DE102005007540A1 - Mikromechanischer Membransensor mit Doppelmembran - Google Patents

Mikromechanischer Membransensor mit Doppelmembran Download PDF

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DE102005007540A1
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Christoph Schelling
Heiko Stahl
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Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Membransensors bzw. einen mit dem Verfahren hergestellten mikromechanischen Membransensor. Dabei ist vorgesehen, dass der mikromechanische Membransensor wenigstens eine erste Membran und eine im Wesentlichen über der ersten Membran liegende zweite Membran aufweist. Weiterhin ist vorgesehen, dass der mikromechanische Membransensor einen ersten Hohlraum und einen im Wesentlichen über dem ersten Hohlraum liegenden zweiten Hohlraum aufweist.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Membransensors bzw. einem mit diesem Verfahren hergestellten mikromechanischen Membransensor nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
  • Zur Erfassung verschiedener physikalischer Größen (Druck, Temperatur, Luftmasse, Beschleunigung, Drehrate) werden insbesondere im Kraftfahrzeugbereich vielfach Bauelemente mit mikromechanischen Sensorelementen verwendet. Typischerweise werden dabei häufig Messelemente auf Membranen verwendet, die oberhalb einer Kaverne angeordnet sind. Zur Herstellung der Membran bzw. der Kaverne ist neben der so genannten Oberflächenmikromechanik, bei der Schichtstapel aus Opfer- und Funktionsschichten abgeschieden, strukturiert und selektiv entfernt werden, auch die so genannte Bulk- oder Volumenmikromechanik bekannt, bei der Strukturen aus massivem Material herausgearbeitet werden.
  • Aus der EP 1 043 770 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zunächst mittels eines ersten Ätzschrittes wenigstens ein Graben in einem Substrat erzeugt wird. Nach einer Passivierung der Wände des Grabens wird im Rahmen eines zweiten anisotropen Ätzschritts die Kavität gebildet. Eine Vergrößerung der Kavität kann in einem dritten, ebenfalls anisotropen Ätzschritt erfolgen, in dem die Wände zwischen mehreren nebeneinander liegenden Gräben entfernt werden.
  • In der DE 102 00 40 433 56 A1 wird beschrieben, wie mittels eines einzelnen Trenchätzprozesses eine vergrabene Kaverne erzeugt wird. Dabei weist der Trenchätzprozess einen ersten Trenchätzschritt auf, der eine Vertiefung erzeugt. Innerhalb dieses ersten Trenchätzschritts wird der Ätzschritt in zwei Phasen durchgeführt. Abwechselnd wird dabei in einer ersten Phase zunächst eine Einbuchtung erzeugt, deren Wände in der zweiten Phase mit einem Passivierungsmittel bedeckt werden. Durch Wiederholung der beiden Phasen wird somit die Vertiefung erzeugt. Die Kaverne wird anschließend im zweiten Trenchätzschritt erzeugt, wobei die Vertiefung als Zugangsloch zur Kaverne dient. Dies geschieht dadurch, dass im zweiten Trenchschritt der Ätzprozess der ersten Phase deutlich länger durchgeführt wird, ohne dass eine Passivierung stattfindet. Durch Wiederholung der Schritte dieses Trenchätzprozesses können mehrere untereinander liegende Kavernen im Substrat erzeugt werden.
  • Aus der EP 1441 561 A2 ist ein weiteres Verfahren bekannt, bei dem Aussparungen bzw. Kavernen untereinander erzeugt werden können. Zu diesem Zweck werden auf einem Substrat zunächst unterschiedliche Schichten aufgebracht. Mittels einer maskierenden Metallschicht werden Vertiefungen in die aufgebrachte Schichtenfolge eingebracht. Das Einbringen der Vertiefung wird mittels eines anisotropen Trockenätzverfahrens durchgeführt. Durch einen anschließenden isotropen Ätzvorgang, bspw. durch ein Plasmaätzen, werden ausgehend von den Vertiefungen unterhalb der aufgebrachten Schichten untereinander verbundene Hohlräume im Substrat erzeugt. In einem weiteren Schritt kann von der Rückseite des Substrats eine Ausnehmung im Substrat erzeugt werden. Durch einen weiteren anisotropischen Ätzprozess können die beiden Hohlräume schließlich miteinander verbunden werden.
    •
  • Vorteile der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Membransensors bzw. einen mit dem Verfahren hergestellten mikromechanischen Membransensor. Dabei ist vorgesehen, dass der mikromechanische Membransensor wenigstens eine erste Membran und eine im Wesentlichen über der ersten Membran liegende zweite Membran aufweist. Weiterhin ist vorgesehen, dass der mikromechanische Membransensor einen ersten Hohlraum und einen im Wesentlichen über dem ersten Hohlraum liegenden zweiten Hohlraum aufweist. Zur Herstellung des Membransensors ist vorgesehen, dass auf dem Substrat zunächst eine erste Schutzschicht erzeugt wird. In dieser ersten Schutzschicht wird wenigstens eine Öffnung erzeugt, die durch die gesamte erste Schutzschicht bis auf das Substrat hindurchreicht. Auf die erste Schutzschicht wird anschließend eine erste Membranschicht aufgebracht und strukturiert. Diese erste Membranschicht wird wenigstens teilweise mit einer zweiten Schutzschicht versehen. In der zweiten Schutzschicht wird ebenfalls wenigstens eine Öffnung erzeugt, die bis zur ersten Membranschicht reicht. Auf die zweite Schutzschicht wird anschließend eine Opferschicht aufgebracht, die wenigstens teilweise durch eine dritte Schutzschicht abgedeckt wird. Auf die dritte Schutzschicht wird eine zweite Membranschicht aufgebracht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die zweite Membranschicht oberhalb der Opferschicht angeordnet ist. In die zweite Membranschicht wird wenigstens eine Öffnung eingebracht, die durch die zweite Membranschicht und die dritte Schutzschicht bis zur Opferschicht reicht. Der Kern der Erfindung besteht nun darin, dass die beiden Hohlräume des Membransensors in einem einzigen Ätzschritts durch Herauslösen eines Teils der Opferschicht, der ersten Membranschicht und des Substrats erzeugt werden.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Freistellung der Membranen bzw. die Herstellung einer Doppelmembran in einem oberflächenmikromechanischen Frozess mittels eines einzigen Ätzschritts von der Wafer- bzw. Substratvorderseite erzeugt werden kann. Die Geometrien, die auf die Funktionsparameter der Membransensors Einfluss haben (z.B. Abstand der Membranen, Perforationen, Dicke der Membranen, etc.) werden dabei in Vorprozessen jeweils einzeln festgelegt und durch die Freistellung nicht mehr verändert. Da der Wafer bzw. das Substrat in einem oberflächenmikromechanischen Prozess nur von der Vorderseite bearbeitet wird, ist ein Waferhandling auf standardisierten Anlagen möglich. Dabei sind Beschädigungen der fragilen mikromechanischen Strukturen unwahrscheinlicher als bei volumenmikromechanischen Prozessen, bei denen die Wafer auf beiden Seiten gehandhabt und prozessiert werden, da ein umgreifen des Wafers bzw. eine Neuausrichtung der Prozesse auf die erzeugten Strukturen nicht nötig ist.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Hohlraum im Substrat unterhalb der Öffnungen in der ersten Schutzschicht erzeugt wird. Der zweite Hohlraum, der durch das Herauslösen der Opferschicht erzeugt wird, befindet sich dabei zwischen der ersten und der zweiten Membran(-schicht).
  • Die erste Membran des vorgeschlagenen Membransensors wird im Wesentlichen durch die erste Membranschicht bzw. die zweite Membran im Wesentlichen durch die zweite Membranschicht gebildet. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die beiden Membranen zusätzliche Schichten aufweisen, bspw. in Form von Schutzschichten.
  • In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite und die dritte Schutzschicht derart strukturiert werden, dass sie die Opferschicht im Bereich des zweiten Hohlraums einfassen. Durch die Verwendung eines Ätzprozesses, der die Schutzschicht nicht angreift, kann so die definierte Erzeugung des zweiten Hohlraums innerhalb eines Bereichs erreicht werden, der durch die zweite und dritte Schutzschicht begrenzt wird.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste und zweite Schutzschicht die erste Membran einfasst, und somit ihre laterale und vertikale Ausdehnung definieren.
  • Zur Herstellung des Membransensors ist vorgesehen, dass
    • – das Substrat ein Halbleitermaterial, insbesondere Silizium, und/oder
    • – wenigstens eine der Schutzschichten ein Oxid, insbesondere ein thermisches Oxid und/oder
    • – die erste Membranschicht Silizium, und/oder
    • – die Opferschicht Silizium oder Siliziumgermanium und/oder
    • – die zweite Membranschicht eine Metallschicht
    aufweist.
  • Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die erste und/oder zweite Membranschicht mit einem CVD Verfahren erzeugt wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine der beiden Membranschichten durch eine LPCVD-Abscheidung erzeugt wird. Die Membranschicht, die auf dem Schichtstapel zuoberst angeordnet ist, kann aus einer Vielzahl von Schichten bestehen. So kann bspw. vorgesehen sein, dass die Membranschicht mit einer zusätzlichen Passivierungsschicht gegen Umwelteinflüsse ausgestattet ist. Die Strukturierung der ersten und/oder der zweiten Membranschicht erfolgt mittels eines Trenchprozesses. Vorteilhafterweise werden alle Verfahrensschritte, insbesondere der Ätzvorgang, von der Vorderseite des Substrats durchgeführt. Dabei kann der Ätzvorgang mittels einer fluorhaltigen Verbindung, bspw. ein fluorhaltiges Plasma (SF6, NF3) oder bevorzug durch spontan ätzende Gase wie ClF3 oder XeF2 durchgeführt werden. Zum Verschließen der Öffnungen in der ersten Membranschicht ist vorgesehen, dass die Dicke der Schutzschicht in Abhängigkeit von dem Durchmesser der Öffnungen gewählt wird. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Dicke der zweiten Schutzschicht größer als der halbe Durchmesser der Öffnungen in der ersten Membranschicht ist. Die laterale und vertikale Ausdehnung des ersten Hohlraums im Substrat wird vorteilhafterweise über die Ätzdauer des einen Ätzschritts definiert. Ein weiterer möglicher Prozessschritt besteht darin, die Öffnungen durch die zweite Membranschicht und die dritte Schutzschicht durch das Aufbringen einer weiteren Schicht zu verschließen, so dass der Hohlraum, der durch diese Öffnungen erzeugt wurde, abgeschlossen wird.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die vergrabene erste Membran elektrisch kontaktiert wird. Dabei ist vorgesehen, dass zur Erzeugung der elektrischen Kontaktierung in der zweiten Schutzschicht eine Öffnung bis zur ersten Membranschicht erzeugt wird. Nach dem Aufbringen der Opferschicht wird diese derart strukturiert, dass in der Opferschicht ein elektrisch isolierter Bereich, der später elektrisch kontaktiert werden kann, erzeugt wird. Anschließend wird die dritte Schutzschicht aufgebracht, die den elektrisch isolierten Bereich in der Opferschicht weitestgehend umschließt. Zur Kontaktierung ist vorgesehen, dass in der dritten Schutzschicht eine Ausnehmung vorgesehen ist, die bis zum elektrisch isolierten Bereich in der Opferschicht reicht. Abschließend wird zur Kontaktierung des isolierten Bereichs in der Opferschicht bzw. zur Kontaktierung der ersten Membran auf die dritte Schutzschicht im Bereich der Ausnehmung eine elektrisch leitfähige räumlich begrenzte Schicht aufgebracht. Dies kann bspw. in Form von Bond-Pads geschehen. Dabei ist vorgesehen, dass diese leitfähige räumlich begrenzte Schicht keine elektrische Verbindung zu der zweiten Membranschicht aufweist.
  • Durch die Herstellung zweier übereinander liegender freigestellter Membranen kann so ein mikromechanischer Membransensor erzeugt werden, bei dem beide Membranen unabhängig voneinander auslenkbar sind.
  • Vorteilhafterweise ist der erste und der zweite Hohlraum miteinander verbunden. Dies kann bspw. durch eine Öffnung in der ersten Membran erfolgen.
  • Durch den vorgeschlagenen oberflächenmikromechanischen Prozess zur Herstellung einer Doppelmembran können die Herstellungstoleranzen, insbesondere die Geometrieparameter der Membranstruktur, verbessert werden. Darüber hinaus reduziert die Ausbildung als oberflächenmikromechanischer Prozess wesentlich den Handlings- und Prozessierungsaufwand und senkt somit die Herstellungskosten. Spezielle Prozessierungen der Rückseite, die üblicherweise ein wesentlicher Bestandteil von volumenmikromechanischen Prozessen sind, sind verbunden mit Totflächen für Maschinenhandling (z.B. Pinlift) und Ausbeuteverlusten durch Beschädigungen auf der Vorderseite. Im Extremfall kann eine Prozessierung der Waferrückseite oder eine Prozessierung mit Durchbrüchen durch den Wafer (so genanntes Through-Wafer-Etching) die Verwendung einer aufwendigen Trägertechnik erfordern, bei der der Wafer auf einen Träger (Wafer, Folie, Chuck) montiert und mit diesem Träger prozessiert werden muss. Die Herstellungstoleranzen und die Fertigungssicherheit spielen beim Schichtaufbau der Sensoren eine große Rolle. So werden üblicherweise die Prozesse für Demonstratoren vereinfacht unter Verzicht auf die Betrachtung von Wechselwirkungen von Prozesstoleranzen auf die Bauelementeigenschaften dargestellt. So kann bspw. die Freistellung zweier Membranen durch zwei Zeitätzprozesse erreicht werden, bei der einer der Zeitätzprozesse von der Wafervorderseite und der andere von der Waverrückseite durchgeführt wird. Da beide Prozesse Variationen bzgl. der Ätzrate zeigen und zusätzlich Unterschiede durch das Waferhandling erzeugt werden, sind Bauelementtoleranzen aufgrund des Waferhandlings nicht auszuschließen. Mit der vorgeschlagenen Erfindung kann somit eine kontrollierte Serienfertigung mit hoher Ausbeute dargestellt werden, da ein aufwendiges Waferhandling der beschriebenen Art nicht erforderlich ist und die Freistellung der beiden Membranen durch lediglich einen einzigen Ätzschritt erreicht wird. Somit können die Auswirkungen der Prozessschwankungen von den Funktionsparametern des Membransensors entkoppelt werden.
    •
  • Zeichnungen
  • Die 1a bis 1g zeigen schematisch das Herstellungsverfahren des Membransensors mit einer Doppelmembran. 2 zeigt den Aufbau des fertigen Membransensors.
  • Ausführungsbeispiel
  • Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Membransensors werden in einem Ausführungsbeispiel drei funktionale Schichten nacheinander auf ein Substrat aufgebracht. Bei den funktionalen Schichten handelt es sich um die untere Membran, die Opferschicht zwischen den Membranen sowie die obere Membran. Zusätzlich zu den drei Funktionsschichten sind Zwischenschichten notwendig, die die Funktionselemente voneinander trennen.
  • Die untere d.h. erste Membran sowie die Opferschicht bestehen vorzugsweise aus Silizium, da zumindest Teile beider Schichten beim Opferschichtätzen entfernt werden, um die Membranen freizustellen. Alternativ können auch Materialien wie SiGe verwendet werden, die beim Opferschichtätzen entfernt werden können. Die obere d.h. zweite Membran kann aus verschiedenen Materialien bestehen, unter anderem Silizium. Eine bevorzugte Wahl ist eine unter geringer Zugspannung stehende Membran, z.B. eine ONO-Struktur (evtl. mit Metallbelegung), wie sie bei Massenflusssensoren verwendet wird. Aber auch andere Kombinationen können verwendet werden, wie Oxid/Metallmembranen oder Mehrfachschichten aus Isolatoren und leitfähigen Schichten, um elektrische Leitungen oder Elektroden für kapazitive Schaltungen zur Verfügung zu stellen.
  • Ein mögliches Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen mikromechanischen Membransensors soll anhand der 1a bis 1g schematisch dargestellt werden. Wie in 1a dargestellt, wird der Schichtaufbau des Membransensors durch Aufbringen verschiedener Schichten auf die Vorderseite 105 des Siliziumsubstratwavers 100 durchgeführt. In einem ersten Schritt wird die Oberfläche des Siliziumsubstratwafer 100 durch Abscheidung eines Oxids 110 geschützt. Das Oxid kann bspw. mittels thermischer Oxidation erzeugt werden. In dieser ersten Schutzschicht 110 können eine oder mehrere Durchgangsöffnungen 120 vorgesehen sein, die für die nachfolgende Erzeugung des ersten Hohlraums verwendet werden können.
  • Anschließend wird eine erste Membranschicht 130 auf die erste Schutzschicht 110 bzw. in die Öffnungen 120 aufgebracht, wie in 1b dargestellt ist. Diese erste Membranschicht 130 wird später die untere Membran 400 bilden. Das Aufbringen dieser ersten Membranschicht 130 erfolgt mittels epitaktischer Verfahren bzw. mittels LPCVD- Abscheidung von Silizium. Die Schichtdicke der ersten Membranschicht 130 wird dabei durch die Verfahrensparameter während der Schichtabscheidung bestimmt. Wie in 1c dargestellt, wird die erste Membranschicht 130 strukturiert, z.B. durch einen Trenchätzprozess. Als Resultat erhält man eine Perforation der Membran, die Bereiche 140 definiert, die beim Opferschichtätzen entfernt werden können. Diese Bereiche werden durch die Trenchätzgräben 145 von der eigentlichen Membranschicht 400 getrennt. Auf die strukturierte erste Membranschicht 130 wird eine weiter Schutzschicht 150 aufgebracht (siehe 1d). Durch das Abdecken der ersten Membranschicht, bspw. mittels einer Oxidschicht, werden die Trenchgräben 145 ebenfalls komplett verfüllt. Dies kann durch eine thermische Oxidation geschehen, wobei die Schichtdicke der zweiten Schutzschicht 150 bzw. die Oxiddicke größer sein sollte als die halbe Grabenbreite der Trenchgräben, die somit vollkommen verfüllt werden können (siehe 155 in 1d). Um eine Verbindung der Opferschicht mit den zu ätzenden Bereichen der Membran, d.h. der Perforation (140) in der ersten Membranschicht 130 herzustellen, kann die Oxidschicht 150 ebenfalls strukturiert werden. Dabei können im Bereich der ersten Membran 400 Durchgangsöffnungen 160 erzeugt werden. Zur elektrischen Kontaktierung der ersten Membran 400 kann vorgesehen sein, in der ersten Schutzschicht bzw. in der Oxidschicht 150 ebenfalls wenigstens eine Durchgangsöffnung 165 vorzusehen.
  • Wie in 1e dargestellt, wird auf die zweite Schutzschicht 150 die Opferschicht 170 abgeschieden und strukturiert. Dabei können die Prozessschritte analog zur Abscheidung und Strukturierung der unteren Membranschicht 130 durchgeführt werden. Durch die Strukturierung der Opferschicht 170 kann ein Bereich für den zweiten Hohlraum 310 definiert werden. Weiterhin kann ein Bereich 200 innerhalb der Opferschicht 170 zur elektrischen Kontaktierung der unteren Membran 400 vorgesehen sein. Eine weitere Schutzschicht bzw. Oxidschicht 180 verschließt die Opferschicht 170 und begrenzt gleichzeitig die Opferschichtätzung in lateraler Richtung durch die mit dem Oxid der Oxidschicht 180 aufgefüllten Trenchgräben 175, sodass nur ein definierter Bereich unterätzt wird, wobei die Membransteifigkeit im Layout bzw. im Schichtaufbau definiert wird. In der dritten Schutzschicht 180 können Durchgangsöffnungen 190 vorgesehen sein, um z.B. den Zugang für die Opferschichtätzung zu gewähren oder um elektrische Kontakte zu den vergrabenen Strukturen zu ermöglichen.
  • Als oberste Schicht wird anschließend die obere Membranschicht 210 aufgebracht. Diese kann aus einer einzelnen Schicht bestehen (z.B. einer Metallschicht zur Bildung einer Metallelektrode) oder aus einem Schichtpaket (ONO-Membran mit Metallschicht, Siliziumschicht mit Oxidpassivierung an der Oberfläche, etc.). Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, dass die oberste Schutzschicht 180 einen Teil der oberen Membran 410 darstellt. Üblicherweise enthält die obere Membran 410 im Schichtaufbau mindestens eine Metalllage 210, die auch für die Herstellung von Bondpads 220 zur elektrischen Kontaktierung des Bauelements dienen kann. Alternativ kann auch eine zusätzliche Metallisierung vorgesehen sein, die den gleichen Zweck erfüllt. Die Schicht 210 in 1f soll dabei den gesamten anwendungsspezifischen Schichtaufbau der oberen Membran 410 repräsentieren, wobei unter Umständen die dritte Schutzschicht 180 ebenfalls zur Membran gezählt werden kann.
  • In 1g ist dargestellt, dass Durchgangsöffnungen 230 durch die obere Membran und die dritte Schutzschicht 180 als Zugang für das Ätzmedium bis auf die Opferschicht 170 erzeugt werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass in der dritten Schutzschicht 180 bereits vor dem Aufbringen der zweiten Membranschicht 210 Durchgangsöffnungen 230 vorgesehen sein können, die durch geeignete Strukturierung der zweiten Membranschicht 210 als Zugangsöffnungen für den nachfolgenden Ätzschritt dienen können. Der Ätzschritt zur Opferschichtätzung erfolgt dabei vorzugsweise mit Gasen, die selektiv Silizium ätzen, z.B. fluorhaltige Plasmen (SF6, NF3) oder bevorzugt durch spontan ätzende Gase wie ClF3 oder XeF2. In der Opferschichtätzung des Ätzschritts wird die Opferschicht 170 zwischen den Membranen 400 und 410, der oder die Bereiche 140, die einen Zugang zum Substrat ermöglichen und ein Teil des Siliziumsubstrats 100, der unterhalb der Membran 400 bzw. der Bereiche 140 liegt, herausgeätzt.
  • Die Durchgangsöffnungen 230 können in einem weiteren Schritt mittels einer weiteren Schicht verschlossen werden.
  • Alternativ kann auch nur ein Teil der ersten Membran 400 oder nur die Opferschicht 170 entfernt werden. Dies kann durch die Platzierung der Durchgangslöcher in den Zwischenoxidschichten bzw. Schutzschichten erreicht werden.
  • Zur Kontaktierung der ersten Membran 400 kann vorgesehen sein, dass der Bereich 200 in der Opferschicht 170, der durch die beiden mit Oxid gefüllten Trenchgräben 205 von der Opferschicht elektrisch isoliert ist, durch einen insbesondere metallischen Bond-Pad 220 kontaktiert werden kann.
  • Sämtliche beschriebenen Verfahrensschritte ermöglichen eine oberflächenmikromechanische Bearbeitung des Waver von der Vorderseite. Somit ist ein Waferhandling auf standardisierten Anlagen möglich, ohne dass der Wafer gedreht werden muss. Somit sind Beschädigungen der fragilen mikromechanischen Strukturen unwahrscheinlicher als bei volumenmechanischen Prozessen, bei denen die Wafer auf beiden Seiten gehandhabt und prozessiert werden müssen.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Membransensors mit wenigstens – einer ersten Membran (400) und – einer im wesentlichen über der ersten Membran liegenden zweiten Membran (410) und – einem ersten Hohlraum (300) und – einem im wesentlichen über dem ersten Hohlraum (300) liegenden zweiten Hohlraum (310) wobei zur Herstellung des Membransensors die Verfahrensschritte – Erzeugung einer ersten Schutzschicht (110) auf einem Substrat (100), – Erzeugung wenigstens einer Öffnung (120) in der ersten Schicht (110) bis zum Substrat (100), – Aufbringen einer ersten Membranschicht (130) auf die erste Schutzschicht (110), – Strukturieren der ersten Membranschicht (130), – Erzeugung einer zweiten Schutzschicht (150) auf wenigstens einem Teil der ersten Membranschicht (130), – Erzeugung wenigstens einer Öffnung (160, 165) in der zweiten Schutzschicht (150) bis zur ersten Membranschicht (130), – Aufbringen einer Opferschicht (170) auf die zweite Schutzschicht (150), – Erzeugung einer dritten Schutzschicht (180) auf wenigstens einem Teil der Opferschicht (170), – Aufbringen einer zweiten Membranschicht (210), – Erzeugung wenigstens einer Öffnung (230) in der zweiten Membranschicht (210) und in der dritten Schutzschicht (180) bis zur Opferschicht (170), vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hohlräume (300, 310) in einem Ätzschritt durch Herauslösen eines Teils – der Opferschicht (170), – der ersten Membranschicht (140) und – des Substrats (100) erzeugt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den einen Ätzschritt beide Membranen freigestellt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste Hohlraum im Substrat unterhalb der Öffnungen in der ersten Schutzschicht und – der zweite Hohlraum zwischen der ersten und der zweiten Membran erzeugt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die erste Membran im wesentlichen durch die erste Membranschicht und/oder – die zweite Membran im wesentlichen durch die zweite Membranschicht gebildet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite und dritte Schutzschicht die Erzeugung des zweiten Hohlraums begrenzt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Schutzschicht die Ausdehnung der ersten Membran definiert, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die erste und zweite Schutzschicht die erste Membran wenigstens teilweise einfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das Substrat ein Halbleitermaterial, insbesondere Silizium, und/oder – wenigstens eine der Schutzschichten ein Oxid, insbesondere ein thermisches Oxid, und/oder – die erste Membranschicht Silizium, und/oder – die Opferschicht Si oder SiGe aufweist, und/oder – die zweite Membranschicht eine Metallschicht aufweist.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die erste und/oder zweite Membranschicht epitaktisch und/oder mittels einer LPCVD-Abscheidung erzeugt wird, und/oder – die zweite Membranschicht aus einer Vielzahl von Schichten erzeugt wird, und/oder – die erste und/oder die zweite Membranschicht mittels eines Trenchprozesses strukturiert wird, und/oder – der Ätzvorgang von der Vorderseite (105) des Substrats erfolgt, und/oder – der Ätzvorgang mittels einer fluorhaltigen Verbindung in Form von SF6, NF3, ClF3 oder XeF2 erfolgt, und/oder – die Dicke der zweiten Schutzschicht in Abhängigkeit von dem Durchmesser der Öffnung in der ersten Membranschicht gewählt wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Dicke der zweiten Schutzschicht größer als der halbe Durchmesser der Öffnungen in der ersten Membranschicht vorgesehen ist, und/oder – die laterale und vertikale Ausdehnung des ersten Hohlraums (300) von der Ätzdauer des Ätzschritts abhängt, und/oder – die Öffnung (230) in der zweiten Membranschicht (210) und in der dritten Schutzschicht (180) durch Aufbringen einer weiteren Schicht verschlossen werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Membran elektrisch kontaktiert wird, wobei vorgesehen ist, dass zur Erzeugung der elektrischen Kontaktierung – in der zweiten Schutzschicht (150) eine Öffnung (165) bis zur ersten Membranschicht (130) erzeugt wird, und – die Opferschicht (170) derart strukturiert wird, dass ein elektrisch isolierter Bereich erzeugt wird, und – die dritte Schutzschicht den elektrisch isolierten Bereich in der Opferschicht weitestgehend umschließt, wobei vorgesehen ist, dass in der dritten Schutzschicht eine Ausnehmung bis zum elektrisch isolierten Bereich erzeugt wird, – auf die dritten Schutzschicht im Bereich der Ausnehmung eine elektrisch leitfähige räumlich begrenzte Schicht aufgebracht wird.
  10. Mikromechanischer Membransensor, insbesondere hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit wenigstens – einem Substrat (100) und – einer ersten Membran (400) und – einer im wesentlichen über der ersten Membran liegenden zweiten Membran (410) und – einem im Substrat (100) befindlichen ersten Hohlraum (300) und – einen zwischen der ersten und der zweiten Membran befindlichen zweiten Hohlraum (310), wobei vorgesehen ist, dass sich der zweite Hohlraum im wesentlichen über dem ersten Hohlraum befindet, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die erste als auch die zweite Membran auf das Substrat aufgewachsenes Material aufweist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Material epitaktisch aufgewachsen wird.
  11. Mikromechanischer Membransensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Membranen unabhängig voneinander auslenkbar sind.
  12. Mikromechanischer Membransensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Öffnung in der ersten Membran den ersten Hohlraum und den zweiten Hohlraum verbindet.
  13. Mikromechanischer Membransensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände – des zweiten Hohlraums und/oder – der Öffnung in der ersten Membran ein Oxid aufweisen.
  14. Mikromechanischer Membransensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Membran eine metallische Schicht aufweist.
  15. Mikromechanischer Membransensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass von der Vorderseite des Substrats eine elektrische Kontaktierung der ersten Membran vorgesehen ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass auf der Oberfläche des mikromechanischen Membransensors eine elektrisch leitfähige räumlich begrenzte Schicht vorgesehen ist, die elektrisch von der zweiten Membran isoliert ist und einen elektrischen Kontakt zur ersten Membran aufweist.
  16. Mikromechanischer Membransensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Membran eine dritte Schutzschicht (180) aufweist, wobei vorgesehen ist, dass gemeinsame Öffnungen (230) in der zweiten Membran und der dritten Schutzschicht vorgesehen sind, die durch eine weitere Schicht oberhalb der dritten Schutzschicht verschlossen sind.
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