DE10009593A1 - Strukturkörper, insbesondere Infrarot-Sensor und Verfahren zur Erzeugung einer Mikrostruktur aus einem Funktionswerkstoff - Google Patents

Strukturkörper, insbesondere Infrarot-Sensor und Verfahren zur Erzeugung einer Mikrostruktur aus einem Funktionswerkstoff

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Abstract

Es wird ein Strukturkörper, insbesondere ein Infrarot-Sensor (5), mit einem Tragkörper (12) und einer mit dem Tragkörper (12) zumindest bereichsweise in Verbindung stehenden Strukturierungsschicht (11) vorgeschlagen, wobei die Strukturierungsschicht (11) zumindest bereichsweise mindestens ein Mikrobauelement (17) aufweist. Die Strukturierungsschicht (11) ist weiter bereichsweise mit mindestens einer Ausnehmung (19) versehen, die zumindest weitgehend mit einem ausgehärteten Funktionswerkstoff (10), insbesondere einem Infrarot-Absorberwerkstoff, gefüllt ist, der beim Einfüllen flüssig war. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Erzeugung einer Mikrostruktur (18) aus einem Funktionswerkstoff (10) vorgeschlagen, bei dem zunächst im Bereich der Oberfläche einer Strukturierungsschicht (11) eine Ausnehmung (19) aus der Strukturierungsschicht (11) herausstrukturiert wird, die zumindest näherungsweise eine Negativstruktur der zur erzeugendenden Mikrostruktur (18) bildet, und bei dem dann die erzeugte Ausnehmung (19) zumindest weitgehend mit einem zunächst flüssigen Funktionswerkstoff (10) gefüllt wird. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung des vorgeschlagenen Strukturkörpers bzw. Infrarot-Sensors (5) sowie auch zum mechanischen Schutz empfindlicher Mikrobauelemente (17).

Description

Die Erfindung betrifft einen Strukturkörper, insbesondere einen Infrarot-Sensor, und ein Verfahren zur Erzeugung einer Mikrostruktur aus einem Funktionswerkstoff, nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Stand der Technik
Viele Infrarot-Sensoren, wie sie beispielsweise in der An­ meldung DE 199 32 308.9 vorgeschlagen worden sind, beruhen auf dem Prinzip der Umwandlung von elektromagnetischer Strahlung in Wärme, die dann thermoelektrisch oder thermore­ sistiv mit Hilfe von Thermoelementen bzw. Bolometern gemes­ sen wird. Voraussetzung für eine möglichst hohe Empfindlich­ keit eines derartigen Sensors ist eine möglichst effiziente Umsetzung von Infrarot-Strahlung in Wärme, was vielfach durch ein geeignetes Absorbermaterial erreicht wird.
Neben herkömmlichen Absorbermaterialien wie beispielsweise schwarzgefärbtes Gold oder strukturierte Mehrschichtsysteme ist dazu in der Anmeldung DE 199 52 126.3 bereits eine ein­ fache und kostengünstige Alternative vorgeschlagen worden. Im Einzelnen werden dort strukturierte organisch/anor­ ganische Polymere, beispielsweise Fotolacke, die zur Verbes­ serung ihrer Eigenschaften gegebenenfalls mit Füllstoffen versehen sein können, vorgeschlagen.
Beim Einsatz von Absorberschichten in IR-Sensoren ist es stets notwendig, dass diese Schichten lediglich an bestimm­ ten Stellen auf der Oberfläche der IR-Sensoren aufgebracht werden, und eine definierte laterale Geometrie aufweisen. Konkret werden Infrarot-Absorbermaterialien stets im Bereich der sogenannten "heißen" Kontakte der Thermoelemente der IR- Sensoren aufgebracht, so dass die Absorbermaterialien zumin­ dest indirekt wärmeleitend mit diesen "heißen" Kontakten bzw. Bereichen der Thermoelemente in Verbindung stehen.
Zum Aufbringen von Absorbermaterialien beispielsweise auf IR-Sensoren wird bevorzugt bisher die Fotolithographie ein­ gesetzt. Bei bestimmten dotierten Lacken, die mit Füllstof­ fen, absorbierenden Zusätzen oder Farbstoffen versehen sind, ist eine derartige fotolithographische Strukturierung jedoch vielfach nicht möglich, da diese Lacke vielfach eine zu hohe Viskosität aufweisen, um mit der geforderten Homogenität aufgeschleudert zu werden. Darüber hinaus ist bei derartigen Lacken vielfach die Absorption von Licht bereits so hoch, dass eine ausreichende Durchbelichtung nicht mehr gewährlei­ stet ist. Daneben weisen solche Lacke vielfach sehr lange Entwicklungszeiten auf, während gleichzeitig bei der Ent­ wicklung auf der Oberfläche der IR-Sensoren vorhandene Alu­ miniumstrukturen chemisch angegriffen werden. Schließlich eignen sich für fotolithographische Verfahren einsetzbare Lacke vielfach nicht zum Aufbringen von Absorberstrukturen auf dünnen Membranen, da diese Membranen bei der für die Fo­ tolithographie ("Spin-On-Technik") typischen Vakuumansaugung zerstört werden können.
Neben der Fotolithographie, bei der üblicherweise auf Grund der leichteren Verarbeitung Positivlacke auf ein Substrat aufgeschleudert, belichtet und entwickelt werden, sind aus der Mikromechanik und Mikroelektronik auch weitere Verfahren zum Aufbringen von Strukturieren von Lacken bereits bekannt.
So ist bereits vorgeschlagen worden, mit Hilfe der Mikrodo­ siertechnik, beispielsweise unter Einsatz eines Kolben- oder Schneckendispensers, mit einer Dosiernadel kleinste Mengen von Lacken auf Substrate aufzubringen. In diesem Fall ist auf Grund der fehlenden fotolithographischen Strukturierung die Geometrie der durch Dispensen erzeugten Strukturen je­ doch stark eingeschränkt. Im Einzelnen ist bisher das Auf­ bringen von Lacken mit Hilfe der Mikrodosiertechnik nur in Form von Punkten oder Linien auf der Oberfläche eines ent­ sprechenden Substrates möglich. Die kreisrunde Form punktu­ ell aufgebrachter Strukturen ist jedoch in vielen Fällen nicht erwünscht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Entwicklung eines Verfahrens, mit dem Mikrostrukturen eines Funktionswerkstof­ fes mit lateralen Strukturgeometrien, die über Linien und Kreise hinaus gehen, realisierbar sind. Darüber hinaus war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit diesem Verfahren Strukturkörper herzustellen, die beispielsweise als Infra­ rot-Sensoren geeignet sind.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Strukturkörper und das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung einer Mikrostruktur aus einem Funk­ tionswerkstoff hat gegenüber dem Stand der Technik den Vor­ teil, dass die Erzeugung von Ausnehmungen bzw. Kavernen­ strukturen im Bereich der Oberfläche einer Strukturierungs­ schicht in nahezu beliebiger Geometrie möglich ist.
Darüber hinaus hat das erfindungsgemäße Verfahren und der eingesetzte Funktionswerkstoff den Vorteil, dass bei der Verarbeitung des Funktionswerkstoffes bzw. im Laufe des er­ findungsgemäßen Verfahrens auf Standardprozesse zurückge­ griffen werden kann, und auch die Strukturierung von nicht fotolithographisch verarbeitbaren Lecken bzw. Funktionswerk­ stoffen möglich ist.
Weiter ist auch die Strukturierung bzw. das Aufbringen von Mikrostrukturen aus einem Funktionswerkstoff auf dünnen Mem­ branen ohne weiteres möglich.
Schließlich hat der erfindungsgemäße Strukturkörper und das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass damit bei der Herstellung von Infrarot-Sensoren eine deutlich erhöhte Auf­ lösung, insbesondere Ortsauflösung, erreicht wird. Dies er­ gibt sich aus der nunmehr nahezu beliebigen Form der mit dem Funktionswerkstoff gefüllten Ausnehmung, für die aus Wärme­ verteilungsgründen eine eckige Form vielfach besonders vor­ teilhaft ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen.
So ist es besonders vorteilhaft, während des Einfüllens und/oder nach dem Einfüllen des Funktionswerkstoffes in die Ausnehmung eine die Viskosität des flüssigen Funktionswerk­ stoffes zumindest zeitweise erniedrigende Temperaturbehand­ lung vorzunehmen. Auf diese Weise wird ein Verfließen des eingefüllten Funktionswerkstoffes induziert und damit eine möglichst gleichmäßige Bedeckung der erzeugten Kavernen­ struktur bzw. Ausnehmung zu erzielt.
Gleichzeitig wird durch die laterale Begrenzung der erzeug­ ten Ausnehmungen jedoch auch ein übermäßiges Verfließen des eingefüllten Funktionswerkstoffes verhindert. Zudem verhin­ dern die lateralen Begrenzungen auch ein Überfließen des eingefüllten Funktionswerkstoffes während eventuell nachfol­ gender Prozessschritte mit kritischen Temperaturen.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens sind darüber hin­ aus vorteilhaft nunmehr auch Ausnehmungen bzw. Absorber­ strukturen realisierbar, die eine Kreuzform aufweisen.
Um eine möglichst hohe Positioniergenauigkeit des in die er­ zeugte Ausnehmung mittels einer Mikrodosier-Vorrichtung ein­ gefüllten flüssigen Funktionswerkstoffes zu gewährleisten, wird das Einfüllen im Übrigen vorteilhaft mit Hilfe einer Bildverarbeitung kontrolliert bzw. vorgenommen.
Zeichnungen
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und in den nach­ folgenden Beschreibungen näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 einen Strukturkörper in Form eines Infra­ rot-Sensors, Fig. 2 einen Querschnitt durch Fig. 1 vor dem Einfüllen des Funktionswerkstoffes, Fig. 3 den auf Fig. 2 folgenden Verfahrensschritt beim Einfüllen des Funktions­ werkstoffes und Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 1 nach dem Einfüllen des Funktionswerkstoffes und dessen Verfließen.
Ausführungsbeispiele
Die Fig. 1 zeigt als Beispiel für einen Strukturkörper ei­ nen Infrarot-Sensor 5 dessen Funktionsweise und prinzipiel­ ler Aufbau bereits aus der Anmeldung DE 199 32 308.9 bekannt ist.
Im Einzelnen zeigt Fig. 1 einen Tragkörper 12 aus einem be­ vorzugt gut wärmeleitenden Material wie Silizium der rück­ seitig eine Kaverne 20 aufweist und der eine Strukturierungsschicht 11 in Form einer zumindest bereichsweise frei­ tragenden Membran trägt. Die Dicke der Strukturierungs­ schicht 11 liegt typischerweise im Bereich von 300 nm bis 100 µm, insbesondere 1 µm bis 20 µm. Sie besteht bevorzugt aus einem gegenüber dem Material des Tragkörpers 12 schlecht wärmeleitenden Material wie beispielsweise einem Oxid oder Nitrid, insbesondere Siliziumoxid oder Siliziumnitrid, oder aus porösem Silizium. Als Material für den Tragkörper 12 eignet sich weiter neben Silizium auch eine Siliziumverbin­ dung oder ein Metall wie beispielsweise Kupfer, Aluminium, Gold, Silber, Cobalt oder Nickel.
Auf der Oberfläche der Strukturierungsschicht 11 sind in an sich bekannter Weise als Mikrobauelemente 17 eine Vielzahl von in Serie geschalteten, kreuz- oder sternförmig angeord­ neten Thermoelementen vorgesehen. Diese Thermoelemente be­ stehen jeweils aus einem ersten Thermomaterial 15 und einem zweiten Thermomaterial 16 in Form von dünnen, auf der Ober­ fläche der Strukturierungsschicht 11 aufgebrachten Leiter­ bahnen. Diese Leiterbahnen sind dabei abwechselnd aus dem ersten Thermomaterial 15 und dem zweiten Thermomaterial 16 aufgebaut, so dass sich im Bereich des Übergangs von dem er­ sten Thermomaterial 15 auf das zweite Thermomaterial 16 je­ weils ein Thermokontakt bildet. Die Anordnung der Mikrobau­ elemente 17 bzw. im konkreten Fall der Thermoelemente er­ folgt weiter derart, dass die Thermokontakte der Thermoele­ mente abwechselnd zumindest indirekt wärmeleitend mit dem Tragkörper 12 in Verbindung stehen und andererseits abwech­ selnd auf das Zentrum der stern- oder kreuzförmigen Anord­ nung der Thermoelemente hin orientiert sind, d. h. sich in dem freitragenden Bereich der Strukturierungsschicht 11 be­ finden, so dass diese Thermokontakte möglichst weit von dem Tragkörper 12 entfernt sind und damit eine möglichst geringe Wärmeleitung bzw. Wärmeabfuhr über den Tragkörper 12 auf­ tritt.
Die in Fig. 1 erläuterte, an sich bekannte Anordnung der Mikrobauelemente 17 in Form von Thermoelementen hat somit das Ziel, abwechselnd sogenannte "heiße" Thermokontakte in dem freitragenden Bereich bzw. in der Umgebung des Zentrums der Strukturierungsschicht 11 anzuordnen und demgegenüber abwechselnd sogenannte "kalte" Thermokontakte im Bereich der von dem Tragkörper 12 gestützten Bereiche der Strukturie­ rungsschicht 11 aufzubringen, so dass diese "kalten" Thermo­ kontakte durch die gute Wärmeleitfähigkeit des Tragkörpers 12 gegenüber den "heißen" Thermokontakten eine geringere Temperatur aufweisen. Auf diese Weise wird stets ein mög­ lichst hoher Temperaturgradient zwischen den "heißen" Ther­ mokontakten und den "kalten" Thermokontakten aufrechterhal­ ten. Als erstes Thermomaterial 15 und zweites Thermomaterial 16 eignen sich beispielsweise die Materialpaare Platin/poly- Silizium, Aluminium/poly-Silizium oder p-dotiertes poly- Silizium/n-dotiertes poly-Silizium.
In Fig. 1 ist weiter dargestellt, dass die Strukturierungs­ schicht 11 bereichsweise mindestens eine Ausnehmung 19 in Form einer Kavernenstruktur aufweist, die zumindest weitge­ hend mit einem Funktionswerkstoff 10 gefüllt ist und somit eine Mikrostruktur 18 bildet. Die Ausnehmung 19 bzw. die Mi­ krostruktur 18 ist dabei einerseits in unmittelbarer Nähe zu den "heißen" Thermokontakten angeordnet, andererseits jedoch derart, dass die Ausnehmung 19 bzw. die Mikrostruktur 18 die Thermoelemente bzw. Mikrobauelemente 17 nicht überdeckt, d. h. die Ausnehmung 19 befindet sich in dem von den Thermo­ elementen begrenzten freien Bereich im Zentrum der Struktu­ rierungsschicht 11 gemäß Fig. 1.
Alternativ sei an dieser Stelle betont, dass es ebenso mög­ lich ist, die Mikrobauelemente 17 in bekannter Weise als in­ nerhalb der Strukturierungsschicht 11 vergrabene Thermoelemente auszuführen. In diesem Fall kann die Ausnehmung 19 auch oberhalb der "heißen" Thermokontakte der Thermoelemente platziert sein, wobei die Ausnehmung 19 dann in der Tiefe bevorzugt möglichst nahe an die vergrabenen "heißen" Thermo­ kontakte heranreicht, sie jedoch bevorzugt beim Herausstruk­ turieren der Ausnehmung 19 aus der Strukturierungsschicht 11 nicht ganz freilegt.
Die Ausnehmung 19 ist insgesamt bevorzugt derart plaziert und hinsichtlich ihrer lateralen Ausdehnung und Tiefe derart dimensioniert, dass der in die Ausnehmung 19 eingefüllte Funktionswerkstoff 10 bereichsweise zumindest indirekt wär­ meleitend mit den als Mikrobauelementen 17 auf der Oberflä­ che der Strukturierungsschicht 11 angeordneten Thermoelemen­ ten in Verbindung steht. Insbesondere dadurch, dass der Funktionswerkstoff 10 lediglich mit den "heißen" Thermokon­ takten der Thermoelemente wärmeleitend in Verbindung steht, wird auf Grund der wärmeabsorbierenden Eigenschaften des Funktionswerkstoffes 10, und der dadurch entstehenden Ver­ stärkung des Temperaturgradienten über den einzelnen Thermo­ elementen, eine Steigerung der Empfindlichkeit und der Mess­ genauigkeit der Thermoelemente und damit des gesamten Infra­ rot-Sensors 5 erreicht.
Der in die Ausnehmung 19 eingefüllte Funktionswerkstoff 10 ist beispielsweise ein dispensierbarer Lack in Form eines Infrarot-Absorbermaterials, das gegebenenfalls mit einem Füllstoff versehen ist. Geeignete derartige Funktionswerk­ stoffe 10 sind in der Anmeldung DE 199 52 126.3 beschrieben.
Die Ausnehmung 19 ist bevorzugt eine oberflächlich aus der Strukturierungsschicht 11 herausstrukturierte Kavernenstruk­ tur mit in Draufsicht rechteckiger, quadratischer, runder oder kreuzförmiger Oberflächenform. Sie weist eine typische Tiefe von 10 nm bis 10 µm, insbesondere 200 nm bis 2 µm, eine typische Länge von 1 pin bis 1000 µm, insbesondere von 100 µm bis 600 µm, und eine Breite von 1 µm bis 1000 µm, insbe­ sondere von 100 µm bis 600 µm, auf.
Der erläuterte Aufbau des Infrarot-Sensors 5 gemäß Fig. 1 bewirkt insgesamt, dass der Tragkörper 12 eine Wärmesenke bildet, während der Funktionswerkstoff 10 ein wärme- und/oder elektromagnetische Strahlung absorbierender Werk­ stoff ist, so dass an dieser Stelle eine besonders starke Wärmeabsorption auftritt.
Die Fig. 2 zeigt in vereinfachter Weise den ersten Verfah­ rensschritt zur Erzeugung der Ausnehmung 19 im Bereich der Strukturierungsschicht 11. Dazu wird unter Verwendung einer geeigneten Ätzmaske eine an sich bekannte Kavernenätzung des Materials der Strukturierungsschicht 11, ausgehend von der Oberfläche der Strukturierungsschicht 11, vorgenommen. Diese Kavernenätzung erfolgt beispielsweise über ein bekanntes trocken- oder nasschemisches Ätzverfahren, wobei die einge­ setzte Ätzmaskierung die spätere Geometrie der Mikrostruktur 18 bestimmt. Aus der Strukturierungsschicht 11 wird zunächst somit die Ausnehmung 19 derart herausstrukturiert, dass sich im Bereich der Oberfläche der Strukturierungsschicht 11 zu­ mindest näherungsweise eine Negativstruktur der danach zu erzeugenden Mikrostruktur 18 bildet. Im erläuterten Beispiel ist die Oberflächenform der herausstrukturierten Ausnehmung 19 rechteckig.
Danach erfolgt dann in an sich bekannter Weise eine Ätzung der Rückseite des Tragkörpers 12, so dass sich die Kaverne 20 ausbildet, die in der Tiefe bis zur Strukturierungs­ schicht 11 reicht. Im erläuterten Beispiel ist auch die Oberflächenform dieser Kaverne 20, von der Rückseite des Tragkörpers 12 betrachtet, rechteckig. Im Übrigen ist die Kaverne 20 bevorzugt derart dimensioniert, dass sie in allen Dimensionen, d. h. Länge, Breite und Tiefe, deutlich größer als die Ausnehmung 19 ist. An dieser Stelle sei zudem be­ tont, dass die Ätzung der Kaverne 20 auch vor dem Erzeugen der Ausnehmung 19 vorgenommen werden kann. Die vorhergehende Ätzung der Ausnehmung 19 ist jedoch bevorzugt, da dies die Strukturierungsschicht 11 entlastet.
Die Fig. 3 zeigt den nach dem Herausstrukturieren der Aus­ nehmung 19 und der Kaverne 20 nachfolgenden Verfahrens­ schritt, wobei mit Hilfe einer an sich bekannten Mikrodo­ siervorrichtung, insbesondere eines Kolbendispensers oder eines Schneckendispensers, die Ausnehmung 19 zumindest weit­ gehend mit dem in diesem Stadium noch flüssigen Funktions­ werkstoff 10 gefüllt wird. Um das Einfüllen des Funktions­ werkstoffes 10 in die Ausnehmung 19 mit möglichst hoher Prä­ zision ausführen zu können, wird dieses Einfüllen bevorzugt mit Hilfe einer Mikrodosiervorrichtung mit integrierter Bildverarbeitung vorgenommen bzw. mit Hilfe einer Bildverar­ beitungsvorrichung kontrolliert.
Darüber hinaus erfolgt während des Einfüllens und/oder nach dem Einfüllen des in diesem Stadium noch flüssigen Funkti­ onswerkstoffes 10 in die Ausnehmung 19 gegebenenfalls eine die Viskosität des flüssigen Funktionswerkstoffes 10 zumin­ dest zeitweise erniedrigende Temperaturbehandlung. Dazu ge­ eignete Temperaturen liegen typischerweise zwischen 50°C und 130°C. Durch diese Temperaturbehandlung wird einerseits ein Verfließen des eingefüllten Funktionswerkstoffes 10 er­ reicht, um eine möglichst gleichmäßige Bedeckung bzw. Aus­ füllung der erzeugten Ausnehmung 19 sicherzustellen, ande­ rerseits wird durch die laterale Begrenzung der Ausnehmung 19 jedoch gleichzeitig ein übermäßiges Verfließen des einge­ füllten Funktionswerkstoffes 10 verhindert. Zudem verhindert die Begrenzung auch ein mögliches Verfließen des eingefüll­ ten Funktionswerkstoffes 10 während eventuell nachfolgender Prozessschritte mit kritischen Temperaturen, d. h. Tempera­ turen die Viskosität des eingefüllten Funktionswerkstoffes 10 erheblich erniedrigen.
Die Fig. 4 zeigt abschließend, wie die Ausnehmung 19 durch den Funktionswerkstoff 10 gefüllt ist, so dass sich die fer­ tige Mikrostruktur 18 gebildet hat. Um eine weitere bzw. nachfolgende Änderung der Form dieser Mikrostruktur 18 in diesem Stadium zu vermeiden, wird der eingefüllte flüssige Funktionswerkstoff 10 abschließend nun in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch UV-Härtung oder eine Temperatur­ behandlung, ausgehärtet.
Mit dem erläuterten Verfahren des Füllens der Ausnehmung 19 mit einem zunächst flüssigen, dann ausgehärteten Funktions­ werkstoff 10 mit Hilfe einer Mikrodosiervorrichtung können offensichtlich auch andere als rechteckige Mikrostrukturen 18 erzeugt werden. So ist es ohne Weiteres möglich, diese Mikrostrukturen 18 auch als Infrarot-Absorberstrukturen in Kreuzform zu realisieren. Beim Füllen einer kreuzförmigen Ausnehmung 19 muss lediglich ein linienförmiges Auftragen bzw. Einfüllen des Funktionswerkstoffes 10 in zwei Schritten realisiert werden, wobei diese beiden Schritte beispielswei­ se zwei senkrecht zueinander verlaufende Verfahrwege umfas­ sen.
Weiter sei betont, dass das erläuterte Verfahren nicht nur auf die Strukturierung von Absorberschichten für Infrarot- Sensoren 5 anwendbar ist, sondern dass es auch eingesetzt werden kann, um Mikrostrukturen 18 beispielsweise in Form von Lackstrukturen in weitgehend beliebiger, jedoch defi­ niert vorgegebener Form zu erzeugen. Derartige Mikrostruktu­ ren 18 können beispielsweise als mechanischer Schutz von empfindlichen Sensorelementen oder Aktorelementen, beispielsweise für eine träge Masse eines Beschleunigungssen­ sors, dienen.

Claims (16)

1. Strukturkörper, insbesondere Infrarot-Sensor (5), mit einem Tragkörper (12) und einer mit dem Tragkörper (12) zu­ mindest bereichsweise in Verbindung stehenden Strukturie­ rungsschicht (11), wobei die Strukturierungsschicht (11) zu­ mindest bereichsweise mindestens ein Mikrobauelement (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierungs­ schicht (11) bereichsweise mindestens eine Ausnehmung (19) aufweist, die zumindest weitgehend mit einem ausgehärteten, beim Einfüllen in die Ausnehmung (19) flüssigen Funktions­ werkstoff (10) gefüllt ist.
2. Strukturkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass der Funktionswerkstoff (10) ein dispensierbarer Lack und/oder ein Infrarot-Absorbermaterial ist.
3. Strukturkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Funktionswerkstoff (10) einen Füll­ stoff enthält.
4. Strukturkörper nach mindestens einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktions­ werkstoff (10) zumindest indirekt bereichsweise mit dem Mi­ krobauelement (17) in Verbindung steht.
5. Strukturkörper nach mindestens einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrobauele­ ment (17) ein Sensorelement und/oder ein Aktorelement, insbesondere ein Thermoelement, eine träge Masse eines Be­ schleunigungssensors, oder ein Widerstandsdraht ist.
6. Strukturkörper nach mindestens einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturie­ rungsschicht (11) eine bereichsweise freitragende Membran (11) ist.
7. Strukturkörper nach mindestens einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (19) eine oberflächlich aus der Strukturierungsschicht (11) herausstrukturierte Kavernenstruktur mit in Draufsicht rechteckiger, quadratischer, runder oder kreuzförmiger Ober­ flächenform ist.
8. Strukturkörper nach mindestens einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (19) eine Tiefe von 10 nm bis 10 µm, insbesondere von 200 nm bis 2 µm, eine Länge von 1 µm bis 1000 µm, insbesondere von 100 µm bis 600 µm, und eine Breite von 1 µm bis 1000 µm, insbesondere von 100 µm bis 600 µm, aufweist.
9. Strukturkörper nach mindestens einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (12) zumindest bereichsweise aus einem Halbleiter wie Sili­ zium oder einem Metall wie Cu, Au, Al, Ag, Co oder Ni be­ steht, und/oder dass die Strukturierungsschicht (11) zumin­ dest bereichsweise aus einem Oxid oder Nitrid insbesondere einem Siliziumoxid oder Siliziumnitrid, oder aus porösem Si­ lizium besteht.
10. Strukturkörper nach mindestens einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturie­ rungsschicht (11) bereichsweise mit mindestens einem Thermoelement versehen ist, das einerseits bereichsweise zumindest indirekt wärmeleitend mit dem Funktionswerkstoff (10) in Verbindung steht, und das andererseits bereichsweise zumin­ dest indirekt wärmeleitend mit dem Tragkörper (12) in Ver­ bindung steht.
11. Strukturkörper nach mindestens einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (12) eine Wärmesenke bildet und der Funktionswerkstoff (10) ein Wärme und/oder elektromagnetische Strahlung absorbieren­ der Werkstoff ist.
12. Verfahren zur Erzeugung einer Mikrostruktur aus einem Funktionswerkstoff im Bereich der Oberfläche einer Struktu­ rierungsschicht, insbesondere Verfahren zur Erzeugung eines Strukturkörpers nach mindestens einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Strukturie­ rungsschicht (11) zunächst eine Ausnehmung (19) herausstruk­ turiert wird, die zumindest näherungsweise eine Negativ­ struktur der zur erzeugenden Mikrostruktur (18) bildet, und dass dann die Ausnehmung (19) zumindest weitgehend mit einem zunächst flüssigen Funktionswerkstoff (10) gefüllt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen der Ausnehmung (19) mit Hilfe einer Mikrodo­ siervorrichtung, insbesondere mit Hilfe eines Kolbendispen­ sers oder eines Schneckendispensers, erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, dass während des Einfüllens und/oder nach dem Ein­ füllen des flüssigen Funktionswerkstoffes (10) in die Aus­ nehmung (19) eine die Viskosität des flüssigen Funktions­ werkstoffes (10) zumindest zeitweise erniedrigende Tempera­ turbehandlung vorgenommen wird.
15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zunächst flüssige Funk­ tionswerkstoff (10) nach dem Einfüllen in die Ausnehmung (19) ausgehärtet wird.
16. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfüllen des Funkti­ onswerkstoffes (10) mit Hilfe einer Mikrodosiervorrichtung mit integrierter Bildverarbeitung erfolgt und/oder dass das Einfüllen des Funktionswerkstoffes (10) mit Hilfe einer Bildverarbeitungsvorrichtung kontrolliert wird.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1327869A1 (de) * 2002-01-09 2003-07-16 Robert Bosch Gmbh Temperatursensor
DE10302518A1 (de) * 2003-01-23 2004-08-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur bereichsweisen Erzeugung einer Mikrostruktur auf einem Grundkörper
DE10321639A1 (de) * 2003-05-13 2004-12-02 Heimann Sensor Gmbh Infrarotsensor mit optimierter Flächennutzung
US6863438B2 (en) 2000-07-11 2005-03-08 Robert Bosch Gmbh Microstructured thermosensor
US9865792B2 (en) 2009-04-28 2018-01-09 Infineon Technologies Ag System and method for manufacturing a temperature difference sensor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10144343A1 (de) * 2001-09-10 2003-03-27 Perkinelmer Optoelectronics Sensor zum berührugslosen Messen einer Temperatur

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60180180A (ja) * 1984-02-27 1985-09-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 赤外線検出素子
JPS63318175A (ja) * 1987-06-19 1988-12-27 New Japan Radio Co Ltd サ−モパイル
DE4244607A1 (de) * 1992-12-31 1994-07-07 Hl Planartechnik Gmbh Thermoelektrischer Strahlungssensor, insbesondere für infrarotes und sichtbares Licht

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4102524C2 (de) * 1990-01-30 2000-05-25 Citizen Watch Co Ltd Infrarotsensor
DE4041851A1 (de) * 1990-12-24 1992-07-02 Wandel & Goltermann Verfahren zum messen der leistung einer optischen strahlung, anordnung zur durchfuehrung des verfahrens, und temperaturmessquarz zur verwendung in der anordnung zur durchfuehrung des verfahrens
DE19752926A1 (de) * 1997-11-28 1999-06-10 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Aufbringen eines Schutzlacks auf einen Wafer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60180180A (ja) * 1984-02-27 1985-09-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 赤外線検出素子
JPS63318175A (ja) * 1987-06-19 1988-12-27 New Japan Radio Co Ltd サ−モパイル
DE4244607A1 (de) * 1992-12-31 1994-07-07 Hl Planartechnik Gmbh Thermoelektrischer Strahlungssensor, insbesondere für infrarotes und sichtbares Licht

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Sens. and Actuators A, 41/42 (1994) 538-541 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6863438B2 (en) 2000-07-11 2005-03-08 Robert Bosch Gmbh Microstructured thermosensor
EP1327869A1 (de) * 2002-01-09 2003-07-16 Robert Bosch Gmbh Temperatursensor
DE10302518A1 (de) * 2003-01-23 2004-08-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur bereichsweisen Erzeugung einer Mikrostruktur auf einem Grundkörper
DE10302518B4 (de) * 2003-01-23 2005-07-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur bereichsweisen Erzeugung einer Mikrostruktur auf einem Grundkörper
DE10321639A1 (de) * 2003-05-13 2004-12-02 Heimann Sensor Gmbh Infrarotsensor mit optimierter Flächennutzung
US9865792B2 (en) 2009-04-28 2018-01-09 Infineon Technologies Ag System and method for manufacturing a temperature difference sensor
DE102010028275B4 (de) 2009-04-28 2019-12-19 Infineon Technologies Ag Integrierter Seebeck-Differenztemperatursensor und Verfahren zur Herstellung desselben

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WO2001065222A1 (de) 2001-09-07

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