DE102010029645A1

DE102010029645A1 - Mikromechanisches Bauelement mit einer Teststruktur zur Bestimmung der Schichtdicke einer Abstandsschicht und Verfahren zum Herstellen einer solchen Teststruktur

Info

Publication number: DE102010029645A1
Application number: DE102010029645A
Authority: DE
Inventors: Jochen Reinmuth; Ralf Boessendoerfer; Axel Franke; Mirko Hattass
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-06-02
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2011-12-08
Anticipated expiration: 2030-06-03
Also published as: ITMI20110786A1; DE102010029645B4; US20110296917A1; US8695427B2

Abstract

Es wird ein mikromechanisches Bauelement (100) umfassend ein Substrat (110) mit einer Abstandsschicht (140) und einer Teststruktur (200) zum Ermitteln der Dicke (dox) der Abstandsschicht (140) beschrieben. Die Teststruktur (200) umfasst dabei: – eine entlang einer Messachse (201) parallel zum Substrat (110) elastisch auslenkbare seismische Masse (210), – eine erste und eine zweite Elektrodenanordnung (220) zum Auslenken der seismischen Masse (210) entlang der Messachse (201) mit jeweils einer durch einen Teil der seismischen Masse (210) gebildeten Massenelektrode (221, 231) und einer am Substrat (110) angeordneten Substratelektrode (222, 232), wobei die erste Elektrodenanordnung (220) im Wesentlichen um die Schichtdicke (dox) der Abstandsschicht (140) dicker ausgebildet ist als die zweite Elektrodenanordnung (230).

Description

Die Erfindung betrifft ein mikromechanisches Bauelement mit einer Teststruktur zum Bestimmen der Schichtdicke einer Abstandsschicht bei einem mikromechanisch hergestellten Bewegungssensor. Die Erfindung betrifft ferner auch ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Teststruktur.
Stand der Technik
Mikromechanische Sensoren kommen in verschiedenen technischen Anwendungen zum Einsatz, beispielsweise als Bewegungssensoren zur Detektion der aktuellen Beschleunigung oder Drehrate. Diese Bewegungssensoren basieren häufig auf kapazitiv auslesbaren mikroelektromechanischen Systemen (MEMS), bei denen die Bewegung einer seismischen Masse mithilfe einer geeigneten Elektrodenanordnung in eine messbare Kapazitätsänderung umgewandelt wird. Entsprechende Elektroden können auch zur kapazitiven Anregung der Bewegung der seismischen Masse verwendet werden.
Die Empfindlichkeit mikroelektromechanischer Sensoren hängt von verschiedenen Parametern ab, die im Herstellungsverfahren unterschiedlich gut kontrolliert werden können. So führen Streuungen im Herstellungsprozess häufig zu Abweichungen in der gewünschten Geometrie einer Sensorstruktur, wodurch das Ansprechverhalten des Sensors negativ beeinflusst werden kann. Als Fehlerquellen kommen beispielsweise die prozessbedingte Variation im Kantenverlust oder Dickenschwankungen der erzeugten Schichten in Frage. Letztere bestimmen die Höhen und Abstände der erzeugten Strukturen. So hängt beispielsweise die Messempfindlichkeit eines kapazitiven Sensors maßgeblich vom Abstand der Sensorelektroden ab, der im Falle eines als Wippe ausgebildeten z-Beschleunigungssensors (out-of-plane Sensorelement) typischerweise mithilfe einer Abstandsschicht eingestellt wird, die dabei als Opferschicht erzeugt und nach Fertigstellung des Sensorkörpers wieder entfernt wird. Da die Abstandsschichtdicke sich im Herstellungsprozess nur unzureichend genau festlegen lässt, schwankt der Abstand der beiden Messelektroden des Sensors und damit auch seine Messempfindlichkeit von Sensor zu Sensor. Aufgrund dieser Empfindlichkeitsschwankungen müssen bei den betreffenden Sensoren aufwändige mechanische Abgleichverfahren durchgeführt werden, wobei jeder Sensor mit den typischen Beschleunigungen beaufschlagt und die internen Verstärkungspfade anhand der jeweiligen Sensorantwort angepasst werden müssen.
Alternativ müssen alle Prozesssteuerungen, wie die Dicke der einzelnen Schichten oder der Kantenverlust (Differenz zwischen der im Layout vorgesehenen Breite einer Struktur und der nach der Prozessierung tatsächlich erreichten Strukturbreite), möglichst gut bekannt sein, so dass deren Auswirkungen auf die Funktionsparameter rechnerisch ausgeglichen werden können.
Die bisherigen Testmethoden erlauben es nicht, die für den Empfindlichkeitsabgleich eines z-Beschleunigungssensors wesentlichen Prozessparameter, insbesondere die Opferschichtdicke, mit hinreichender Genauigkeit zu bestimmen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine in den Sensorkern integrierbare Teststruktur bereitzustellen, die eine genaue Bestimmung der Dicke einer Abstandsschicht ermöglich. Diese Aufgabe wird durch ein mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Bestimmen der Schichtdicke einer Abstandsschicht nach Anspruch 6 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Bauelements nach Anspruch 9 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß der Erfindung ist ein mikromechanisches Bauelement umfassend ein Substrat mit einer Abstandsschicht und einer Teststruktur zum Ermitteln der Dicke der Abstandsschicht vorgesehen. Die Teststruktur umfasst dabei eine entlang einer Messachse parallel zum Substrat elastisch auslenkbare seismische Masse, eine erste und eine zweite Elektrodenanordnung zum Auslenken der seismischen Masse entlang der Messachse mit jeweils einer durch einen Teil der seismischen Masse gebildeten Massenelektrode und einer am Substrat angeordneten Substratelektrode. Die erste Elektrodenanordnung ist dabei im Wesentlichen um die Schichtdicke der Abstandsschicht dicker ausgebildet ist als die zweite Elektrodenanordnung. Durch die unterschiedliche Elektrodendicke ergibt sich eine unterschiedliche effektive Elektrodenfläche und damit verbunden eine unterschiedliche elektrostatische Wirkung der betreffenden Elektrodenanordnungen. Daher wird die seismische Masse beim Anlegen einer Ansteuerspannung an den Elektroden der beiden Elektrodenanordnungen von der ersten Elektrodenanordnung stärker ausgelenkt als von der zweiten Elektrodenanordnung. Da die resultierende Auslenkung der seismischen Masse unmittelbar mit dem Dickenunterschied der beteiligten Elektroden zusammenhängt, lässt sich hieraus die Dicke der Abstandsschicht ermitteln. Dies erlaubt eine einfache Bestimmung solcher Eigenschaften des mikromechanischen Bauelements bzw. seiner Komponenten, die von der Dicke der Abstandsschicht abhängen. Beispielsweise kann mithilfe der Teststruktur eine Kalibrierungen einer Sensorstruktur realisiert werden, die mittels der Abstandsschicht erzeugt wurde. Hierdurch kann auf aufwändige mechanische Testverfahren der Sensorstruktur verzichtet werden, was sich in niedrigeren Herstellungskosten niederschlägt.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die beiden Masseelektroden und ihre zugehörigen Substratelektroden jeweils als zwei ineinander greifende Kammstrukturen ausgebildet sind. Solche Kammstrukturen ermöglichen eine hohe effektive Elektrodenfläche, was zu einer besseren Empfindlichkeit der jeweiligen Elektrodenanordnung führt. Die Kammelektroden erzeugen eine größere elektrostatische Kraft und bewirken daher eine größere Auslenkung der seismischen Masse. Durch die größere Auslenkung wird wiederum die Messbarkeit und damit die Genauigkeit des Testverfahrens erhöht.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Teststruktur als ein lateraler Beschleunigungssensor mit wenigstens einer Detektionselektrodenanordnung zum Erfassen der lateralen Auslenkung der seismischen Masse ausgebildet ist. Es ist vorteilhaft einen auf dem Substrat ohnehin vorhandenen Beschleunigungssensor als Teststruktur zu verwenden, da sich hierdurch zusätzliche mikromechanische Strukturen einsparen lassen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist auf dem Substrat eine Sensorstruktur mit einer im Wesentlichen senkrecht zum Substrat beweglichen Masse angeordnet. Die Masse umfasst dabei wenigstens eine Elektrode, die mit einer davon in einem im Wesentlichen durch die Dicke der Abstandsschicht bestimmten Abstand entfernt angeordneten Gegenelektrode zusammenwirkt.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Sensorstruktur als ein wippen- oder trampolinförmiger z-Beschleunigungs- oder Drehratensensor ausgebildet. Da bei diesen Sensoren der Abstand der seismischen Masse und dem darunter liegendem Substrat mittels einer als Opferschicht dienenden Abstandsschicht eingestellt wird, eignet sich die Teststruktur ideal zur Abstimmung eines solchen Sensors.
Erfindungsgemäß ist ferner ein Verfahren zum Bestimmen der Dicke einer Abstandsschicht auf einem Substrat mithilfe einer entsprechenden Teststruktur vorgesehen, wobei in einem ersten Schritt eine erste Ansteuerspannung an die erste Elektrodenanordnung zum Auslenken der seismischen Masse in eine erste Richtung und eine zweite Ansteuerspannung an die zweite Elektrodenanordnung zum Auslenken der seismischen Masse in eine der ersten Richtung entgegen gesetzte zweite Richtung angelegt werden. Anschließend wird die resultierende Auslenkung der seismischen Masse gemessen. Schließlich wird die Schichtdicke der Abstandsschicht anhand der resultierenden Auslenkung der seismischen Masse berechnet. Das Testverfahren benötigt keinen externen Eingriff. Vielmehr erfolgt die Messung der Schichtdicke lediglich durch das Ansteuern der Elektroden und durch das Auswerten der Antwort der Teststruktur. Damit eignet sich das Testverfahren optimal zur Kalibrierung von Sensorstrukturen, die gemeinsam mit der Teststruktur auf dem Substrat ausgebildet sind. Die Möglichkeit einer Ansteuerung der beiden Elektrodenanordnungen mit unterschiedlichen Ansteuerspannungen erlaubt es, die resultierende Auslenkung der seismischen Masse zu begrenzen, beispielsweise wenn ein ungünstiges Dickenverhältnis der beiden Elektrodenanordnungen zu einer zu starken Auslenkung führen würde. Ferner kann damit auch eine Kompensation der unterschiedlichen elektrostatischen Wirkung von zwei Elektrodenanordnungen erreicht werden. Somit können auch Teststrukturen mit zwei unsymmetrischen Elektrodenanordnungen verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird die zweite Ansteuerspannung in Abhängigkeit von der ersten Ansteuerspannung derart gewählt, dass die seismische Masse bei Anlegen beider Spannung wieder in der gleichen Lage verbleibt wie ohne Anlegen der Ansteuerspannungen. Die Ermittlung der gesuchten Schichtdicke erfolgt dann anhand des Verhältnisses der beiden Ansteuerspannungen. Da die seismische Masse bei dieser alternativen Messmethode mittels geeigneter Ansteuerspannungen in ihrer Ruhe- bzw. Nulllage gehalten wird, spielen Einflussgrößen, die mit der Auslenkung der Masse einhergehen, wie z. B. Federstärke, oder nichtlineares Verhalten der Kapazitäten bei stärkerer Auslenkung, bei der Bestimmung der Schichtdicke keine Rolle. Hierdurch kann einerseits das Verfahren vereinfacht werden. Ferner kann mit dem Wegfall möglicher Fehlerquellen auch eine höhere Genauigkeit des Verfahrens erreicht werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Auslenken der seismischen Masse die erste und die zweite Substratelektrode auf ein gemeinsames elektrisches Potential gelegt werden. Hierdurch wird sowohl die Ansteuerung der Teststruktur als auch die Auswertung der resultierenden Auslenkung vereinfacht.
Erfindungsgemäß ist ferner ein Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Bauelements vorgesehen, bei dem zunächst ein Substrat mit einer darauf angeordneten Isolationsschicht bereitgestellt wird. In einem ersten und einem zweiten Elektrodenbereich der vorzugsweise als Oxidschicht gebildeten Isolationsschicht wird dann jeweils ein Schichtstapel umfassend eine elektrisch leitfähige Schicht und eine darauf angeordnete Abstandsschicht erzeugt. Anschließend wird die Abstandsschicht im ersten Elektrodenbereich abgetragen. Dann wird eine Funktionsschicht abgeschieden und vorzugsweise planarisiert, wobei beim Abscheiden eine durch das Abtragen der Abstandschicht im ersten Elektrodenbereich erzeugte Grabenstruktur aufgefüllt wird. Anschließend erfolgt eine Strukturierung der Funktionsschicht und der dabei im ersten Elektrodenbereich freigelegten elektrisch leitenden Schicht, um eine plattenförmige Struktur zu erzeugen, wobei in den beiden Elektrodenbereichen jeweils eine durch einen Teil der plattenförmigen Struktur gebildete Massenelektrode und eine dieser gegenüberliegende Substratelektrode erzeugt wird. Schließlich wird die Abstandsschicht sowie der Oxidschicht im Bereich der plattenförmigen Struktur entfernt, um eine gegenüber dem Substrat auslenkbare seismische Masse zu erzeugen. Somit wird auf eine einfache Weise eine im Wesentlichen um die Schichtdicke der Abstandsschicht unterschiedliche Elektrodenhöhe in den beiden Elektrodenbereichen erreicht.
In einer Abwandlung des Herstellungsverfahrens werden beim Strukturieren der Funktionsschicht und der dabei im ersten Elektrodenbereich freigelegten elektrisch leitenden Schicht, die beiden Schichten in einem gemeinsamen Verfahrensschritt abgetragen. Dies erlaubt eine Vereinfachung des Herstellungsverfahrens.
In einer weiteren Abwandlung des Verfahrens werden die Oxidschicht und die Abstandsschicht mithilfe eines isotropen Ätzverfahrens abgetragen. Dies erlaubt eine Unterätzung der plattenförmigen Struktur.
Eine weitere Abwandlung des Verfahrens sieht vor, dass als Abstandsschicht eine Oxidschicht verwendet wird. Hierdurch ist es möglich die Abstandsschicht und die untere Oxidschicht in einem gemeinsamen Ätzverfahren abzutragen.
Eine weitere Abwandlung des Verfahrens sieht vor, dass die Abstandsschicht mithilfe eines Ätzverfahrens abgetragen wird, wobei eine Ätzstoppschicht unterhalb der Abstandsschicht verwendet wird, die eine Ätzung der elektrisch leitfähigen Schicht verhindert. Da die elektrisch leitfähige Schicht beim Abtragen der Abstandsschicht nicht mit geätzt wird, ändert sich ihre Schichtdicke nicht. Da die Dicke dieser Schicht im Wesentlichen bekannt ist, kann daher ein höhere Genauigkeit bei Messen der Schichtdicke einer Abstandsschicht erreicht werden.
Schließlich sieht eine weitere Abwandlung des Verfahrens vor, dass als Ätzstoppschicht die elektrisch leitfähige Schicht verwendet wird. Hierdurch wird das Herstellungsverfahren vereinfacht, da keine zusätzliche Ätzstoppschicht erzeugt werden muss.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine Sensorstruktur, die als wippenförmiger z-Beschleunigungssensor nach Stand der Technik ausgebildet ist;
2 eine schematische Seitenansicht des wippenförmigen z-Beschleunigungssensors aus 1;
3 einen herkömmlichen lateralen Beschleunigungssensor;
4 einen erfindungsgemäß modifizierten lateralen Beschleunigungssensor mit einer ersten und einer zweiten zusätzlichen Elektrodenanordnung;
5 eine schematische Darstellung der Reihenfolge und Zusammensetzung der zur Herstellung der erfindungsgemäßen Teststruktur verwendeten Schichten;
6 ein mikromechanisches Bauelement mit einem Substrat umfassend eine Sensorstruktur und eine Teststruktur gemäß der Erfindung;
7 bis 12 ein Verfahren zum Herstellen der erfinderischen Teststruktur aus den 4, 5 und 6;
13 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens.
Die 1 und 2 zeigen einen typischen z-Beschleunigungssensor (zBS), der im so genannten ”Wippendesign” ausgebildet ist. Der in 1 in einer Draufsicht dargestellte mikromechanische Sensor 300 besteht im Wesentlichen aus einem plattenförmigen Körper 310, der mittels einer Federstruktur 340 wippenförmig auslenkbar gegenüber einem darunter angeordneten Substrat 110 aufgehängt ist. Die als seismische Masse dienende Platte 310 kann dabei beispielsweise über zwei Torsionsfedern 340 mit einer zentralen Trägerstruktur 350 verbunden sein, wobei die Aufhängung der seismischen Masse 310 dabei so gewählt ist, dass sich auf einer Seite eine Zusatzmasse 311 ergibt, welche bei einer Beschleunigung der Sensorstruktur senkrecht zur Substratebene ein Drehmoment und damit eine Auslenkung α der Wippe aus ihrer Ruhe-/Nulllage bewirkt. Die Bewegung der Wippe 310 wird mittels zwei beidseitig der Trägerstruktur 350 angeordneten Detektionselektroden 321, 331, die jeweils mit der seismischen Masse 310 bzw. mit einer durch die Unterseite der seismischen Masse (310) gebildeten Elektrode als gemeinsame Gegenelektrode 312 eine separate Detektionselektrodenanordnung 320, 330 bilden, kapazitiv ausgewertet. Wie in der 2 mittels der gestrichelten Linie angedeutet ist, bewirkt eine Auslenkung der seismischen Masse 310 um einen Winkel α nach links eine Vergrößerung des Abstandes 301 zwischen der linken Detektionselektrode 321 und Massenelektrode 312, während der Abstand 301 zwischen der rechten Detektionselektrode 331 und Massenelektrode 312 gleichzeitig verringert wird. Hierdurch wird eine Kapazitätsdifferenz zwischen der linken und rechten Detektionselektrodenanordnung 320, 330 erreicht. Die Kapazität C₁, C₂ der Detektionselektrodenanordnungen 310, 320 lässt sich für kleine Auslenkungen α bestimmen durch:
mit

d_ox:: Grundabstand zwischen Detektionselektrode und seismische Masse;
ε₀:: Dielektrizitätskonstante im Vakuum;
l₁:: Abstand der drehachsnahen Elektrodenkante von der Drehachse;
l₂:: Abstand der drehachsfernen Elektrodenkante von der Drehachse; und
lb:: effektive Elektrodenfläche als Produkt aus Länge l und Breite b der Elektrode.

Der Grundabstand 301 zwischen den Detektionselektroden 321, 331 und der als gemeinsame Elektrode 312 dienenden seismischen Masse 310 entspricht der Schichtdicke d_ox einer Abstandsschicht 140, die im Herstellungsprozess als Opferschicht unterhalb der seismischen Masse verwendet und im weiteren Prozessverlauf entfernt wird. Folglich hängt die Detektionsempfindlichkeit der Sensorstruktur 300 unmittelbar von der Schichtdicke d_ox dieser Abstandsschicht ab.
Prinzipiell ist es möglich, durch ein elektrisches Testsignal auf den beiden Detektionselektroden 321, 331 eine Auslenkung der Wippe 310 zu erreichen, die ebenfalls vom Elektrodenabstand 302 bzw. der Schichtdicke d_ox abhängig ist. Es zeigt sich allerdings, dass die Genauigkeit dieses Verfahrens nicht ausreicht, um für die Sensorkalibrierung verwendet zu werden. Insbesondere verhalten sich Testsignal und Empfindlichkeit bei Änderung des Grundabstands d_ox deutlich unterschiedlich, was eine Ermittlung der Empfindlichkeit aus der Testsignalantwort erschwert.
Um die Empfindlichkeit des Sensors mit ausreichender Genauigkeit bestimmen zu können, wird daher eine erfindungsgemäße Teststruktur verwendet. Als Teststruktur kann beispielsweise ein modifizierter lateraler Beschleunigungssensor dienen, der üblicherweise gemeinsam mit dem zu testenden z-Beschleunigungssensor auf einem Substrat erzeugt wird.
In der Regel wird ein solcher lateraler Beschleunigungssensor in Form eines gegenüber dem Substrat elastisch auslenkbaren Körpers ausgebildet, wobei die Detektionsrichtung typischerweise durch die Auslenkrichtung bestimmt wird. Zur Verdeutlichung des Funktionsprinzips zeigt die 3 einen solchen einfach aufgebauten x-Beschleunigungssensor. Dieser besteht im Wesentlichen aus einer plattenförmigen seismischen Masse 510, an deren Längsseiten jeweils eine Elektrodenanordnung 520, 530 zum kapazitiven Erfassen der aktuellen Auslenkung der seismischen Masse 510 vorgesehen ist. Die Elektrodenanordnungen 520, 530 umfassen jeweils eine aus mehreren Kammzinken gebildete masseseitige Kammelektrode 521, 531, die mit einer entsprechend kammartig ausgebildeten substratseitigen Gegenelektrode 532, 532 zusammenwirkt. Jede Auslenkung der seismischen Masse entlang der Messachse 201 verändert den Abstand zwischen den masseseitigen und den substratseitigen Elektroden 521, 522, 531, 532 einer Elektrodenanordnung 520, 530, und damit auch ihre Kapazitäten. Zur differentiellen Messung der Kapazitätsänderung sind die Elektroden 521, 522, 531, 532 der beiden Elektrodenanordnungen 520, 530 jeweils so gegeneinander versetzt angeordnet, dass eine Auslenkung der seismischen Masse 510 aus ihrer Mittellage bei einer der beiden Elektrodenanordnungen 520, 530 zur Vergrößerung der Kapazität führt, während die Kapazität der gegenüberliegenden Elektrodenanordnung reduziert wird.
Die 4 zeigt einen lateralen Beschleunigungssensor 200 mit einer gegenüber der Sensorstruktur 500 aus 3 erweiterten Elektrodenanordnung. Neben den beiden entlang der Messachse 201 verlaufenden Elektrodenanordnungen 240, 250 weist der Beschleunigungssensor 200 zusätzliche zwei stirnseitig angeordnete Elektrodenanordnungen 220, 230 auf. Die beiden zusätzlichen Elektrodenanordnungen 220, 230 sind ebenfalls kammförmig aufgebaut mit jeweils einer mehrere Kammzinken umfassenden Masseelektrode 221, 231 und einer eine entsprechende Anzahl von Kammzinken umfassenden Substratelektrode 222, 232. Die im Wesentlichen äquidistant über die jeweilige Stirnseite der seismischen Masse 210 und die jeweils äußersten Kammzinken der beiden seitlichen Elektroden 240, 250 verteilten Kammzinken der beiden Massenelektroden 221, 231 sind jeweils in eine der Auslenkrichtungen 202, 203 ausgerichtet und greifen in die ebenfalls in eine der Auslenkrichtungen 202, 203 ausgerichteten Kammzinken der jeweiligen Substratelektroden 222, 232 ein. Im Unterschied zu den längsseitig angeordneten Elektrodenanordnungen 240, 250, bei denen eine Auslenkung der seismischen Masse 210 entlang der Messachse 201 unmittelbar eine Änderung des Elektrodenabstands bewirkt, führt die Auslenkung der seismischen Masse 210 bei den beiden stirnseitig angeordneten Elektrodenanordnungen 220, 230 zu einer Änderung der Eingrifftiefe der jeweils miteinander kämmenden Elektroden 221, 222, 231, 232, was sich ebenfalls in Form einer messbaren Kapazitätsänderung niederschlägt. Zur elastischen Aufhängung der seismischen Masse 210 gegenüber dem Substrat 110 werden üblicherweise Federstrukturen verwendet, die beispielsweise als Biege- oder Torsionsfedern ausgebildet sein können. Aus Gründen einer vereinfachten Darstellung sind solche Federstrukturen in den Figuren nicht gezeigt.
Um den lateralen Beschleunigungssensor 200 als Teststruktur zur Messung der Dicke d_ox der Abstandsschicht 140 nutzen zu können, werden die beiden stirnseitigen Elektrodenanordnungen 220, 230 unterschiedlich dick ausgebildet. Dabei wird die Strukturdicke d_EP1 der ersten Elektrodenanordnung 220 im Wesentlichen um die zu bestimmende Abstandsschichtdicke d_ox dicker ausgebildet als die Strukturdicke d_EP2 der zweiten Elektrodenanordnung 230. Da die effektive Elektrodenfläche einer Elektrodenanordnung unmittelbar durch die Dicke bzw. Höhe der zugehörigen Elektroden bestimmt wird, hängt auch die Kapazitätsdifferenz der beiden Elektrodenanordnungen 220, 230 von der Schichtdicke d_ox der Abstandschicht 140 ab. Aufgrund der unterschiedlichen Kapazitäten ergibt sich auch eine unterschiedliche elektrostatische Wirkung der beiden Elektrodenanordnungen 220, 230 auf die seismische Masse 210. So wird die seismische Masse 210 von den beiden Elektrodenanordnungen 220, 230 beim Anlegen derselben Ansteuerspannung unterschiedlich stark ausgelenkt. Die resultierende Auslenkung hängt ebenfalls von der Schichtdicke d_ox der Abstandschicht 140 ab. Genauer genommen entspricht der Dickenunterschied der beiden Elektrodenanordnungen 220, 230 in den hier dargestellten Ausführungsformen der Erfindung der Summe aus der Schichtdicke d_ox der Abstandschicht 140 und der Schichtdicke d_VP der Verdrahtungsschicht 130, wobei die Verdrahtungsschicht 130 im Vergleich zur Abstandschicht 140 vorzugsweise sehr dünn ausgebildet wird, so dass der Einfluss prozessbedingter Dickenschwankungen der Verdrahtungsschichtdicke d_VP auf die Elektrodendicken 223, 233 und damit auf die gemessene Auslenkung der seismischen Masse 210 im Idealfall vernachlässigbar ist.
Bei einem lateralen Beschleunigungssensor kann die Auslenkung über den ohnehin vorhandenen xBS Auswertekanal direkt gemessen werden. Sie ist direkt proportional zur Summe aus der Schichtdicke d_ox der Abstandsschicht 140 und der Schichtdicke d_VP der Verdrahtungsschicht 130. Die an den beiden Elektrodenanordnungen 220, 230 entstehenden Kräfte lassen sich wie folgt beschreiben:
mit

U:: Potentialdifferenz zwischen den Substratelektroden und der seismische Masse;
N:: Anzahl der Kammelektroden;
h_1,2:: Elektrodendicke im Elektrodenbereich;
d_gap:: Abstand der Kammelektroden (identisch mit Abstand der Plattenelektroden im Lateralkanal);
ε₀:: Dielektrizitätskonstante im Vakuum; und
x:: Auslenkung der seismischen Masse.

Somit ergibt sich für die auf die seismische Masse wirksame Nettokraft:
Ist die Federsteifigkeit k der Aufhängung der seismischen Masse 210 bekannt, kann aus dem Zusammenhang x = ΔF/k die Nettokraft ΔF und somit auch die Summe aus den Schichtdicken d_ox + d_VP der Abstandsschicht 140 und der Verdrahtungsschicht 130 berechnet werden. Die Genauigkeit, mit der die Schichtdicke d_ox der Abstandschicht 140 letztendlich bestimmt werden kann, hängt davon ab, wie präzise sich die Schichtdicke d_VP der Verdrahtungsschicht 130 im Herstellungsprozess einstellen lässt. Da sich prozessbedingte Dickenschwankungen der Verdrahtungsschicht 130 unmittelbar auf die Bestimmung der Abstandsschichtdicke auswirken, tauchen sie auch als Fehler bei der anhand der ermittelten Abstandsschichtdicke durchgeführten Empfindlichkeitsbestimmung der Sensorstruktur auf. Für den Elektrodenabstand d_gap ist die als Kantenverlust bezeichnete Abweichung zwischen der im Layout vorgesehenen Breite der Struktur und der nach der Prozessierung tatsächlich erreichten Strukturbreite maßgeblich. Daher kann es zur Steigerung der Genauigkeit des Verfahrens sinnvoll sein, den Kantenverlust anderweitig zu ermitteln und den damit korrigierten Elektrodenabstand d_gap zur Bestimmung der Abstandsschichtdicke d_ox zu verwenden.
Alternativ können die Ansteuerspannungen U₁ und U₂ derart aufeinander abgestimmt werden, dass die resultierende Gleichgewichtsauslenkung der Ruhe- bzw. Nulllage der seismischen Masse 210 entspricht. Dies erfolgt beispielsweise durch Anlegen einer vorgegebenen ersten Ansteuerspannung U₁ an die erste Elektrodenanordnung 220 und Variieren der zweiten Ansteuerspannung U₂ bis die durch die erste Ansteuerspannung U₁ hervorgerufene Auslenkung durch die Wirkung der zweiten Elektrodenanordnung 230 im Wesentlichen wieder kompensiert wird.
Zur Verdeutlichung der unterschiedlichen Strukturdicken d_EP1, d_EP2 der beiden Elektrodenanordnungen 220, 230 der erfindungsgemäßen Teststruktur 200 zeigt die 5 Schnittbilder durch die beiden Elektrodenbereiche während der Herstellung der Teststruktur 200. Dabei wird der Unterschied in der Reihenfolge und Zusammensetzung der Schichten des ersten Elektrodenbereichs 121 und des zweiten Elektrodenbereichs 122 des erfindungsgemäß modifizierten lateralen Beschleunigungssensors im Vergleich zu einem Elektrodenbereich bei einem herkömmlich hergestellten lateralen Beschleunigungssensor verdeutlicht. Hierzu sind im oberen Abschnitt der 5 die Schnittbilder durch die Schichtstapel der jeweiligen Elektrodenbereiche in jeweils der gleichen Phase des Herstellungsprozesses dargestellt. Das Schnittbild I. zeigt die Schichtenfolge eines herkömmlichen Beschleunigungssensors, wobei auf einem Substrat 110 aufeinander folgend eine untere vorzugsweise aus einem Oxid gebildete Isolationsschicht 120, eine elektrisch leitfähige Schicht 130 mit der Dicke d_VP, eine Abstandsschicht 140 in der Dicke d_ox und eine Funktionsschicht 150 in der Dicke d_EP erzeugt wurden. Das zweite Schnittbild II. zeigt das Schichtenverhältnis im ersten Elektrodenbereich 121 der erfindungsgemäß prozessierten Teststruktur 200, wobei hier ebenfalls auf einem Substrat 110 zunächst eine Isolationsschicht 120 erzeugt wurde, auf der eine elektrisch leitfähige Schicht 130 in einer vorgegebenen Dicke d_VP abgeschieden wurde. Abweichend von dem herkömmlichen Prozess wurde die Abstandsschicht 140 hier komplett abgetragen, so dass die Schichtdicke d_EP1 der anschließend abgeschiedenen Funktionsschicht 150 genau um die Dicke d_ox der Abstandsschicht 140 größer ist als die Schichtdicke d_EP der Funktionsschicht 150 im herkömmlichen Herstellungsprozess. Schließlich zeigt das dritte Schnittbild III. die Schichtzusammensetzung im zweiten Elektrodenbereich 122 der erfindungsgemäß hergestellten Teststruktur 200, die im Wesentlichen der Schichtzusammensetzung des im Schnittbild I. gezeigten herkömmlich hergestellten Elektrodenbereichs entspricht. Durch einen Vergleich der Schnittbilder II. und III. wird deutlich, dass sich die Elektrodenhöhe der ersten Elektrodenanordnung 220, welche durch die Schichtdicken d_EP1 und d_VP im ersten Elektrodenbereich 121 definiert wird, exakt um die Dicken d_ox der Abstandsschicht 140 und der elektrisch leitenden Schicht 130 von der durch die Schichtdicke d_EP2 im zweiten Elektrodenbereich 131 definierten Elektrodenhöhe der zweiten Elektrodenanordnung 230 unterscheidet.
Die 6 zeigt ein gemäß der Erfindung ausgebildetes mikromechanisches Bauelement 100 mit einem Substrat 110 und mehreren auf dem Substrat 110 ausgebildeten mikromechanischen Strukturen 200, 300, 400. Insbesondere ist eine Sensorstruktur 300 auf dem Substrat angeordnet, die mithilfe einer Abstandsschicht (hier nicht gezeigt) hergestellt wurde. Im vorliegenden Fall handelt es sich um den in der 1 gezeigten wippenförmigen Beschleunigungssensor 300. Zur Bestimmung der Eigenschaften des Sensors 300 ist ferner eine erfindungsgemäße Teststruktur 200 auf dem Substrat 110 angeordnet. Die Teststruktur 200 ist vorzugsweise als ein lateraler Beschleunigungssensor ausgebildet. Neben der Funktion als Teststruktur kann der Beschleunigungssensor 200 auch Beschleunigungen des mikromechanischen Bauelementes 100 in der vorgegebenen der Detektionsrichtung erfassen. Ferner können auf dem Substrat 110 auch weitere Strukturen ausgebildet sein. Im vorliegenden Beispiel ist ein weiterer lateraler Bewegungssensor 400 mit einer zu Detektionsrichtung der Teststruktur 200 senkrechten Detektionsrichtung vorgesehen.
In den folgenden 7 bis 12 ist beispielhaft ein Verfahren zum Herstellen der Teststruktur 200 aus den 4 und 5 gezeigt. Dabei zeigt die 7 als Ausgangsituation ein Substrat 110, auf dem ihnen vorhergehenden Schritten bereits eine vorzugsweise als Oxidschicht ausgebildete Isolationsschicht 120 erzeugt wurde. Zunächst werden in zwei Elektrodenbereichen 121, 122 der Isolationsschicht 120 jeweils ein Schichtstapel 123, 124 umfassend eine als Verdrahtungsschicht dienende elektrisch leitfähige Schicht 130 und eine darauf angeordnete Abstandsschicht 140 erzeugt. Dies kann beispielsweise durch Abscheiden eines entsprechenden Materials in den beiden Elektrodenbereichen 121, 122 erfolgen. Dabei können die beiden Schichtstapel 123, 124, wie hier gezeigt ist, in Vertiefungen erzeugt werden, die zuvor mittels bekannter Verfahren in der Isolationsschicht 120 gebildet wurden. Andererseits ist es auch möglich den Schichtstapel 123, 124 ohne entsprechende Vertiefungen auf die Isolationsschicht 120 abzuscheiden.
Wie in der 8 gezeigt ist, wird die elektrisch leitfähige Schicht 130 vorzugsweise mit einer Schichtdicke d_VP erzeugt, die deutlich kleiner als die Schichtdicke d_ox der darüber angeordneten Abstandschicht 140 ist. Da der Schichtdickenunterschied der beiden Elektrodenanordnungen der Teststruktur sich aus der Schichtdicke d_ox der Abstandschicht 140 und der Schichtdicke d_VP der elektrisch leitfähige Schicht 130 zusammensetzt, kann durch Verwendung einer relativ dünnen elektrisch leitfähigen Schicht 130 erreicht werden, dass der Einfluss der prozessbedingten Dickenschwankungen dieser Schicht 130 bei der Bestimmung der Abstandschichtdicke d_ox möglichst gering ausfällt und die Abstandschichtdicke d_ox daher mit einer möglichst hohen Genauigkeit bestimmt werden kann.
In einem darauf folgendem Verfahrensschritt wird die Abstandschicht 140 im ersten Elektrodenbereich 121 abgetragen. Dies erfolgt vorzugsweise mithilfe eines anisotropen Ätzverfahrens, das eine Abtragung der Abstandsschicht 140 selektiv zur elektrisch leitfähigen Schicht 130 erlaubt. Dabei kann die elektrisch leitfähige Schicht 130 direkt als Ätzstoppschicht verwendet werden. Es kann jedoch vorteilhaft sein, eine separate Ätzstoppschicht zu verwenden. Hierzu kann beispielsweise eine dünne Polysiliziumschicht zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht 130 und der Abstandsschicht 140 abgeschieden werden, die lediglich als Ätzstoppschicht dient. Ferner können Stoppschichten verwendet werden, die bei der Ätzung der Abstandschicht 140 nur geringfügig geätzt und erst in einem später erfolgenden Ätzschritt zum Entfernen des unteren Oxids 120 vollständig entfernt werden. Hierzu eignen sich beispielsweise Nitritschichten, da sie im flüssigen HF nahezu nicht geätzt werden.
Die 9 zeigt den prozessierten Bereich des mikromechanischen Bauelements 100 nach der Ätzung der Abstandschicht 140. Dabei wurde durch das vollständige Abtragen der Abstandsschicht 140 in einen definierten Bereich innerhalb des ersten Elektrodenbereichs 121 eine Grabenstruktur 125 erzeugt.
Wie die 10 zeigt, wird auf die so gebildete Oberfläche anschließend eine Funktionsschlicht 150 mit einer definierten Dicke erzeugt. Dies erfolgt vorzugsweise durch Abscheiden eines elektrisch leitfähigen Materials bis zu einer vorgegebenen Höhe oberhalb der Abstandschicht 140, wobei auch die Grabenstruktur 125 vollständig mit dem abgeschiedenen Material aufgefüllt wird. Vorzugsweise wird nach dem Abscheiden der Funktionsschicht 150 ein Planarisierungsschritt durchgeführt, bei dem die Funktionsschicht 150 mit einem geeigneten Verfahren gleichmäßig bis zu einer definierten Tiefe abgetragen wird.
In folgendem Verfahrensschritt wird die Funktionsschicht 150 strukturiert, um eine plattenförmigen Struktur der späteren seismischen Masse 210 zu erzeugen. Dies kann beispielsweise mithilfe eines lithografischen Verfahrens erfolgen. In diesem Schritt wird die Funktionsschicht 150 in den zu strukturierenden Bereichen vollständig abgetragen, wobei im ersten Elektrobereich 121 vorzugsweise auch die unterhalb der Funktionsschicht 150 liegende elektrisch leitfähige Schicht 130 mit abgetragen wird. Hingegen erfolgt die Ätzung im zweiten Elektrobereich 122 lediglich bis zur Abstandsschicht 140. Alternativ kann die Abtragung des durch die Strukturierung der Funktionsschicht 51 freigelegten Bereichs der elektrisch leitfähigen Schicht 130 im ersten Elektrobereich 121 auch in einem separaten Ätzprozess erfolgen. Durch die Strukturierung der Funktionsschicht 150 werden in den beiden Elektrodenbereichen 121, 122 jeweils sich gegenüberliegende Elektroden erzeugt, nämlich jeweils eine einen Teil der seismischen Masse 210 bildende Masseelektrode 221, 231 sowie eine mit dem Substrat 110 verbundene Substratelektrode 222, 232. Die jeweils eine Elektrodenanordnung 220, 230 bildenden Elektroden 221, 222, 231, 232 sind vorzugsweise als ineinandergreifende Kammelektroden ausgebildet. Bei dem Strukturierungsschritt werden typischerweise auch Öffnungen 153 plattenförmigen Körper der seismischen Masse 210 erzeugt, die eine vollständige Unterätzung der seismischen Masse 210 zum Entfernen des darunter liegenden Opferschichten erleichtern. Ferner wird in diesem Verfahrensstadium wenigstens eine Federstruktur (hier nicht gezeigt) erzeugt, die als elastische Aufhängung der seismischen Masse 210 gegenüber dem Substrat 110 dient. Als Federstrukturen kommen grundsätzlich alle geeigneten Federstrukturen in Frage, wie z. B. Biege- oder Torsionsfedern. Die 11 zeigt die Teststruktur 200 nach der Strukturierung der Funktionsschicht 150 und der Verdrahtungsschicht 130.
Schließlich wird in einem weiteren Verfahrensschritt in einen Bereich unterhalb der seismischen Masse 210 die verbleibende Abstandsschicht 140 sowie die darunter liegende Oxidschicht 120 abgetragen, um die seismische Masse 210 gegenüber dem Substrat 110 auslenkbar zu machen. Dies erfolgt vorzugsweise mittels eines isotropen Ätzprozesses, wobei die untere Oxidschicht 120 sowie die vorzugsweise ebenfalls als Oxidschicht gebildete Abstandsschicht 140 selektiv zum Substrat 110, zur elektrisch leitfähigen Schicht 130 sowie zur Funktionsschicht 150 abgetragen werden. Das entsprechende Verfahrensstadium nach Ätzung der Opferschichten 120, 140 ist in der 12 dargestellt. Hierbei wird ersichtlich, dass die Schichtdicke 223 der beiden Elektroden 221, 222 der ersten Elektrodenanordnung 220 genau um die Schichtdicke d_ox der Abstandsschicht 140 und die Schichtdicke d_VP der elektrisch leitfähigen Schicht 130 dicker ausgebildet ist als die Schichtdicke 233 der beiden Elektroden 231, 232 der zweiten Elektrodenanordnung 230.
Schließlich zeigt die 13 eine Zusammenfassung des in den 7 bis 12 gezeigten Herstellungsverfahrens, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

– Bereitstellen eines Substrats (110) mit einer darauf angeordneten Oxidschicht (120),
– Erzeugen eines Schichtstapels (123, 124) umfassend eine elektrisch leitfähige Schicht (130) und eine darauf angeordnete Abstandsschicht (140) in einem ersten und einem zweiten Elektrodenbereich (121, 122) der Oxidschicht (120),
– Abtragen der Abstandsschicht (140) im ersten Elektrodenbereich (121),
– Abscheiden und Planarisieren einer Funktionsschicht (150), wobei eine durch Abtragen der Abstandschicht (140) im ersten Elektrodenbereich (121) erzeugte Grabenstruktur (125) aufgefüllt wird,
– Strukturieren der Funktionsschicht (150) und der dabei im ersten Elektrodenbereich (121) freigelegten elektrisch leitenden Schicht (130), um eine plattenförmige Struktur (211) zu erzeuge, wobei in den beiden Elektrodenbereichen (121, 131) jeweils eine durch einen Teil der plattenförmigen Struktur (211) gebildete Massenelektrode (221, 231) und eine dieser gegenüberliegende Substratelektrode (222, 232) erzeugt wird, und
– Entfernen der Abstandsschicht (140) sowie der Oxidschicht (120) im Bereich der plattenförmigen Struktur (211), um eine gegenüber dem Substrat (110) auslenkbare seismische Masse (210) zu erzeugen.

Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung sowie den Ansprüchen stets von einer einem wippen- bzw. trampolinförmigen Sensor als Opferschicht dienenden Abstandsschicht die Rede ist, ist es für den Fachmann verständlich, dass das erfinderische Konzept grundsätzlich zum Bestimmen der Dicke beliebiger Schichten anwendbar ist. Auch soll die Erfindung nicht lediglich auf einen wippen- bzw. trampolinförmigen Sensor als Testobjekt eingeschränkt werden. Vielmehr lässt sich das neue Konzept zur Bestimmung der geometrischen Eigenschaften einer beliebigen, mittels Schichtabscheidung erzeugten Struktur verwenden.
Obwohl das hier offenbarte erfinderische Konzept lediglich im Zusammenhang mit einem modifizierten lateralen Beschleunigungssensor beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf einen solchen eindimensionalen Beschleunigungssensor eingeschränkt. Vielmehr kann auch ein in mehr als eine Achse messender Beschleunigungssensor zum Bestimmen der Schichtdicke der Abstandsschicht verwendet werden. Auch Drehratensensoren kommen für die Teststruktur grundsätzlich infrage. Aber es ist auch möglich, eine eigens zu Testzwecken vorgesehene Teststruktur separat auf dem Substrat des mikromechanischen Bauelements zu erzeugen, ohne dass diese Teststruktur als Beschleunigungs- oder Drehratensensor zum Einsatz kommt.
Bei den in der bevorstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren offenbarten Ausführungsformen handelt es sich lediglich um Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei können je nach Anwendung für die Realisierung der Erfindung sämtliche in diesem Zusammenhang offenbarten Merkmale sowohl einzeln als auch in Kombination miteinander relevant sein.

Claims

Mikromechanisches Bauelement (100) umfassend ein Substrat (110) mit einer Abstandsschicht (140) und einer Teststruktur (200) zum Ermitteln der Dicke (d_ox) der Abstandsschicht (140), die Teststruktur (200) umfassend: – eine entlang einer Messachse (201) parallel zum Substrat (110) elastisch auslenkbare seismische Masse (210), – eine erste und eine zweite Elektrodenanordnung (220) zum Auslenken der seismischen Masse (210) entlang der Messachse (201) mit jeweils einer durch einen Teil der seismischen Masse (210) gebildeten Massenelektrode (221, 231) und einer am Substrat (110) angeordneten Substratelektrode (222, 232), wobei die erste Elektrodenanordnung (220) im Wesentlichen um die Schichtdicke (d_ox) der Abstandsschicht (140) dicker ausgebildet ist als die zweite Elektrodenanordnung (230).
Mikromechanisches Bauelement (100) nach Anspruch 1, wobei die beiden Masseelektroden (221, 231) und ihre zugehörigen Substratelektroden (222, 232) jeweils als zwei ineinander greifende Kammstrukturen ausgebildet sind.
Mikromechanisches Bauelement (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Teststruktur (200) als ein lateraler Beschleunigungssensor mit wenigstens einer Detektionselektrodenanordnung (240, 250) zum Erfassen der lateralen Auslenkung der seismischen Masse (210) ausgebildet ist.
Mikromechanisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei auf dem Substrat (110) eine Sensorstruktur (300) mit einer im Wesentlichen senkrecht zum Substrat (110) beweglichen Masse (310) angeordnet ist, wobei die Masse (310) wenigstens eine Elektrode (312) umfasst, die mit einer davon in einem im Wesentlichen durch die Dicke (d_ox) der Abstandsschicht (140) bestimmten Abstand (302) entfernt angeordneten Gegenelektrode (321, 331) zusammenwirkt.
Mikromechanisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei die Sensorstruktur (300) als ein wippen- oder trampolinförmiger z-Beschleunigungs- oder Drehratensensor ausgebildet ist.
Verfahren zum Bestimmen der Dicke (d_ox) einer Abstandsschicht (140) auf einem Substrat (110) mithilfe einer Teststruktur (200) umfassend: – eine entlang einer Messachse (201) parallel zum Substrat (110) elastisch auslenkbare seismische Masse (210), – eine erste und eine zweite Elektrodenanordnung (220, 230) zum Auslenken der seismischen Masse (210) entlang der Messachse (201) mit jeweils einer durch einen Teil der seismischen Masse (210) gebildeten Massenelektrode (221, 231) und einer am Substrat (110) angeordneten Substratelektrode (222, 232), wobei die erste Elektrodenanordnung (220) im Wesentlichen um die Schichtdicke (d_ox) der Abstandsschicht (140) dicker ausgebildet ist als die zweite Elektrodenanordnung (230), umfassend die Schritte: – Anlegen einer ersten Ansteuerspannung (U₁) an die erste Elektrodenanordnung (220) zum Auslenken der seismischen Masse (210) in eine erste Richtung (202) und einer zweiten Ansteuerspannung (U₂) an die zweite Elektrodenanordnung (230) zum Auslenken der seismischen Masse (210) in eine der ersten Richtung (202) entgegen gesetzte zweite Richtung (203), – Messen der resultierenden Gleichgewichtsauslenkung (212) der seismischen Masse (210), – Berechnen der Schichtdicke (d_ox) der Abstandsschicht (140) anhand der resultierenden Auslenkung der seismischen Masse (210) und/oder der Ansteuerspannungen (U₁) und (U₂).
Verfahren nach Anspruch 6, wobei zum Auslenken der seismischen Masse (210) die erste und die zweite Substratelektrode (222, 232) auf ein gemeinsames elektrisches Potential gelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Verhältnis der Ansteuerspannungen (U₁) und (U₂) so gewählt wird dass die resultierende Gleichgewichtsauslenkung der seismischen Masse (210) im Wesentlichen der Ausgangslage entspricht.
Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Bauelements (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend die Schritte: – Bereitstellen eines Substrats (110) mit einer darauf angeordneten Isolationsschicht (120), – Erzeugen eines Schichtstapels (123, 124) umfassend eine elektrisch leitfähige Schicht (130) und eine darauf angeordnete Abstandsschicht (140) in einem ersten und einem zweiten Elektrodenbereich (121, 122) der Isolationsschicht (120), – Abtragen der Abstandsschicht (140) im ersten Elektrodenbereich (121), – Abscheiden und Planarisieren einer Funktionsschicht (150), wobei eine durch Abtragen der Abstandschicht (140) im ersten Elektrodenbereich (121) erzeugte Grabenstruktur (125) aufgefüllt wird, – Strukturieren der Funktionsschicht (150) und der dabei im ersten Elektrodenbereich (121) freigelegten elektrisch leitenden Schicht (130), um eine plattenförmige Struktur (211) zu erzeugen, wobei in den beiden Elektrodenbereichen (121, 122) jeweils eine durch einen Teil der plattenförmigen Struktur (211) gebildete Massenelektrode (221, 231) und eine dieser gegenüberliegende Substratelektrode (222, 232) erzeugt wird, und – Entfernen der Abstandsschicht (140) sowie der Isolationsschicht (120) im Bereich der plattenförmigen Struktur (211), um eine gegenüber dem Substrat (110) auslenkbare seismische Masse (210) zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei beim Strukturieren der Funktionsschicht (150) und der dabei im ersten Elektrodenbereich (121) freigelegten elektrisch leitenden Schicht (130), die beiden Schichten (150, 130) in einem gemeinsamen Verfahrensschritt abgetragen werden.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Isolationsschicht (120) und die Abstandsschicht (140) mithilfe eines isotropen Ätzverfahrens abgetragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei als Abstandsschicht (140) eine Oxidschicht verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Abstandsschicht (140) mithilfe eines Ätzverfahrens abgetragen wird, und wobei eine Ätzstoppschicht unterhalb der Abstandsschicht (140) verwendet wird, die eine Ätzung der elektrisch leitfähigen Schicht (120) zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei als Ätzstoppschicht die elektrisch leitfähige Schicht (120) verwendet wird.