DE102010002463A1 - Mikromechanisches Drucksensorelement und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung wird die Realisierung eines sehr robusten, hochtemperaturtauglichen und weitgehend miniaturisierbaren Sensorelements zur Absolutdruckmessung vorgeschlagen. Das mikromechanische Drucksensorelement (100) umfasst eine Sensormembran (1) mit rückseitigem Druckanschluss (5) und mindestens einen dielektrisch isolierten Piezowiderstand (21, 22) zur Signalerfassung. Das Drucksensorelement (100) ist außerdem mit einem vorderseitigen Referenzvolumen (3) ausgestattet, das durch eine die Sensormembran (1) überspannende Kappenstruktur (4) abgeschlossen ist. Die Kappenstruktur (4) ist in einem Dünnschichtaufbau realisiert.

Description

• Stand der Technik
• Die Erfindung betrifft ein mikromechanisches Drucksensorelement mit einer Sensormembran, mit rückseitigem Druckanschluss an die Sensormembran und mit mindestens einem dielektrisch isolierten Piezowiderstand zur Signalerfassung.
• Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Drucksensorelements.
• Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2008 04 3084 A1 beschäftigt sich mit der Realisierung von Piezowiderständen in einer monokristallinen Siliziumschicht durch Einbringen einer geeigneten Dotierung in die Schichtoberfläche. In dieser Druckschrift wird vorgeschlagen, den dotierten Widerstandsbereich in Siliziumoxid einzubetten, um den Piezowiderstand gegen das angrenzende Schichtmaterial zu isolieren und das Auftreten von Leckströmen insbesondere bei höheren Umgebungstemperaturen T > 200°C zu verhindern. Als mögliche Anwendung für derartig isolierte Piezowiderstände wird in der DE 10 2008 04 3084 A1 ein hochtemperaturtaugliches Drucksensorelement mit einer Sensormembran und rückseitigem Druckanschluss beschrieben. Die Piezowiderstände sind hier im Bereich der Sensormembran ausgebildet und dienen der Signalerfassung. Sie weisen eine hohe Empfindlichkeit gegenüber mechanischem Stress auf und sind auch langfristig stabil.
• Des Weiteren sind Drucksensorelemente mit rückseitigem Druckanschluss an die Sensormembran und vorderseitiger Kappe bekannt, die ein Referenzvolumen bzw. einen Referenzdruck einschließt. Diese Art von Sensorelement zeichnet sich durch eine besonders hohe Medienbeständigkeit aus. Da die elektrischen Zuleitungen und die Druckanschlüsse getrennt zugeführt werden, nämlich von der Bauelementvorderseite und von der Bauelementrückseite, kommen weder die elektrischen Zuleitungen noch die Piezowiderstände mit dem Messmedium in Kontakt. Die Kappe wird üblicherweise in Form eines Kappenwafers realisiert, der auf den Sensorwafer gebondet wird.
• Der Kappenwafer beschränkt die Möglichkeiten zur Miniaturisierung des aus der Praxis bekannten Drucksensorelements, sowohl was die Chipfläche als auch was die Bauhöhe betrifft. So muss die Chipfläche zusätzlich zur Membranfläche immer einen Bondrahmenbereich für den Kappenwafer umfassen. Auch die Montage des bekannten Sensorelements erweist sich als problematisch, da eine Flip-Chip-Montage aufgrund des Aufbaus mit Kappenwafer nicht in Frage kommt.
• Offenbarung der Erfindung
• Ausgehend von diesem Stand der Technik wird mit der vorliegenden Erfindung die Realisierung eines sehr robusten, hochtemperaturtauglichen und weitgehend miniaturisierbaren Sensorelements zur Absolutdruckmessung vorgeschlagen.
• Dazu wird ein Drucksensorelement der eingangs genannten Art mit einem vorderseitigen Referenzvolumen ausgestattet, das durch eine die Sensormembran überspannende Kappenstruktur abgeschlossen ist. Erfindungsgemäß wird diese Kappenstruktur in einem Dünnschichtaufbau realisiert. Im Rahmen des Herstellungsverfahrens wird die Sensormembran gegenüber der Kappenstruktur durch Opferschichtätzen freigestellt. Dabei entsteht das vorderseitige Referenzvolumen.
• Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass sich die Hochtemperaturtauglichkeit von dielektrisch isolierten Piezowiderständen nicht nur vorteilhaft auf die Anwendungsmöglichkeiten entsprechend ausgestatteter Bauelemente auswirkt, sondern auch auf die Möglichkeiten der Prozessführung bei deren Herstellung. So eröffnet die dielektrische Isolation von in die Bauteiloberfläche integrierten Piezowiderständen die Möglichkeit, Dünnschichtprozesse auf die Bauteiloberfläche anzuwenden, ohne dass ein Ausdiffundieren der Widerstandsdotierung zu befürchten ist. Dies ausnutzend kombiniert die vorliegende Erfindung die Ausstattung eines Drucksensorelements mit dielektrisch isolierten Piezowiderständen zur Signalerfassung mit der Realisierung einer Dünnschichtkappenstruktur zum Einschluss eines Referenzvolumens.
• Zum Aufbau des erfindungsgemäßen Drucksensorelements muss demnach lediglich ein Wafer prozessiert werden. Die Strukturierung und Montage eines zweiten Wafers als Kappenwafer sind nicht erforderlich. Neben diesen prozesstechnischen Vorteilen ergeben sich aus dem Aufbau des erfindungsgemäßen Drucksensorelements auch Vorteile für dessen Montage auf einem Bauelementträger. Eine Dünnschichtkappenstruktur ist im Vergleich zu einem Kappenwafer wesentlich platzsparender, was die erforderliche Chipfläche betrifft aber auch was die Bauhöhe betrifft. Die geringe Bauhöhe der Kappenstruktur eröffnet die Möglichkeit einer Flip-Chip-Montage des erfindungsgemäßen Drucksensorelements.
• Grundsätzlich gibt es verschiedene Möglichkeiten für die Realisierung von dielektrisch isolierten Piezowiderständen in der Sensormembran des erfindungsgemäßen Drucksensorelements.
• In einer vorteilhaften Variante ist der mindestens eine Piezowiderstand in einer Funktionsschicht ausgebildet, die durch eine dielektrische Schicht gegen ein Trägersubstrat elektrisch isoliert ist. Dazu könnte die Sensorstruktur beispielsweise ausgehend von einem SOI(Silicon on Insulator)-Wafer realisiert sein. Die Siliziumschicht des SOI-Wafers dient in diesem Fall als Funktionsschicht. Der mindestens eine Piezowiderstand lässt sich hier besonders einfach in Form eines dotierten Bereichs realisieren, der durch entsprechende Strukturierung der Silizium-Funktionsschicht gegenüber angrenzende Schichtbereichen und über die Siliziumoxidschicht gegenüber dem Trägersubstrat isoliert ist.
• Bei einer weiteren vorteilhaften Variante wird die dielektrische Isolationsschicht für den Piezowiderstand erst nachträglich erzeugt. Der Piezowiderstand wird hier in einer monokristallinen oder polykristallinen Siliziumschicht realisiert. Dazu wird zunächst ein an die Oberfläche der Siliziumschicht angrenzender Widerstandsbereich dotiert. Dann wird ein sich seitlich an den dotierten Widerstandsbereich anschließender und sich unterhalb des dotierten Widerstandsbereichs erstreckender Bereich der Siliziumschicht porös geätzt. Dieses poröse Silizium wird schließlich oxidiert. Auf diese Weise wird der Piezowiderstand nachträglich in einen Siliziumoxidbereich eingebettet, der ebenfalls innerhalb der Siliziumschicht ausgebildet ist.
• Wie bereits erwähnt, wird die Kappenstruktur des erfindungsgemäßen Drucksensorelements in Dünnschichttechnik realisiert. Das Referenzvolumen wird durch Opferschichtätzen erzeugt, wobei das Opferschichtmaterial zwischen der Membranoberfläche und einer Trägerschicht herausgelöst wird. Dementsprechend weist die Trägerschicht der Kappenstruktur, die das Referenzvolumen begrenzt, Ätzzugangsöffnungen auf. Der Dünnschichtaufbau der Kappenstruktur umfasst ferner zumindest eine Verschlussschicht, die nach dem Herauslösen des Opferschichtmaterials auf die Trägerschicht aufgebracht wird, um die Ätzzugangsöffnungen zu verschließen und einen definierten Referenzdruck im Referenzvolumen einzuschließen. Dabei handelt es sich bevorzugt um ein Vakuum.
• Grundsätzlich kommen verschiedene Materialien für die Opferschicht, für die Trägerschicht und zum Opferschichtätzen in Frage, solange diese Materialien aufeinander abgestimmt sind.
• Soll die Dünnschichtkappenstruktur des erfindungsgemäßen Drucksensorelements bei vergleichsweise geringen Prozesstemperaturen erzeugt werden, so empfiehlt sich die Verwendung von Germanium Ge als Opferschichtmaterial mit einer Abscheidetemperatur um 600°C. Für die Trägerschicht wird in diesem Fall vorteilhafterweise SiGe verwendet, da das Germanium im Rahmen des Opferschichtätzprozesses, beispielsweise mit Hilfe von XeF2 oder auch CIF3, sehr schnell und mit hoher Selektivität gegenüber dem SiGe unterhalb der Trägerschicht herausgelöst werden kann. Diese Materialkombination bietet sich beispielsweise an, wenn das erfindungsgemäße Drucksensorelement mit diffundierten Schaltungsteilen ausgestattet ist und ein Ausdiffundieren des Dotiermaterials zu befürchten ist.
• Sind alle Schaltungsteile des erfindungsgemäßen Drucksensorelements dielektrisch isoliert wie die Piezowiderstände, so können beim Erzeugen der Kappenstruktur auch höhere Prozesstemperaturen verwendet werden. In diesem Fall kann einfach eine Oxidschicht, z. B. TEOS, als Opferschicht abgeschieden werden und eine Polysiliziumschicht als Trägerschicht, was üblicherweise bei Temperaturen um 1180°C erfolgt.
• Die weiteren Verfahrensschritte zur Herstellung des erfindungsgemäßen Drucksensorelements werden nachfolgend in Verbindung mit den Figuren näher erläutert.
• Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Wie bereits voranstehend erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird einerseits auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche verwiesen und andererseits auf die nachfolgende Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen.
• 1a bis 1f veranschaulichen die Prozessfolge zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Drucksensorelements anhand von schematischen Schnittdarstellungen durch einen SOI-Wafer in aufeinanderfolgenden Herstellungsstadien und
• 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch ein weiteres erfindungsgemäßes Drucksensorelement.
• Ausführungsformen der Erfindung
• Die in den 1a bis 1f dargestellte Prozessfolge geht von einem SOI-Wafer 10 aus. Dieser umfasst ein Siliziumsubstrat 11 als Träger für eine Oxidschicht 12, auf der sich eine monokristalline Siliziumschicht 13 als Funktionsschicht befindet. In der Si-Funktionsschicht 13 sind Piezowiderstände 21 und 22 mit Zuleitungen 23, 24 in Form von dotierten Bereichen ausgebildet. Durch eine entsprechende Strukturierung der Si-Funktionsschicht 13 sind diese dotierten Bereiche gegen die übrigen Schichtbereiche elektrisch isoliert. Die Oxidschicht 12 fungiert als elektrische Isolation der Piezowiderstände 21, 22 und Zuleitungen 23, 24 gegenüber dem Substrat 11. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel wurde die strukturierte Si-Funktionsschicht 13 mit einer dielektrischen Deckschicht 14 versehen. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Oxidschicht oder auch um eine Nitridschicht handeln. Das hier beschriebene Herstellungsverfahren umfasst auch die Realisierung von Bondpads zum Kontaktieren der Piezowiderstände 21 und 22. In Verbindung mit den 1a bis 1f werden zwei unterschiedliche Realisierungsformen von Bondpads erläutert, obwohl im Schichtaufbau eines Drucksensorelements in der Regel immer nur eine Art von Bondpads realisiert wird. Zur Erzeugung eines Bondpads für den Piezowiderstand 21 in der linken Bildhälfte wurde die dielektrische Deckschicht 14 im Bereich der Zuleitung 23 geöffnet. Die Piezowiderstände 21, 22 wurden im Bereich der noch freizulegenden Sensormembran (siehe 1f) angeordnet. 1a zeigt den SOI-Wafer 10, nachdem über den Piezowiderständen 21, 22 im Bereich der Membranoberfläche eine Opferschicht 15 aufgebracht wurde. Dazu wurde das Opferschichtmaterial zunächst ganzflächig auf dem Schichtaufbau abgeschieden, um dann im Rahmen einer entsprechenden Strukturierung außerhalb des Membranbereichs wieder entfernt zu werden. Als Opferschichtmaterial kann hier beispielsweise Siliziumoxid, Polysilizium, Siliziumgermanium SiGe oder auch Germanium Ge verwendet werden.
• Auf dem in 1a dargestellten Schichtaufbau wurde dann eine Trägerschicht 16 für die zu erzeugende Kappenstruktur (siehe 1d) abgeschieden. Das Material der Trägerschicht 16 muss passend zum Opferschichtmaterial gewählt werden. Dabei muss insbesondere darauf geachtet werden, dass das Opferschichtmaterial im Opferschichtätzprozess mit einer im Vergleich zum Material der Trägerschicht 16 hohen Selektivität angegriffen wird. Im Falle einer Siliziumoxid-Opferschicht kann die Trägerschicht 16 beispielsweise in Form einer Polysiliziumschicht realisiert werden, während die Trägerschicht 16 im Falle einer Ge-Opferschicht vorteilhafterweise aus SiGe gebildet wird. 1b zeigt den Schichtaufbau mit der ganzflächig aufgebrachten Trägerschicht 16. Im Hinblick auf die Realisierung des Bondpads für den Piezowiderstand 21 sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Trägerschicht 16 aufgrund der Strukturierung der dielektrischen Deckschicht 14 in unmittelbarem Kontakt zur Zuleitung des Piezowiderstands 21 steht.
• In jedem Fall wird die Trägerschicht 16 im Membranbereich mit vielen relativ kleinen Ätzzugangsöffnungen 17 versehen, um die Oberseite der Membran in einem nachfolgenden Opferschichtätzprozess gegenüber der Kappenstruktur freizustellen. Im Bereich der Zuleitung 23 des Piezowiderstands 21 wird die Trägerschicht 16 als Teil der vertikalen Zuleitung des Bondpads genutzt. Deshalb ist die Trägerschicht 16 zumindest in diesem Bondpadbereich 161 elektrisch leitend realisiert, beispielsweise in Form einer dotierten Polysilizium- oder SiGe-Schicht. Bei der Strukturierung der Trägerschicht 16 wird der Bondpadbereich 161 durch einen umlaufenden Graben 162 von den angrenzenden Schichtbereichen elektrisch isoliert. Diese Variante hat den Vorteil, dass die Trägerschicht im Bondpad erhalten bleibt und das Bondpad deshalb auch bei einer dicken Trägerschicht nur eine vergleichsweise kleine Stufe in der Bauteiloberfläche bildet. Diese Strukturierung der Trägerschicht 16 erfolgte hier durch Trenchätzen. Zur Realisierung eines Bondpads für den Piezowiderstand 22 in der rechten Bildhälfte wurden dabei zunächst die Trägerschicht 16 und dann auch die darunter liegende dielektrische Deckschicht 14 im Zuleitungsbereich geöffnet, um eine Kontaktöffnung 163 zur Zuleitung 24 des Piezowiderstands 22 zu schaffen. Das Ergebnis der Strukturierung der Trägerschicht 16 ist in 1c dargestellt.
• In einem weiteren Prozessschritt wird nun die Vorderseite der Membran 1 freigestellt, indem das Opferschichtmaterial 15 unter der Trägerschicht 16 entfernt wird. Der Ätzangriff bei diesem Opferschichtätzprozess erfolgt über die Ätzzugangsöffnungen 17 in der Trägerschicht 16, die seitlich unterätzt wird. Aufgrund der Anzahl und Anordnung der Ätzzugangsöffnungen 17 entsteht dabei ein zusammenhängendes Referenzvolumen 3 zwischen der Membran 1 und der Trägerschicht 16. 1d zeigt den Schichtaufbau, nach dem Abscheiden einer Verschlussschicht 18 auf der strukturierten Trägerschicht 16. Dabei wurde das Referenzvolumen 3 abgeschlossen, indem die vielen kleinen Ätzzugangsöffnungen 17 mit dem Material der Verschlussschicht 18 verfüllt wurden. Im Referenzvolumen 3 herrscht nun ein definierter Referenzdruck, bevorzugt wird hier ein Vakuum eingeschlossen. Als Verschlussschicht 18 kann beispielsweise eine Polysiliziumschicht, eine SiGe-Schicht oder auch eine Siliziumoxidschicht (TEOS) auf dem Schichtaufbau abgeschieden werden. Darüber können noch weitere Schichten, wie z. B. eine Nitridschicht als Passivierung, zum Schichtaufbau der Kappenstruktur 4 hinzugefügt werden. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Trägerschicht 16 und die Verschlussschicht 18 aus demselben Material, wie beispielsweise Polysilizium, bestehen. Auf diese Weise kann nämlich einfach sichergestellt werden, dass das Referenzvolumen 3 dauerhaft auch bei hohen Temperaturwechsel-Anforderungen hermetisch dicht ist.
• 1e zeigt den Schichtaufbau, nachdem die Verschlussschicht 18 im Bondpadbereich 161 und über der Kontaktöffnung 163 geöffnet worden ist.
• Es folgt die Abscheidung und Strukturierung einer Metallschicht zur Realisierung von Bondpads 191 und 192. Diese dienen der äußeren elektrischen Kontaktierung, z. B. durch Drahtbonden oder mittels Lotbumps im Rahmen einer Flip-Chip-Montage. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Rückseite der Sensormembran 1 erst freigelegt, wenn die Vorderseitenprozessierung abgeschlossen ist. Der rückseitige Druckanschluss 5 wird durch bulkmikromechanische Prozessschritte realisiert, wie Trench-Ätzen oder auch KOH-Ätzen. Diese von der Waferrückseite ausgehenden Ätzprozesse können zeitgesteuert sein. Daneben besteht auch die Möglichkeit, eine Ätzstoppgrenze im Schichtaufbau vorzusehen, wie z. B. eine Oxidschicht als Trenchstopp oder einen pn-Ätzstopp für das KOH-Ätzen. Das in 1f dargestellte erfindungsgemäße Drucksensorelement 100 ist das Ergebnis des voranstehend beschriebenen Herstellungsverfahrens. Dieses Drucksensorelement 100 umfasst eine Sensormembran 1 mit mindestens einem dielektrisch isolierten Piezowiderstand 21, 22 zur Signalerfassung, mit rückseitigem Druckanschluss 5 und mit einem vorderseitigen Referenzvolumen 3, das durch eine die Sensormembran 1 überspannende Kappenstruktur 4 abgeschlossen ist, wobei die Kappenstruktur 4 in einem Dünnschichtaufbau realisiert ist.
• Auch das in 2 dargestellte Drucksensorelement 200 umfasst eine Sensormembran 201 mit dielektrisch isolierten Piezowiderständen 202 zur Signalerfassung, mit rückseitigem Druckanschluss 205 und mit einem vorderseitigen Referenzvolumen 203, das durch eine die Sensormembran 201 überspannende Dünnschicht-Kappenstruktur 204 abgeschlossen ist.
• Dieser Aufbau wurde aber nicht ausgehend von einem SOI-Wafer realisiert sondern ausgehend von einem p^–-Siliziumsubstrat 210, auf das eine n^–-Epitaxieschicht 211 aufgebracht worden ist. Im Fall des Drucksensorelements 200 wurde dann zunächst eine vergrabene Oxidschicht unterhalb der n^–-Epitaxieschicht 211 erzeugt, die sich über den Membranbereich erstreckte und seitlich durch n-dotierte Bereiche 212 im Substrat 210 begrenzt wurde. Diese vergrabene Oxidschicht diente als Ätzstopp für den rückseitigen Trenchprozess und wurde nach dem Erzeugen des rückseitigen Druckanschlusses 205 wieder entfernt. Die Piezowiderstände 202 sind – wie auch die Piezowiderstände 21 und 22 des Drucksensorelements 100 – im Bereich der Sensormembran 201 angeordnet. Sie sind hier zusammen mit ihren Zuleitungen jeweils in Form eines dotierten Oberflächenbereichs der monokristallinen n^–-Epitaxieschicht 211 realisiert und in einen Siliziumoxidbereich 222 eingebettet, der innerhalb der n^–-Epitaxieschicht 211 ausgebildet ist. Die so präparierte n^–-Epitaxieschicht 211 wurde dann mit einer dielektrischen Deckschicht 214 in Form einer Oxidschicht versehen. Diese Oxidschicht 214 dient im hier dargestellten Ausführungsbeispiel zum einen der elektrischen Isolation der Piezowiderstände 202 und Zuleitungen gegenüber der Dünnschicht-Kappenstruktur 204. Zum anderen fungiert die Oxidschicht 214 im Membranbereich als Opferschicht. Als Trägerschicht 216 für die Kappenstruktur 204 wurde über der Oxidschicht 214 eine Polysiliziumschicht 216 abgeschieden und über dem Membranbereich mit Ätzzugangsöffnungen 217 versehen. Über diese Ätzzugangsöffnungen 217 wurde das Siliziumoxid der Deckschicht 214 aus dem Bereich zwischen Sensormembran 201 und Trägerschicht 216 entfernt. Der dabei entstandene Hohlraum 203 bildet das Referenzvolumen des Drucksensorelements 200. Die Piezowiderstände 202 befinden sich hier in der Membranoberfläche und sind somit so weit wie möglich von der neutralen Faser der Membran 201 entfernt, was dem Sensorelement 200 eine besonders hohe Empfindlichkeit verleiht. Über der Polysilizium-Trägerschicht 216 wurde dann eine weitere Polysiliziumschicht als Verschlussschicht 218 abgeschieden. Den Abschluss des Dünnschichtaufbaus der Kappenstruktur 204 bildet eine Nitridschicht als Passivierung 219. Hinsichtlich der Realisierung der Bondpads 291 und 292 des Drucksensorelements 200 wird auf die entsprechende Beschreibung zu den Bondpads 191 und 192 des Sensorelements 100 verwiesen.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 102008043084 A1 [0003, 0003]

Claims (11)

1. Mikromechanisches Drucksensorelement (100) mit einer Sensormembran (1), mit rückseitigem Druckanschluss (5) an die Sensormembran (1) und mit mindestens einem dielektrisch isolierten Piezowiderstand (21, 22) zur Signalerfassung; gekennzeichnet durch ein vorderseitiges Referenzvolumen (3), das durch eine die Sensormembran (1) überspannende Kappenstruktur (4) abgeschlossen ist, wobei die Kappenstruktur (4) in einem Dünnschichtaufbau realisiert ist.
2. Drucksensorelement (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Piezowiderstand (21, 22) in einer Funktionsschicht (13) ausgebildet ist, die durch eine dielektrische Schicht (12) gegen ein Trägersubstrat (11) elektrisch isoliert ist.
3. Drucksensorelement (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Piezowiderstand (21, 22) in Form eines dotierten Bereichs einer strukturierten Silizium-Funktionsschicht (13) über einer Siliziumoxidschicht (12) realisiert ist.
4. Drucksensorelement (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Piezowiderstand (202) in Form eines dotierten Oberflächenbereichs einer monokristallinen oder polykristallinen Siliziumschicht (211) realisiert ist, und dass der Piezowiderstand (202) in einen Siliziumoxidbereich (222) eingebettet ist, der innerhalb der Siliziumschicht (211) ausgebildet ist.
5. Drucksensorelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste, das Referenzvolumen (3) begrenzende Trägerschicht (16) der Kappenstruktur (4) mit Ätzzugangsöffnungen (17) versehen ist, und dass die Ätzzugangsöffnungen (17) durch mindestes eine auf die Trägerschicht (16) aufgebrachte Verschlussschicht (18) verschlossen sind.
6. Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Drucksensorelements (100) mit einer Sensormembran (1), mit rückseitigem Druckanschluss (5) an die Sensormembran (1) und mit mindestens einem dielektrisch isolierten Piezowiderstand (21, 22) zur Signalerfassung, dadurch gekennzeichnet, dass nach Realisierung des mindestens einen dielektrisch isolierten Piezowiderstands (21, 22) im Bereich der Sensormembran (1) über der Sensormembran (1) eine Kappenstruktur (4) in Dünnschichttechnik erzeugt wird und dass die Sensormembran (1) gegenüber der Kappenstruktur (4) durch Opferschichtätzen freigestellt wird, wobei ein vorderseitiges Referenzvolumen (3) entsteht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Piezowiderstand (21, 22) in einer Funktionsschicht (13) ausgebildet wird, die durch eine dielektrische Schicht (12) gegen ein Trägersubstrat (11) elektrisch isoliert ist, indem die Funktionsschicht (13) in einem Widerstandsbereich dotiert wird und so strukturiert wird, dass der Widerstandsbereich gegen angrenzende Bereiche der Funktionsschicht (13) isoliert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine dielektrisch isolierte Piezowiderstand (202) in einer monokristallinen oder polykristallinen Siliziumschicht (211) realisiert wird, – indem zunächst ein an die Oberfläche der Siliziumschicht (211) angrenzender Widerstandsbereich dotiert wird, – indem ein sich seitlich an den dotierten Widerstandsbereich anschließender und sich unterhalb des dotierten Widerstandsbereichs erstreckender Bereich der Siliziumschicht (211) porös geätzt wird und – indem das poröse Silizium oxidiert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappenstruktur (4) über der Sensormembran (1) erzeugt wird, indem – zumindest auf die Membranoberfläche eine Opferschicht (15) aufgebracht wird, – mindestens eine den Membranbereich überlagernde Trägerschicht (16) auf die Opferschicht (15) aufgebracht wird, – die Trägerschicht (16) über dem Membranbereich mit Ätzzugangsöffnungen (17) versehen wird, – das Opferschichtmaterial über die Ätzzugangsöffnungen (17) in der Trägerschicht (16) herausgelöst wird und – mindestens eine Verschlussschicht (18) auf die Trägerschicht (16) aufgebracht wird, wobei die Ätzzugangsöffnungen (17) verschlossen werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Opferschichtmaterial Germanium (Ge) verwendet wird und für die Trägerschicht SiGe verwendet wird und dass das Opferschichtmaterial mit Hilfe von XeF2 und/oder CIF3 herausgelöst wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Opferschicht in Form einer Oxidschicht realisiert wird und die Trägerschicht in Form einer Polysiliziumschicht realisiert wird.

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