DE10022266A1 - Verfahren zum Herstellen und Verschließen eines Hohlraums für Mikrobauelemente oder Mikrosysteme - Google Patents
Verfahren zum Herstellen und Verschließen eines Hohlraums für Mikrobauelemente oder MikrosystemeInfo
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- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
- B81C1/00023—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems without movable or flexible elements
- B81C1/00047—Cavities
Abstract
Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Herstellen und Verschließen eines Hohlraumes für Mikrobauelemente oder Mikrosysteme, bei dem zunächst auf einem Substrat (12) eine Opferschicht und dann eine substratnahe Deckelschicht (16) abgeschieden werden. In die Deckelschicht (16) werden substratnahe Durchgangsöffnungen (18) geätzt. Danach werden eine Zwischenschicht (24) und eine substratferne Deckelschicht (26) abgeschieden, in welche zu den substratnahen Durchgangsöffnungen (18) seitlich versetzte (V) substratferne Durchgangsöffnungen (32) eingebracht werden. Anschließend wird in einem nasschemischen Ätzprozess ein Ätzkanal (112) im Bereich der Zwischenschicht (24) freigelegt und ein Hohlraum (34) in die Opferschicht geätzt. Ein einfacher und wirkungsvoller Verschluss des Hohlraumes (34) wird durch eine Verschlussschicht (50) gewährleistet.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen und Ver
schließen eines Hohlraumes für Mikrobauelemente oder Mikrosy
steme.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 783 108 ist ein
Verfahren bekannt, bei dem zunächst auf der Oberfläche eines
Substrats eine Opferschicht aus einem nasschemisch ätzbaren
Material abgeschieden wird. In einem nächsten Verfahrens
schritt wird auf der Oberfläche der Opferschicht eine Deckel
schicht aus polykristallinem Silizium, Siliziumnitrid oder
einem anderen geeigneten Material abgeschieden. In die Dek
kelschicht wird mit Hilfe eines Lithographieverfahrens eine
Durchgangsöffnung eingebracht. Anschließend wird in einem
nasschemischen Ätzprozess zumindest ein Bereich der Opfer
schicht zur Freilegung des Hohlraums entfernt. Nach dem Ätz
prozess wird auf der Deckelschicht eine Verschlussschicht ab
geschieden.
Bei dem bekannten Verfahren wird als Verschlussmaterial ein
hochdotiertes Silikatglas aufgebracht, nämlich BSPG (Bor-
Phosphor-Silikatglas). Beim Aufbringen des Silikatglases
verbleibt im Zentrum der Öffnungen jeweils ein kleiner Kanal,
der erst durch Verflüssigung des Silikatglases beseitigt wer
den kann. Das Verflüssigen hat jedoch den Nachteil, dass das
Glas in den Hohlraum "kriecht" und dessen Innenwände mit ei
ner dünnen Schicht überzieht. Diese Schicht im Hohlraum ist
für viele Anwendungen störend.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen
eines Mikrobauelementes anzugeben, bei dem der Hohlraum auf
einfache Art und ohne Eindringen von Verschlussmaterial in
den Hohlraum verschlossen werden kann. Außerdem sollen ein
mit dem Verfahren hergestelltes Bauelement und ein das Bau
element enthaltende Mikrosystem angegeben werden.
Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird durch die im Pa
tentanspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst. Bevor
zugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass ein einfaches
Verschließen, bei dem kein oder nur sehr wenig Verschlussma
terial in den Hohlraum eindringt, nur dann gewährleistet ist,
wenn die Öffnungen den Teilchen des Verschlussmaterials kei
nen direkten Weg in den Hohlraum eröffnen. Weiterhin sollten
die Durchgangsöffnungen bei einem einfachen Verfahren ande
rerseits oberhalb des Hohlraumes angeordnet werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden deshalb zusätzlich zu
den eingangs genannten Verfahrensschritten, bei denen nur
eine einzige Deckelschicht aufgebracht wird, die im Folgenden
als substratnahe Deckelschicht bezeichnet wird, weitere Ver
fahrensschritte durchgeführt. Auf die Innenflächen der Durch
gangsöffnung in der substratnahen Deckelschicht sowie auf die
durch die Durchgangsöffnung freigelegten Bereiche der Opfer
schicht wird vor dem Ätzprozess eine Zwischenschicht aus
nasschemisch ätzbarem Material abgeschieden. Anschließend
wird auf der Oberfläche der Zwischenschicht eine sub
stratferne Deckelschicht abgeschieden. In die substratferne
Deckelschicht wird mindestens eine substratferne Durch
gangsöffnung mit seitlichem Versatz zu der bzw. zu den sub
stratnahen Durchgangsöffnungen eingebracht. Der seitliche
Versatz tritt zusätzlich zu dem durch die Lage in unter
schiedlichen Schichten auftretenden vertikalen Versatz auf
und verläuft in Richtung einer durch die Grenze der substrat
nahen Deckelschicht und der Opferschicht gebildeten Ebene.
Durch die Wahl der Dicke der Zwischenschicht und durch die
Anordnung der Durchgangsöffnungen in den beiden Deckelschich
ten eröffnen sich dem Fachmann eine Vielzahl von Möglichkei
ten, um oberhalb des Hohlraumes Ätzkanäle anzulegen, die aufgrund
ihres Verlaufes und ihrer Breite eine vertretbare Ätz
zeit ermöglichen und später beim Verschließen den erforderli
chen Schutz gegen direkten Materialeintritt bieten. Beim er
findungsgemäßen Verfahren werden dann während des Ätzprozes
ses zumindest Bereiche der Zwischenschicht zur Schaffung ei
nes zur Opferschicht führenden Ätzkanals und zumindest Be
reiche der Opferschicht zur Freilegung des Hohlraumes ent
fernt.
Bei einer Weiterbildung ragt die substratferne Deckelschicht
in die substratnahen Durchgangsöffnungen hinein. Die hinein
ragenden Bereiche verkleinern die substratnahen Durch
gangsöffnungen und bilden so ein zusätzliches Hindernis für
das Verschlussmaterial.
Sollen größere Hohlräume geätzt werden, so enthält jede Dec
kelschicht bei einer Weiterbildung mehrere Öffnungen, die
vorzugsweise gemäß einem gleichmäßigen Raster ausgerichtet
sind, beispielsweise entlang einer Linie oder an den Gitter
punkten eines zweidimensionalen Netzes. Der Abstand zwischen
benachbarten Öffnungen beträgt vorzugsweise das Zwei- bis
Zwanzigfache der Ausdehnung der Öffnungen in einer Richtung,
in der die nächste Öffnung liegt. Durch einen großen Abstand
der Öffnungen verlängert sich zwar die Ätzdauer, jedoch blei
ben die mechanischen Eigenschaften der Deckelschicht im we
sentlichen unverändert. Dies ist insbesondere beim Einsatz
der Deckelschicht als Membran wichtig.
Bei einer nächsten Weiterbildung sind die übereinanderliegen
den Raster der beiden Deckelschichten zueinander seitlich
versetzt. Vorzugsweise ist der Versatz kleiner als der halbe
Abstand zwischen benachbarten Öffnungen, damit die Ätzflüs
sigkeit bereits nach einem kurzen Ätzprozess eine Verbindung
zwischen benachbarten Öffnungen verschiedener Deckelschichten
schafft. Vorzugsweise liegt der Versatz der Raster auch bei
großem Abstand der Öffnungen eines Rasters nur etwa in der
Größe der Ausdehnung der Öffnungen in Aufreihrichtung.
Bei einer nächsten Weiterbildung wird für die Verschluss
schicht ein Material verwendet, das den Hohlraum gasdicht
verschließt. Dabei werden fließfähige oder nichtfließfähige
Materialien eingesetzt. Durch das gasdichte Verschließen
lässt sich im Hohlraum ein vom Atmosphärendruck abweichender
Druck einstellen, falls die Verschlussschicht bei einem Pro
zessdruck abgeschieden wird, der sich vom Atmosphärendruck
unterscheidet.
Bei einer nächsten Weiterbildung wird nach dem Ätzen und ei
nem gegebenenfalls erforderlichen Trockenschritt als Ver
schlussschicht ein undotiertes Oxid verwendet. Das Oxid
verschließt die zum Hohlraum führenden Kanäle zwischen den
Deckelschichten. Anschließend wird hochdotiertes Silikatglas
auf dem Oxid abgeschieden und bei einer hohen Temperatur
verflüssigt. Die Oxidschicht verhindert, dass das Silikatglas
in den Hohlraum kriecht. Außerdem wird durch die Oxidschicht
verhindert, dass aus dem heißen Silikatglas beim Verflüssigen
Teilchen in den Hohlraum gelangen. Im Hohlraum lässt sich
deshalb auch ein hochreines Vakuum aufrechterhalten.
Bei einer nächsten Weiterbildung wird als Verschlussschicht
ein hochdotiertes Silikatglas abgeschieden. Auch ohne Ver
flüssigen verschließt das Silikatglas den Hohlraum, da nur
relativ schmale Zwischenräume zwischen den beiden Deckel
schichten im Bereich der substratfernen Durchgangsöffnung
verschlossen werden müssen. Gegebenenfalls kann jedoch auch
ein Verflüssigen des Silikatglases durchgeführt werden, um
Oberflächenungleichmäßigkeiten auszugleichen. Durch eine sehr
dünne Zwischenschicht und damit einen kleinen Zwischenraum
zwischen den beiden Deckelschichten wird erreicht, dass nur
wenig Silikatglas beim Verflüssigen in den Hohlraum
"kriecht".
Bei einer nächsten Weierbildung werden die Durchgangsöffnun
gen mit Hilfe eines Lithographieverfahrens eingebracht. Beispielsweise
haben die Durchgangsöffnungen einen im wesent
lichen kreisförmigen oder rechteckförmigen Querschnitt. Die
Zwischenschicht hat bei der Weiterbildung eine Dicke, die
kleiner als die kleinste mit dem Lithographieverfahren her
stellbare Breite einer Struktur ist. Bei dieser Weiterbildung
entstehen Ätzkanäle, die im Bereich der relativ großen Durch
gangsöffnungen nur eine im Vergleich beispielsweise zum
Durchmesser der Durchgangsöffnungen kleine Höhe haben. Ein
Spalt entlang des Umfangs einer Durchgangsöffnung lässt sich
mit Hilfe einer wesentlich dünneren Schicht verschließen, als
die Durchgangsöffnung selbst.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Mikrobauelement mit den
im Patentanspruch 11 angegebenen Merkmalen. Die Struktur des
Mikrobauelements wird im wesentlichen durch sein Herstel
lungsverfahren bestimmt. Als Herstellungsverfahren werden das
erfindungsgemäße Verfahren oder dessen Weiterbildungen einge
setzt. Somit gelten die oben genannten Wirkungen auch für das
Mikrobauelement.
Bei einem erfindungsgemäßen Mikrosystem wird das Mikrobauele
ment eingesetzt. Außerdem enthält das Mikrosystem auf dem
Substrat des Mikrobauelementes eine integrierte Schaltung,
die mit im Hohlraum angeordneten Elementen elektrisch leitend
verbunden ist. Beispielsweise befinden sich im Hohlraum Teile
eines Sensors, z. B. Elektroden eines kapazitiven Sensors oder
die Schwungmasse eines Beschleunigungssensors. Jedoch werden
auch Aktuatoren im Hohlraum angeordnet, beispielsweise Mikro
motoren.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er
läutert.
Es zeigen:
Fig. 1 schematische Darstellungen eines Schichtsystems
nach der Durchführung verschiedener Verfahrens
schritte,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch das Schichtsystem am
Ende des Herstellungsverfahrens.
Fig. 1 zeigt in einem Teil a eine schematische Darstellung
eines Schichtsystems 10 nach einem Ätzvorgang. Vor dem Ätz
vorgang wurde zunächst auf einem Substrat 12 aus einkristal
linem Silizium eine Opferschicht 14 abgeschieden. Auf der Op
ferschicht 14 wurde anschließend eine substratnahe Deckel
schicht 16 aus polykristallinem Silizium abgeschieden. Mit
Hilfe eines lithographischen Verfahrens wurden danach sub
stratnahe Durchgangsöffnungen 18 bis 22 in die Deckelschicht
16 eingebracht.
In einem folgenden Verfahrensschritt wurde eine Zwischen
schicht 24 aus nasschemisch ätzbarem Siliziumdioxid mit einer
Schichtdicke von etwa 50 Nanometern abgeschieden. Die Zwi
schenschicht 24 bedeckte die Seitenwände der substratnahen
Durchgangsöffnungen 18 bis 22 sowie die durch die Durch
gangsöffnungen 18 bis 22 freigelegten Bereiche der Opfer
schicht 14.
In einem nächsten Verfahrensschritt wurde auf der Oberfläche
der Zwischenschicht 24 eine substratferne Deckelschicht 26
abgeschieden. Die Deckelschicht 26 besteht vorzugsweise, wie
die Deckelschicht 16, aus polykristallinem Silizium, in das
nach dem Abscheiden mit Hilfe eines Lithographieverfahrens
substratferne Durchgangsöffnungen 28 bis 32 mit kreisförmigem
Durchmesser geätzt worden sind. Die substratferne Durch
gangsöffnung 28 ist zu der nächstliegenden substratnahen
Durchgangsöffnung 18 seitlich versetzt angeordnet, siehe Ver
satz V in Fig. 2. Ebenso sind substratferne Durchgangsöff
nungen 30 und 32 zu den jeweils nächsten substratnahen Durch
gangsöffnungen 20 und 22 seitlich versetzt angeordnet. Der
Ätzprozess zum Herstellen der Durchgangsöffnungen 28 bis 32
wird entweder beendet, sobald die zu diesem Zeitpunkt noch
vollständig vorhandene Zwischenschicht 24 erreicht wird, oder
sobald die Deckelschicht 16 freigelegt worden ist.
In einem nasschemischen Ätzprozess wurde anschließend die
Zwischenschicht 24 im Bereich der substratfernen Durch
gangsöffnungen 28 bis 32 und im Bereich der substratnahen
Durchgangsöffnungen 18 bis 22 zur Schaffung von Ätzkanälen
entfernt, die zur Opferschicht 14 führen. Die beim Ätzen
wirksamen Diffusionsprozesse bewirken auch durch die engen
Ätzkanäle einen raschen Materialabtransport. Mit fortschrei
tendem Ätzprozess werden auch Bereiche der Opferschicht 14
unterhalb der Durchgangsöffnungen 18 bis 22 zur Freilegung
eines Hohlraums 34 entfernt. Am Ende des Ätzprozesses ist das
im Teil a der Fig. 1 dargestellte Stadium erreicht.
In Randbereichen der Deckelschichten 16 und 26 ist die Zwi
schenschicht 24 auch nach dem Ätzvorgang vorhanden. Zusätz
lich kann die substratferne Deckelschicht 26 durch ein Stütz
material 36 gehalten werden, das den Randbereich der Dec
kelschicht 26 umfasst. Abhängig von der Ätzdauer befinden
sich gegebenenfalls auch noch Reste 38 und 40 zwischen den
Deckelschichten 16 und 26, die als Abstandshalter wirken.
Das Verfahren wird mit dem Aufbringen einer Verschlussschicht
50 auf die Oberfläche der Deckelschicht 26 fortgesetzt, siehe
Teil b der Fig. 1. Die Verschlussschicht 50 besteht bei
spielsweise aus Siliziumdioxid, Siliziumnitrid oder polykri
stallinem Silizium und bedeckt auch die Innenwände der Durch
gangsöffnungen 28 bis 32 sowie deren Böden. Durch die Ver
schlussschicht 50 werden die Ätzkanäle und somit auch der
Hohlraum 34 gasdicht verschlossen.
Fig. 2 zeigt eine maßstabsgetreue Schnittdarstellung durch
das Schichtsystem 10 nach dem Aufbringen einer Silikatglas
schicht 100 aus Bor-Phosphor-Silikatglas auf die Verschlussschicht
50. Ein Maßstab 102 zeigt, dass eine Strecke von ei
nem Zentimeter in der Fig. 2 tatsächlich einer Ausdehnung
von zweihundert Nanometern entspricht. Der Hohlraum 34 hat im
Ausführungsbeispiel eine Höhe von dreihundert Nanometern. Die
Deckelschicht 16 hat eine Höhe von vierhundert Nanometern.
Die Höhe der Zwischenschicht 24 beträgt fünfzig Nanometer.
Die Deckelschicht 26 hat eine Höhe von fünfhundert Nano
metern. Die Schichtdicke der Verschlussschicht 50 beträgt
fünfzig Nanometer. Die Silikatschicht 100 ist etwa achthun
dert Nanometer hoch. Der Durchmesser der Durchgangsöffnungen
18, 32 beträgt ein Mikrometer.
In Fig. 2 ist deutlich zu erkennen, dass es im Bereich der
Durchgangsöffnung 18 zu einer Absenkung der darüber liegenden
Schichten 24, 26, 50 und 100 kommt. Auf der Oberfläche der
Silikatglasschicht 100 entsteht durch die Absenkung eine
Mulde 104. Die Durchgangsöffnung 32 ist zum großen Teil mit
Material der Silikatglasschicht 100 gefüllt. Dies führt zur
Bildung einer Mulde 106 auf der Oberfläche der Silikatglas
schicht 100 oberhalb der Durchgangsöffnung 32.
In einem nächsten Verfahrensschritt wird das Silikatglas auf
eine Temperatur zwischen 700°C und 1000°C erhitzt. Dadurch
kommt es zum Verfließen des Silikatglases. Es bildet sich
eine ebene Oberfläche 108. Damit ist die Herstellung des
Hohlraums 34 und einer aus den Deckelschichten 16, 26, der
Verschlussschicht 50 und der Silikatglasschicht 100 gebilde
ten Abdeckschicht 110 abgeschlossen. Die ebene Oberfläche 108
der Silikatglasschicht 100 gewährleistet eine leichte
Weiterprozessierung des Schichtsystems 10.
Jedoch wird bei einem anderen Ausführungsbeispiel in einem
Rückätzprozess die Silikatschicht 100, wie z. B. in der PCT-
Anmeldung WO 00/12428 erläutert, bis auf die Höhe der Ver
schlussschicht 50 zurückgeätzt. Anschließend wird noch eine
geeignete Abschlussschicht aufgebracht.
In Fig. 2 lassen sich außerdem Ätzkanäle 112 gut erkennen,
die von der Durchgangsöffnung 32 zur Durchgangsöffnung 18 und
zum Hohlraum 34 führen. Der bereits erwähnte seitliche Ver
satz V zwischen den Durchgangsöffnungen 18 und 32 beträgt
etwa zwei Mikrometer.
Durch eine andere Wahl der Schichtdicken und der Durchmesser
der Durchgangsöffnungen 18 bis 22 und 28 bis 32 lässt sich
die Topologie des Schichtsystems abhängig von der benötigten
Ätzgeschwindigkeit und den Anforderungen an die im Hohlraum
34 zu erzielende Reinheit verändern. Bei einem anderen Aus
führungsbeispiel wird zum Verschließen des Hohlraumes 34
Verschlussmaterial mit einem LPCVD-Verfahren (low pressure
chemical vapor deposition) abgeschieden, z. B. das Material
TEOS, Siliziumnitrid oder polykristallines Silizium. Die Si
likatglasschicht entfällt in diesem Fall. Eingesetzt werden
jedoch auch Verfahren, bei denen die Verschlussschicht 50
durch sogenanntes Sputtern aufgebracht wird. Als Verschluss
material wird dann beispielsweise Aluminium oder amorphes Si
lizium eingesetzt.
Im Hohlraum 34 des Schichtsystems 10 werden abhängig von der
Anwendung verschiedene Bauelemente angeordnet. Bei rein mi
kroelektronischen Bauelementen befindet sich im Hohlraum 34
beispielsweise eine Leiterbahn. Die im Hohlraum eingeschlos
sene Luft und damit auch die Temperatur der Leiterbahn lassen
sich auf eine vorgegebene Temperatur regeln. Bei mikromecha
nischen Bauelementen befindet sich im Hohlraum 34 beispiels
weise ein beweglich angeordneter Aktuator. Wird das Schicht
system als kapazitiver Sensor eingesetzt, so dient die Ab
deckschicht 110 als Membran, mit deren Hilfe der Abstand von
auf gegenüberliegenden Seiten des Hohlraums 34 angeordneten
Elektroden abhängig vom auf die Membran wirkenden Druck ge
ändert wird.
Claims (14)
1. Verfahren zum Herstellen und Verschließen eines Hohlraumes
für Mikrobauelemente oder Mikrosysteme, bei dem folgende
Schritte ausgeführt werden:
auf der Oberfläche eines Substrats (12) wird eine Opfer schicht (14) abgeschieden,
auf der Oberfläche der Opferschicht (14) wird eine substrat nahe Deckelschicht (16) abgeschieden,
in die substratnahe Deckelschicht (16) wird mindestens eine substratnahe Durchgangsöffnung (18 bis 22) eingebracht,
auf die Oberfläche der so geschaffenen Schichtanordnung wird eine Zwischenschicht (24) abgeschieden,
auf der Oberfläche der Zwischenschicht (24) wird eine sub stratferne Deckelschicht (26) abgeschieden,
in die substratferne Deckelschicht (26) wird mit seitlichem Versatz (V) zu der substratnahen Durchgangsöffnung (18) min destens eine substratferne Durchgangsöffnung (28 bis 32) eingebracht,
in einem Ätzprozess werden zumindest Bereiche der Zwischen schicht (24) zur Schaffung eines zur Opferschicht (14) füh renden Ätzkanals (112) und zumindest Bereiche der Opfer schicht (14) zur Freilegung eines Hohlraumes (34) entfernt, und
nach dem Ätzprozess wird eine Verschlussschicht (50) abge schieden, die das nach außen führende Ende des Ätzkanals (112) verschließt.
auf der Oberfläche eines Substrats (12) wird eine Opfer schicht (14) abgeschieden,
auf der Oberfläche der Opferschicht (14) wird eine substrat nahe Deckelschicht (16) abgeschieden,
in die substratnahe Deckelschicht (16) wird mindestens eine substratnahe Durchgangsöffnung (18 bis 22) eingebracht,
auf die Oberfläche der so geschaffenen Schichtanordnung wird eine Zwischenschicht (24) abgeschieden,
auf der Oberfläche der Zwischenschicht (24) wird eine sub stratferne Deckelschicht (26) abgeschieden,
in die substratferne Deckelschicht (26) wird mit seitlichem Versatz (V) zu der substratnahen Durchgangsöffnung (18) min destens eine substratferne Durchgangsöffnung (28 bis 32) eingebracht,
in einem Ätzprozess werden zumindest Bereiche der Zwischen schicht (24) zur Schaffung eines zur Opferschicht (14) füh renden Ätzkanals (112) und zumindest Bereiche der Opfer schicht (14) zur Freilegung eines Hohlraumes (34) entfernt, und
nach dem Ätzprozess wird eine Verschlussschicht (50) abge schieden, die das nach außen führende Ende des Ätzkanals (112) verschließt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dicke der Zwischenschicht (24) geringer als die
Dicke der substratnahen Deckelschicht (16) ist und dass die
substratferne Deckelschicht (26) in die substratnahe Durch
gangsöffnung (18) hineinragt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass jede Deckelschicht (16, 26) mehrere Durchgangsöffnungen (18 bis 22 bzw. 28 bis 32) enthält, die vorzugsweise gemäß einem gleichmäßigen Raster ausgerichtet sind,
und dass der Abstand zwischen benachbarten Durchgangsöffnun gen (18 bis 22; 28 bis 32) einer Deckelschicht (16, 26) vor zugsweise das Zwei- bis Zwanzigfache der Ausdehnung der Durchgangsöffnungen in Richtung zur nächsten Durchgangsöff nung beträgt.
dass jede Deckelschicht (16, 26) mehrere Durchgangsöffnungen (18 bis 22 bzw. 28 bis 32) enthält, die vorzugsweise gemäß einem gleichmäßigen Raster ausgerichtet sind,
und dass der Abstand zwischen benachbarten Durchgangsöffnun gen (18 bis 22; 28 bis 32) einer Deckelschicht (16, 26) vor zugsweise das Zwei- bis Zwanzigfache der Ausdehnung der Durchgangsöffnungen in Richtung zur nächsten Durchgangsöff nung beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass gleiche Raster der beiden Deckelschichten (16, 26) seit
lich zueinander versetzt sind, vorzugsweise um einen Versatz
(V), der kleiner als der halbe Abstand zwischen benachbarten
Durchgangsöffnungen (18 bis 22; 28 bis 32) einer Deckel
schicht (16, 26) ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verschlussschicht (50) den Hohlraum (24) gasdicht
verschließt.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verschlussschicht (50) bei einem Prozessdruck abge
schieden wird, der sich vom Atmosphärendruck unterscheidet,
vorzugsweise bei einem wesentlich kleineren Prozessdruck als
der Atmosphärendruck, bei einem Prozessdruck kleiner als ein
Millibar oder bei einem Prozessdruck kleiner als ein Mikro
bar.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Material der Verschlussschicht (50) ein nichtfließ
fähiges Material verwendet wird, vorzugsweise ein undotiertes
Oxid.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf die Verschlussschicht (50) ein fließfähiges Material
abgeschieden wird, vorzugsweise ein hochdotiertes Silikatglas
(100), das vorzugsweise in einem Temperaturschritt ver
flüssigt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Material der Verschlussschicht (50) ein fließfähiges
Material, vorzugsweise ein hochdotiertes Silikatglas, einge
setzt wird, das vorzugsweise in einem Temperaturschritt ver
flüssigt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die substratnahe Durchgangsöffnung (18 bis 22) und/oder die substratferne Durchgangsöffnung (28 bis 32) mit Hilfe ei nes Lithographieverfahrens eingebracht wird,
und dass die Zwischenschicht (24) in einer Dicke abgeschieden wird, die kleiner als die kleinste Ausdehnung der Durch gangsöffnung in tangentialer Richtung bezüglich einer in der betreffenden Deckelschicht (16, 26) liegenden Ebene und vor zugsweise kleiner als die kleinste mit dem Lithographiever fahren herstellbare Breite einer Struktur ist.
dass die substratnahe Durchgangsöffnung (18 bis 22) und/oder die substratferne Durchgangsöffnung (28 bis 32) mit Hilfe ei nes Lithographieverfahrens eingebracht wird,
und dass die Zwischenschicht (24) in einer Dicke abgeschieden wird, die kleiner als die kleinste Ausdehnung der Durch gangsöffnung in tangentialer Richtung bezüglich einer in der betreffenden Deckelschicht (16, 26) liegenden Ebene und vor zugsweise kleiner als die kleinste mit dem Lithographiever fahren herstellbare Breite einer Struktur ist.
11. Mikrobauelement (10),
mit einer Substratschicht (12),
einer von der Substratschicht (12) getragenen Abdeckschicht (110), die eine substratferne Deckelschicht (26) mit minde stens einem substratfernen Durchbruch (32) enthält, in wel chem sich Verschlussmaterial (50) zum Verschließen eines Hohlraumes (34) befindet, der zwischen Abdeckschicht (110) und Substratschicht (12) liegt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abdeckschicht (110) eine substratnahe Deckelschicht (16) enthält, die in vorgegebenem Abstand zur substratfernen Deckelschicht (26) zwischen substratferner Deckelschicht (16) und Hohlraum (34) angeordnet ist,
dass die substratnahe Deckelschicht (16) mindestens einen zum substratfernen Durchbruch (32) seitlich versetzt angeordneten substratnahen Durchbruch (18) enthält, in dem ein Kanal (112) angeordnet ist, der zum Hohlraum (34) führt,
und dass das Verschlussmaterial (50) das andere Ende des Ka nals (112) im Bereich des substratfernen Durchbruchs (18) verschließt.
mit einer Substratschicht (12),
einer von der Substratschicht (12) getragenen Abdeckschicht (110), die eine substratferne Deckelschicht (26) mit minde stens einem substratfernen Durchbruch (32) enthält, in wel chem sich Verschlussmaterial (50) zum Verschließen eines Hohlraumes (34) befindet, der zwischen Abdeckschicht (110) und Substratschicht (12) liegt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abdeckschicht (110) eine substratnahe Deckelschicht (16) enthält, die in vorgegebenem Abstand zur substratfernen Deckelschicht (26) zwischen substratferner Deckelschicht (16) und Hohlraum (34) angeordnet ist,
dass die substratnahe Deckelschicht (16) mindestens einen zum substratfernen Durchbruch (32) seitlich versetzt angeordneten substratnahen Durchbruch (18) enthält, in dem ein Kanal (112) angeordnet ist, der zum Hohlraum (34) führt,
und dass das Verschlussmaterial (50) das andere Ende des Ka nals (112) im Bereich des substratfernen Durchbruchs (18) verschließt.
12. Mikrobauelement (10) nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die substratferne Deckelschicht (26) in den substratna
hen Durchbruch (18) hineinragt.
13. Mikrobauelement (10) nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass es nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis
10 hergestellt worden ist.
14. Mikrosystem, insbesondere Sensor,
gekennzeichnet
durch ein Mikrobauelement (10) nach einem der Ansprüche 11
bis 13, auf dessen Substrat (12) eine integrierte Schaltung
angeordnet ist, die mit im Hohlraum (34) angeordneten Ele
menten elektrisch leitend verbunden ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000122266 DE10022266B4 (de) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | Verfahren zum Herstellen und Verschließen eines Hohlraums für Mikrobauelemente oder Mikrosysteme und entsprechendes Mikrobauelement |
PCT/EP2001/004977 WO2001085601A1 (de) | 2000-05-08 | 2001-05-03 | Verfahren zum herstellen und verschliessen eines hohlraumes für mikrobauelemente oder mikrosysteme |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000122266 DE10022266B4 (de) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | Verfahren zum Herstellen und Verschließen eines Hohlraums für Mikrobauelemente oder Mikrosysteme und entsprechendes Mikrobauelement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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