DE102005015730A1 - Mikromechanisches Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bauelementes - Google Patents

Mikromechanisches Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bauelementes Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein mikromechanisches Bauelement, mit mindestens: DOLLAR A einer ersten Opferschicht (3) mit einer Kaverne (4), DOLLAR A einer oberhalb der Kaverne (4) ausgebildeten Membran (6) und DOLLAR A einer auf der Membran (6) aufgebrachten Verschlussschicht (12), die in der Membran (6) ausgebildete Öffnungen (19) verschließt, DOLLAR A wobei die Verschlussschicht (12) auf die Membran (6) und einen die Membran (6) umgebenden Membranumgebungsbereich (11) lokal begrenzt ist. DOLLAR A Die Verschlussschicht (12) kann insbesondere durch ein Bubble-Jet-Verfahren oder Mikrodispens-Verfahren aufgebracht werden. DOLLAR A Als Membran (6) kann insbesondere ein Schichtsystem (5) verwendet werden, in dem untere Öffnungen in einer unteren Schicht und obere Öffnungen in einer oberen Schicht lateral versetzt angeordnet und durch einen Ätzkanal verbunden sind, so dass bei Aufbringen des Materials der Verschlussschicht (12) lediglich die oberen Öffnungen verschlossen werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein mikromechanisches Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bauelementes.
  • Mikromechanische Bauelemente, insbesondere mikromechanische Sensoren, sind zum Teil mit einer Membran ausgebildet, unterhalb von der eine Kaverne in einer Opferschicht – z.B. dem Substrat – ausgebildet ist.
  • Bei einer oberflächenmikromechanischen Herstellung derartiger unterätzter Strukturen werden im Allgemeinen auf einer Opferschicht zunächst eine Schicht oder ein Schichtsystem aus mehreren Schichten, z.B. SiO2 und/oder Si3N4 aufgetragen, Ätzöffnungen in der Schicht bzw. Membranschicht ausgebildet und nachfolgend ein Ätzmedium, z.B. ein das Material der Opferschicht selektiv ätzendes Gas wie ClF3 oder XeF2, durch die Ätzöffnungen zu der Opferschicht geleitet, so dass unterhalb der Membran eine Kaverne ausgebildet wird, auf der die Membran freitragend verbleibt. Die im Allgemeinen aus einem isolierenden Material bestehende Membran ist hierdurch thermisch von dem Substratmaterial getrennt und weist bei geringer Wärmeleitfähigkeit eine geringe Wärmekapazität auf. Als mikromechanische Bauelemente können insbesondere Drucksensoren und thermische Sensoren, z.B. Massenflusssensoren, thermische Neigungswinkelsensoren und spektroskopische bzw. optische Gassensoren, hergestellt werden. Hierzu kann auf oder in der Membran eine geeignete Messstruktur ausgebildet werden, z.B. mit piezoresistiven Elementen zur Messung der Spannung der Membran, mit infrarotabsorbierenden Strukturen zur Messung einfallender Infrarotstrahlung in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen.
  • Die unter der Membran ausgebildete Kaverne steht hierbei über die Ätzöffnungen im direkten Kontakt mit der Umgebung des Bauelementes, so dass Schmutzpartikel ungehindert in die Kaverne eindringen und sich dort festsetzen können. Hierdurch kann die Funktionalität des Bauelementes verringert werden und gegebenenfalls ein Totalausfall des Bauelementes auftreten.
  • Die DE 103 05 442 zeigt ein Verfahren zur Ausbildung eines derartigen Bauelementes, bei dem nachfolgend eine Verschlussschicht auf dem Schichtsystem abgeschieden wird, um die Ätzzugänge zu schließen. Dies erweist sich in der Praxis aber in mehrerer Hinsicht als problematisch. Da das Material der Verschlussschicht im Wesentlichen in vertikaler Richtung auf der Membran aufwächst, werden die Löcher in der Membran nur relativ langsam geschlossen. Hierdurch entsteht eine relativ dicke Verschlussschicht, was sich oft negativ auf die mechanischen und thermischen Eigenschaften der Membran auswirkt. Weiterhin kann sich das Material der Verschlussschicht auch im Bereich der Kaverne und insbesondere an der Membranunterseite ablagern, wodurch die mechanischen und thermischen Eigenschaften der Membran negativ beeinflusst werden können.
  • Das Aufbringen einer Verschlussschicht auf der Oberseite des Bauelementes kann auch zu einer Beeinträchtigung weiterer Bereiche, z.B. den der Kontaktierung dienenden Bondpads führen. Somit ist oftmals ein nachfolgender Strukturierungsschritt zum Entfernen der Verschlussschicht erforderlich.
  • Weiterhin sind Verfahren zur Ausbildung der Kaverne durch Gasphasenätzen über einen seitlichen Ätzzugang bekannt. Die Ausbildung von Ätzöffnungen kann weiterhin bei Verwendung von für das Ätzmedium permeablen Membranen, z.B. Polysilizium-Membranen, erreicht werden, wobei ein Opferoxid mit gasförmigen Flurwasserstoff geätzt und nachfolgend ein Ver schluss mit LPCVD-Nitrid erfolgen kann. Derartige permeable Schichten sind jedoch für die meisten Ätzgase nicht möglich; die Ausbildung eines Opferoxides ist relativ aufwendig.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße mikromechanische Bauelement und das Verfahren zu seiner Herstellung weisen demgegenüber einige Vorteile auf. Indem die Verschlussschicht nur lokal begrenzt auf einen Aufbringbereich der Membran und gegebenenfalls einen die Membran umgebenden Membranumgebungsbereich aufgebracht wird, ist eine nachträgliche Strukturierung der Verschlussschicht und ein Entfernen des Materials der Verschlussschicht auf äußeren Bereichen, z.B. Bondpads, nicht erforderlich. Erfindungsgemäß ist hierbei erkannt worden, dass das lokale Aufbringen insbesondere mittels eines Bubble-Jet-Verfahrens, d.h. mittels Aufbringen von Tröpfchen einer Suspension oder Lösung durch lokales starkes Erhitzen derselben, oder mittels eines Mikrodispens-Verfahrens, d.h. durch Auftragen kleiner Tröpfchen, erreicht werden kann. Als Materialien der Verschlussschicht können insbesondere SOG (spin on glass), BCB (BenzocycloButen), Polyimid und/oder ein anorganisch-organisches Hybridpolymer dienen.
  • Grundsätzlich kann z.B. auch ein Stempeldruck erfolgen, wenn der Stempel auf dem Membranumgebungsbereich hinreichend gut abgestützt wird, so dass keine große Druckeinwirkung auf die Membran erfolgt.
  • Die erfindungsgemäße lokale Aufbringung der Verschlussschicht kann insbesondere kombiniert werden mit einem Verfahren zur Ausbildung der Kaverne durch sich in lateraler Richtung erstreckende Ätzöffnungen. Hierbei wird auf der Opferschicht – z.B. dem Substrat – zunächst eine untere Schicht abgeschieden, in der untere Ätzöffnungen strukturiert werden, nachfolgend wird mindestes eine zweite Opferschicht auf die untere Schicht aufgebracht und derartig strukturiert, dass sie die unteren Ätzöffnungen verschließt und sich in einer lateralen Richtung auf der unteren Schicht erstreckt. Auf der zweiten Opferschicht wird nachfolgend mindestens eine obere Schicht aufgetragen und derartig strukturiert, dass obere Ätzöffnungen auf oder oberhalb der zweiten Opferschicht und zu den unteren Ätzöffnungen lateral versetzt ausgebildet werden. Bei einem nachfolgenden selektiven Gasphasenätzen wird durch die oberen Ätzöffnungen Ätzgas zugeführt, das zunächst das Material der oberen Opferschicht entfernt, so dass sich freie Ätzdurchgänge zu den unteren Ätzöffnungen ausbilden. Im selben Prozessschritt kann nachfolgend bereits das Ätzen der Opferschicht durch die unteren Ätzöffnungen erfolgen, so dass ein ventilartiges System ausgebildet wird, bei dem oberhalb der Kaverne untere Ätzöffnungen und mit diesen durch einen sich lateral erstreckenden Gang verbundene obere Ätzöffnungen ausgebildet sind. Beim nachfolgenden lokalen Aufbringen mittels z.B. Bubble-Jet oder Mikrodispensen werden die oberen Ätzöffnungen in der oberen Schicht verschlossen, wobei gegebenenfalls das Material der Verschlussschicht auch in den Ätzdurchgang zwischen der unteren und oberen Schicht gelangt; aufgrund des lateralen Versatzes gelangt das Material jedoch nicht bzw. nur in vernachlässigbarem Umfang auch zu den unteren Ätzöffnungen, so dass insbesondere die Kaverne und die untere Seite der Membran nicht beeinträchtig werden.
  • Erfindungsgemäß kann die Membran einen Schichtaufbau mit Funktionsstrukturen, insbesondere Funktionsschichten wie Leiterbahnen aufweisen; bei einem thermischen Sensor, z.B. infrarotoptischen Gassensor, kann somit eine Thermopile-Struktur aus miteinander kontaktierten Leiterbahnen aus Materialien mit unterschiedlichen Seebeck-Koeffizienten ausgebildet werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen Sensor als mikromechanisches Bauelement mit einer freigeätzten Kaverne unterhalb einer freitragenden Membran vor Aufbringen der Verschlussschicht;
  • 2 den Sensor aus 1 nach Aufbringen der lokalen Verschlussschicht als erfindungsgemäßes mikromechanisches Bauelement;
  • 3 bis 7 die einzelnen Prozessschritte zur Herstellung eines weiteren erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauelementes ohne Funktionsschicht;
  • 8 bis 11 die einzelnen Prozessschritte zur Herstellung des erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauelementes aus 2.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Zur Herstellung des in 2 gezeigten erfindungsgemäßen Sensors 1 wird zunächst das in 1 gezeigte Bauelement hergestellt, das ein Substrat 3 mit einer oberflächenmikromechanisch ausgebildeten Kaverne 4 aufweist. Auf dem Substrat 3 ist ein Schichtsystem 5 ausgebildet, das oberhalb der Kaverne 4 eine freitragende Membran 6 bildet. Das Schichtsystem 5 kann hierbei eine einzige Schicht oder ein Schichtstapel aus mehreren Schichten sein. In oder auf dem Schichtsystem 5 können ein oder mehrere Funktionsschichten 8 ausgebildet sein, die sich bis in die oder auf die Membran 4 erstrecken. Als Funktionsschicht 8 können z.B. Leiterbahnen 8 ausgebildet sein, die eine auf oder in der Membran 6 ausgebildete Messstruktur, z.B. eine Thermopile-Struktur oder ein piezoresistives Element, mit auf der Schicht 5 ausgebildeten Bondpads 10 kontaktieren. Die Ausbildung dieses in 1 gezeigten Bauelementes erfolgt mit einem nachfolgend beschriebenen Verfahren. Auf die Membran 6 und einen Membranumgebungsbereich 11 des Schichtsystems 5 um die Membran 6 herum wird eine Verschlussschicht 12 als Suspension oder Lösung, z.B. mittels Bubble-Jet, Mikrodispensen oder einem ähnlichen Verfahren aufgetragen. Die Membran 6 und der Membranumgebungsbereich 11 bilden somit einen Aufbringbereich; lateral außerhalb des Aufbringbereichs 6, 11 liegende Bereiche 13, in denen die Bondpads 10 liegen, werden von der Verschlussschicht 12 freigelassen, so dass die Bondpads 10 nicht bedeckt werden.
  • Die 3 bis 7 beschreiben ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bauelementes 1 gemäß einer bevorzugten Ausbildung über lateral versetzte Ätzöffnungen. Hierzu wird ein Substrat 3 aus monokristallinem oder polykristallinem Silizium verwendet, das bei dieser Ausführungsform als erste Opferschicht dient. Auf diesem Substrat 3 wird mindestens eine Schicht 14 aus einem dielektrischen Material abgeschieden, wie z.B. aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder einer Kombination dieser Materialien. Anschließend wird die Schicht 14 strukturiert, wobei mehrere Öffnungen 15 erzeugt werden, die später als unterer Ätzzugang zum Freilegen der Membran bzw. Membranen dienen sollen. Über der strukturierten Schicht 14 wird eine zweite Opferschicht 16 abgeschieden, die im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ebenfalls aus Silizium, Silizium-Germanium oder auch Germanium besteht. Diese Materialien können mit demselben plasmalosen Ätzmedium entfernt werden wie das Substratmaterial, beispielsweise mit Chlortrifluorid ClF3. Die Schichtdicke der zweiten Opferschicht 16 beträgt zwischen 50nm und 2μm. 3 zeigt den Schichtaufbau des Bauelementes, nachdem die zweite Opferschicht 16 strukturiert und dabei weitestgehend wieder entfernt worden ist. Erfindungsgemäß schließt sich an jede der Öffnungen 15 in der unteren Schicht 14 ein Bereich der strukturierten zweiten Opferschicht 16 an.
  • Wie in 4 dargestellt wird über der strukturierten zweiten Opferschicht 16 mindestens eine obere Schicht 18 aus einem dielektrischen Material abgeschieden, wie z.B. aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder einer Kombination dieser Materialien. Das aus den Schichten 14 und 18 bestehende Schichtsystem 5 bildet den Hauptbestandteil der zu erzeugenden Membran bzw. Membranen und wird dementsprechend so ausgelegt, dass seine thermischen Eigenschaften und seine mechanischen Eigenschaften, wie z.B. die Spannungsverhältnisse, optimiert werden.
  • 5 zeigt den Schichtaufbau des Bauelementes nach Strukturierung der oberen Schicht 18. Hierbei sind mehrere Öffnungen 19 erzeugt worden, die den oberen Ätzzugang zum Freilegen der Membranen bilden. Erfindungsgemäß sind die Öffnungen 19 in der oberen Schicht 18 so angeordnet, dass sie mit mindestens einer Öffnung 15 in der unteren Schicht 14 über einen zusammenhängenden Bereich in der zweiten Opferschicht 16 verbunden sind, aber gegenüber dieser Öffnung 15 in der unteren Schicht 14 lateral versetzt angeordnet sind.
  • In dem anschließenden plasmalosen Ätzschritt wird hier ein plasmaloses Ätzmedium eingesetzt, das eine sehr hohe Selektivität gegenüber Siliziumoxid und Siliziumnitrid aufweist, wie z.B. Chlortrifluorid. Bei diesem Ätzangriff wird zunächst über die Öffnung 19 in der oberen Schicht 18 das Material der zweiten Opferschicht 16 entfernt. So entstehen Zugangskanäle 20, die in die entsprechenden Öffnungen 15 in der unteren Schicht 14 des Schichtsystems 5 münden. Über diese Zugangskanäle 20 greift das Ätzmedium nun das Substratmaterial an, wobei Kavernen 4 im Substrat 3 entstehen und Membranen 6 im Schichtsystem 5 über dem Substrat 3 freigelegt werden, was in 6 dargestellt ist. Diese Figur verdeutlicht, dass die Kavernen 4 zwar über die Zugangskanäle 20 mit der Umgebung in Verbindung stehen, so dass gasförmige und flüssige Medien in die Kaverne 4 ein- und austreten können. Jedoch verringert der erfindungsgemäße Versatz der Zugangskanäle 20 das Eindringen von Partikeln in die Kavernen 4.
  • Nachfolgend wird eine Verschlussschicht 12 über dem Schichtsystem 5 lokal abgeschieden. Die Verschlussschicht 12 kann grundsätzlich eine einzige Schicht bzw. eine Schichtfolge sein und vorzugsweise aus SOG (spin on glass), BCB, Polyimid und/oder ein anorganisch-organische Hybridpolymer oder einer Kombination dieser Materialien bestehen. Das Material der Verschlussschicht 12 wächst dabei nicht nur auf der oberen Schicht 18 auf, sondern auch – durch die Öffnungen 19 – auf der unteren Schicht 14. Dadurch werden die Zugänge zu den Kavernen 4 relativ schnell verschlossen, ohne dass das Material der Verschlussschicht 12 in die Kavernen 4 eindringt, was durch 7 veranschaulicht wird. Aufgrund des Versatzes zwischen den Öffnungen 19 in der oberen Schicht und den entsprechenden Öffnungen 15 in der unteren Schicht 12 kann schon mit einer relativ dünnen Verschlussschicht 12 ein zuverlässiger Abschluss der einen oder mehreren Kavernen 4 erzielt werden.
  • Auch die in den 8 bis 11 dargestellte Verfahrensvariante zur Herstellung eines mikromechanischen Bauelements mit einer Membran und einem Thermopile geht von einem Substrat 3 aus monokristallinem oder polykristallinem Silizium aus, das im hier dargestellten Ausführungsbeispiel als erste Opferschicht fungiert. Wie bei dem in den 3 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel wird auf dem Substrat 3 eine Schicht 14 aus einem dielektrischen Material abgeschieden, wie z.B. aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder einer Kombination dieser Materialien. Anschließend wird die Schicht 14 strukturiert. Dabei wird hier allerdings nur eine Öffnung 15 erzeugt, die später als unterer Ätzzugang zum Freilegen der Membran dienen soll. Über der so strukturierten Schicht 14 wird eine Schicht aus Silizium, Silizium-Germanium oder auch Germanium abgeschieden und strukturiert, so dass lediglich zwei Bereiche 16 und 24 dieser Schicht verbleiben. Der Schichtbereich 16 schließt sich an die Öffnung 15 in der unteren Schicht 14 an und fungiert als zweite Opferschicht 16. Der Schichtbereich 24 bildet den ersten Schenkel eines Thermopiles 28. Darüber wird eine obere Schicht 18 aus einem dielektrischen Material, wie Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder einer Kombination dieser Materialien, abgeschieden. 8 zeigt den Schichtaufbau des Bauelementes nach Strukturierung dieser oberen Schicht 18. Dabei wurde eine Öffnung 19 erzeugt, die den oberen Ätzzugang zum Freilegen der Membran bilden soll. Erfindungsgemäß ist die Öffnung 19 in der oberen Schicht 18 so angeordnet, dass sie mit der Öffnung 15 in der unteren Schicht 14 über den Schichtbereich 16 verbunden ist, aber gegenüber der Öffnung 15 in der unteren Schicht 14 versetzt angeordnet ist. Lateral beabstandet zu der Öffnung 19 wird noch eine Öffnung 25 erzeugt, die den Kontaktbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel des Thermopiles bilden soll.
  • 9 zeigt den Schichtaufbau des Bauelements, nachdem der zweite Schenkel 26 des Thermopiles 28 abgeschieden und strukturiert worden ist. Er erstreckt sich über den gesamten Kontaktbereich und verschließt so die Öffnung 25 in der oberen Schicht 18. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der zweite Schenkel 26 aus Aluminium gebildet, das in dem anschließenden Ätzschritt zum Freilegen der Membran nicht angegriffen wird.
  • Wie bei dem in Verbindung mit den 3 bis 7 erläuterten Ausführungsbeispiel wird ein Ätzmedium mit einer hohen Selektivität gegenüber den Materialien der oberen Schicht 18 und unteren Schicht 14 verwendet. Das Ätzmedium dringt daher in die Öffnung 19 in der oberen Schicht 18 ein und greift lediglich das Material des Schichtbereichs 16 an. Dadurch entsteht zunächst ein Zugangskanal 20 zum Substrat 3, über den dann anschließend auch das Substratmaterial entfernt und eine Kaverne 4 erzeugt wird bzw. die Membran 6 freigelegt wird, was in 10 dargestellt ist.
  • Auch hier wird über der Membran 6 und dem Thermopile 28 eine Verschlussschicht 12 bzw. eine entsprechende Schichtfolge lokal abgeschieden. Dabei entsteht eine geschlossene Oberfläche, auf der eine weitere Prozessierung möglich ist, beispielsweise Lithographie. 11 zeigt den Schichtaufbau des Bauelementes 1, nachdem eine Öffnung 27 für die Bondlands des Thermopiles 28 in der Verschlussschicht 12 erzeugt worden ist.
  • Der zweite Schenkel 26 kann entsprechend auch aus Polysilizium ausgebildet werden.
  • Zur erfindungsgemäßen Herstellung des in 2 gezeigten Sensors 1 werden somit vorteilhafterweise folgende Prozessschritte durchgeführt:
    • – Abscheiden und gegebenenfalls Strukturieren eines Schichtsystems 5 für die spätere Membran 6 mit oder ohne Funktionsschichten 8;
    • – Herstellen von Zugangslöchern für das spätere Freiätzen der einen Kaverne 4 oder mehreren Kavernen 4;
    • – Abscheiden und Strukturieren eines Ätzkanals;
    • – Abscheiden von Isolationsschichten und Funktionsschichten, z.B. Leiterbahnen, die gegebenenfalls strukturiert werden;
    • – Abscheiden und Strukturieren der Bondpads 10, gegebenenfalls einschließlich Isolationsschichten und Zuleitungen;
    • – Herstellen von oberen Zugangslöchern, die über den ausgebildeten Ätzkanal mit den unteren Zugangslöchern verbunden sind,
    • – Freiätzen der Kaverne 4, so dass eine freitragende Membran 6 entsteht und
    • – lokales Aufbringen der Verschlussschicht 12.
  • Das Aufbringen der Verschlussschicht 12 kann z.B. mittels Bubble-Jet oder Mikrodispensen erfolgen. Weiterhin sind auch andere Verfahren zum lokalen, d.h. auf die Membran 6 und deren Umgebungsbereich begrenzte Aufbringverfahren möglich. Die Aufbringverfahren sind hierbei vorteilhafterweise plasmafrei. Grundsätzlich ist z.B. auch ein Stempeldruck möglich, bei dem der Stempel auch außerhalb der Membran 6 aufsitzt und somit die Membran 6 nicht zu sehr belastet.

Claims (15)

  1. Mikromechanisches Bauelement, mit mindestens: einer ersten Opferschicht (3) mit einer Kaverne (4), einer oberhalb der Kaverne (4) ausgebildeten Membran (6), und einer auf der Membran (6) aufgebrachten Verschlussschicht (12), die in der Membran (6) ausgebildete Öffnungen (19) verschließt, wobei die Verschlussschicht (12) auf die Membran (6) und einen die Membran (6) umgebenden Membranumgebungsbereich (11) lokal begrenzt ist.
  2. Mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in oder auf der Membran (6) mindestens eine Funktionsschicht (8) ausgebildet ist, die sich in lateraler Richtung bis außerhalb der Verschlussschicht (12) erstreckt.
  3. Mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Bondpads (10) zur Kontaktierung außerhalb der Verschlussschicht (12) ausgebildet sind und mindestens eine Funktionsschicht (8) Zuleitungen (8) von der Membran (6) zu den Bondpads (10) aufweist.
  4. Mikromechanisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussschicht (12) ein dielektrisches Material, z. B. SOG, BCB, Polyimid oder ein anorganisch-organische Hybridpolymer, aufweist.
  5. Mikromechanischen Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in oder auf der Membran (6) eine Messstruktur (28) ausgebildet ist.
  6. Mikromechanisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (6) ein Schichtsystem (5) mit mindestens einer unteren Schicht (14) und einer oberen Schicht (18) aufweist, in der unteren Schicht (14) mindestens eine untere Öffnung (15) und in der oberen Schicht (18) mindestens eine obere Öffnung (19) ausgebildet ist, die obere Öffnung (19) in der oberen Schicht (18) gegenüber der unteren Öffnung (15) in der unteren Schicht (14) lateral versetzt angeordnet ist, und ein Zugangskanal (20) von oben durch die obere Öffnung (19) und die untere Öffnung (15) zu der Kaverne (4) ausgebildet und durch die Verschlussschicht (12) verschlossen ist.
  7. Verwendung eines mikromechanischen Bauelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in mindestens einer der folgenden Anwendungen: in Drucksensoren, in Fluidmassenflusssensoren, in thermischen Beschleunigungssensoren, in thermischen Drehratensensoren, in adiabatischen Gas-Wärmeableitungssensoren, insbesondere für H2-Sensoren oder Seitenaufprallsensoren, in thermischen chemischen Sensoren, in thermischen Heizplattenanwendungen, in hochdynamischen Temperatursensoren, in Luftfeuchtesensoren, in Infrarotdetektoren, insbesondere für spektroskopische Gassensoren oder Infrarotkameras, in Thermopiles, für HF-Anwendungen.
  8. Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Bauelements (1), mit mindestens folgenden Schritten: Abscheiden und gegebenenfalls Strukturieren eines Schichtsystems (5) auf einer ersten Opferschicht (3), Ausbilden von Öffnungen (15, 19) in dem Schichtsystem (5), Ätzen einer Kaverne (4) unterhalb des Schichtsystems (5) und Ausbilden einer Membran (6) oberhalb der Kaverne (4), und lokales Auftragen einer Verschlussschicht (12) auf das Schichtsystem (5) in einem Aufbringbereich (6, 11), der die Membran (6) umfasst, wobei Bereiche (13) auf dem Schichtsystem (5) von der Verschlussschicht (12) freigelassen werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbringbereich (6, 11) die Membran (6) und einen Membranumgebungsbereich (11) umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussschicht (12) durch Mikrodispensen oder ein Bubble-Jet-Verfahren aufgetragen wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Bondpads (10) zur Kontaktierung in den freigelassenen Bereichen (13) außerhalb der Verschlussschicht (12) liegen.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens folgende Schritte enthält: Ausbilden mindestes einer ersten unteren Schicht (14) eines Schichtsystems (5) auf einer Opferschicht (3), Strukturieren mindestens einer unteren Öffnung (15) in der unteren Schicht (14), wobei die untere Öffnung (15) bis zu der ersten Opferschicht (3) reicht, Ausbilden und Strukturieren mindestens einer zweiten Opferschicht (16) oberhalb der strukturierten unteren Schicht (14) derartig, dass zumindest ein Bereich der zweiten Opferschicht (16) sich an die Öffnung (15) in der unteren Schicht (14) anschließt, Ausbilden und Strukturieren mindestens einer oberen Schicht (18) des Schichtsystems (5) oberhalb der zweiten Opferschicht (16) derartig, dass mindestens eine obere Öffnung (19) zur zweiten Opferschicht (16) erzeugt wird, wobei die obere Öffnung (19) in der oberen Schicht (18) gegenüber der unteren Öffnung (15) in der unteren Schicht (14) lateral versetzt angeordnet ist und die beiden Öffnungen (15, 19) über einen zusammenhängenden Bereich in der zweiten Opferschicht (16) verbunden sind, Entfernen des Materials der zweiten Opferschicht (16) zumindest in dem zusammenhängenden Bereich zwischen den Öffnungen (15, 19) derartig, dass mindestens ein Zugangskanal (20) von oben durch die obere Öffnung (19), die zweite Opferschicht (16) und die untere Öffnung (15) zu der ersten Opferschicht (3) ausgebildet wird, und Ätzen einer Kaverne (4) in der ersten Opferschicht (3) durch Zuführen eines Ätzmediums durch den Zugangskanal (8) zu der ersten Opferschicht und lokal begrenztes Aufbringen der Verschlussschicht (12) auf den Aufbringbereich (6, 11).
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der ersten Opferschicht (3) und das Material der zweiten Opferschicht (16) in einem gemeinsamen Ätzschrift entfernt werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Opferschicht (3) und die zweite Opferschicht (16) aus amorphem, polykristallinem oder einkristallinem Silizium, Silizum-Germanium oder Germanium bestehen, die untere Schicht (14) und die obere Schicht (18) des Schichtsystems (5) SiO2- und/oder Si3N4- und/oder SiOxNy-Schichten sind, und das Ätzmedium eine fluorhaltige Gasmischung mit Interhalegoniden, z.b. CFl3, BrF3, ClF5 und/oder Edelgashalegoniden, z.B. XeF2, ist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das lokale Aufbringen der Verschlussschicht (12) plasmalos erfolgt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101575083B (zh) * 2009-06-15 2011-11-09 中北大学 微机械热电堆红外探测器
CN103496665A (zh) * 2013-10-19 2014-01-08 汪硕 一种压力流量温度集成芯片及其制作方法
DE102007008380B4 (de) * 2007-02-21 2017-05-11 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauelements
CN114744245A (zh) * 2022-03-17 2022-07-12 北京国家新能源汽车技术创新中心有限公司 一种模块化燃料电池系统以及车辆

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