DE102015224538A1

DE102015224538A1 - Laser-Wiederverschluss mit lokaler Begrenzung

Info

Publication number: DE102015224538A1
Application number: DE102015224538.1A
Authority: DE
Inventors: Frank Reichenbach; Jochen Reinmuth; Achim Breitling; Julia Amthor
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2017-06-08
Also published as: TWI688542B; WO2017097480A1; TW201730092A

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Bauelements mit einem Substrat und mit einer mit dem Substrat verbundenen und mit dem Substrat eine erste Kaverne umschließenden Kappe vorgeschlagen, wobei in der ersten Kaverne ein erster Druck herrscht und ein erstes Gasgemisch mit einer ersten chemischen Zusammensetzung eingeschlossen ist, wobei – in einem ersten Verfahrensschritt eine die erste Kaverne mit einer Umgebung des mikromechanischen Bauelements verbindende Zugangsöffnung in dem Substrat oder in der Kappe ausgebildet wird, wobei – in einem zweiten Verfahrensschritt der erste Druck und/oder die erste chemische Zusammensetzung in der ersten Kaverne eingestellt wird, wobei – in einem dritten Verfahrensschritt die Zugangsöffnung durch Einbringen von Energie oder Wärme in einen absorbierenden Teil des Substrats oder der Kappe mithilfe eines Lasers verschlossen wird, wobei – in einem vierten Verfahrensschritt eine gegenüber einer der ersten Kaverne abgewandten Oberfläche des Substrats oder der Kappe erhabene und im Bereich der Zugangsöffnung angeordnete Struktur zum Bereitstellen eines im dritten Verfahrensschritt in einen flüssigen Aggregatzustand umgewandelten Materialbereichs des Substrats oder der Kappe ausgebildet wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein derartiges Verfahren ist aus der WO 2015/120939 A1 bekannt. Ist ein bestimmter Innendruck in einer Kaverne eines mikromechanischen Bauelements gewünscht oder soll ein Gasgemisch mit einer bestimmten chemischen Zusammensetzung in der Kaverne eingeschlossen sein, so wird der Innendruck oder die chemische Zusammensetzung häufig beim Verkappen des mikromechanischen Bauelements bzw. beim Bondvorgang zwischen einem Substratwafer und einem Kappenwafer eingestellt. Beim Verkappen wird beispielsweise eine Kappe mit einem Substrat verbunden wodurch die Kappe und das Substrat gemeinsam die Kaverne umschließen. Durch Einstellen der Atmosphäre bzw. des Drucks und/oder der chemischen Zusammensetzung des beim Verkappen in der Umgebung vorliegenden Gasgemischs, kann somit der bestimmte Innendruck und/oder die bestimmte chemische Zusammensetzung in der Kaverne eingestellt werden.
Mit dem aus der WO 2015/120939 A1 bekannten Verfahren kann gezielt ein Innendruck in einer Kaverne eines mikromechanischen Bauelements eingestellt werden. Mit diesem Verfahren ist es insbesondere möglich ein mikromechanisches Bauelement mit einer ersten Kaverne herzustellen, wobei in der ersten Kaverne ein erster Druck und eine erste chemische Zusammensetzung eingestellt werden kann, der bzw. die sich von einem zweiten Druck und einer zweiten chemischen Zusammensetzung zum Zeitpunkt des Verkappens unterscheiden.
Bei dem Verfahren zum gezielten Einstellen eines Innendrucks in einer Kaverne eines mikromechanischen Bauelements gemäß der WO 2015/120939 A1 wird in der Kappe bzw. in dem Kappenwafer oder in dem Substrat bzw. in dem Sensorwafer ein schmaler Zugangskanal zu der Kaverne erzeugt. Anschließend wird die Kaverne mit dem gewünschten Gas und dem gewünschten Innendruck über den Zugangskanal geflutet. Schließlich wird der Bereich um den Zugangskanal lokal mithilfe eines Lasers erhitzt, das Substratmaterial verflüssigt sich lokal und verschließt beim Erstarren den Zugangskanal hermetisch.
Offenbarung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines gegenüber dem Stand der Technik mechanisch robusten sowie eine lange Lebensdauer aufweisenden mikromechanischen Bauelements auf gegenüber dem Stand der Technik einfache und kostengünstige Weise bereitzustellen. Des Weiteren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein gegenüber dem Stand der Technik kompaktes, mechanisch robustes und eine lange Lebensdauer aufweisendes mikromechanisches Bauelement bereitzustellen. Erfindungsgemäß gilt dies insbesondere für ein mikromechanisches Bauelement mit einer (ersten) Kaverne. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauelement ist es ferner auch möglich ein mikromechanisches Bauelement zu realisieren bei dem in der ersten Kaverne ein erster Druck und eine erste chemische Zusammensetzung eingestellt werden kann und in einer zweiten Kaverne ein zweiter Druck und eine zweite chemische Zusammensetzung eingestellt werden kann. Beispielsweise ist ein derartiges Verfahren zur Herstellung von mikromechanischen Bauelementen vorgesehen, für die es vorteilhaft ist, wenn in einer ersten Kaverne ein erster Druck und in einer zweiten Kaverne ein zweiter Druck eingeschlossen ist, wobei sich der erste Druck von dem zweiten Druck unterscheiden soll. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn eine erste Sensoreinheit zur Drehratenmessung und eine zweite Sensoreinheit zur Beschleunigungsmessung in einem mikromechanischen Bauelement integriert werden sollen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass

– in einem vierten Verfahrensschritt eine gegenüber einer der ersten Kaverne abgewandten Oberfläche des Substrats oder der Kappe erhabene und im Bereich der Zugangsöffnung angeordnete Struktur zum Bereitstellen eines im dritten Verfahrensschritt in einen flüssigen Aggregatzustand umgewandelten Materialbereichs des Substrats oder der Kappe ausgebildet wird.

Hierdurch wird auf einfache und kostengünstige Weise ein Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Bauelements bereitgestellt, mit dem der erstarrte Materialbereich relativ zu einer der ersten Kaverne abgewandten weiteren Oberfläche des Substrats oder der Kappe hinein versenkt herstellbar ist. Gegenüber einem Verfahren ohne Ausbildung der Struktur hat das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise den Vorteil, dass der erstarrte Materialbereich weniger weit über die weitere Oberfläche hinaus ragt, sodass der erstarrte Materialbereich weniger Angriffsfläche für mechanische Stöße bietet. Hierdurch ist der erstarrte Materialbereich und/oder sind die Grenzflächen zwischen dem erstarrten Materialbereich und dem restlichen Substrat bzw. der restlichen Kappe und/oder ist der Bereich um die Grenzflächen herum weniger anfällig für Rissbildungen. Mit anderen Worten wird der erstarrte Materialbereich durch das erfindungsgemäße Verfahren weniger anfällig für Beschädigungen und für ungewolltes Berühren beispielsweise im Fertigungsfluss und ist somit auch weniger Ursache und Ausgangspunkt von Rissen. Somit wird ein Verfahren zum Herstellen eines gegenüber dem Stand der Technik mechanisch robusten sowie eine lange Lebensdauer aufweisenden mikromechanischen Bauelements auf gegenüber dem Stand der Technik einfache und kostengünstige Weise bereitgestellt.
Ein Weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass mithilfe der Erhöhung der absorbierende Teil des Substrats oder der Kappe in einen absorbierenden ersten Unterteil und in einen absorbierenden zweiten Unterteil geometrisch aufteilbar ist, sodass der erste Unterteil innerhalb der Struktur angeordnet ist und der zweite Unterteil im Bereich der Oberfläche des Substrats oder der Kappe angeordnet ist. Aufgrund von einer geometrisch begrenzten Wärmeableitungsmöglichkeit in dem ersten Unterteil im Gegensatz zu der Wärmeableitungsmöglichkeit in dem zweiten Unterteil wird somit ermöglicht, dass beispielsweise lediglich ein Materialbereich in dem ersten Unterteil in einen flüssigen Aggregatzustand übergeht. Hierdurch lässt sich mithilfe der Struktur vorteilhaft ermöglichen, dass der in den flüssigen Aggregatzustand übergehende Materialbereich bereits durch die Geometrie der Struktur vor der Laserbestrahlung geometrisch bestimmbar ist. Somit wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein besonders gegenüber kleinen Schwankungen in der Justage des Lasers zum Zugangsloch robustes Verfahren bereitgestellt.
Des Weiteren ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren weniger problematisch, wenn das Substratmaterial nur lokal erhitzt wird und sich das erhitzte Material sowohl beim Erstarren als auch beim Abkühlen relativ zu seiner Umgebung zusammenzieht. Auch dass somit im Verschlussbereich eine sehr große Zugspannung entstehen kann, ist weniger problematisch, da beispielsweise durch Herabsenken des erstarrten Materialbereichs die Angriffsfläche gegenüber mechanischen Stößen minimierbar ist. Somit ist auch eine je nach Spannung und Material auftretende spontane Rissbildung weniger wahrscheinlich. Auch eine Rissbildung bei thermischer oder mechanischer Belastung des mikromechanischen Bauelements bei der Weiterverarbeitung oder im Feld ist weniger wahrscheinlich, da beispielsweise der Bereich der verschlossenen Zugangsöffnung beispielsweise besser geschützt ist.
Erfindungsgemäß ist unter im Bereich der Zugangsöffnung ein direkt an die Zugangsöffnung angrenzender Bereich des Substrats oder der Kappe zu verstehen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Struktur in dem Bereich der Zugangsöffnung angeordnet ist. Außerdem ist erfindungsgemäß ein von der Zugangsöffnung beabstandeter Bereich des Substrats oder der Kappe vorgesehen. Dieser beabstandete Bereich ist beispielsweise im Wesentlichen in einer Richtung senkrecht zu der Mittelachse der Zugangsöffnung von der Zugangsöffnung beabstandet angeordnet. Außerdem ist der beabstandete Bereich beispielsweise direkt angrenzend an den Bereich der Zugangsöffnung angeordnet. Hierbei ist beispielsweise vorgesehen, dass die Oberfläche zumindest teilweise in dem beabstandeten Bereich angeordnet ist.
Außerdem ist erfindungsgemäß unter dem absorbierenden Teil des Substrats oder der Kappe ein Bereich des Substrats oder der Kappe gemeint, in dem 90% der Absorption der Energie oder Wärme in dem Substrat oder in der Kappe erfolgt.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist der Begriff „mikromechanisches Bauelement“ so zu verstehen, dass der Begriff sowohl mikromechanische Bauelemente als auch mikroelektromechanische Bauelemente umfasst.
Die vorliegende Erfindung ist bevorzugt für die Herstellung eines bzw. für ein mikromechanisches Bauelement mit einer Kaverne vorgesehen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung beispielsweise auch für ein mikromechanisches Bauelement mit zwei Kavernen oder mit mehr als zwei, d.h. drei, vier, fünf, sechs oder mehr als sechs, Kavernen vorgesehen.
Bevorzugt wird die Zugangsöffnung durch Einbringen von Energie oder Wärme in einen diese Energie oder diese Wärme absorbierenden Teil des Substrats oder der Kappe mithilfe eines Lasers verschlossen. Hierbei wird bevorzugt Energie bzw. Wärme in jeweils den absorbierenden Teil des Substrats oder der Kappe von mehreren mikromechanischen Bauelementen, welche beispielsweise auf einem Wafer gemeinsam hergestellt werden, zeitlich nacheinander eingebracht. Es ist jedoch alternativ auch ein zeitlich paralleles Einbringen der Energie bzw. Wärme in den jeweiligen absorbierenden Teil des Substrats oder der Kappe von mehreren mikromechanischen Bauelementen vorgesehen, beispielsweise unter Verwendung von mehreren Laserstrahlen bzw. Laservorrichtungen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kappe mit dem Substrat eine zweite Kaverne umschließt, wobei in der zweiten Kaverne ein zweiter Druck herrscht und ein zweites Gasgemisch mit einer zweiten chemischen Zusammensetzung eingeschlossen ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Struktur derart ausgebildet wird, dass der nach dem dritten Verfahrensschritt erstarrte Materialbereich zwischen einer sich im Wesentlichen entlang einer der ersten Kaverne abgewandten weiteren Oberfläche des Substrats oder der Kappe erstreckenden Ebene und der ersten Kaverne angeordnet ist. Hierdurch wird auf vorteilhafte Weise ermöglicht, dass der erstarrte Materialbereich nicht über die weitere Oberfläche hinaus ragt, sodass der erstarrte Materialbereich weniger Angriffsfläche für mechanische Stöße bietet. Hierdurch ist der erstarrte Materialbereich und/oder sind die Grenzflächen zwischen dem erstarrten Materialbereich und dem restlichen Substrat bzw. der restlichen Kappe und/oder ist der Bereich um die Grenzflächen herum noch weniger anfällig für Rissbildungen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Struktur derart ausgebildet wird, dass der nach dem dritten Verfahrensschritt erstarrte Materialbereich zwischen einer sich im Wesentlichen entlang einer der ersten Kaverne abgewandten weiteren Oberfläche des Substrats oder der Kappe erstreckenden Ebene und einer sich im Wesentlichen entlang der Oberfläche erstreckenden weiteren Ebene angeordnet ist. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass ein gegenüber mechanischen Stößen besonders robustes mikromechanisches Bauelement herstellbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Struktur derart ausgebildet wird, dass eine erste Fläche einer Projektion der Struktur auf eine sich im Wesentlichen entlang der Oberfläche erstreckenden weiteren Ebene kleiner als eine zweite Fläche einer Projektion des erstarrten Materialbereichs auf die weitere Ebene und/oder kleiner als eine dritte Fläche einer Projektion des absorbierenden Teils des Substrats oder der Kappe auf die weitere Ebene ist. Hierdurch lässt sich auf vorteilhafte Weise ermöglichen, dass die durch den Laser in das Substrat oder in die Kappe eingebrachte Energie oder Wärme mithilfe der Geometrie der Struktur gezielt eingestellt werden kann. Außerdem wird somit vorteilhaft ein Verfahren mit einer im Gegensatz zum Stand der Technik besonders hohen Energie- oder Wärmeeinbringungsgenauigkeit bereitgestellt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Struktur in einer sich im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche erstreckenden weiteren Ebene im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu der Zugangsöffnung und/oder zum Massenmittelpunkt des erstarrten Materialbereichs und/oder zu dem absorbierenden Teil des Substrats oder der Kappe und/oder ringförmig ausgebildet wird. Hierdurch wird ermöglicht, dass der in den flüssigen Aggregatzustand umgewandelte Materialbereich besonders vorteilhaft verfließen kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine maximale Erstreckung der Struktur in einer sich im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche erstreckenden dritten Ebene im Wesentlichen maximal sechsmal so weit oder maximal fünfmal so weit oder maximal viermal so weit oder maximal dreimal so weit oder maximal doppelt so weit von einem Mittelpunkt des Zugangskanals in der dritten Ebene beabstandet ausgebildet wird als eine maximale Erstreckung des Zugangskanals in der dritten Ebene von dem Mittelpunkt beabstandet ausgebildet wird. Hierdurch lässt sich ermöglichen, dass der in den flüssigen Aggregatzustand umgewandelte Materialbereich besonders vorteilhaft verfließen kann. Beispielsweise wird hierdurch vorteilhaft ermöglicht, dass der Materialbereich derart verfließen kann, dass der nach dem dritten Verfahrensschritt erstarrte Materialbereich zwischen einer sich im Wesentlichen entlang einer der ersten Kaverne abgewandten weiteren Oberfläche des Substrats oder der Kappe erstreckenden Ebene und der ersten Kaverne angeordnet ist.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein mikromechanisches Bauelement mit einem Substrat und mit einer mit dem Substrat verbundenen und mit dem Substrat eine erste Kaverne umschließenden Kappe, wobei in der ersten Kaverne ein erster Druck herrscht und ein erstes Gasgemisch mit einer ersten chemischen Zusammensetzung eingeschlossen ist, wobei das Substrat oder die Kappe eine verschlossene Zugangsöffnung umfasst, wobei das Substrat oder die Kappe eine gegenüber einer der ersten Kaverne abgewandten Oberfläche des Substrats oder der Kappe erhabene und im Bereich der Zugangsöffnung angeordnete Struktur zum Bereitstellen eines während eines Verschließens der Zugangsöffnung in einen flüssigen Aggregatzustand umgewandelten Materialbereichs des Substrats oder der Kappe umfasst. Hierdurch wird auf vorteilhafte Weise ein kompaktes, mechanisch robustes und kostengünstiges mikromechanisches Bauelement mit eingestelltem ersten Druck bereitgestellt. Die genannten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gelten entsprechend auch für das erfindungsgemäße mikromechanische Bauelement.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Struktur derart ausgebildet ist, dass der nach dem Verschließen der Zugangsöffnung erstarrte Materialbereich zwischen einer sich im Wesentlichen entlang einer der ersten Kaverne abgewandten weiteren Oberfläche des Substrats oder der Kappe erstreckenden Ebene und der ersten Kaverne angeordnet ist. Hierdurch wird auf vorteilhafte Weise ein gegenüber mechanischen Stößen besonders robustes mikromechanisches Bauelement bereitgestellt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Struktur derart ausgebildet ist, dass der nach dem Verschließen der Zugangsöffnung erstarrte Materialbereich zwischen einer sich im Wesentlichen entlang einer der ersten Kaverne abgewandten weiteren Oberfläche des Substrats oder der Kappe erstreckenden Ebene und einer sich im Wesentlichen entlang der Oberfläche erstreckenden weiteren Ebene angeordnet ist. Hierdurch wird auf vorteilhafte Weise ein gegenüber mechanischen Stößen besonders robustes mikromechanisches Bauelement bereitgestellt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Struktur derart ausgebildet ist, dass eine erste Fläche einer Projektion der Struktur auf eine sich im Wesentlichen entlang der Oberfläche erstreckenden weiteren Ebene kleiner als eine zweite Fläche einer Projektion des erstarrten Materialbereichs auf die weitere Ebene und/oder kleiner als eine dritte Fläche einer Projektion des absorbierenden Teils des Substrats oder der Kappe auf die weitere Ebene ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Struktur in einer sich im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche erstreckenden weiteren Ebene im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu der Zugangsöffnung und/oder zum Massenmittelpunkt des erstarrten Materialbereichs und/oder zu dem absorbierenden Teil des Substrats oder der Kappe und/oder ringförmig ausgebildet ist. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass maximale Spannungen im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten mikromechanischen Bauelementen weiter von dem Zugangskanal weg und weniger konzentriert vorliegen. Außerdem kann somit vorteilhaft erreicht werden, dass der erstarrte Materialbereich lediglich unterhalb der im Wesentlichen entlang der Oberfläche verlaufenden weiteren Ebene angeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine maximale Erstreckung der Struktur in einer sich im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche erstreckenden dritten Ebene im Wesentlichen maximal sechsmal so weit oder maximal fünfmal so weit oder maximal viermal so weit oder maximal dreimal so weit oder maximal doppelt so weit von einem Mittelpunkt des Zugangskanals in der dritten Ebene beabstandet ausgebildet wird als eine maximale Erstreckung des Zugangskanals in der dritten Ebene von dem Mittelpunkt beabstandet ausgebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Substrat und/oder die Kappe Silizium umfasst. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass das mikromechanische Bauelement mit aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren der Schichttechnologie hergestellt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kappe mit dem Substrat eine zweite Kaverne umschließt, wobei in der zweiten Kaverne ein zweiter Druck herrscht und ein zweites Gasgemisch mit einer zweiten chemischen Zusammensetzung eingeschlossen ist. Hierdurch wird auf vorteilhafte Weise ein kompaktes, mechanisch robustes und kostengünstiges mikromechanisches Bauelement mit eingestelltem ersten Druck und zweiten Druck bereitgestellt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Druck geringer als der zweite Druck ist, wobei in der ersten Kaverne eine erste Sensoreinheit zur Drehratenmessung und in der zweiten Kaverne eine zweite Sensoreinheit zur Beschleunigungsmessung angeordnet ist. Hierdurch wird auf vorteilhafte Weise ein mechanisch robustes mikromechanisches Bauelement für Drehratenmessung und Beschleunigungsmessung mit sowohl für die erste Sensoreinheit und für die zweite Sensoreinheit optimalen Betriebsbedingungen bereitgestellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein mikromechanisches Bauelement mit geöffneter Zugangsöffnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt in einer schematischen Darstellung das mikromechanische Bauelement gemäß 1 mit verschlossener Zugangsöffnung.
3 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Bauelements gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt in einer schematischen Darstellung ein bereits bekanntes mikromechanisches Bauelement.
5, 6, 7, 8 und 9 zeigen in schematischen Darstellungen einen Teilbereich des mikromechanischen Bauelements gemäß 4 zu unterschiedlichen Zeitpunkten eines bereits bekannten Herstellungsverfahrens.
10, 11, 12, 13, 14 und 15 zeigen in schematischen Darstellungen einen Teilbereich eines mikromechanischen Bauelements gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu unterschiedlichen Zeitpunkten eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsformen der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In 1 und 2 ist eine schematische Darstellung eines mikromechanischen Bauelements 1 mit geöffneter Zugangsöffnung 11 in 1 und mit verschlossener Zugangsöffnung 11 in 2 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hierbei umfasst das mikromechanische Bauelement 1 ein Substrat 3 und eine Kappe 7. Das Substrat 3 und die Kappe 7 sind miteinander, bevorzugt hermetisch, verbunden und umschließen gemeinsam eine erste Kaverne 5. Beispielsweise ist das mikromechanische Bauelement 1 derart ausgebildet, dass das Substrat 3 und die Kappe 7 zusätzlich gemeinsam eine zweite Kaverne umschließen. Die zweite Kaverne ist in 1 und in 2 jedoch nicht dargestellt.
Beispielsweise herrscht in der ersten Kaverne 5, insbesondere bei wie in 2 dargestellter verschlossener Zugangsöffnung 11, ein erster Druck. Außerdem ist ein erstes Gasgemisch mit einer ersten chemischen Zusammensetzung in der ersten Kaverne 5 eingeschlossen. Des Weiteren herrscht beispielsweise in der zweiten Kaverne ein zweiter Druck und es ist ein zweites Gasgemisch mit einer zweiten chemischen Zusammensetzung in der zweiten Kaverne eingeschlossen. Bevorzugt ist die Zugangsöffnung 11 in dem Substrat 3 oder in der Kappe 7 angeordnet. Bei dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Zugangsöffnung 11 beispielhaft in der Kappe 7 angeordnet. Erfindungsgemäß kann es jedoch alternativ hierzu auch vorgesehen sein, dass die Zugangsöffnung 11 in dem Substrat 3 angeordnet ist.
Beispielsweise ist vorgesehen, dass der erste Druck in der ersten Kaverne 5 geringer ist als der zweite Druck in der zweiten Kaverne. Beispielsweise ist auch vorgesehen, dass in der ersten Kaverne 5 eine in 1 und 2 nicht dargestellte erste mikromechanische Sensoreinheit zur Drehratenmessung und in der zweiten Kaverne eine in 1 und 2 nicht dargestellte zweite mikromechanische Sensoreinheit zur Beschleunigungsmessung angeordnet sind.
In 3 ist in einer schematischen Darstellung ein Verfahren zum Herstellen des mikromechanischen Bauelements 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hierbei wird

– in einem ersten Verfahrensschritt 101 die die erste Kaverne 5 mit einer Umgebung 9 des mikromechanischen Bauelements 1 verbindende, insbesondere schmale, Zugangsöffnung 11 in dem Substrat 3 oder in der Kappe 7 ausgebildet. 1 zeigt beispielhaft das mikromechanische Bauelement 1 nach dem ersten Verfahrensschritt 101. Außerdem wird
– in einem zweiten Verfahrensschritt 102 der erste Druck und/oder die erste chemische Zusammensetzung in der ersten Kaverne 5 eingestellt bzw. die erste Kaverne 5 mit dem gewünschten Gas und dem gewünschten Innendruck über den Zugangskanal geflutet. Ferner wird beispielsweise
– in einem dritten Verfahrensschritt 103 die Zugangsöffnung 11 durch Einbringen von Energie oder Wärme in einen absorbierenden Teil des Substrats 3 oder der Kappe 7 mithilfe eines Lasers verschlossen. Es ist beispielsweise alternativ auch vorgesehen, dass
– in dem dritten Verfahrensschritt 103 der Bereich um den Zugangskanal lediglich bevorzugt durch einen Laser lokal erhitzt wird und der Zugangskanal hermetisch verschlossen wird. Somit ist es vorteilhaft möglich, das erfindungsgemäße Verfahren auch mit anderen Energiequellen als mit einem Laser zum Verschließen der Zugangsöffnung 11 vorzusehen. 2 zeigt beispielhaft das mikromechanische Bauelement 1 nach dem dritten Verfahrensschritt 103.

Zeitlich nach dem dritten Verfahrensschritt 103 können in einem in 2 beispielhaft dargestellten lateralen Bereich 15 an einer der Kaverne 5 abgewandten weiteren Oberfläche 19 der Kappe 7 sowie in der Tiefe senkrecht zu einer Projektion des lateralen Bereichs 15 auf die weitere Oberfläche 19, d.h. entlang der Zugangsöffnung 11 und in Richtung der ersten Kaverne 5, des mikromechanischen Bauelements 1 mechanische Spannungen auftreten. Diese mechanischen Spannungen, insbesondere lokale mechanischen Spannungen, herrschen insbesondere an und in der Nähe einer Grenzfläche zwischen einem im dritten Verfahrensschritt 103 in einen flüssigen Aggregatzustand übergehenden und nach dem dritten Verfahrensschritt 103 in einen festen Aggregatzustand übergehenden und die Zugangsöffnung 11 verschließenden Materialbereich 13 der Kappe 7 und einem während dem dritten Verfahrensschritt 103 in einem festen Aggregatzustand verbleibenden Restbereich der Kappe 7. Hierbei ist in 2 der die Zugangsöffnung 11 verschließende Materialbereich 13 der Kappe 7 lediglich als schematisch anzusehen bzw. schematisch dargestellt, insbesondere hinsichtlich seiner lateralen, insbesondere parallel zu der weiteren Oberfläche 19 verlaufenden, Erstreckung bzw. Formgebung und insbesondere hinsichtlich seiner senkrecht zur lateralen Erstreckung, insbesondere senkrecht zu der weiteren Oberfläche 19 verlaufenden, Ausdehnung bzw. Konfiguration.
Wie in 3 beispielhaft dargestellt, wird zusätzlich

– in einem vierten Verfahrensschritt 104 eine gegenüber einer der ersten Kaverne 5 abgewandten Oberfläche 1301 des Substrats 3 oder der Kappe 7 erhabene und im Bereich der Zugangsöffnung 11 angeordnete Struktur 1303 zum Bereitstellen eines im dritten Verfahrensschritt 103 in einen flüssigen Aggregatzustand umgewandelten Materialbereichs 13 des Substrats 3 oder der Kappe 7 ausgebildet.

In 4 bzw. in 4A ist beispielhaft ein bereits bekanntes mikromechanisches Bauelement 1 dargestellt. Beispielhaft ist hier ein mikromechanisches Bauelement 1 mit einem kombinierten Beschleunigungs- und Drehratensensor, welche mit einem Kappenwafer hermetisch verschlossen sind, dargestellt. In der zweiten Kaverne 205 des Beschleunigungssensors wird beim Verkappungsprozess ein hoher Innendruck eingestellt. Mit dem bereits bekannten Verfahren wird in der ersten Kaverne 5 des Drehratensensors ein niedriger Innendruck eingestellt. Bildet sich ein Riss in der Kappe 7, beispielsweise nach dem einstellen des Innendrucks in der ersten Kaverne 5, wird die erste Kaverne 5 des Drehratensensors beispielsweise mit Luft geflutet und der Drehratensensor kann aufgrund der Luftdämpfung nicht mehr schwingen und fällt beispielsweise aus. Schließlich ist in 4B und in 4C ein Bereich der verschlossenen Zugangsöffnung 11 bzw. des erstarrten Materialbereichs 13 dargestellt. Hierbei zeigen 4B und 4C Bereiche mit hohen mechanischen Spannungen bzw. hohen Zugspannungen bzw. hohem Zugstress.
In 5, 6, 7, 8 und 9 ist in schematischen Darstellungen ein Teilbereich des bereits bekannten mikromechanischen Bauelements 1 gemäß 4 zu unterschiedlichen Zeitpunkten eines bereits bekannten Verfahrens dargestellt.
In 6 ist beispielhaft der absorbierende Teil 21 bzw. der Bereich der Laserenergie absorbiert dargestellt, welcher die durch Pfeile schematisch dargestellte Laserstrahlung 211 zumindest teilweise absorbiert. Die Laserstrahlung 211 bzw. ein Laserpuls 211 oder mehrere Laserpulse 211 wärmen das Material um das Zugangsloch 11 bzw. um die Zugangsöffnung 11 auf bzw. das Material um das Zugangsloch 11 bzw. um die Zugangsöffnung 11 wird mit einem Laserpuls 211 geschmolzen. Hierbei wird der Laserpuls 211 bevorzugt zentrisch über dem Zugangsloch 11 angeordnet, um mit einer möglichst kleinen Aufschmelzzone und damit mit wenig Laserleistung auszukommen.
In 7 ist der Materialbereich 13 in flüssigem Aggregatzustand bzw. als geschmolzenes Material 13 dargestellt. 7 zeigt wie sich das geschmolzene Material bzw. die Schmelze innerhalb des aufgeschmolzenen Bereichs verteilt und das Zugangsloch 11 bzw. die Zugangsöffnung 11 verschließt. Anschließend erstarrt die Schmelze bzw. der Materialbereich 13.
In 8 ist ferner ein Zeitpunkt dargestellt zu dem der Materialbereich 13 bereits teilweise von dem flüssigen Aggregatzustand in den festen Aggregatzustand übergegangen ist. Hierbei ist der bereits in den festen Aggregatzustand übergegangene Teil des Materialbereichs 13 als Erstarrungsfront dargestellt.
Schließlich zeigt 9 beispielhaft, wie der gesamte Materialbereich 13 in den festen Aggregatzustand übergegangen ist und sich zentral über der Zugangsöffnung 11 eine Erhebung 213 des erstarrten Materialbereichs 13 gebildet hat, welche über eine sich entlang der weiteren Oberfläche 19 erstreckende Ebene herausragt. Hierbei ist die Erhebung 213 beispielhaft als kegelförmige Auswölbung mit Überstand zum Substrat abgebildet.
Durch die in 5, 6, 7, 8 und 9 dargestellten Verfahrensschritte werden beispielsweise Verspannungen im Kappenmaterial bzw. in der Kappe 7 bzw. im Substrat 3 verursacht. Diese Verspannungen bzw. dieser Stress bzw. diese mechanischen Spannungen entstehen insbesondere beim Erstarren des Materialbereichs 13. Beispielsweise entsteht der stärkste Stress an der tiefsten Stelle der Schmelzzone. Anschaulich kann man sich das beispielsweise dadurch erklären, dass dort die Schmelze am meisten von einem Festkörper umgeben ist und daher dort am schlechtesten auf die unterschiedlichen Ausdehnungsbewegungen reagieren kann. Direkt an der Oberfläche kann das Material beispielsweise mit einer Auswölbung oder einem Rückzug reagieren. In der Mitte der Aufschmelzzone kann dies auch sehr deutlich beobachtet werden. Da beispielsweise das Silizium vom Rand her erstarrt und sich beim Erstarren ausdehnt, entsteht in der Mitte der Aufschmelzzone beispielsweise eine wie in 9 dargestellte kegelförmige Auswölbung. Diese ist beispielsweise so hoch, dass sie einige µm über das Substrat hinausreichen kann.
Kritisch an der in 9 dargestellten Anordnung sind beispielsweise vier Punkte:

– Der Bereich mit dem höchsten Stress im Material liegt genau im und über dem Bereich des Zugangslochs 11 bzw. der Zugangsöffnung 11. Das jetzt verschlossene Zugangsloch 11 bzw. die jetzt verschlossene Zugangsöffnung ist eine Störung im Volumenmaterial. Es wirkt daher beispielsweise als Ausgangspunkt für Risse und schwächt daher das Material.
– Über dem Zugangsloch 11 bzw. über der Zugangsöffnung 11 entsteht beispielsweise eine kegelförmige Spitze 213, die signifikant über das Substrat 3 oder die Kappe 7 hinausreicht. Für die Weiterverarbeitung und die Anwendung im Feld ist das ein Risiko, die Spitze kann mechanisch belastet werden und damit Risse in Material erzeugen.
– Die Aufschmelzzone bzw. der in den flüssigen Aggregatzustand übergehende Materialbereich 13 bzw. der absorbierende Teil 21 kann je nach Position des Lasers relativ zum Zugangsloch 11 bzw. relativ zu der Zugangsöffnung 11 variieren. Nachteilig daran ist, dass eine asymmetrische Anordnung die Rissbildung aufgrund der asymmetrischen Anordnung von Schmelzzone zu Zugangsloch 11 erhöhen kann.
– Weiter nachteilhaft an der beschrieben Variation der Aufschmelzzone ist, dass eine automatische optische Kontrolle erschwert wird. Insbesondere wenn auf der Chipoberfläche Justage- oder andere Hilfsstrukturen vorhanden sind, so ist eine automatische Defekterkennung schwierig, da die Variation der Aufschmelzzone relativ zu den Hilfsstrukturen schwankt und damit beispielsweise nicht eindeutig in jedem Fall von Defekten unterschieden werden kann.

In 10, 11, 12, 13, 14 und 15 ist in schematischen Darstellungen ein Teilbereich eines mikromechanischen Bauelements 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu unterschiedlichen Zeitpunkten eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Hierbei ist beispielsweise vorgesehen, dass das Substrat 3 oder die Kappe 7 eine gegenüber einer der ersten Kaverne 5 abgewandten Oberfläche 1301 des Substrats 3 oder der Kappe 7 erhabene und im Bereich der Zugangsöffnung 11 angeordnete Struktur 1303 zum Bereitstellen eines während eines Verschließens der Zugangsöffnung 11 in einen flüssigen Aggregatzustand umgewandelten Materialbereichs 13 des Substrats 3 oder der Kappe 7 umfasst.
Des Weiteren ist wie in 14 und in 15 beispielhaft dargestellt beispielsweise vorgesehen, dass die Struktur 1303 derart ausgebildet ist, dass der nach dem dritten Verfahrensschritt 103 erstarrte Materialbereich 13 zwischen einer sich im Wesentlichen entlang einer der ersten Kaverne 5 abgewandten weiteren Oberfläche 19 des Substrats 3 oder der Kappe 7 erstreckenden Ebene 1305 und der ersten Kaverne 5 angeordnet ist. Außerdem ist alternativ oder zusätzlich vorgesehen, dass die Struktur 1303 derart ausgebildet ist, dass der nach dem dritten Verfahrensschritt 103 erstarrte Materialbereich 13 zwischen der Ebene 1305 und einer sich im Wesentlichen entlang der Oberfläche 1301 erstreckenden weiteren Ebene 1307 angeordnet ist.
Ferner ist beispielsweise auch vorgesehen, dass die Struktur 1303 derart ausgebildet ist, dass eine erste Fläche einer Projektion der Struktur 1303 auf die weitere Ebene 1307 kleiner als eine zweite Fläche einer Projektion des erstarrten Materialbereichs 13 auf die weitere Ebene 1307 und/oder kleiner als eine dritte Fläche einer Projektion des absorbierenden Teils 21 des Substrats 3 oder der Kappe 7 auf die weitere Ebene 1307 ist. Dies ist beispielhaft in 12, 13, 14 und 15 dargestellt.
Beispielsweise ist wie in 12 beispielhaft dargestellt auch vorgesehen, dass eine vierte Fläche einer Projektion der Laserstrahlung 211 auf die weitere Ebene 1307 im Wesentlichen größer als die erste Fläche der Projektion der Struktur 1303 ist. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass der absorbierende Teil 21 des Substrats 3 oder der Kappe 7 in einen absorbierenden ersten Unterteil und in einen absorbierenden zweiten Unterteil geometrisch aufteilbar ist, sodass der erste Unterteil innerhalb der Struktur 1303 angeordnet ist und der zweite Unterteil im Bereich der Oberfläche 1301 des Substrats oder der Kappe angeordnet ist. Mit anderen Worten wird die Laserenergie durch die gewählte Anordnung bzw. die gewählte Geometrie der Struktur 1303 in zwei unterschiedlichen Bereichen auf dem Substrat absorbiert. Hierbei ist beispielsweise vorgesehen, dass der größte Teil der Energie im oberen Bereich der Erhöhung bzw. im oberen Bereich der Struktur 1303 absorbiert wird. Beispielsweise wird im Substrat 3 oder in der Kappe 7 auf Höhe unterhalb des Fußpunktes der Erhöhung bzw. der Struktur 1303 bzw. im Bereich der Oberfläche 1301 in einem Ring um die Erhöhung bzw. um die Struktur 1303 ein kleiner Teil der Laserenergie absorbiert. Hierbei ist beispielsweise vorgesehen, dass im oberen Bereich der Erhöhung bzw. in der Struktur 1303 die eingekoppelte Energie nur in einer Richtung nach unten bzw. in Richtung zu der ersten Kaverne 5 hin abgeführt werden kann. Hierbei schmilzt das Material des Substrats 3 oder der Kappe 7, welches beispielsweise Silizium umfasst, im oberen Bereich der Struktur 1303 bzw. im ersten Unterteil und bildet aufgrund der Oberflächenenergie des Materialbereichs 13 eine nahezu kugelförmige Schmelzzone bzw. einen nahezu kugelförmigen Materialbereich 13 aus, deren bzw. dessen Umfang durch die Geometrie der Erhöhung bestimmt wird. Nachdem der Materialbereich 13 in den flüssigen Aggregatzustand übergegangen ist, erstarrt die Schmelze bzw. der Materialbereich 13 und verschließt das Zugangsloch bzw. die Zugangsöffnung 11. Beispielsweise ist auch vorgesehen, dass im unteren Bereich um die Erhöhung bzw. im zweiten Unterteil weniger Laserenergie absorbiert wird. Die in dem zweiten Unterteil absorbierte Energie kann beispielsweise in nahezu alle Richtungen abgeführt werden. Somit ist beispielsweise vorgesehen, dass nur ein kleiner Bereich aufschmilzt bzw. dass der zweite Unterteil nur einen im Vergleich zum ersten Unterteil geringen Materialbereich 13 umfasst. Beispielsweise ist vorgesehen, dass der Materialbereich 13 des zweiten Unterteils sehr schnell wieder erstarrt oder dass es zu gar keiner Aufschmelzung kommt bzw. dass der zweite Unterteil keinen Materialbereich 13 umfasst.
In 13 und 14 ist beispielhaft dargestellt, dass die in 10, 11, 12, 13 dargestellte Struktur 1303 derart ausgebildet ist, dass der Materialbereich 13 im flüssigen Aggregatzustand geometrisch selbstbegrenzend ist.
Außerdem ist beispielsweise auch vorgesehen, dass die Struktur 1303 in der weiteren Ebene 1307 im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu der Zugangsöffnung 11 und/oder zum Massenmittelpunkt des erstarrten Materialbereichs 13 und/oder zu dem absorbierenden Teil 21 des Substrats 3 oder der Kappe 7 und/oder ringförmig ausgebildet ist.
Beispielsweise ist vorgesehen, dass die Struktur 1303 durch Ätzen eines lokalen Rings in dem Substrat 3 oder in der Kappe ausgebildet wird. Dies ist beispielhaft in 12 dargestellt. Alternativ oder zusätzlich ist auch vorgesehen, dass die Struktur 1303 durch aufbringen eines ersten Substratteils des Substrats 3 bzw. eines ersten Kappenteils der Kappe 7 auf einen zweiten Substratteil des Substrats 3 bzw. auf einen zweiten Kappenteil der Kappe 7 ausgebildet wird. Beispielsweise sind erfindungsgemäß mehrere Abscheideprozesse und/oder Aufwachsprozesse und/oder Strukturierprozesse zur Ausbildung der Struktur 1303 vorgesehen.
Schließlich ist beispielsweise auch vorgesehen, dass eine maximale Erstreckung 1309 der Struktur 1303 in einer sich im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche 1301 erstreckenden dritten Ebene 1311 im Wesentlichen maximal sechsmal so weit oder maximal fünfmal so weit oder maximal viermal so weit oder maximal dreimal so weit oder maximal doppelt so weit von einem Mittelpunkt 1313 des Zugangskanals 11 in der dritten Ebene 1311 beabstandet ausgebildet ist als eine maximale Erstreckung 1315 des Zugangskanals 11 in der dritten Ebene 3011 von dem Mittelpunkt 1313 beabstandet ausgebildet ist. Dies ist beispielhaft in 11 dargestellt. Beispielsweise ist alternativ oder zusätzlich auch vorgesehen, dass der mittlere Durchmesser der Erhöhung bzw. der Struktur 1303 im Vergleich zum mittleren Durchmesser des Zugangslochs bzw. der Zugangsöffnung 11 in einem Verhältnis kleiner als 5:1 ausgebildet ist. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass nach dem Aufschmelz- und Erstarrungsprozess der höchste Punkt der Erhöhung bzw. der Materialbereich 13 unter dem Niveau der Substratoberfläche liegt bzw. nicht über die weitere Oberfläche 19 hinausragt und so in einem mechanisch geschützten Bereich liegt bzw. angeordnet ist.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauelements im Vergleich zum Stand der Technik sind:

– Das erstarrte Material bzw. der erstarrte Materialbereich 13 ist oberhalb der Oberfläche 1301 angeordnet bzw. sitzt auf der Erhöhung, also auf einer Art Säule. Hierbei können thermische Spannungen beim Abkühlvorgang sehr gut reduziert werden, es entsteht bezüglich der inneren Spannung eine sehr stabile Anordnung. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass im Bereich der verschlossenen Zugangsöffnung 11 auftretende mechanische Spannungen über elastische Verformung der bei verschlossener Zugangsöffnung 11 verbleibenden Reste der Struktur 1303 abgebaut bzw. in weiter von der Zugangsöffnung 11 entfernte Bereiche des Substrats 3 oder der Kappe 7 umgeleitet werden können.
– Über dem Zugangsloch bzw. der Zugangsöffnung 11 entsteht keine oder nur eine kleine kegelförmige Spitze. Primär entsteht eine Kugel. Je nach Anordnung kann zusätzlich erreicht werden, dass der höchste Punkt der Kugel unterhalb der Oberfläche des Substrats liegt bzw. unterhalb der weiteren Oberfläche 19 angeordnet ist und somit in einem mechanisch geschützten Bereich liegt.
– Die Aufschmelzzone bzw. der Materialbereich 13 wird durch die Anordnung der Erhöhung definiert. Das System reagiert auf kleine Positionsungenauigkeiten des Lasers nicht bzw. weniger als aus dem Stand der Technik bekannte Systeme. Es wird ein stabileres System und eine einfachere automatische Defekterkennung möglich.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2015/120939 A1 [0002, 0003, 0004]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Bauelements (1) mit einem Substrat (3) und mit einer mit dem Substrat (3) verbundenen und mit dem Substrat (3) eine erste Kaverne (5) umschließenden Kappe (7), wobei in der ersten Kaverne (5) ein erster Druck herrscht und ein erstes Gasgemisch mit einer ersten chemischen Zusammensetzung eingeschlossen ist, wobei – in einem ersten Verfahrensschritt (101) eine die erste Kaverne (5) mit einer Umgebung (9) des mikromechanischen Bauelements (1) verbindende Zugangsöffnung (11) in dem Substrat (3) oder in der Kappe (7) ausgebildet wird, wobei – in einem zweiten Verfahrensschritt (102) der erste Druck und/oder die erste chemische Zusammensetzung in der ersten Kaverne (5) eingestellt wird, wobei – in einem dritten Verfahrensschritt (103) die Zugangsöffnung (11) durch Einbringen von Energie oder Wärme in einen absorbierenden Teil (21) des Substrats (3) oder der Kappe (7) mithilfe eines Lasers verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass – in einem vierten Verfahrensschritt (104) eine gegenüber einer der ersten Kaverne (5) abgewandten Oberfläche (1301) des Substrats (3) oder der Kappe (7) erhabene und im Bereich der Zugangsöffnung (11) angeordnete Struktur (1303) zum Bereitstellen eines im dritten Verfahrensschritt (103) in einen flüssigen Aggregatzustand umgewandelten Materialbereichs (13) des Substrats (3) oder der Kappe (7) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kappe (7) mit dem Substrat (3) eine zweite Kaverne umschließt, wobei in der zweiten Kaverne ein zweiter Druck herrscht und ein zweites Gasgemisch mit einer zweiten chemischen Zusammensetzung eingeschlossen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Struktur (1303) derart ausgebildet wird, dass der nach dem dritten Verfahrensschritt (103) erstarrte Materialbereich (13) zwischen einer sich im Wesentlichen entlang einer der ersten Kaverne (5) abgewandten weiteren Oberfläche (19) des Substrats (3) oder der Kappe (7) erstreckenden Ebene (1305) und der ersten Kaverne (5) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Struktur (1303) derart ausgebildet wird, dass der nach dem dritten Verfahrensschritt (103) erstarrte Materialbereich (13) zwischen einer sich im Wesentlichen entlang einer der ersten Kaverne (5) abgewandten weiteren Oberfläche (19) des Substrats (3) oder der Kappe (7) erstreckenden Ebene (1305) und einer sich im Wesentlichen entlang der Oberfläche (1301) erstreckenden weiteren Ebene (1307) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Struktur (1303) derart ausgebildet wird, dass eine erste Fläche einer Projektion der Struktur (1303) auf eine sich im Wesentlichen entlang der Oberfläche (1301) erstreckenden weiteren Ebene (1307) kleiner als eine zweite Fläche einer Projektion des erstarrten Materialbereichs (13) auf die weitere Ebene (1307) und/oder kleiner als eine dritte Fläche einer Projektion des absorbierenden Teils (21) des Substrats (3) oder der Kappe (7) auf die weitere Ebene (1307) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Struktur (1303) in einer sich im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche (1301) erstreckenden weiteren Ebene (1307) im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu der Zugangsöffnung (11) und/oder zum Massenmittelpunkt des erstarrten Materialbereichs (13) und/oder zu dem absorbierenden Teil (21) des Substrats (3) oder der Kappe (7) und/oder ringförmig ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine maximale Erstreckung (1309) der Struktur (1303) in einer sich im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche (1301) erstreckenden dritten Ebene (1311) im Wesentlichen maximal sechsmal so weit oder maximal fünfmal so weit oder maximal viermal so weit oder maximal dreimal so weit oder maximal doppelt so weit von einem Mittelpunkt (1313) des Zugangskanals (11) in der dritten Ebene (1311) beabstandet ausgebildet wird als eine maximale Erstreckung (1315) des Zugangskanals (11) in der dritten Ebene (3011) von dem Mittelpunkt (1313) beabstandet ausgebildet wird.
Mikromechanisches Bauelement (1) mit einem Substrat (3) und mit einer mit dem Substrat (3) verbundenen und mit dem Substrat (3) eine erste Kaverne (5) umschließenden Kappe (7), wobei in der ersten Kaverne (5) ein erster Druck herrscht und ein erstes Gasgemisch mit einer ersten chemischen Zusammensetzung eingeschlossen ist, wobei das Substrat (3) oder die Kappe (7) eine verschlossene Zugangsöffnung (11) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (3) oder die Kappe (7) eine gegenüber einer der ersten Kaverne (5) abgewandten Oberfläche (1301) des Substrats (3) oder der Kappe (7) erhabene und im Bereich der Zugangsöffnung (11) angeordnete Struktur (1303) zum Bereitstellen eines während eines Verschließens der Zugangsöffnung (11) in einen flüssigen Aggregatzustand umgewandelten Materialbereichs (13) des Substrats (3) oder der Kappe (7) umfasst.
Mikromechanisches Bauelement (1) nach Anspruch 8, wobei die Kappe (7) mit dem Substrat (3) eine zweite Kaverne umschließt, wobei in der zweiten Kaverne ein zweiter Druck herrscht und ein zweites Gasgemisch mit einer zweiten chemischen Zusammensetzung eingeschlossen ist.
Mikromechanisches Bauelement (1) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der erste Druck geringer als der zweite Druck ist, wobei in der ersten Kaverne (5) eine erste Sensoreinheit zur Drehratenmessung und in der zweiten Kaverne eine zweite Sensoreinheit zur Beschleunigungsmessung angeordnet ist.