DE102011006403B4 - Mikromechanische Anordnung und entsprechendes Herstellungsverfahren - Google Patents
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Abstract
Mikromechanische Anordnung mit:
einem Substrat (S);
einem ersten mikromechanischen Funktionsbereich (P1), welcher oberhalb des Substrats (S) angeordnet ist;
einem zweiten mikromechanischen Funktionsbereich (P2), welcher oberhalb des ersten mikromechanischen Funktionsbereichs (P1) angeordnet ist und über eine erste stegartige Verankerungsstruktur (KR1, KR2; KS1-KS5) mit dem ersten mikromechanischen Funktionsbereich (P1) verbunden ist;
wobei die erste stegartige Verankerungsstruktur (KR1, KR2; KS1-KS5) aus dem zweiten mikromechanischen Funktionsbereich (P2) gebildet ist;
einem dritten mikromechanischen Funktionsbereich (P3), welcher oberhalb des zweiten mikromechanischen Funktionsbereichs (P2) angeordnet ist und welcher einen ersten Unterbereich (P3a) und einen zweiten Unterbereich (P3b) aufweist;
wobei der erste Unterbereich (P3a) über eine zweite stegartige Verankerungstrukur (KR3, KR4; KS6-KS10) mit dem zweiten mikromechanischen Funktionsbereich (P2) verbunden ist;
wobei die zweite stegartige Verankerungsstruktur (KR3, KR4; KS6-KS10) aus dem dritten mikromechanischen Funktionsbereich (P3) gebildet ist;
wobei der zweite Unterbereich (P3b) durch den ersten Unterbereich (P3a) schwebend über dem Substrat (S) gehaltert ist; und
wobei die erste stegartige Verankerungsstruktur (KR1, KR2; KS1-KS5) und die zweite stegartige Verankerungsstruktur (KR3, KR4; KS6-KS10) keine Überlappung oder nur kreuzungsartige Überlappungen aufweisen.
einem Substrat (S);
einem ersten mikromechanischen Funktionsbereich (P1), welcher oberhalb des Substrats (S) angeordnet ist;
einem zweiten mikromechanischen Funktionsbereich (P2), welcher oberhalb des ersten mikromechanischen Funktionsbereichs (P1) angeordnet ist und über eine erste stegartige Verankerungsstruktur (KR1, KR2; KS1-KS5) mit dem ersten mikromechanischen Funktionsbereich (P1) verbunden ist;
wobei die erste stegartige Verankerungsstruktur (KR1, KR2; KS1-KS5) aus dem zweiten mikromechanischen Funktionsbereich (P2) gebildet ist;
einem dritten mikromechanischen Funktionsbereich (P3), welcher oberhalb des zweiten mikromechanischen Funktionsbereichs (P2) angeordnet ist und welcher einen ersten Unterbereich (P3a) und einen zweiten Unterbereich (P3b) aufweist;
wobei der erste Unterbereich (P3a) über eine zweite stegartige Verankerungstrukur (KR3, KR4; KS6-KS10) mit dem zweiten mikromechanischen Funktionsbereich (P2) verbunden ist;
wobei die zweite stegartige Verankerungsstruktur (KR3, KR4; KS6-KS10) aus dem dritten mikromechanischen Funktionsbereich (P3) gebildet ist;
wobei der zweite Unterbereich (P3b) durch den ersten Unterbereich (P3a) schwebend über dem Substrat (S) gehaltert ist; und
wobei die erste stegartige Verankerungsstruktur (KR1, KR2; KS1-KS5) und die zweite stegartige Verankerungsstruktur (KR3, KR4; KS6-KS10) keine Überlappung oder nur kreuzungsartige Überlappungen aufweisen.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikromechanische Anordnung und ein entsprechendes Herstellungsverfahren, insbesondere zur Anwendung bei mikromechanischen Beschleunigungssensoren, Drehdatensensoren, u.ä..
- Stand der Technik
- Es ist allgemein bekannt, zur Herstellung von MEMS-Strukturen eine dicke Polysilizium-Funktionsschicht über einer dünnen vergrabenen Polysiliziumschicht anzuordnen. Die vergrabene Polysiliziumschicht dient dabei als Leiterbahn oder als Elektrode. Die Polysilizium-Funktionsschicht wird üblicherweise über einem Trenchprozess und ein Opferschicht-Ätzverfahren freigestellt.
- Aus der
DE 10 2007 060 878 A1 sind ein mikromechanisches System und ein entsprechendes Herstellungsverfahren bekannt, wobei eine zweite vergrabene Polysiliziumschicht vorgesehen wird, die wie die erste Polysilizium-Funktionsschicht freigestellt werden kann. Diese Schicht kann als Leiterbahn eingesetzt werden, so dass beispielsweise in Kombination mit der ersten vergrabenen Polysiliziumschicht als Leiterbahn auch Leiterbahnkreuzungen möglich sind. Die zweite vergrabene Polysiliziumschicht kann auch als mechanisch freitragende Schicht eingesetzt werden. Die drei Schichten werden durch Oxidschichten, die auch als Opferschichten dienen, getrennt. Die Oxidschichten definieren den Abstand zwischen den einzelnen Schichten und werden je nach Anwendung relativ dick ausgelegt. Werden Verbindungen zwischen den Schichten angelegt, so entsteht an der Oberfläche eine hohe Topologie, die die Herstellung von Strukturen mit hoher Auflösung erschwert. Je kleiner die Kontaktflächen ausgelegt werden, desto geringer werden die Einflüsse durch die erhöhte Topographie, jedoch wird damit gleichzeitig die mechanische Stabilität der Verbindung stark reduziert. - Die Oxidschichten zwischen den einzelnen Polysiliziumschichten können einerseits bewusst zur mechanischen Versteifung verwendet werden. Andererseits kann es aufgrund der unterschiedlichen mechanischen Parameter aber zu mechanischen Verspannungen kommen, die sich auch mit der Temperatur verändern können. Weiterhin kann es je nach Geometrie mehr oder weniger schwierig sein, die Oxide zwischen den Polysiliziumschichten im Opferschicht-Ätzprozess vollständig zu entfernen.
- Offenbarung der Erfindung
- Die Erfindung schafft eine mikromechanische Anordnung nach Anspruch 1 und ein entsprechendes Herstellungsverfahren nach Anspruch 6.
- Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
- Vorteile der Erfindung
- Die Erfindung hat den Vorteil, dass sie es ermöglicht, Kontaktanbindungen an das Substrat herzustellen, welche mechanisch stabil sind, gleichzeitig auch bei hohen Opferschichtdicken eine geringe Topographie zu erzeugen und vor allem eine mikromechanische Anordnung zu schaffen, die alle unerwünschten Oxidbereiche unterhalb der untersten Funktionsschicht vermeiden kann.
- Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee liegt darin, zwischen den Funktionsschichten keine flächige durchgehende Verbindung zu erzeugen, sondern die Funktionsschichten über stegartige Verankerungsstrukturen miteinander zu verbinden. Diese stegartigen Verankerungsstrukturen können beispielsweise eine Stegringstruktur und/oder eine Steglinienstruktur beliebiger Geometrie aufweisen. Die Breite der Stege und deren Zwischenräume wird derart gewählt, dass einerseits eine stabile mechanische Verbindung in Anbetracht des gewünschten Anwendungsbereichs erzielt werden kann, und andererseits eine sichere Entfernung der Opferschicht aus den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Stegabschnitten gewährleistet werden kann. Die stegartigen Verankerungsstrukturen können derart schmal ausgebildet werden, dass sich an der Oberfläche der Stegsegmente eine geringe Topographie ausbildet.
- Erfindungsgemäß weisen die erste stegartige Verankerungsstruktur zwischen dem ersten Funktionsbereich der ersten Funktionsschicht und dem zweiten Funktionsbereich der zweiten Funktionsschicht und die zweite stegartige Verankerungsstruktur zwischen dem zweiten Funktionsbereich der zweiten Funktionsschicht und dem dritten Funktionsbereich der dritten Funktionsschicht keine Überlappung oder nur kreuzungsartige Überlappungen auf. Dies wirkt sich sehr vorteilhaft auf die Stabilität aus, da die Topographien der beiden Kontaktebenen nicht bzw. nur marginal agieren.
- Vorzugsweise werden im dritten Funktionsbereich der dritten Funktionsschicht zweierlei Ätzlöcher vorgesehen. Dabei werden erste Ätzlöcher seitlich versetzt an der zweiten stegartigen Verankerungsstruktur angeordnet und erstrecken sich bis zur dritten Opferschicht. Zweite Ätzlöcher werden über der zweiten stegartigen Verankerungsstruktur angeordnet und erstrecken sich durch die zweite stegartige Verankerungsstruktur bis zur zweiten Opferschicht. Je nach Prozess kann es sich dabei als günstig erweisen, die zweiten Ätzlöcher breiter als die darunter liegende stegartige Verankerungsstruktur auszubilden, so dass die dritte Oxidschicht gleichsam als selbstjustierende Maske wirkt. Durch Vorsehen dieser zwei Typen von Ätzlöchern kann sowohl eine dichte Anordnung der Stegsegmente der Verankerungsstrukturen als auch gleichzeitig eine dichte Anordnung der Ätzzugänge erreicht werden.
- Schmale stegartige Verankerungsstrukturen werden bevorzugt eingesetzt, wenn der dritte Funktionsbereich nur eine geringe Politur oder keine Politur bekommt oder generell eine geringe Topographie wünschenswert bzw. vorteilhaft ist. Besonders günstig sind längliche zweite Kontaktlöcher, die senkrecht zu den Stegsegmenten verlaufen, wodurch Prozessschwankungen, wie z.B. Justagefehler, Ätzfehler, ..., gut kompensiert werden können.
- Breite Stege werden bevorzugt eingesetzt, wenn der dritte Funktionsbereich eine gute, tiefe Politur erfährt oder die Topographie eine untergeordnete Rolle spielt. Die zweiten Ätzlöcher werden dann bevorzugt innerhalb der Stege angeordnet und deutlich schmäler als die Breite der Stege ausgeführt, um so ebenfalls Prozessschwankungen kompensieren zu können.
- Figurenliste
- Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren erläutert. Es zeigen:
-
1a,b bis6a,b aufeinanderfolgende Prozessstadien einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen mikromechanischen Anordnung, und zwar a) jeweils in Draufsicht und b) jeweils im Schnitt entlang LinieAA' in a); und -
7a,b bis11a,b aufeinanderfolgende Prozessstadien einer zweiten Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen mikromechanischen Anordnung, und zwar a) jeweils in Draufsicht und b) jeweils im Schnitt entlang LinieAA' in a). - Ausführungsformen der Erfindung
-
1a,b bis6a,b zeigen aufeinanderfolgende Prozessstadien einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen mikromechanischen Anordnung, und zwar a) jeweils in Draufsicht und b) jeweils im Schnitt entlang LinieAA' in a). - In
1 bezeichnet BezugszeichenS ein Siliziumsubstrat, beispielsweise ein Wafersubstrat. Auf dem SiliziumsubstratS ist eine erste OpferschichtO1 aus Oxid beispielsweise durch Abscheidung vorgesehen.P1 bezeichnet einen ersten mikromechanischen Funktionsbereich aus Polysilizium, welcher auf der ersten Opferschicht01 strukturiert worden ist. - Weiter mit Bezug auf
2 wird eine zweite Opferschicht02 aus Oxid über dem ersten mikromechanischen FunktionsbereichP1 und der umgebenden ersten Opferschicht01 abgeschieden, welche eine StufeK1 am ersten mikromechanischen FunktionsbereichP1 bildet. - Über dem ersten mikromechanischen Funktionsbereich
P1 wird anschließend eine erste stegartige GrabenstrukturRG1 ,RG2 in der zweiten Opferschicht02 gebildet, welche entsprechende Teile des ersten mikromechanischen FunktionsbereichsP1 freilegt. Bei der ersten Ausführungsform hat die erste stegartige GrabenstrukturRG1 ,RG2 die Form von RinggräbenRG1 ,RG2 , wobei der größere RinggrabenRG1 den kleineren RinggrabenRG2 mit einem dazwischen liegenden Abstand umgibt und von den Kanten des ersten mikromechanischen FunktionsbereichsP1 beabstandet ist, wobei sich Letzteres insbesondere aus2b) ergibt. - Oberhalb des ersten mikromechanischen Funktionsbereichs
P1 wird, wie in3 dargestellt, auf der zweiten Opferschicht02 ein zweiter mikromechanischer FunktionsbereichP2 aus Polysilizium gebildet. Dabei entsteht in der ersten stegartigen GrabenstrukturRG1 ,RG2 eine erste stegartige Verankerungsstruktur in Form von KontaktringenKR1 ,KR2 , über die der zweite mikromechanische FunktionsbereichP2 mit dem ersten mikromechanischen FunktionsbereichP1 verbunden ist. - Die Kontaktringe
KR1 ,KR2 , welche die erste stegartige Verankerungsstruktur bilden, werden hinsichtlich ihrer Stegbreite und ihres Abstands bzw. ihrer Anzahl entsprechend der jeweiligen Verwendung und der damit gewünschten Stabilität gewählt. Es ist vorteilhaft, die Dicke des ersten mikromechanischen FunktionsbereichsP1 aus Polysilizium möglichst dünn zu wählen und den Abstand des ersten KontaktringsKR1 zur OxidkanteK1 der zweiten Opferschicht so groß wie die Schichtdicke des ersten mikromechanischen FunktionsbereichsP1 zu wählen. - Weiter mit Bezug auf
4 wird über der Struktur gemäß3 eine dritte Opferschicht03 auf dem zweiten mikromechanischen FunktionsbereichP2 und auf der umliegenden zweiten Opferschicht02 abgeschieden, welche eine StufeK2 am zweiten mikromechanischen FunktionsbereichP2 bildet. - Im Anschluss daran wird eine zweite stegartige Grabenstruktur
RG3 ,RG4 in der dritten Opferschicht03 oberhalb des zweiten mikromechanischen FunktionsbereichsP2 gebildet, welche entsprechende Teile des zweiten mikromechanischen FunktionsbereichsP2 freilegt. Die zweite stegartige GrabenstrukturRG3 ,RG4 weist einen dritten RinggrabenRG3 und einen vierten RinggrabenRG4 auf, welche bezüglich der darunter liegenden KontaktringeKR1 ,KR2 versetzt sind und ebenso wie der erste und zweite KontaktringKR1 ,KR2 ineinander verschachtelt sind. - Durch diese Anordnung lassen sich die Topologien der beiden Verankerungsstrukturen komplett entkoppeln, da es keine Überlappungen gibt.
- Weiter mit Bezug auf
5 wird oberhalb der Struktur gemäß4 ein dritter mikromechanischer FunktionsbereichP3 auf der zweiten Opferschicht02 gebildet, welche einen ersten Unterbereich P3a und einen zweiten Unterbereich P3b aufweist, wobei der zweite Unterbereich P3b seitlich von der ersten und zweiten stegartigen Verankerungsstruktur und dem ersten und zweiten mikromechanischen FunktionsbereichP1 ,P2 beabstandet ist und wesentlich schmaler ausgebildet ist als der erste Unterbereich P3a. Weiterhin ist der dritte mikromechanische FunktionsbereichP3 aus Polysilizium wesentlich dicker als der erste und zweite mikromechanische FunktionsbereichP1 ,P2 . - Bei der Herstellung des dritten mikromechanischen Funktionsbereichs
P3 durch eine entsprechende Trenchätzung werden auch entsprechende erste, zweite und dritte ÄtzlöcherL1 ,L2 ,L3 im dritten mikromechanischen FunktionsbereichP3 gebildet, wobei die ersten und zweiten ÄtzlöcherL1 ,L2 im ersten Unterbereich P3a gebildet werden und wobei die dritten ÄtzlöcherL3 im zweiten Unterbereich P3b gebildet werden. - Beim Bilden des dritten mikromechanischen Funktionsbereichs
P3 auf der zweiten Opferschicht entsteht eine zweite stegartige VerankerungsstrukturKR3 ,KR4 in der zweiten stegartigen GrabenstrukturRG3 ,RG4 , welche die Form von KontaktringenKR3 ,KR4 aufweist. - Die ersten Ätzlöcher
L1 sind seitlich versetzt zur zweiten stegartigen VerankerungsstrukturKR3 ,KR4 in Form der KontaktringeKR3 ,KR4 angeordnet und erstrecken sich bis zur Oberseite der dritten OpferschichtO3 . Die zweiten ÄtzlöcherL2 sind direkt über der zweiten stegartigen VerankerungsstrukturKR3 ,KR4 angeordnet, durchsetzen diese und erstrecken sich bis zur Oberseite der zweiten OpferschichtO2 . Dabei weisen die zweiten ÄtzlöcherL2 eine geringere Breite auf als die Stegbreite der zweiten stegartigen VerankerungsstrukturKR3 ,KR4 . Die dritten ÄtzlöcherL3 durchsetzen den zweiten UnterbereichP3b und enden ebenfalls an der Oberseite der dritten OpferschichtO3 . - Wie in
6 dargestellt, erfolgt dann ein Opferschichtätzen der ersten, zweiten und dritten OpferschichtO1 ,O2 ,O3 , wobei die zweite und dritte OpferschichtO2 ,O3 vollständig entfernt werden. Letzteres wird insbesondere durch die gewählte Form der ersten und zweiten Ätzlöcher im ersten UnterbereichP3a gewährleistet. Ein Teil der ersten OpferschichtO1 verbleibt als Verankerung des ersten mikromechanischen FunktionsbereichsP1 am SiliziumsubstratS . Es ist vorteilhaft, einen bestimmte Abstand d des äußeren KontaktringsKR1 der ersten stegartigen Verankerungsstruktur von einer endgültigen Außenkante A der verbleibenden ersten OpferschichtO1 zu wählen, wie in6 angedeutet, um Spannungen in diesem Bereich zu vermeiden. - Der zweite untere Bereich
P3b des dritten mikromechanischen FunktionsbereichsP3 ist nach dem Opferschichtätzen über den ersten UnterbereichP3a schwebend über dem SiliziumsubstratS gelagert. Eine derartige Struktur lässt sich beispielsweise als Biegebalkenstruktur in einem Beschleunigungssensor oder Drehratensensor oder ähnlichen Sensoren verwenden. - Das beschriebene Herstellungsverfahren ermöglicht eine mechanisch robuste Aufhängung, welche sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass sie keine Vorauslenkung hat und die Auslenkung auch nicht über Temperatur oder andere äußere Einflüsse, z.B. Wasseranlagerung in den Oxiden, beeinflusst wird. Die Aufhängungen haben nur eine geringe Topographie und können gut in vorhandenen Prozessen implementiert werden.
-
7a,b bis11a,b zeigen aufeinanderfolgende Prozessstadien einer zweiten Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen mikromechanischen Anordnung, und zwar a) jeweils in Draufsicht und b) jeweils im Schnitt entlang LinieAA' in a). - Die Darstellung in
7 entspricht der Darstellung in2 , wobei in dieser zweiten Ausführungsform die erste stegartige Grabenstruktur LiniengräbenLG1 ,LG2 ,LG3 ,LG4 ,LG5 aufweist, welche parallel beabstandet zueinander über dem ersten mikromechanischen FunktionsbereichP1 angeordnet sind und entsprechende Teile davon freilegen. Ansonsten entspricht der Prozesszustand gemäß7 dem Prozesszustand gemäß2 . - Weiter mit Bezug auf
8 , welche3 der ersten Ausführungsform entspricht, entsteht durch die Bildung des zweiten mikromechanischen FunktionsbereichsP2 eine erste stegartige VerankerungsstrukturKS1 ,KS2 ,KS3 ,KS4 ,KS5 in den LiniengräbenLG1 ,LG2 ,LG3 ,LG4 ,LG5 der ersten stegartigen Grabenstruktur in Form von geradlinigen Stegen, welche ebenfalls von der OxidkanteK1 bzw. dem Seitenrand des ersten mikromechanischen FunktionsbereichsP1 beabstandet sind. - Gemäß
9 , welche analog zu4 ist, wird eine dritte Opferschicht03 aus Oxid über der Struktur gemäß8 abgeschieden und darin eine zweite stegartige Grabenstruktur in Form von parallelen LiniengräbenLG6 ,LG7 ,LG8 ,LG9 , LG10 strukturiert, wobei die LiniengräbenLG6 -LG10 oberhalb der Zwischenräume der KontaktstegeKS1 -KS5 angeordnet sind, so dass sich diese nicht überlappen. Somit sind die entsprechenden Verankerungsstrukturen ebenfalls voneinander entkoppelt. - Weiter mit Bezug auf
10 , welche den zu6 analogen Prozesszustand bezeichnet, wird der dritte mikromechanische FunktionsbereichP3 aus Polysilizium gebildet und strukturiert, wobei sich die zweite stegartige VerankerungsstrukturKS6 ,KS7 ,KS8 ,KS9 , KS10 in der zweiten stegartigen Grabenstruktur ausbildet. - Auch bei dieser zweiten Ausführungsform werden erste, zweite und dritte Ätzlöcher
L1' ,L2' undL3' im dritten mikromechanischen FunktionsbereichP3 gebildet, der die UnterbereicheP3a undP3b aufweist. - Die ersten und zweiten Ätzlöcher
L1' ,L2' werden im UnterbereichP3a gebildet, wobei die ersten Ätzlöcher seitlich versetzt zur zweiten stegartigen VerankerungsstrukturKS6 -KS10 gebildet werden und sich bis zur Oberseite der dritten Opferschicht03 erstrecken und wobei die zweiten Ätzlöcher über der zweiten stegartigen VerankerungsstrukturKS6 -KS10 angeordnet werden und sich dadurch bis zur Oberseite der zweiten Opferschicht02 erstrecken. - Im Gegensatz zum ersten Beispiel sind die ersten und zweiten Ätzlöcher
L1' ,L2' länglich gestaltet, wobei die zweiten ÄtzlöcherL2' eine größere Längsbreite aufweisen als die darunter liegenden KontaktstegeKS6 -KS10 der zweiten stegartigen Verankerungsstruktur. Dadurch lässt sich gleichsam eine Selbstjustierung erreichen. - Die dritten Ätzlöcher
L3' im zweiten UnterbereichP3b entsprechen den ÄtzlöchemL3 , welche bereits oben in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform erläutert worden sind. - Zum Erreichen des Endzustands gemäß
11 , welche6 entspricht, erfolgt das besagte Opferschichtätzen, wobei die zweite und dritte OpferschichtO2 ,O3 vollständig entfernt werden und wobei ein Teil der ersten Opferschicht01 als Verankerung des ersten mikromechanischen FunktionsbereichsP1 am SiliziumsubstratS zurückbleibt. - Bezugszeichen d' bezeichnet in
11b) den bevorzugten Abstand der äußersten StegeKS1 ,KS5 von der AußenkanteA' des verbleibenden Restes der ersten OpferschichtO1 . - Mit Ausnahme der unterschiedlichen Gestaltung der jeweiligen ersten und zweiten stegartigen Verankerungsstruktur ist die mikromechanische Anordnung gemäß
11 gleich aufgebaut wie die mikromechanische Anordnung gemäß6 und lässt sich beispielsweise als Biegebalken in einem Beschleunigungssensor oder Drehartensensor oder ähnlichem Sensor verwenden. - Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert wurde, ist sie nicht beschränkt, sondern in vielfältiger Weise variierbar.
- Insbesondere sind die Stegbreiten und Geometrien der ersten und zweiten Verankerungsstruktur anwendungsspezifisch variierbar und nicht auf die gezeigte Ringform bzw. Linienform beschränkt. Auch die Abstände zwischen den Stegen bzw. Stegsegmenten können anwendungsbedingt variiert werden. Weiterhin sind die erwähnten Schichtmaterialien für die Opferschichten und die Funktionsschichten nicht auf die genannten Materialien beschränkt.
Claims (11)
- Mikromechanische Anordnung mit: einem Substrat (S); einem ersten mikromechanischen Funktionsbereich (P1), welcher oberhalb des Substrats (S) angeordnet ist; einem zweiten mikromechanischen Funktionsbereich (P2), welcher oberhalb des ersten mikromechanischen Funktionsbereichs (P1) angeordnet ist und über eine erste stegartige Verankerungsstruktur (KR1, KR2; KS1-KS5) mit dem ersten mikromechanischen Funktionsbereich (P1) verbunden ist; wobei die erste stegartige Verankerungsstruktur (KR1, KR2; KS1-KS5) aus dem zweiten mikromechanischen Funktionsbereich (P2) gebildet ist; einem dritten mikromechanischen Funktionsbereich (P3), welcher oberhalb des zweiten mikromechanischen Funktionsbereichs (P2) angeordnet ist und welcher einen ersten Unterbereich (P3a) und einen zweiten Unterbereich (P3b) aufweist; wobei der erste Unterbereich (P3a) über eine zweite stegartige Verankerungstrukur (KR3, KR4; KS6-KS10) mit dem zweiten mikromechanischen Funktionsbereich (P2) verbunden ist; wobei die zweite stegartige Verankerungsstruktur (KR3, KR4; KS6-KS10) aus dem dritten mikromechanischen Funktionsbereich (P3) gebildet ist; wobei der zweite Unterbereich (P3b) durch den ersten Unterbereich (P3a) schwebend über dem Substrat (S) gehaltert ist; und wobei die erste stegartige Verankerungsstruktur (KR1, KR2; KS1-KS5) und die zweite stegartige Verankerungsstruktur (KR3, KR4; KS6-KS10) keine Überlappung oder nur kreuzungsartige Überlappungen aufweisen.
- Mikromechanische Anordnung nach
Anspruch 1 , wobei die erste stegartige Verankerungsstruktur (KR1, KR2; KS1-KS5) eine erste Stegringstruktur (KR1, KR2) und/ oder eine erste Steglinienstruktur (KS1-KS5) aufweist. - Mikromechanische Anordnung nach
Anspruch 1 oder2 , wobei die zweite stegartige Verankerungsstruktur (KR3, KR4; KS6-KS10) eine zweite Stegringstruktur (KR3, KR4) und/ oder eine zweite Steglinienstruktur (KS6-KS10) aufweist. - Mikromechanische Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste, zweite und dritte mikromechanische Funktionsbereich (P1, P2, P3) Polysiliziumbereiche sind.
- Mikromechanische Anordnung nach
Anspruch 4 , wobei der erste mikromechanischen Funktionsbereich (P1) über eine erste Oxidschicht (O1) mit dem Substrats (S) verbunden ist und die erste stegartige Verankerungsstruktur (KR1, KR2; KS1-KS5) einen Abstand (d; d') zu einer Außenkante (A; A') der ersten Oxidschicht (O1) aufweist. - Verfahren zur Herstellung einer mikromechanischen Anordnung mit den Schritten: Bereitstellen eines Substrats (S) mit einer darauf befindlichen ersten Opferschicht (O1); Bilden eines ersten mikromechanischen Funktionsbereichs (P1) auf der ersten Opferschicht (O1); Bilden einer zweiten Opferschicht (02) auf dem ersten mikromechanischen Funktionsbereich (P1) und auf der umliegenden ersten Opferschicht (O1); Bilden einer ersten stegartigen Grabenstruktur (RG1, RG2; LG1-LG5) in der zweiten Opferschicht (02), welche entsprechende Teile des ersten mikromechanischen Funktionsbereichs (P1) freilegt; Bilden eines zweiten mikromechanischen Funktionsbereichs (P2) auf der zweiten Opferschicht (02), wobei sich in der ersten stegartigen Grabenstruktur (RG1, RG2; LG1-LG5) eine erste stegartige Verankerungsstruktur (KR1, KR2; KS1-KS5) aus dem zweiten mikromechanischen Funktionsbereich (P2) ausbildet, über die der zweite mikromechanische Funktionsbereich (P2) mit dem ersten mikromechanischen Funktionsbereich (P1) verbunden ist; Bilden einer dritten Opferschicht (03) auf dem zweiten mikromechanischen Funktionsbereich (P2) und auf der umliegenden zweiten Opferschicht (02); Bilden einer zweiten stegartigen Grabenstruktur (RG3, RG4; LG6-LG10) in der dritten Opferschicht (03), welche entsprechende Teile des zweiten mikromechanischen Funktionsbereichs (P2) freilegt; Bilden eines dritten mikromechanischen Funktionsbereichs (P3) auf der zweiten Opferschicht (02), welcher einen ersten Unterbereich (P3a) und einen zweiten Unterbereich (P3b) aufweist, wobei sich in der zweiten stegartigen Grabenstruktur (RG3, RG4; LG6-LG10) eine zweite stegartige Verankerungsstruktur (KR3, KR4; KS6-KS10) aus dem dritten mikromechanischen Funktionsbereich (P3) ausbildet, über die der erste Unterbereich (P3a) mit dem zweiten mikromechanischen Funktionsbereich (P2) verbunden ist; wobei die erste stegartige Grabenstruktur (RG1, RG2; LG1-LG5) und die zweite stegartige Grabenstruktur (RG3, RG4; LG6-LG10) derart ausgebildet werden, dass die erste stegartige Verankerungsstruktur (KR1, KR2; KS1-KS5) und die zweite stegartige Verankerungsstruktur (KR3, KR4; KS6-KS10) keine Überlappung oder nur kreuzungsartige Überlappungen aufweisen; und Opferschichtätzen der ersten, zweiten und dritten Opferschicht (O1, O2, O3), wobei die zweite und dritte Opferschicht (O2, O3) vollständig entfernt werden, wobei ein Teil der ersten Opferschicht (O1) verbleibt, über den der erste mikromechanische Funktionsbereich mit den Substrat (S) verbunden ist und wobei der zweite Unterbereich (P3b) gehaltert durch den ersten Unterbereich (P3a) schwebend über dem Substrat (S) gemacht wird.
- Verfahren nach
Anspruch 6 , wobei vor dem Opferschichtätzen erste und zweite Ätzlöcher (L1, L2; L1', L2') in dem ersten Unterbereich (P3a) gebildet werden, wobei die ersten Ätzlöcher (L1; L1') seitlich versetzt zur zweiten stegartigen Verankerungsstruktur (KR3, KR4; KS6-KS10) angeordnet werden und sich bis zur dritten Opferschicht (O3) erstrecken und wobei die zweiten Ätzlöcher (L2; L2') über der zweiten stegartigen Verankerungsstruktur (KR3, KR4; KS6-KS10) angeordnet werden und sich bis zur zweiten Opferschicht (O2) erstrecken. - Verfahren nach
Anspruch 7 , wobei die zweiten Ätzlöcher (L2; L2') breiter als die darunterliegende stegartige Verankerungsstruktur (KR3, KR4; KS6-KS10) ausgebildet werden. - Verfahren nach
Anspruch 6 ,7 oder8 , wobei vor dem Opferschichtätzen dritte Ätzlöcher (L3; L3') in dem zweiten Unterbereich (P3c) gebildet werden. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 6 bis9 , wobei die erste stegartige Grabenstruktur (RG1, RG2; LG1-LG5) eine erste Stegringgrabenstruktur (RG1, RG2) und/ oder eine erste Stegliniengrabenstruktur (LG1-LG5) aufweist, wodurch die erste stegartige Verankerungsstruktur (KR1, KR2; KS1-KS5) eine entsprechende erste Stegringstruktur (KR1, KR2) und/ oder eine entsprechende erste Steglinienstruktur (KS1-KS5) aufweist. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 6 bis10 , wobei die zweite stegartige Grabenstruktur (RG3, RG4; LG6-LG10) eine zweite Stegringgrabenstruktur (RG3, RG4) und/ oder eine erste Stegliniengrabenstruktur (LG6-LG10) aufweist, wodurch die zweite stegartige Verankerungsstruktur (KR3, KR4; KS6-KS10) eine entsprechende zweite Stegringstruktur (KR3, KR4) und/ oder eine entsprechende zweite Steglinienstruktur (KS6-KS10) aufweist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102011006403.6A DE102011006403B4 (de) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Mikromechanische Anordnung und entsprechendes Herstellungsverfahren |
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