DE10304835A1

DE10304835A1 - Laminated microelectromechanical component, e.g. rotation rate sensor, micro swing mirror, acceleration sensor, comprises electric conductive structure integrated in functional layer

Info

Publication number: DE10304835A1
Application number: DE2003104835
Authority: DE
Inventors: Udo-Martin Gomez; Christoph Duenn; Marko Rocznik
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2004-08-05

Abstract

The component substrate (12) has first dielectric layer (11) and functional layer (5), spaced from first layer and/or substrate in free-support region. In sections of this region, conductive structure (13) is integrated into functional layer. Alternatively, conductive structure extends in free-support region on functional layer side, facing first dielectric layer. Conduction structure may be coupled by anchoring element to specified contact spots, or conductive structure of first layer.

Description

Die Erfindung betrifft ein mikroelektromechanisches Bauelement nach der Gattung des Hauptanspruches.The invention relates to a microelectromechanical Component according to the type of the main claim.

Mikroelektromechanische Bauelemente wie Drehratensensoren, Mikroschwingspiegel oder Beschleunigungs- oder Drucksensoren bestehen meist aus mehreren Schichten. Dabei ist in der Regel die oberste oder eine von mehreren oberen Schichten als mechanische Funktionsschicht ausgebildet, unter der sich eine im Laufe des Herstellungsverfahrens zumindest teilweise zu entfernende Opferschicht befindet. Unter dieser Opferschicht ist dann weiter vielfach eine Verdrahtungsebene zur elektrischen Verbindung der in der Funktionsschicht befindlichen mikromechanischen Struktur mit externen Bauelementen vorgesehen, die durch eine dielektrische Schicht wie eine Oxidschicht von einem Substratwafer, beispielsweise einem Siliziumwafer, elektrisch isoliert ist.Microelectromechanical components such as rotation rate sensors, micro oscillating mirrors or acceleration or pressure sensors usually consist of several layers. there is usually the top or one of several top layers as mechanical functional layer, under which a To be removed at least partially in the course of the manufacturing process Sacrificial layer is located. Then under this sacrificial layer is further often a wiring level for the electrical connection of the micromechanical structure located in the functional layer with external components provided by a dielectric Layer like an oxide layer from a substrate wafer, for example a silicon wafer that is electrically isolated.

Für die Verdrahtung von mikroelektromechanischen Bauelementen wie Beschleunigungs- oder Drehratensensoren werden weiter vielfach Polysiliziumleiterbahnen mit einer Dicke von weniger als 1 μm und einer Breite von einigen 10 μm eingesetzt, die sich auf einer wenige Mikrometer dicken Oxidschicht befinden, die die Leiterbahn gegenüber dem Substrat isoliert. Um dabei einen niedrigen Leiterbahnwiderstand zu erhalten, sind die Leiterbahnen möglichst breit ausgeführt, um so trotz ihrer geringen Dicke eine ausreichende Querschnittsfläche der Leiterbahn zu erhalten. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Dicke der Leiterbahn nicht ohne Weiteres erhöht werden kann, da sonst die Topografie der Leiterbahnen einen zusätzlichen Planarisierungsschritt bei der Herstellung des mikroelektromechanischen Bauelementes erforderte, was zu zusätzlichen Kosten führt.For the wiring of microelectromechanical components such as acceleration or rotation rate sensors continue to become polysilicon interconnects with a thickness of less than 1 μm and a width of a few 10 μm used, which are on a few microns thick oxide layer which is opposite the conductor track isolated from the substrate. To ensure a low conductor resistance to get, the conductor tracks are made as wide as possible to a sufficient cross-sectional area of the To get conductor track. It should be borne in mind that the thickness the conductor track cannot be easily increased, otherwise the Topography of the conductor tracks an additional planarization step required in the manufacture of the microelectromechanical component, resulting in additional Costs.

Durch die große Breite der Leiterbahnen ergibt sich automatisch eine große Fläche zwischen der Leiterbahn und dem gegenüberliegenden Substrat, das in der Regel einen geringen elektrischen Widerstand aufweist und auf Massepotential liegt, um so eine elektrische Abschirmung des in der Funktionsebene befindlichen mikromechanischen Bauelementes zu ermöglichen. Dadurch führen die sich gegenüber liegenden Flächen von Leiterbahn und Substrat zu einer erheblichen parasitären elektrischen Kapazität.Due to the large width of the conductor tracks there is automatically a large area between the conductor track and the opposite Substrate, which usually has a low electrical resistance has and is at ground potential, so an electrical shield of the micromechanical component located in the functional level to enable. Lead through it who face each other lying areas of conductor track and substrate to a considerable parasitic electrical capacitance.

Der Signal-/Rauschabstand und damit die Leistungsfähigkeit mikroelektromechanischer Sensorelemente oder allgemeiner mikroelektromechanischer Bauelemente mit einer kapazitiven Auswertung wird andererseits sehr stark durch das Verhältnis der Gesamtkapazität des mikroelektromechanischen Bauelementes zur eigentlichen Detektionskapazität bestimmt.The signal-to-noise ratio and thus the efficiency microelectromechanical sensor elements or more generally microelectromechanical Components with a capacitive evaluation, on the other hand, become very strong through the relationship of the total capacity of the microelectromechanical component to the actual detection capacity.

Bei den wie erläutert aufgebauten mikroelektromechanischen Bauelementen sind die parasitären Kapazitäten, die sich vor allem aus der Kapazität zwischen der mikromechanischen Struktur bzw. des entsprechenden Bauelements in der Funktionsschicht und einer darunter liegenden Masseabschirmung, den Kapazitäten von sogenannten "Bondpads" (Kontaktflächen) zu dem Substrat sowie den Kapazitäten der Leiterbahnen zum Substrat zusammensetzen, teilweise um eine Größenordnung größer als die eigentlich zu messenden Kapazitäten, was die Leistungsfähigkeit dieser Bauelemente stark einschränkt. Insbesondere tragen die Leiterbahnen aufgrund von deren Geometrie zu einem erheblichen Teil zu diesen parasitären Kapazitäten bei.In the microelectromechanical as constructed Components are the parasitic capacitances that mainly from the capacity between the micromechanical structure or the corresponding one Component in the functional layer and one below Ground shielding, capacitance from so-called "bond pads" (contact areas) the substrate as well as the capacities of the Assemble conductor tracks to form the substrate, sometimes by an order of magnitude larger than the capacities actually to be measured, what the performance severely limits these components. In particular contribute to the conductor tracks due to their geometry to a considerable extent Part to these parasitic capacities at.

Insofern ist die kapazitive Auswertung von Messsignalen mikroelektromechanischer Bauelemente derzeit an der Auflösungsgenauigkeit angelangt, und es wird mit erheblichem Aufwand versucht, durch neue Technologien den Nachteil des ungünstigen Verhältnisses der Detektionskapazität zu parasitären Kapazitäten zu verbessern. Ein möglicher Ansatz ist dabei die sogenannte SOI-Technik ("Silicon-On-Insulator"), die jedoch komplex und teuer ist.In this respect, the capacitive evaluation of measurement signals from microelectromechanical components the resolution accuracy arrived, and it is tried with considerable effort, by new ones Technologies the disadvantage of the unfavorable ratio the detection capacity too parasitic capacities to improve. A possible one The approach is so-called SOI technology ("Silicon-On-Insulator"), which is complex and expensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Bereitstellung eines mikroelektromechanischen Bauelementes mit einer deutlich verringerten, durch elektrisch leitende Leiterstrukturen induzierten parasitären elektrischen Kapazität, so dass ein deutlich besseres Signal-Rausch-Verhältnis insbesondere bei einer kapazitiven Auswertung eines Messsignales des Bauelementes erreicht wird.Object of the present invention was the provision of a microelectromechanical component with a significantly reduced, due to electrically conductive conductor structures induced parasitic electrical capacity, so that a significantly better signal-to-noise ratio, especially with one capacitive evaluation of a measurement signal of the component becomes.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Das erfindungsgemäße mikroelektromechanische Bauelement hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass die durch die elektrisch leitende Leiterstruktur induzierten parasitären Kapazitäten durch das spezielle Design der Leiterstruktur gegenüber dem Stand der Technik um ein Vielfaches verringert werden, so dass sich insbesondere bei einer kapazitiven Auswertung des Messsignals des mikroelektromechanischen Bauelementes die elektrische Auflösung erheblich verbessert bzw. eine erhebliche Steigerung der Performance des mikroelektromechanischen Sensorelementes bzw. Bauelementes erreicht wird.The microelectromechanical according to the invention Component has opposite the advantage of the prior art that the electrically conductive conductor structure induced parasitic capacitances through the special design opposite the ladder structure the prior art can be reduced many times over, so that especially in the case of a capacitive evaluation of the measurement signal the electrical resolution of the microelectromechanical component considerably improved or a significant increase in the performance of the microelectromechanical Sensor element or component is reached.

Vor allem lässt sich nun ein von einem in der Funktionsschicht befindlichen mikromechanischen Bauelement hervorgerufenes oder abgegebenes Messsignal über die Leiterstrukturen nach Außen führen und auswerten, ohne dass es zu gravierenden, durch die Leiterstruktur induzierten parasitären Kapazitäten kommt, die das Signal-Rausch-Verhältnis erheblich verschlechtern und die Auswertung dieses Messsignals deutlich erschweren.Above all, one can now micromechanical component located in the functional layer caused or emitted measurement signal via the conductor structures Lead outside and evaluate without it being serious, through the ladder structure induced parasitic capacitance comes which the signal-to-noise ratio significantly deteriorate and make the evaluation of this measurement signal significantly more difficult.

Daneben ist vorteilhaft, dass zur Realisierung des erfindungsgemäßen mikroelektromechanischen Bauelements lediglich vergleichsweise geringe Änderungen im Design der Leiterstruktur erforderlich sind, und dass keine wesentlichen Änderungen der derzeit zur Herstellung derartiger Bauelemente ablaufenden Prozessschritte erforderlich sind, wie dies bei einer SOI-Technik der Fall wäre.In addition, it is advantageous that for Realization of the microelectromechanical according to the invention Component only comparatively small changes in the design of the conductor structure are required and that no significant changes are currently being made such process steps required are, as would be the case with an SOI technique.

Schließlich ist es nunmehr vorteilhaft möglich, die Breite der Leiterstruktur gegenüber dem Stand der Technik deutlich zu reduzieren, so dass sich der Typflächenverbrauch vermindert bzw. eine erhöhte Integrationsdichte erreichen lässt, was zu Kostenersparnissen führt.Finally, it is now advantageous possible, the width of the conductor structure clearly compared to the prior art to be reduced so that the type area consumption is reduced or an increased Integration density can be achieved, which leads to cost savings.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen.Advantageous further developments of Invention result from the measures mentioned in the subclaims.

So ist besonders vorteilhaft, wenn die zu erzeugende elektrisch leitende Leiterstruktur statt aus einer dünnen, aus Polysilizium gefertigten Schicht, die auf der ersten Schicht verläuft, aus der dicken Funktionsschicht hergestellt oder herausstrukturiert wird. Gleichzeitig werden dabei vorteilhaft weitere Designregeln wie eine möglichst geringe Breite der Leiterstruktur gegenüber deren Höhe beachtet.So it is particularly advantageous if the electrically conductive conductor structure to be generated instead of one thin, layer made of polysilicon, which runs on the first layer the thick functional layer is manufactured or structured. At the same time, other design rules such as one are advantageous preferably small width of the conductor structure compared to its height is taken into account.

Insbesondere ist die Funktionsschicht vorteilhaft in der Regel einige Mikrometer dick, so dass eine darin integrierte oder daraus herausstrukturierte Leiterstruktur mit dem Ziel eines möglichst hohen Leiterbahnquerschnittes und eines dadurch möglichst geringen elektrischen Widerstandes entsprechend der Dicke der Funktionsschicht gegenüber dem Stand der Technik dick und gleichzeitig möglichst schmal gestaltet werden kann.In particular, the functional layer usually beneficial a few microns thick, so one in it integrated or structured ladder structure with the Aim one if possible high conductor cross-section and therefore the smallest possible electrical resistance according to the thickness of the functional layer across from the prior art thick and at the same time designed as narrow as possible can.

Daneben ist vorteilhaft, wenn die Leiterstruktur in bestimmten Abständen durch Verankerungselemente, insbesondere ähnlich üblichen Verankerungselementen zur Verankerung von mikromechanischen Strukturen in der Funktionsschicht, auf dem Substrat oder auf der ersten Schicht befestigt ist. Zwischen diesen Verankerungselementen "schwebt" die Leiterstruktur dann über der ersten Schicht in der Luft. Dazu wird vorteilhaft eine zunächst vorhandene Opferschicht unter der Leiterstruktur entfernt.In addition, it is advantageous if the Ladder structure at certain intervals through anchoring elements, in particular similarly usual Anchoring elements for anchoring micromechanical structures in the functional layer, on the substrate or on the first layer is attached. The ladder structure "floats" between these anchoring elements then over the first layer in the air. For this purpose, an initially available sacrificial layer is advantageous removed under the ladder structure.

Durch eine derartige Leiterstruktur bzw. ein derartiges Design der Leiterstruktur wird ^die der ersten Schicht gegenüberliegende Fläche der Leiterstruktur bei Draufsicht auf das Substrat und damit auch eine entsprechende parasitäre Kapazität entscheidend reduziert, was sich direkt in der erreichbaren Auflösung bei der Signalauswertung des mikroelektromechanischen Bauelementes widerspiegelt.By such a conductor structure or such a design of the conductor pattern ^opposite the first layer surface of the conductor pattern in plan view of the substrate and thus also a corresponding parasitic capacitance is substantially reduced, which is reflected directly in the achievable resolution in the signal evaluation of the microelectromechanical device.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass der Abstand zwischen der Leiterstruktur und der ersten Schicht bzw. des Substrates nunmehr vor allem durch die Dicke der bei der Herstellung vorgesehen Opferschicht definiert wird und entsprechend hoch gewählt werden kann. Auch dies bewirkt eine weitere Reduzierung von parasitären Kapazitäten.It is also advantageous that the Distance between the conductor structure and the first layer or of the substrate now mainly due to the thickness of the manufacture intended sacrificial layer is defined and selected accordingly high can. This also causes a further reduction in parasitic capacitances.

Da vorteilhaft daneben die zunächst vorhandene Opferschicht, die meist aus Siliziumdioxid mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 3,9 besteht, in dem frei tragenden Bereich im Laufe des Herstellungsverfahrens des mikroelektromechanischen Bauelementes entfernt und durch Luft mit einer Dielektrizitätskonstante von 1 ersetzt wird, ergibt sich auch darüber eine Verringerung der parasitären Kapazität um diesen Faktor.Since the next available one is advantageous Sacrificial layer, mostly made of silicon dioxide with a relative dielectric constant of 3.9, in the cantilevered area during the manufacturing process of the microelectromechanical component removed and by air with a dielectric constant is replaced by 1, there is also a reduction in the parasitic capacitance around this Factor.

Vorteilhaft ist schließlich, dass nunmehr Abschirmelemente in das mikroelektromechanische Bauelement integriert werden können, die die Leiterstruktur zumindest bereichsweise gegenüber insbesondere von dem Substrat oder der ersten Schicht ausgehenden elektrischen Störsignalen abschirmen. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, wenn ein auf der ersten Schicht insbesondere gegenüber der Leiterstruktur verlaufendes unteres Abschirmelement vorgesehen ist, das bevorzugt im Verlauf der Leiterstruktur hinsichtlich seines Verlaufs zumindest weitgehend folgt.Finally, it is advantageous that now shielding elements in the microelectromechanical component can be integrated which in particular compared to the conductor structure at least in some areas electrical from the substrate or the first layer noise shield. In this context, it is particularly advantageous if one running on the first layer, in particular opposite the conductor structure lower shielding element is provided, which is preferably in the course of Leader structure at least largely in terms of its course follows.

Zur seitlichen Abschirmung der insbesondere in der Funktionsschicht verlaufenden Leiterstruktur ist es weiter vorteilhaft möglich, seitlich beabstandet von der Leiterstruktur mindestens ein Abschirmelement, insbesondere beidseits beabstandet von der Leiterstruktur ein Paar von die Leiterstruktur einschließender Abschirmelemente, vorzusehen, die elektrische Störsignale abschirmen.For side shielding the particular it is further in the functional structure of the conductor structure advantageously possible at least one shielding element laterally spaced from the conductor structure, in particular a pair spaced on both sides of the conductor structure shielding elements including the conductor structure, the electrical noise shield.

Diese Abschirmelemente weisen vorteilhaft eine Höhe auf, die zumindest dem Abstand der Funktionsschicht zu der ersten Schicht in dem freitragenden Bereich entspricht. Besonders vorteilhaft weisen die Abschirmelemente eine Höhe auf, die dem Abstand der Funktionsschicht zu der ersten Schicht zuzüglich der Dicke der Funktionsschicht entspricht.These shielding elements advantageously have one Height up, the at least the distance of the functional layer to the first layer in the unsupported area. The have particularly advantageous Shielding elements one height on the distance of the functional layer to the first layer plus corresponds to the thickness of the functional layer.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist schließlich vorgesehen, dass die seitlichen Abschirmelemente elektrisch leitend mit dem unteren Abschirmelement verbunden sind, so dass sich zumindest in dem frei tragenden Bereich eine die Leiterstruktur in einem Halbraum umfassende Abschirmung ergibt.In a particularly advantageous Finally, design is provided that the side shielding elements are electrically conductive are connected to the lower shielding element, so that at least in the cantilevered area a ladder structure in a half space comprehensive shielding results.

Durch die erläuterten Abschirmelemente wird es möglich, besonders empfindliche Signalleiterbahnen effektiv von Störsignalen abzuschirmen, so dass auch kleinste elektrische Signale detektierbar werden.Through the shielding elements explained it possible particularly sensitive signal traces effectively from interference signals shield so that even the smallest electrical signals can be detected.

Zeichnungendrawings

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt 1 ein mikroelektromechanisches Bauelement nach dem Stand der Technik im Schnitt, 2 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel, 3 einen Schnitt durch 2 entlang der Schnittlinie III und 4 einen Schnitt durch 2 entlang der Schnittlinie IV. Die 5 zeigt die 3 und die 6 die 4 jeweils vor dem Entfernen der Opferschicht. Die 7 zeigt ein zu 5 alternatives Ausführungsbeispiel vor dem Entfernen der Opferschicht mit Abschirmelementen. Die 8 und 9 zeigen ein zu den 3 und 4 alternatives Ausführungsbeispiel, und die 10 und 11 ein weiteres zu den 3 und 4 alternatives Ausführungsbeispiel. Die 12 und 13 zeigen je eine zu 9 oder 11 alternative Ausführungsform.The invention is explained in more detail with reference to the drawings and in the description below. It shows 1 a microelectromechanical component according to the prior art in section, 2 a plan view of a first embodiment, 3 a cut through 2 along the section line III and 4 a cut through 2 along the section line IV 5 show the 3 and the 6 the 4 before removing the sacrificial layer. The 7 shows one too 5 Age native embodiment before removing the sacrificial layer with shielding elements. The 8th and 9 show one to the 3 and 4 alternative embodiment, and the 10 and 11 another to the 3 and 4 alternative embodiment. The 12 and 13 show one each 9 or 11 alternative embodiment.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die 1 zeigt ein aus dem Stand der Technik bekanntes mikroelektromechanisches Bauelement, wobei in einer Funktionsschicht 5 eine mikromechanische Struktur wie eine mikromechanische Schwingstruktur für einen Drehratensensor Integriert ist. Unterhalb der Funktionsschicht 5 befindet sich eine Opferschicht 10, beispielsweise aus Siliziumdioxid, unter der sich eine erste Schicht 11 befindet, die auf einem Substrat 12 angeordnet ist. Das Substrat 12 ist beispielsweise ein Siliziumwafer. Die erste Schicht 11 ist beispielsweise eine dielektrische Schicht, insbesondere eine Oxidschicht. Die 1 zeigt weiter, wie auf der ersten Schicht 11 bereichsweise eine breite, dünne Leiterbahn 17 geführt ist. Über diese Leiterbahn 17 ist eine elektrische Kontaktierung der in der Funktionsschicht 5 befindlichen mikromechanischen Struktur möglich.The 1 shows a known from the prior art microelectromechanical component, wherein in a functional layer 5 a micromechanical structure such as a micromechanical vibrating structure for an angular rate sensor is integrated. Below the functional layer 5 there is a sacrificial layer 10 , for example made of silicon dioxide, under which there is a first layer 11 located on a substrate 12 is arranged. The substrate 12 is, for example, a silicon wafer. The first layer 11 is, for example, a dielectric layer, in particular an oxide layer. The 1 shows further how on the first layer 11 in some areas a wide, thin conductor track 17 is led. About this trace 17 is an electrical contact in the functional layer 5 located micromechanical structure possible.

Die 2 zeigt in einem ersten Ausführungsbeispiel der Endung eine Draufsicht auf ein mikroelektromechanisches Bauelement 1 mit der Funktionsschicht 5 als obere Schicht, in die bereichsweise eine elektrisch leitfähige Leiterstruktur 13 in Form einer Leiterbahn integriert ist. Dabei wurde dabei auf die Darstellung einer in die Funktionsschicht 5 integrierten, an sich bekannten mikromechanischen Struktur verzichtet, da anhand der 2 lediglich das Prinzip des Verlaufs und des Aufbaus der Leiterstruktur 13 erläutert werden soll, während der übrige Aufbau des mikroelektromechanischen Bauelementes 1 dem Stand der Technik entspricht.The 2 shows in a first embodiment of the extension a top view of a microelectromechanical component 1 with the functional layer 5 as an upper layer, in some areas an electrically conductive conductor structure 13 is integrated in the form of a conductor track. The focus here was on the representation of one in the functional layer 5 integrated, known micromechanical structure dispensed with, because on the basis of 2 only the principle of the course and structure of the ladder structure 13 to be explained, while the rest of the structure of the microelectromechanical component 1 corresponds to the prior art.

Die 5 zeigt 2 entlang der dort eingezeichneten Schnittlinie III, wobei erkennbar wird, dass der Aufbau gemäß 5 dem Aufbau gemäß 1 ähnelt. In 3 ist jedoch die Leiterstruktur 13 in die Funktionsschicht 5 integriert und verläuft nicht auf der ersten Schicht 11.The 5 shows 2 along the section line III drawn there, it being apparent that the structure according to 5 according to the structure 1 similar. In 3 however, is the ladder structure 13 into the functional layer 5 integrated and does not run on the first layer 11 ,

Die 6 zeigt einen Schnitt durch 2 entlang der dort eingezeichneten Schnittlinie IV. Dadurch wird erkennbar, dass die Leiterstruktur 13 in der Funktionsschicht 5 bereichsweise über ein Verankerungselement 14 elektrisch leitend mit der ersten Schicht 11 in Verbindung steht.The 6 shows a section through 2 along the section line IV drawn there. This shows that the conductor structure 13 in the functional layer 5 in some areas via an anchoring element 14 electrically conductive with the first layer 11 communicates.

Die 3 zeigt 5 nach dem Entfernen der Opferschicht 10, so dass bereichsweise ein freitragender Bereich 20 entstanden ist, in dem die Funktionsschicht 5 beabstandet zumindest weitgehend freitragend oberhalb der ersten Schicht 11 verläuft. Weiter ist in diesem freitragenden Bereich die in die Funktionsschicht 5 integrierte Leiterstruktur 13 ebenfalls zumindest weitgehend freitragend über der ersten Schicht 11 geführt.The 3 shows 5 after removing the sacrificial layer 10 , so that a cantilevered area in some areas 20 arose in which the functional layer 5 spaced at least largely self-supporting above the first layer 11 runs. Further in this cantilevered area is the functional layer 5 integrated ladder structure 13 likewise at least largely self-supporting over the first layer 11 guided.

Die Dicke der Opferschicht 10 gemäß 5 bzw. 6 beträgt, wie im Stand der Technik üblich, einige Mikrometer. Entsprechend liegt auch der Abstand der Leiterstruktur 13 von der ersten Schicht 11 bei einigen Mikrometern.The thickness of the sacrificial layer 10 according to 5 respectively. 6 is, as is customary in the prior art, a few micrometers. The distance between the conductor structure is also corresponding 13 from the first layer 11 at a few micrometers.

Die 4 zeigt, ausgehend von 6, wie das Verankerungselement 14 die Leiterstruktur 13 nach dem Entfernen der Opferschicht 10 mit der ersten Schicht 11 verbindet. Auf diese Weise ist eine elektrische Kontaktierung der in der Funktionsschicht 5 befindlichen mikromechanischen Struktur mit externen elektrischen Bauelementen über die erste Schicht 11 und/oder das Substrat 12 möglich.The 4 shows, starting from 6 how the anchoring element 14 the ladder structure 13 after removing the sacrificial layer 10 with the first layer 11 combines. In this way there is electrical contacting in the functional layer 5 located micromechanical structure with external electrical components over the first layer 11 and / or the substrate 12 possible.

Die 7 erläutert ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei, ausgehend von 5, nunmehr einerseits auf der ersten Schicht 11 ein unteres Abschirmelement 16, beispielsweise in Form einer dünnen Polysilizium-Schicht analog 1 oder einer anderen elektrisch leitfähigen Schicht, vorgesehen ist.The 7 explains another embodiment, wherein, starting from 5 , now on the one hand on the first layer 11 a lower shielding element 16 , for example in the form of a thin polysilicon layer analog 1 or another electrically conductive layer is provided.

Bevorzugt ist das untere Abschirmelement eine im Stand der Technik vielfach zur Verdrahtung innerhalb einer Verdrahtungsebene eingesetzte Polysiliziumleiterbahn.The lower shielding element is preferably a in the prior art, often for wiring within a wiring level used polysilicon conductor.

Weiter sind in 7 seitlich beiderseits beabstandet von der Leiterstruktur 13 seitliche Abschirmelemente 15 vorgesehen, deren Höhe der Dicke der Funktionsschicht 5 zuzüglich der Dicke der Opferschicht 10 entspricht. Diese sind elektrisch leitend und mit dem elektrisch leitenden unteren Abschirmelement 16 verbunden. Auf diese Weise ist eine Abschirmung der Leiterstruktur 13 gegenüber insbesondere von der ersten Schicht 11 bzw. dem Substrat 12 ausgehenden elektrischen Störsignalen gegeben.Next are in 7 laterally spaced on both sides from the conductor structure 13 side shielding elements 15 provided the height of the thickness of the functional layer 5 plus the thickness of the sacrificial layer 10 equivalent. These are electrically conductive and with the electrically conductive lower shielding element 16 connected. This is a shielding of the conductor structure 13 opposite in particular from the first layer 11 or the substrate 12 outgoing electrical interference signals.

Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen ist jeweils vorgesehen, dass die Leiterstruktur 13 eine gegenüber ihrer Breite deutlich größere Dicke aufweist. Dies führt zu einer Verringerung der Kapazität der Leiterstruktur 13 gegenüber dem Substrat 12 bzw. der ersten Schicht 11 bei gleichzeitig möglichst hoher Querschnittsfläche der Leiterstruktur 13.In the exemplary embodiments explained above, it is provided that the conductor structure 13 has a significantly greater thickness than its width. This leads to a reduction in the capacity of the conductor structure 13 towards the substrate 12 or the first layer 11 with the largest possible cross-sectional area of the conductor structure 13 ,

Insbesondere weist die Leiterstruktur 13 eine Dicke von mehr als 500 nm, vorzugsweise mehr als 1 μm, auf, und eine Breite von weniger als 300 nm, insbesondere weniger als 100 nm.In particular, the conductor structure 13 a thickness of more than 500 nm, preferably more than 1 μm, and a width of less than 300 nm, in particular less than 100 nm.

Die Leiterstruktur 13 ist beispielsweise aus Polysilizium ausgeführt. Die seitlichen Abschirmelemente 15 sind weiter ebenfalls bevorzugt aus Polysilizium ausgeführt.The ladder structure 13 is made of polysilicon, for example. The side shielding elements 15 are also preferably made of polysilicon.

Die 8 und 9 erläutern ein zu den 3 und 4 alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem zumindest der die Leiterstruktur 13 unmittelbar umgebende Bereich der Funktionsschicht 5 entfernt worden ist. In diesem Beispiel besteht die Leiterstruktur 13 zudem bevorzugt aus dem Material der Funktionsschicht 5. Die Draufsicht auf 8 bzw. 9 entspricht abgesehen von einem um die Leiterstruktur 13 umlaufenden Bereich, in dem die Funktionsschicht 5 entfernt worden ist, ansonsten 2, d.h. 8 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie III in 2 und 9 einen Schnitt entlang der Schnittlinie IV in 2.The 8th and 9 explain one to the 3 and 4 alternative embodiment, in which at least the conductor structure 13 immediately surrounding area of the functional layer 5 has been removed. In this example there is the ladder structure 13 also preferably made of the material of the functional layer 5 , The top view on 8th respectively. 9 corresponds except for one around the ladder structure 13 surrounding area in which the functional layer 5 has otherwise been removed 2 , ie 8th shows a section along the section line III in 2 and 9 a section along the section line IV in 2 ,

Die 10 und 11 erläutern ein weiteres, zu 8 bzw. 9 oder 3 bzw. 4 alternatives Ausführungsbeispiel, wobei bereichsweise unter der Leiterstruktur 13 auch die erste Schicht 11 entfernt worden ist. Gemäß 11 wurde dabei die erste Schicht 11 aber zumindest zwischen dem Verankerungselement 14 und dem Subtrat 12 beibehalten. Die Draufsicht auf 9 bzw. 10 entspricht erneut abgesehen von einem um die Leiterstruktur 13 umlaufenden Bereich, in dem die Funktionsschicht 5 entfernt worden ist, ansonsten 2, d.h. 10 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie III in 2 und 11 einen Schnitt entlang der Schnittlinie IV in 2.The 10 and 11 explain another, too 8th respectively. 9 or 3 respectively. 4 alternative embodiment, with areas under the conductor structure 13 also the first layer 11 has been removed. According to 11 became the first shift 11 but at least between the anchoring element 14 and the subtrate 12 maintained. The top view on 9 respectively. 10 again corresponds to one around the ladder structure 13 surrounding area in which the functional layer 5 has otherwise been removed 2 , ie 10 shows a section along the section line III in 2 and 11 a section along the section line IV in 2 ,

Die 12 erläutert in Modifikation von 11 ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwischen der ersten Schicht 11 und dem Verankerungselement 14 zusätzlich eine vergrabene Leiterbahn 18 vorgesehen ist. Auf diese Weise ergibt sich die Möglichkeit, externe elektrische Bauelemente, die mit der vergrabenen Leiterbahn 18 verbunden sind, besonders einfach elektrisch mit der Leiterstruktur 13 zu kontaktieren. Die erste Schicht 11 kann weiter unter der vergrabenen Leiterbahn 18 bereichsweise auch entfernt sein, wie dies 13 zeigt.The 12 explained in modification of 11 an embodiment in which between the first layer 11 and the anchoring element 14 additionally a buried conductor track 18 is provided. In this way, there is the possibility of external electrical components with the buried conductor track 18 are particularly simply electrically connected to the conductor structure 13 to contact. The first layer 11 can continue under the buried trace 18 also be removed in some areas, like this 13 shows.

Claims

Microelectromechanical component with a substrate ( 12 ), at least in regions above the substrate ( 12 ) located first, in particular dielectric layer ( 11 ) and a functional layer ( 5 ) from the first layer ( 11 ) and / or the substrate ( 12 ) spaced in a self-supporting area ( 20 ) is at least largely self-supporting, characterized in that in the self-supporting area ( 20 ) an electrically conductive conductor structure in some areas ( 13 ) in the functional layer ( 5 ) is integrated and / or that in the unsupported area ( 20 ) an electrically conductive conductor structure ( 13 ) on the first layer ( 11 ) facing side of the functional layer ( 5 ) runs.

Microelectromechanical component according to claim 1, characterized in that the conductor structure ( 13 ) in at least one contact area with an anchoring element ( 14 ) electrically conductive with the first layer ( 11 ), one on the first layer ( 11 ) running conductor track or contact surface or one in the first layer ( 11 ) integrated conductor track or contact surface is connected.

Microelectromechanical component according to claim 1 or 2, characterized in that the conductor structure ( 13 ) from the material of the functional layer ( 5 ) is trained.

Microelectromechanical component according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor structure ( 13 ) has a significantly greater thickness than its width.

Microelectromechanical component according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor structure ( 13 ) has a thickness of more than 500 nm, in particular more than 1 μm, and that the conductor structure ( 13 ) has a width of less than 300 nm, in particular less than 100 nm.

Microelectromechanical component according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor structure ( 13 ) in the unsupported area ( 20 ) spaced from the first layer ( 11 ) is at least largely self-supporting.

Microelectromechanical component according to one of the preceding claims, characterized in that at least one shielding element ( 15 . 16 ) is provided that the conductor structure ( 13 ) at least in areas opposite, in particular, of the substrate ( 12 ) and / or the first layer ( 11 ) shields outgoing electrical interference signals.

Microelectromechanical component according to claim 7, characterized in that at least in some areas on the first layer ( 11 ) especially compared to the ladder structure ( 13 ) running or in particular with respect to the conductor structure ( 13 ) in the first layer ( 11 ) integrated lower shielding element ( 16 ) is provided.

Microelectromechanical component according to claim 8, characterized in that the course of the lower shielding element ( 16 ) the course of the ladder structure ( 13 ) follows at least largely.

Microelectromechanical component according to one of the preceding claims, characterized in that the lower shielding element ( 16 ) is designed as an electrically conductive layer, in particular as a polysilicon layer or polysilicon conductor track.

Microelectromechanical component according to one of the preceding claims, characterized in that at least in regions at least one laterally objected in particular by the conductor structure ( 13 ) running shielding element ( 15 ), especially a pair the ladder structure ( 13 ) shielding elements that are laterally spaced on both sides ( 15 ), is provided.

Microelectromechanical component according to one of the preceding claims, characterized in that the lateral shielding elements ( 15 } have a height that is at least the distance between the functional layer ( 5 ) to the first layer ( 11 ) in the unsupported area ( 20 ) or distance of the functional layer ( 5 ) to the first layer ( 11 ) plus the thickness of the functional layer ( 5 ) corresponds.

Microelectromechanical component according to one of the preceding claims, characterized in that the lateral shielding elements ( 15 ) electrically conductive with the first layer ( 11 ) are connected, and / or that the side shielding elements ( 15 ) electrically conductive with the lower shielding element ( 16 ) are connected.

Microelectromechanical component according to one of the preceding claims, characterized in that the lower shielding element ( 15 ) and that or the side shielding elements ( 16 ) in the unsupported area ( 20 ) are provided.