nm/min verdoppeln, wenn die Konzentration der H2SO4 von 1:400 (3a: geschlossene Kreise) auf 1:160 (3a: offene Kreise) anstieg. Ein noch stärkerer Anstieg der Ätzrate lässt sich durch eine Erhöhung der Temperatur während des Ätzens erzielen. Zum Beispiel betrug die Ätzrate für H2SO4:H2O = 1:400 bei Raumtemperatur 3 nm/min und stieg bei 40 °C auf einen Wert von 17 nm/min (4: Kreise). Für Pr2–xTixO3 wurden Ätzraten von 1.2 nm/min bei einem Volumenverhältnis H2SO4:H2O von 1:200 (3b: geschlossene Rechtecke) und 4.21.2 nm/min bei einem Volumenverhältnis H2SO4:H2O von 1:40 (3b: offene Rechtecke) jeweils bei 65°C bestimmt. Bei einem Volumenverhältnis von H2SO4:H2O von 1:40 führte eine Erhöhung der Temperatur von 65°C auf 80°C zu einer Erhöhung der Ätzrate von 4.2 auf 10 nm/min (4: Rechtecke).Results of kinetic investigations on the H 2 SO 4 -based etching of Pr 2 O 3 and Pr 2-x Ti x O 3 films show the 3a . 3b and 4 , The etching rates can be controlled by changing the concentration of H 2 SO 4 and / or the temperature. In the case of Pr 2 O 3 , the etching rate could be doubled from 3.0 to 6.1 nm / min at room temperature if the concentration of H 2 SO 4 was 1: 400 ( 3a : closed circles) to 1: 160 ( 3a : open circles) rise. An even greater increase in the etch rate can be achieved by increasing the temperature during the etching. For example, the etch rate for H 2 SO 4 : H 2 O = 1: 400 at room temperature was 3 nm / min and increased to 17 nm / min at 40 ° C ( 4 : Circles). For Pr 2-x Ti x O 3 , etching rates of 1.2 nm / min at a volume ratio H 2 SO 4 : H 2 O of 1: 200 ( 3b : closed rectangles) and 4.21.2 nm / min at a volume ratio H 2 SO 4 : H 2 O of 1:40 ( 3b : open rectangles) each at 65 ° C determined. At a volume ratio of H 2 SO 4 : H 2 O of 1:40, increasing the temperature from 65 ° C. to 80 ° C. increased the etching rate from 4.2 to 10 nm / min ( 4 : Rectangles).

Das Ätzen des Polysiliziums muss zur Herstellung von MOS-, insbesondere CMOS-Transistoren, kompatibel ausgelegt sein und darf nicht die darunter liegende dielektrische Schicht mit oder aus Pr2O3 oder Pr2–xTixO3 angreifen. Darüber hinaus sollte auf herkömmliche Ätzmittel auf Basis von Alkalihydroxiden wegen der nicht tolerierbaren Kontamination des Dielektrikums mit Alkaliionen verzichtet werden. Daher wurde vorliegend eine alkalifreies Verfahren mit Tetramethyl-Ammoniumhydroxid (TMAH) für das Ätzen von Polysilizium favorisiert. Die Ätzeigenschaften von TMAH wurden bereits ausführlich in der Literatur gewürdigt (Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press London 73 Edition (1993); R. Hüll, Properties of Crystalline Sikicon (INSPEC), London, (1999); M. R. Hüll, Properties of Crysfalline Silicon (INSPEC), London, (1999); M. Shikida, K. Sato, T. Tokoro, and D. Uchikawa, Sensors and Actuators A, 80 179 (2000); E. H. Klassen, R. J. Reay, C. Storment, J. Audy, P. Henry, A. P. Brokaw and G. T. A. Kovacs, Solid-State Sensors and Actuators Workshop, Hilton Head, SC, (1996)), so dass sich ein näheres Eingehen hierauf erübrigt. Beim Einsatz von TMAH muss ausgeschlossen sein, dass die MOS-Strukturen mit integriertem Dielektrikum aus Pr2O3 oder Pr2–xTixO3 mit dem Ätzmittel reagieren. Die 5a und 5b zeigen die Ergebnisse ellipsometrischer Messungen an Pr2O3-Schichten (5a) und Pr2–xTixO3-Schichten (5b) mit TMAH als Ätzmittel. Die Untersuchungen erfolgten jeweils an zwei Substraten mit unterschiedlicher Dicke der Pr2O3- und Pr2–xTixO3-Schichten und bei Temperaturen von 90°C während des Ätzschrittes mit TMAH. Wie ersichtlich nimmt weder die Schichtdicke ab noch ändert sich die Zusammensetzung der Schicht (keine Änderung des Brechungskoeffizienten).The etching of the polysilicon must be designed to be compatible for the fabrication of MOS, in particular CMOS transistors and must not attack the underlying dielectric layer with or from Pr 2 O 3 or Pr 2-x Ti x O 3 . In addition, conventional etchants based on alkali metal hydroxides should be avoided because of the intolerable contamination of the dielectric with alkali ions. Therefore, in the present case, an alkali-free process with tetramethylammonium hydroxide (TMAH) has been favored for the etching of polysilicon. The etch properties of TMAH have been extensively acknowledged in the literature (Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press London 73 Edition (1993); R. Hüll, Properties of Crystalline Sikicon (INSPEC), London, (1999); MR Hüll, Properties of Crysfalline Silicon (INSPEC), London, (1999); M. Shikida, K. Sato, T. Tokoro, and D. Uchikawa, Sensors and Actuators A, 80, 179 (2000); EH Klassen, RJ Reay, C. Storment, J. Audy, P.Henry, AP Brokaw and GTA Kovacs, Solid-State Sensors and Actuators Workshop, Hilton Head, SC, (1996)), so that a closer discussion is unnecessary. When using TMAH, it must be excluded that the MOS structures with integrated dielectric of Pr 2 O 3 or Pr 2-x Ti x O 3 react with the etchant. The 5a and 5b show the results of ellipsometric measurements on Pr 2 O 3 layers ( 5a ) and Pr 2-x Ti x O 3 layers ( 5b ) with TMAH as etchant. The investigations were carried out in each case on two substrates with different thicknesses of the Pr 2 O 3 and Pr 2-x Ti x O 3 layers and at temperatures of 90 ° C. during the etching step with TMAH. As can be seen, neither the layer thickness decreases nor does the composition of the layer change (no change in the refractive index).

Alternativ kann das Polysilizium durch reaktives Ionenätzen (RIE), insbesondere mit einem Gemisch von CF4 und O2 als Reaktionsgas, selektiv entfernt werden. Hier kann auf standardmäßige RIE-Prozesse zurückgegriffen werden, die dem Fachmann hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt sind und daher an dieser Stelle keiner näheren Erläuterung bedürfen.Alternatively, the polysilicon may be selectively removed by reactive ion etching (RIE), especially with a mixture of CF 4 and O 2 as the reaction gas. Here, it is possible to make use of standard RIE processes which are sufficiently known to the person skilled in the art and therefore do not require any further explanation at this point.

Nachfolgende Tabelle stellt alle wesentlichen Schritte zur Herstellung von MOS-Strukturen mit integrierten Pr2O3- und Pr2–xTixO3-Schichten nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zusammen:

Figure 00110001
The following table summarizes all the essential steps for fabricating MOS structures with integrated Pr 2 O 3 and Pr 2-x Ti x O 3 layers according to the present embodiment:
Figure 00110001

Claims (11)

Nasschemisches Ätzverfahren zur Herstellung elektronischer Bauelemente, enthaltend eine MOS-Schichtstruktur mit (i) einer ersten Schicht aus Silizium oder einer Siliziumlegierung, und (ii) einer auf der ersten Schicht abgeschiedenen, zweiten Schicht eines Dielektrikums auf Basis eines praseodymoxidhaltigen Materials und (ii) einer dritten Schicht, die auf der zweiten Schicht abgeschieden ist und aus Polysilizium oder einer leitfähigen Siliziumlegierung besteht, und bei dem das Ätzverfahren einen ersten Ätzschritt, in dem die dritte Schicht geätzt wird, und einen zweiten Ätzschritt, in dem die zweite Schicht mit einer Ätzlösung aus wässriger Schwefelsäure geätzt wird, umfasst.A wet-chemical etching method for producing electronic components, comprising a MOS layer structure with (i) a first layer of silicon or a silicon alloy, and (ii) a second layer of a dielectric based on a praseodymium oxide-containing material and deposited on the first layer (ii) a third layer deposited on the second layer and made of polysilicon or a conductive silicon alloy, and wherein the etching method comprises a first etching step in which the third layer is etched and a second etching step in which the second layer is etched with an etching solution of aqueous sulfuric acid. Ätzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht aus Pr2O3, Pr2–xTixO3, Pr2–xAkxO3 oder nichtstöchiometrischen Silikaten der allgemeinen Formeln (Pr2O3)x(SiO2)y sowie (Pr2O3)x(TiO2)y(SiO2)z besteht oder die genannten Oxide als praseodymoxidhaltiges Material enthält.Etching method according to claim 1, characterized in that the second layer of Pr 2 O 3 , Pr 2-x Ti x O 3 , Pr 2-x Ak x O 3 or non-stoichiometric silicates of the general formulas (Pr 2 O 3 ) x (SiO 2 ) y and (Pr 2 O 3 ) x (TiO 2 ) y (SiO 2 ) z or contains said oxides as praseodymium oxide-containing material. Ätzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ätzschritt bei Temperaturen von 20°C bis 80°C durchgeführt wird.etching according to claim 1, characterized in that the second etching step at temperatures of 20 ° C up to 80 ° C carried out becomes. Ätzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ätzlösung für die zweite Schicht H2SO4 und Wasser in einem Volumenverhältnis von 1:10 bis 1:1000 enthält.Etching method according to claim 1, characterized in that the etching solution for the second layer contains H 2 SO 4 and water in a volume ratio of 1:10 to 1: 1000. Ätzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das praseodymoxidhaltige Material der zweiten Schicht Pr2O3 ist, und dass die Ätzlösung H2SO4 und Wasser in einem Volumenverhältnis von 1:350 bis 1:450, insbesondere etwa 1:400, enthält.Etching method according to claim 1, characterized in that the praseodymium oxide-containing material of the second layer is Pr 2 O 3 , and that the etching solution contains H 2 SO 4 and water in a volume ratio of 1: 350 to 1: 450, in particular about 1: 400 , Ätzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das praseodymoxidhaltige Material der zweiten Schicht Pr2–xTixO3 ist, und dass die Ätzlösung H2SO4 und Wasser in einem Volumenverhältnis von 1:35 bis 1:45, insbesondere etwa 1:40, enthält.Etching method according to claim 1, characterized in that the praseodymium oxide-containing material of the second layer Pr 2-x Ti x O 3 , and that the etching solution H 2 SO 4 and water in a volume ratio of 1:35 to 1:45, in particular about 1 : 40, contains. Ätzverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ätzschritt bei Temperaturen von 60°C bis 70°C, insbesondere bei etwa 65°C, durchgeführt wird.etching according to claim 6, characterized in that the second etching step at temperatures of 60 ° C up to 70 ° C, especially at about 65 ° C, carried out becomes. Ätzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Ätzschritt die dritte Schicht entweder (i) durch reaktives Ionenätzen (RIE) oder (ii) mit einer alkalifreien, hydroxidhaltigen Ätzlösung geätzt wird.etching according to claim 1, characterized in that in the first etching step the third layer either (i) by reactive ion etching (RIE) or (ii) is etched with an alkali-free, hydroxide-containing etching solution. Ätzverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim ersten Ätzschritt nach Alternative (ii) die alkalifreie, hydroxidhaltige Ätzlösung für die dritte Schicht auf einer wässrigen Lösung von Tetramethyl-Ammoniumhydroxid (TMAH) basiert.etching according to claim 8, characterized in that in the first etching step according to alternative (ii) the alkali-free, hydroxide-containing etching solution for the third Layer on an aqueous solution of tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH) based. Ätzverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ätzschritt bei Temperaturen von 70°C bis 90°C durchgeführt wird.etching according to claim 9, characterized in that the first etching step at temperatures of 70 ° C up to 90 ° C carried out becomes. Ätzverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ätzschritt nach Alternative (i) mit Hilfe eines unter einer elektrischen Wechselspannung gebildeten Plasmas der Reaktionsgase CF4 und O2 erfolgt.Etching process according to Claim 8, characterized in that the first etching step according to alternative (i) is carried out with the aid of a plasma of the reaction gases CF 4 and O 2 formed under an alternating electrical voltage.
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