DE102017012327B3 - Membranbauteile und Verfahren zum Bilden eines Membranbauteils - Google Patents

Membranbauteile und Verfahren zum Bilden eines Membranbauteils Download PDF

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    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H04R19/005—Electrostatic transducers using semiconductor materials

Abstract

Ein Membranbauteil (100) umfasst eine Membranstruktur (110) umfassend eine elektrisch leitfähige Membranschicht (111). Die elektrisch leitfähige Membranschicht (111) weist einen Aufhängungsbereich (112) und einen Membranbereich (112) auf. Zudem ist der Aufhängungsbereich (112) der elektrisch leitfähigen Membranschicht (111) auf einer Isolationsschicht (120) angeordnet. Ferner ist die Isolationsschicht (120) auf einem Trägersubstrat (130) angeordnet. Des Weiteren umfasst das Membranbauteil (100) eine Gegenelektrodenstruktur (140). Ein Hohlraum (150) ist vertikal zwischen der Gegenelektrodenstruktur (140) und dem Membranbereich (113) der elektrisch leitfähigen Membranschicht (111) angeordnet. Zudem überragt ein Rand (114) der elektrisch leitfähigen Membranschicht (111) einen Rand (121) der Isolationsschicht (120) lateral um mehr als eine Hälfte eines vertikalen Abstands zwischen der elektrisch leitfähige Membranschicht (111) und der Gegenelektrodenstruktur (140). Ferner werden mehr als 90% von Kräften, die bei einer Auslenkung des Membranbereichs (113) der elektrisch leitfähigen Membranschicht (111) auf die Membranstruktur (110) ausgeübt werden, von der elektrisch leitfähigen Membranschicht (111) aufgenommen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Beispiele beziehen sich auf Herstellungstechniken für Membranbauteile und insbesondere auf Membranbauteile und ein Verfahren zum Bilden eines Membranbauteils.
  • Hintergrund
  • Eine Herstellung eines Membranbauteils (beispielsweise eines Mikrofons, eines Drucksensors oder eines Beschleunigungssensors) umfasst häufig eine Vielzahl von kostenintensiven Prozessschritten. Es kann wünschenswert sein, kostengünstige Membranbauteile mit hoher Lebensdauer zu schaffen. Die Druckschrift US 2015/0 369 653 A1 offenbart einen kapazitiven Sensor, die Druckschrift US 2010/0 158 279 A1 beschreibt einen akustischen Transducer, die Druckschrift US 2014/0 270 272 A1 offenbart ein Mikrophon, die Druckschrift US 2015/0 041 930 A1 beschreibt einen akustischen Transducer, die Druckschrift US 2007/0 023 890 A1 offenbart ein mikroelektronisches Bauteil, die Druckschrift US 2006/0 291 674 A1 beschreibt Silizium-basierte Mikrophone, die Druckschrift US 2010/0 044 808 A1 offenbart ein MEMS-Bauteil und die Druckschrift US 2008/0 232 615 A1 beschreibt einen Mikrophon-Chip. Die Druckschrift US 2012/0 319 174 A1 offenbart ein CMOSkompatibles MEMS-Mikrophon und die Druckschrift US 2010/0 065 930 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines MEMS-Bauteils.
  • Zusammenfassung
  • Es kann einen Bedarf für kostengünstigere Konzepte für Membranbauteile mit einer höheren Lebensdauer und/oder verbesserten elektrischen Eigenschaften geben.
  • Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der Ansprüche gedeckt werden.
  • Einige Beispiele beziehen sich auf ein Membranbauteil. Das Membranbauteil umfasst eine Membranstruktur umfassend eine elektrisch leitfähige Membranschicht. Die elektrisch leitfähige Membranschicht weist einen Aufhängungsbereich und einen Membranbereich auf. Zudem ist der Aufhängungsbereich der elektrisch leitfähigen Membranschicht auf einer Isolationsschicht angeordnet. Ferner ist die Isolationsschicht auf einem Trägersubstrat angeordnet. Des Weiteren umfasst das Membranbauteil eine Gegenelektrodenstruktur. Ein Hohlraum ist vertikal zwischen der Gegenelektrodenstruktur und dem Membranbereich der elektrisch leitfähigen Membranschicht angeordnet. Zudem überragt ein Rand der elektrisch leitfähigen Membranschicht einen Rand der Isolationsschicht lateral um mehr als eine
  • Hälfte eines vertikalen Abstands zwischen der elektrisch leitfähigen Membranschicht und der Gegenelektrodenstruktur. Ferner werden mehr als 90% von Kräften, die bei einer Auslenkung des Membranbereichs der elektrisch leitfähigen Membranschicht auf die Membranstruktur ausgeübt werden, von der elektrisch leitfähigen Membranschicht aufgenommen.
  • Einige Beispiele beziehen sich auf ein Membranbauteil. Das Membranbauteil umfasst eine Membranstruktur umfassend eine elektrisch leitfähige Membranschicht. Die elektrisch leitfähige Membranschicht weist einen Aufhängungsbereich und einen Membranbereich auf. Zudem ist der Aufhängungsbereich der elektrisch leitfähigen Membranschicht auf einer Isolationsschicht angeordnet. Ferner ist die Isolationsschicht auf einem Trägersubstrat angeordnet. Des Weiteren umfasst das Membranbauteil eine Gegenelektrodenstruktur. Die Gegenelektrodenstruktur umfasst eine Ausnehmung. Zudem ist ein Hohlraum vertikal zwischen einer elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht der Gegenelektrodenstruktur und dem Membranbereich der elektrisch leitfähigen Membranschicht angeordnet. Ferner umfasst das Membranbauteil eine Isolationsstruktur der Gegenelektrodenstruktur. Ein erster Teil der Isolationsstruktur ist an zumindest einem Teil einer Wandung der Ausnehmung der Gegenelektrodenstruktur angeordnet. Zudem erstreckt sich ein zweiter Teil der Isolationsstruktur vertikal in den Hohlraum.
  • Einige Beispiele beziehen sich auf ein Membranbauteil. Das Membranbauteil umfasst eine Membranstruktur mit einer elektrisch leitfähigen Membranschicht. Die elektrisch leitfähige Membranschicht umfasst ein erstes elektrisch leitfähiges Material. Zudem weist die elektrisch leitfähige Membranschicht einen Aufhängungsbereich und einen Membranbereich auf. Ferner ist der Aufhängungsbereich der elektrisch leitfähigen Membranschicht auf einer Isolationsschicht angeordnet. Des Weiteren ist die Isolationsschicht auf einem Trägersubstrat angeordnet. Das Membranbauteil umfasst zudem eine Gegenelektrodenstruktur mit einer elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht. Die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht umfasst ein zweites elektrisch leitfähiges Material. Zudem ist ein Hohlraum vertikal zwischen der Gegenelektrodenstruktur und dem Membranbereich der elektrisch leitfähigen Membranschicht angeordnet. Des Weiteren unterscheidet sich das erste elektrisch leitfähige Material von dem zweiten elektrisch leitfähigen Material.
  • Einige Beispiele beziehen sich auf ein Verfahren zum Bilden eines Membranbauteils. Das Verfahren umfasst Bilden einer elektrisch leitfähigen Membranschicht einer Membranstruktur auf einer Isolationsschicht. Die elektrisch leitfähige Membranschicht weist einen Aufhängungsbereich und einen Membranbereich auf. Ferner ist die Isolationsschicht auf einem Trägersubstrat angeordnet. Des Weiteren umfasst das Verfahren Bilden einer Gegenelektrodenstruktur lateral zumindest im Bereich der elektrisch leitfähigen Membranschicht. Das Verfahren umfasst zudem Bilden eines vertikal zwischen der Gegenelektrodenstruktur und dem Membranbereich der elektrisch leitfähigen Membranschicht angeordneten Hohlraums, so dass sich der Hohlraum vertikal von einer elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht der Gegenelektrodenstruktur bis zu dem Membranbereich der elektrisch leitfähigen Membranschicht erstreckt. Ein Rand der elektrisch leitfähigen Membranschicht überragt einen Rand der Isolationsschicht lateral um mehr als eine Hälfte eines vertikalen Abstands zwischen der elektrisch leitfähige Membranschicht und der Gegenelektrodenstruktur.
  • Figurenliste
  • Ausführungsbeispiele werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 einen schematischen Querschnitt eines Membranbauteils;
    • 2 einen schematischen Querschnitt eines weiteren Membranbauteils;
    • 3 einen schematischen Querschnitt eines weiteren Membranbauteils;
    • 4 einen schematischen Querschnitt eines weiteren Membranbauteils;
    • 5 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bilden eines weiteren Membranbauteils;
    • 6a-6h schematische Prozessschritte zum Bilden eines weiteren Membranbauteils;
    • 7a-7h schematische Prozessschritte zum Bilden eines weiteren Membranbauteils;
    • 8 einen schematischen Querschnitt eines weiteren Membranbauteils;
    • 9a-9h schematische Prozessschritte zum Bilden eines weiteren Membranbauteils; und
    • 10 einen schematischen Querschnitt eines weiteren Membranbauteils.
  • Beschreibung
  • Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Dickenabmessungen von Linien, Schichten und/oder Regionen um der Deutlichkeit Willen übertrieben dargestellt sein.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Figuren, die lediglich einige exemplarische Ausführungsbeispiele zeigen, können gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten bezeichnen. Ferner können zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet werden, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Zeichnung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
  • Obwohl Ausführungsbeispiele auf verschiedene Weise modifiziert und abgeändert werden können, sind Ausführungsbeispiele in den Figuren als Beispiele dargestellt und werden hierin ausführlich beschrieben. Es sei jedoch klargestellt, dass nicht beabsichtigt ist, Ausführungsbeispiele auf die jeweils offenbarten Formen zu beschränken, sondern dass Ausführungsbeispiele vielmehr sämtliche funktionale und/oder strukturelle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die im Bereich der Erfindung liegen, abdecken sollen.
  • Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der gesamten Figurenbeschreibung gleiche oder ähnliche Elemente.
  • Man beachte, dass ein Element, das als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „verkoppelt“ bezeichnet wird, mit dem anderen Element direkt verbunden oder verkoppelt sein kann oder dass dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Wenn zwei Elemente A und B durch ein „oder“ kombiniert werden, so sind darunter alle möglichen Kombination, zum Beispiel „nur A“, „nur B“ sowie „A und B“, zu verstehen. Eine alternative Formulierung für dieselbe Kombination ist „zumindest eines von A und B“. Gleiches gilt für Kombinationen von mehr als 2 Elementen.
  • Die Terminologie, die hierin verwendet wird, dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll die Ausführungsbeispiele nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „einer“, „eine“, „eines“ und „der, die, das“ auch die Pluralformen beinhalten, solange der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt. Ferner sei klargestellt, dass die Ausdrücke wie z.B. „beinhaltet“, „beinhaltend“, aufweist'' und/oder „aufweisend“, wie hierin verwendet, das Vorhandensein von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen und/oder Komponenten angeben, aber das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem bzw. einer oder mehreren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen.
  • Solange nichts anderes definiert ist, haben sämtliche hierin verwendeten Begriffe (einschließlich von technischen und wissenschaftlichen Begriffen) die gleiche Bedeutung, die ihnen ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem die Ausführungsbeispiele gehören, beimisst. Ferner sei klargestellt, dass Ausdrücke, z.B. diejenigen, die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, so zu interpretieren sind, als hätten sie die Bedeutung, die mit ihrer Bedeutung im Kontext der einschlägigen Technik konsistent ist, solange dies hierin nicht ausdrücklich anders definiert ist.
  • 1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Membranbauteils 100. Das Membranbauteil 100 umfasst eine Membranstruktur 110 umfassend eine elektrisch leitfähige Membranschicht 111. Zudem weist die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 einen Aufhängungsbereich 112 und einen Membranbereich 113 auf. Ferner ist der Aufhängungsbereich 112 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 auf einer (ersten) Isolationsschicht 120 angeordnet. Des Weiteren ist die (erste) Isolationsschicht 120 auf einem Trägersubstrat 130 angeordnet. Das Membranbauteil 100 umfasst zudem eine Gegenelektrodenstruktur 140. Zudem ist ein Hohlraum 150 vertikal zwischen der Gegenelektrodenstruktur 140 und dem Membranbereich 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 angeordnet. Ferner überragt ein (lateraler) Rand 114 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 einen (lateralen) Rand 121 der (ersten) Isolationsschicht 120 lateral um mehr als eine Hälfte (oder mehr als 75%, mehr als 90% oder mehr als 100%) eines vertikalen Abstands zwischen der elektrisch leitfähige Membranschicht 111 und der Gegenelektrodenstruktur 140. Des Weiteren werden mehr als 90% (oder mehr als 95% oder mehr als 99%) von Kräften, die bei einer Auslenkung des Membranbereichs 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 auf die Membranstruktur 110 ausgeübt werden, von der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 aufgenommen.
  • Dadurch, dass die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 mehr als 90% der Kräfte, die bei einer Auslenkung des Membranbereichs 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 auf die Membranstruktur 110 ausgeübt werden, aufnimmt, können weitere Schichten zur Verstärkung der Membranstruktur 110 entfallen. Hierdurch kann das Membranbauteil 100 kostengünstig bereitgestellt werden. Ferner kann dadurch, dass der (laterale) Rand 114 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 den (lateralen) Rand 121 der (ersten) Isolationsschicht 120 um mehr als die Hälfte des vertikalen Abstands zwischen der elektrisch leitfähige Membranschicht 111 und der Gegenelektrodenstruktur 140 lateral überragt, eine elektrische Entkopplung der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 von dem Trägersubstrat 130 optimiert werden (beispielsweise kann eine parasitäre Kapazität reduziert werden). Hierdurch kann ein Signal-Rausch-Verhältnis bei einer Bestimmung einer Kapazität eines durch die Membranstruktur 110 und die Gegenelektrodenstruktur 140 gebildeten Kondensators (beispielsweise bei einem Erfassen von Schallwellen mittels des Membranbauteils 100) verbessert werden. Dadurch kann das Membranbauteil 100 verbesserte elektrische Eigenschaften aufweisen. Zudem kann dadurch, dass der (laterale) Rand 114 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 den (lateralen) Rand 121 der (ersten) Isolationsschicht 120 um mehr als die Hälfte des vertikalen Abstands zwischen der elektrisch leitfähige Membranschicht 111 und der Gegenelektrodenstruktur 140 lateral überragt, bei einer Auslenkung des Membranbereichs 113 eine Auslenkung (beispielsweise in eine entgegengesetzte Richtung) eines über den (lateralen) Rand 121 hinausragenden Bereichs der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 bewirkt werden. Hierdurch kann eine bei der Auslenkung des Membranbereichs 113 eine Spannung der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111, insbesondere in dem Aufhängungsbereich 112, reduziert werden. Dadurch kann eine Lebensdauer der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 und damit des Membranbauteils 100 erhöht werden.
  • Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 einen Überstandsbereich oder Überhang aufweisen, der lateral über den (lateralen) Rand 121 der Isolationsschicht 120 hinausragt. Der Überstandsbereich kann eine laterale Abmessung (beispielsweise zwischen dem (lateralen) Rand 114 der elektrisch leitfähige Membranschicht 111 und dem (lateralen) Rand 121 der Isolationsschicht 120) aufweisen, die größer ist als eine Hälfte (oder größer als 75%, größer als 90% oder größer als 100%) eines vertikalen Abstands zwischen der elektrisch leitfähige Membranschicht 111 und der Gegenelektrodenstruktur 140. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 mehr als 90% (oder mehr als 95% oder mehr als 99%) von Kräften, die bei einer Auslenkung des Membranbereichs 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 in der Membranstruktur 110 auftreten, aufnehmen. Die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 kann beispielsweise eine (beispielsweise p- oder n-dotierte) Polysiliziumschicht oder eine (beispielsweise p- oder n-dotierte) amorphe Polysiliziumschicht sein. Beispielsweise kann eine laterale Abmessung (beispielsweise eine Breite) der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 mehr als 110% (oder mehr als 125% oder mehr als 150%) einer lateralen Abmessung (beispielsweise einer Breite) der Gegenelektrodenstruktur 140 betragen. Die laterale Abmessung der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 kann beispielsweise mehr als 1µm (oder mehr als 10µm, mehr als 50µm, mehr als 100µm oder mehr als 250µm) und weniger als 1000µm (oder weniger als 750µm, weniger als 500µm oder weniger als 400µm) betragen. Eine vertikale Abmessung (beispielsweise eine Dicke) der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 kann beispielsweise mehr als 25% (oder mehr als 50% oder mehr als 75%) einer vertikalen Abmessung (beispielsweise einer Dicke) der (ersten) Isolationsschicht 120 und/oder mehr als 5% (oder mehr als 10%, mehr als 20% oder mehr als 30%) einer vertikalen Abmessung (beispielsweise einer Dicke) der Gegenelektrodenstruktur 140 betragen. Beispielsweise kann die vertikale Abmessung der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 mehr als 50nm (oder mehr als 100nm, mehr als 200nm, mehr als 300nm, oder mehr als 330nm) und weniger als 1µmm (oder weniger als 750nm, oder weniger als 500nm, weniger als 400nm oder weniger als 350nm) betragen. Der Aufhängebereich 112 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 kann beispielsweise ein Bereich der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 sein, welcher lateral vollständig im Bereich der (ersten) Isolationsschicht 120 liegt. Beispielsweise kann der Membranbereich 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 ein Bereich der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 sein, welcher lateral vollständig außerhalb eines Bereichs der (ersten) Isolationsschicht 120 liegt.
  • Beispielsweise kann der vertikale Abstand zwischen der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 und der Gegenelektrodenstruktur 140 ein vertikaler Abstand zwischen der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 und der Gegenelektrodenstruktur 140 in einem unbelasteten Zustand des Membranbereichs 113 oder bei nichtausgelenkten Membranbereich 113 sein. In dem unbelasteten Zustand des Membranbereichs 113 kann beispielsweise ein Druck auf eine dem Hohlraum 150 zugewandte Oberfläche des Membranbereichs 113 gleich groß wie ein Druck auf eine dem Hohlraum 150 abgewandte Oberfläche des Membranbereichs 113 sein. Beispielsweise kann der vertikale Abstand zwischen der elektrisch leitfähige Membranschicht 111 und der Gegenelektrodenstruktur 140 mehr als 50% (oder mehr als 75%, mehr als 100%, mehr als 125% oder mehr als 150%) einer vertikalen Abmessung der Gegenelektrodenstruktur 140 betragen.
  • Beispielsweise kann die Gegenelektrodenstruktur 140 eine elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht umfassen. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht eine (beispielsweise p- oder n-dotierte) Polysiliziumschicht, eine (beispielsweise p- oder n-dotierte) amorphe Polysiliziumschicht, eine Metallschicht (beispielsweise eine Aluminiumschicht, eine Kupferschicht oder eine Goldschicht) oder eine Legierungsschicht (beispielsweise eine Aluminium-Kupfer-Schicht) sein. Eine laterale Abmessung (beispielsweise eine Breite) der Gegenelektrodenstruktur 140 kann beispielsweise mehr als 1µm (oder mehr als 10µm, mehr als 50µm, mehr als 100µm oder mehr als 250µm) und weniger als 1000µm (oder weniger als 750µm, weniger als 500µm oder weniger als 400µm) betragen. Beispielsweise kann eine vertikale Abmessung der Gegenelektrodenstruktur 140 mehr als 500nm (oder mehr als 750nm, mehr als 1µm oder mehr als 1,5µm) und weniger als 10µm (oder weniger als 5µm, weniger als 4µm, weniger als 3µm oder weniger als 2µm) betragen.
  • Beispielsweise kann die (erste) Isolationsschicht 120 eine Siliziumoxid (SiO2)-Schicht oder eine Siliziumnitrid (Si3N4)-Schicht sein. Die (erste) Isolationsschicht 120 kann beispielsweise eine strukturierte Isolationsschicht sein. Beispielsweise kann die (erste) Isolationsschicht auf einer Oberfläche 131 des Trägersubstrats 130 angeordnet sein.
  • Beispielsweise kann die Gegenelektrodenstruktur 140 eine Ausnehmung mit einer Isolationsstruktur umfassen. Ferner kann zumindest ein (erster) Teil der Isolationsstruktur an zumindest einem Teil einer Wandung der Ausnehmung der Gegenelektrodenstruktur 140 angeordnet sein. Beispielsweise kann die Isolationsstruktur Siliziumoxid oder Siliziumnitrid umfassen. Beispielsweise kann ein lateraler Querschnitt der Isolationsstruktur eine Ellipsenform, eine Kreisform oder eine Rechteckform aufweisen. Die Isolationsstruktur kann beispielsweise eine Hülsenform oder eine Form eines geschlossenen Rohrs aufweisen. Beispielsweise kann ein lateraler Querschnitt der Ausnehmung eine Kreisform, eine Ellipsenform oder eine Schlitzform aufweisen. Beispielsweise kann die Ausnehmung eine Öffnung der Gegenelektrodenstruktur 140 sein. Eine laterale Abmessung der Ausnehmung kann beispielsweise mehr als 200nm (oder mehr als 500nm, mehr als 1µm oder mehr als 5µm) betragen. Beispielsweise kann eine laterale Abmessung der Isolationsstruktur mehr als 100nm (oder mehr als 200nm, mehr als 500nm oder mehr als 1µm) betragen.
  • Beispielsweise können sich ein Material der Isolationsstruktur und ein Material der (ersten) Isolationsschicht 120 unterscheiden. Beispielsweise kann die Isolationsstruktur Siliziumnitrid umfassen und die (erste) Isolationsschicht 120 kann Siliziumoxid umfassen oder umgekehrt.
  • Beispielsweise kann eine laterale Abmessung (beispielsweise eine Breite) der Isolationsstruktur einer lateralen Abmessung (beispielsweise eine Breite) der Ausnehmung der Gegenelektrodenstruktur 140 entsprechen. Dadurch können der erste Teil der Gegenelektrodenstruktur 140 und der zweite Teil der Gegenelektrodenstruktur 140 effizient mechanisch miteinander verbunden und gleichzeitig elektrisch voneinander isoliert werden.
  • Beispielsweise kann sich ein zweiter Teil der Isolationsstruktur von einer elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht der Gegenelektrodenstruktur 140 vertikal in den Hohlraum 150 erstrecken. Dadurch kann mittels der Isolationsstruktur eine Auslenkung des Membranbereichs 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 in Richtung der Gegenelektrodenstruktur 140 begrenzt werden. Hierdurch kann ein Anhaften des Membranbereichs 113 an der Gegenelektrodenstruktur 140 bei einer starken Auslenkung des Membranbereichs 113 vermieden werden. Dadurch kann eine Lebensdauer des Membranbauteils 100 erhöht werden. Beispielsweise kann die Isolationsstruktur einen Abstandhalter oder Stoßfänger für den Membranbereich 113 bilden. Eine vertikale Abmessung des zweiten Teils der Isolationsstruktur kann beispielsweise mehr als 10% (oder mehr als 20%, mehr als 30% oder mehr als 40%) und weniger als 90% (oder weniger als 80%, weniger als 70% oder weniger als 60%) des vertikalen Abstands zwischen der elektrisch leitfähige Membranschicht 111 und der Gegenelektrodenstruktur 140 betragen.
  • Beispielsweise kann eine zweite Isolationsschicht vertikal zwischen der Gegenelektrodenstruktur 140 und dem Membranbereich 113 angeordnet sein. Die zweite Isolationsschicht kann den Hohlraum 150 lateral umgeben.
  • Beispielsweise können sich ein Material der Isolationsstruktur und ein Material der zweiten Isolationsschicht unterscheiden. Die zweite Isolationsschicht und die (erste) Isolationsschicht 120 können beispielsweise dasselbe Material umfassen. Die zweite Isolationsschicht kann beispielsweise eine strukturierte Isolationsschicht sein.
  • Beispielsweise kann die Ausnehmung die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 in einen ersten Teil und einen zweiten Teil teilen. Der erste Teil und der zweite Teil können elektrisch voneinander isoliert sein. Dadurch kann einer der Teile (beispielsweise der zweite Teil) der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 auf ein undefiniertes Potential (englisch „floating potential“) gesetzt werden. Beispielsweise kann die Ausnehmung den zweiten Teil der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 von drei Seiten oder Ωförmig umgeben. Der zweite Teil der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 kann beispielsweise ein Randbereich der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 sein.
  • Beispielsweise kann der erste Teil der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 mit einer Kontaktstruktur verbunden sein. Der zweite Teil der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 kann potentialfrei (beispielsweise elektrisch floatend) sein. Dadurch kann eine parasitäre Kapazität des Membranbauteils reduziert werden. Hierdurch kann ein Signal-Rausch-Verhältnis bei einer Bestimmung einer Kapazität eines durch die Membranstruktur 110 und die Gegenelektrodenstruktur 140 gebildeten Kondensators (beispielsweise bei einem Erfassen von Schallwellen mittels des Membranbauteils) verbessert werden. Dadurch kann ein Membranbauteil mit verbesserten elektrischen Eigenschaften gebildet werden.
  • Beispielsweise kann das Trägersubstrat 130 eine Ausnehmung aufweisen. Die (erste) Isolationsschicht 120 kann die Ausnehmung lateral umgeben. Dadurch kann der Membranbereich 113 der elektrisch leitenden Membranschicht 111 mit einer Umgebung des Membranbauteils 100 verbunden werden. Hierdurch kann durch eine Druckänderung in der Umgebung des Membranbauteils 100 (beispielsweise durch eine durch Schallwellen verursachte Druckänderung) eine Auslenkung des Membranbereichs 113 bewirkt werden.
  • Beispielsweise kann die Ausnehmung lateral im Bereich des Hohlraums 150 liegen. Die Ausnehmung kann beispielsweise das Trägersubstrat 130 durchdringen. Alternativ kann eine Tiefe der Ausnehmung kleiner sein als eine Dicke des Trägersubstrats 130.
  • Beispielsweise kann eine laterale Abmessung des Membranbereichs 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 mehr als 110% (oder mehr als 125% oder mehr als 150%) einer lateralen Abmessung der Ausnehmung an der Oberfläche 131 des Trägersubstrats 130 betragen. Dadurch kann eine Auslenkung des Membranbereichs 113 bei einer Druckänderung in der Umgebung des Membranbauteils 100 reduziert werden. Hierdurch können mittels des Membranbauteils 100 höhere Drücke oder höhere Druckunterschiede erfasst werden.
  • Beispielsweise kann an einer Oberfläche des Membranbereichs 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 eine Anti-Haft-Schicht angeordnet sein. Dadurch kann ein Anhaften der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 an der Gegenelektrodenstruktur 140 bei einer Auslenkung des Membranbereichs 113 vermieden werden. Hierdurch kann eine Lebensdauer des Membranbauteils 100 erhöht werden.
  • Beispielsweise kann an einer Oberfläche des Membranbereichs 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 eine hydrophobe Schicht angeordnet sein. Dadurch kann eine Anlagerung von Wasser an der Oberfläche des Membranbereichs 113 vermieden werden. Hierdurch kann eine Korrosion des Membranbereichs reduziert und damit eine Lebensdauer des Membranbauteils 100 erhöht werden.
  • Beispielsweise kann die Anti-Haft-Schicht oder die hydrophobe Schicht eine Perfluorodecyltrichlorosilane (FDTS)-Schicht sein. Dadurch kann die Anti-Haft-Schicht oder die hydrophobe Schicht kostengünstig an der Oberfläche des Membranbereichs 113 angeordnet werden. Hierdurch kann das Membranbauteil 100 kostengünstig bereitgestellt werden. Die Perfluorodecyltrichlorosilane-Schicht kann beispielsweise eine einlagige Schicht (beispielsweise ein Monolayer) sein.
  • Beispielsweise kann das Trägersubstrat 130 ein Glassubstrat (beispielsweise ein Glaswafer oder eine Glasscheibe) oder ein Halbleitersubstrat (beispielsweise ein Halbleiterwafer oder eine Halbleiterscheibe) sein. Beispielsweise kann das Trägersubstrat 130 ein Silizium (Si)-basiertes Halbleitersubstrat, ein Siliziumkarbid (SiC)-basiertes Halbleitersubstrat, ein Galliumarsenid (GaAs)-basiertes Halbleitersubstrat, ein Galliumnitrid (GaN)-basiertes Halbleitersubstrat, oder ein Silicon-on-Insulator (SOI)-Halbleitersubstrat sein.
  • Beispielsweise kann eine vertikale Richtung, eine vertikale Abmessung oder eine Tiefe senkrecht zu der Oberfläche 131 des Trägersubstrats 130 und eine laterale Richtung oder eine laterale Abmessung parallel zu der Oberfläche 131 des Trägersubstrats 130 gemessen werden. Die Oberfläche 131 des Trägersubstrats 130 kann beispielsweise eine Vorderseite des Trägersubstrats 130 sein. Eine Vorderseite des Trägersubstrats 130 kann beispielsweise eine Oberfläche des Trägersubstrats 130 sein, auf welcher komplexere Strukturen hergestellt werden sollen als auf einer Rückseite des Trägersubstrats 130, da Prozessparameter (beispielsweise eine Temperatur) und eine Behandlung der Rückseite eingeschränkt sein können, wenn bereits Strukturen auf der Vorderseite gebildet wurden.
  • Beispielsweise kann eine elektrisch leitfähige Schicht einen spezifischen (elektrischen) Widerstand von weniger als 1*1015Ωm (oder weniger als 1*1010Ωm, weniger als 1*105Ωm, oder weniger als 1Ωm) aufweisen.
  • Beispielsweise können der Membranbereich 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 und die Gegenelektrodenstruktur 140 einen Kondensator bilden. Durch Auslenken des Membranbereichs 113 relativ zu der Gegenelektrodenstruktur 140 kann eine Kapazität des Kondensators geändert werden. Das Membranbauteil 100 kann beispielsweise einen Schaltkreis zum Erfassen der Änderung der Kapazität des Kondensators und zum Erzeugen eines elektrischen Signals, welches die erfasste Änderung der Kapazität des Kondensators repräsentiert, umfassen. In dem Fall, dass das Trägersubstrat 130 ein Halbleitersubstrat ist, kann der Schaltkreis auf dem Halbleitersubstrat gebildet sein.
  • Beispielsweise kann das Membranbauteil 100 ein Element eines Mikro-ElektroMechanischen-System (MEMS)-Bauteils (beispielsweise eines MEMS-Mikrofons), eines Mikrofons, eines Drucksensors oder eines Beschleunigungssensors sein oder ein MEMS-Bauteil (beispielsweise ein MEMS-Mikrofon), ein Mikrofon, einen Drucksensor oder einen Beschleunigungssensor bilden.
  • Beispielsweise kann ein kapazitives MEMS-Mikrofon eine auslenkbare Membran (beispielsweise den Membranbereich 113) und eine statische Referenzelektrode (beispielsweise die Gegenelektrodenstruktur 140), die mit einem Tonanschluss eines Gehäuses verbunden sind, sowie einen Application-Specific Integrated Circuit (ASIC)-Schaltkreis zum Vorspannen und Auslesen umfassen.
  • 2 zeigt einen schematischen Querschnitt eines weiteren Membranbauteils 200. Das Membranbauteil 200 kann wie das in Zusammenhang mit der 1 beschriebene Membranbauteil 100 ausgebildet sein. Das Membranbauteil 200 umfasst eine auf einer ersten Isolationsschicht 120 angeordnete Membranstruktur 110 (beispielsweise eine Membran). Die Membranstruktur 110 umfasst eine elektrisch leitfähige Membranschicht 111. Ferner überragt ein Rand 114 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 lateral einen Rand 121 der ersten Isolationsschicht 120. Zudem umfasst das Membranbauteil 200 eine auf der Membranstruktur 110 angeordnete zweite Isolationsschicht 210. Auf der zweiten Isolationsschicht 210 ist eine Gegenelektrodenstruktur 140 (beispielsweise eine Rückplatte) angeordnet. Die Gegenelektrodenstruktur 140 weist mehrere Ausnehmungen 220 auf. Zudem ist vertikal zwischen der Gegenelektrodenstruktur 140 und der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 ein Hohlraum 150 angeordnet. Beispielsweise kann über die Ausnehmungen 220 ein Druckausgleich zwischen dem Hohlraum 150 und einer Umgebung des Membranbauteils 200 erfolgen. Die zweite Isolationsschicht 210 begrenzt den Hohlraum 150 lateral. Ferner weist das Trägersubstrat 130 eine Ausnehmung 230 auf. Eine laterale Abmessung der Ausnehmung 230 ist geringer als eine laterale Abmessung des Hohlraums 150 und als eine laterale Abmessung eines Membranbereichs 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111. Zudem ist auf der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 eine erste Kontaktstruktur 240 und auf der Gegenelektrodenstruktur 140 eine zweite Kontaktstruktur 250 angeordnet. Beispielsweise können die Kontaktstrukturen 240, 250 als Anschlussflächen (beispielsweise für Bond-Strukturen) für die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 und die Gegenelektrodenstruktur 140 dienen. Die Kontaktstrukturen 240, 250 können beispielsweise jeweils eine strukturierte Metallschicht (beispielsweise eine strukturierte Aluminiumschicht) oder eine strukturierte Legierungsschicht (beispielsweise eine strukturierte Aluminium-Kupfer-Legierungsschicht) umfassen.
  • 2 zeigt ein Beispiel eines Membranbauteils 200 mit vier Schichten. Beispielsweise kann das Membranbauteil 200 innerhalb von zwei Wochen gebildet oder hergestellt werden. Die vier Schichten könne beispielsweise eine Membran (beispielsweise die Membranstruktur 110), eine Rückplatte (beispielsweise die Gegenelektrodenstruktur 140), eine oder mehrere Anschlussflächen (beispielsweise die Kontaktstrukturen 240, 250) und einen Hohlraum 150 umfassen. Beispielsweise können bei dem Membranbauteil 200 alle unnötigen Elemente gestrichen und durch kluges technisches Engineering niedrige Kosten (beispielsweise bei einem Bilden des Membranbauteils 200) erreicht werden.
  • Beispielsweise kann bei dem Membranbauteil 200 die Anzahl von Schichten gemäß von Grundfunktionen eines Wandlers auf ein absolutes Minimum reduziert werden: eine auslenkbare Membran (beispielsweise ein Membranbereich 113), eine perforierte statische Referenzelektrode oder Rückplatte (beispielsweise eine Gegenelektrodenstruktur 140), ein Zugangsloch (beispielsweise eine Ausnehmung 230) zu der Membran in dem Trägersubstrat 130 (Hohlraum) und eine Metallverbindung mit der externen Schaltungsanordnung (beispielsweise die Kontaktstrukturen 240, 250).
  • Weitere Details und Aspekte werden in Verbindung mit den vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen erwähnt. Die in der 2 gezeigte Ausführungsform kann eines oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale korrespondierend zu einem oder mehreren Aspekten umfassen, welche in Zusammenhang mit dem vorgeschlagenem Konzept oder einer oder mehreren der vorangehend (beispielsweise 1) oder nachfolgend (beispielsweise 3-10) beschriebenen Ausführungsformen erwähnt sind.
  • 3 zeigt einen schematischen Querschnitt eines weiteren Membranbauteils 300. Das Membranbauteil umfasst eine Membranstruktur 110 mit einer elektrisch leitfähigen Membranschicht 111. Die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 weist einen Aufhängungsbereich 112 und einen Membranbereich 113 auf. Zudem ist der Aufhängungsbereich 112 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 auf einer (ersten) Isolationsschicht 120 angeordnet. Ferner ist die (erste) Isolationsschicht 120 auf einem Trägersubstrat 130 angeordnet. Des Weiteren umfasst das Membranbauteil 300 eine Gegenelektrodenstruktur 140. Die Gegenelektrodenstruktur 140 umfasst eine Ausnehmung 220. Zudem ist ein Hohlraum 150 vertikal zwischen einer elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 der Gegenelektrodenstruktur 140 und dem Membranbereich 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 angeordnet. Ferner umfasst das Membranbauteil 300 eine Isolationsstruktur 310 der Gegenelektrodenstruktur 140. Ein erster Teil der Isolationsstruktur 310 ist an zumindest einem Teil einer Wandung 221 der Ausnehmung 220 der Gegenelektrodenstruktur 140 angeordnet. Zudem erstreckt sich ein zweiter Teil der Isolationsstruktur 310 vertikal in den Hohlraum 150.
  • Durch das Anordnen der Isolationsstruktur 310 an zumindest dem Teil der Wandung 221 der Ausnehmung 220 kann die Isolationsstruktur 310 kostengünstig mechanisch an der Gegenelektrodenstruktur 140 befestigt werden. Hierdurch kann das Membranbauteil 300 kostengünstig bereitgestellt werden. Zudem kann dadurch, dass sich der zweite Teil der Isolationsstruktur 310 vertikal in den Hohlraum 150 erstreckt, eine Auslenkung des Membranbereichs 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 in Richtung der Gegenelektrodenstruktur 140 begrenzt werden. Hierdurch kann ein Kontakt zwischen dem Membranbereich 113 und der Gegenelektrodenstruktur 140 bei einer starken Auslenkung des Membranbereichs 113 vermieden werden. Dadurch kann ein Anhaften des Membranbereichs 113 an der Gegenelektrodenstruktur 140 bei einer starken Auslenkung des Membranbereichs 113 vermieden werden. Hierdurch kann eine Lebensdauer des Membranbauteils 300 erhöht werden.
  • Das Membranbauteil 300 sowie dessen Elemente können ähnlich wie das in Zusammenhang mit der 1 beschriebene Membranbauteil 100 sowie dessen Elemente ausgebildet sein. Beispielsweise kann die (erste) Isolationsschicht auf einer Oberfläche 131 des Trägersubstrats 130 angeordnet sein.
  • Weitere Details und Aspekte werden in Verbindung mit den vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen erwähnt. Die in der 3 gezeigte Ausführungsform kann eines oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale korrespondierend zu einem oder mehreren Aspekten umfassen, welche in Zusammenhang mit dem vorgeschlagenem Konzept oder einer oder mehreren der vorangehend (beispielsweise 1-2) oder nachfolgend (beispielsweise 4-10) beschriebenen Ausführungsformen erwähnt sind.
  • 4 zeigt einen schematischen Querschnitt eines weiteren Membranbauteils 400. Das Membranbauteil 400 umfasst eine Membranstruktur 110 umfassend eine elektrisch leitfähige Membranschicht 111. Die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 umfasst ein erstes elektrisch leitfähiges Material. Zudem weist die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 einen Aufhängungsbereich 112 und einen Membranbereich 113 auf. Ferner ist der Aufhängungsbereich 112 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 auf einer (ersten) Isolationsschicht 120 angeordnet. Des Weiteren ist die (erste) Isolationsschicht 120 auf einem Trägersubstrat 130 angeordnet. Das Membranbauteil 400 umfasst zudem eine Gegenelektrodenstruktur 140 mit einer elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141. Zudem umfasst die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 ein zweites elektrisch leitfähiges Material. Ferner ist ein Hohlraum 150 vertikal zwischen der Gegenelektrodenstruktur 140 und dem Membranbereich 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 angeordnet. Des Weiteren unterscheidet sich das erste elektrisch leitfähige Material von dem zweiten elektrisch leitfähigen Material.
  • Dadurch, dass die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 und die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 unterschiedliche elektrisch leitfähige Materialien aufweisen, kann die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 aus einem kostengünstigeren elektrisch leitfähigen Material gebildet werden als die elektrisch leitfähige Membranschicht 111. Hierdurch kann das Membranbauteil 400 kostengünstig bereitgestellt werden.
  • Beispielsweise kann das erste elektrisch leitfähige Material ein flexibles elektrisch leitfähiges Material sein. Das zweite elektrisch leitfähige Material kann beispielsweise ein starres elektrisch leitfähiges Material sein. Beispielsweise kann die (erste) Isolationsschicht auf einer Oberfläche 131 des Trägersubstrats 130 angeordnet sein.
  • Beispielsweise kann das erste elektrisch leitfähige Material Polysilizium sein. Das zweite elektrisch leitfähige Material kann zumindest eines von einem Metall und einer Legierung sein. Dadurch kann eine kostenintensive zusätzliche Metallisierung der Gegenelektrodenstruktur 140 zum Bilden einer Anschlussfläche (beispielsweise für eine Bond-Struktur) entfallen. Hierdurch kann das Membranbauelement 400 kostengünstig bereitgestellt werden. Beispielsweise kann das zweite elektrisch leitfähige Material Aluminium, Kupfer oder eine Aluminium-Kupfer-Legierung sein.
  • Das Membranbauteil 400 sowie dessen Elemente können ähnlich wie das in Zusammenhang mit der 1 beschriebene Membranbauteil 100 sowie dessen Elemente ausgebildet sein.
  • Weitere Details und Aspekte werden in Verbindung mit den vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen erwähnt. Die in der 4 gezeigte Ausführungsform kann eines oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale korrespondierend zu einem oder mehreren Aspekten umfassen, welche in Zusammenhang mit dem vorgeschlagenem Konzept oder einer oder mehreren der vorangehend (beispielsweise 1-3) oder nachfolgend (beispielsweise 5-10) beschriebenen Ausführungsformen erwähnt sind.
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 500 zum Bilden eines weiteren Membranbauteils. Das Verfahren 500 umfasst Bilden 510 einer elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 einer Membranstruktur 110 auf einer (ersten) Isolationsschicht 120. Die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 weist einen Aufhängungsbereich 112 und einen Membranbereich 113 auf. Ferner ist die (erste) Isolationsschicht 120 auf einem Trägersubstrat 130 angeordnet. Des Weiteren umfasst das Verfahren 500 Bilden 520 einer Gegenelektrodenstruktur 140 lateral zumindest im Bereich der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111. Das Verfahren 500 umfasst zudem Bilden 530 eines vertikal zwischen der Gegenelektrodenstruktur 140 und dem Membranbereich 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 angeordneten Hohlraums 150, so dass sich der Hohlraum 150 vertikal von einer elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 der Gegenelektrodenstruktur 140 bis zu dem Membranbereich 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 erstreckt. Ein (lateraler) Rand 114 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 überragt einen (lateralen) Rand 121 der (ersten) Isolationsschicht 120 lateral um mehr als eine Hälfte (oder mehr als 75%, mehr als 90% oder mehr als 100%) eines vertikalen Abstands zwischen der elektrisch leitfähige Membranschicht 111 und der Gegenelektrodenstruktur 140.
  • Dadurch, dass der (laterale) Rand 114 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 den (lateralen) Rand 121 der (ersten) Isolationsschicht 120 um mehr als die Hälfte des vertikalen Abstands zwischen der elektrisch leitfähige Membranschicht 111 und der Gegenelektrodenstruktur 140 lateral überragt, kann eine elektrische Entkopplung der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 von dem Trägersubstrat 130 optimiert werden (beispielsweise kann eine parasitäre Kapazität reduziert werden). Hierdurch kann ein Signal-Rausch-Verhältnis bei einer Bestimmung einer Kapazität eines durch die Membranstruktur 110 und die Gegenelektrodenstruktur 140 gebildeten Kondensators (beispielsweise bei einem Erfassen von Schallwellen mittels des Membranbauteils) verbessert werden. Dadurch kann ein Membranbauteil mit verbesserten elektrischen Eigenschaften gebildet werden. Zudem kann dadurch, dass der (laterale) Rand 114 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 den (lateralen) Rand 121 der (ersten) Isolationsschicht 120 um mehr als die Hälfte des vertikalen Abstands zwischen der elektrisch leitfähige Membranschicht 111 und der Gegenelektrodenstruktur 140 lateral überragt, bei einer Auslenkung des Membranbereichs 113 eine Auslenkung (beispielsweise in eine entgegengesetzte Richtung) eines über den (lateralen) Rand 121 hinausragenden Bereichs der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 bewirkt werden. Hierdurch kann eine bei der Auslenkung des Membranbereichs 113 eine Spannung der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111, insbesondere in dem Aufhängungsbereich 112, reduziert werden. Dadurch kann ein Membranbauteil mit einer hohen Lebensdauer gebildet werden.
  • Beispielsweise kann das in Zusammenhang mit der 1 beschriebene Membranbauteil 100, das in Zusammenhang mit der 2 beschriebene Membranbauteil 200, das in Zusammenhang mit der 3 beschriebene Membranbauteil 300 und/oder das in Zusammenhang mit der 4 beschriebene Membranbauteil 400 mittels des Verfahrens 500 gebildet werden.
  • Beispielsweise kann das Bilden 510 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 ein Abscheiden einer elektrisch leitfähigen Schicht an der (ersten) Isolationsschicht 120 und ein Strukturieren der abgeschiedenen elektrisch leitfähigen Schicht umfassen.
  • Beispielsweise kann das Verfahren 500 ferner Bilden einer zweiten Isolationsschicht 210 auf der Membranstruktur 110 umfassen. Das Bilden 520 der Gegenelektrodenstruktur 140 kann auf der zweiten Isolationsschicht 210 erfolgen. Das Verfahren 500 kann zudem Bilden einer Ausnehmung 220 in der Gegenelektrodenstruktur 140 umfassen. Die Ausnehmung 220 kann die Gegenelektrodenstruktur 140 vertikal durchdringen. Dadurch kann in einem nachfolgenden Prozessschritt in der Ausnehmung eine Isolationsstruktur 310 (beispielsweise zum elektrischen Separieren von Teilen der Gegenelektrodenstruktur 140) gebildet werden. Beispielsweise kann das Bilden der Ausnehmung 220 in der Gegenelektrodenstruktur 140 vor dem Bilden 530 des Hohlraums 150 durchgeführt werden.
  • Alternativ kann das Bilden 530 des Hohlraums 150 ein Entfernen einer Opferschicht (beispielsweise einer Kohlenstoffschicht) lateral im Bereich des Membranbereichs 113 umfassen.
  • Beispielsweise kann sich die Ausnehmung 220 in die zweite Isolationsschicht 210 erstrecken. Die Ausnehmung 220 kann in einem vertikalen Abstand von mehr als 25% (oder mehr als 50%, mehr als 75%, oder mehr als 90%) einer Dicke der zweiten Isolationsschicht 210 von der Gegenelektrodenstruktur 140 enden.
  • Beispielsweise kann die Ausnehmung 220 in einem vertikalen Abstand von weniger als 75% (oder weniger als 60% oder weniger als 50%) der Dicke der zweiten Isolationsschicht 210 von der Gegenelektrodenstruktur 140 enden. Dadurch, dass die vertikale Abmessung der Ausnehmung der zweiten Isolationsschicht 210 weniger als 75% des vertikalen Abstands zwischen der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 und der Gegenelektrodenstruktur 140 beträgt, können in einem nachfolgenden Prozessschritt in der Ausnehmung der zweiten Isolationsschicht 210 Strukturen gebildet werden, welche in den Hohlraum 150 hineinragen und von der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 beabstandet sind.
  • Beispielsweise kann die Ausnehmung 220 die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 in zumindest zwei elektrisch voneinander isolierte Teile teilen. Dadurch kann einer der Teile der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 auf ein undefiniertes Potential (englisch „floating potential“) gesetzt werden. Hierdurch kann eine parasitäre Kapazität des Membranbauteils reduziert werden. Hierdurch kann ein Signal-Rausch-Verhältnis bei einer Bestimmung einer Kapazität eines durch die Membranstruktur 110 und die Gegenelektrodenstruktur 140 gebildeten Kondensators (beispielsweise bei einem Erfassen von Schallwellen mittels des Membranbauteils) verbessert werden. Dadurch kann ein Membranbauteil mit verbesserten elektrischen Eigenschaften gebildet werden.
  • Beispielsweise kann das Bilden der Ausnehmung 220 in der Gegenelektrodenstruktur 140 ein Maskieren der Gegenelektrodenstruktur 140 und ein Ätzen der maskierten Gegenelektrodenstruktur 140 umfassen. Das Bilden der Ausnehmung 220 in der zweiten Isolationsschicht 210 kann beispielsweise in einem Prozessschritt mit dem Ätzen der maskierten Gegenelektrodenstruktur 140 durchgeführt werden.
  • Beispielsweise kann das Verfahren 500 ferner Bilden einer dritten Isolationsschicht an einer Wandung 221 der Ausnehmung 220 der Gegenelektrodenstruktur 140 umfassen. Die dritte Isolationsschicht kann beispielsweise durch Abscheiden eines Isolationsmaterials auf der Oberfläche der Gegenelektrodenstruktur 140 gebildet werden. Bei dem Abscheiden des Isolationsmaterials kann das Isolationsmaterial in die Ausnehmung 220 der Gegenelektrodenstruktur 140 eindringen.
  • Beispielsweise kann die dritte Isolationsschicht die Ausnehmung 220 der Gegenelektrodenstruktur 140 ausfüllen. Dadurch kann eine mechanische Verbindung von einander gegenüberliegenden Wandungen der Ausnehmung 220 (beispielsweise bei einer Segmentierung) erreicht werden.
  • Beispielsweise können sich ein Material der zweiten Isolationsschicht 210 und ein Material der dritten Isolationsschicht unterscheiden. Dadurch können die zweite Isolationsschicht 210 und die dritte Isolationsschicht in einem nachfolgenden Prozessschritt unterschiedlich bearbeitet werden. Beispielsweise kann in dem nachfolgenden Prozessschritt die zweite Isolationsschicht 210 zumindest teilweise entfernt werden während die dritte Isolationsschicht erhalten bleibt oder umgekehrt. Beispielsweise kann die zweite Isolationsschicht 210 eine Siliziumoxidschicht und die dritte Isolationsschicht eine Siliziumnitridschicht sein oder umgekehrt.
  • Beispielsweise kann das Verfahren 500 ferner teilweises Entfernen der dritten Isolationsschicht, so dass ein verbleibender Teil der dritten Isolationsschicht eine Isolationsstruktur 310 bildet, umfassen. Zumindest ein erster Teil der Isolationsstruktur 310 kann an zumindest einem Teil der Wandung 221 der Ausnehmung 220 der Gegenelektrodenstruktur 140 angeordnet sein. Dadurch kann ein durch die Isolationsstruktur 310 gebildeter Abstandhalter oder Stoßfänger zum Einschränken einer maximalen vertikalen Auslenkung des Membranbereichs 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 gebildet werden. Dadurch kann ein Anhaften des Membranbereichs 113 an der Gegenelektrodenstruktur 140 vermieden werden. Hierdurch kann ein Membranbauteil mit einer hohen Lebensdauer gebildet werden.
  • Beispielsweise kann das Bilden 530 des Hohlraums 150 ein Entfernen der zweiten Isolationsschicht 210 lateral im Bereich des Membranbereichs 113 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 umfassen. Während des Bildens 530 des Hohlraums 150 kann ein lateraler Überhang der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 über der ersten Isolationsschicht 120 gebildet werden. Beispielsweise kann der laterale Überhang derart gebildet werden, dass der (laterale) Rand 114 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 den (lateralen) Rand 121 der (ersten) Isolationsschicht 120 um mehr als die Hälfte (oder mehr als 75%, mehr als 90% oder mehr als 100%) des vertikalen Abstands zwischen der elektrisch leitfähige Membranschicht 111 und der Gegenelektrodenstruktur 140 lateral überragt.
  • Beispielsweise kann das Verfahren 500 gemeinsames Bilden einer ersten Kontaktstruktur 240 an dem Aufhängungsbereich 112 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 und einer zweiten Kontaktstruktur 250 an der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 umfassen. Dadurch können Anschlussflächen zum elektrischen Kontaktieren (beispielsweise mittels Bond-Strukturen) der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 der Membranstruktur 110 und der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 der Gegenelektrodenstruktur 140 gebildet werden. Beispielsweise kann das gemeinsame Bilden der ersten Kontaktstruktur 240 und der zweiten Kontaktstruktur 250 ein Abscheiden einer elektrisch leitfähigen Schicht (beispielsweise einer Metallschicht) und ein Strukturieren der abgeschiedenen elektrisch leitfähigen Schicht, so dass die erste Kontaktstruktur 240 und die zweite Kontaktstruktur 250 verbleiben, umfassen. Die erste Kontaktstruktur 240 kann beispielsweise gleichzeitig oder in einem Prozessschritt mit der zweiten Kontaktstruktur 250 gebildet werden.
  • Beispielsweise kann ein Entfernen einer Isolationsschicht einen isotropen oder anisotropen Ätzprozess umfassen. Der Ätzprozess kann ein Trockenätzprozess (beispielsweise reaktives Ionentiefätzen) oder ein nasschemischer Ätzprozess sein.
  • Weitere Details und Aspekte werden in Verbindung mit den vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen erwähnt. Die in der 5 gezeigte Ausführungsform kann eines oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale korrespondierend zu einem oder mehreren Aspekten umfassen, welche in Zusammenhang mit dem vorgeschlagenem Konzept oder einer oder mehreren der vorangehend (beispielsweise 1-4) oder nachfolgend (beispielsweise 6a-10) beschriebenen Ausführungsformen erwähnt sind.
  • 6a bis 6h zeigen schematische Prozessschritte zum Bilden eines weiteren Membranbauteils 600. Das Bilden des Membranbauteils 600 kann ähnlich wie das in Zusammenhang mit der 5 beschriebene Verfahren 500 durchgeführt werden. Zudem kann das Membranbauteil 600 wie das in Zusammenhang mit der 2 beschriebene Membranbauteil 200 ausgebildet sein.
  • 6a zeigt einen ersten Prozessschritt zum Bilden des Membranbauteils 600. Auf einer Oberfläche 131 eines Trägersubstrats 130 wurde eine erste Isolationsschicht 120 und eine elektrisch leitfähige Membranschicht 111 abgeschieden. Beispielsweise kann das Trägersubstrat 130 ein Siliziumsubstrat sein, kann die erste Isolationsschicht 120 mittels chemischer Gasphasenabscheidung aus Tetraethylorthosilicat (TEOS) abgeschieden werden (beispielsweise mit Stopp auf 600nm) und kann die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 eine amorphe Polysiliziumschicht sein. Die erste Isolationsschicht 120 kann beispielsweise eine Dicke von 600nm aufweisen. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 eine Dicke von 330nm aufweisen. Nach dem Abscheiden der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 kann beispielsweise eine p-Implantation (beispielsweise eine Implantation von Bor-Atomen oder Phosphor-Atomen) der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 (beispielsweise einer Membran) und ein anschließendes Ausheilen durchgeführt werden. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 ein Element einer Membranstruktur 110 sein.
  • 6b zeigt einen zweiten Prozessschritt zum Bilden des Membranbauteils 600. Die erste Isolationsschicht 120 und die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 wurden strukturiert.
  • Beispielsweise kann das Strukturieren der ersten Isolationsschicht 120 und der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 ein Ätzen der ersten Isolationsschicht 120 und der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 (beispielsweise ein Poly-TEOS-Ätzen) umfassen.
  • Beispielsweise kann das Strukturieren der elektrisch leitfähigen Membranschicht (beispielsweise einer Poly-Schicht) und der darunterliegenden ersten Isolationsschicht (beispielsweise eines Oxids) mit gleicher Maskenschicht oder Verwenden einer Poly-Maske als Hartmaske für ein Oxid-Trockenätzen durchgeführt werden. In einem Arbeitspaket kann beispielsweise eine Resist-Technologie für eine Topologie und/oder folgende Prozessschritte verwendet werden.
  • 6c zeigt einen dritten Prozessschritt zum Bilden des Membranbauteils 600. Auf dem Trägersubstrat 130 wurde eine zweite Isolationsschicht 210 und eine elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 abgeschieden. Beispielsweise kann die zweite Isolationsschicht 210 mittels chemischer Gasphasenabscheidung aus Tetraethylorthosilicat (TEOS) abgeschieden werden (beispielsweise mit Abstand von 3 x 600nm) und kann die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 eine amorphe Polysiliziumschicht sein. Alternativ kann die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 eine dünne Siliziumnitrid (Si3N4)-Schicht und eine Polysiliziumschicht umfassen. Hierbei können bei einem Betrieb des Membranbauteils Ladungseffekte auftreten. Die zweite Isolationsschicht 210 kann beispielsweise eine Dicke von 1,8µm aufweisen. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 eine Dicke von 1,5µm aufweisen. Nach dem Abscheiden der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 kann beispielsweise eine p-Implantation (beispielsweise eine Implantation von Bor-Atomen oder Phosphor-Atomen) der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 (beispielsweise einer Rückplatte) und ein anschließendes Ausheilen durchgeführt werden. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 ein Element einer Gegenelektrodenstruktur 140 sein.
  • 6d zeigt einen vierten Prozessschritt zum Bilden des Membranbauteils 600. Die zweite Isolationsschicht 210 und die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 wurden strukturiert. Hierbei wurden drei Ausnehmungen 220 in der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 und der zweiten Isolationsschicht 210 gebildet. Die Ausnehmungen 220 erstrecken sich bis zu der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111.
  • Beispielsweise kann das Strukturieren der zweiten Isolationsschicht 210 und der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 ein Ätzen der zweiten Isolationsschicht 210 und der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 (beispielsweise ein Poly-TEOS-Ätzen) umfassen.
  • Beispielsweise kann eine Topologie von ca. 1µm in der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 oder einer Poly-Schicht über einem Rand der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 oder einem Membranrand gebildet werden. In einem Arbeitspaket kann beispielsweise eine Poly-Abstandhalter-Entfernung vor einer Oxidätzung (beispielsweise vor einem Ätzen der zweiten Oxidschicht 210) durchgeführt werden. Hierbei kann beispielsweise ein Unterschnittätzen der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 oder der Poly-Schicht mit Effekt auf eine kritische Dimension der Ausnehmungen 220 (oder von Perforationen) erfolgen.
  • 6e zeigt einen fünften Prozessschritt zum Bilden des Membranbauteils 600. Auf dem Trägersubstrat 130 wurde eine Metallschicht 620 abgeschieden. Beispielsweise kann die Metallschicht 620 eine Aluminiumschicht sein. Das Metall (beispielsweise Aluminium) der Metallschicht 620 kann beispielsweise in die Ausnehmungen 220 (beispielsweise Perforationen) eindringen und Seitenwände der Mesas bedecken.
  • 6f zeigt einen sechsten Prozessschritt zum Bilden des Membranbauteils 600. Die abgeschiedene Metallschicht 620 wurde strukturiert, um eine erste Kontaktstruktur 240 an einer Oberfläche der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 und eine zweite Kontaktstruktur 250 an einer Oberfläche der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 zu bilden. Beispielsweise kann das Strukturieren der abgeschiedenen Metallschicht 620 ein isotropes Ätzen (beispielsweise ein nasschemisches Ätzen) der abgeschiedenen Metallschicht 620 (beispielsweise ein Aluminiumätzen) umfassen. Die Kontaktstrukturen 240, 250 können beispielsweise Anschlussflächen (beispielsweise für Bond-Strukturen) zum elektrischen Kontaktieren der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 und der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 bilden.
  • Beispielsweise kann ein Arbeitspaket isotropes Aluminium-Ätzen (beispielsweise durch Nassätzen) umfassen. Hierbei kann eine hohe Zuverlässigkeit der Kontaktstrukturen 240, 250 oder einer Metallisierung erreicht werden. Zudem kann eine Passivierung entfallen.
  • 6g zeigt einen siebten Prozessschritt zum Bilden des Membranbauteils 600. In dem Trägersubstrat 130 wurde eine Ausnehmung 230 gebildet. Beispielsweise kann vor dem Bilden der Ausnehmung 230 eine Dicke des Trägersubstrats 130 auf 350µm (beispielsweise durch Schleifen) reduziert werden. Beispielsweise kann das Bilden der Ausnehmung 230 reaktives Ionenätzen (englisch „deep reactive ion etching“, DRIE) umfassen.
  • Beispielsweise kann ein Schleiffolienprozess über Mesa-Ränder durchgeführt werden. Hierbei kann beispielsweise zumindest die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 auf einer topographietoleranten Folie angeordnet werden und eine Rückseite 132 des Trägersubstrats 130 geschliffen werden.
  • Beispielsweise kann in einem Arbeitspacket eine schützende Resist-Schicht aufgebracht und ein robuster Folier-/Defolierprozess durchgeführt werden.
  • 6h zeigt einen achten Prozessschritt zum Bilden des Membranbauteils 600. Zwischen einer Gegenelektrodenstruktur 140, welche die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 umfasst, und der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 einer Membranstruktur 110 wurde ein Hohlraum 150 durch teilweises Entfernen der zweiten Isolationsschicht 210 gebildet. Bei dem teilweisen Entfernen der zweiten Isolationsschicht 210 wurde zudem ein Überhang der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 über der ersten Isolationsschicht 120 gebildet, so dass ein Rand 114 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 einen Rand 121 der ersten Isolationsschicht 120 lateral überragt. Beispielsweise kann die zweite Isolationsschicht 210 mittels eines Fluorwasserstoff (HF)-Gasphasenfreigabeprozesses teilweise entfernt werden. Ein verbleibender Teil der zweiten Isolationsschicht 210 bildet eine laterale Begrenzung des Hohlraums 150. Anschließend kann beispielsweise eine Perfluorodecyltrichlorosilane (FDTS)-Anti-Haft-Schicht (beispielsweise auf der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 und/oder auf der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141) abgeschieden werden.
  • Beispielsweise kann ein Bilden von Abstandhaltern oder Stoßfängern (englisch „bumps“) oder eine Haftung (beispielsweise an der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 an der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141) entfallen.
  • Beispielsweise kann in einem Arbeitspaket ein Gasphasenätzen (beispielsweise schnell und mit nur ca. 1µm) und eine selbstorganisierende Monoschicht (englisch „self-assembled monolayer“, SAM)-Beschichtung (beispielsweise die FDTS-Anti-Haft-Schicht) durchgeführt werden. Hierbei kann die selbstorganisierende Monoschicht-Beschichtung zudem als (potentielle) Passivierung dienen.
  • 6a bis 6h zeigen ein Beispiel eines Prozessablaufs mit einer Poly-Poly-Anordnung ohne Abstandhalter oder Stoßfänger (englisch „bumps“). Beispielsweise können bei einer Poly-Poly-Anordnung sowohl die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 als auch die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 Polysiliziumschichten sein.
  • Beispielsweise können bei der Prozessabfolge so viele Prozessschritte wie möglich übersprungen werden, um eine Kosteneinsparung zu erreichen. Hierzu kann ein Bilden von Abstandhaltern oder Stoßfängern vermieden werden, da die selbstorganisierende Monoschicht-Beschichtung (beispielsweise die FDTS-Anti-Haft-Schicht) diese Aufgabe übernehmen kann. Dies kann durch Prozessentwicklung weiter optimiert werden. Zudem kann hierzu auf eine Welligkeit der Membranstruktur 110 (beispielsweise vertikale Rillen und/oder konzentrische Ringe zur Optimierung einer Zugspannung des Membranbereichs 113) verzichtet werden. Hierbei kann ein Polysilizium-Belastungs-Engineering durchgeführt werden. Zudem kann eine Segmentierung der Gegenelektrodenstruktur 140 entfallen. Dadurch kann eine erhöhte parasitäre Kapazität und damit eine Systemgrenze für ein mittleres Signal-Rausch-Verhältnis (englisch „signal-to-noise ratio“, SNR) bewirkt werden. Des Weiteren kann hierzu ein Hineinzieh-Testen (englisch „pull-in testing“) des Membranbereich 113 entfallen. Stattdessen kann ein dynamischer Wafertest auf Basis einer Resonanz (beispielsweise eine Bestimmung einer Resonanzfrequenz der Membranstruktur 110) durchgeführt werden. Hierbei können Stichprobentests durchgeführt werden.
  • Beispielsweise kann das vorstehend aufgeführte Konzept auch auf andere Konzepte für Membranbauteile übertragen werden. Beispielsweise kann, wenn die Membranstruktur 110 über der Gegenelektrodenstruktur 140 angeordnet wird oder wenn die Membran oben ist, ein ähnlicher oder gleicher Ansatz verfolgt und/oder eine ähnliche Prozessabfolge durchgeführt werden. Hierbei kann zusätzlich ein chemisch-mechanisches Polieren durchgeführt werden. Zudem kann bei einem Konzept mit doppelter Gegenelektrodenstruktur (beispielsweise mit eine Doppelrückplatte) ein ähnlicher oder gleicher Ansatz verfolgt und/oder eine ähnliche Prozessabfolge durchgeführt werden. Hierbei kann eine zusätzliche Schicht (beispielsweise eine zweite Gegenelektrodenstruktur) gebildet werden.
  • Weitere Details und Aspekte werden in Verbindung mit den vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen erwähnt. Die in den 6a bis 6h gezeigte Ausführungsform kann eines oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale korrespondierend zu einem oder mehreren Aspekten umfassen, welche in Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Konzept oder mehreren der vorangehend (beispielsweise 1-5) oder nachfolgend (beispielsweise 7a-10) beschriebenen Ausführungsformen erwähnt sind.
  • 7a bis 7h zeigen schematische Prozessschritte zum Bilden eines weiteren Membranbauteils 700. Das Bilden des Membranbauteils 700 kann ähnlich wie das in Zusammenhang mit der 5 beschriebene Verfahren 500 und/oder ähnlich wie die in Zusammenhang mit den 6a bis 6h beschriebene Prozessabfolge durchgeführt werden. Zudem kann das Membranbauteil 700 wie das in Zusammenhang mit der 3 beschriebene Membranbauteil 300 ausgebildet sein.
  • Der in 7a gezeigte Prozessschritt kann ähnlich wie der in Zusammenhang mit der 6d beschriebene Prozessschritt durchgeführt werden. Auf einem Trägersubstrat 130 wurden eine strukturierte erste Isolationsschicht 120 und eine strukturierte elektrisch leitfähige Membranschicht 111 gebildet. Zudem wurden eine strukturierte zweite Isolationsschicht 210 und eine strukturierte elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 gebildet. Hierbei wurden drei Ausnehmungen 220 in der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 und der zweiten Isolationsschicht 210 gebildet. Eine Tiefe der Ausnehmungen 220 in der zweiten Isolationsschicht 210 beträgt die Hälfte des vertikalen Abstands zwischen der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 und der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111. Beispielsweise kann das Strukturieren der zweiten Isolationsschicht 210 und der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 ein Ätzen der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 und ein (beispielsweise zeitgesteuertes) halbes Ätzen der zweiten Isolationsschicht 210 (beispielsweise ein halbes Poly-TEOS-Ätzen) umfassen. Beispielsweise können die Ausnehmungen 220 eine runden oder ellipsenförmigen lateralen Querschnitt aufweisen.
  • Anschließend wird, wie in der 7b gezeigt, eine dritte Isolationsschicht 710 abgeschieden. Die dritte Isolationsschicht 710 dringt in die Ausnehmungen 220 ein und bedeckt deren Wandungen. Beispielsweise kann die Isolationsschicht 710 eine dünne Siliziumnitrid (Si3N4)-Schicht mit einer Dicke von 200nm sein.
  • Daraufhin wird, wie in 7c gezeigt, die abgeschiedene dritte Isolationsschicht 710 teilweise entfernt, um Isolationsstrukturen 310 zu bilden. Die Isolationsstrukturen 310 sind an Wandungen der Ausnehmungen 220 angeordnet. Zudem sind Isolationsstrukturen 310 an den Rändern der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 angeordnet. Das teilweise Entfernen der dritten Isolationsschicht 710 kann mittels eines Ätzprozesses (beispielsweise mittels eines Si3N4-Abstandhalter-Ätzens) erfolgen. Hierbei können Kanten 143 der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 und Kanten 311 der Isolationsstrukturen 310 abgeschrägt oder abgerundet werden.
  • In einem nachfolgenden Prozessschritt werden, wie in der 7d gezeigt, die Ausnehmungen 220 bis zu der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 (beispielsweise mittels eines vollständigen TEOS-Ätzens) vertieft. Daraufhin wird, wie in der 7e gezeigt, eine Metallschicht 620 (beispielsweise eine Aluminiumschicht) abgeschieden. Hierbei dringt die Metallschicht 620 in die Ausnehmungen 220 ein. Beispielsweise kann ein Material der Metallschicht 620 (beispielsweise Aluminium) in die Ausnehmungen 220 (beispielsweise in Perforationen) eintreten und Seitenwände der Mesas bedecken.
  • Nachfolgend wird, wie in 7f gezeigt, die abgeschiedene Metallschicht 620 strukturiert, um eine erste Kontaktstruktur 240 an einer Oberfläche der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 und eine zweite Kontaktstruktur 250 an einer Oberfläche der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 zu bilden. Beispielsweise kann das Strukturieren der abgeschiedenen Metallschicht 620 ein isotropes Ätzen (beispielsweise ein nasschemisches Ätzen) der abgeschiedenen Metallschicht 620 (beispielsweise ein Aluminiumätzen) umfassen. Die Kontaktstrukturen 240, 250 können beispielsweise Anschlussflächen (beispielsweise für Bond-Strukturen) zum elektrischen Kontaktieren der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 und der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 bilden.
  • Beispielsweise kann ein Arbeitspaket isotropes Aluminium-Ätzen (beispielsweise durch Nassätzen) umfassen. Hierbei kann eine hohe Zuverlässigkeit der Kontaktstrukturen 240, 250 oder einer Metallisierung erreicht werden. Zudem kann eine Passivierung entfallen.
  • Daraufhin wird, wie in 7g gezeigt, eine Ausnehmung 230 in dem Trägersubstrat 130 gebildet. Beispielsweise kann vor dem Bilden der Ausnehmung 230 eine Dicke des Trägersubstrats 130 auf 350µm (beispielsweise durch Schleifen) reduziert werden. Beispielsweise kann das Bilden der Ausnehmung 230 reaktives Ionenätzen (englisch „deep reactive ion etching“, DRIE) umfassen.
  • Beispielsweise kann ein Schleiffolienprozess über Mesa-Ränder durchgeführt werden. Hierbei kann beispielsweise zumindest die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 auf einer topographietoleranten Folie angeordnet werden und eine Rückseite 132 des Trägersubstrats 130 geschliffen werden.
  • Beispielsweise kann in einem Arbeitspacket eine schützende Resist-Schicht aufgebracht und ein robuster Folier-/Defolierprozess durchgeführt werden.
  • In einem nachfolgenden Prozessschritt wird, wie in der 7h gezeigt, zwischen einer Gegenelektrodenstruktur 140, welche die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 umfasst, und der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 einer Membranstruktur 110 ein Hohlraum 150 durch teilweises Entfernen der zweiten Isolationsschicht 210 gebildet. Bei dem teilweisen Entfernen der zweiten Isolationsschicht 210 wird zudem ein Überhang der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 über der ersten Isolationsschicht 120 gebildet, so dass ein Rand 114 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 einen Rand 121 der ersten Isolationsschicht 120 lateral überragt. Beispielsweise kann die zweite Isolationsschicht 210 mittels eines Fluorwasserstoff (HF)-Gasphasenfreigabeprozesses teilweise entfernt werden. Ein verbleibender Teil der zweiten Isolationsschicht 210 bildet eine laterale Begrenzung des Hohlraums 150.
  • Beispielsweise können die Isolationsstrukturen 310 (beispielsweise Siliziumnutrid-Zylinderprofile), die an den Ausnehmungen 220 (beispielsweise Perforationslöchern) angebracht sind und sich in den Hohlraum erstrecken, als Anti-Haft-Stoßfänger dienen.
  • 7a bis 7h zeigen ein Beispiel eines Prozessablaufs mit einer Poly-Poly-Anordnung mit Abstandhaltern oder Stoßfängern (englisch „bumps“). Beispielsweise können bei einer Poly-Poly-Anordnung sowohl die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 als auch die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 Polysiliziumschichten sein.
  • Weitere Details und Aspekte werden in Verbindung mit den vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen erwähnt. Die in den 7a bis 7h gezeigte Ausführungsform kann eines oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale korrespondierend zu einem oder mehreren Aspekten umfassen, welche in Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einer oder mehreren der vorangehend (beispielsweise 1-6h) oder nachfolgend (beispielsweise 8-10) beschriebenen Ausführungsformen erwähnt sind.
  • 8 zeigt einen schematischen Querschnitt eines weiteren Membranbauteils 800. Das Membranbauteil 800 kann ähnlich wie das in Zusammenhang mit den 7a bis 7h beschriebene Membranbauteil 700 ausgebildet sein. Die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 weist eine Mehrzahl von breiten Ausnehmungen 220-1 und eine schmale Ausnehmung 220-2 auf. Die Ausnehmung 220-2 ist derart schmal, dass sich in den in den 7b und 7c gezeigten Prozessschritten in der Ausnehmung 220-2 nicht zwei voneinander beabstandete Isolationsstrukturen 310-1 sondern eine einzige Isolationsstruktur 310-2 bildet, welche die Ausnehmung 220-2 lateral ausfüllt. Hierdurch kann ein Teil 145 der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 elektrisch abgetrennt werden, um einen potentialfreien Bereich (englisch „floating region“) zu bilden. Hierbei kann der Teil 145 der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 über die Isolationsstruktur 310-2 mechanisch mit einem Rest der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 verbunden sein.
  • 8 zeigt ein Beispiel eines Prozessablaufs mit einer Poly-Poly-Anordnung mit Abstandhaltern oder Stoßfängern (englisch „bumps“) und mit einer Option zur Segmentierung der Gegenelektrodenstruktur 140 (beispielsweise mit einer Option zur Rückplattensegmentierung). Beispielsweise können bei einer Poly-Poly-Anordnung sowohl die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 als auch die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 Polysiliziumschichten sein.
  • Beispielsweise kann, wenn die Ausnehmung 220-2 (oder eine Strukturierung) der Gegenelektrodenstruktur 140 (beispielsweise einer Rückplatte) einen Schlitz mit einer Breite von weniger als zweimal der Dicke der dritten Isolationsschicht 710 (beispielsweise eine Abstandhalter-Höcker-Schicht) bildet, die dritte Isolationsschicht 710 eine Verbindungsbrücke entlang des Schlitzes bilden. Hierdurch kann eine elektrische Trennung der Gegenelektrodenstruktur 140 oder der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 (beispielsweise einer Polysilizium-Rückplatten-Schicht) erreicht werden.
  • Weitere Details und Aspekte werden in Verbindung mit den vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen erwähnt. Die in der 8 gezeigte Ausführungsform kann eines oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale korrespondierend zu einem oder mehreren Aspekten umfassen, welche in Zusammenhang mit dem vorgeschlagenem Konzept oder einer oder mehreren der vorangehend (beispielsweise 1-7h) oder nachfolgend (beispielsweise 9a-10) beschriebenen Ausführungsformen erwähnt sind.
  • 9a bis 9h zeigen schematische Prozessschritte zum Bilden eines weiteren Membranbauteils 900. Das Bilden des Membranbauteils 900 kann ähnlich wie das in Zusammenhang mit der 5 beschriebene Verfahren 500, ähnlich wie die in Zusammenhang mit den 6a bis 6h beschriebene Prozessabfolge und/oder ähnlich wie die in Zusammenhang mit den 7a bis 7h beschriebene Prozessabfolge durchgeführt werden. Zudem kann das Membranbauteil 900 wie das in Zusammenhang mit der 3 beschriebene Membranbauteil 300 ausgebildet sein.
  • Der in 9a gezeigte Prozessschritt kann ähnlich wie der in Zusammenhang mit der 7a beschriebene Prozessschritt durchgeführt werden. Auf einem Trägersubstrat 130 wurden eine strukturierte erste Isolationsschicht 120 und eine strukturierte elektrisch leitfähige Membranschicht 111 gebildet. Zudem wurden eine strukturierte zweite Isolationsschicht 210 und eine strukturierte elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 gebildet. Hierbei wurden breite Ausnehmungen 220-1 und schmale Ausnehmungen 220-2, 220-3 in der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 und der zweiten Isolationsschicht 210 gebildet. Beispielsweise kann die Ausnehmung 220-2 ein schmales Loch für einen Abstandshalter oder Stoßfänger (englisch „bump“) sein und kann die Ausnehmung 220-3 ein schmaler Schlitz für eine Segmentierung sein. Eine Tiefe der Ausnehmungen 220 in der zweiten Isolationsschicht 210 beträgt die Hälfte des vertikalen Abstands zwischen der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 und der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111. Beispielsweise kann das Strukturieren der zweiten Isolationsschicht 210 und der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 ein Ätzen der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 und ein (beispielsweise zeitgesteuertes) halbes Ätzen der zweiten Isolationsschicht 210 (beispielsweise ein halbes Poly-TEOS-Ätzen) umfassen.
  • Anschließend wird, wie in der 9b gezeigt, eine dritte Isolationsschicht 710 abgeschieden. Die dritte Isolationsschicht 710 dringt in die Ausnehmungen 220 ein und bedeckt deren Wandungen. Beispielsweise kann die Isolationsschicht 710 eine dünne Siliziumnitrid (Si3N4)-Schicht mit einer Dicke von 200nm sein. Die dritte Isolationsschicht 710 füllt die schmalen Ausnehmungen 220-2, 220-3 vollständig.
  • Daraufhin wird, wie in der 9c gezeigt, die abgeschiedene dritte Isolationsschicht 710 (beispielsweise eine Siliziumnitrid (Si3N4)-Schicht) teilweise entfernt, um Isolationsstrukturen 310 zu bilden. Die Isolationsstrukturen 310 sind in den Ausnehmungen 220-2, 220-3 angeordnet. Das teilweise Entfernen der dritten Isolationsschicht 710 kann einen Ätzprozesses oder eine isotrope Si3N4 Entfernung umfassen.
  • In einem nachfolgenden Prozessschritt werden, wie in der 9d gezeigt, die Ausnehmungen 220-1 bis zu der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 (beispielsweise mittels eines vollständigen TEOS-Ätzens) vertieft. Daraufhin wird, wie in der 9e gezeigt, eine Metallschicht 620 (beispielsweise eine Aluminiumschicht) abgeschieden. Hierbei dringt die Metallschicht 620 in die Ausnehmungen 220-1 ein. Beispielsweise kann ein Material der Metallschicht 620 (beispielsweise Aluminium) in die Ausnehmungen 220-1 (beispielsweise in Perforationen) und in Seitenwände der Mesas eintreten.
  • Nachfolgend wird, wie in 9f gezeigt, die abgeschiedene Metallschicht 620 strukturiert, um eine erste Kontaktstruktur 240 an einer Oberfläche der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 und eine zweite Kontaktstruktur 250 an einer Oberfläche der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 zu bilden. Beispielsweise kann das Strukturieren der abgeschiedenen Metallschicht 620 ein isotropes Ätzen (beispielsweise ein nasschemisches Ätzen) der abgeschiedenen Metallschicht 620 (beispielsweise ein Aluminiumätzen) umfassen. Die Kontaktstrukturen 240, 250 können beispielsweise Anschlussflächen (beispielsweise für Bond-Strukturen) zum elektrischen Kontaktieren der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 und der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 bilden.
  • Beispielsweise kann ein Arbeitspaket isotropes Aluminium-Ätzen (beispielsweise durch Nassätzen) umfassen. Hierbei kann eine hohe Zuverlässigkeit der Kontaktstrukturen 240, 250 oder einer Metallisierung erreicht werden. Zudem kann eine Passivierung entfallen.
  • Daraufhin wird, wie in 9g gezeigt, eine Ausnehmung 230 in dem Trägersubstrat 130 gebildet. Beispielsweise kann vor dem Bilden der Ausnehmung 230 eine Dicke des Trägersubstrats 130 auf 350µm (beispielsweise durch Schleifen) reduziert werden. Beispielsweise kann das Bilden der Ausnehmung 230 reaktives Ionenätzen (englisch „deep reactive ion etching“, DRIE) umfassen.
  • Beispielsweise kann ein Schleiffolienprozess über Mesa-Ränder durchgeführt werden. Hierbei kann beispielsweise zumindest die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 auf einer topographietoleranten Folie angeordnet werden und eine Rückseite 132 des Trägersubstrats 130 geschliffen werden.
  • In einem nachfolgenden Prozessschritt wird, wie in der 9h gezeigt, zwischen einer Gegenelektrodenstruktur 140, welche die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 umfasst, und der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 einer Membranstruktur 110 ein Hohlraum 150 durch teilweises Entfernen der zweiten Isolationsschicht 210 gebildet. Bei dem teilweisen Entfernen der zweiten Isolationsschicht 210 wird zudem ein Überhang der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 über der ersten Isolationsschicht 120 gebildet, so dass ein Rand 114 der elektrisch leitfähigen Membranschicht 111 einen Rand 121 der ersten Isolationsschicht 120 lateral überragt. Beispielsweise kann die zweite Isolationsschicht 210 mittels eines Fluorwasserstoff (HF)-Gasphasenfreigabeprozesses teilweise entfernt werden. Ein verbleibender Teil der zweiten Isolationsschicht 210 bildet eine laterale Begrenzung des Hohlraums 150.
  • Beispielsweise kann die Isolationsstruktur 310-1 einen Abstandhalter oder Stoßfänger bilden. Die Isolationsstruktur 310-2 kann beispielsweise einen Teil 145 der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 von einem Rest der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 elektrisch abtrennen, um einen Bereich mit einem unbestimmten Potential (englisch „floating region“) zu bilden. Hierbei kann der Teil 145 der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 über die Isolationsstruktur 310-2 mechanisch mit dem Rest der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 verbunden sein.
  • 9a bis 9h zeigen ein Beispiel eines Prozessablaufs mit einer Poly-Poly-Anordnung mit Abstandhaltern oder Stoßfängern (englisch „bumps“) und mit einer Segmentierung der Gegenelektrodenstruktur 140 (beispielsweise mit einer Segmentierung von oder durch Siliziumnitrid (Si3N4)). Beispielsweise können bei einer Poly-Poly-Anordnung sowohl die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 als auch die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 Polysiliziumschichten sein.
  • Beispielsweise kann die Isolationsstruktur 310-1 einen Siliziumnitrid (Si3N4)-Abstandhalter oder einen Siliziumnitrid (Si3N4)-Stoßfänger bilden.
  • Weitere Details und Aspekte werden in Verbindung mit den vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen erwähnt. Die in den 9a bis 9h gezeigte Ausführungsform kann eines oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale korrespondierend zu einem oder mehreren Aspekten umfassen, welche in Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einer oder mehreren der vorangehend (beispielsweise 1-8) oder nachfolgend (beispielsweise 10) beschriebenen Ausführungsformen erwähnt sind.
  • 10 zeigt einen schematischen Querschnitt eines weiteren Membranbauteils 1000. Das Membranbauteil kann ähnlich wie das in Zusammenhang mit der 4 beschriebene Membranbauteil 400 und/oder ähnlich wie das in Zusammenhang mit den 6a bis 6h beschriebene Membranbauteil 600 ausgebildet sein. Im Gegensatz zu dem in der 6h gezeigten Membranbauteil 600 ist die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 des Membranbauteils 1000 eine Metallschicht (beispielsweise eine Aluminiumschicht). Dadurch kann die zweite Kontaktstruktur 250 zum elektrischen Kontaktieren (beispielsweise mittels einer Bond-Struktur) der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 entfallen.
  • 10 zeigt ein Beispiel einer Option zur weiteren Vereinfachung des Membranbauteils. Hierbei kann eine Metallisierung auch für die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 (beispielsweise eine Statische Rückplatte) verwendet werden. Dies kann zu einer 3-Schicht-Technologie führen. Hierbei können die drei Schichten die elektrisch leitfähige Membranschicht 111 (beispielsweise eine Membran), die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht 141 (beispielsweise eine Rückplatte mit Anschlussfläche) und ein Hohlraum 150 sein. Hierdurch kann ein unterschiedliches mechanisches Verhalten der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht 141 (beispielsweise einer Rückplatte) bewirkt werden. Beispielsweise kann eine große CT-Fehlanpassung gegenüber Silizium auftreten. Zudem kann eine potentielle Druckspannung erzeugt werden. Ferner kann eine niedrigere mechanische Steifigkeit bewirkt werden.
  • Weitere Details und Aspekte werden in Verbindung mit den vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen erwähnt. Die in der 10 gezeigte Ausführungsform kann eines oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale korrespondierend zu einem oder mehreren Aspekten umfassen, welche in Zusammenhang mit dem vorgeschlagenem Konzept oder einer oder mehreren der vorangehend (beispielsweise 1-9h) oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen erwähnt sind.
  • Einige Ausführungsformen beziehen sich auf ein kostengünstiges (beispielsweise ein Ultra-Low-Cost (ULC)) MEMS-Mikrofon.
  • Einige Ausführungsformen beziehen sich auf ein kostengünstiges Vierschicht-Mikrofon.
  • Gemäß einem Aspekt kann das Membranbauteil ein Element eines regulären MEMS-Mikrofon-Systems sein oder ein reguläres MEMS-Mikrofon-System bilden.
  • Gemäß einem Aspekt kann das Membranbauteil ein Silizium (Si)-MEMS-Mikrofon mit einer minimalen Anzahl von Fotoschichten sein.
  • Gemäß einem Aspekt kann sich jede Funktion des Membranbauteils (beispielsweise eines Mikrofons) auf einen Lithographieschritt beziehen.
  • Gemäß einem Aspekt kann mit einer Membran- und Statorstrukturierung auch eine darunterliegende Opferschicht geätzt werden.
  • Gemäß einem Aspekt kann ein MEMS-Bauelement kostensensitiv für ein (End-)Produkt sein.
  • Gemäß einem Aspekt kann ein Bilden eines MEMS-Bauteils eine große Anzahl von Prozessschritten, einschließlich mehr als 10 Lithographieschichten, umfassen, wobei sich die Kosten summieren können.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
  • Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
  • Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Programm, Firmware, Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode oder als Daten implementiert sein, wobei der Programmcode oder die Daten dahin gehend wirksam ist bzw. sind, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Der Programmcode oder die Daten kann bzw. können beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger oder Datenträger gespeichert sein. Der Programmcode oder die Daten können unter anderem als Quellcode, Maschinencode oder Bytecode sowie als anderer Zwischencode vorliegen. Der Datenträger kann ein digitales Speichermedium, ein magnetisches Speichermedium, beispielsweise eine Diskette, ein Magnetband, oder eine Festplatte, oder optisch auslesbares digitales Speichermedium sein. Eine programmierbare Hardwarekomponente kann durch einen Prozessor, einen Computerprozessor (CPU = Central Processing Unit), einen Grafikprozessor (GPU = Graphics Processing Unit), einen Computer, ein Computersystem, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC = Application-Specific Integrated Circuit), einen integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-System (SOC = System on Chip), ein programmierbares Logikelement oder ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor (FPGA = Field Programmable Gate Array) gebildet sein.
  • Durch die Beschreibung und Zeichnungen werden nur die Grundsätze der Offenbarung dargestellt. Es versteht sich daher, dass der Fachmann verschiedene Anordnungen ableiten kann, die, obwohl sie nicht ausdrücklich hier beschrieben oder dargestellt sind, die Grundsätze der Offenbarung verkörpern und in ihrem Wesen und Schutzbereich enthalten sind. Weiterhin sollen alle hier aufgeführten Beispiele grundsätzlich nur Lehrzwecken dienen, um den Leser beim Verständnis der Grundsätze der Offenbarung und der durch den (die) Erfinder beigetragenen Konzepte zur Weiterentwicklung der Technik zu unterstützen, und sollen als ohne Begrenzung solcher besonders aufgeführten Beispiele und Bedingungen dienend aufgefasst werden. Weiterhin sollen alle hiesigen Aussagen über Grundsätze, Aspekte und Beispiele der Offenbarung wie auch besondere Beispiele derselben deren Entsprechungen umfassen.
  • Ein Blockschaltbild kann beispielsweise eine konzeptmäßige Ansicht einer beispielhaften Schaltung darstellen, die die Grundsätze der Offenbarung verkörpern. Auf ähnliche Weise versteht es sich, dass alle Ablaufdiagramme, Flussdiagramme, Zustandsübergangsdiagramme, Pseudocode und dergleichen verschiedene Prozesse darstellen, die im Wesentlichen in computerlesbarem Medium dargestellt und so durch einen Computer oder Prozessor ausgeführt werden, ungeachtet dessen, ob ein solcher Computer oder Prozessor ausdrücklich dargestellt ist. Die in der Beschreibung oder in den Ansprüchen offenbarten Verfahren können mittels einer Vorrichtung durchgeführt werden, welche Mittel zum Durchführen jedes der jeweiligen Schritte dieser Verfahren aufweist.
  • Weiterhin versteht es sich, dass die Offenbarung vielfacher, in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Handlungen oder Funktionen nicht als in der bestimmten Reihenfolge befindlich ausgelegt werden sollten. Durch die Offenbarung von vielfachen Handlungen oder Funktionen werden diese daher nicht auf eine bestimmte Reihenfolge begrenzt, es sei denn, dass diese Handlungen oder Funktionen aus technischen Gründen nicht austauschbar sind. Weiterhin kann in einigen Beispielen eine einzelne Handlung mehrere Teilhandlungen einschließen oder in diese aufgebrochen werden. Solche Teilhandlungen können eingeschlossen sein und Teil der Offenbarung dieser Einzelhandlung bilden, sofern sie nicht ausdrücklich ausgeschlossen sind.
  • Weiterhin sind die nachfolgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wo jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann. Wenn jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann, ist zu beachten, dass - obwohl ein abhängiger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine besondere Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen beziehen kann - andere Beispiele auch eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen oder unabhängigen Anspruchs einschließen können. Diese Kombinationen werden hier vorgeschlagen, sofern nicht angegeben ist, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Weiterhin sollen auch Merkmale eines Anspruchs für jeden anderen unabhängigen Anspruch eingeschlossen sein, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch gemacht ist.

Claims (3)

  1. Membranbauteil (300), umfassend: eine Membranstruktur (110) umfassend eine elektrisch leitfähige Membranschicht (111), wobei die elektrisch leitfähige Membranschicht (111) einen Aufhängungsbereich (112) und einen Membranbereich (113) aufweist, wobei der Aufhängungsbereich (112) der elektrisch leitfähigen Membranschicht (111) auf einer Isolationsschicht (120) angeordnet ist, und wobei die Isolationsschicht (120) auf einem Trägersubstrat (130) angeordnet ist, und eine Gegenelektrodenstruktur (140), wobei die Gegenelektrodenstruktur (140) eine Ausnehmung (220) umfasst, und wobei ein Hohlraum (150) vertikal zwischen einer elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht (141) der Gegenelektrodenstruktur (140) und dem Membranbereich (113) der elektrisch leitfähigen Membranschicht (111) angeordnet ist, und eine Isolationsstruktur (310) der Gegenelektrodenstruktur (140), wobei ein erster Teil der Isolationsstruktur (310) an zumindest einem Teil einer Wandung (221) der Ausnehmung (220) der Gegenelektrodenstruktur (140) angeordnet ist, und wobei sich ein zweiter Teil der Isolationsstruktur (310) vertikal in den Hohlraum (150) erstreckt, wobei sich ein Material der Isolationsstruktur (310) und ein Material der Isolationsschicht (120) unterscheiden, wobei die Ausnehmung (220) die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht (141) in einen ersten Teil und einen zweiten Teil teilt, und wobei der erste Teil und der zweite Teil elektrisch voneinander isoliert sind.
  2. Membranbauteil gemäß Anspruch 1, wobei der erste Teil der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht (141) mit einer Kontaktstruktur (250) verbunden ist, und wobei der zweite Teil der elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht (141) potentialfrei ist.
  3. Verfahren (500) zum Bilden eines Membranbauteils, umfassend: Bilden (510) einer elektrisch leitfähigen Membranschicht (111) einer Membranstruktur (110) auf einer Isolationsschicht (120), wobei die elektrisch leitfähige Membranschicht (111) einen Aufhängungsbereich (112) und einen Membranbereich (113) aufweist, und wobei die Isolationsschicht (120) auf einem Trägersubstrat (130) angeordnet ist, Bilden (520) einer Gegenelektrodenstruktur (140) lateral zumindest im Bereich der elektrisch leitfähigen Membranschicht (111); und Bilden (530) eines vertikal zwischen der Gegenelektrodenstruktur (140) und dem Membranbereich (113) der elektrisch leitfähigen Membranschicht (111) angeordneten Hohlraums (150), so dass sich der Hohlraum (150) vertikal von einer elektrisch leitfähigen Gegenelektrodenschicht (141) der Gegenelektrodenstruktur (140) bis zu dem Membranbereich (113) der elektrisch leitfähigen Membranschicht (111) erstreckt, wobei ein erster Teil einer Isolationsstruktur (310) der Gegenelektrodenstruktur (140) an zumindest einem Teil einer Wandung (221) einer Ausnehmung (220) der Gegenelektrodenstruktur (140) angeordnet ist, und wobei sich ein zweiter Teil der Isolationsstruktur (310) vertikal in den Hohlraum (150) erstreckt, wobei sich ein Material der Isolationsstruktur (310) und ein Material der Isolationsschicht (120) unterscheiden, wobei die Ausnehmung (220) die elektrisch leitfähige Gegenelektrodenschicht (141) in einen ersten Teil und einen zweiten Teil teilt, und wobei der erste Teil und der zweite Teil elektrisch voneinander isoliert sind.
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