DE102016106117A1

DE102016106117A1 - Capacitive pressure sensor

Info

Publication number: DE102016106117A1
Application number: DE102016106117.4A
Authority: DE
Inventors: Timo Kober; Benjamin Lemke; Rafael Teipen; Marcus Schütz; Sergej Lopatin
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2017-10-05

Abstract

Es ist ein kostengünstig in großen Stückzahlen herstellbarer und elektrisch durch Drahtbonden anschließbarer kapazitiver Drucksensor mit einem ersten zwei elektrisch leitfähige Schichten (11, 13) und eine zwischen den beiden Schichten (11, 13) angeordneten Isolationsschicht (15) aufweisenden Grundkörper (1), einer unter Einschluss einer Druckkammer (9) mit dem ersten Grundkörper (1, 3) verbundenen, mit einem Druck beaufschlagbaren, elektrisch leitfähigen Messmembran (5), einer durch einen von der Messmembran (5) beabstandeten Teilbereich der membran-zugewandten Schicht (11) gebildeten, außenseitlich allseitig von einem mit der Messmembran (5) verbundenen, vom Teilbereich beabstandeten, äußeren Rand der membran-zugewandten Schicht umgebenen Elektrode (17), die zusammen mit der Messmembran (5) einen Kondensator mit einer vom auf die Messmembran (5) einwirkenden Druck abhängigen Kapazität bildet, einem Elektrodenanschluss (25), der über eine durch die membran-abgewandte Schicht (13) und die Isolationsschicht (15) führende, einen Teilbereich der Elektrode (17) frei legende Öffnung (29) hindurch führenden elektrisch leitfähige Verbindung (27) mit der Elektrode (17) verbunden ist, und einem Membrananschluss (31), beschrieben, der sich dadurch auszeichnet, dass der Elektrodenanschluss (25) auf einer senkrecht zur Messmembran (5) verlaufenden Außenfläche der membran-zugewandten Schicht (11) angeordnet ist.It is a cost-effective producible in large quantities and electrically connectable by wire bonding capacitive pressure sensor with a first two electrically conductive layers (11, 13) and between the two layers (11, 13) arranged insulating layer (15) having base body (1) including a pressure chamber (9) connected to the first base body (1, 3), acted upon by a pressure, electrically conductive measuring membrane (5), one by a from the measuring membrane (5) spaced portion of the membrane-facing layer (11) , externally on all sides by an electrode (17) connected to the measuring diaphragm (5) and spaced from the partial area, surrounding the outer edge of the membrane-facing layer, which together with the measuring diaphragm (5) has a capacitor with a capacitor acting on the measuring diaphragm (5) Pressure-dependent capacity forms, an electrode connection (25), which has a through the membrane-facing Schi (13) and the insulating layer (15) leading, a partial region of the electrode (17) exposed opening (29) passing through electrically conductive connection (27) to the electrode (17) is connected, and a membrane connection (31), described characterized in that the electrode connection (25) is arranged on an outer surface of the membrane-facing layer (11) running perpendicular to the measuring membrane (5).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen kapazitiven Drucksensor, mit einem ersten zwei elektrisch leitfähige Schichten und eine zwischen den beiden Schichten angeordnete Isolationsschicht aufweisenden Grundkörper, einer unter Einschluss einer Druckkammer mit dem ersten Grundkörper verbundenen, mit einem Druck beaufschlagbaren, elektrisch leitfähigen Messmembran, einer durch einen von der Messmembran beabstandeten Teilbereich der membran-zugewandten Schicht gebildeten, außenseitlich allseitig von einem mit der Messmembran verbundenen, vom Teilbereich beabstandeten äußeren Rand der membran-zugewandten Schicht umgebenen Elektrode, die zusammen mit der Messmembran einen Kondensator mit einer vom auf die Messmembran einwirkenden Druck abhängigen Kapazität bildet, einem Elektrodenanschluss, der über eine durch die membran-abgewandte Schicht und die Isolationsschicht führende, einen Teilbereich der Elektrode frei legende Öffnung hindurch führenden elektrisch leitfähige Verbindung mit der Elektrode verbunden ist, und einem Membrananschluss.The present invention relates to a capacitive pressure sensor, comprising a first two electrically conductive layers and an insulator layer arranged between the two layers, an electrically conductive measuring membrane, which is connected to the first main body and encloses a pressure chamber, by means of one of the measuring diaphragm spaced portion of the membrane-facing layer formed on the outside on all sides of a connected to the measuring membrane, spaced from the portion outer edge of the membrane-facing layer electrode, which together with the measuring membrane a capacitor with a force acting on the measuring membrane pressure capacitance forms, an electrode connection, which leads through an opening leading through the membrane-remote layer and the insulating layer, a portion of the electrode exposing opening leading electrically conductive Verbindu ng connected to the electrode, and a membrane connection.

Kapazitive Drucksensoren können als Absolut-, Relativ- oder Differenzdrucksensoren ausgebildet sein und werden in der industriellen Messtechnik zur Messung von Drücken eingesetzt. Sie umfassen häufig als Halbleitersensoren oder Sensor-Chips bezeichnete Drucksensoren, die unter Verwendung von aus der Halbleitertechnologie bekannten Prozessen im Waferverband hergestellt werden können.Capacitive pressure sensors can be designed as absolute, relative or differential pressure sensors and are used in industrial measurement technology for measuring pressures. They often include pressure sensors, referred to as semiconductor sensors or sensor chips, which can be fabricated using wafer-assembly processes known in semiconductor technology.

Kapazitive Differenzdrucksensoren weisen regelmäßig zwei Grundkörper auf, zwischen denen eine Messmembran angeordnet ist. Dabei ist in jedem der beiden Grundkörper jeweils eine unter der Messmembran eingeschlossene Druckkammer vorgesehen. Im Messbetrieb wird eine Seite der Messmembran über eine Ausnehmung in einem der beiden Grundkörper mit einem ersten Druck und die andere Seite der Messmembran über eine Ausnehmung im zweiten Grundkörper mit einem zweiten Druck beaufschlagt. Hierzu werden Differenzdrucksensoren in der Regel zwischen zwei mechanisch stabilen Stützkörpern angeordnet, die jeweils mit einer Druckübertragungsleitung ausgestattet sind, deren eines Ende über die Ausnehmung im an den jeweiligen Stützkörper angrenzenden Grundkörper mit der darin eingeschlossenen Druckkammer verbunden ist und deren anderes Ende über eine daran angeschlossene Druckzufuhr, z.B. einen der Druckübertragungsleitung vorgeschalteten Druckmittler, mit einem der beiden Drücke beaufschlagt wird.Capacitive differential pressure sensors regularly have two main bodies, between which a measuring diaphragm is arranged. In each case one enclosed under the measuring diaphragm pressure chamber is provided in each of the two main body. In measuring operation, one side of the measuring diaphragm is acted upon by a recess in one of the two base bodies with a first pressure and the other side of the measuring diaphragm is acted on by a recess in the second base body with a second pressure. For this purpose, differential pressure sensors are usually arranged between two mechanically stable support bodies, which are each equipped with a pressure transmission line, one end of which is connected via the recess in the body adjacent to the respective support body with the pressure chamber enclosed therein and the other end via a pressure supply connected thereto , eg one of the pressure transmission line upstream diaphragm seal, is acted upon with one of the two pressures.

Kapazitive Halbleitersensoren weisen regelmäßig eine leitfähige Messmembran auf, die zusammen mit einer in einem der Grundkörper integrierten Elektrode einen Kondensator mit einer vom auf die Messmembran einwirkenden Druck abhängigen Kapazität bilden, die mittels einer an den Kondensator anzuschließenden Messeinrichtung bestimmt werden kann.Capacitive semiconductor sensors regularly have a conductive measuring diaphragm which, together with an electrode integrated in one of the basic bodies, forms a capacitor with a capacitance which depends on the pressure acting on the measuring diaphragm and which can be determined by means of a measuring device to be connected to the capacitor.

Ein solcher Differenzdrucksensor ist z.B. in der DE 103 93 943 B3 beschrieben. Dieser Differenzdrucksensor umfasst

– einen ersten zwei elektrisch leitfähige Schichten und eine zwischen den beiden Schichten angeordnete Isolationsschicht aufweisenden Grundkörper,
– eine unter Einschluss einer Druckkammer mit dem ersten Grundkörper verbundene, mit einem Druck beaufschlagbare, elektrisch leitfähige Messmembran,
– eine durch einen von der Messmembran beabstandeten Teilbereich der membran-zugewandten Schicht gebildeten, außenseitlich allseitig von einem mit der Messmembran verbundenen, vom Teilbereich beabstandeten, äußeren Rand der membran-zugewandten Schicht umgebene Elektrode, die zusammen mit der Messmembran einen Kondensator mit einer vom auf die Messmembran einwirkenden Druck abhängigen Kapazität bildet,
– einen Elektrodenanschluss, der über eine durch die membran-abgewandte Schicht und die Isolationsschicht führende, einen Teilbereich der Elektrode frei legende Öffnung hindurch führenden elektrisch leitfähige Verbindung mit der Elektrode verbunden ist, und
– einen Membrananschluss.

Such a differential pressure sensor is eg in the DE 103 93 943 B3 described. This differential pressure sensor includes

A first two electrically conductive layers and an insulator layer arranged between the two layers,
A pressurized, electrically conductive measuring membrane connected to the first base body, including a pressure chamber,
- Formed by a spaced from the measuring membrane portion of the membrane-facing layer, outside on all sides of a connected to the measuring membrane, spaced from the portion, outer edge of the membrane-facing layer surrounded electrode, which together with the measuring diaphragm a capacitor with a on the measuring membrane acting pressure forms dependent capacity,
An electrode connection which is connected to the electrode via a conductor which leads through the opening facing away from the membrane and the insulating layer and leads to a portion of the electrode, and
- a membrane connection.

Bei diesem Drucksensor ist für jede Elektrode eine Metallisierung auf dem Drucksensor vorgesehen, die sich von dem freiliegenden Teilbereich der Elektrode über eine Mantelfläche der Öffnung bis zu dem auf der membran-abgewandten Stirnseite des jeweiligen Grundkörpers vorgesehenen Elektrodenanschluss erstreckt.In this pressure sensor, a metallization on the pressure sensor is provided for each electrode, which extends from the exposed portion of the electrode over a lateral surface of the opening to the provided on the membrane-remote end side of the respective body electrode connection.

Der elektrische Anschluss der Messmembran erfolgt über eine auf die Außenseiten des Drucksensors aufgebrachte metallische Beschichtung, die sich über die Außenflächen der Messmembran, des Randes der membran-zugewandten Schicht und der membran-abgewandten Schichten erstreckt und die zur elektrischen Abschirmung der Elektroden gegenüber der Umgebung des Differenzdrucksensors an ein Bezugspotential angeschlossen wird. Eine Beschichtung von Außenseiten von im Waferverband hergestellten Drucksensoren ist jedoch nur nachträglich, nach dem Vereinzeln der Drucksensoren möglich. Das Beschichten jedes einzelnen Drucksensors ist aufwendig und im Vergleich zu kostengünstiger im Waferverband ausführbaren Prozessen weniger präzise. Darüber hinaus müssen bei einer Anordnung dieses Differenzdrucksensors zwischen zwei mit Druckübertragungsleitungen ausgestatteten Stützkörpern besondere Vorkehrungen getroffen werden, um die Kontaktierung der auf den gegenüberliegenden Stirnseiten des Sensors vorgesehenen Elektrodenanschlüsse zu ermöglichen.The electrical connection of the measuring diaphragm takes place via a metallic coating which is applied to the outer sides of the pressure sensor and which extends over the outer surfaces of the measuring diaphragm, the edge of the membrane-facing layer and the layers facing away from the membrane and which serves to electrically shield the electrodes from the surroundings of the diaphragm Differential pressure sensor is connected to a reference potential. However, a coating of outsides of pressure sensors produced in the wafer assembly is only possible later, after the separation of the pressure sensors. The coating of each individual pressure sensor is complicated and less precise compared to cost-effective executable in wafer assembly processes. In addition, in an arrangement of this differential pressure sensor between two with pressure transmission lines equipped support bodies special precautions are taken to allow the contacting of the provided on the opposite end faces of the sensor electrode terminals.

Ein insoweit besser geeigneter Differenzdrucksensor mit einer zwischen zwei jeweils zwei durch eine Isolationsschicht gegeneinander isolierte leitfähige Schichten umfassenden Grundkörpern angeordneten leitfähigen Messmembran ist in der am 30.10.2014 eingereichten noch unveröffentlichen deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen DE 10 2014 11 5803.2 beschrieben. Dieser Differenzdrucksensor umfasst eine Außenseite, auf der für jeden der Anschlüsse jeweils eine zu der Außenseite und einer der Stirnseiten des Drucksensors hin geöffnete Aussparung in einem der Grundkörper vorgesehen ist, in der der jeweilige Anschluss auf einer senkrecht zur Messmembran verlaufenden Außenfläche der von der membran-abgewandten Schicht angeordnet ist. Dabei sind die Elektrodenanschlüsse jeweils als Teilbereich einer Metallisierung ausgebildet, die sich von der die zugehörige Aussparung begrenzenden Außenfläche der membran-abgewandten Schicht über eine Stirnseite des jeweiligen Grundkörpers und eine Mantelfläche einer einen Teilbereich der jeweiligen Elektrode freilegenden, durch die membran-abgewandte Schicht und die zwischen den beiden Schichten angeordnete Isolationsschicht verlaufenden Öffnung bis zu der in dem jeweiligen Grundkörper integrierten Elektrode erstreckt.A so far more suitable differential pressure sensor with a between two each two by an insulating layer against each other insulated conductive layers comprising bodies arranged conductive measuring membrane is in the filed on 30.10.2014 still unpublished German patent application of the applicant with the file number DE 10 2014 11 5803.2 described. This differential pressure sensor comprises an outer side, on each of which one recess is provided in each of the connections to the outer side and one of the end sides of the pressure sensor in one of the base bodies, in which the respective connection is formed on an outer surface extending perpendicular to the measuring diaphragm. remote layer is arranged. In this case, the electrode terminals are each formed as a partial region of a metallization, of the associated recess defining the outer surface of the membrane-remote layer on an end side of the respective base body and a lateral surface of a portion of the respective electrode exposing, through the membrane-facing layer and the extending between the two layers arranged insulating layer extending opening to the integrated in the respective base electrode.

Um eine Kontaktierung der auf den Außenseiten der membran-abgewandten Schichten der Grundkörper angeordneten Elektrodenanschlüsse mittels Drahtbondens zu ermöglichen, werden zur Herstellung der Aussparungen anisotrope Ätzverfahren, wie das Reaktive Ionentiefenätzen (DRIE), eingesetzt, mit denen Aussparungen mit senkrecht zur Messmembran verlaufenden Seitenwänden erzeugt werden. Auf diesen Seitenwänden vorgesehene Anschlussflächen weisen somit eine für das Drahtbonden optimale räumliche Ausrichtung auf. Im Vergleich dazu sind auf geneigten Oberflächen, wie z.B. Mantelflächen von sich konisch verjüngenden KOH-Ätzgruben, vorgesehene Anschlüsse deutlich weniger gut für eine Kontaktierung mittels Drahtbondens geeignet. Das Drahtbonden bietet gegenüber anderen aus dem Stand der Technik bekannten Kontaktierungsverfahren, wie z.B. dem Löten oder dem Leitkleben, den Vorteil, dass Drahtbonds zuverlässig erzeugt werden können, eine hohe Langzeitstabilität aufweisen und deutlich unempfindlicher gegenüber Feuchtigkeit sind, als beispielsweise Leitklebungen.In order to enable contacting of the electrode terminals arranged on the outer sides of the membrane-remote layers of the base body by means of wire bonding, anisotropic etching methods, such as reactive ion degeneration (DRIE), are used to produce the recesses, with which recesses with side walls running perpendicular to the measuring membrane are produced , On this side walls provided pads thus have an optimal for wire bonding spatial alignment. By comparison, on sloped surfaces, such as, e.g. Mantle surfaces of conically tapered KOH etching pits, provided connections much less suitable for contacting by wire bonding. Wire bonding offers over other contacting methods known in the art, e.g. soldering or conductive bonding, the advantage that wire bonds can be generated reliably, have a high long-term stability and are significantly less sensitive to moisture than, for example, conductive bonds.

Für das Drahtbonden ist es vorteilhaft, wenn die Anschlussflächen der Elektrodenanschlüsse möglichst groß sind. Die hierfür zur Verfügung stehenden Anschlussflächen lassen sich durch eine Vergrößerung der Schichtdicke der membran-abgewandten Schichten jedoch nur innerhalb gewisser Grenzen vergrößern, da sich hierdurch zwangläufig auch die Tiefe der die Elektroden frei legenden Öffnungen erhöht. Da auch diese Öffnungen senkrecht zur Messmembran verlaufende Seitenwände aufweisen, ist es bei der Herstellung der Öffnungen umso schwieriger die die Elektroden frei legenden Teilbereiche der Isolationsschicht zu entfernen, je größer das durch das mit steigender Schichtdicke der membran-abgewandten Schichten ansteigende Aspektverhältnis der Öffnungen ist. Genauso ist es umso schwieriger Metallisierungen aufzubringen, die sich über die Mantelflächen der Öffnungen bis zu dem durch die jeweilige Öffnung freigelegten Teilbereich der jeweiligen Elektrode erstrecken, je größer das Aspektverhältnis der Öffnungen ist.For wire bonding, it is advantageous if the connection surfaces of the electrode connections are as large as possible. However, the connection surfaces available for this purpose can only be increased within certain limits by increasing the layer thickness of the layers facing away from the membrane, since this inevitably increases the depth of the openings exposing the electrodes. Since these openings also have side walls running perpendicularly to the measuring diaphragm, the greater the extent of the openings, the greater the proportion of the openings increasing as the layer thickness of the layers facing away from the membrane increases, making it more difficult to remove the portions of the insulating layer which expose the electrodes. In the same way, the greater the aspect ratio of the openings, the more difficult it is to apply metallizations that extend over the lateral surfaces of the openings as far as the partial area of the respective electrode exposed through the respective opening.

Im Hinblick auf eine möglichst fehlerfreie Kontaktierung großer Stückzahlen dieser Drucksensoren mittels Drahtbonden wäre es wünschenswert, die Anschlussflächen der Elektrodenanschlüsse zu vergrößern, ohne dass sich hierdurch der für die Erzeugung der elektrisch leitfähigen Verbindungen zwischen den Elektrodenanschlüssen und den zugehörigen Elektroden erforderliche Fertigungsaufwand erhöht.With regard to a possible error-free contacting large numbers of these pressure sensors by means of wire bonding, it would be desirable to increase the contact surfaces of the electrode terminals, without thereby increasing the production costs required for the production of electrically conductive connections between the electrode terminals and the associated electrodes.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen kostengünstig in großen Stückzahlen herstellbaren und elektrisch durch Drahtbonden anschließbaren Drucksensor anzugeben.It is an object of the present invention to provide a cost-effectively producible in large quantities and electrically connectable by wire bonding pressure sensor.

Hierzu umfasst die Erfindung einen kapazitiven Drucksensor, mit

– einem ersten zwei elektrisch leitfähige Schichten und eine zwischen den beiden Schichten angeordneten Isolationsschicht aufweisenden Grundkörper,
– einer unter Einschluss einer ersten Druckkammer mit dem ersten Grundkörper verbundenen, mit einem Druck beaufschlagbaren, elektrisch leitfähigen Messmembran,
– einer durch einen von der Messmembran beabstandeten Teilbereich der membran-zugewandten Schicht gebildeten, außenseitlich allseitig von einem mit der Messmembran verbundenen, vom Teilbereich beabstandeten äußeren Rand der membran-zugewandten Schicht umgebenen Elektrode, die zusammen mit der Messmembran einen Kondensator mit einer vom auf die Messmembran einwirkenden Druck abhängigen Kapazität bildet,
– einem Elektrodenanschluss, der über eine durch die membran-abgewandte Schicht und die Isolationsschicht führende, einen Teilbereich der Elektrode frei legende Öffnung hindurch führenden elektrisch leitfähige Verbindung mit der Elektrode verbunden ist, und
– einem Membrananschluss, der sich dadurch auszeichnet, dass
– der Elektrodenanschluss auf einer senkrecht zur Messmembran verlaufenden Außenfläche der membran-zugewandten Schicht angeordnet ist.

For this purpose, the invention comprises a capacitive pressure sensor, with

A first two electrically conductive layers and an insulator layer arranged between the two layers,
An electrically conductive measuring membrane connected to the first base body, including a first pressure chamber, which can be charged with a pressure,
- Formed by a spaced from the measuring membrane portion of the membrane-facing layer, outside on all sides of a connected to the measuring membrane, spaced from the portion outer edge of the membrane-facing layer electrode, which together with the measuring diaphragm a capacitor with a on the Measuring diaphragm acting pressure forms dependent capacity,
An electrode connection which is connected to the electrode via a conductor which leads through the opening facing away from the membrane and the insulating layer and which leads to a portion of the electrode, and
- A membrane connection, which is characterized in that
- The electrode terminal is arranged on a perpendicular to the measuring membrane extending outer surface of the membrane-facing layer.

Eine erste Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass

– der Drucksensor einen unter Einschluss einer zweiten Druckkammer mit der Messmembran verbundenen zweiten Grundkörper umfasst,
– der zweite Grundkörper zwei elektrisch leitfähige Schichten und eine zwischen den beiden Schichten angeordneten Isolationsschicht aufweist,
– der zweite Grundkörper eine durch einen von der Messmembran beabstandeten Teilbereich der membran-zugewandten Schicht gebildeten, außenseitlich allseitig von einem mit der Messmembran verbundenen, vom Teilbereich beabstandeten äußeren Rand der membran-zugewandten Schicht umgebene Elektrode umfasst, die zusammen mit der Messmembran einen Kondensator mit einer vom auf die Messmembran einwirkenden Druck abhängigen Kapazität bildet, und
– auf dem zweiten Grundkörper ein Elektrodenanschluss vorgesehen ist,
– der über eine durch die membran-abgewandte Schicht und die Isolationsschicht führende, einen Teilbereich der im zweiten Grundkörper integrierten Elektrode frei legende Öffnung hindurch führende elektrisch leitfähige Verbindung mit der Elektrode verbunden ist, und
– der auf einer senkrecht zur Messmembran verlaufenden Außenfläche der membran-zugewandten Schicht des zweiten Grundkörpers angeordnet ist.

A first development is characterized by the fact that

The pressure sensor comprises a second main body connected to the measuring diaphragm, including a second pressure chamber,
The second basic body has two electrically conductive layers and an insulating layer arranged between the two layers,
- The second base body formed by a spaced from the measuring membrane portion of the membrane-facing layer, outside on all sides of a connected to the measuring membrane, spaced from the portion outer edge of the membrane-facing layer electrode comprises, which together with the measuring diaphragm with a capacitor forms a dependent of the force acting on the diaphragm pressure dependent capacity, and
An electrode connection is provided on the second base body,
- Is connected via a leading through the membrane-remote layer and the insulating layer, a portion of the integrated electrode in the second body bare opening leading electrically conductive connection with the electrode, and
- Which is arranged on a perpendicular to the measuring membrane extending outer surface of the membrane-facing layer of the second base body.

Eine Weiterbildung der Erfindung oder der ersten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der erste oder der erste und der zweite Grundkörper jeweils unmittelbar oder über eine zwischen dem Grundkörper und der Messmembran angeordnete Isolationsschicht, insb. eine einen Teilbereich der Druckkammer bildende Ausnehmung aufweisende Isolationsschicht, mit der Messmembran verbunden ist.A further development of the invention or of the first development is characterized in that the first or the first and the second basic body each with directly or via an insulating layer arranged between the base body and the measuring membrane, esp. With an insulating layer having a portion of the pressure chamber the measuring membrane is connected.

Eine weitere Weiterbildung der Erfindung oder der ersten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der erste oder der erste und der zweite Grundkörper jeweils eine in der in dem Grundkörper eingeschlossenen Druckkammer mündende Ausnehmung, insb. eine die Öffnung als Teilbereich umfassende Ausnehmung, umfasst, über die die Druckkammer mit einem Druck beaufschlagbar ist.A further development of the invention or of the first development is characterized in that the first or the first and the second base body each comprise a recess opening into the pressure chamber enclosed in the base body, in particular a recess comprising the opening as a partial area, via which the pressure chamber can be acted upon by a pressure.

Eine weitere Weiterbildung der Erfindung oder der ersten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass jeder Elektrodenanschluss und die damit verbundene leitfähige Verbindung jeweils als miteinander verbundene Teilbereiche einer auf den Drucksensor aufgebrachten Metallisierung ausgebildet sind, die auf einer die Metallisierung gegenüber der membran-zugewandten und der membran-abgewandten Schicht isolierenden Isolationsschicht verläuft.A further development of the invention or of the first development is characterized in that each electrode connection and the conductive connection connected thereto are in each case formed as interconnected partial regions of a metallization applied to the pressure sensor, the metallization opposite the membrane-facing and the membrane -away layer of insulating insulating layer runs.

Eine weitere Weiterbildung der Erfindung oder der ersten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die membran-zugewandte Schicht des ersten oder des ersten und des zweiten Grundkörpers jeweils eine Schichtdicke von größer gleich 500 µm aufweist.A further development of the invention or the first development is characterized in that the membrane-facing layer of the first or of the first and of the second base body in each case has a layer thickness of greater than or equal to 500 μm.

Eine weitere Weiterbildung der Erfindung oder der ersten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die membran-abgewandte Schicht des ersten oder des ersten und des zweiten Grundkörpers jeweils eine Schichtdicke in einem Schichtdickenbereich von 200 µm bis 500 µm aufweist.A further development of the invention or of the first development is characterized in that the membrane-remote layer of the first or the first and the second base body in each case has a layer thickness in a layer thickness range of 200 .mu.m to 500 .mu.m.

Eine weitere Weiterbildung der Erfindung oder der ersten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der durch die membran-abgewandte Schicht verlaufende Teilbereich der im ersten Grundkörper oder der im ersten und der im zweiten Grundkörper vorgesehenen Öffnung jeweils eine sich in Richtung der Isolationsschicht verjüngende Grundfläche aufweist, wobei der jeweilige Teilbereich insb. als mittels eines mit Kaliumhydroxid (KOH) ausgeführtem Ätzverfahren erzeugte, geneigte Seitenwände aufweisende KOH-Grube ausgebildet ist.A further development of the invention or of the first development is characterized in that the partial region extending through the membrane-remote layer of the opening provided in the first base body or the opening provided in the first and the second base body has in each case a base surface tapering in the direction of the insulation layer, wherein the respective subregion is in particular formed as a KOH pit having inclined sidewalls and produced by means of an etching process carried out with potassium hydroxide (KOH).

Eine weitere Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Membrananschluss ein auf einer senkrecht zur Messmembran verlaufenden Außenfläche der membran-zugewandten Schicht des ersten Grundkörpers angeordneter Membrananschluss, insb. ein als Teilbereich einer sich von der senkrecht zur Messmembran verlaufenden Außenfläche der membran-zugewandten Schicht bis zur Messmembran erstreckenden Metallisierung, insb. einer einen sich über eine Mantelfläche der membran-abgewandten Schicht erstreckenden Metallisierungsbereich umfassenden Metallisierung, ausgebildeter Membrananschluss, ist.A further development of the invention is characterized in that the membrane connection is a membrane connection arranged on an outer surface of the diaphragm-facing layer of the first base body, in particular a partial region of an outer surface of the diaphragm facing the measuring diaphragm Layer up to the measuring membrane extending metallization, esp. Of a comprehensive over a lateral surface of the membrane-remote layer extending metallization comprehensive metallization, formed membrane terminal is.

Eine weitere Weiterbildung der ersten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass auf einer senkrecht zur Messmembran verlaufenden Außenfläche der membran-zugewandten Schicht des zweiten Grundkörpers ein Membrananschluss, insb. ein als Teilbereich einer sich von der senkrecht zur Messmembran verlaufenden Außenfläche der membran-zugewandten Schicht des zweiten Grundkörpers bis zur Messmembran erstreckenden Metallisierung, insb. einer einen sich über eine Mantelfläche der membran-abgewandten Schicht erstreckenden Metallisierungsbereich umfassenden Metallisierung, ausgebildeter Membrananschluss, angeordnet, ist.A further development of the first development is characterized in that on a perpendicular to the measuring membrane extending outer surface of the membrane-facing layer of the second base body, a membrane connection, esp. As a partial region extending from the perpendicular to the measuring membrane outer surface of the membrane-facing layer of the second main body to the measuring membrane extending metallization, esp. A one extending over a lateral surface of the membrane-remote layer extending metallization Metallization, trained membrane connection, arranged is.

Eine zweite Weiterbildung der Erfindung oder der ersten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Drucksensor eine Außenseite umfasst, auf der für den auf dem ersten oder den auf dem ersten und den auf dem zweiten Grundkörper vorgesehenen Elektrodenanschluss und den auf dem ersten oder den auf dem ersten und einen auf dem zweiten Grundkörper vorgesehenen Membrananschluss jeweils eine zu der Außenseite und einer der Stirnseiten des Drucksensors hin geöffnete, durch die membran-abgewandte Schicht, die Isolationsschicht und die membran-zugewandte Schicht des jeweiligen Grundkörpers verlaufende Aussparung in dem jeweiligen Grundkörper vorgesehen ist, in der der jeweilige Anschluss auf der die jeweilige Aussparung begrenzenden, senkrecht zur Messmembran verlaufenden Außenfläche der membran-zugewandten Schicht des jeweiligen Grundkörpers angeordnet ist.A second development of the invention or of the first development is characterized in that the pressure sensor comprises an outer side on which the electrode connection provided on the first or on the first and on the second base body and on the first or on the first and one provided on the second base body membrane connection each one open to the outside and one of the end sides of the pressure sensor through the membrane-remote layer, the insulating layer and the membrane-facing layer of the respective body extending recess is provided in the respective body, in which the respective connection is arranged on the outer surface of the membrane-facing layer of the respective basic body delimiting the respective recess and perpendicular to the measuring diaphragm.

Eine Weiterbildung der zweiten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass

– der erste und/oder der zweite Grundkörper zwei Aussparungen, nämlich die für den Elektrodenanschluss vorgesehene Aussparung und die für den Membrananschluss vorgesehene Aussparung umfasst, und
– die beiden im gleichen Grundkörper vorgesehenen Aussparungen durch einen zwischen den beiden Aussparungen vorgesehenen Vorsprung voneinander getrennt.

A development of the second development is characterized by the fact that

- The first and / or the second base body comprises two recesses, namely the opening provided for the electrode connection and the recess provided for the membrane connection, and
- The two provided in the same body recesses separated by a projection provided between the two recesses.

Eine Weiterbildung der zweiten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass durch die membran-abgewandte Schicht des ersten oder des ersten und des zweiten Grundkörpers verlaufende Teilbereiche der Aussparungen und der Öffnung mittels eines mit Kaliumhydroxid (KOH) ausgeführtem Ätzverfahren erzeugte KOH Gruben sind.A refinement of the second development is characterized in that partial regions of the recesses and the opening extending through the membrane-remote layer of the first or of the first and second main body are KOH pits produced by means of an etching process carried out with potassium hydroxide (KOH).

Weiter umfasst die Erfindung einen Druckmesseinrichtung mit einem als Differenzdrucksensor ausgebildeten Drucksensor gemäß der ersten Weiterbildung, die sich dadurch auszeichnet, dass

– der Drucksensor zwischen zwei Stützkörpern, insb. zwei aus Glas oder aus Keramik bestehenden Stützkörpern, insb. mit dem Drucksensor jeweils über eine Fügung, insb. eine Klebung oder eine Glaslötung, verbundenen Stützkörpern, angeordnet ist,
– der auf dem ersten oder der auf dem ersten und der auf dem zweiten Grundkörper vorgesehene Elektrodenanschluss und der auf dem ersten oder der auf dem ersten und ein auf dem zweiten Grundkörper vorgesehener Membrananschluss jeweils über eine Drahtbondung an einen Anschluss, insb. einen Anschluss eines auf dem zu dem jeweiligen Grundkörper benachbarten Stützkörper vorgesehenen Elements, insb. einer Leiterplatte oder einer Messeinrichtung, insb. einer Vorortelektronik, angeschlossen ist.

Furthermore, the invention comprises a pressure measuring device with a pressure sensor designed as a differential pressure sensor according to the first development, which is characterized in that

The pressure sensor is arranged between two support bodies, in particular two support bodies consisting of glass or ceramic, in particular with the pressure sensor in each case via a joint, in particular an adhesion or a glass soldering, connected support bodies,
- The provided on the first or on the first and on the second body electrode terminal and provided on the first or on the first and on the second base membrane terminal in each case via a wire bond to a terminal, esp the element provided for the respective base body, in particular a printed circuit board or a measuring device, esp. A local electronics, is connected.

Weiter umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung erfindungsgemäßer Drucksensoren, bei dem

– aus einem ersten eine Trägerschicht, eine Isolationsschicht und eine Deckschicht umfassenden ersten SOI-Wafer erste Grundkörper gefertigt werden, indem
– aus der Trägerschicht die membran-abgewandten Schichten erzeugt werden, insb. mittels eines mit Kaliumhydroxid (KOH) ausgeführten Ätzverfahren erzeugt werden,
– aus der Isolationsschicht die Isolationsschichten erzeugt werden, insb. mittels reaktivem Ionenätzen (RIE), erzeugt werden,
– auf der Ober- und Unterseite des Wafers unter Aussparung der für die elektrisch leitfähigen Verbindungen zwischen den Membrananschlüssen und den Schichten benötigten Oberflächen und den durch die Öffnungen freigelegten Teilbereichen der membran-zugewandten Schichten eine Isolationsschicht aufgebracht wird, insb. mittels eines Feuchtoxidationsverfahren aufgebracht wird,
– die auf die Deckschicht aufgebrachte Isolationsschicht bis auf zwischen den Rändern der membran-zugewandten Schichten und den Messmembranen angeordnete, Teilbereiche der zwischen den Grundkörpern und den Messmembranen angeordneten Isolationsschichten bildende Bereiche entfernt wird, insb. mittels eines Trockenätzverfahrens entfernt wird, und
– aus der Deckschicht die membran-zugewandten Schichten erzeugt werden, insb. mittels reaktivem Ionentiefenätzen (DRIE), erzeugt werden,
– ein zweiter eine die Messmembranen bildende Deckschicht umfassender SOI Wafer mit dem ersten Wafer verbunden wird,
– auf die Außenseiten der Ränder der membran-zugwandten Schichten der für die Elektrodenanschlüsse vorgesehenen Aussparungen und die über diese Aussparungen frei gelegten Bereiche der Messmembranen Isolationsschichten aufgebracht werden, insb. mittels eines Trockenoxidationsverfahren aufgebracht werden,
– der zweite SOI Wafer bis auf dessen Deckschicht entfernt wird, und
– die Elektrodenanschlüsse und deren elektrisch leitfähige Verbindungen zur jeweiligen Elektrode und die Membrananschlüsse und deren elektrisch leitfähige Verbindungen zur jeweiligen Messmembran als Metallisierungen aufgebracht, insb. aufgesputtert, werden.

Furthermore, the invention comprises a method for producing pressure sensors according to the invention, in which

Are made of a first carrier layer, an insulating layer and a cover layer comprising first SOI wafer first base body by
The membrane-remote layers are produced from the carrier layer, in particular by means of an etching process carried out with potassium hydroxide (KOH),
The insulation layers are produced from the insulation layer, in particular by means of reactive ion etching (RIE),
An insulating layer is applied on the upper and lower side of the wafer, with the recessing of the surfaces required for the electrically conductive connections between the membrane connections and the layers and the partial regions of the membrane-facing layers which are exposed through the openings, in particular being applied by means of a wet oxidation process,
The insulation layer applied to the cover layer is removed, in particular by means of a dry etching process, down to the regions of the insulating layers which are arranged between the edges of the membrane-facing layers and the measuring membranes and which are located between the base bodies and the measuring membranes
The membrane-facing layers are produced from the cover layer, in particular by means of reactive ion etching (DRIE),
A second SOI wafer comprising the measuring membranes is connected to the first wafer,
Insulation layers are applied to the outer sides of the edges of the membrane-covered layers of the recesses provided for the electrode connections and the regions of the measuring membranes exposed via these recesses, in particular by means of a dry oxidation process,
- The second SOI wafer is removed to its top layer, and
- The electrode terminals and their electrically conductive connections to the respective electrode and the membrane terminals and their electrically conductive compounds applied to the respective measuring membrane as metallizations, esp. Sputtered, are.

Erfindungsgemäße Drucksensoren bieten den Vorteil, dass die Anschlussflächen der Elektrodenanschlüsse auf senkrecht zur Messmembran verlaufenden und damit optimal für eine Kontaktierung mittels Drahtbonden geeigneten – Außenseiten der membran-zugewandten Schichten angeordnet sind. Die Positionierung der Anschlüsse auf den membran-zugewandten Schichten bietet den Vorteil, dass die Anschlussflächen der Anschlüsse durch eine entsprechende Dimensionierung der Schichtdicke der membran-zugewandten Schicht erhöht werden kann, ohne dass dies Auswirkungen auf die Schichtdicke der membran-abgewandten Schichten und damit auf die Tiefe der die Elektroden frei legenden Öffnung hat. Das bietet den Vorteil, dass die Schichtdicke der membran-abgewandten Schicht derart vorgegeben werden kann, dass auch bei der Herstellung sehr großer Stückzahlen durch die Öffnungen in den Grundkörpern hindurch hochwertige leitfähige Verbindungen zu den Elektroden in gleichbleibend hoher Qualität mit vergleichsweise geringem Fertigungsaufwand erzeugt werden können.Pressure sensors according to the invention offer the advantage that the connection surfaces of the Electrode terminals are arranged on perpendicular to the measuring diaphragm and thus optimally suitable for contacting by wire bonding - outer sides of the membrane-facing layers. The positioning of the connections on the membrane-facing layers has the advantage that the connection surfaces of the connections can be increased by a corresponding dimensioning of the layer thickness of the membrane-facing layer, without affecting the layer thickness of the membrane-facing layers and thus on the Depth of the electrode exposing opening has. This offers the advantage that the layer thickness of the layer facing away from the membrane can be predetermined in such a way that high-quality conductive connections to the electrodes of consistently high quality can be produced with comparatively low production costs even in the production of very large numbers through the openings in the basic bodies ,

Die Erfindung und deren Vorteile werden nun anhand der Figuren der Zeichnung, in denen ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Um Komponenten sehr unterschiedlicher Abmessungen darstellen zu können wurde in den Figuren eine nicht maßstabsgetreue Darstellung gewählt.The invention and its advantages will now be explained in more detail with reference to the figures of the drawing, in which an embodiment is shown. Identical elements are provided in the figures with the same reference numerals. In order to represent components of very different dimensions, a representation not to scale has been selected in the figures.

1 zeigt: eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Drucksensor; 1 shows: a plan view of a pressure sensor according to the invention;

2–4 zeigen: Schnittzeichnungen des Drucksensors von 1; 2 - 4 show: sectional drawings of the pressure sensor of 1 ;

5 zeigt: eine Ansicht des ersten Grundkörpers und der Messmembran des Drucksensors von 1 bis 4; 5 shows a view of the first body and the measuring diaphragm of the pressure sensor of 1 to 4 ;

6 zeigt: einen zwischen zwei Stützkörpern angeordneten Differenzdrucksensor; 6 shows: a arranged between two support bodies differential pressure sensor;

7 zeigt: eine Druckmesseinrichtung; und 7 shows: a pressure measuring device; and

8 zeigt: Verfahrensschritte zur Herstellung eines Drucksensors. 8th shows: process steps for producing a pressure sensor.

1 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Drucksensor. 1 shows a plan view of a pressure sensor according to the invention.

Die 2 bis 4 zeigen Schnittzeichnungen eines hier als Differenzdrucksensor ausgebildeten Drucksensors entlang der in 1 eingezeichneten Schnittebenen A-A, B-B, C-C.The 2 to 4 show sectional drawings of a pressure sensor formed here as a differential pressure sensor along the in 1 Plotted sectional planes AA, BB, CC.

Der Drucksensor umfasst eine zwischen einem ersten und einem zweiten Grundkörper 1, 3 angeordnete druckempfindliche, elektrisch leitfähige Messmembran 5, deren erste Seite über eine Ausnehmung 7 im ersten Grundkörper 1 mit einem ersten Druck p₁ und deren zweite Seite über eine Ausnehmung 7 im zweiten Grundkörper 3 mit einem zweiten Druck p₂ beaufschlagbar ist. Hierzu ist in jedem der beiden Grundkörper 1, 3 eine unter der Messmembran 5 eingeschlossene Druckkammer 9 vorgesehen, der über die Ausnehmung 7 im jeweiligen Grundkörper 1, 3 der erste bzw. der zweiten Druck p₁, p₂ zuführbar ist.The pressure sensor comprises one between a first and a second base body 1 . 3 arranged pressure-sensitive, electrically conductive diaphragm 5 whose first side has a recess 7 in the first basic body 1 with a first pressure p ₁ and the second side thereof via a recess 7 in the second main body 3 with a second pressure p _{2 can be} acted upon. This is in each of the two main body 1 . 3 one under the measuring membrane 5 enclosed pressure chamber 9 provided by the recess 7 in the respective basic body 1 . 3 the first or the second pressure p ₁ , p _{2 can be} fed.

Der erste Grundkörper 1 umfasst zwei elektrisch leitfähige Schichten 11, 13 zwischen denen eine die beiden Schichten 11, 13 gegeneinander elektrisch isolierende Isolationsschicht 15 angeordnet ist. Zusätzlich umfasst der erste Grundkörper 1 eine von der Messmembran 5 beabstandeten Elektrode 17, die zusammen mit der Messmembran 5 einen Kondensator mit einer in Abhängigkeit von einer vom auf die Messmembran 5 einwirkenden Druck abhängigen Durchbiegung der Messmembran 5 veränderlichen Kapazität bildet. Die Elektrode 17 ist durch einen Teilbereich der membran-zugewandte Schicht 11 gebildet, der außenseitlich allseitig von einem mit der Messmembran 5 verbundenen, von der Elektrode 17 beabstandeten äußeren Rand 19 der membran-zugewandten Schicht 11 umgeben ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Elektrode 17 und Rand 19 durch einen in der membran-zugewandten Schicht 11 vorgesehenen bis zur Isolationsschicht 15 führenden Graben 21 voneinander beabstandet und somit elektrisch gegeneinander isoliert. Die Position des Grabens 21 ist in der Draufsicht von 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet.The first basic body 1 includes two electrically conductive layers 11 . 13 between which one the two layers 11 . 13 against each other electrically insulating insulation layer 15 is arranged. In addition, the first body comprises 1 one from the measuring membrane 5 spaced electrode 17 , which together with the measuring diaphragm 5 a capacitor with a depending on the on the measuring diaphragm 5 acting pressure dependent deflection of the measuring diaphragm 5 variable capacity forms. The electrode 17 is through a portion of the membrane-facing layer 11 formed on the outside on all sides of one with the measuring diaphragm 5 connected, from the electrode 17 spaced outer edge 19 the membrane-facing layer 11 is surrounded. In the illustrated embodiment are electrode 17 and edge 19 through one in the membrane-facing layer 11 provided to the insulation layer 15 leading trench 21 spaced apart and thus electrically isolated from each other. The position of the trench 21 is in the plan view of 1 indicated by a dashed line.

Dabei können die beiden Grundkörper 1, 3 entweder unmittelbar oder aber – wie hier dargestellt – über eine zwischen dem jeweiligen Grundkörper 1, 3 und der Messmembran 5 angeordnete Isolationsschicht 23 mit der Messmembran 5 verbunden sein. Bei Grundkörpern 1, 3 mit integrierter Elektrode 17 weist diese Isolationsschicht 23 vorzugsweise eine einen Teilbereich der Druckkammer 9 bildende Ausnehmung auf. Das bietet den Vorteil, dass die Elektrode 17 auch ohne zusätzliche Bearbeitung der membran-zugewandten Schicht 11 einen der Schichtdicke der Isolationsschicht 23 entsprechenden Abstand von der Messmembran 5 aufweist.Here, the two main body 1 . 3 either directly or - as shown here - via one between the respective basic body 1 . 3 and the measuring membrane 5 arranged insulation layer 23 with the measuring membrane 5 be connected. For basic bodies 1 . 3 with integrated electrode 17 has this insulation layer 23 preferably one part of the pressure chamber 9 forming recess on. That offers the advantage of having the electrode 17 even without additional processing of the membrane-facing layer 11 one of the layer thickness of the insulating layer 23 appropriate distance from the measuring diaphragm 5 having.

Zusätzlich umfasst der Drucksensor für jede Elektrode 17 jeweils einen Elektrodenanschluss 25, der über eine elektrisch leitfähige Verbindung 27 mit einem über eine durch die membran-abgewandte Schicht 13 und die Isolationsschicht 15 des die jeweilige Elektrode 17 umfassenden Grundkörpers 1, 3 verlaufende Öffnung 29 frei gelegten Teilbereich der Elektrode 17 verbunden ist. Die Öffnung 29 kann als zusätzliche von der Ausnehmung 7 beabstandete Öffnung im Grundkörper 1 vorgesehen sein. Vorzugsweise wird die Öffnung 29 jedoch als Teilbereich der Ausnehmung 7 ausgebildet, der hierzu eine Grundfläche aufweist, die größer als eine Grundfläche des durch die membran-zugewandte Schicht 11 verlaufenden Teilbereichs der Ausnehmung 7 ist.In addition, the pressure sensor includes for each electrode 17 one electrode connection each 25 , via an electrically conductive connection 27 with a through the membrane-facing layer 13 and the insulation layer 15 of the respective electrode 17 comprehensive body 1 . 3 extending opening 29 exposed portion of the electrode 17 connected is. The opening 29 can be as additional from the recess 7 spaced opening in the body 1 be provided. Preferably, the opening 29 however, as part of the recess 7 trained, this one Base area that is greater than a base area of the through the membrane-facing layer 11 extending portion of the recess 7 is.

Der Elektrodenanschluss 25 und die leitfähige Verbindung 27 sind vorzugsweise jeweils durch miteinander verbundene Teilbereiche einer auf den Drucksensor aufgebrachten Metallisierung ausgebildet, die auf einer die Metallisierung gegenüber der membran-zugewandten und der membran-abgewandten Schicht 11, 13 isolierenden Isolationsschicht 30 verläuft.The electrode connection 25 and the conductive connection 27 are preferably each formed by interconnected portions of a pressure applied to the pressure sensor metallization, on a metallization with respect to the membrane-facing and the membrane-facing layer 11 . 13 insulating insulation layer 30 runs.

Erfindungsgemäß ist der Elektrodenanschluss 25 auf einer senkrecht zur Messmembran 5 verlaufenden Außenfläche der membran-zugewandten Schicht 11 angeordnet. Das bietet den Vorteil, dass die für die zur Aufbringung des Elektrodenanschlusses 25 zur Verfügung stehende Fläche maßgebliche Schichtdicke der membran-zugewandten Schicht 11 unabhängig von der Tiefe der den Teilbereich der Elektrode 17 frei gebenden Öffnung 29 vorgegeben werden kann.According to the invention, the electrode connection 25 on a perpendicular to the measuring membrane 5 extending outer surface of the membrane-facing layer 11 arranged. This has the advantage that the for the application of the electrode connection 25 available area relevant layer thickness of the membrane-facing layer 11 regardless of the depth of the subregion of the electrode 17 free opening 29 can be specified.

Erfindungsgemäße Drucksensoren ermöglichen es somit über eine entsprechende Wahl der Schichtdicke der membran-zugewandten Schicht 11 die zur Verfügung stehende Anschlussfläche des Elektrodenanschlusses 23 im Hinblick auf das gewünschte Kontaktierungsverfahren zu optimieren und zugleich die Schichtdicke der membran-abgewandten Schicht 13 im Hinblick auf die durch die Öffnung 29 hindurch vorzunehmende elektrische Verbindung zu dem freigelegten Teilbereich der Elektrode 17 zu optimieren.Pressure sensors according to the invention thus make it possible via an appropriate choice of the layer thickness of the membrane-facing layer 11 the available connection area of the electrode connection 23 to optimize in view of the desired contacting method and at the same time the layer thickness of the membrane-remote layer 13 in terms of through the opening 29 through electrical connection to the exposed portion of the electrode 17 to optimize.

Dabei ist der Elektrodenanschluss 25 aufgrund seiner der Ausrichtung der Außenfläche entsprechenden Ausrichtung seiner Anschlussfläche optimal für eine Kontaktierung mittels Drahtbondens geeignet, was die eingangs bereits genannten Vorteile gegenüber alternativ einsetzbaren Kontaktierungsverfahren bietet. Dabei weist die membran-zugewandte Schicht 11 vorzugsweise eine Schichtdicke von größer gleich 500 µm auf.Here is the electrode connection 25 due to its alignment of the outer surface corresponding orientation of its pad optimally suitable for contacting by wire bonding, which offers the advantages already mentioned at the beginning with respect to alternatively usable contacting method. In this case, the membrane-facing layer 11 preferably a layer thickness of greater than or equal to 500 microns.

Demgegenüber wird die Schichtdicke der membran-abgewandten Schicht 13 vorzugsweise so dünn ausgebildet, dass durch eine mit vergleichsweise geringem Fertigungsaufwand ausführbare Metallisierung insb. auch bei der Fertigung großer Stückzahlen eine zuverlässige elektrisch leitende Verbindung zu dem über die Öffnung 29 frei gelegten Teilbereich der Elektrode 17 bewirkt werden kann.In contrast, the layer thickness of the membrane-remote layer 13 preferably made so thin that a reliable electrically conductive connection to the over the opening by a feasible with comparatively low production cost metallization esp. Also in the production of large numbers 29 exposed portion of the electrode 17 can be effected.

Dabei liegt die Schichtdicke der membran-abgewandten Schicht 13 unter Berücksichtigung einer zur Erzielung einer ausreichenden Berstfestigkeit des Sensors erforderlichen Mindestdicke je nach Formgebung der Öffnung 29 vorzugsweise in einem Schichtdickenbereich von 200 µm bis 500 µm. Im Vergleich dazu weist die Isolationsschicht 15 eine deutlich geringere Schichtdicke auf, die vorzugsweise im Bereich von 2 µm bis 5 µm, insb. in der Größenordnung von 4 µm, liegt. Die Formgebung der Öffnung 29 wird also im Wesentlichen durch die Formgebung des durch die membran-abgewandte Schicht 13 verlaufenden Teilbereichs derselben bestimmt. Grundsätzlich kann dieser Teilbereich der Öffnung 29 senkrecht zur Messmembran 5 verlaufende, beispielsweise mittels eines anisotropen Ätzverfahren, wie dem Reaktiven Ionentiefenätzen (DRIE), erzeugte Seitenwände aufweisen, wie sie auch bei dem in der DE 10 2014 11 5803.2 beschriebenen Drucksensor vorgesehen sind. Vorzugsweise weist der durch die membran-abgewandte Schicht 13 verlaufende Teilbereich der Öffnung 29 jedoch eine sich in Richtung der Isolationsschicht 15 verjüngende Grundfläche auf. Hierzu kann der durch die membran-abgewandte Schicht 13 verlaufende Teilbereich der Öffnung 29 z.B. als eine mittels eines mit Kaliumhydroxid (KOH) ausgeführtem Ätzverfahren erzeugte, geneigte Seitenwände aufweisende KOH-Grube ausgebildet sein. Diese Formgebung erleichtert das Aufbringen einer vergleichsweise homogenen Metallisierung in tiefer gelegenen Bereichen der Öffnung 29 bis hin zu dem durch die Öffnung 29 frei gelegten Teilbereich der Elektrode 17.In this case, the layer thickness of the membrane-remote layer is 13 taking into account a minimum thickness required to achieve a sufficient bursting strength of the sensor depending on the shape of the opening 29 preferably in a layer thickness range of 200 .mu.m to 500 .mu.m. In comparison, the insulation layer 15 a significantly smaller layer thickness, which is preferably in the range of 2 microns to 5 microns, esp. In the order of 4 microns. The shape of the opening 29 is thus essentially due to the shape of the through the membrane-remote layer 13 extending portion of the same determined. Basically, this portion of the opening 29 perpendicular to the measuring membrane 5 extending, for example, by means of an anisotropic etching method, such as reactive ion deoxidizing (DRIE), produced side walls, as well as in the in the DE 10 2014 11 5803.2 described pressure sensor are provided. Preferably, the through the membrane-facing layer 13 extending portion of the opening 29 but one in the direction of the insulation layer 15 tapered base on. For this purpose, the through the membrane-remote layer 13 extending portion of the opening 29 For example, be formed as a by means of an executed with potassium hydroxide (KOH) etching method, inclined sidewalls having KOH pit. This shaping facilitates the application of a comparatively homogeneous metallization in deeper areas of the opening 29 right through to the opening 29 exposed portion of the electrode 17 ,

Bei als Differenzdrucksensor ausgebildeten Drucksensoren genügt bereits ein einziger Kondensator mit einer vom zu messenden Druck abhängigen Kapazität. Vorzugsweise ist jedoch auch im zweiten Grundkörper 3 eine Elektrode 17 vorgesehen, die zusammen mit der Messmembran 5 einen solchen Kondensator bildet. In dem Fall weist auch der zweite Grundkörper 3 vorzugsweise zwei durch eine Isolationsschicht 15 gegeneinander isolierte, elektrisch leitfähige Schichten 11, 13 auf und ist im Hinblick auf die im zweiten Grundkörper 3 eingeschlossene Elektrode 17 und den damit verbundenen Elektrodenanschluss 25 vorzugsweise identisch zu dem ersten Grundkörper 1 ausgebildet. Dementsprechend ist der Elektrodenanschluss 25 auf einer senkrecht zur Messmembran 5 verlaufenden Außenfläche der membran-zugewandten Schicht 11 des zweiten Grundkörpers 3 angeordnet. Dabei ist der Elektrodenanschluss 25 auch hier vorzugsweise als Teilbereich einer durch eine Isolationsschicht 30 gegenüber den beiden Schichten 11, 13 des zweiten Grundkörpers 3 isolierte Metallisierung ausgebildet, die sich über eine Stirnfläche des zweiten Grundkörpers 3 erstreckt und über eine im zweiten Grundkörper 3 vorgesehene, durch die membran-abgewandte Schicht 13 und die Isolationsschicht 15 verlaufende, einen Teilbereich der Elektrode 17 frei legende Öffnung 29 hindurch mit der Elektrode 17 verbunden ist.In the case of pressure sensors designed as differential pressure sensors, a single capacitor with a capacity dependent on the pressure to be measured is sufficient. Preferably, however, is also in the second body 3 an electrode 17 provided, which together with the measuring diaphragm 5 forms such a capacitor. In this case also the second main body points 3 preferably two through an insulating layer 15 mutually insulated, electrically conductive layers 11 . 13 on and is in terms of in the second main body 3 enclosed electrode 17 and the associated electrode connection 25 preferably identical to the first base body 1 educated. Accordingly, the electrode terminal 25 on a perpendicular to the measuring membrane 5 extending outer surface of the membrane-facing layer 11 of the second basic body 3 arranged. Here is the electrode connection 25 also here preferably as part of a region through an insulating layer 30 opposite the two layers 11 . 13 of the second basic body 3 insulated metallization formed, extending over an end face of the second body 3 extends and one in the second body 3 provided, through the membrane-remote layer 13 and the insulation layer 15 extending, a portion of the electrode 17 free-laying opening 29 through with the electrode 17 connected is.

Zusätzlich weist der Drucksensor einen Membrananschluss 31 auf. Da die Messmembran 5 von allen Außenseiten des Sensors her zugänglich ist, kann dieser Anschluss grundsätzlich auf unterschiedlichste aus dem Stand der Technik bekannte Weise realisiert werden. Vorzugsweise ist auch der Membrananschluss 31 auf einer senkrecht zur Messmembran 5 verlaufenden Außenfläche der membran-zugewandten Schicht 11 angeordnet. Dabei ist der Membranschluss 31 vorzugsweise als Teilbereich einer Metallisierung ausgebildet, die sich von der senkrecht zur Messmembran 5 verlaufenden Außenfläche des Rands 19 der membran-zugewandten Schicht 11 bis zur Messmembran 5 erstreckt.In addition, the pressure sensor has a membrane connection 31 on. Because the measuring diaphragm 5 from is accessible to all outsides of the sensor ago, this connection can in principle be realized in a variety of known from the prior art manner. Preferably, the membrane connection is also 31 on a perpendicular to the measuring membrane 5 extending outer surface of the membrane-facing layer 11 arranged. Here is the membrane closure 31 preferably formed as a portion of a metallization extending from the perpendicular to the measuring diaphragm 5 extending outer surface of the edge 19 the membrane-facing layer 11 to the measuring membrane 5 extends.

Diese Metallisierung wird vorzugsweise ohne Zwischenfügung einer Isolationsschicht unmittelbar auf die Außenfläche der membran-zugewandten Schicht 11 aufgebracht. Entsprechend kann durch Anlegen eines Bezugspotentials an den Membrananschluss 31 über die Messmembran 5 und den äußeren Rand 19 der membran-zugewandten Schicht 11 eine Abschirmung der im Grundkörper 1 eingeschlossenen Elektrode 17 bewirkt werden, die der eines Faradayschen Käfigs vergleichbar ist. Darüber hinaus kann die Metallisierung optional auch einen zusätzlichen Metallisierungsbereich 33 umfassen, der sich-ebenfalls ohne Zwischenfügung einer Isolationsschicht über eine Mantelfläche der membran-abgewandten Schicht 13 erstreckt. In dem Fall liegt auch die membran-abgewandte Schicht 13 auf dem Potential der Messmembran 5 und trägt somit ebenfalls zur Abschirmung der Elektrode 17 bei.This metallization is preferably without the interposition of an insulating layer directly on the outer surface of the membrane-facing layer 11 applied. Accordingly, by applying a reference potential to the membrane connection 31 over the measuring membrane 5 and the outer edge 19 the membrane-facing layer 11 a shield in the body 1 enclosed electrode 17 be comparable to that of a Faraday cage. In addition, the metallization may optionally include an additional metallization region 33 include, which also without interposition of an insulating layer over a lateral surface of the membrane-facing layer 13 extends. In this case also lies the membrane-remote layer 13 at the potential of the measuring membrane 5 and thus also contributes to the shielding of the electrode 17 at.

Bei Differenzdrucksensoren genügt es einen der beiden Grundkörper 1, 3 mit einem Membrananschluss 31 auszustatten. Alternativ können aber auch beide Grundkörper 1, 3 jeweils mit einem Membrananschluss 31 ausgestattet sein. Das ist insb. dann von Vorteil, wenn in beiden Grundkörpern 1, 3 jeweils eine Elektrode 17 integriert ist, die von der über die in leitendem Kontakt zur membran-zugewandten Schicht 11 – sowie vorzugsweise über den Metallisierungsbereich 33 in leitendem Kontakt zur membran-abgewandten Schicht 13 – stehenden Metallisierung bewirkten Abschirmung profitiert.In differential pressure sensors, it is sufficient one of the two main body 1 . 3 with a membrane connection 31 equip. Alternatively, however, both basic body 1 . 3 each with a membrane connection 31 be equipped. This is esp. Advantageous if in both basic bodies 1 . 3 one electrode each 17 which is integrated by the over the in conductive contact with the membrane-facing layer 11 - And preferably over the metallization 33 in conductive contact with the membrane-remote layer 13 - standing metallization brought benefits shielding.

Erfindungsgemäße Drucksensoren werden vorzugsweise in größeren Stückzahlen parallel im Waferverbund hergestellt und anschließend durch Sägen entlang der Sensoraußenseiten vereinzelt. Dabei können die für die Erzeugung der Membran- und Elektrodenanschlüsse 25, 31 erforderlichen Metallisierungen nach dem Vereinzeln auf die entsprechenden Oberflächen auf den Außenseiten der einzelnen Sensoren aufgebracht werden.Inventive pressure sensors are preferably produced in large numbers in parallel in the wafer composite and then separated by sawing along the sensor outer sides. In this case, for the generation of the membrane and electrode connections 25 . 31 required metallization after separation on the corresponding surfaces on the outsides of the individual sensors are applied.

Vorzugsweise werden erfindungsgemäße Drucksensoren jedoch derart ausgebildet, dass sie eine Außenseite umfassen, auf der für jeden Elektrodenanschluss 25 und jeden Membrananschluss 31 des Sensors jeweils eine zu der Außenseite und einer der Stirnseiten des Drucksensors hin geöffnete Aussparung 35, 37 in einem der Grundkörper 1, 3 vorgesehen ist, in der der jeweilige Anschluss 25, 31 auf der die zugehörige Aussparung 35 bzw. 37 begrenzenden senkrecht zur Messmembran 5 verlaufenden Außenfläche der membran-zugewandten Schicht 11 dieses Grundkörpers 1, 3 angeordnet ist. Bei Grundkörpern 1, 3, die sowohl mit einem Elektrodenanschluss 25 als auch mit einem Membrananschluss 31 ausgestattet sind, sind die für diese beiden Anschlüsse vorgesehenen Aussparungen 35, 37 vorzugsweise durch einen zwischen den beiden Aussparungen 35, 37 vorgesehenen Vorsprung 38 voneinander getrennt.Preferably, however, pressure sensors according to the invention are designed such that they comprise an outer side on which for each electrode connection 25 and every membrane connection 31 the sensor in each case one open to the outside and one of the end sides of the pressure sensor recess 35 . 37 in one of the main body 1 . 3 is provided, in which the respective connection 25 . 31 on the associated recess 35 respectively. 37 delimiting perpendicular to the measuring membrane 5 extending outer surface of the membrane-facing layer 11 this body 1 . 3 is arranged. For basic bodies 1 . 3 that with both an electrode connection 25 as well as with a membrane connection 31 equipped, are provided for these two ports recesses 35 . 37 preferably by one between the two recesses 35 . 37 provided projection 38 separated from each other.

Die für die Elektrodenanschlüsse 25 vorgesehenen Aussparungen 35 erstrecken sich ausgehend von der Stirnseite des zugehörigen Grundkörpers 1, 3 jeweils durch die membran-abgewandte Schicht 13, die Isolationsschicht 15 und die membran-zugewandte Schicht 11 bis zu der auf der Messmembran 5 vorgesehenen Isolationsschicht 23. Die für die Membrananschlüsse 31 vorgesehene Aussparungen 37 erstrecken sich jeweils ausgehend von der Stirnseite des zugehörigen Grundkörpers 1, 3 durch die membran-abgewandte Schicht 13, die Isolationsschicht 15, die membran-zugewandte Schicht 11 und die Isolationsschicht 23 hindurch bis zu einem durch die Aussparung 37 frei gelegten Randbereich der Messmembran 5.The for the electrode connections 25 provided recesses 35 extend starting from the end face of the associated main body 1 . 3 in each case through the membrane-remote layer 13 , the insulation layer 15 and the membrane-facing layer 11 up to that on the measuring membrane 5 provided insulation layer 23 , The for the membrane connections 31 provided recesses 37 each extend starting from the end face of the associated body 1 . 3 through the membrane-remote layer 13 , the insulation layer 15 , the membrane-facing layer 11 and the insulation layer 23 through to the one through the recess 37 exposed edge area of the measuring membrane 5 ,

Dabei weisen die durch die membran-zugewandten Schichten 11 verlaufenden Teilbereiche dieser Aussparungen 35, 37 jeweils senkrecht zur Messmembran 5 verlaufenden Seitenwände auf, die die senkrecht zur Messmembran 5 verlaufenden Außenflächen der membran-zugewandten Schichten 11 bilden, auf denen der jeweilige Membran- bzw. Elektrodenanschluss 25, 31 angeordnet ist. Eine Ausrichtung der Seitenwände der durch membran-abgewandten Schichten 13 verlaufenden Teilbereiche dieser Aussparungen 35, 37 senkrecht zur Messmembran 5 ist zwar möglich, aber nicht erforderlich. Diese Seitenwände können somit ohne weiteres eine Neigung aufweisen. Das bietet in Verbindung mit Drucksensoren, bei denen die durch die membran-abgewandten Schichten 13 verlaufenden Teilbereiche der Öffnungen 29 KOH-Gruben sind, den Vorteil, dass die durch die membran-abgewandten Schichten 13 verlaufenden Teilbereiche der Aussparungen 35, 37 mit dem gleichen Ätzverfahren und damit im gleichen Fertigungsschritt erzeugt werden können wie die KOH-Gruben in den membran-abgewandten Schichten 13.In this case, through the membrane-facing layers 11 extending portions of these recesses 35 . 37 each perpendicular to the measuring membrane 5 extending side walls, which are perpendicular to the measuring diaphragm 5 extending outer surfaces of the membrane-facing layers 11 form, on which the respective membrane or electrode connection 25 . 31 is arranged. An orientation of the sidewalls of the layers facing away from the membrane 13 extending portions of these recesses 35 . 37 perpendicular to the measuring membrane 5 is possible, but not required. These side walls can thus easily have a tendency. This provides in conjunction with pressure sensors in which the through the membrane-facing layers 13 extending portions of the openings 29 KOH pits are, to the advantage, that through the membrane-facing layers 13 extending portions of the recesses 35 . 37 can be produced with the same etching process and thus in the same manufacturing step as the KOH pits in the membrane-remote layers 13 ,

Da die Membran- und Elektrodenanschlüsse 25, 31 alle auf Außenflächen der membran-zugewandten Schichten 11 vorgesehen sind, muss für deren Kontaktierung kein Platz auf den Stirnflächen des Sensors freigehalten werden. Das bietet den Vorteil, dass der Drucksensor ohne Zusatzvorkehrungen senkrecht zur Messmembran 5 eingespannt werden kann. 6 zeigt hierzu ein Ausführungsbeispiel, bei dem der zuvor beschriebene Differenzdrucksensor zwischen zwei Stützkörpern 39 angeordnet ist, in einer durch die für die Elektrodenanschlüsse 25 vorgesehenen Aussparungen 35 verlaufenden Schnittebene. Die Stützkörper 39 bestehen z.B. aus Glas oder aus Keramik und sind mit dem Differenzdrucksensor jeweils über eine Fügung 41, z.B. eine Klebung oder eine Glaslötung, verbunden.Since the membrane and electrode connections 25 . 31 all on outer surfaces of the membrane-facing layers 11 are provided, no space on the end faces of the sensor must be kept free for their contact. That offers the Advantage that the pressure sensor without additional measures perpendicular to the measuring diaphragm 5 can be clamped. 6 shows an embodiment in which the above-described differential pressure sensor between two support bodies 39 is arranged in a through the for the electrode terminals 25 provided recesses 35 extending cutting plane. The supporting bodies 39 For example, consist of glass or ceramic and are with the differential pressure sensor in each case over a joint 41 , eg gluing or glass soldering.

Der in 6 dargestellte Verbund kann auf unterschiedlichste Weise eingesetzt werden. 7 zeigt als ein mögliches Anwendungsbeispiel einen Druckmessaufnehmer, bei dem der zwischen den beiden Stützkörpern 39 angeordnete Differenzdrucksensor in einem Gehäuse 43 angeordnet ist.The in 6 composite shown can be used in a variety of ways. 7 shows as a possible application example of a pressure transducer, in which the between the two support bodies 39 arranged differential pressure sensor in a housing 43 is arranged.

Jeder Stützkörper 39 ist mit einer Druckübertragungsleitung 45 ausgestattet, deren eines Ende über die Ausnehmung 7 im jeweiligen Grundkörper 1, 3 mit der darin eingeschlossenen Druckkammer 9 verbunden ist und deren anderes Ende jeweils mit einer Druckzufuhr, z.B. einem vorgeschalteten Druckmittler 47, verbunden ist. Die Druckmittler 47 weisen jeweils eine nach außen durch eine Trennmembran 49 abgeschlossene Druckempfangskammer auf und sind genau wie die Druckübertragungsleitungen 45, die Ausnehmungen 7 und die Druckkammern 9 mit einer Druck übertragenden Flüssigkeit befüllt, die den von außen auf die jeweilige Trennmembran 49 einwirkenden Druck p₁, p₂ auf die jeweilige Seite der Messmembran 5 überträgt. Die Membrananschlüsse 31 und die Elektrodenanschlüsse 25 befinden sich vorzugsweise auf der den Druckmittlern 47 gegenüberliegenden Außenseite des Drucksensors und sind jeweils über eine Drahtbondung 51 an einen Anschluss eines auf dem daran angrenzenden Stützkörper 39 vorgesehenen Elements 53, z.B. einer auf dem jeweiligen Stützkörper 39 vorgesehenen Leiterplatte oder einer Messeinrichtung, z.B. einer Vorortelektronik, angeschlossen, über das der Drucksensor an eine Messelektronik 55 angeschlossen sein kann.Every supporting body 39 is with a pressure transmission line 45 equipped, whose one end over the recess 7 in the respective basic body 1 . 3 with the pressure chamber enclosed therein 9 is connected and the other end in each case with a pressure supply, for example an upstream diaphragm seal 47 , connected is. The diaphragm seals 47 each have an outward through a separation membrane 49 completed pressure-receiving chamber and are just like the pressure transmission lines 45 , the recesses 7 and the pressure chambers 9 filled with a pressure-transmitting liquid, which from the outside to the respective separation membrane 49 acting pressure p ₁ , p ₂ on the respective side of the measuring diaphragm 5 transfers. The membrane connections 31 and the electrode terminals 25 are preferably located on the diaphragm seals 47 opposite outside of the pressure sensor and are each via a wire bond 51 to a terminal of a support body adjacent thereto 39 provided element 53 , eg one on the respective support body 39 provided printed circuit board or a measuring device, such as a local electronics, connected via which the pressure sensor to a measuring electronics 55 can be connected.

Die Erfindung kann völlig analog in Verbindung mit Abwandlungen der hier dargestellten Ausführungsbeispiele eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Differenzdrucksensoren, bei denen nur einer der beiden Grundkörper mit einer Elektrode und/oder einem Membrananschluss ausgestattet ist. Ein weiteres Beispiel sind Relativdrucksensoren, die sich von den beschriebenen Differenzdrucksensoren dadurch unterscheiden, dass der zweite Grundkörper entfällt und die Außenseite der Messmembran mit dem zu messenden Druck beaufschlagt wird während an deren Innenseite ein der Druckkammer über die Ausnehmung im Grundkörper zugeführter Referenzdruck anliegt. Ein weiteres Beispiel sind Absolutdrucksensoren, die sich von den zuvor genannten Relativdrucksensoren, dadurch unterscheiden, dass die unter der Messmembran eingeschlossene Druckkammer evakuiert ist.The invention can be used completely analogously in connection with modifications of the embodiments shown here. Examples include differential pressure sensors, in which only one of the two main body is equipped with an electrode and / or a membrane connection. Another example is relative pressure sensors, which differ from the differential pressure sensors described in that the second base body is omitted and the outside of the measuring diaphragm is acted upon by the pressure to be measured while on the inside of a pressure chamber via the recess in the base body supplied reference pressure is applied. Another example is absolute pressure sensors, which differ from the aforementioned relative pressure sensors in that the pressure chamber enclosed under the measuring diaphragm is evacuated.

Die erfindungsgemäßen Drucksensoren sind auf einfache und kostengünstige Weise im Waferverbund herstellbar. 8 zeigt hierzu die bei der Herstellung des in den 1 bis 4 gezeigten Differenzdrucksensors in den einzelnen Verfahrensschritten a) j) erzeugten Zwischenprodukte in den drei in 1 angezeigten Schnittebenen A-A, B-B, C-C. Zur Herstellung der Differenzdrucksensoren werden 3 SOI-Wafer verwendet, die jeweils eine elektrisch leitfähige Trägerschicht T aus Silizium, eine darauf angeordnete Isolationsschicht I aus Siliziumoxid, und eine auf der Isolationsschicht I angeordnete elektrisch leitfähige Deckschicht D aus Silizium aufweisen.The pressure sensors according to the invention can be produced in a simple and cost-effective manner in the wafer composite. 8th shows this in the manufacture of the in the 1 to 4 shown differential pressure sensor in the individual process steps a) j) intermediates in the three in 1 displayed section planes AA, BB, CC. For the production of the differential pressure sensors, 3 SOI wafers are used, which each have an electrically conductive carrier layer T of silicon, an insulating layer I of silicon oxide arranged thereon, and an electrically conductive cover layer D of silicon arranged on the insulating layer I.

Zunächst werden aus einem ersten SOI-Wafer im Waferverband erste Grundkörper 1 erzeugt. Dabei werden aus der Trägerschicht T des Wafers die membran-abgewandten Schichten 13, aus dessen Deckschicht D die membran-zugewandten Schichten 11 und aus dessen Isolationsschicht I die Isolationsschichten 15 der ersten Grundkörper 1 gefertigt.First, a first SOI wafer in the wafer assembly becomes the first base body 1 generated. In this case, the carrier layer T of the wafer becomes the membrane-remote layers 13 , from whose top layer D the membrane-facing layers 11 and from its insulation layer I, the insulating layers 15 the first basic body 1 manufactured.

In einem ersten Verfahrensschritt a) werden hierzu in der Trägerschicht T die in den membran-abgewandten Schichten 13 vorzusehenden Teilbereiche der Aussparungen 35, 37 für die Elektrodenanschlüsse 25 und die Membrananschlüsse 31, sowie der Öffnung 29 bzw. der Ausnehmung 7 erzeugt, indem das Material der Trägerschicht T in den entsprechenden in 8a) durch Pfeile markierten Bereichen entfernt wird. Hierzu wird vorzugsweise ein mit Kaliumhydroxid (KOH) ausgeführten Ätzverfahren eingesetzt mit dem an den Stellen KOH-Gruben in der Trägerschicht T erzeugt werden.In a first method step a), in the carrier layer T, in the membrane-remote layers 13 to be provided portions of the recesses 35 . 37 for the electrode connections 25 and the membrane connections 31 , as well as the opening 29 or the recess 7 produced by the material of the carrier layer T in the corresponding in 8a) is removed by arrows marked areas. For this purpose, an etching process carried out with potassium hydroxide (KOH) is preferably used with which KOH pits are produced in the carrier layer T at the points.

Im darauffolgenden Verfahrensschritt b) werden die in den Isolationsschichten 15 vorzugsehenden Teilbereiche der Aussparungen 35, 37 für die Elektrodenanschlüsse 25 und die Membrananschlüsse 31, sowie der Öffnungen 29 bzw. der Ausnehmungen 7 erzeugt, indem das Material der Isolationsschicht I des Wafers in den entsprechenden in 8b) durch Pfeile markierten Bereichen entfernt wird. Hierzu wird ein zur selektiven Entfernung von Siliziumoxid geeignetes Ätzverfahren, wie z. B. das Reaktive Ionen Ätzen (RIE), verwendet.In the subsequent process step b) are in the insulating layers 15 vorzugsehenden portions of the recesses 35 . 37 for the electrode connections 25 and the membrane connections 31 , as well as the openings 29 or the recesses 7 produced by the material of the insulating layer I of the wafer in the corresponding in 8b) is removed by arrows marked areas. For this purpose, a suitable for the selective removal of silicon oxide etching process, such. As the reactive ion etching (RIE) used.

Im nachfolgenden Verfahrensschritt c) wird auf der Ober- und Unterseite des Wafers unter Aussparung der für die elektrisch leitfähigen Verbindungen zwischen den Membrananschlüssen 31 und den Schichten 11, 13 benötigten Oberflächen und den durch die Öffnungen 29 bzw. die Ausnehmungen 7 freigelegten Teilbereichen der membran-zugewandten Schichten 11 mit einer Isolationsschicht 57, 59 versehen. Hierzu kann zum Beispiel ein Feuchtoxidationsverfahren eingesetzt werden, mit dem eine Siliziumoxidschicht auf die entsprechenden Oberflächen aufgebracht wird.In the following process step c) is on the top and bottom of the wafer with the recess for the electrically conductive connections between the membrane connections 31 and the layers 11 . 13 required surfaces and through the openings 29 or the recesses 7 exposed parts of the membrane facing layers 11 with an insulation layer 57 . 59 Mistake. For this purpose, for example, a wet oxidation process can be used with which a silicon oxide layer is applied to the corresponding surfaces.

Nachfolgend wird in Verfahrensschritt d) die auf die Deckschicht D aufgebrachte Isolationsschicht 59 bis auf die in den Drucksensoren später die die Druckkammern 9 außenseitlich umgebenden, zwischen Rändern 19 der membran-zugewandten Schichten 11 und der Messmembran 5 angeordneten Teilbereiche 61 der zwischen den Grundkörpern 1 und den Messmembranen 5 angeordneten Isolationsschichten 23 bildenden Bereiche entfernt. Dies kann zum Beispiel mittels eines Trockenätzverfahrens erfolgen.Subsequently, in method step d), the insulation layer applied to the cover layer D is applied 59 except for those in the pressure sensors later the pressure chambers 9 surrounding outside, between edges 19 the membrane-facing layers 11 and the measuring membrane 5 arranged subareas 61 the between the basic bodies 1 and the measuring membranes 5 arranged insulation layers 23 removed forming areas. This can be done for example by means of a dry etching.

Nachfolgend werden in Verfahrensschritt e) aus der Deckschicht D die membran-zugewandten Schichten 11 erzeugt. Dabei werden die Gräben 21 zwischen den Elektroden 17 und den Rändern 19 der membran-zugewandten Schichten 11 und die durch die membran-zugewandten Schichten 11 verlaufenden Teilbereiche der für die Membrananschlüsse 31 und die Elektrodenanschlüsse 25 vorzusehenden Aussparungen 35, 37 und der Ausnehmungen 7 erzeugt, indem die entsprechenden in 9d) durch Pfeile markierten Bereiche der Deckschicht D entfernt werden. Die Entfernung dieser Bereiche erfolgt mittels eines anisotropen Ätzverfahrens, wie zum Beispiel dem reaktiven Ionentiefenätzen (DRIE), mit dem Ausnehmungen mit senkrecht zur Ätzrichtung verlaufenden Seitenwänden erzeugt werden.Subsequently, in method step e), the cover layer D becomes the membrane-facing layers 11 generated. This will be the trenches 21 between the electrodes 17 and the edges 19 the membrane-facing layers 11 and those through the membrane-facing layers 11 extending portions of the membrane connections 31 and the electrode terminals 25 to be provided recesses 35 . 37 and the recesses 7 generated by the corresponding in 9d) areas of the cover layer D marked by arrows are removed. The removal of these regions takes place by means of an anisotropic etching process, such as, for example, the reactive ion etching (DRIE), with which recesses are produced with side walls running perpendicular to the etching direction.

Nachfolgend wird in Verfahrensschritt f) ein zweiter SOI Wafer mit dem gemäß den Verfahrensschritten a)–e) bearbeiteten ersten Wafer derart verbunden, dass die Teilbereiche 61 der zwischen den Grundkörpern 1 und den Messmembranen 5 angeordneten Isolationsschichten 23 auf der in den fertigen Drucksensoren die Messmembranen 5 bildenden Deckschicht D des zweiten Wafers aufliegen.Subsequently, in method step f), a second SOI wafer is connected to the first wafer processed in accordance with method steps a) -e) in such a way that the subregions 61 the between the basic bodies 1 and the measuring membranes 5 arranged insulation layers 23 on the measuring membranes in the finished pressure sensors 5 resting cover layer D of the second wafer.

Danach werden in Verfahrensschritt g) in den für die Elektrodenanschlüsse 25 vorgesehenen Aussparungen 35 Isolationsschichten auf die Außenseiten der Ränder 19 der membran-zugwandten Schichten 11 und die über die Aussparungen 35 frei gelegten Bereiche der die Messmembranen 5 bildenden Deckschicht D des zweiten Wafers aufgebracht. Hierzu kann z.B. ein Trockenoxidationsverfahren eingesetzt werden. Die in Verfahrensschritt g) aufgebrachten Isolationsschichten bilden in den fertigen Drucksensoren zusammen mit den jeweils daran angrenzenden auf die membran-abgewandten Schichten 13 aufgebrachten Isolationsschichten 57 die Isolationsschichten 30, über die die Elektrodenanschlüsse 25 und die damit verbunden leitfähigen Verbindungen 27 gegenüber der Messmembran 5, der membran-zugewandten und der membran-abgewandten Schicht 11, 13 elektrisch isoliert sind.Thereafter, in step g) in the for the electrode terminals 25 provided recesses 35 Insulation layers on the outsides of the edges 19 the membrane-bound layers 11 and the over the recesses 35 exposed areas of the measuring membranes 5 forming cover layer D of the second wafer applied. For this purpose, for example, a dry oxidation process can be used. The insulation layers applied in method step g) form in the finished pressure sensors together with the respectively adjoining layers on the membrane-remote layers 13 applied insulation layers 57 the insulation layers 30 via which the electrode connections 25 and the conductive connections associated therewith 27 opposite the measuring diaphragm 5 , the membrane-facing and the membrane-facing layer 11 . 13 are electrically isolated.

Anschließend werden in Verfahrensschritt h) die Trägerschicht T und die Isolationsschicht I des zweiten SOI Wafers entfernt. Zum Entfernen der Trägerschicht T eignen sich Ätzverfahren, wie z.B. das reaktive Ionentiefenätzen (DRIE). Zum Entfernen der Isolationsschicht I eignen sich zum Beispiel Trockenätzverfahren.Subsequently, in method step h), the carrier layer T and the insulating layer I of the second SOI wafer are removed. For removing the carrier layer T, etching methods such as e.g. Reactive Ion Depletion (DRIE). For removing the insulating layer I, for example, dry etching methods are suitable.

Parallel zur Herstellung der ersten Grundkörper 1 gemäß den Verfahrensschritten a)–f) werden aus einem dritten SOI Wafer zweite Grundkörper 3 gefertigt. Sofern auch die zweiten Grundkörper 3 Elektroden 17, Elektrodenanschlüsse 25 und Membrananschlüsse 31 aufweisen sollen, kann hierzu das anhand der Verfahrensschritten a)–f) beschriebene Verfahren eingesetzt werden. Sofern die zweiten Grundkörper 3 keine Elektroden 17 und Elektrodenanschlüsse 25 und/oder keine Membrananschlüsse 23 aufweisen sollen, entfallen die zur Erzeugung der entsprechenden Elemente dienenden Maßnahmen.Parallel to the production of the first basic body 1 According to method steps a) -f), a second SOI wafer becomes a second main body 3 manufactured. As far as the second basic body 3 electrodes 17 , Electrode connections 25 and membrane connections 31 For this purpose, the method described with reference to method steps a) -f) can be used. Unless the second main body 3 no electrodes 17 and electrode connections 25 and / or no membrane connections 23 should be eliminated, eliminating the measures used to produce the appropriate elements.

Wie in Verfahrensschritt i) gezeigt, werden die auf diese Weise bearbeiteten dritten SOI-Wafer anschließend, z.B. durch Bonden, derart mit dem am Ende von Verfahrensschritt h) zur Verfügung stehenden Verbund verbunden, dass sich die in den ersten und zweiten Grundkörpern 1, 3 integrierten Elektroden 17 jeweils gegenüberliegen. Zusätzlich werden in den in den zweiten Grundkörpern 3 für die Elektrodenanschlüsse 25 vorgesehenen Aussparungen 35 auf die in Verfahrensschritt g) beschriebene Weise die in 8i) durch Pfeile hervorgehobenen Isolationsschichten aufgebracht, die in den fertigen Drucksensoren zusammen mit den daran angrenzenden auf die membran-abgewandten Schichten 13 der zweiten Grundkörper 3 aufgebrachten Isolationsschichten 57 die Isolationsschichten 30 bilden, über die die Elektrodenanschlüsse 25 und die damit verbunden leitfähigen Verbindungen 27 der zweiten Grundkörpern 3 gegenüber den Messmembranen 5 und gegenüber den membran-zugewandten und den membran-abgewandten Schichten 11, 13 der zweiten Grundkörper 3 elektrisch isoliert sind.As shown in method step i), the third SOI wafers processed in this way are subsequently connected, for example by bonding, to the composite available at the end of method step h), such that they are in the first and second basic bodies 1 . 3 integrated electrodes 17 each opposite. In addition, in the in the second basic bodies 3 for the electrode connections 25 provided recesses 35 in the manner described in process step g) the in 8i) Insulated by arrows highlighted insulation layers, which in the finished pressure sensors together with the adjacent thereto on the membrane-facing layers 13 the second basic body 3 applied insulation layers 57 the insulation layers 30 form over which the electrode terminals 25 and the conductive connections associated therewith 27 the second basic bodies 3 opposite the measuring membranes 5 and opposite to the membrane-facing and the membrane-facing layers 11 . 13 the second basic body 3 are electrically isolated.

Abschließend werden in Verfahrensschritt j) die die Elektrodenanschlüsse 25 und die Membrananschlüsse 31, sowie deren elektrische leitfähige Verbindungen zur Messmembran 5 bzw. zur jeweiligen Elektrode 17 bildenden Metallisierungen aufgebracht. Hierzu eignen sich Beschichtungsverfahren, wie z.B. Sputtern. Hier bieten die Aussparungen 35, 37 den Vorteil, dass alle Metallisierungen vor dem Vereinzeln der Drucksensoren aufgebracht werden können. Dabei werden die Drucksensoren vorzugsweise derart angeordnet, dass einander entsprechende Aussparungen 35, 37 von jeweils zwei im Waferverband benachbarten Drucksensoren unmittelbar aneinander angrenzen. Hierdurch bilden die aneinander angrenzenden Aussparungspaare jeweils eine Ausnehmung doppelter Größe, so dass die Metallisierungen auf die über die Aussparungen 35, 37 zugänglichen Oberflächen auch bei größer Aussparungstiefe ohne Weiteres in hochwertiger, reproduzierbarer Weise im Waferverband aufgebracht werden können. Abschließend werden die auf diese Weise hergestellten Differenzdrucksensoren durch Sägen entlang der äußeren Mantelflächen der einzelnen Differenzdrucksensoren vereinzelt.Finally, in process step j), the electrode connections 25 and the membrane connections 31 , as well as their electrical conductive connections to the measuring membrane 5 or to the respective electrode 17 applied forming metallizations. For this purpose, coating methods, such as sputtering are suitable. Here are the cutouts 35 . 37 the advantage that all metallizations can be applied before separating the pressure sensors. The pressure sensors are preferably arranged such that mutually corresponding recesses 35 . 37 of two each in the wafer assembly adjacent pressure sensors adjacent to each other. In this way, the adjoining recess pairs each form a recess of double size, so that the metallizations on the over the recesses 35 . 37 accessible surfaces can be applied in a high quality, reproducible manner in the wafer bond even with greater recess depth readily. Finally, the differential pressure sensors produced in this way are separated by sawing along the outer lateral surfaces of the individual differential pressure sensors.

Auf analoge Weise können natürlich auch Relativ- oder Absolutdrucksensoren hergestellt werden. Dabei entfallen die Verfahrensschritte h) und i) und es werden nur die ersten Grundkörper 1 mit den in Verfahrensschritt j) beschriebenen Metallisierungen versehen. Bei der Herstellung von Absolutdrucksensoren entfällt darüber hinaus in Verfahrensschritt e) die Erzeugung der durch die membran-zugewandten Schichten 11 verlaufenden Teilbereiche der Ausnehmungen 7.In a similar way, of course, relative or absolute pressure sensors can be produced. This eliminates the process steps h) and i) and it will be only the first body 1 provided with the metallizations described in step j). In the production of absolute pressure sensors, moreover, in process step e), the production of the layers facing the membrane is eliminated 11 extending portions of the recesses 7 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: erster Grundkörper first basic body
33: zweiter Grundkörper second basic body
55: Messmembran measuring membrane
77: Ausnehmung recess
99: Druckkammer pressure chamber
1111: membran-zugewandte leitfähige Schicht membrane-facing conductive layer
1313: membran-abgewandte leitfähige Schicht Membrane-facing conductive layer
1515: Isolationsschicht insulation layer
1717: Elektrode electrode
1919: Rand edge
2121: Graben dig
2323: Isolationsschicht insulation layer
2525: Elektrodenanschluss electrode connection
2727: leitfähige Verbindung conductive connection
2929: Öffnung opening
3030: Isolationsschicht insulation layer
3131: Membrananschluss diaphragm connection
3333: Metallisierungsbereich metallization
3535: Aussparung für einen Elektrodenanschluss Recess for an electrode connection
3737: Aussparung für einen Membrananschluss Recess for a membrane connection
3838: Vorsprung head Start
3939: Stützkörper support body
4141: Fügung coincidence
4343: Gehäuse casing
4545: Druckübertragungsleitung Pressure transmission line
4747: Druckmittler Diaphragm Seals
4949: Trennmembran separating membrane
5151: Drahtbondung wire bonding
5353: Element element
5555: Messelektronik measuring electronics
5757: Isolationsschicht insulation layer
5959: Isolationsschicht insulation layer
6161: Teilbereich der Isolationsschicht Part of the insulation layer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10393943 B3 [0005]
DE 102014115803 [0008, 0047]

Claims

Capacitive pressure sensor, with - a first two electrically conductive layers ( 11 . 13 ) and one between the two layers ( 11 . 13 ) arranged insulation layer ( 15 ) having basic body ( 1 ), - one including a first pressure chamber ( 9 ) with the first basic body ( 1 . 3 ), can be acted upon by a pressure, electrically conductive measuring membrane ( 5 ), - one through one of the measuring membrane ( 5 ) spaced portion of the membrane-facing layer ( 11 ) outside, on all sides of one with the measuring membrane ( 5 ), spaced from the subarea outer edge ( 19 ) of the membrane-facing layer ( 17 ), which together with the measuring membrane ( 5 ) a capacitor with a from the on the measuring membrane ( 5 ) acting pressure-dependent capacity forms, - an electrode connection ( 25 ), which via a through the membrane-facing layer ( 13 ) and the insulation layer ( 15 ), a portion of the electrode ( 17 ) free opening ( 29 ) passing through electrically conductive compound ( 27 ) with the electrode ( 17 ), and - a membrane connection ( 31 ), characterized in that - the electrode connection ( 25 ) on a perpendicular to the measuring membrane ( 5 ) extending outer surface of the membrane-facing layer ( 11 ) is arranged.

Pressure sensor according to claim 1, characterized in that - the pressure sensor includes a second pressure chamber ( 9 ) with the measuring membrane ( 5 ) second body ( 3 ), - the second basic body ( 1 . 3 ) two electrically conductive layers ( 11 . 13 ) and one between the two layers ( 11 . 13 ) arranged insulation layer ( 15 ), - the second basic body ( 3 ) one through the measuring membrane ( 5 ) spaced portion of the membrane-facing layer ( 11 ) outside, on all sides of one with the measuring membrane ( 5 ), spaced from the subarea outer edge ( 19 ) of the membrane-facing layer ( 11 surrounded electrode ( 17 ), which together with the measuring membrane ( 5 ) a capacitor with a from the on the measuring membrane ( 5 ) acting pressure-dependent capacity forms, and - on the second body ( 3 ) an electrode connection ( 25 ) is provided, - the one through the membrane-facing layer ( 13 ) and the insulation layer ( 15 ), a portion of the in the second body ( 3 ) integrated electrode ( 17 ) free opening ( 29 ) passing through electrically conductive compound ( 27 ) with the electrode ( 17 ), and - which is on a perpendicular to the measuring membrane ( 5 ) extending outer surface of the membrane-facing layer ( 11 ) of the second basic body ( 3 ) is arranged.

Pressure sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the first or the first and the second basic body ( 1 . 3 ) in each case directly or via one between the main body ( 1 . 3 ) and the measuring membrane ( 5 ) arranged insulation layer ( 23 ), in particular one part of the pressure chamber ( 9 ) forming recess insulating layer ( 23 ), with the measuring membrane ( 5 ) connected is.

Pressure sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the first or the first and the second basic body ( 1 . 3 ) one each in the in the body ( 1 . 3 ) enclosed pressure chamber ( 9 ) opening recess ( 7 ), in particular one the opening ( 29 ) as a partial area recess ( 7 ), via which the pressure chamber ( 9 ) can be acted upon by a pressure (p1, p2).

Pressure sensor according to claim 1 or 2, characterized in that each electrode terminal ( 25 ) and the associated conductive connection ( 27 ) are formed in each case as interconnected partial regions of a metallization applied to the pressure sensor, said metallization being disposed on a metallization opposite to the membrane-facing and the membrane-facing layer ( 11 . 13 ) insulating insulation layer ( 30 ) runs.

Pressure sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the membrane-facing layer ( 11 ) of the first or the first and the second basic body ( 1 . 3 ) in each case has a layer thickness of greater than or equal to 500 microns.

Pressure sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the membrane-remote layer ( 13 ) of the first or the first and the second basic body ( 1 . 3 ) each having a layer thickness in a layer thickness range of 200 microns to 500 microns.

Pressure sensor according to claim 1 or 2, characterized in that through the membrane-facing layer ( 13 ) extending portion of the in the first body ( 1 ) or in the first and in the second basic body ( 1 . 3 ) opening ( 29 ) each one in the direction of the insulating layer ( 15 ) has tapered base surface, wherein the respective sub-area esp. As formed by means of an executed with potassium hydroxide (KOH) etching method, inclined side walls having KOH pit is formed.

Pressure sensor according to claim 1, characterized in that the membrane connection ( 31 ) on a perpendicular to the measuring membrane ( 5 ) extending outer surface of the membrane-facing layer ( 11 ) of the first basic body ( 1 ) arranged membrane connection ( 31 ), esp. As a subregion of a perpendicular to the measuring membrane ( 5 ) extending outer surface of the membrane-facing layer ( 11 ) to the measuring membrane ( 5 ) extending metallization, in particular a one over a lateral surface of the membrane-facing layer ( 13 ) extending metallization region ( 33 ) comprehensive metallization, trained membrane connection ( 31 ) is.

Pressure sensor according to claim 2, characterized in that on a perpendicular to the measuring diaphragm ( 5 ) extending outer surface of the membrane-facing layer ( 11 ) of the second basic body ( 3 ) a membrane connection ( 31 ), esp. As a subregion of a perpendicular to the measuring membrane ( 5 ) extending outer surface of the membrane-facing layer ( 11 ) of the second basic body ( 3 ) to the measuring membrane ( 5 ) extending metallization, in particular a one over a lateral surface of the membrane-facing layer ( 13 ) extending metallization region ( 33 ) comprehensive metallization, trained membrane connection ( 31 ), is arranged.

Pressure sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure sensor comprises an outer side, on which for the on the first or on the first and on the second body ( 1 . 3 ) provided electrode connection ( 25 ) and on the first or on the first and on the second body ( 1 . 3 ) provided membrane connection ( 31 ) each one open to the outside and one of the end sides of the pressure sensor, through the membrane-facing layer ( 13 ), the insulation layer ( 15 ) and the membrane-facing layer ( 11 ) of the respective basic body ( 1 . 3 ) extending recess ( 35 . 37 ) in the respective basic body ( 1 . 3 ), in which the respective connection ( 25 . 31 ) on which the respective recess ( 35 . 37 ) delimiting, perpendicular to the measuring membrane ( 5 ) extending outer surface of the membrane-facing layer ( 11 ) of the respective basic body ( 1 . 3 ) is arranged.

Pressure sensor according to claim 11, characterized in that - the first and / or the second basic body ( 1 . 3 ) two recesses ( 35 . 37 ), namely for the electrode connection ( 25 ) provided recess ( 35 ) and for the membrane connection ( 31 ) provided recess ( 37 ), and - the two in the same body ( 1 . 3 ) provided recesses ( 35 . 37 ) by one between the two recesses ( 35 . 37 ) provided projection ( 38 ) separated from each other.

Pressure sensor according to claim 11, characterized in that through the membrane-remote layer ( 11 ) of the first or the first and the second basic body ( 1 . 3 ) extending portions of the recesses ( 35 . 37 ) and the opening ( 29 ) are KOH pits produced by means of an etching process carried out with potassium hydroxide (KOH).

Pressure measuring device with a pressure sensor designed as a differential pressure sensor according to claim 2, characterized in that - the pressure sensor between two supporting bodies ( 39 ), in particular two glass or ceramic supporting bodies ( 39 ), in particular with the pressure sensor in each case via a joint ( 41 ), in particular a gluing or a glass soldering, connected supporting bodies ( 39 ), which is arranged on the first or on the first and on the second basic body ( 1 . 3 ) provided electrode connection ( 25 ) and on the first or on the first and on the second body ( 1 . 3 ) provided membrane connection ( 31 ) each via a wire bond ( 51 ) to a connection, esp. a connection of a on the to the respective base body ( 1 . 3 ) adjacent support body ( 39 ) element ( 53 ), esp. A printed circuit board or a measuring device, in particular a local electronics, is connected.

Method for producing pressure sensors according to claim 1, characterized in that - from a first carrier layer (T), an insulating layer (I) and a cover layer (D) comprising first SOI wafer first basic body ( 1 ) are prepared by - from the carrier layer (T), the membrane-facing layers ( 13 ) are produced, in particular by means of an etching process carried out with potassium hydroxide (KOH), - from the insulating layer (I) the insulating layers ( 15 ) are produced, in particular by means of reactive ion etching (RIE), - on the top and bottom of the wafer with the recess for the electrically conductive connections between the membrane terminals ( 31 ) and the layers ( 11 . 13 ) surfaces and through the openings ( 29 ) exposed portions of the membrane-facing layers ( 11 ) an insulation layer ( 57 . 59 ) is applied, in particular by means of a wet oxidation process is applied, - on the cover layer (D) applied insulation layer ( 59 ) except for between the edges ( 19 ) of the membrane-facing layers ( 11 ) and the measuring membranes ( 5 ) arranged subregions ( 61 ) between the basic bodies ( 1 ) and the Measuring membranes ( 5 ) arranged insulation layers ( 23 ) is removed, esp. By means of a dry etching method is removed, and - from the cover layer (D), the membrane-facing layers ( 11 ), in particular by means of reactive ion deep etching (DRIE), are generated, - a second one the measuring membranes ( 5 ) forming cover layer (D) is connected to the first wafer, - on the outer sides of the edges ( 19 ) of the membrane-bound layers ( 11 ) for the electrode connections ( 25 ) provided recesses ( 35 ) and those about these recesses ( 35 ) exposed areas of the measuring membranes ( 5 ) Insulation layers are applied, in particular be applied by means of a dry oxidation process, - the second SOI wafer is removed to its cover layer (D), and - the electrode terminals ( 25 ) and their electrically conductive connections to the respective electrode ( 17 ) and the membrane connections ( 31 ) and their electrically conductive connections to the respective measuring membrane ( 5 ) applied as metallizations, esp. Sputtered, be.