-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mikroelektromechanischen Bauelements.
-
Mikroelektromechanische Sensoren (MEMS) zur Messung beispielsweise von Beschleunigung, Drehrate, Druck und anderen physikalischen Größen werden für verschiedene Applikationen im Automobil- und Consumer-Bereich in Massenfertigung hergestellt. Ein wichtiger Trend in der Weiterentwicklung von Sensoren besteht in der Erhöhung der Funktionalität bzw. einer verbesserten Funktionsintegration, die mehr Funktionalität bei gleichem oder sogar abnehmendem Bauraum ermöglicht. Hierzu zählt beispielsweise die Anordnung von Sensorelementen zur Messung unterschiedlicher physikalischer Größen auf einem Chip. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist die Anordnung eines Drehratensensors und eines Beschleunigungssensors auf dem gleichen Chip. Zum Betrieb eines solchen MEMS-Bauelements müssen die empfindlichen Sensorelemente zum Schutz vor Umwelteinflüssen per Waferbondverfahren mit einem Kappenwafer verkappt werden.
-
Eine der Herausforderungen bei kombinierten Drehraten- und Beschleunigungssensoren liegt in den unterschiedlichen bevorzugten Innendrücken, unter denen die Sensoren betrieben werden sollen. Idealerweise wird ein Drehratensensor bei einem guten Vakuum, typischerweise bei einem Druck 0.1 - 2 mbar betrieben, während ein Beschleunigungssensor zumindest kritisch gedämpft sein sollte und daher typischerweise bei Innendrücken im Be-reich von 30 - 1000 mbar, beispielsweise bei 100 mbar, betrieben werden sollte. Der gleichzeitige Betrieb von Drehraten- und Beschleunigungssensor auf einem Chip legt daher nahe, in einem hermetisch verkappten Chip zwei getrennte Kavernenbereiche mit unterschiedlichen Innendrücken zu bilden.
-
Es sind Verfahren bekannt, bei denen nach dem Waferbonden oder Verschluss mittels einer Dünnschichtkappentechnologie eine der Kavernen geöffnet, ein geeigneter Innendruck eingestellt und die Kaverne anschließend wieder verschlossen wird. Es ist dabei entweder möglich, die Kavernen zunächst bei niedrigem Innendruck zu verschließen und anschließend die Beschleunigungssensorkaverne zu öffnen, mit hohem Innendruck zu beaufschlagen und anschließend zu verschließen, oder aber nach dem initialen Verschluss bei hohem Innendruck die Drehratensensorkaverne zu öffnen, zu evakuieren und bei niedrigem Innendruck zu verschließen. Der Verschluss kann beispielsweise über eine Dünnschichtabscheidung, eine Oxid- oder Metallabscheidung oder aber auch über eine sogenannte Laserversiegelung (engl.: laser reseal) erfolgen, bei dem ein oberflächennaher Umgebungsbereich um ein Zugangsloch durch lokalen Wärmeeintrag mittels eines Lasers lokal aufgeschmolzen und damit das Zugangsloch verschlossen wird.
-
Ein weiteres Beispiel zur verbesserten Funktionsintegration sind Verfahren der vertikalen Integration, bei der ein MEMS-Wafer mit einem metallischen Bondverfahren auf einen ASIC-Wafer (anwendungsspezifische integrierte Schaltung, engl.: application-specific integrated circuit, ASIC) verbunden bzw. gebondet wird, wobei der ASIC die elektronische Auswerteschaltung und gleichzeitig die hermetische Verkappung für das MEMS-Element darstellt (sogenannte ASICap-Bauelemente). Besonders attraktiv sind diese vertikalen Integrationsverfahren in Kombination mit Durchkontakten (engl.: through silicon vias, TSVs) und Flip-Chip-Technologien, wodurch ein Aufbau und eine Kontaktierung als Chip-Scale Package erfolgen kann.
-
Die Anwendung der Laserversiegelung ist im Falle von ASICap-Bauelementen deutlich erschwert, da der funktionale ASIC die Kappe für den MEMS-Basischip bildet. Druckschrift
DE 10 2019 219 476 A1 beschreibt eine Prozessfolge, bei der der Belüftungszugang in die Sensorkaverne und der nachträgliche Verschluss im ASIC erfolgen. Die Prozessfolge beinhaltet mehrere technische Herausforderungen. Zum einen muss auf der Vorderseite des ASICs an der Stelle des zu bildenden Zugangslochs ein vollständiger Stapel von Dielektrika entfernt werden, was je nach Beschaffenheit der Schichten ein langwieriger und entsprechend kostenintensiver Prozess sein kann. Des Weiteren muss ein Zugangsloch von der Rückseite durch den ASIC getrencht und anschließend per Laser Reseal verschlossen werden, ohne dass es zur Rissbildung oder zu plasmainduzierten Schädigungen in den ASIC-Funktionsschichten kommt. Der Laser Reseal erzeugt außerdem eine im Allgemeinen nicht topographie-freie Oberfläche.
-
Als Alternative wurde daher in der
DE 10 2014 202 801 A1 eine Versiegelung durch den MEMS-Substratwafer vorgeschlagen. Hierbei wird allerdings nicht auf das Problem eingegangen, dass der Verschluss bei der Laserversiegelung am besten bei relativ kleinen Zugangslöchern (z. B. 5 - 10 µm) funktioniert, jedoch ein vergleichsweise dickes MEMS-Substrat von 300 µm oder mehr nicht mit einem entsprechend kleinen Zugangsloch über die gesamte Tiefe geöffnet werden kann. Die Ätzrate des Trench-Prozesses, beispielsweise beim reaktiven lonenätzen (engl.: deep reactive ion etching) bricht nämlich in extrem schmalen Kanälen stark ein und kommt irgendwann sogar ganz zum Erliegen, da eine beim TrenchProzess aufgebrachte Seitenwandpassivierung am Boden des Kanals nicht mehr geöffnet werden kann.
-
Ein grundlegendes Problem bei ASICap-Bauelementen, die, wie z. B. ein Drehratensensor, mit geringem Innendruck betrieben werden sollen, ist das geringe Volumen der Sensorkaverne, da zwischen MEMS und ASIC lediglich ein Spalt von wenigen Mikrometern ausgebildet ist. Aufgrund des geringen Volumens steigt der Innendruck in der Kaverne rasch an, wenn z. B. aus dem ASIC-Wafer oder aus anderen Quellen in der Kaverne ein Ausgasen erfolgt. Beispielsweise ist bekannt, dass bei ASIC-Wafern mit komplementären Metall-Oxid Halbleiterstrukturen (engl.: complementary metal-oxide semiconductor, CMOS) während der Herstellung aufgrund der Verwendung von plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (engl.: plasma-enhanced chemical vapor depositon, PECVD) viel Wasserstoff in den dielektrischen Passivierschichten (welche die einzelnen Metallebenen voneinander isolieren) eingelagert wird. Dieser kann während der Lebensdauer des MEMS-Bauelements zu einem gewissen Anteil ausgasen. Der resultierende Druckanstieg in der Kaverne kann die Performance des MEMS-Bauelements beeinträchtigen oder sogar zum Totalausfall führen. Es ist daher wünschenswert, ein vergrößertes Kavernenvolumen bereitzustellen, denn dann wird bei gleicher Ausgasmenge der resultierende Anstieg des Innendrucks in der Sensorkaverne entsprechend dem idealen Gasgesetz niedriger ausfallen.
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines mikroelektromechanischen Bauelements anzugeben. Diese Aufgabe wird durch Verfahren zum Herstellen eines mikroelektromechanischen Bauelements mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Ein Verfahren zum Herstellen eines mikroelektromechanischen Bauelements umfasst folgende Verfahrensschritte. Eine dielektrische Schicht wird auf einer Oberseite eines ersten Substrats angeordnet. Die dielektrische Schicht wird strukturiert, wobei ein Gitter mit sich bis zur Oberseite des ersten Substrats erstreckenden Gitteröffnungen in der dielektrischen Schicht ausgebildet wird. Ein Material des ersten Substrats wird im Bereich unterhalb des Gitters entfernt, wodurch ein erstes Sackloch an der Oberseite des ersten Substrats ausgebildet wird. Das Gitter verbleibt dabei oberhalb des ersten Sacklochs. Es wird eine Deckschicht auf einer vom ersten Substrat abgewandten Seite der dielektrischen Schicht angeordnet, wodurch das erste Sackloch verschlossen wird. Eine Schichtenfolge wird an einer vom ersten Substrat abgewandten Seite der Deckschicht und über dem verschlossenen ersten Sackloch angeordnet. Es werden Funktionsstrukturen des mikroelektromechanischen Bauelements durch Strukturieren der Schichtenfolge ausgebildet und freigelegt. Außerdem wird ein sich durch die Schichtenfolge bis zum ersten Sackloch erstreckender Zugangskanal ausgebildet. Ein zweites Substrat wird an einer vom ersten Substrat abgewandten Seite der Schichtenfolge angeordnet und das erste Substrat und das zweite Substrat werden miteinander verbunden. Die Funktionsstrukturen des mikroelektromechanischen Bauelements werden in einer zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat ausgebildeten Kaverne eingeschlossen. Die Kaverne ist über den Zugangskanal mit dem ersten Sackloch verbunden. Es wird ein zweites Sackloch an einer der Oberseite des ersten Substrats gegenüberliegenden Unterseite des ersten Substrats ausgebildet und das erste Sackloch wird im Bereich des zweiten Sacklochs geöffnet. Es wird ein Kaverneninnendruck in der Kaverne eingestellt und das erste Sackloch wird im Bereich des zweiten Sacklochs verschlossen.
-
Durch die Verwendung eines Gitters beim Ausbilden des ersten Sacklochs kann eine Breite des ersten Sacklochs vorteilhafterweise vergleichsweise hoch, beispielsweise im Bereich von 8 µm bis 30 µm, jedoch nicht hierauf beschränkt, gewählt werden, denn das Gitter verbleibt nach dem Ausbilden des ersten Sacklochs über dem ersten Sackloch und ermöglich auf diese Weise einen zuverlässigen Verschluss eines breiten ersten Sacklochs. Dadurch kann auch eine große Tiefe des ersten Sacklochs, beispielsweise im Bereich von 100 µm bis 400 µm, jedoch ebenfalls nicht auf den angegebenen Wertebereich beschränkt, erreicht werden. Vorteilhafterweise kann dadurch das Ausbilden des zweiten Sacklochs zur Öffnung des ersten Sacklochs von der Unterseite des Substrats her besonders kurz, also sich nur über eine vergleichsweise geringe Tiefe des zweiten Sacklochs erstreckend, gehalten werden. Ein weiterer Vorteil der Tatsache, dass das zweite Sackloch nicht besonders tief sein muss, besteht darin, dass ein tiefes zweites Sackloch den Nachteil aufweist, dass sich nach dem Verschließen des ersten Sacklochs im Rahmen einer Weiterverarbeitung des mikroelektromechanischen Bauelements leicht Partikel und Schmutz im zweiten Sackloch ansammeln könnten, welche nicht einfach entfernt werden können. Ein zweites Sackloch mit geringer Tiefe vereinfacht somit die nachfolgende Weiterverarbeitung. Beispielsweise kann auch das Stapeln einer Mehrzahl von mikroelektromechanischen Bauelementen oder des mikroelektromechanischen Bauelements mit anderen Komponenten erleichtert werden.
-
Eine der Herausforderungen der oben beschriebenen Prozesssequenz kann sein, dass eine Breite des ersten Sacklochs relativ groß gewählt werden muss, um eine hinreichende Tiefe des ersten Sacklochs zu ermöglichen, dass jedoch beispielsweise das Verschließen des ersten Sacklochs mittels Laserversiegelung insbesondere bei kleinen Zugangsöffnungen zuverlässiger funktioniert. Daher muss bei der Wahl der Breite des ersten Sacklochs eine geeignete Balance zwischen den Erfordernissen eines Vorderseitentrenchprozesses (benötigte Tiefe des ersten Sacklochs) und den Erfordernissen der Laserversiegelung gefunden werden. Sacklochbreiten von beispielhaft 8 - 20 µm stellen hierfür einen guten Kompromiss dar, für tiefe Sacklöcher von mehr als 300 µm können auch bis zu 30 µm für die Breite des ersten Sacklochs erforderlich sein.
-
Dieses Tieferlegen des Verschlussbereichs des ersten Sacklochs an der Unterseite des ersten Substrats innerhalb des zweiten Sacklochs stellt vorteilhafterweise sicher, dass bei der Laserversiegelung erstarrtes Material, etwa Silizium, nicht in Form von Spitzen und feinen Nadeln über die Unterseite des ersten Substrats hinausragen. Dadurch wäre ein Umgang mit dem mikroelektromechanischen Bauelement erschwert und zudem die Zuverlässigkeit aufgrund von mechanischen Belastungen des Verschlusses bei der Weiterverarbeitung gefährdet.
-
In einer Ausführungsform wird das erste Sackloch dadurch geöffnet, dass das zweite Sackloch derart ausgebildet wird, dass es sich von der Unterseite des ersten Substrats zumindest bis zum ersten Sackloch erstreckt. Das erste Sackloch wird in diesem Fall also durch das Ausbilden des zweiten Sacklochs geöffnet. Dadurch wird ein Zugang zur Kaverne im Bereich der Unterseite des ersten Substrats erzeugt.
-
In einer Ausführungsform wird das erste Sackloch derart ausgebildet, dass es sich zur Unterseite des ersten Substrats hin verjüngt. Vorteilhafterweise kann das erste Sackloch dadurch besonders tief ausgebildet sein, wobei gleichzeitig eine Bodenfläche des ersten Sacklochs besonders klein sein kann. Dadurch kann der Zugang zum geöffneten ersten Sackloch besonders klein ausgebildet sein. Dies kann das Verschließen des ersten Sacklochs, das beispielsweise mittels Laserversiegelung erfolgen kann, vereinfachen.
-
In einer Ausführungsform wird das erste Sackloch dadurch geöffnet, dass eine sich zwischen dem zweiten Sackloch und dem ersten Sackloch erstreckende Durchgangsöffnung ausgebildet wird. Vorteilhafterweise kann eine Öffnungsfläche der Durchgangsöffnung besonders klein sein, insbesondere kleiner als eine Öffnungsfläche des ersten Sacklochs und kleiner als eine Öffnungsfläche des zweiten Sacklochs. Dadurch kann das Verschließen des ersten Sacklochs vereinfacht werden, insbesondere wenn das Verschließen mittels Laserversiegelung erfolgt.
-
In einer Ausführungsform weist das zweite Sackloch eine kleinere Öffnungsfläche auf als das erste Sackloch. Dadurch kann das Verschließen des ersten Sacklochs, vorteilhafterweise direkt oder nahezu an der Unterseite des zweiten Substrats erfolgen. In einer anderen Ausführungsform weist das zweite Sackloch eine größere Öffnungsfläche auf als das erste Sackloch. In diesem Fall erfolgt das Verschließen des ersten Sacklochs im Bereich des Bodens des zweiten Sacklochs.
-
In einer Ausführungsform wird das erste Substrat an der Unterseite planarisiert. Das Planarisieren kann ein Schleifen und/oder Polieren, insbesondere ein chemisch-mechanisches Polieren (CMP), des Substrats umfassen. Das Planarisieren kann bereits ganz oder teilweise vor dem Ausbilden des zweiten Sacklochs und/oder aber ganz oder teilweise nach dem Verschließen des ersten Sacklochs erfolgen. Nach dem Verschließen des ersten Sacklochs kann das Planarisieren beispielsweise bis zum Boden des zweiten Sacklochs erfolgen. Dadurch kann vorteilhafterweise jegliche Topographie an der Unterseite des ersten Substrats vermieden werden, was die Weiterverarbeitung des mikroelektromechanischen Bauelements vereinfacht. Das Planarisieren kann jedoch beispielsweise auch derart erfolgen, dass eine verbleibende Tiefe des zweiten Sacklochs kleiner ist als eine Tiefe des ersten Sacklochs. In diesem Fall weist das mikroelektromechanische Bauelement an seiner Unterseite eine lediglich geringe Topographie auf, was die Weiterverarbeitung vorteilhafterweise vereinfacht.
-
In einer Ausführungsform weist das zweite Substrat an einer der Schichtenfolge zugewandten Seite eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung zum Betreiben des mikroelektromechanischen Bauelements auf. Vorteilhafterweise kann die volle Fläche des ASICs für Schaltungselemente genutzt werden, da der Zugang zur Kaverne nicht durch das zweite Substrat, sondern durch das erste Substrat angelegt wird.
-
In einer Ausführungsform wird die dielektrische Schicht derart strukturiert, dass an der Oberseite des ersten Substrats zumindest ein weiteres Gitter mit sich bis zur Oberseite des ersten Substrats erstreckenden weiteren Gitteröffnungen ausgebildet wird. Das Material des ersten Substrats wird im Bereich unterhalb des zumindest einen weiteren Gitters entfernt, wodurch zumindest ein weiteres erstes Sackloch an der Oberseite des ersten Substrats ausgebildet wird. Das weitere Gitter verbleibt oberhalb des weiteren ersten Sacklochs. Das weitere erste Sackloch wird durch das Anordnen der Deckschicht verschlossen. Die Schichtenfolge wird über dem verschlossenen weiteren ersten Sackloch angeordnet. Ein sich durch die Schichtenfolge bis zum weiteren ersten Sackloch erstreckender weiterer Zugangskanal wird ausgebildet. Die Kaverne ist über den weiteren Zugangskanal mit dem weiteren ersten Sackloch verbunden.
-
Das weitere erste Sackloch wird bei der Rückseitenprozessierung nicht geöffnet, indem ein weiteres zweites Sackloch vorgesehen wird. Das weitere erste Sackloch weist jedoch einen Gaszugang zur Kaverne auf. Das weitere erste Sackloch hat vorteilhafterweise die Funktion, ein Kavernenvolumen zu vergrößern, um das das mikroelektromechanische Bauelement unempfindlicher gegen Ausgaseffekte zu machen. Es kann eine Vielzahl solcher weiteren ersten Sacklöcher vorgesehen sein, die im Substrat vergraben sind, um eine signifikante Volumenvergrößerung der Kaverne zu erzielen.
-
In einer Ausführungsform wird eine Mehrzahl von lateral nebeneinander angeordneten weiteren ersten Sacklöchern an der Oberseite des ersten Substrats ausgebildet. Die weiteren ersten Sacklöcher werden jeweils in Bereichen zwischen der Oberseite des ersten Substrats und jeweiligen Böden der weiteren ersten Sacklöcher lateral derart erweitert, dass ein zusammenhängender Hohlraum im Inneren des ersten Substrats gebildet wird. In einer Ausführungsform erfolgt das Ausbilden der weiteren ersten Sacklöcher mittels eines isotropen Ätzprozesses. Das Erweitern der weiteren ersten Sacklöcher erfolgt mittels eines anisotropen Ätzprozesses.
-
In einer Ausführungsform werden die Funktionsstrukturen des mikroelektromechanischen Bauelements in einem Bereich über dem Hohlraum ausgebildet und freigelegt. Vorteilhafterweise können mit dieser Prozessfolge Anordnungen geschaffen werden, bei denen die Funktionsstrukturen des mikroelektromechanischen Bauelements also nicht mit dem Substrat verbunden sind. Auf diese Weise kann eine effektive Stressentkopplung gegenüber mechanischem Stress, welcher auf das erste Substrat übertragen werden kann, erzielt werden. Dies kann vorteilhaft sein, um eine Performance des MEMS-Bauelements zu verbessern, z. B. können Empfindlichkeits- und Offsetfehler von Drehratensensoren, Beschleunigungssensoren und Drucksensoren auf diese Weise reduziert werden.
-
In einer Ausführungsform wird die dielektrische Schicht derart strukturiert, dass an der Oberseite des ersten Substrats zumindest ein zusätzliches Gitter mit sich bis zur Oberseite des ersten Substrats erstreckenden zusätzlichen Gitteröffnungen ausgebildet wird. Das Material des ersten Substrats wird im Bereich unterhalb des zumindest einen zusätzlichen Gitters entfernt, wodurch zumindest ein zusätzliches erstes Sackloch an der Oberseite des ersten Substrats ausgebildet wird. Das zusätzliche Gitter verbleibt oberhalb des weiteren ersten Sacklochs. Das zusätzliche erste Sackloch wird durch das Anordnen der Deckschicht verschlossen. Die Schichtenfolge wird über dem verschlossenen zusätzlichen ersten Sackloch angeordnet. Zusätzliche Funktionsstrukturen des mikroelektromechanischen Bauelements werden durch Strukturieren der Schichtenfolge ausgebildet und freigelegt. Es wird ein sich durch die Schichtenfolge bis zum zusätzlichen ersten Sackloch erstreckender zusätzlicher Zugangskanal ausgebildet. Die zusätzlichen Funktionsstrukturen des mikroelektromechanischen Bauelements werden in einer zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat ausgebildeten von der Kaverne separaten zusätzlichen Kaverne eingeschlossen. Die zusätzliche Kaverne ist über den zusätzlichen Zugangskanal mit dem zusätzlichen ersten Sack-loch verbunden. Ein zusätzliches zweites Sackloch wird an der Unterseite des ersten Substrats ausgebildet und das zusätzliche erste Sackloch wird im Bereich des zusätzlichen zweiten Sacklochs geöffnet. Ein zusätzlicher Kaverneninnendruck in der zusätzlichen Kaverne wird eingestellt. Das zusätzliche erste Sackloch wird im Bereich des zusätzlichen zweiten Sacklochs verschlossen.
-
Es kann also vorteilhafterweise nicht nur eine Kaverne im MEMS-Bauelement ausgebildet werden, sondern auch eine Mehrzahl von z. B. mittels eines Bondrahmens voneinander getrennten Kavernenbereichen, die beispielsweise parallel geöffnet und sequentiell verschlossen werden können. Dabei kann in jedem der Kavernenbereiche ein definierter Innendruck und eine definierte Gasart verwendet werden, wobei sich Innendruck und/oder Gasart in den verschiedenen Kavernen voneinander unterscheiden können.
-
Das Verfahren zum Herstellen eines mikroelektromechanischen Bauelements wird im Folgenden im Zusammenhang mit schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 bis 10: Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Herstellen eines mikroelektromechanischen Bauelements gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 11 und 12: Verfahrensschritte des Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 13 bis 16: Verfahrensschritte des Verfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 17: ein mikroelektromechanisches Bauelement mit einem vergrößerten Kavernenvolumen; und
- 18 bis 21: Verfahrensschritte des Verfahrens gemäß einer vierten Ausführungsform.
-
1 bis 10 zeigen schematisch zeitlich aufeinanderfolgende Zustände eines mikroelektromechanischen Bauelements 1, im Folgenden auch kurz als MEMS-Bauelement 1 bezeichnet, im Rahmen eines Herstellungsverfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei das fertiggestellte MEMES-Bauelement 1 in 9 gezeigt ist. Bei dem MEMS-Bauelement 1 handelt es sich bevorzugt um einen MEMS-Sensor oder -Aktor. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem MEMS-Bauelement 1 um einen Drehratensensor, einen Beschleunigungssensor, einen Drucksensor oder einen kombinierten Sensor aus den genannten Messgrößen. In den 1 bis 10 sind jeweils Querschnittsansichten gezeigt, wobei jeweils nur ein kleiner Teilbereich des MEMS-Bauelements 1 dargestellt ist.
-
1 zeigt einen ersten Zustand im Rahmen des Verfahrens. Eine dielektrische Schicht 104 wurde auf einer Oberseite 101 eines ersten Substrats 100 angeordnet. Das erste Substrat 100 weist beispielhaft Silizium auf und kann beispielsweise als ein Wafer ausgebildet sein. Das erste Substrat 100 kann jedoch auch ein anderes Material aufweisen, etwa einen anderen Halbleiter oder einen Komposit-Halbleiter. Das erste Substrat 100 ist planar ausgebildet, weist eine der Oberseite 101 gegenüberliegende Unterseite 102 und eine senkrecht zur Oberseite 101 bemessene Dicke 103 auf. Die dielektrische Schicht 104 weist beispielhaft Siliziumoxid auf. Die dielektrische Schicht 104 kann jedoch auch ein anderes dielektrisches Material aufweisen.
-
1 zeigt ferner, dass die dielektrische Schicht 104 strukturiert wurde. Dadurch wurden an der Oberseite 101 des ersten Substrats 100 ein Gitter 105 mit sich bis zur Oberseite 101 des ersten Substrats 100 erstreckenden Gitteröffnungen 106 ausgebildet. Die Oberseite 101 des ersten Substrats 100 ist durch die Gitteröffnungen 106 in der dielektrischen Schicht 104 zugänglich.
-
2 zeigt einen der 1 zeitlich nachfolgenden Zustand. Ähnliche oder identische Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das Material des ersten Substrats 100 wurde im Bereich unterhalb des Gitters 105 derart entfernt, dass ein erstes Sackloch 107 an der Oberseite 101 des ersten Substrats 100 ausgebildet wurde. Das erste Sackloch 107 weist eine parallel zur Oberseite 101 des ersten Substrats 100 bemessene Breite 108 und eine senkrecht zur Oberseite 101 bemessene Tiefe 109 auf. Die Breite 108 kann beispielsweise einen Wert aus dem Wertebereich 8 µm bis 30 µm aufweisen. Die Tiefe 109 kann beispielsweise einen Wert aus dem Wertebereich 100 µm bis 400 µm aufweisen. Sowohl die Breite 108 als auch die Tiefe 109 sind jedoch jeweils nicht auf die angegebenen Wertebereiche beschränkt. Das Gitter 105 verbleibt nach dem Ausbilden des ersten Sacklochs 107 oberhalb des ersten Sacklochs 107.
-
3 zeigt einen der 2 zeitlich nachfolgenden Zustand. Ähnliche oder identische Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Eine Deckschicht 110 wurde auf einer vom ersten Substrat 100 abgewandten Seite der dielektrischen Schicht 104 angeordnet. Die Deckschicht 110 weist beispielhaft wie die dielektrische Schicht 104 Siliziumoxid auf, was jedoch nicht zwingend erforderlich ist. Die Deckschicht 110 kann beispielsweise ein anderes Oxid oder ein anderes dielektrisches Material aufweisen. In der beispielhaften Ausführungsform bilden die dielektrische Schicht 104 und die Deckschicht 110 eine zusammenhängende Schicht, da sie dasselbe Material aufweisen.
-
Das Vorsehen des Gitters 105 in der dielektrischen Schicht 104 ermöglicht es, ein besonders breites erstes Sackloch 107 auszubilden, da die Gitteröffnungen 106 durch das Anordnen der Deckschicht 110 geschlossen werden können, bevor das erste Sackloch 107 mit dem Material der Deckschicht 110 gefüllt wird. Damit dies gelingt, sollten die Gitteröffnungen 106 klein genug sein, um durch das Anordnen der Deckschicht 110 verschlossen werden zu können. Die Gitteröffnungen 106 in der dielektrischen Schicht 104 sollten jedoch groß genug sein, um beim Anlegen des ersten Sacklochs 107, was beispielsweise mittels eines Trenchprozesses erfolgen kann, eine große Tiefe 109 des ersten Sacklochs 107 im ersten Substrat 100 zu erreichen. Im Ergebnis bildet sich ein vergrabenes tiefes erstes Sackloch 107 mit einer im Wesentlichen topographiefreien Oberfläche der Deckschicht 110, so dass nachfolgende Oberflächenmikromechanik-Prozesse problemlos durchgeführt werden können.
-
4 zeigt einen der 3 zeitlich nachfolgenden Zustand. Ähnliche oder identische Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Es wurde eine Schichtenfolge 111 an einer vom ersten Substrat 100 abgewandten Seite der Deckschicht 110 und über dem verschlossenen ersten Sackloch 107 angeordnet. Die Schichtenfolge 111 weist beispielhaft eine alternierende Abfolge von Funktionsschichten 112, 114, 116, die jeweils beispielhaft polykristallines Silizium aufweisen, und weiteren dielektrischen Schichten 113, 115, die beispielhaft Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrid aufweisen, auf. Alternativ oder zusätzlich können auch andere Materialien für die Schichtenfolge 111 verwendet werden.
-
5 zeigt einen der 4 zeitlich nachfolgenden Zustand. Ähnliche oder identische Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Es wurden Funktionsstrukturen des MEMS-Bauelements 1 durch Strukturieren der Schichtenfolge 111 ausgebildet. Dies kann auch als ein Funktionstrench bezeichnet werden. Bei den Funktionsstrukturen handelt sich beispielswiese um Massen, Federn, Elektroden oder Membranen, d.h. um Elemente, die elementare Funktionen des MEMS-Bauelements 1 erfüllen. Die Funktionsstrukturen sind in 5 nicht gezeigt, da lediglich ein Ausschnitt des MEMS-Bauelements 1 dargestellt ist. 5 zeigt ferner, dass ein erster Schritt zur Herstellung eines Belüftungszugangs des MEMS-Bauelements 1 erfolgt. Dies erfolgt dadurch, dass an einer von der Oberseite 101 des ersten Substrats 100 abgewandten Seite der Schichtenfolge 111 und im Bereich des ersten Sacklochs 107 ein Graben 117 angelegt wird.
-
6 zeigt einen der 5 zeitlich nachfolgenden Zustand. Ähnliche oder identische Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. In diesem Zustand wurden mittels eines Ätzverfahrens, beispielsweise einer Oxidätzung, bevorzugt mittels Gasphasenätzen, etwa mittels gasförmiger Flusssäure (HF), die Funktionsstrukturen freigestellt, was in 6 wiederum der Einfachheit halber nicht dargestellt ist. Das Freistellen der Funktionsstrukturen kann als ein Strukturieren der Schichtenfolge 111 aufgefasst werden. Außerdem wurde eine durchgängige Verbindung zwischen der Oberseite 101 des ersten Substrats 100 und dem Graben 117 ausgebildet. Es wurde also ein sich durch die Schichtenfolge 111 bis zum ersten Sackloch 107 erstreckender Zugangskanal 118 ausgebildet.
-
7 zeigt einen der 6 zeitlich nachfolgenden Zustand. Ähnliche oder identische Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Ein zweites Substrat 200 wurde an einer vom ersten Substrat 100 abgewandten Seite der Schichtenfolge 111 angeordnet und mit dem ersten Substrat 100 verbunden. Dieser Schritt kann auch als ein Bondprozess bezeichnet werden, bei dem das erste und das zweite Substrat 100, 200 miteinander verbunden bzw. verbondet werden. Dabei entsteht eine Bondverbindung.
-
Das zweite Substrat 200 weist beispielhaft Silizium auf, es kann jedoch auch ein anderes Material aufweisen. Das zweite Substrat 200 ist planar ausgebildet und weist eine Oberseite 201, eine der Oberseite 201 gegenüberliegende Unterseite 202 und eine senkrecht zur Oberseite 201 des zweiten Substrats 200 bemessene Dicke 203 auf. Das zweite Substrats 200 wurde mit seiner Oberseite 201 dem ersten Substrat 100 zugewandt angeordnet. Das zweite Substrat 200 kann beispielsweise als Wafer ausgebildet sein. Das zweite Substrat 200 kann auch als ein Kappenwafer bezeichnet werden. In der beispielhaften Ausführungsform der 7 weist das zweite Substrat 200 an der der Schichtenfolge 111 zugewandten Oberseite 201 eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) 204 zum Betreiben des mikroelektromechanischen Bauelements 1, insbesondere zum Ansteuern und/oder Auslesen der Funktionsstrukturen, auf. Der ASIC 204 weist nicht näher unterschiedene Funktionsschichten für Transistoren und elektrische Leiterbahnen und Anschlüsse bzw. Kontakte auf. Bevorzugt beruht der ASIC 204 auf der CMOS-Technologie. Das zweite Substrat 200 kann jedoch auch lediglich eine Kappenfunktion erfüllen, ohne weitere Funktionalität oder mit lediglich wenigen Umverdrahtungsebenen, aufweisend beispielsweise polykristallines Silizium und/oder ein Metall. Die anwendungsspezifische integrierte Schaltung 204 kann also auch entfallen.
-
Bei der Bondverbindung kann es sich beispielsweise um eine metallische oder eine eutektische Bondverbindung handeln, wobei ein Bondrahmen zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat 100, 200 angeordnet ist und die freigelegten Funktionsstrukturen der Schichtenfolge 111 hermetisch gegenüber der Umwelt abschließt. Die Bondverbindung ist nicht gezeigt, da sie außerhalb des Bildausschnitts der 7 liegt. Die Funktionsstrukturen des mikroelektromechanischen Bauelements 1 werden dadurch in einer zwischen dem ersten Substrat 100 und dem zweiten Substrat 200 ausgebildeten Kaverne 209 eingeschlossen. Die Kaverne 209 ist über den Zugangskanal 118 mit dem ersten Sackloch 207 verbunden.
-
8 zeigt einen der 7 zeitlich nachfolgenden Zustand. Ähnliche oder identische Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Es wurde ein zweites Sackloch 119 an der der Oberseite 101 des ersten Substrats 100 gegenüberliegenden Unterseite 102 des ersten Substrats 100 ausgebildet und das erste Sackloch 107 wurde im Bereich des zweiten Sacklochs 119 geöffnet. Das Ausbilden des zweiten Sacklochs 119 kann wie das Ausbilden des ersten Sacklochs 107 beispielsweise mittels eines Trenchprozesses erfolgen. In der beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens wurde das erste Sackloch 107 dadurch geöffnet, dass das zweite Sackloch 119 derart ausgebildet wurde, dass es sich von der Unterseite 102 des ersten Substrats 100 zumindest bis zum ersten Sackloch 107 erstreckt. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, wie eine weitere Ausführungsform im Rahmen der weiteren Beschreibung der Figuren (siehe 13 bis 16) zeigt.
-
Das zweite Sackloch 119 weist eine parallel zur Unterseite 102 des ersten Substrats 100 bemessene Breite 120 und eine senkrecht zur Unterseite 102 des ersten Substrats 100 bemessene Tiefe 121 auf. Die Breite 120 des zweiten Sacklochs 119 sowie die Breite des ersten Sacklochs 107 beziehen sich auf einen Querschnitt der Sacklöcher 107, 119 und entsprechen bei kreisrunden Sacklöchern 107, 119 jeweils einem Durchmesser. In der beispielhaften Ausführungsform ist die die Breite 120 des zweiten Sacklochs 119 größer als die Breite 108 des ersten Sacklochs, während die Tiefe 121 des zweiten Sacklochs 119 beispielhaft vergleichbar mit der Tiefe des ersten Sacklochs 107 oder bevorzugt sogar kleiner als diese ist. Anders gesagt weist das zweite Sackloch 119 eine größere Öffnungsfläche als das erste Sackloch 107 auf. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Das zweite Sackloch 119 kann auch eine kleine Öffnungsfläche bzw. Breite 120 als das erste Sackloch 107 aufweisen.
-
Die weiteren dielektrischen Schichten 113, 115 der Schichtenfolge 111 können zumindest abschnittsweise als ein Ätzstopp 122 für den Trenchprozess bzw. das Ausbilden des zweiten Sacklochs 119 verwendet werden. Vorteilhafterweise wird der ASIC 204 bei dem Trenchprozess nicht von einem Ätzplasma beeinflusst, da der Ätzstopp 122 als Barriere für das Ätzplasma wirkt. Somit ist zum einen das Risiko von plasmainduzierten Schädigungen des ASICs 204 stark reduziert, und zum anderen kann eine vollständige Fläche des ASICs 204 vollflächig für Schaltungselemente verwendet werden.
-
9 zeigt einen der 8 zeitlich nachfolgenden Zustand. Ähnliche oder identische Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das MEMS-Bauelement 1 ist in diesem Zustand fertiggestellt. Nach dem Evakuieren der Kaverne 209 oder nach dem Einbringen eines Gases und einem nachträglichen Einstellen des Kaverneninnendrucks von der Unterseite 102 des ersten Substrats 100 her und über das erste Sackloch 107 wurde das erste Sackloch 107 im Bereich des zweiten Sacklochs 119 verschlossen. Dadurch wurde die Kaverne 209 verschlossen. Das Verschließen des ersten Sacklochs 107 erfolgte beispielhaft mittels Laserversiegelung. Hierbei wurde das Material des ersten Substrats 100 im Bereich des ersten Sacklochs 107 und des zweiten Sacklochs 119 mit einem geeigneten Laserstrahl lokal aufgeschmolzen, so dass sich an der Oberfläche (also in diesem Fall an der Unterseite 102 des ersten Substrats 100) ein hermetischer Verschluss 123 bildet, der in diesem Fall wiedererstarrtes Silizium aufweist.
-
10 zeigt einen der 9 zeitlich nachfolgenden Zustand. Ähnliche oder identische Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die in 10 gezeigten Verfahrensschritte sind lediglich optional. Das zweite Substrat 200 wurde mittels eines Schleifprozesses und/oder CMP auf seine Zieldicke 124 gedünnt. Im Ergebnis ist eine verbleibende Tiefe 125 des zweiten Sacklochs 119 besonders klein, sie nimmt vorteilhafterweise einen Anteil von weniger als 50% der verbleibenden Dicke 124 des ersten Substrats 100 ein, besonders bevorzugt von weniger als 30% der Dicke 124. Anders formuliert, ist die verbleibende Tiefe 125 des zweiten Sacklochs 119 vorzugsweise kleiner als die Tiefe des ersten Sacklochs 109. Durch die geringe verbleibende Tiefe 125 kann sich weniger Schmutz im zweiten Sackloch 119 ablagern. Außerdem wurde das zweite Substrat 200 an seiner Unterseite 202 planarisiert und auf eine Zieldicke 125 rückgedünnt. Das erste und zweite Substrat 100, 200 können so gegenüber einem Rohwafer-Zustand deutlich rückgedünnt werden. Beispielsweise kann das erste Substrat 100 eine Dicke 124 von 100 µm bis 600 µm aufweisen und das zweite Substrat 200 eine Dicke 205 von 60 µm bis 120 µm, nachdem sie geschliffen und poliert bzw. planarisiert wurden.
-
Anschließend wurden von der Unterseite 202 des zweiten Substrats 200 Durchkontakte angelegt, die in 10 nicht dargestellt sind, da sie außerhalb des Bildbereichs befinden, um ASIC-Signale auf die Unterseite 202 des zweiten Substrats 200 zu führen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Durchkontakte bereits in einer früheren Phase der ASIC-Prozessierung angelegt werden und lediglich von der Unterseite 202 her geöffnet und kontaktiert werden müssen. Außerdem wurde eine Passivierschicht auf der Unterseite 202 des zweiten Substrats 200 angeordnet. Mindestens eine Leiterbahnebene 207 wurde an einer der Unterseite 202 des zweiten Substrats 200 abgewandten Seite der Passivierschicht 206 angeordnet. Der ASIC 204 wurde mit Lötkontakten 208 versehen, z. B. in Form von Lotkugeln, welche mittels Lötens auf einen elektrischen Träger, etwa eine Leiterplatte, einen Halbleiter-Chip oder einen sogenannten Interposer (Zwischenelement mit vertikalen Durchkontakten), gelötet werden können. Damit ist das MEMS-Bauelement 1 vorbereitet für eine Leiterplattenmontage bzw. Oberflächenmontage auf einer Leiterplatte.
-
Ein alternatives Verfahren ist in den 11 und 12 dargestellt. Im Folgenden werden lediglich Unterschiede zum Verfahren der 1 bis 10 erläutert. 11 zeigt einen der 2 entsprechenden Zustand. 12 zeigt einen der 9 entsprechenden Zustand und ein MEMS-Bauelement 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Ähnliche oder identische Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
Der wesentliche Unterschied zum Verfahren der 1 bis 10 besteht darin, dass, wie in 11 und 12 gezeigt, das erste Sackloch 107 derart ausgebildet wird, dass es sich zur Unterseite 102 des ersten Substrats 100 hin verjüngt. Anders ausgedrückt weist das erste Sackloch 107 abgeschrägte Ätzflanken bzw. Seitenwände 125 auf. In der beispielhaften Ausführungsform sind die Seitenwände 125 gekrümmt ausgebildet, was jedoch nicht zwingend erforderlich ist. Das erste Sackloch 107 weist dadurch eine erste Breite 127 im Bereich der Oberseite 101 des ersten Substrats 100 und eine zweite Breite 127 im Bereich eines Bodens des ersten Sacklochs 107 auf, wobei die zweite Breite 128 kleiner ist als die erste Breite 127. Aufgrund der geringeren zweiten Breite 128 wird ein zuverlässigeres Verschließen des ersten Sacklochs 107 ermöglicht, da der Verschluss 123 des ersten Sacklochs 107 kleiner ausgebildet ist.
-
Ein weiteres alternatives Verfahren ist in den 13 bis 16 dargestellt. Im Folgenden werden lediglich Unterschiede zum Verfahren der 1 bis 10 erläutert. 13 zeigt einen der 8 entsprechenden Zustand. 15 zeigt einen der 9 entsprechenden Zustand und ein MEMS-Bauelement 3 gemäß einer dritten Ausführungsform. 14 zeigt einen zusätzlichen Zwischenzustand zwischen den Zuständen der 13 und 15. 16 zeigt einen der 10 entsprechenden Zustand. Ähnliche oder identische Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
13 zeigt, dass das zweite Sackloch 119 im Unterschied zu 8 nicht derart ausgebildet wurde, dass es sich von der Unterseite 102 des ersten Substrats 100 bis zum ersten Sackloch 107 erstreckt. Die Tiefe 121 des zweiten Sacklochs 119 wurde also derart gewählt, dass das erste Sackloch 107 nicht durch Ausbilden des zweiten Sacklochs 119 geöffnet wird. 14 zeigt, dass stattdessen das erste Sackloch 107 dadurch geöffnet wurde, dass eine sich zwischen dem zweiten Sackloch 119 und dem ersten Sackloch 107 erstreckende Durchgangsöffnung 129 ausgebildet wurde. Die Durchgangsöffnung 129 verbindet also das erste und das zweite Sackloch 107, 119 miteinander. Eine Breite 130 der Durchgangsöffnung 129 ist kleiner als die Breite 108 des ersten Sacklochs 107 und kleiner als die Breite 130 des zweiten Sacklochs 119. Je nach erforderlicher Ätztiefe kann die Breite 130 beispielsweise in einem Bereich von 5 - 10 µm liegen, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Damit lassen sich Ätztiefen von beispielsweise 50 - 150 µm sicher und kosteneffizient erreichen. Durch die Durchgangsöffnung 129 mit kleiner Breite 130 kann ein besonders zuverlässiger Verschluss 123 ausgebildet werden, der in 15 gezeigt ist. Nach einem optionalen Planarisierungsschritt, der in 16 gezeigt ist, kann das MEMS-Bauelement 3 substratseitig eine besonders topographiefreie Unterseite 102 aufweisen, insbesondere sind keine Strukturen des Verschlusses 123 vorhanden, die von der Unterseite 102 des ersten Substrats 100 weg ragen, was eine Weiterverarbeitung vereinfacht.
-
17 zeigt schematisch ein MEMS-Bauelement 4 gemäß einer vierten Ausführungsform. Das MEMS-Bauelement 4 weist Ähnlichkeiten mit dem MEMS-Bauelement 1 gemäß 10 auf. Im Folgenden werden lediglich die Unterschiede erläutert. Ähnliche oder identische Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
Bei der Herstellung des MEMS-Bauelements 4 gemäß der vierten Ausführungsform wurde die dielektrische Schicht 104 derart strukturiert, dass an der Oberseite 101 des ersten Substrats 100 zumindest ein weiteres Gitter mit sich bis zur Oberseite 101 des ersten Substrats 100 erstreckenden weiteren Gitteröffnungen ausgebildet wurde. Das Material des ersten Substrats 100 wurde im Bereich unterhalb des zumindest einen weiteren Gitters entfernt, wodurch zumindest ein weiteres erstes Sackloch 131 an der Oberseite 101 des ersten Substrats 100 ausgebildet wurde. Das weitere Gitter ist oberhalb des weiteren ersten Sacklochs 131 verblieben. Durch das Anordnen der Deckschicht 110 wurde das weitere erste Sackloch 131 verschlossen. Die Schichtenfolge 111 wurde über dem verschlossenen weiteren ersten Sackloch 131 angeordnet. Ein sich durch die Schichtenfolge 111 bis zum weiteren ersten Sackloch 131 erstreckender weiterer Zugangskanal 132 wurde ausgebildet. Die Kaverne 209 ist also über den weiteren Zugangskanal 132 mit dem weiteren ersten Sackloch 131 verbunden. Das weitere erste Sackloch 131 wird nicht geöffnet. Das weitere erste Sackloch 131 bietet jedoch den Vorteil, dass ein Kavernenvolumen der Kaverne 209 größer ist als beim MEMS-Bauelement 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Eine Breite 133 des weiteren ersten Sacklochs kann, wie in 17 beispielhaft gezeigt, größer sein als die Breite 108 des ersten Sacklochs 107.
-
Ein weiteres alternatives Verfahren ist in den 18 bis 21 dargestellt. Im Folgenden werden lediglich Unterschiede zum Verfahren der 1 bis 10 erläutert. 18 zeigt einen der 2 entsprechenden Zustand. 20 zeigt einen der 6 entsprechenden Zustand. 19 zeigt einen zusätzlichen Zwischenzustand zwischen den Zuständen der 18 und 20. 21 zeigt einen der 10 entsprechenden Zustand und ein MEMS-Bauelement 5 gemäß einer fünften Ausführungsform. Ähnliche oder identische Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
18 zeigt, dass zusätzlich zum ersten Sackloch 107 eine Mehrzahl von lateral nebeneinander angeordneten weiteren ersten Sacklöchern 131 an der Oberseite 101 des ersten Substrats 101 ausgebildet wurde. 19 zeigt, dass die weiteren ersten Sacklöcher 131 jeweils in Bereichen zwischen der Oberseite 101 des ersten Substrats 100 und jeweiligen Böden der weiteren ersten Sacklöcher 131 lateral derart erweitert wurden, dass ein zusammenhängender Hohlraum 134 im Inneren des ersten Substrats 100 gebildet wurde. Durch den Hohlraum 134 wird ein Gesamtkavernenvolumen der Kaverne 209 weiter vergrößert. Das Ausbilden des ersten Sacklochs 107 und der weiteren ersten Sacklöcher 131 kann beispielsweise mittels eines isotropen Ätzprozesses erfolgen, während das das Erweitern der weiteren ersten Sacklöcher 131, also das Ausbilden des Hohlraums 134, mittels eines anisotropen Ätzprozesses erfolgen kann.
-
20 zeigt, dass Funktionsstrukturen 135 des mikroelektromechanischen Bauelements 5 beispielhaft in einem Bereich über dem Hohlraum 134 ausgebildet und freigelegt wurden. Die Funktionsstrukturen 135 sind in diesen Bereichen also nicht mit dem ersten Substrat 100 verbunden. Auf diese Weise kann eine effektive Stressentkopplung gegenüber mechanischem Stress, welcher vom ersten Substrat 100 auf die Funktionsstrukturen 135 übertragen werden kann, erzielt werden.
-
Es versteht sich, dass mit den erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur eine Kaverne in einem MEMS-Bauelement 1, 2, 3, 4, 5 geöffnet und verschlossen werden kann, sondern, dass es auch verwendet werden kann, um zwei oder mehr (z. B. mittels eines Bondrahmens) voneinander getrennte Kavernenbereiche parallel zu öffnen und sequentiell zu verschließen. Dabei können in jedem der Kavernenbereiche ein definierter Innendruck und eine definierte Gasart verwendet werden, wobei sich Innendruck und/oder Gasart in den verschiedenen Kavernen voneinander unterscheiden können.
-
Die Erfindung kann im Zusammenhang mit Smartphones und Tablets, Wearables, Hearables, AR und VR, Drohnen, Gaming und Spielzeug, Robotern, Smart Home und im industriellen Kontext unter anderem für folgende Anwendungen eingesetzt werden: Weckfunktionen für ausgewählte Gerätemodule, Erkennung von Geräteorientierung, Bildschirmorientierung und Anzeigeorientierung, Erkennung einer signifikanten Bewegung, Schock- und Freifallerkennung; HMI (Mensch-Maschine-Schnittstelle) -Funktionalität, z.B. Multi-Tap-Erkennung, Aktivitäts-, Gesten- und Kontexterkennung, Benutzererkennung; Bewegungssteuerung, Kardansystem, Höhen- und Lagestabilisierung, Flugsteuerung, Bildstabilisierung, Innen- und Außennavigation, Stockwerkserkennung, Positionsverfolgung und Streckenaufzeichnung, PDR (Fußgänger-Koppelnavigation), dynamische Streckenplanung, Erkennung von Begrenzungen und Hindernissen, Indoor-SLAM (Simultanlokalisierung und Kartenerstellung); Einbruchsüberwachung, Echtzeit-Bewegungserkennung und -verfolgung, Aktivitätsverfolgung, Schrittzähler, Kalorienzähler, Schlafüberwachung; Erfassung des Tragezustands von Hearables (in-ear/out-of-ear detection), Bestimmung von Kopforientierung und Kopfbewegung; Logistik, Teilenachverfolgung, Energiemanagement und energiesparendes Messen, vorausschauende Wartung; Überwachung von Luftqualität und Klima, Schimmelerkennung, Wasserstands-Erkennung; Sensordatenfusion.
-
Die Erfindung kann ferner im Zusammenhang mit Automobilanwendungen eingesetzt werden: Crashdetektion, z. B. in Airbag-Systemen; Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP), Vehicle Dynamics Control (VDC); Hill start assist, hill hold control (Verhinderung des Zurückrollens beim Anfahren an Steigungen); Adaptive Fahrwerksregelung; Smart Tires, z. B. Straßenzustandsüberwachung; Navigationsanwendungen; Autonomes Fahren; Diebstahldetektion, Alarmfunktionen; Kontrolle der Heckklappenneigung; Optimierung der Motorsteuerung und des Verbrennungsprozesses in Benzin- oder Diesel-betriebenen Motoren.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102019219476 A1 [0006]
- DE 102014202801 A1 [0007]
