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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine mikromechanische Drucksensorvorrichtung und eine entsprechende mikromechanische Drucksensorvorrichtung.
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Stand der Technik
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Drucksensoren basierend auf einer MEMS Technologie können kapazitive Strukturen und/oder Membrane die parallel zu einer Chipvorderseite verlaufen umfassen. Ein Downsizing bzw. Reduzierung derartiger Drucksensoren stellt eine Herausforderung in der Forschung und Entwicklung dar.
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Drucksensoren mit parallelen Detektionsstrukturen belegen insbesondere bis zu mehr als 70% der Chipfläche. Um diese Detektionsstrukturen zu verkleinern ist insbesondere auch eine Reduzierung entsprechender Schichtdicken erforderlich. Allerdings gestaltet sich eine Schichtdickenreduzierung in den entsprechenden Membranen als schwierig, da eine kleinere Membran eine reduzierte Sensitivität aufweisen kann. Dies kann insbesondere dazu führen, dass derartige Drucksensoren nicht den Sensitivitätsanforderungen eines ASIC oder einer entsprechenden Auswerteschaltung genügen.
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Ferner müssen die Membrangrößen bzw. die Strukturen der Drucksensoren anwendungsspezifisch variiert werden. Dies hat zur Folge, dass für Drucksensoren mit einem breiten Anwendungsspektrum komplexe und aufwendige Verfahren notwendig sind.
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Die
EP 0 515 416 B1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines integrierbaren, kapazitiven Drucksensors.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft ein Herstellungsverfahren für eine mikromechanische Drucksensorvorrichtung nach Anspruch 1 und eine entsprechende mikromechanische Drucksensorvorrichtung nach Anspruch 9.
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Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Vorteile der Erfindung
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Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee liegt darin, durch das hier beschriebene Verfahren insbesondere druckempfindliche kapazitive Kondensatorstrukturen auf Substratlevel bereitzustellen. Die druckempfindliche kapazitive Kondensatorstruktur bzw. Membranstruktur verläuft hierbei quer insbesondere senkrecht zu der Vorderseite des Substrats. Hierdurch umfasst die hier beschriebene mikromechanische Drucksensorvorrichtung insbesondere eine oder eine Vielzahl von druckempfindlichen kapazitiven Kondensatorstrukturen, die quer insbesondere senkrecht zu der Vorderseite des Substrats verlaufenden. Hierdurch ist die hier hergestellte bzw. bereitgestellte mikromechanische Drucksensoranordnung insbesondere platzsparend.
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Mit anderen Worten ist ein zum Herstellen der mikromechanischen Drucksensorvorrichtung erforderlicher Platz auf Substratlevel entsprechend reduziert. Ferner hängt bei dem hier beschriebenen Verfahren als auch der entsprechenden mikromechanischen Drucksensorvorrichtung eine Sensitivität der druckempfindliche kapazitive Kondensatorstruktur insbesondere von einer lateralen lithographischen Genauigkeit des Verfahrens ab, so dass sehr kleine mikromechanische Drucksensorvorrichtungen hergestellt bzw. bereitgestellt werden können. Ferner ist die hier beschriebene mikromechanische Drucksensorvorrichtung energieeffizient aufgrund des kapazitiven Prinzips.
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Durch das Bereitstellen eines Vakuums zwischen der hier hergestellten druckempfindlichen kapazitiven Kondensatorstruktur und den zumindest einen Druckzugang für die druckempfindliche kapazitive Kondensatorstruktur ist die hier beschriebene mikromechanische Drucksensorvorrichtung insbesondere stabil gegen mechanischen Stress insbesondere innerhalb der mikromechanischen Drucksensorvorrichtung, der durch eine Aufbau- und Verbindungstechnik oder im Betrieb entstehen kann.
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Ferner können durch die hier beschriebene mikromechanische Drucksensorvorrichtung unterschiedliche Druckbereiche gemessen werden, wobei eine räumliche Dimensionierung der mikromechanischen Drucksensorvorrichtung nicht variiert werden muss. Hierdurch resultiert ein einheitlicher Fingerprint, welcher beispielsweise für eine ganze Chipgeneration verwendet werden kann.
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Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung wird im Schritt A des Herstellungsverfahrens ein Substrat mit zumindest einem ersten bis einem vierten Graben bereitgestellt. Der zumindest erste bis vierte Graben verläuft ausgehend von einer Vorderseite des Substrats parallel zueinander, wobei der zumindest erste bis vierte Graben einen Abstand zueinander aufweisen. Ferner verlaufen die hier beschriebenen Gräben quer, insbesondere senkrecht, zu der Vorderseite des Substrats. Der zumindest erste bis vierte Graben überschneiden sich nicht im Substrat.
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Im Schritt B wird eine Schicht auf die Vorderseite des Substrats abgeschieden, wobei der zumindest erste bis vierte Graben verschlossen wird. Durch das Strukturieren der Schicht werden in der Schicht Kontaktstrukturen oberhalb des zweiten und vierten Grabens ausgebildet. Die Kontaktstrukturen sind frei von einem Material der Schicht und legen den zweiten und vierten Graben ausgehend von einer der Vorderseite des Substrats abgewandten Fläche der Schicht frei. Insbesondere sind die Kontaktstrukturen in lateraler Richtung von dem angrenzenden ersten Graben und dritten Graben seitlich begrenzt und ragen nicht in Bereiche des ersten und dritten Grabens hinein.
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Im Schritt C werden die von nach außen frei stehenden Seitenflächen der Kontaktstrukturen sowie des zweiten und vierten Grabens zumindest bereichsweise oxidiert. Hierbei bildet sich eine elektrisch isolierende Schicht aus, die die Seitenflächen und die entsprechenden Kontaktstrukturen überzieht. Ferner werden die Kontaktstrukturen sowie der zweite und vierte Graben während des Schritts C nicht verschlossen. Insbesondere kann das zumindest bereichsweise Oxidieren an einem Silizium-Substrat durchgeführt werden. Hierbei bildet sich den entsprechenden Seitenflächen Siliziumdioxid aus. Alternativ können die Kontaktstrukturen sowie der zweite und vierte Graben mit einer dielektrischen Schicht beschichtet werden. Hierzu können beispielsweise Aluminiumoxid, Hafniumdioxid oder nitridische Schicht verwendet werden.
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Im Schritt D wird ein erstes metallisches Kontaktierungsmaterial abgeschieden und strukturiert. Hierbei werden die Kontaktstrukturen zumindest bereichsweise mit dem ersten metallischen Kontaktierungsmaterial befüllt. Das erste metallische Kontaktierungsmaterial kann hierbei insbesondere an der Vorderseite des Substrats bündig abschließen. Das erste metallische Kontaktierungsmaterial wird derart strukturiert, dass oberhalb des zweiten und vierten Grabens insbesondere Elektroden ausgebildet werden. Die Elektroden dienen insbesondere zum späteren Kontaktieren einer druckempfindlichen kapazitiven Kondensatorstruktur. Ferner werden insbesondere Bondpads sowie metallische Leiterbahnen auf einer der Vorderseite des Substrats abgewandten Seite der Schicht ausgebildet. Die metallischen Leiterbahnen können insbesondere elektrisch isoliert voneinander die Bondpads mit den Elektroden des zweiten und vierten Grabens miteinander verbinden. Das heißt, dass die Kontaktstruktur oberhalb des zweiten Grabens von der Kontaktstruktur oberhalb des vierten Grabens elektrisch isoliert voneinander hergestellt werden. Die metallischen Leitbahnen im Schritt D und mit denen verbundenen Bondpads sind mit Leitbahnen außerhalb des Chipbereiches verbunden, damit das erste metallische Kontaktierungsmaterial auf einem gleichen Elektropotential bleibt. Nach dem Galvanischen Prozess im Schritt F werden die Leitbahnen außerhalb des Chipbereiches entfernt, somit die Leiterbahnen innerhalb des Chipbereiches elektrisch nicht miteinander in Kontakt stehen.
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Im Schritt E werden der zweite Graben und der vierte Graben von einer Rückseite des Substrats geöffnet. Insbesondere kann dieses Öffnen durch ein Trench-Ätzen erfolgen. Der zweite Graben und der vierte Graben durchlaufen somit vollständig das Substrat von der Vorderseite bis zu der Rückseite des Substrats. Die im Schritt B abgeschiedene Schicht kann insbesondere als tragende bzw. stabilisierende Schicht verstanden werden.
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Im Schritt F wird über die Rückseite des Substrats in den zweiten und vierten Graben ein zweites metallisches Kontaktierungsmaterial galvanisch abgeschieden. Hierbei wird das zweite metallische Kontaktierungsmaterial an den oxidierten Seitenflächen abgeschieden, wodurch eine druckempfindliche kapazitive Kondensatorstruktur ausgebildet wird. Für das zweite metallische Kontaktierungselement kann beispielsweise Nickel, Kupfer, Gold oder ein anderes geeignetes Edelmetall verwendet werden.
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Mit anderen Worten umfasst die hier beschriebene druckempfindliche kapazitive Kondensatorstruktur insbesondere den zweiten und den vierten Graben, wobei zwischen dem zweiten Graben und dem vierten Graben der dritte Graben ausgebildet wird. In dem dritten Graben wird im Schritt B des Herstellungsverfahrens ein Vakuum ausgebildet. So lässt sich durch das hier beschriebene Herstellungsverfahren die druckempfindliche kapazitive Kondensatorstruktur in vertikaler Richtung zu der Vorderseite des Substrats ausbilden.
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Im Schritt G wird der erste Graben von der Vorderseite des Substrats geöffnet, wobei ein Druckzugang für die druckempfindliche kapazitive Kondensatorstruktur ausgebildet wird. Über den Druckzugang kann insbesondere ein Gas in den ersten Graben gelangen, wobei durch das in den ersten Graben eintretende Gas das Vakuum im dritten Graben verformt wird, wodurch eine an der druckempfindlichen kapazitiven Kondensatorstruktur eine Strom-/Spannungsänderung messbar wird. Ferner kann insbesondere an den Bondpads bzw. den Elektroden die Strom- bzw. Spannungsänderung an der druckempfindlichen kapazitiven Kondensatorstruktur abgegriffen werden. Durch die Strom-/Spannungsänderung kann auf den Druck beispielsweise im ersten Graben rückgeschlossen werden. Ferner kann der hier beschriebene Druckzugang zum Ausgleich von mechanischem Stress von der Aufbau- und Verbindungstechnik und/oder während des Betriebs der hier hergestellten mikromechanischen Drucksensorvorrichtung eingesetzt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird für das Ausbilden der zumindest ersten bis vierten Gräben ein N-Gitter auf der Vorderseite des Substrats implementiert. Das Implementieren des N-Gitters kann insbesondere durch Bereitstellen eines porösen Siliziums begünstigt werden, so dass beim Abscheiden der Schicht ein Material der Schicht nicht in den zumindest ersten bis vierten Graben abgeschieden wird. Ferner begünstigt das N-Gitter das Ausbilden eines hermetisch verschlossenen Vakuums in dem dritten Graben.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird für das Substrat ein poröses Silizium verwendet. So lässt sich auf einfache Art und Weise der zumindest erste bis vierte Graben in dem Substrat ausbilden. Zum Ausbilden der hier beschriebenen Gräben kann insbesondere das APSM(Advanced Porous Silicon Membrane)-Verfahren zumindest teilweise eingesetzt werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird eine Auswerteelektronik, beispielsweise CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor; sich ergänzender Metall-Oxid-Halbleiter), und/oder ein bipolarer Prozessor auf Substratlevel integriert. Beispielsweise kann das hier beschriebene Substrat bereits vor Ausbilden der hier beschriebenen Gräben die Auswerteelektronik und/oder den bipolaren Prozessor umfassen. So lässt sich auf Substratlevel die mikromechanische Drucksensorvorrichtung mit der Auswerteelektronik bereitstellen, wobei auf aufwändige Wafer-Wafer-Bondverfahren verzichtet werden kann.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird für die Schicht ein einkristallines Silizium verwendet. Durch das einkristalline Silizium lassen sich der zumindest erste bis vierte Graben hermetisch verschließen. Ferner begünstigen die materialspezifischen Eigenschaften von einkristallinem Silizium die Sensitivität der mikromechanischen Drucksensorvorrichtung. Das einkristalline Silizium kann insbesondere besonders homogen abgeschieden werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden die zumindest bereichsweisen oxidierten Seitenflächen zum Abscheiden des ersten metallischen Kontaktierungsmaterials und des zweiten metallischen Kontaktierungsmaterials verwendet. So lassen sich das erste metallische Kontaktierungsmaterial und das zweite metallische Kontaktierungsmaterial auf vorbestimmten Bereichen zum Herstellen der druckempfindlichen kapazitiven Kondensatorstruktur definiert abscheiden, wobei ein Abscheiden des ersten metallischen Kontaktierungsmaterial in den zweiten und vierten Graben insbesondere durch kleinere Öffnungsdurchmesser verhindert werden kann.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden beim Abscheiden und Strukturieren des ersten metallischen Kontaktierungsmaterials zumindest bereichsweise die metallischen Leiterbahnen ausgebildet und die metallischen Leiterbahnen werden zum galvanischen Abscheiden des zweiten metallischen Kontaktierungsmaterials verwendet. So lässt sich auf Basis der metallischen Leiterbahnen gleichzeitig eine Vielzahl von mikromechanischen Drucksensorvorrichtungen auf dem Substrat herstellen. Ferner lässt sich ein gleichzeitiges galvanisches Abscheiden des zweiten metallischen Kontaktierungsmaterials einfach und energieeffizient realisieren.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden die metallischen Leiterbahnen nach dem galvanischen Abscheiden des zweiten metallischen Kontaktierungsmaterials zumindest bereichsweise entfernt. So lassen sich einzelne mikromechanische Drucksensorvorrichtungen in Form von einzelnen Sensoren voneinander trennen ohne dass zusätzlich die metallischen Leiterbahnen durchtrennt werden müssen.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine mikromechanische Drucksensorvorrichtung bereitgestellt. Die mikromechanische Drucksensorvorrichtung umfasst ein Substrat mit zumindest einem ersten bis einem vierten Graben, wobei der zumindest erste bis vierte Graben ausgehend von einer Vorderseite des Substrats parallel zueinander verlaufen, wobei in dem dritten Graben ein Vakuum ausgebildet ist. Der zweite Graben und der vierte Graben durchdringen das Substrat und weisen ein zweites metallisches Kontaktierungsmaterial auf. Mittels Elektroden, die mit dem zweiten metallischen Kontaktierungsmaterial des ersten Grabens und des vierten Grabens zumindest bereichsweise in Kontakt stehen, ist eine Druckänderung in dem ersten Graben kapazitiv messbar.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ragen die Elektroden des zweiten Grabens und des vierten Grabens zumindest bereichsweise in den zweiten und vierten Graben hinein und stehen mit dem zweiten metallischen Kontaktierungsmaterial in Kontakt. So lässt sich die druckempfindliche kapazitive Kondensatorstruktur vor äußeren Einflüssen schützen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kompensiert der erste Graben ein im Betrieb entstehenden mechanischen Stress und/oder fungiert als Druckzugang. Neben der Funktion des ersten Grabens als Druckzugang ist dieser zusätzlich in der Lage, mechanische Spannungen zu reduzieren bzw. zu kompensieren. Somit lassen sich dem ersten Graben zwei Funktionen zuordnen.
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Die Merkmale des hier beschriebenen Herstellungsverfahrens für die mikromechanische Drucksensorvorrichtung sind auch für die entsprechende mikromechanische Drucksensorvorrichtung offenbart sowie umgekehrt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren erläutert.
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Es zeigen:
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1A–8A schematische Querschnittsansichten zum Erläutern eines Herstellungsverfahrens für eine mikromechanische Drucksensorvorrichtung und eine entsprechende mikromechanische Drucksensorvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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1B, 3B–5B, 7B und 8B schematische Aufsichten korrespondierend zu den entsprechenden 1A, 3A–5A, 7A und 8A;
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4A’, 4B’, 7A’ schematische Vergrößerungen zu den entsprechenden 4A und 7A;
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9 eine schematische Aufsicht zum Erläutern einer mikromechanischen Drucksensorvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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10A–13A schematische Querschnittsansichten zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen eines exemplarischen ersten Grabens und eines exemplarischen zweiten Grabens basierend auf einer APSM-Technologie, wobei 10B–13B entsprechende Aufsichten der 10A–13A sind.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
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Die in den Figuren gezeigten Schritte des Herstellungsverfahrens für eine mikromechanische Drucksensorvorrichtung zeigen zumindest einen ersten bis fünften Graben G1; G2; G3; G4; G5. Dies soll als eine weitere Ausführungsform der mikromechanischen Drucksensorvorrichtung verstanden werden. Durch das symmetrische Ausbilden des ersten Grabens G1 und des fünften Grabens G5 kann insbesondere eine homogenere Druckmessung durchgeführt werden. Ferner kann ein mechanischer Stress während des Betriebs der mikromechanischen Drucksensorvorrichtung homogener ausgeglichen werden.
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1A–8A sind schematische Querschnittsansichten zum Erläutern eines Herstellungsverfahrens für eine mikromechanische Drucksensorvorrichtung und eine entsprechende mikromechanische Drucksensorvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
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In 1A bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Substrat mit zumindest einem ersten bis einem fünften Graben G1; G2; G3; G4; G5. Die Gräben G1; G2; G3; G4; G5 verlaufen ausgehend von einer Vorderseite V1 des Substrats 1 parallel zueinander. Wie in 1A und 1B gezeigt, sind der zumindest erste bis fünfte Graben G1; G2; G3; G4; G5 von der Vorderseite V1 des Substrats 1 frei zugänglich. Auf der Vorderseite V1 des Substrats 1 kann insbesondere ein N-Gitter N1 implementiert sein (siehe 10A–13A).
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In 2A bezeichnet Bezugszeichen 1 ein alternatives Substrat 1‘, welches an seiner Vorderseite eine Auswerteelektronik A1 aufweist. Alternativ kann die Auswerteelektronik A1 mit einem bipolaren Prozessor A1’ kombiniert werden oder durch den bipolaren Prozessor A1‘ ersetzt werden.
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Wie in 3A und 3B gezeigt, wird auf die Vorderseite V1 des Substrats 1 eine Schicht S1 abgeschieden. Hierbei werden der zumindest erste bis fünfte Graben G1; G2; G3; G4; G5 verschlossen. Unter Verschließen kann im vorliegenden Zusammenhang auch ein hermetisches Verschließen des zumindest ersten bis fünften Grabens G1; G2; G3; G4; G5 verstanden werden.
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Wie in 4A und 4B gezeigt, wird die Schicht S1 strukturiert, wobei in der Schicht S1 Kontaktstrukturen 20; 30 oberhalb des zweiten und des vierten Grabens G2; G4 ausgebildet werden.
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4A’ ist eine entsprechende Vergrößerung der 4A. Wie in 4A’ gezeigt, werden die Kontaktstrukturen 20; 30 derart oberhalb des zweiten und vierten Grabens G2; G4 ausgebildet, dass die Kontaktstrukturen 20; 30 nicht in den ersten Graben G1, dritten Graben G3 und den fünften Graben G5 reichen.
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4B’ zeigt eine weitere Vergrößerung der 4A’ (dargestellt durch den ovalen Kreis im Bereich des vierten Grabens G4 der 4A’).
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4B’ zeigt eine entsprechend nach außen freistehenden Seitenflächen 40 der Kontaktstrukturen 20; 30 sowie des zweiten und vierten Grabens G2; G4. Beispielsweise kann die entstehende Oxidschicht an den Seitenflächen 40 der Kontaktstrukturen 20; 30 sowie des zweiten und vierten Grabens G2; G4 ein Siliziumdioxid sein.
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Wie in 5A gezeigt wird ein erstes metallisches Kontaktierungsmaterial M1 abgeschieden und strukturiert. Hierbei werden die Kontaktstrukturen 20; 30 zumindest bereichsweise mit dem ersten metallischen Kontaktierungsmaterial M1 befüllt.
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Wie in 5A und 5B gezeigt, werden nach Abscheiden des ersten metallischen Kontaktierungsmaterials M1 zumindest bereichsweise metallische Leiterbahnen LB1 ausgebildet, wobei die metallischen Leiterbahnen LB1 zum späteren galvanischen Abscheiden eines zweiten metallischen Kontaktierungsmaterials M2 verwendet werden können. Ferner werden während des Strukturierens des ersten metallischen Kontaktierungsmaterials M1 Bondpads P1 und Elektroden E2; E4 auf der Schicht S1 ausgebildet. Die Leiterbahnen LB1 sind voneinander elektrisch isoliert und kontaktieren jeweils die Elektroden E2; E4, die beim Strukturieren des ersten metallischen Kontaktierungsmaterials M1 hergestellt werden.
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Wie in 6A gezeigt, werden der zweite Graben G2 und der vierte Graben G4 von einer Rückseite R1 des Substrats 1 geöffnet. Dies kann insbesondere durch ein Trench-Ätzen erfolgen. Mit anderen Worten bleiben der erste Graben G1, der dritte Graben G3 und der fünfte Graben G5 verschlossen bzw. weisen ein Vakuum auf.
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Wie in 7A bzw. 7A’ gezeigt, wird ein zweites metallisches Kontaktierungsmaterial M2 über die Rückseite R1 des Substrats 1 in den zweiten und vierten Graben G2; G4 galvanisch abgeschieden. Hierbei wird das zweite metallische Kontaktierungsmaterial M2 an den oxidierten Seitenflächen 40 abgeschieden (siehe auch 4B’), wodurch eine druckempfindliche kapazitive Kondensatorstruktur K1 ausgebildet wird.
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Wie in 7B gezeigt, sind die Kontaktstrukturen 20; 30 des zweiten Grabens bzw. des vierten Grabens G4 elektrisch voneinander getrennt.
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Wie in 8A gezeigt, werden der erste Graben G1 und der fünfte Graben G5 von der Vorderseite V1 des Substrats 1 geöffnet, wobei Druckzugänge D1; D5 für die druckempfindliche kapazitive Kondensatorstruktur K1 ausgebildet werden.
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Wie in 8B gezeigt, verlaufen die entsprechenden Druckzugänge D1; D5 oberhalb des ersten Grabens G1 und des fünften Grabens G5 und parallel beabstandet zu der druckempfindlichen kapazitiven Kondensatorstruktur K1, wobei sich die druckempfindliche kapazitive Kondensatorstruktur K1 zwischen den Druckzugängen D1; D5 befindet.
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9 ist eine schematische Aufsicht zum Erläutern einer mikromechanischen Drucksensorvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 9 gezeigt, weist die mikromechanische Drucksensorvorrichtung 100 vier in Reihe geschaltete druckempfindliche kapazitive Kondensatorstrukturen K1; K2; K3; K4 auf. Die vier in Reihe geschaltete druckempfindliche kapazitive Kondensatorstrukturen K1; K2; K3; K4 umfassen jeweils entsprechende Druckzugänge D1; D5.
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Es versteht sich von selbst, dass das hier beschriebene Herstellungsverfahren insbesondere zum Herstellen von mikromechanischen Drucksensorvorrichtungen mit einer Vielzahl von in Reihe und/oder parallel geschalteten druckempfindlichen kapazitiven Kondensatorstrukturen verwendet werden kann.
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10A–13A sind schematische Querschnittsansichten zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen eines exemplarischen ersten Grabens und eines exemplarischen zweiten Grabens basierend auf einer APSM-Technologie gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 10B–13B entsprechende Aufsichten der 10A–13A sind.
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10A zeigt ein Substrat 1 mit einer Vorderseite V1, wobei auf der Vorderseite V1 das N-Gitter N1 implementiert wurde.
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Zum Bereitstellen des ersten Grabens G1 und des zweiten Grabens G2 wird die Vorderseite entsprechend vorstrukturiert (Einkerbungen 60), so dass wie in 12A gezeigt mittels Anodisieren makroskopische Poren bzw. Gräben quer bzw. insbesondere senkrecht zur Vorderseite V1 des Substrats entstehen. Hierbei können insbesondere Materialrückstände 70 des Substrats 1 verbleiben.
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Wie in 13A gezeigt können diese Materialrückstände 70, wenn diese Materialrückstände 70‘ dünn genug sind durch Oxidation oder, entsprechend durch Sintern entfernt werden (siehe Übergang von 13A zu 14A). Hierbei bleiben allerdings Bereiche mit Materialrückständen 70, die entsprechende Wanddicken aufweisen, verschont und bilden den ersten Graben G1 und den zweiten G2 aus.
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Wie in 14A gezeigt, umfasst das Substrat 1, welches für das hier beschriebene Herstellungsverfahren für die mikromechanische Drucksensorvorrichtung 100 bereitgestellt wird, das N-Gitter N1 sowie exemplarisch dargestellt den ersten Graben G1 und den zweiten Graben G2. Die 10B bis 14B zeigen entsprechende Aufsichten der schematischen Seitendarstellungen.
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Mit anderen Worten basiert das Herstellen der Gräben insbesondere auf dem ASPM-Verfahren.
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Mit der hier beschriebenen mikromechanischen Sensorvorrichtung kann insbesondere ein Druck um etwa 1000 Millibar gemessen werden. Dieser Druckbereich ist insbesondere für Kundenapplikationen interessant.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt. Insbesondere sind die genannten Materialien und Topologien nur beispielhaft und nicht auf die erläuterten Beispiele beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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