DE102013209266A1 - Component with a cavity - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauelements. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines ersten Substrats (110), aufweisend eine Funktionsstruktur (111, 112), ein Bereitstellen eines zweiten Substrats (120), und ein Verbinden des ersten und zweiten Substrats, so dass ein Hohlraum (131, 132) im Bereich der Funktionsstruktur (111, 112) gebildet wird. Das Verfahren umfasst ferner ein Ausbilden eines Zugangs (140) zu dem Hohlraum (132), und ein Verschließen des Zugangs (140). Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Bauelement mit einer Funktionsstruktur (111, 112) und einem Hohlraum (131, 132) im Bereich der Funktionsstruktur (111, 112).The invention relates to a method for producing a component. The method comprises providing a first substrate (110), having a functional structure (111, 112), providing a second substrate (120), and connecting the first and second substrates so that a cavity (131, 132) in the area the functional structure (111, 112) is formed. The method further includes forming an entrance (140) to the cavity (132), and closing the entrance (140). The invention further relates to a component with a functional structure (111, 112) and a cavity (131, 132) in the area of the functional structure (111, 112).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauelements sowie ein Bauelement. Das Bauelement weist eine Funktionsstruktur und einen Hohlraum im Bereich der Funktionsstruktur auf.The present invention relates to a method for manufacturing a component as well as a component. The component has a functional structure and a cavity in the region of the functional structure.
Stand der TechnikState of the art
Bauelemente mit einer Funktionsstruktur, welche im Bereich eines abgeschlossenen Hohlraums angeordnet ist, sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Ein solcher Aufbau liegt zum Beispiel bei mikromechanischen Bauelementen wie Drehraten- und Beschleunigungssensoren vor. Bei einem möglichen Verfahren zur Herstellung solcher Sensoren wird ein Substrat mit einer Funktionsstruktur aufweisend wenigstens ein freistehendes, bewegliches Funktionselement bereitgestellt. Hierunter sind vergrabene Leiterbahnen und Elektroden angeordnet. In einem Waferbondprozess wird das Substrat mit einem weiteren Substrat (Kappenwafer) verbunden, wodurch ein Hohlraum im Bereich der Funktionsstruktur gebildet wird. Je nach Anwendung kann das Verbinden unter Vakuum oder bei vorgegebenem Druck bzw. vorgegebener Druckatmosphäre durchgeführt werden, um in dem Hohlraum einen geeigneten Druck einzuschließen. Components with a functional structure, which is arranged in the region of a closed cavity, are known in different embodiments. Such a structure is present, for example, in micromechanical components such as rotation rate and acceleration sensors. In one possible method for producing such sensors, a substrate having a functional structure comprising at least one freestanding, movable functional element is provided. Underneath these are buried interconnects and electrodes. In a wafer bonding process, the substrate is connected to another substrate (cap wafer), whereby a cavity is formed in the region of the functional structure. Depending on the application, bonding may be performed under vacuum or at a given pressure or pressure atmosphere to trap a suitable pressure in the cavity.
Bei Drehratensensoren, bei denen im Betrieb ein Teil der beweglichen Struktur resonant angetrieben wird, wird ein relativ geringer Druck, typischerweise 1mbar oder weniger, eingeschlossen. Dies führt zu einer geringen Dämpfung, so dass eine Schwingungsanregung mit relativ kleiner elektrischer Energie möglich ist. Bei Beschleunigungssensoren soll eine durch eine äußere Beschleunigung hervorgerufene Schwingungsanregung vermieden werden. Daher werden bei diesen Sensoren höhere Innendrücke, typischerweise 500mbar, zum Erzielen einer höheren Dämpfung eingeschlossen. Ferner kommen in der Regel organische Oberflächenbeschichtungen im Bereich der Funktionsstruktur zum Einsatz, um ein Aneinanderkleben beweglicher Funktionselemente zu verhindern. In yaw rate sensors, in which a portion of the moveable structure is resonantly driven during operation, a relatively low pressure, typically 1mbar or less, is trapped. This leads to a low attenuation, so that a vibration excitation with relatively small electrical energy is possible. In acceleration sensors, a vibration excitation caused by an external acceleration should be avoided. Therefore, these sensors include higher internal pressures, typically 500mbar, to achieve higher damping. Furthermore, as a rule, organic surface coatings are used in the area of the functional structure in order to prevent a sticking together of movable functional elements.
Ein Problem der vorstehend beschriebenen Sensoren besteht in einem möglichen Ausgasen von Bestandteilen. Dies trifft auf die Bondverbindung und Oberflächenbereiche innerhalb des Hohlraums, zum Beispiel die organische Beschichtung, zu. Eine Folge ist eine undefinierte Erhöhung des Innendrucks.One problem with the sensors described above is possible outgassing of components. This applies to the bond and surface areas within the cavity, for example the organic coating. One consequence is an undefined increase in internal pressure.
Mikromechanische Inertialsensoren, welche eine Kombination eines Drehratenund eines Beschleunigungssensors umfassen, können in Form eines kleinen kostengünstigen Einzelchip-Bauelements verwirklicht sein. In einem möglichen Fertigungsverfahren werden Funktionsstrukturen der unterschiedlichen Sensoren gleichzeitig auf einem Substrat hergestellt. Das Substrat wird in einem Bondprozess mit einem Kappensubstrat verbunden, welches entsprechende Vertiefungen zum separaten Verkapseln der Funktionsstrukturen aufweist. Micromechanical inertial sensors, which comprise a combination of a rotation rate and an acceleration sensor, can be realized in the form of a small inexpensive single-chip component. In one possible manufacturing method, functional structures of the different sensors are produced simultaneously on a substrate. The substrate is connected in a bonding process with a cap substrate, which has corresponding recesses for the separate encapsulation of the functional structures.
Verschiedene Innendrücke der Hohlräume der Funktionsstrukturen können mit Hilfe eines Getters verwirklicht werden. Eine Getterschicht kann in der Kaverne des Drehratensensors vorgesehen sein. Auf diese Weise kann das Waferbonden bei einem relativ hohen Druck (d.h. des Beschleunigungssensors) durchgeführt werden. Anschließend kann die Getterschicht aktiviert, und das Kavernenvolumen auf einen geringeren Druck abgepumpt werden. Die Verwendung eines Getters ist jedoch mit Nachteilen wie einem hohen Aufwand verbunden. Als Getter dient eine poröse Schicht mit relativ großer Oberfläche, welche zusätzlich versiegelt wird. Das Aktivieren erfolgt durch einen Temperaturschritt, in welchem die Versiegelung aufgebrochen wird. Bei Inertialsensoren werden des Weiteren häufig exakt definierte Gasgemische in den Hohlräumen eingeschlossen, um die Dämpfung der Sensoren einzustellen. Die Verwendung eines Getters schränkt die Auswahl eines Gasgemisches ein, da ein Getter je nach Material nur bestimmte Gase selektiv aufnimmt. So sind beispielsweise Getter bekannt, die selektiv zu allen anderen Gasen Edelgase nicht aufnehmen.Various internal pressures of the cavities of the functional structures can be realized with the aid of a getter. A getter layer may be provided in the cavern of the rotation rate sensor. In this way, the wafer bonding can be performed at a relatively high pressure (i.e., the acceleration sensor). Subsequently, the getter layer can be activated and the cavern volume can be pumped off to a lower pressure. However, the use of a getter is associated with disadvantages such as high costs. The getter is a porous layer with a relatively large surface, which is additionally sealed. The activation takes place by a temperature step in which the seal is broken. Furthermore, in inertial sensors, precisely defined gas mixtures are often included in the cavities in order to adjust the damping of the sensors. The use of a getter limits the selection of a gas mixture since a getter selectively picks up only certain gases depending on the material. For example, getters are known that selectively do not absorb noble gases to all other gases.
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Lösung für die Herstellung eines Bauelements mit einem Hohlraum im Bereich einer Funktionsstruktur anzugeben.The object of the present invention is to specify an improved solution for the production of a component with a cavity in the region of a functional structure.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is solved by the features of the independent claims. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Herstellen eines Bauelements vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines ersten Substrats, welches eine Funktionsstruktur aufweist. Weiter vorgesehen sind ein Bereitstellen eines zweiten Substrats, und ein Verbinden des ersten und zweiten Substrats, so dass ein Hohlraum im Bereich der Funktionsstruktur gebildet wird. Das Verfahren umfasst ferner ein Ausbilden eines Zugangs zu dem Hohlraum, und ein Verschließen des Zugangs.According to the invention, a method for producing a component is proposed. The method includes providing a first substrate having a functional structure. It is further provided to provide a second substrate, and to connect the first and second substrates, so that a cavity is formed in the region of the functional structure. The procedure further comprises forming an access to the cavity, and closing the access.
Bei dem Verfahren ist vorgesehen, nach dem Verbinden des ersten und zweiten Substrats, was durch einen Bondprozess erfolgen kann, einen an den abgeschlossenen Hohlraum heranreichenden Zugang auszubilden, welcher nachfolgend wieder verschlossen wird. Das sequentielle Verschließen macht es möglich, einen vorgegebenen definierten Innendruck in dem Hohlraum einzustellen bzw. den Innendruck nachträglich zu korrigieren, so dass eine auf die Funktionsstruktur abgestimmte optimale Dämpfung zur Verfügung gestellt werden kann. Das Verfahren kann, im Vergleich zu Fertigungsverfahren mit Gettertechnologie, mit einem geringen Prozessaufwand und damit geringen Kosten durchgeführt werden. In the method, after the first and second substrates have been joined, which can be done by a bonding process, it is provided that an access approaching the closed cavity is formed, which is subsequently closed again. The sequential closing makes it possible to set a predetermined defined internal pressure in the cavity or to subsequently correct the internal pressure, so that an optimum damping matched to the functional structure can be made available. The process can be carried out at a low process cost and thus at low cost compared to manufacturing processes using getter technology.
Das Verfahren kann ferner ohne zusätzliche Prozesskosten mit der Herstellung eines oder mehrerer Durchkontakte kombiniert werden. In dieser Hinsicht können Prozesse, welche zum Ausbilden und Verschließen des Zugangs durchgeführt werden, gleichzeitig im Rahmen der Herstellung eines oder mehrerer Durchkontakte zur Anwendung kommen. Der wenigstens eine Durchkontakt kann entsprechend der eingangs erwähnten
Das Verfahren kann insbesondere in Bezug auf mikromechanische Bauelemente in Betracht kommen. Eine mögliche Ausführungsform des Verfahrens sieht hierzu vor, dass das mit dem Verfahren herzustellende Bauelement ein mikromechanisches Bauelement ist, wobei die Funktionsstruktur wenigstens ein bewegliches Funktionselement aufweist. Die Funktionsstruktur kann eine MEMS-Struktur (Micro-Electro-Mechanical System) sein. Eine mögliche Anwendung ist der Bereich der Inertialsensorik. Hierbei kann das mikromechanische Bauelement ein Beschleunigungssensor oder Drehratensensor sein.The method can be considered in particular with regard to micromechanical components. A possible embodiment of the method provides for this purpose that the device to be produced by the method is a micromechanical component, wherein the functional structure has at least one movable functional element. The functional structure may be a MEMS structure (Micro-Electro-Mechanical System). One possible application is the field of inertial sensor technology. In this case, the micromechanical component may be an acceleration sensor or yaw rate sensor.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Verfahren derart durchgeführt, dass der Hohlraum nach dem Verschließen des Zugangs einen anderen, beispielsweise niedrigeren Innendruck aufweist als vor dem Verschließen des Zugangs. Bei dem nach dem Verschließen vorliegenden Innendruck kann es sich um einen definierten Innendruck, zum Beispiel dem vorgegebenen Arbeitsdruck der Funktionsstruktur, handeln.In a further embodiment, the method is carried out such that the cavity has a different, for example, lower internal pressure after closing the access than before closing the access. The internal pressure present after closure can be a defined internal pressure, for example the predetermined working pressure of the functional structure.
Es ist zum Beispiel möglich, das Verbinden des ersten und zweiten Substrats bei einem geringen Druck (bzw. unter Vakuum) oder einem vorgegebenen Druck durchzuführen. Während und nach dem Verbinden kann ein Ausgasen zu einer Erhöhung des Innendrucks des Hohlraums führen. Durch das Ausbilden des Zugangs kann der Hohlraum belüftet werden. Das Verschließen des Zugangs kann bei entsprechend gewählten Druckbedingungen durchgeführt werden, um einen vorgegebenen Innendruck bzw. den vorgegebenen Innendruck erneut in dem Hohlraum einzustellen.For example, it is possible to perform the bonding of the first and second substrates at a low pressure (or under vacuum) or a predetermined pressure. During and after bonding, outgassing may increase the internal pressure of the cavity. By forming the access, the cavity can be vented. The closing of the access can be carried out at appropriately selected pressure conditions to set a predetermined internal pressure or the predetermined internal pressure again in the cavity.
Es kann ferner in Betracht kommen, das Verbinden des ersten und zweiten Substrats bei Normaldruck durchzuführen. Hierbei kann ein vorgegebener Arbeitsdruck in dem Hohlraum im Rahmen des Verschließens des Zugangs festgelegt werden. Auf diese Weise kann das Verbinden erleichtert und gegebenenfalls begünstigt werden. It may also be considered to perform the bonding of the first and second substrates at normal pressure. In this case, a predetermined working pressure in the cavity in the context of closing the access can be set. In this way, the connection can be facilitated and possibly favored.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Ausbilden des Zugangs, welcher in dem ersten oder in dem zweiten Substrat ausgebildet werden kann, ein Ausbilden einer Gitterstruktur auf dem betreffenden Substrat, gefolgt von einem Ätzen von Substratmaterial im Bereich der Gitterstruktur. Das Verschließen des Zugangs umfasst ein Verschließen der Gitterstruktur. Dies kann durch Ausbilden einer Schicht erfolgen. In Betracht kommt insbesondere ein Ausbilden einer Füllschicht, durch welche die Gitterstruktur bzw. Gitteröffnungen der Gitterstruktur verfüllt und dadurch verschlossen werden. Die Verwendung der Gitterstruktur, unterhalb derer bzw. durch welche hindurch der Zugang geätzt wird, ist günstig für den Ätzprozess. Die Gitterstruktur kann mit relativ großen lateralen Abmessungen ausgebildet werden, so dass ein relativ breiter Ätzbereich für das Ausbilden des Zugangs zur Verfügung steht. Nach dem Ätzen ist der Zugang von der Gitterstruktur überdeckt. Hierdurch ist ein einfaches Wiederverschließen des Zugangs, was mit Hilfe der Füllschicht erfolgen kann, möglich.In a further embodiment, forming the access, which may be formed in the first or in the second substrate, comprises forming a lattice structure on the respective substrate, followed by etching of substrate material in the region of the lattice structure. Closing the access involves closing the lattice structure. This can be done by forming a layer. In particular, it is possible to form a filling layer through which the lattice structure or lattice openings of the lattice structure are filled and thereby closed. The use of the grid structure below which or through which the access is etched is favorable for the etching process. The grid structure may be formed with relatively large lateral dimensions so that a relatively wide etch area is available for forming the access. After etching, the access is covered by the grid structure. As a result, a simple resealing of access, which can be done with the help of the filling layer, possible.
Das Ausbilden der Gitterstruktur kann dadurch erfolgen, dass zunächst eine dielektrische Schicht, insbesondere eine Siliziumoxidschicht, auf dem Substrat ausgebildet wird. Nachfolgend können Gitteröffnungen in dieser Schicht und damit die Gitterstruktur ausgebildet werden. Das Ausbilden der Füllschicht, durch welche die Gitteröffnungen verschlossen werden können, kann in gleicher Weise ein Aufbringen eines dielektrischen Materials, insbesondere Siliziumoxid, umfassen.The formation of the lattice structure can be effected by first forming a dielectric layer, in particular a silicon oxide layer, on the substrate. Subsequently, grid openings in this layer and thus the grid structure can be formed. The formation of the filling layer, through which the grid openings can be closed, can likewise comprise applying a dielectric material, in particular silicon oxide.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Ausbilden der Füllschicht das Durchführen einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD, Chemical Vapor Deposition). In Bezug auf das Abscheiden von Siliziumoxid kann ein Precursor, der Si, O und H umfasst, verwendet werden. Geeignet sind beispielsweise TEOS (Tetraethylorthosilicat) oder Silan. Eine Gasphasenabscheidung unter Verwendung solcher Precursor bietet die Möglichkeit, einen relativ geringen Innendruck in dem Hohlraum einzuschließen. Bei der Abscheidereaktion kann Wasserstoff entstehen, welcher eine relativ hohe Diffusionsgeschwindigkeit durch Siliziumoxid besitzt, so dass während der Abscheidung ein schnelles Herausdiffundieren aus dem Hohlraum möglich ist. In another embodiment, forming the fill layer comprises performing a chemical vapor deposition (CVD). With respect to the deposition of silicon oxide, a precursor comprising Si, O and H may be used. Suitable examples are TEOS (tetraethyl orthosilicate) or silane. Vapor deposition using such precursors provides the opportunity to include a relatively low internal pressure in the cavity. at The precipitation reaction can produce hydrogen, which has a relatively high diffusion rate through silicon oxide, so that during the deposition of a fast out-diffusion from the cavity is possible.
Das Verschließen der Gitterstruktur kann auch durch einen anderen Prozess erfolgen. Möglich ist zum Beispiel ein Ausbilden einer Schicht bzw. Füllschicht durch Durchführen einer Kathodenzerstäubung (Sputtern).Closing the grid structure can also be done by another process. For example, it is possible to form a layer or filling layer by performing sputtering.
Auch nach dem Verschließen des Zugangs bzw. nach dem Verschließen der Gitterstruktur ist ein Herausdiffundieren von Wasserstoff (oder auch anderer Gaskomponenten) möglich. Ein solches Diffundieren kommt bei der im Folgenden beschriebenen Vorgehensweise zum Einsatz.Even after the closing of the access or after the closing of the lattice structure, it is possible to diffuse out hydrogen (or also of other gas components). Such diffusing is used in the procedure described below.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Temperaturprozess durchgeführt, in welchem eine Gasdiffusion durch den verschlossenen Zugang hervorgerufen wird. Auf diese Weise ist ebenfalls die Möglichkeit gegeben, einen vorgegebenen definierten Arbeitsdruck in dem Hohlraum einzustellen bzw. den Innendruck nachträglich zu korrigieren, so dass eine auf die Funktionsstruktur abgestimmte optimale Dämpfung bereitgestellt werden kann. Der Temperaturschritt zum Hervorrufen der Gasdiffusion kann für den Fall zur Anwendung kommen, dass bei dem Verschließen des Zugangs, was bei entsprechenden Druckbedingungen durchgeführt werden kann, ein vorgegebener Innendruck in dem Hohlraum nicht oder nicht mit einer vorgegebenen Genauigkeit eingestellt werden kann. Hierbei liegt zugrunde, dass der Zugang und damit der Hohlraum nach dem Verschließen nicht hermetisch dicht sein können und daher insbesondere für kleine Gasatome oder -moleküle die Möglichkeit einer Diffusion besteht.In a further embodiment, a temperature process is carried out in which gas diffusion is caused by the closed access. In this way it is also possible to set a predetermined defined working pressure in the cavity or to subsequently correct the internal pressure, so that a matched to the functional structure optimal damping can be provided. The temperature step for effecting the gas diffusion may be applied to the case where the closing of the access, which can be carried out under appropriate pressure conditions, a predetermined internal pressure in the cavity can not or can not be adjusted with a predetermined accuracy. This is based on the assumption that the access and thus the cavity after closure can not be hermetically sealed and therefore, in particular for small gas atoms or molecules, there is the possibility of diffusion.
Eine Gasdiffusion kann insbesondere dann hervorgerufen werden, wenn gemäß der oben beschriebenen Vorgehensweise das Ausbilden des Zugangs mit Hilfe einer Gitterstruktur erfolgt, welche nachfolgend mit einer Füllschicht verschlossen wird. Es kann zum Beispiel in Betracht kommen, die Füllschicht mit entsprechend geringer Dicke abzuscheiden.A gas diffusion can be caused in particular if, according to the procedure described above, the formation of the access takes place with the aid of a lattice structure which is subsequently closed with a filling layer. It may, for example, be considered to deposit the filling layer with a correspondingly small thickness.
Bei dem nicht hermetisch dicht verschlossenen Zugang kann zum Beispiel eine solche Leckrate vorliegen, dass ein Angleichen des Innendrucks des Hohlraums an den Partialdruck der Gase in der umgebenden Atmosphäre über einen Zeitraum von mehreren Monaten möglich ist. Durch den Temperaturprozess, in welchem ein gezieltes Aufheizen auf höhere Temperaturen erfolgt, kann die Innendruckdrift beschleunigt und infolgedessen der Innendruck in dem Hohlraum gezielt verändert werden.For example, in the non-hermetically sealed access, there may be such a leakage rate that it is possible to match the internal pressure of the cavity to the partial pressure of the gases in the surrounding atmosphere over a period of several months. By the temperature process in which a targeted heating to higher temperatures, the internal pressure drift can be accelerated and consequently the internal pressure in the cavity can be selectively changed.
Der Temperaturprozess kann zum Beispiel eine Lagerung der Anordnung aus den zwei miteinander verbundenen Substraten bei einer Temperatur im Bereich von 380°C über eine Zeitdauer im Bereich von 0,5 bis 10 Stunden umfassen. Die Temperatur ist derart gewählt, dass ein Aufschmelzen der Bondverbindung vermieden wird.The temperature process may include, for example, storing the assembly of the two interconnected substrates at a temperature in the range of 380 ° C for a period of time in the range of 0.5 to 10 hours. The temperature is chosen such that melting of the bond is avoided.
Sofern der finale Innendruck des Hohlraums durch einen Temperaturschritt eingestellt wird, kann in Betracht kommen, das oben beschriebene Ausbilden der Füllschicht zum Verschließen der Gitterstruktur mit Hilfe einer plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung (PECVD, Plasma Enhanced CVD) durchzuführen. Für eine Füllschicht aus Siliziumoxid können als Precursor erneut Si-, O- und H-haltige Verbindungen wie TEOS und Silan zum Einsatz kommen, wodurch sich ein relativ geringer Innendruck in dem Hohlraum einstellen lässt.If the final internal pressure of the cavity is adjusted by a temperature step, it may be considered to carry out the above-described formation of the filling layer for closing the lattice structure by means of plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). For a filling layer of silicon oxide, Si, O and H-containing compounds such as TEOS and silane can again be used as precursor, whereby a relatively low internal pressure can be set in the cavity.
Hinsichtlich der chemischen Gasphasenabscheidung der Füllschicht, was durch einen PECVD-Prozess erfolgen kann, kann des Weiteren in Betracht kommen, die Abscheidung mit einem Trägergas durchzuführen, welches durch den verschlossenen Zugang bzw. die verschlossene Gitterstruktur diffundierbar ist. In Bezug auf eine Ausgestaltung der Gitterstruktur und der Füllschicht aus Siliziumoxid kann ein Gas mit einer hohen Diffusionsgeschwindigkeit durch Siliziumoxid eingesetzt werden. Hierunter fällt zum Beispiel He. Auch auf diese Weise kann das Einstellen eines niedrigen Innendrucks mit Hilfe des Temperaturschritts ermöglicht bzw. begünstigt werden.With regard to the chemical vapor deposition of the filling layer, which may be effected by a PECVD process, it may further be considered to carry out the deposition with a carrier gas which is diffusible through the closed access or the closed grid structure. With respect to a configuration of the lattice structure and the filling layer of silicon oxide, a gas having a high diffusion speed through silicon oxide may be used. This includes, for example, He. Also in this way, the setting of a low internal pressure by means of the temperature step can be enabled or favored.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, für die Gasphasenabscheidung bzw. den PECVD-Prozess ein Mischgas als Trägergas einzusetzen. Hierdurch ist es möglich, in dem Temperaturprozess einen relativ genau definierten Innendruck einzustellen, dessen Wert unabhängig von Parametern wie zum Beispiel der Oxiddicke, der Temperatur und der Länge des Temperaturprozesses ist. Das Mischgas weist unterschiedliche Gaskomponenten auf, welche unterschiedliche Diffusionsgeschwindigkeiten durch den verschlossenen Zugang bzw. die verschlossene Gitterstruktur besitzen. Beispielsweise kann das Mischgas eine erste Gaskomponente mit einem hohen Diffusionskoeffizienten und eine zweite Gaskomponente mit einem geringen Diffusionskoeffizienten aufweisen. Auf diese Weise kann im Rahmen des Temperaturschritts die erste Komponente des Mischgases im Wesentlichen vollständig aus dem Hohlraum herausdiffundieren, wohingegen die zweite Gaskomponente im Wesentlichen in dem Hohlraum verbleiben kann. Der finale Innendruck kann bei einer solchen Vorgehensweise durch das Mischungsverhältnis der Gaskomponenten des Trägergases und den Gasdruck bei der Abscheidung eingestellt werden. Mögliche Beispiele für schnell diffundierende Gaskomponenten sind H2 oder He, und für langsam diffundierende Gaskomponenten Ne, Ar oder N2. Es ist möglich, dass das Mischgas auch mehr als zwei unterschiedliche Gaskomponenten umfasst.In addition, it can be provided to use a mixed gas as the carrier gas for the vapor deposition or the PECVD process. This makes it possible to set in the temperature process, a relatively well-defined internal pressure whose value is independent of parameters such as the oxide thickness, the temperature and the length of the temperature process. The mixed gas has different gas components, which have different diffusion rates through the closed access and the closed lattice structure. For example, the mixed gas may have a first gas component with a high diffusion coefficient and a second gas component with a low diffusion coefficient. In this way, as part of the temperature step, the first component of the mixed gas can diffuse substantially completely out of the cavity, whereas the second gas component can remain substantially in the cavity. The final internal pressure can be adjusted in such an approach by the mixing ratio of the gas components of the carrier gas and the gas pressure in the deposition. Possible examples of fast diffusing Gas components are H2 or He, and for slowly diffusing gas components Ne, Ar or N2. It is possible that the mixed gas also includes more than two different gas components.
Eine Gasdiffusion kann nicht nur zum Einsatz kommen, um eine Verkleinerung des Innendrucks in dem Hohlraum hervorzurufen. Alternativ kann anstelle eines Herausdiffundierens eines Gases bzw. einer oder mehrere Gaskomponenten auch ein Hereindiffundieren eines Gases bzw. einer oder mehrere Gaskomponenten in den Hohlraum bewirkt werden, um einen entsprechenden Innendruck in dem Hohlraum einzustellen. Not only can gas diffusion be used to cause the internal pressure in the cavity to decrease. Alternatively, instead of diffusing out a gas or one or more gas components, a diffusion of a gas or one or more gas components into the cavity can also be effected in order to set a corresponding internal pressure in the cavity.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Verschlussschicht im Bereich des verschlossenen Zugangs ausgebildet. Hierdurch können der Zugang und damit der Hohlraum hermetisch dicht abgeschlossen werden. Das Ausbilden einer solchen Verschlussschicht kann für den Fall in Betracht kommen, dass ein Temperaturprozess zum Hervorrufen einer Gasdiffusion durchgeführt wird. Hierbei wird die Verschlussschicht nach dem Temperaturprozess ausgebildet. Das Ausbilden der Verschlussschicht kann zum Beispiel ein Abscheiden von Siliziumnitrid umfassen. Möglich ist auch eine Metallabscheidung durch ein Sputter- oder Aufdampfverfahren. Geeignet ist zum Beispiel ein Ausbilden einer aluminiumhaltigen Schicht. Bei Verwendung einer Gitterstruktur kann die Verschlussschicht auf der verschlossenen Gitterstruktur bzw. auf der Füllschicht im Bereich der Gitterstruktur ausgebildet werden.In a further embodiment, a closure layer is formed in the region of the closed access. As a result, the access and thus the cavity can be hermetically sealed. The formation of such a closure layer may be considered in the event that a temperature process for inducing gas diffusion is performed. In this case, the closure layer is formed after the temperature process. Forming the sealing layer may include, for example, depositing silicon nitride. Also possible is a metal deposition by a sputtering or vapor deposition method. For example, it is suitable to form an aluminum-containing layer. When using a lattice structure, the sealing layer can be formed on the closed lattice structure or on the filling layer in the region of the lattice structure.
Je nach Konformität der Abscheidung der Verschlussschicht ist es auch denkbar, dass auf die Füllschicht verzichtet und die Gitterstruktur direkt mit einer Schicht bzw. Verschlussschicht verschlossen wird. So kann beispielsweise auf die Abscheidung aus der Gasphase verzichtet und eine Kathodenzerstäubung mit Metall durchgeführt werden.Depending on the conformity of the deposition of the sealing layer, it is also conceivable that waives the filling layer and the grid structure is sealed directly with a layer or sealing layer. For example, can be dispensed with the deposition from the gas phase and a sputtering with metal can be performed.
Es ist möglich, die Fertigung des Bauelements auch ohne einen Temperaturprozess zum Bewirken einer Gasdiffusion durchzuführen. In einem solchen Fall kann das Ausbilden der Verschlussschicht gegebenenfalls entfallen. Der verschlossene Zugang kann hierbei bereits hermetisch dicht verschlossen sein. Sofern eine Gitterstruktur zum Einsatz kommt, kann eine die Gitterstruktur verschließende Schicht hierauf abgestimmt bzw. mit entsprechend großer Dicke ausgebildet werden. It is possible to perform the fabrication of the device even without a temperature process for effecting gas diffusion. In such a case, the formation of the sealing layer may optionally be omitted. The closed access can already be hermetically sealed. If a lattice structure is used, a layer closing off the lattice structure can be matched thereto or formed with a correspondingly large thickness.
Es kann nicht nur ein einzelnes Bauelement, sondern es können mehrere Bauelemente in paralleler Weise hergestellt werden. Zu diesem Zweck wird das erste Substrat mit mehreren Funktionsstrukturen bereitgestellt, und werden durch das Verbinden bzw. Bonden mit dem zweiten Substrat mehrere Hohlräume, jeweils im Bereich der einzelnen Funktionsstrukturen, ausgebildet. Durch entsprechendes Durchführen der vorstehenden Prozesse, insbesondere Ausbilden von Zugängen zu Hohlräumen und Verschließen derselben sowie optional durch Durchführen eines Temperaturprozesses, was auf Substrat- bzw. Waferlevel erfolgen kann, kann ein Einstellen eines vorgegebenen Innendrucks oder eine Innendruckkorrektur bewirkt werden. Sämtliche oder mehrere der Hohlräume können auf diese Weise denselben Innendruck aufweisen. Eine Streuung des Innendrucks, wie sie ansonsten bei der parallelen Prozessierung mehrerer Bauelemente auftreten kann, kann daher deutlich reduziert sein. Der Innendruck kann unabhängig sein von Parametern wie zum Beispiel Kavernentiefen, Verquetschungsbreiten eines Bondmaterials, oder Kraft- bzw. Temperaturgängen beim Bonden. Im Anschluss hieran können weitere Prozesse wie zum Beispiel ein Vereinzelungsprozess zum Bereitstellen separater Bauelemente durchgeführt werden. Not only can it be a single device, but multiple devices can be made in parallel. For this purpose, the first substrate is provided with a plurality of functional structures, and by connecting or bonding to the second substrate, a plurality of cavities are formed, each in the region of the individual functional structures. By correspondingly performing the above processes, in particular forming accesses to cavities and closing them, and optionally by carrying out a temperature process, which can be done at substrate or wafer level, setting of a predetermined internal pressure or internal pressure correction can be effected. All or more of the cavities may have the same internal pressure in this way. A scattering of the internal pressure, as can otherwise occur in the parallel processing of several components, can therefore be significantly reduced. The internal pressure can be independent of parameters such as, for example, cavern depths, pinch widths of a bonding material, or force or temperature variations during bonding. Following this, further processes such as a singulation process to provide separate components may be performed.
Das Verfahren sowie dessen mögliche Ausgestaltungen können nicht nur zur Anwendung kommen, um bei einem Bauelement, welches eine einzelne Funktionsstruktur aufweist, einen vorgegebenen Arbeitsdruck in dem dazugehörigen Hohlraum einzustellen. Eine weitere Anwendung ist eine Integration von wenigstens zwei Sensorelementen bzw. Funktionsstrukturen auf einem einzelnen Bauelement, wobei für die Funktionsstrukturen unterschiedliche Druckanforderungen bestehen. Ein mögliches Beispiel ist eine Kombination eines Beschleunigungssensors und eines Drehratensensors auf einem Bauelement bzw. Chip.The method and its possible embodiments can not only be used to set a given working pressure in the associated cavity in a component which has a single functional structure. A further application is the integration of at least two sensor elements or functional structures on a single component, with different pressure requirements for the functional structures. One possible example is a combination of an acceleration sensor and a rotation rate sensor on a component or chip.
Eine weitere Ausführungsform schlägt hierzu vor, dass das bereitgestellte erste Substrat eine erste und eine zweite Funktionsstruktur aufweist. Durch das Verbinden des ersten und zweiten Substrats werden ein erster Hohlraum im Bereich der ersten Funktionsstruktur und ein zweiter Hohlraum im Bereich der zweiten Funktionsstruktur gebildet. Der Zugang wird zu dem zweiten Hohlraum ausgebildet und nachfolgend verschlossen. Optional wird ein Temperaturprozess zum Hervorrufen einer Gasdiffusion durch den verschlossenen Zugang durchgeführt.A further embodiment proposes for this purpose that the provided first substrate has a first and a second functional structure. By connecting the first and second substrates, a first cavity in the region of the first functional structure and a second cavity in the region of the second functional structure are formed. The access is formed to the second cavity and subsequently closed. Optionally, a temperature process for inducing gas diffusion through the sealed access is performed.
Das zweite Substrat kann zum Beispiel zwei durch einen Steg voneinander getrennte und auf die beiden Funktionsstrukturen abgestimmte Vertiefungen aufweisen. Nach dem Verbinden des ersten und zweiten Substrats sind die beiden Hohlräume durch den Steg hermetisch dicht voneinander getrennt.The second substrate can, for example, have two depressions which are separated from one another by a web and are matched to the two functional structures. After connecting the first and second substrates, the two cavities are separated by the web hermetically sealed.
Ein Festlegen unterschiedlicher Drücke in den beiden Hohlräume kann an zwei Stellen des Prozessablaufs erfolgen. Der Arbeitsdruck der ersten Funktionsstruktur kann beim Verbinden des ersten und zweiten Substrats eingestellt werden. Beim Verbinden können beliebig gewählte Prozessgase vorliegen. Durch Wahl des Gasgemisches sowie des Drucks beim Verbinden kann eine auf die erste Funktionsstruktur abgestimmte optimale Dämpfung verwirklicht werden.Determining different pressures in the two cavities can be done at two points of the process flow. The working pressure of the first functional structure may be adjusted when connecting the first and second substrates. When connecting any selected process gases available. By selecting the gas mixture as well as the pressure during bonding, an optimum damping matched to the first functional structure can be realized.
Der Arbeitsdruck der zweiten Funktionsstruktur kann beim Verschließen des Zugangs, was durch Verschließen einer Gitterstruktur mit einer Füllschicht erfolgen kann, oder optional durch einen Temperaturprozess zum Hervorrufen einer Gasdiffusion festgelegt werden. Auf diese Weise kann der zweite Hohlraum nach dem Verschließen des Zugangs und/oder nach dem Durchführen des Temperaturprozesses einen anderen Innendruck aufweisen als der erste Hohlraum. Mit dieser Vorgehensweise kann eine auf die zweite Funktionsstruktur abgestimmte optimale Dämpfung zur Verfügung gestellt werden.The working pressure of the second functional structure may be determined upon closing the access, which may be accomplished by closing a lattice structure with a fill layer, or optionally by a temperature process to induce gas diffusion. In this way, the second cavity after closing the access and / or after performing the temperature process may have a different internal pressure than the first cavity. With this approach, an optimal damping tuned to the second functional structure can be provided.
Des Weiteren ist die Herstellung eines Bauelements möglich, welches mehr als zwei Funktionsstrukturen und entsprechende Hohlräume im Bereich der Funktionsstrukturen aufweist. Hierbei weist das erste Substrat die mehreren Funktionsstrukturen auf, und werden die Hohlräume durch Verbinden des ersten mit dem zweiten Substrats gebildet. Das sequentielle Verschließen bietet auch hier die Möglichkeit, unterschiedlichen Arbeitsdruckanforderungen der mehr als zwei Funktionsstrukturen zu entsprechen. Bei Verwendung eines Getters ist dies nicht möglich. Ein Einstellen unterschiedlicher Innendrücke in verschiedenen Hohlräumen kann erfolgen, indem oben beschriebene Prozesse wie das Ausbilden eines Zugangs zu einem Hohlraum gefolgt von einem Verschließen mehrfach in Bezug auf unterschiedliche Hohlräume wiederholt werden. Gegebenenfalls kann ein Temperaturprozess oder können mehrere Temperaturprozesse durchgeführt werden, um zusätzlich eine Gasdiffusion durch einen oder mehrere verschlossene Zugänge hervorzurufen. Furthermore, it is possible to produce a component which has more than two functional structures and corresponding cavities in the region of the functional structures. Here, the first substrate has the plurality of functional structures, and the cavities are formed by connecting the first and second substrates. The sequential closing also offers the possibility to meet different working pressure requirements of the more than two functional structures. When using a getter, this is not possible. Setting different internal pressures in different cavities can be accomplished by repeating processes described above such as forming access to a cavity followed by sealing multiple times with respect to different cavities. Optionally, a temperature process or multiple temperature processes may be performed to additionally induce gas diffusion through one or more sealed accesses.
Erfindungsgemäß wird des Weiteren ein Bauelement vorgeschlagen, welches ein erstes Substrat mit einer Funktionsstruktur und ein zweites Substrat aufweist. Das zweite Substrat ist mit dem ersten Substrat verbunden, so dass ein Hohlraum im Bereich der Funktionsstruktur vorliegt. Das Bauelement weist des Weiteren einen an den Hohlraum heranreichenden verschlossenen Zugang in dem ersten oder zweiten Substrat auf. Dieses Bauelement kann gemäß des oben beschriebenen Verfahrens oder einer der oben beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens hergestellt sein. Daher kann der Hohlraum einen vorgegebenen bzw. genau definierten Innendruck aufweisen.According to the invention, a component is furthermore proposed, which has a first substrate with a functional structure and a second substrate. The second substrate is connected to the first substrate, so that a cavity is present in the region of the functional structure. The device further comprises a sealed access in the first or second substrate, which reaches close to the cavity. This device may be made according to the method described above or one of the above-described embodiments of the method. Therefore, the cavity may have a predetermined or well-defined internal pressure.
Bei dem Bauelement können oben beschriebene Ausführungsformen und Details, welche in Bezug auf das Herstellungsverfahren genannt wurden, in gleicher Weise zur Anwendung kommen. Auch können die oben genannten Vorteile vorliegen.In the device, embodiments described above and details mentioned in relation to the manufacturing method can be applied in the same way. Also, the above advantages may be present.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.The above-explained and / or reproduced in the dependent claims advantageous embodiments and refinements of the invention can - except for example in cases of clear dependencies or incompatible alternatives - individually or in any combination with each other are used.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the schematic figures. Show it:
Anhand der folgenden Figuren werden Ausführungsformen eines Verfahrens zum Herstellen eines mikromechanischen Bauelements beschrieben. Das Bauelement ist ein kostengünstiges Einzelchip-Bauelement, welches zwei Funktionsstrukturen und dazugehörige Kavitäten bzw. Hohlräume im Bereich der einzelnen Funktionsstrukturen aufweist. Für die Funktionsstrukturen liegen unterschiedliche Arbeitsdruckanforderungen vor. Embodiments of a method for producing a micromechanical component will be described with reference to the following figures. The component is a cost-effective single-chip component which has two functional structures and associated cavities or cavities in the region of the individual functional structures. There are different working pressure requirements for the functional structures.
Bei der Herstellung können in der Halbleiter- bzw. Mikrosystemtechnik übliche Verfahrensprozesse, zum Beispiel CMOS-Prozesse (Complementary Metal Oxide Semiconductor) und MEMS-Prozesse, durchgeführt werden und übliche Materialien zum Einsatz kommen, so dass hierauf nur teilweise eingegangen wird. Neben dargestellten und beschriebenen Prozessen können gegebenenfalls weitere Verfahrensschritte durchgeführt werden. In gleicher Weise können zusätzlich zu gezeigten und beschriebenen Komponenten und Strukturen weitere Komponenten, Strukturen und/oder Schichten vorgesehen sein. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematischer Natur sind und nicht maßstabsgetreu sind. In dieser Hinsicht können in den Figuren gezeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein.In the production can be in the semiconductor or microsystem technology usual Processes, for example, complementary metal oxide semiconductor (CMOS) processes and MEMS processes, are carried out and common materials are used, so that this is only partially discussed. In addition to illustrated and described processes, further process steps may optionally be carried out. In the same way, in addition to components and structures shown and described further components, structures and / or layers may be provided. It is further noted that the figures are merely schematic in nature and are not to scale. In this regard, components and structures shown in the figures may be exaggerated or oversized for clarity.
Für das Verfahren kann eine parallele Herstellung mehrerer Bauelemente, d.h. auf Substrat- bzw. Waferlevel, und eine nachfolgende Vereinzelung zum Bereitstellen separater Bauelemente bzw. Sensorchips in Betracht kommen. Die Figuren veranschaulichen die Herstellung hierbei ausschnittsweise anhand eines einzelnen Bauelements. Die folgende Beschreibung kann in diesem Sinne auf sämtliche der parallel prozessierten Bauelemente zutreffen.For the method, parallel production of multiple devices, i. on substrate or wafer level, and a subsequent separation to provide separate components or sensor chips come into consideration. The figures illustrate the production here in detail by means of a single component. The following description may apply to all of the parallel processed components in this sense.
Die
Zu Beginn des Verfahrens werden in einem Schritt
Das erste Substrat
Das Funktionssubstrat
Das andere Substrat
Nach dem Bereitstellen (Schritt
Durch das Bonden werden mit Hilfe der Vertiefungen
Das Verbinden der Substrate
Vorliegend wird das Verbinden der Substrate
Die zweite Mikrostruktur
Es wird darauf hingewiesen dass nach dem Bonden durchgeführte Prozesse wie insbesondere Abscheideprozesse bei Prozesstemperaturen unterhalb der Bondtemperatur des Bondprozesses durchgeführt werden. Hierdurch wird ein Aufschmelzen der Bondverbindung vermieden.It should be noted that processes carried out after bonding, in particular deposition processes, are carried out at process temperatures below the bonding temperature of the bonding process. As a result, a melting of the bond is avoided.
Für das Öffnen des zweiten Hohlraums
Für das Ausbilden der Schicht
Im Rahmen des Schritts
In einem anschließenden Schritt
Das Ausbilden der an den Hohlraum
In einem nachfolgenden Schritt
Für das Ausbilden der Füllschicht
Das Verschließen der Gitterstruktur
CVD-Abscheidungen können bei unterschiedlichen Prozessdrücken durchgeführt werden. Möglich ist zum Beispiel eine Abscheidung bei einem Prozessdruck von ca. 1mbar, wie es zum Beispiel bei einem PECVD-Prozess (Plasma Enhanced CVD) der Fall sein kann. Eine Abscheidung bei einem Prozessdruck von zum Beispiel ca. 100mbar kann zum Beispiel mit Hilfe eines SACVD-Prozesses (Sub-Atmospheric CVD) erfolgen. Abhängig von den Druckanforderungen der zweiten Mikrostruktur
Im Hinblick auf eine Füllschicht
Es ist möglich, dass das Zugangsloch
Auf diese Weise kann das Bauelement
Im Rahmen der Fertigstellung des Bauelements
Für das vorstehend erläuterte Herstellungsverfahren können Abwandlungen in Betracht kommen, wie im Folgenden anhand weiterer Ausführungsformen näher beschrieben wird. Es wird darauf hingewiesen, dass übereinstimmende Prozesse, sowie gleiche oder gleichwirkende Strukturen und Komponenten im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben werden. Für Details zu übereinstimmenden Merkmalen, Prozessen, möglichen Vorteilen usw. wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass Details, welche in Bezug auf eine der folgenden Ausführungsformen genannt werden, auch auf andere Ausführungsformen zutreffen können.Modifications may be considered for the above-described manufacturing method, as will be described in more detail below with reference to further embodiments. It should be noted that matching processes, as well as identical or equivalent structures and components will not be described again in detail below. For details of matching features, processes, potential benefits, etc., reference is made to the above description. It is further to be understood that details referred to in relation to one of the following embodiments may also apply to other embodiments.
Es ist möglich, dass die in dem Schritt
Um dies zu vermeiden, kann nach dem Schritt
Für den Fall, dass sich ein vorgegebener Innendruck in dem zweiten Hohlraum
Zur Beschleunigung der Gasdiffusion wird, nach dem Verschließen des Zugangslochs
Der Temperschritt
Im Anschluss an den Schritt
Hinsichtlich des Temperaturschritts
Beispielsweise kann das Abscheiden der Füllschicht
Möglich ist es auch, für den PECVD-Prozess ein Mischgas als Trägergas einzusetzen. Hierdurch lässt sich ein genau definierter Innendruck einzustellen, dessen Wert unabhängig von Parametern wie zum Beispiel der Oxiddicke, der Temperatur und der Länge des Temperaturprozesses ist. Das Mischgas kann zum Beispiel eine erste Gaskomponente mit einem hohen Diffusionskoeffizienten und eine zweite Gaskomponente mit einem geringen Diffusionskoeffizienten aufweisen. In dem Temperaturprozess kann die erste Komponente des Mischgases im Wesentlichen vollständig aus dem zweiten Hohlraum
Für das Verfahren können darüber hinaus weitere Abwandlungen in Betracht kommen. Eine mögliche Abwandlung ist in
Im Rahmen der Herstellung des Bauelements
Es ist ferner möglich, das Verfahren ohne zusätzliche Prozesskosten mit der Herstellung eines oder mehrerer Durchkontakte zu kombinieren. Beispielsweise kann das Zugangsloch
Das Verfahren sowie dessen unterschiedliche Ausgestaltungen können nicht nur zur Herstellung von Bauelementen mit zwei Funktionsstrukturen und zwei Hohlräumen herangezogen werden. Möglich ist auch eine Herstellung von Bauelementen mit lediglich einer Funktionsstruktur und einem Hohlraum im Bereich der Funktionsstruktur. Die Funktionsstruktur kann eine mikromechanische Funktionsstruktur sein. Die Funktionsstruktur kann zum Beispiel zum Erfassen einer Beschleunigung oder einer Drehrate ausgebildet sein. In der zweiten Variante kann es sich bei dem herzustellenden Bauelement zum Beispiel um einen Drehratensensor mit offener Regelschleife (Open Loop Gyroscope) handeln, für welchen ein relativ geringer Kaverneninnendruck vorgesehen ist.The method and its different embodiments can be used not only for the production of components with two functional structures and two cavities. It is also possible to produce components with only one functional structure and one cavity in the region of the functional structure. The functional structure may be a micromechanical functional structure. The functional structure can be designed, for example, for detecting an acceleration or a rotation rate. In the second variant, the component to be produced may be, for example, an open-loop gyroscope, for which a relatively low cavern internal pressure is provided.
Bei der Herstellung derartiger Bauelemente kann ein die Funktionsstruktur aufweisendes Funktionssubstrat mit einem Kappensubstrat verbunden werden, um einen Hohlraum im Bereich der Funktionsstruktur zu bilden. Das Verbinden kann zum Beispiel unter Vakuum erfolgen. Durch Ausbilden eines Zugangs
In gleicher Weise kann das Verfahren bei Bauelementen mit mehr als zwei Funktionsstrukturen zum Einsatz kommen, wobei für jede der Funktionsstrukturen ein eigener Hohlraum vorgesehen ist. Ein Einstellen unterschiedlicher Innendrücke in verschiedenen Hohlräumen kann dadurch erfolgen, dass im Anschluss an das Verbinden eines die Funktionsstrukturen aufweisenden Funktionssubstrats mit einem Kappensubstrat zum Bilden der Hohlräume die oben beschriebenen Prozesse, d.h. das Ausbilden eines Zugangs
Eine weitere Variante besteht darin, dass der bei einem Bonden eines Funktionsmit einem Kappensubstrat eingestellte Druck p1 (Schritt
Darüber hinaus ist die Möglichkeit gegeben, das Verfahren nicht nur bei Bauelementen in Form von zum Beispiel Beschleunigungs- und/oder Drehratensensoren einzusetzen. Das Verfahren kann in gleicher Weise bei Bauelementen zur Anwendung kommen, welche andere Funktionsstrukturen aufweisen, wobei im Bereich einer Funktionsstruktur ein abgeschlossener Hohlraum vorgesehen ist. In addition, there is the possibility to use the method not only for components in the form of, for example, acceleration and / or rotation rate sensors. The method can likewise be used for components which have other functional structures, wherein a closed cavity is provided in the region of a functional structure.
Ein Beispiel ist ein Mikrospiegel-Bauelement, bei dem die Funktionsstruktur eine Mehrzahl auslenkbarer Mikrospiegel aufweist. Die Funktionsstruktur ist auf einem Funktionssubstrat ausgebildet, welches mit einem Kappensubstrat zum Bilden eines abgeschlossenen Hohlraums im Bereich der Funktionsstruktur verbunden wird. Dies kann unter Vakuum erfolgen. In analoger Weise kann durch Ausbilden eines Zugangs
Die oben beschriebenen und zum Teil anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen bzw. Kombinationen von Merkmalen umfassen können. Beispielsweise können anstelle der oben angegebenen Materialien andere Materialien verwendet werden, und können obige Zahlenangaben, beispielsweise zu Temperaturen, Drücken usw., durch andere Angaben ersetzt werden.The embodiments described above and partly explained with reference to the figures represent preferred or exemplary embodiments of the invention. In addition to the described and illustrated embodiments, further embodiments are conceivable, which may comprise further modifications or combinations of features. For example, other materials may be used in place of the materials listed above, and other numbers, such as temperatures, pressures, etc., may be substituted by other statements.
Eine weitere mögliche Abwandlung besteht zum Beispiel darin, auf das Ausbilden einer Füllschicht durch Durchführen einer Gasphasenabscheidung zu verzichten. Stattdessen kann eine Gitterstruktur direkt mit einer Schicht bzw. Verschlussschicht verschlossen werden, welche durch Durchführen einer Kathodenzerstäubung mit Metall ausgebildet wird.Another possible modification is, for example, to dispense with the formation of a filling layer by performing a vapor deposition. Instead, a grid structure may be directly sealed with a layer formed by conducting sputtering with metal.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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