DE19646667A1 - Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Relais - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Relais.

Ein Relais dient grundsätzlich zum Schalten von elektrischen Strömen. Da das Schalten von elektrischen Strömen in der Technik häufig bewerkstelligt werden muß, gibt es ein großes Anwendungsgebiet für Relais. In neuerer Zeit wurden mikro­ mechanische Relais entwickelt, die durch die Anwendung der Halbleitertechnologie auf einem neuen elektrostatischen Wirkprinzip basieren.

Dieses elektrostatische Wirkprinzip ermöglicht das fast lei­ stungslose Schalten von Strömen. Diese Eigenschaft ist vor allem bei Anwendungen von Bedeutung, für die kein Anschluß an das Stromnetz möglich ist, also bei Anwendungen, deren Leistungsversorgung durch eine Batterie geliefert wird. Sol­ che Anwendungen finden sich in zunehmendem Maße beispiels­ weise bei der drahtlosen Übermittlung in der Kommunikations­ technik. Um hier eine ausreichende Betriebsdauer zu gewähr­ leisten, muß auf einen geringen Leistungsverbrauch geachtet werden. Dabei kann ein mikromechanisches Relais sinnvoll eingesetzt werden.

Ein zweites beispielhaftes Anwendungsfeld für ein mikrome­ chanisches Relais ist das Schalten von Hochfrequenzsignalen. Ein solches Hochfrequenzrelais muß einen geringen Wellenwi­ derstand aufweisen, um beispielsweise in der Hochfrequenz- Meßtechnik eingesetzt werden zu können. Ein mikromechani­ sches Relais weist diese Eigenschaft auf, so daß gerade in der Hochfrequenztechnik ein derartiges Bauteil sehr große Vorteile bietet. Aus der DE 42 05 029 C1 und der DE 44 37 261 C1 sind beispielsweise elektrostatisch betätigte, mikromechani­ sche Relais bekannt. Die elektrostatischen Kräfte werden je­ weils nach dem gleichen Prinzip erzeugt. Zwischen zwei Kon­ densatorplatten wird eine Spannung angelegt. Eine mikrome­ chanische Struktur als bewegliche Gegenelektrode ändert ihre Position relativ zu einer festen Elektrode aufgrund der elektrostatischen Kraft. Beim Anlegen einer Spannung an die Elektroden wird somit die bewegliche Gegenelektrode von der festen Elektrode angezogen.

Zur Herstellung des mikromechanischen Relais muß eine frei­ stehende bewegliche Struktur erzeugt werden, die die Kon­ taktstücke trägt. Dies geschieht bei den bekannten Ausfüh­ rungsformen durch einen Rückseitenätzprozeß. Dabei wird der Wafer von der Rückseite her in einem KOH-Ätzbad durchgeätzt, bis die Struktur freistehend ist. Aufgrund der spezifischen Ätzwinkel bei diesem Prozeß ist der Platzbedarf für eine Struktur wesentlich größer als die Struktur selbst. Somit ist bei dem bekannten Herstellungsverfahren für mikromecha­ nische Relais der Flächenbedarf pro Bauteil bei der Herstel­ lung wesentlich größer als der Flächenbedarf, den das ferti­ ge Bauteil schließlich besetzt.

Wurde nun gemäß den bekannten Verfahren eine bewegliche Struktur mittels eines Rückseitenätzprozesses freigelegt, so ist die Struktur zwar nun freistehend, wobei aber unter der freistehenden Struktur, d. h. dem beweglichen Balken, kein Substratmaterial mehr vorliegt, das als Elektrode dienen könnte. Somit muß zumindest ein zweiter Chip, der eine fest­ stehende Elektrode aufweist, über dem prozessierten Chip angebracht werden, an dem nun eine Spannung angelegt werden kann. Das Verbinden der zwei Chips, das sogenannte Chipbon­ den, ist aber sehr aufwendig und schwierig.

Bei allen bekannten mikromechanischen Relais trägt der frei­ stehende Balken die Kontaktstrukturen, eine Möglichkeit be­ steht darin, diese Kontaktstruktur längs auf dem Balken zu führen. Dies weist allerdings den Nachteil auf, daß diese Metallstruktur sehr dünn sein muß, um den Thermobimetall­ effekt zwischen dem tragenden Balken und der Leiterbahn zu verringern. Es ist daher üblich, mikromechanische Relais mit einem doppelten Kontakt herzustellen, bei denen ein Kontakt­ bügel quer über die bewegliche Balkenspitze verläuft. Durch diese Anordnung ist die Verwölbung des Balkens aufgrund des Thermobimetalleffekts vermieden.

Ausgehend von dem genannten Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein einfaches und platzsparendes Verfahren zum Herstellen eines mikromechani­ schen Relais zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 ge­ löst.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Her­ stellen eines mikromechanischen Relais mit folgenden Schrit­ ten:
Bereitstellen eines Substrats mit einer leitfähigen festen Elektrode in dem Substrat oder auf demselben;
Aufbringen einer Opferschicht;
Aufbringen einer leitfähigen Schicht und Strukturieren der leitfähigen Schicht zur Festlegung einer Balkenstruktur als bewegliche Gegenelektrode gegenüber der festen Elektrode, und Aufbringen eines Kontaktbereichs, wobei sich die leitfä­ hige Schicht zwischen einem Verankerungsbereich und dem Kon­ taktbereich erstreckt und gegenüber dem Kontaktbereich iso­ liert ist; und
Entfernen der Opferschicht mittels Ätzen, um die Balken­ struktur mit einem beweglichen Bereich und einem an dem Ver­ ankerungsbereich an dem Substrat befestigten Bereich zu er­ zeugen.

Bei einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens werden zwei Kontakte in oder auf dem Substrat gebildet, wobei sich der gebildete Kontaktbereich zumindest zwischen den Kontakten und über denselben durch die Opferschicht beabstandet von denselben erstreckt.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Opferschicht nach dem Aufbringen derselben strukturiert, um den Verankerungs­ bereich der Balkenstruktur gegenüber dem Substrat festzule­ gen.

Gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel des er­ findungsgemäßen Verfahrens wird die Opferschicht derart ge­ ätzt, daß ein Teil der Opferschicht stehen bleibt, um eine Verankerungsschicht für den feststehenden Teil der Balken­ struktur für eine Verankerung an dem Substrat zu bilden. Bei diesem Ausführungsbeispiel können aus der leitfähigen Struk­ tur ferner zwei auf der Opferschicht angeordnete Kontakte strukturiert werden, wobei die Opferschicht dann derart ge­ ätzt wird, daß ferner zwei Trägerbereiche der Opferschicht auf dem Substrat verbleiben, auf denen die Kontakte angeord­ net sind.

Gemäß bekannten Fertigungsverfahren für Mikrorelais kommt meist ein Bulk-Mikromechanikprozeß zum Einsatz, bei dem ein Rückseitenätzschritt notwendig ist. Dies ist bei dem erfin­ dungsgemäßen Relais nicht der Fall, da dasselbe mittels Techniken der Oberflächenmikromechanik gefertigt wird. Durch die Verwendung der Oberflächenmikromechanik ist das erfin­ dungsgemäße Verfahren unabhängig vom Substratmaterial. Fer­ ner kann dadurch die Bauteilgröße und die zur Herstellung benötigte Chipfläche kleingehalten werden.

Vorzugsweise wird zur Entfernung der Opferschicht ein Trockenätzprozeß verwendet. Dies ist möglich, indem als Op­ ferschicht, die auch als Distanzschicht bezeichnet werden kann, ein organisches Opferschichtmaterial verwendet wird. Ein solches organisches Opferschichtmaterial ist beispiels­ weise Polyimid. Durch das Verwenden des Trockenätzens ist das Problem eines Anhaftens der beweglichen Balkenstruktur nach dem Ätzen an dem Substrat oder an einer Schicht, die auf das Substrat aufgebracht ist, vermieden. Die freigeätz­ ten Strukturen werden nicht an das Substrat gezogen, sondern bleiben frei stehen.

Zur Funktion eines elektrostatisch betätigten mikromechani­ schen Relais ist es zwingend notwendig, daß sich Elektrode und Gegenelektrode in unmittelbarer Nähe befinden. Bei bis­ her bekannten Verfahren zum Herstellen eines mikromechani­ schen Relais wird dies durch das Bonden von zwei Chips er­ reicht. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist dieses Bonden nicht notwendig, da das Substratmaterial während der Her­ stellungsschritte nicht entfernt wird. Das Relais wird also vollständig auf dem Wafer gefertigt, wobei nur die Oberflä­ che des Wafers prozessiert wird.

Um eine präzise Funktion eines mikromechanischen Relais zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, die später freistehende Balkenstruktur mit einer Vorauslenkung zu beaufschlagen. Um eine hochgenaue Funktionsweise des mikromechanischen Relais sicherzustellen, muß diese Vorauslenkung der Balkenstruktur exakt kontrolliert werden können. Die vorliegende Erfindung schafft einen Schichtaufbau der Balkenstruktur, der es er­ möglicht, beispielsweise durch die Wahl einer geeigneten Streifenbreite das Naß der Vorauslenkung genau einzustellen. Es ist daher nicht notwendig, Prozeßparameter oder Schicht­ dicken zu verändern, um einen anderen Spannungszustand in der Balkenstruktur zu erreichen. Dies ist gemäß der vorlie­ genden Erfindung sowohl für einseitig als auch für zweisei­ tig eingespannte Balken möglich.

Um die Kontaktfläche zwischen dem quer zu der beweglichen Balkenstruktur verlaufenden Kontaktbereich und den zwei mit­ tels des Relais zu schaltenden Kontakten zu erhöhen, wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf dem quer zu der Balkenstruktur verlaufenden Kontaktbe­ reich eine Schicht mit einer Druckspannung aufgebracht. Da­ durch wird der Kontaktbereich nach unten ausgelenkt. Nach dem Anlegen einer Spannung zwischen der festen Elektrode und der beweglichen Gegenelektrode wird durch die elektrostati­ schen Kräfte der Balken so weit nach unten gezogen, bis der Kontaktbereich, der hierin als auch Kontaktbügel bezeichnet wird, fast plan auf den Kontakten auf dem Substrat aufliegt. Dadurch wird eine große Kontaktfläche erzeugt. Außerdem wird durch die in dem Kontaktbügel gespeicherte Energie das Öff­ nen des Relais zusätzlich beschleunigt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können einseitig einge­ spannte und zweiseitig eingespannte Balken als Gegenelek­ troden benutzt werden. Um eine Vorauslenkung für beide Va­ rianten zu erreichen, sind eigentlich zwei unterschiedliche Spannungszustände notwendig. Durch einen geeigneten Schicht­ aufbau und eine geeignete Wahl der Ätzwinkel bei Strukturie­ ren der leitfähigen Schicht zur Festlegung der Balkenstruk­ tur ist es aber möglich, bei gleichen Prozeßschritten für beide Varianten eine Vorauslenkung zu erreichen. Um eine Querverwölbung der Balkenstruktur zu vermeiden, wird die Balkenstruktur vorzugsweise als eine Mehrzahl nebeneinander liegender Einzelbalken ausgebildet. Diese Einzelbalken wer­ den vorzugsweise komplett durchgeätzt, wodurch die gesamte Balkenstruktur aus nebeneinander angeordneten langen Strei­ fen besteht. Diese Ausgestaltung der Balkenstruktur unter­ stützt die Sicherstellung einer Vorauslenkung sowohl für eine einseitig eingespannte Balkenstruktur als auch eine zweiseitig eingespannte Balkenstruktur. Durch eine geeignete Wahl der Verfahrensschritte der vorliegenden Erfindung wird es möglich, die Vorauslenkung der Balkenstruktur durch eine geometrische Veränderung der Einzelbalken, beispielsweise eine Änderung der Breite der langen Streifen, zu steuern, während die Prozeßparameter konstant gehalten werden können.

Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den ab­ hängigen Ansprüchen definiert.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenschnittansicht des Schichtaufbaus gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Herstellungsverfahrens;

Fig. 2 eine Vorderschnittansicht entlang der Linie II-II von Fig. 1;

Fig. 3 schematisch eine Draufsicht einer einseitig einge­ spannten Balkenstruktur mit Verankerungsbereich und Kontaktbügel;

Fig. 4 schematisch eine Seitenschnittansicht eines mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten mi­ kromechanischen Relais mit einseitig eingespannter Balkenstruktur;

Fig. 5 schematisch eine Draufsicht einer zweiseitig einge­ spannten Balkenstruktur mit Kontaktbügeln und zwei Verankerungsteilbereichen;

Fig. 6 bis 8 schematische Draufsichten unterschiedlich ausgestalteter einseitig eingespannter Balkenstruk­ turen jeweils mit Kontaktbügel und Verankerungsbe­ reich;

Fig. 9a eine Schnittansicht des Schichtaufbaus und des Ätz­ winkels eines Einzelbalkens der Balkenstruktur ge­ mäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 9b die Spannungszustände in dem in Fig. 9a dargestell­ ten Schichtaufbau; und

Fig. 10a und 10b Seitenschnittansichten zur Veranschauli­ chung eines weiteren Ausführungsbeispiels des er­ findungsgemäßen Verfahrens.

Im folgenden wird nun anhand der Fig. 1 und 2 ein erstes be­ vorzugtes Ausführungsbeispiel des Herstellungsverfahrens ge­ mäß der vorliegenden Erfindung näher erläutert.

In Fig. 1 sind alle Schichten dargestellt, die zur Herstel­ lung eines mikromechanischen Relais gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung benötigt wer­ den. Es ist jedoch für Fachleute offensichtlich, daß das er­ findungsgemäße Verfahren nicht alle im folgenden gemäß Fig. 1 beschriebenen Verfahrensschritte aufweisen muß, wobei fer­ ner alternative Materialien verwendet werden können.

Als Basismaterial wird zunächst ein Substrat 10, das bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Siliziumwafer ist, be­ reitgestellt. Auf das Substrat 10 wird nachfolgend eine Iso­ lationsschicht 12 aufgebracht, die bei dem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel aus SiO₂ besteht. Anschließend wird eine Haftschicht 14 auf der Isolationsschicht 12 abgeschieden, woraufhin eine leitfähige Schicht 16 auf der Haftschicht 14 abgeschieden wird. Die Haftschicht 14 dient dazu, die Haf­ tung zwischen der Isolationsschicht 12 und der leitfähigen Schicht 16 zu verbessern. Die Haftschicht 14 besteht bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus NiCr. Alternativ könnte die Haftschicht aus TiW bestehen. Die leitfähige Schicht be­ steht bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus Gold (Au). Alternativ könnte die leitfähige Schicht 16 aus einem belie­ bigen Metall, vorzugsweise einem edlen Metall bestehen. Die Goldschicht 16 und die NiCr-Schicht 14 werden bei dem bevor­ zugten Ausführungsbeispiel nachfolgend mittels eines photo­ lithographischen Verfahrens strukturiert, um eine festste­ hende Elektrode 18, einen Verankerungskontaktbereich 20 so­ wie einen ersten Kontakt 22 und einen zweiten Kontakt 24 (siehe Fig. 2) festzulegen.

Statt des oben beschriebenen Verfahrens zum Herstellen der feststehenden Elektrode, des Verankerungskontaktbereichs, sowie des ersten und des zweiten Kontakts, könnten diese Be­ reiche auch durch eine geeignete Dotierung in dem Substrats 10 erzeugt werden.

Nachfolgend wird auf die nun vorliegende Struktur eine Op­ ferschicht oder Distanzschicht 26 aufgebracht, die bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus Polyimid besteht. Diese Opferschicht 26 wird bei dem ersten bevorzugten Ausführungs­ beispiel, beispielsweise photolithographisch, strukturiert, um einen Verankerungsbereich, der bei dem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel durch den Verankerungskontaktbereich 20 de­ finiert ist, festzulegen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungs­ gemäßen Verfahrens, bei dem ein Teil der Opferschicht als Verankerungsschicht verwendet wird, wird später bezugnehmend auf die Fig. 10a und 10b erläutert.

Im Anschluß wird bei dem ersten bevorzugten Ausführungsbei­ spiel ein Schichtverbund bestehend aus einer ersten Passi­ vierungsschicht 28, einer ersten Haftschicht 30, einer leit­ fähigen Schicht 32, einer zweiten Haftschicht 34 und einer zweiten Passivierungsschicht 36 aufgebracht. Die Materialien dieser Schichten 28 bis 36 sind bei dem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel derart gewählt, da sich ein SiO₂-NiCr-Au- NiCr-SiO₂-Schichtverbund ergibt. Dieser Schichtverbund stellt die Grundlage für die spätere bewegliche Gegenelek­ trode dar.

Der Schichtverbund bestehend aus den Schichten 28, 30, 32, 34, 36 wird strukturiert, um eine Balkenstruktur, die später als bewegliche Gegenelektrode 39 gegenüber der festen Elek­ trode 18 dienen soll, festzulegen. Die Ausgestaltung dieser Balkenstruktur wird nachfolgend näher erläutert. Die Elek­ trodenstruktur ist bei diesem Ausführungsbeispiel über den Verankerungskontaktbereich 20 fest mit dem Substrat 10 ver­ bunden. Alternativ könnte die Elektrodenstruktur bei diesem Ausführungsbeispiel ohne den Verankerungskontaktbereich 20 fest mit dem Substrat 10 verbunden sein. An dem anderen Ende ist die Elektrodenstruktur durch die Opferschicht 26 von dem Substrat beabstandet.

Nachfolgend wird auf die gebildete Struktur ein Photolack 38 aufgebracht. Der Photolack 38 wird strukturiert, um eine Maske zum Aufbringen eines Kontaktbügels 40 zu bilden. Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Er­ findung besteht der Kontaktbügel 40 aus Gold und ist über die Passivierungsschichten 28 und 36 isoliert an dem später beweglichen Ende der Balkenstruktur angebracht. Ferner ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel unter dem Kontaktbü­ gel 40 wiederum eine Haftschicht 42, die aus NiCr besteht, angeordnet.

Es ist offensichtlich, daß die Bildung und Strukturierung der leitfähigen Schicht und des Kontaktbereichs auf eine von der oben beschriebenen abweichende Art und Weise gebildet werden kann.

Anschließend wird die Opferschicht 26, die bei dem bevorzug­ ten Ausführungsbeispiel aus Polyimid besteht, in einem Trockenätzprozeß entfernt. Dabei ist es, um ein sicheres Freiätzen der Balkenstruktur zu gewährleisten, sinnvoll, wenn zuerst die Spitze des Balkens bei der in Fig. 1 darge­ stellten einseitig aufgehängten Balkenstruktur freigeätzt wird und die Ätzfront dann nach und nach zum eingespannten Ende des Balkens hin verläuft. Bei einem derartigen Ätzen wölbt sich der Balken durch den gewählten Schichtaufbau im­ mer mehr nach oben, so daß kein Anhaften des Balkens an dem Substrat auftreten kann.

Alternativ wird bei einem Herstellungsverfahren für eine zweiseitig eingespannte Balkenstruktur die Polyimidschicht von der Mitte der Struktur her zu den jeweiligen Veranke­ rungsteilbereichen hin weggeätzt. Wie nachfolgend detail­ lierter erläutert wird, wird die Ätzfront dadurch gesteuert, daß in dem beweglichen Bereich der Balkenstruktur die Ätz­ angriffsfläche vergrößert ist.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von Fig. 1. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, sind der erste und der zweite Kontakt 22 und 24 bei dem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel mit Kontakthöckern 44 bzw. 46 versehen, um beim Schließen des Relais eine Kontaktierung mit dem Kon­ taktbügel 40 zu erleichtern.

Da die Goldschicht des Kontaktbügels 40 unter Zugspannung steht, würde dies zu einer Verformung nach oben führen. Um eine solche Auslenkung zu verhindern, ist bei dem bevorzug­ ten Ausführungsbeispiel eine TiW-Schicht 48 auf die Gold­ schicht aufgebracht. Die TiW-Schicht steht unter Druckspan­ nung. Ist diese Druckspannung größer als die resultierende Zugspannung der Goldschicht, wird der Kontaktbügel nach un­ ten verformt. Um eine optimale Kontaktfläche des Kontaktbü­ gels 40 mit den Kontakthöckern 44 und 46 zu erhalten, ist es notwendig, daß der Kontaktbügel 40 an einer bestimmten Stel­ le und zwar in der Mitte der Kontakthöcker 44 und 46 wieder nach oben verformt. Beim Schließen des Relais legt sich dann der Kontaktbügel 40 an die Kontakthöcker 44 und 46 an und liegt fast plan auf, so daß die Kontaktfläche groß wird. Dies wird erreicht, indem an diesen Stellen die TiW-Schicht 48 auf dem Kontaktbügel 40 entfernt wird, so daß durch die Zugspannung in der Goldschicht der Kontaktbügel wieder nach oben ausgelenkt wird. An der Unterseite des Kontaktbügels 40 ist eine Isolationsschicht 50 angebracht, um eine mögliche Kontaktierung des Kontaktbügels 40 mit der feststehenden Elektrode 18 zu verhindern.

Wird nun durch Anlegen einer Spannung zwischen den beiden Elektroden, d. h. der feststehenden Elektrode 18 und der be­ weglichen Elektrode 39, ein elektrisches Feld zwischen den­ selben aufgebaut, so entsteht eine elektrostatische Kraft, die den Balken zu dem Substrat hin anzieht, so daß der Kon­ taktbügel 40 eine leitfähige Verbindung zwischen den Kon­ takthöckern 44 und 46 herstellt. Wird die Spannung wieder unterbrochen, wirkt keine elektrostatische Kraft mehr und die Gegenelektrode 39 geht aufgrund der Rückstellkraft des Balkens wieder in die Ausgangslage zurück. Dadurch wird die leitfähige Verbindung zwischen den Kontakthöckern 44 und 46, die durch den Kontaktbügel 40 gebildet wurde, wieder gelöst. Die genannte Rückstellkraft ist bei einem beidseitig einge­ spannten Balken größer als bei einem einseitig eingespannten Balken.

In Fig. 3 ist eine schematische Draufsicht einer Balken­ struktur mit Verankerungsbereich und Kontaktbügel darge­ stellt. Die Balkenstruktur ist als eine Mehrzahl von Einzel­ balken 52 strukturiert. An dem beweglichen Ende der Einzel­ balken 52 ist isoliert quer zum Verlauf der Einzelbalken 52 der Kontaktbügel 40 angeordnet. Die Kontaktbügel 52 sind in einem Verankerungsbereich 54 an dem Substrat befestigt. So­ mit ergibt sich eine einseitig, am Verankerungsbereich 54 eingespannte Balkenstruktur, an deren beweglichem Ende der Kontaktbügel 40 angeordnet ist. Die Balkenstruktur ist bei diesem Ausführungsbeispiel als nebeneinander angeordnete Einzelbalken 52 ausgebildet, um eine Querverwölbung der freistehenden Strukturen zu vermeiden.

In Fig. 4 ist eine schematische Seitenschnittansicht eines einseitig eingespannten mikromechanischen Relais darge­ stellt. Beim Anlegen einer Spannung zwischen den Elektroden 18 und 39 wird das bewegliche, vorgespannte Ende der Balken­ struktur zu dem Substrat 10 hingezogen, woraufhin der Kon­ taktbügel 40 auf dem Substrat angeordnete Kontakthöcker lei­ tend miteinander verbindet.

In Fig. 5 ist eine schematische Draufsicht einer zweiseitig eingespannten Balkenstruktur dargestellt. Wiederum besteht die Balkenstruktur aus Einzelbalken 56 bzw. 58, die jeweils an einem Verankerungsteilbereich 60 bzw. 62 an einem Sub­ strat befestigt sind. Der Kontaktbügel 40 ist bei der zwei­ seitig eingespannten Balkenstruktur in der Mitte der Balken angeordnet.

Zur erfindungsgemäßen Herstellung eines Mikrorelais mittels der Oberflächenmikromechanik werden die Technologien der hochintegrierten Schaltungen verwendet. Das bedeutet, daß nur Planartechniken eingesetzt werden. Auf einem Basis­ material, einem Wafer, werden also Schichten ganzflächig abgeschieden und strukturiert. Durch öfteres Wiederholen dieses Vorganges entsteht der nötige Schichtaufbau.

Um zwischen zwei Schichten, die durch eine Distanzschicht voneinander getrennt sind, eine Spannung anlegen zu können, müssen diese Schichten über eine gewisse elektrische Leit­ fähigkeit verfügen. Daher werden für diese Schichten Metalle verwendet. Um bei Berührung dieser Schichten, die Elektroden darstellen, einen Kurzschluß zu vermeiden, muß zumindest ei­ ne dieser Metallschichten isoliert sein. Bei dem oben be­ schriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel geschieht dies durch die zwei Passivierungsschichten 28 und 36, die auf der Unterseite und der Oberseite der beweglichen Elektrode abge­ schieden werden. Somit ist die bewegliche Elektrode komplett isoliert. Alternativ könnte eine Isolationsschicht auch auf der feststehenden Elektrode 18 abgeschieden werden. Um die Haftung einer derartigen Passivierungsschicht auf einer Me­ tallschicht zu verbessern, ist es vorteilhaft, eine Zwi­ schenschicht aufzubringen, die bei dem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel aus NiCr besteht. Alternativ könnte wie er­ wähnt beispielsweise auch TiW als Material für die Haft­ schicht verwendet werden.

Als Material für die kontaktbildenden Strukturen, d. h. die Kontakthöcker 44 und 46 sowie den Kontaktbügel 40, wird vor­ zugsweise ein edles Metall verwendet, da ein solcher Werk­ stoff den Anforderungen an Kontaktwiderstand, Abbrand und Schweißverhalten genügen kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des mik­ romechanischen Relais ist es nötig, die Opfer- oder Di­ stanz-Schicht 26 zwischen den beiden Elektroden 18 und 39 zu beseitigen. Um das Klebenbleiben der beweglichen Elektrode 39, d. h. der Balkenstruktur, am Substrat zu verhindern, wird diese Schicht vorzugsweise in einem Trockenätzprozeß ent­ fernt. Bei einem solchen Trockenätzprozeß kann es zu Inhomo­ genitäten kommen, d. h. die Opferschicht kann an einigen Stellen schneller und an anderen Stellen langsamer entfernt werden. Dadurch verstärkt sich wiederum die Gefahr des An­ haftens der Balkenstruktur an dem Substrat, da sich der Bal­ ken durch unregelmäßiges Freiätzen anfangs bereits so ver­ wölben kann, daß es nach dem Entfernen der Opferschicht zu einem Anhaften kommt.

Das oben beschriebene Anhaften kann durch ein Ausführungs­ beispiel des erfindungsgeinäßen Verfahrens verhindert werden, indem sichergestellt wird, daß zu Anfang die Balkenspitze freigeätzt wird und dann nach und nach zum am Substrat be­ festigten Balkenende hin die Opferschicht entfernt wird. Um den Ätzvorgang in einem definierten Maße zu steuern, müssen die Ätzzugangslöcher, die das Ätzen der Opferschicht ermög­ lichen, in einer bestimmten Weise angeordnet werden.

Fig. 6 zeigt eine schematische Draufsicht einer einseitig eingespannten Balkenstruktur mit Verankerungsbereich 54 und Kontaktbügel 40. Die Balkenstruktur weist wiederum eine Mehrzahl von Einzelbalken 64 auf. Allerdings sind bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel die Einzelbalken keilförmig geformt. Im Bereich des Verankerungsbereichs 54 sind die Einzelbalken 64 breiter, während sie zu dem beweg­ lichen Ende der Balkenstruktur, an dem der Kontaktbügel 40a angebracht ist, hin zunehmend schmäler werden. Dadurch sind die Ätzzugangsöffnungen, die durch die Zwischenräume zwi­ schen den Einzelbalken 64 gebildet sind, am freien Ende der Balkenstruktur groß und nehmen zu dem Verankerungsbereich hin ab, wodurch die Ätzfront gesteuert werden kann, derart, daß zunächst im Bereich des beweglichen Endes der Balken­ struktur die Opferschicht schneller entfernt wird.

In Fig. 7 ist eine Balkenstruktur dargestellt, bei der eine Mehrzahl von Ätzzugangsöffnungen 66 in einer Balkenstruktur, die aus einem einzelnen Balken 68 gebildet ist, angeordnet sind. Die Ätzzugangsöffnungen 66 sind im beweglichen Bereich der Balkenstruktur näher beieinander angeordnet, um dadurch die Ätzzugangsöffnungsfläche in diesem Bereich gegenüber den Bereichen in der Nähe des Verankerungsbereichs 54 zu erhö­ hen. Auch hierdurch wird ein schnelleres Ätzen im Bereich des beweglichen Endes als in der Nähe des Verankerungsbe­ reichs 54 erreicht, um ein Anhaften zu verhindern.

In Fig. 8 ist ein ähnliches Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem wiederum eine Mehrzahl von Ätzzugangsöffnungen 70 in einer Balkenstruktur, die aus einem einzelnen Balken 72 ge­ bildet ist, angeordnet sind. Die Größe der Ätzzugangsöffnun­ gen 70 nimmt von dem beweglichen Ende der Balkenstruktur zu dem Verankerungsbereich 54 hin ab. Wiederum wird dadurch ein gesteuertes Ätzen ermöglicht.

Die oben beschriebenen unterschiedlichen Geometrien der Bal­ kenstruktur dienen alle dazu, ein sicheres Freiätzen der be­ weglichen Elektroden zu garantieren und die Gefahr des An­ haftens zu minimieren. Die Ätzfront wird natürlich auch da­ durch gesteuert, daß die zu unterätzende Fläche bei den dar­ gestellten Geometrien im Bereich des beweglichen Balkenendes kleiner ist als im Bereich zu dem an dem Substrat befestig­ ten Balkenende hin. Das bedeutet, daß die Opferschicht im Bereich des beweglichen Balkenstrukturendes schneller abge­ tragen werden kann, so daß ein definiertes Freiätzen möglich wird.

Der gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung verwendete Trockenätzprozeß ist bezüglich des Anhaftens gegenüber einem Naßätzprozeß vorteilhaft. Bei ei­ nem naßchemischen Ätzprozeß wird meist durch die Adhäsions­ kräfte der trocknenden Flüssigkeit die bewegliche Struktur zum Substrat hingezogen, wo sie dann anhaftet. Folglich ist es vorteilhaft, als Opferschichtmaterial ein solches Mate­ rial zu wählen, das in einem Trockenätzprozeß entfernbar ist. Vorteilhaft kann hierbei ein organisches Material, bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung Polyimid, verwendet werden. Da eine derartige Schicht normalerweise nur eine geringe Temperaturbeständigkeit auf­ weist, müssen die nachfolgenden Prozeßschritte diesen Anfor­ derungen angepaßt werden, dies ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Relais der Fall.

Bei der Herstellung eins mikromechanischen Relais ist es nö­ tig, unterschiedliche Schichten übereinander aufzubringen. Diese Schichten sind normalerweise spannungsbehaftet. Das bedeutet, daß jede Schicht eine eingeprägte Druck- oder Zug­ spannung aufweist. Welche Art von Spannung eine jeweilige Schicht aufweist, hängt von dem Schichtmaterial und von dem Prozeßparametern ab. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Relais kann diese Eigen­ schaft ausgenutzt werden, indem in definiertem Maße ein Spannungszustand in der frei beweglichen Struktur erzeugt wird. Dadurch kann eine Vorauslenkung des Balkens bewirkt werden, so daß nach dem Schließen des Balkens eine noch größere Menge an Energie in dem Balken gespeichert werden kann. Diese zusätzliche Energie kann vorteilhaft genutzt werden, um das Öffnen der Kontakte, d. h. das Lösen des Kon­ taktbügels 40 von den Kontakthöckern 44 und 46, schnell be­ werkstelligen zu können. Beim Betrieb eines Mikrorelais ist ein derartiges schnelles Öffnen und Schließen der Kontakte vorteilhaft.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Passivie­ rungsschichten 28 und 36 zum Definieren einer eingeprägten definierten Eigenspannung der Balkenstruktur verwendet. In Fig. 9a ist ein Schnitt durch einen Einzelbalken einer aus mehreren Einzelbalken bestehenden Balkenstruktur darge­ stellt. Der Schichtaufbau der zwei Passivierungsschichten 28 und 36, der zwei Haftschichten 30 und 34 sowie der leitfähi­ gen Schicht 32 entspricht dem Schichtaufbau bei dem oben be­ zugnehmend auf Fig. 1 beschriebenen bevorzugten Ausführungs­ beispiel.

Dieser Schichtverbund hat zur Folge, daß sowohl beidseitig eingespannte Balken als auch einseitig eingespannte Balken nach oben verformt werden, wenn die resultierende Druckspan­ nung der anderen Schichten durch die Druckspannung der unte­ ren SiO₂-Schicht 28 übertroffen wird. Vorzugsweise wird die Schichtverbundstruktur in einem Winkel von näherungsweise 450 geätzt, so daß das Volumen der unteren SiO₂-Schicht 28 größer ist als das Volumen der oberen SiO₂-Schicht 36. Da­ durch ist das Volumen der unteren Passivierungsschicht 28 bedingt durch den Ätzvorgang größer als das Volumen der obe­ ren Passivierungsschicht 36, wodurch die durch die untere Passivierungsschicht 28 bewirkte Druckspannung größer ist als die durch die obere Passivierungsschicht 36 bewirkte Druckspannung.

Durch eine Veränderung der Streifenbreite der Einzelbalken einer Balkenstruktur kann die Vorauslenkung der Balken vari­ iert werden. Da bei kleinen Streifen das Volumenverhältnis der oberen SiO₂-Schicht 36 zur unteren SiO₂-Schicht 28 klein ist, wird die Struktur stärker ausgelenkt. Bei breiteren Streifen verringert sich die Vorauslenkung.

Durch eine eingeprägte Zugspannung der Haftschichten und der Metallschicht kann die Auslenkung des Balkens nach oben un­ terstützt werden.

In Fig. 9b sind die Spannungszustände in dem in Fig. 9a ge­ zeigten Schichtverbund dargestellt. Wie dargestellt ist, ist die durch die untere Passivierungsschicht 28 bewirkte Druck­ spannung größer als die durch die obere Passivierungsschicht 36 bewirkte Druckspannung. Durch das nicht-vertikale Ätzen der Einzelbalken und die Einstellung der Breite der Einzel­ balken kann somit eine definierte Vorauslenkung der Balken­ struktur erreicht werden. Alternativ kann eine solche Vor­ auslenkung erreicht werden, indem die untere Passivierungs­ schicht dicker gemacht wird als die obere Passivierungs­ schicht, so daß wiederum die Druckspannung der unteren Schicht größer ist als die Druckspannung der oberen Schicht.

Wie bereits bezugnehmend auf Fig. 2 beschrieben wurde, ist der Kontaktbügel vorzugsweise mit einer Kompensationsschicht beschichtet. Der Kontaktbügel schließt und öffnet die Strom­ pfade, weshalb es nötig ist, den Kontaktwiderstand zwischen dem Kontaktbügel und den zu kontaktierenden Anschlußflächen so gering wie möglich zu halten. Um dies zu erreichen, muß eine möglichst große Kontaktfläche zwischen dem Kontaktbügel und den Anschlußflächen sichergestellt sein. Da das Schicht­ material des Kontaktbügels mit einer Zugspannung behaftet ist, kommt es zu einer Vorauslenkung des Kontaktbügels nach oben. Um diese Verformung zu kompensieren, wird die Kompen­ sationsschicht mit einer inversen Eigenspannung, also mit einer Druckspannung, aufgebracht. Die Eigenspannung der Kom­ pensationsschicht muß so groß sein, daß sie die Zugspannung des Kontaktbügels übertrifft, denn nur dann wird das beweg­ liche Kontaktstück nach unten verformt. Wie beschrieben, ist es notwendig, daß sich die zwei Enden des Kontaktbügels wie­ der nach oben verwölben, um zwischen den festen Anschlußflä­ chen und den beweglichen Kontaktbügel eine optimale Kontakt­ fläche zu erhalten. Dies wird erreicht, indem die Kompensa­ tionsschicht nicht über die volle Länge des Kontaktbügels aufgetragen wird, sondern nur bis zu der Stelle, an der sich der Kontaktbügel wieder nach oben verwölben soll, also vor­ teilhafterweise etwa in der Mitte der Anschlußflächen. An dieser Stelle verliert die Kompensationsschicht ihre Wirkung und die resultierende Eigenspannung des Materials aus dem der Kontaktbügel gebildet ist, wirkt wieder auf die Struk­ tur, so daß sich dieselbe an dieser Stelle wieder nach oben verformt, wie in Fig. 2 dargestellt ist.

In den Fig. 10a und 10b sind Seitenschnittansichten des Schichtaufbaus vor und nach dem Entfernen der Opferschicht dargestellt, die zur Veranschaulichung eines zweiten bevor­ zugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung die­ nen. Das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel im we­ sentlichen durch die Bildung des Verankerungsbereichs der Balkenstruktur an dem Substrat. Die oben beschriebenen Aus­ bildungen der Balkenstruktur und die beschriebenen Verfahren zum Ätzen der Opferschicht sind auch für das zweite Ausfüh­ rungsbeispiel anwendbar.

Als Basismaterial dient wiederum ein Substrat 100, das bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls ein Siliziumwafer ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Substrat 100 dotiert, um eine feststehende Elektrode zu definieren. Dazu kann das Substrat ganzflächig oder partiell dotiert sein. Auf das Substrat 10 wird nachfolgend eine Isolationsschicht 12, bei­ spielsweise SiO₂ aufgebracht.

Nachfolgend wird auf die nun vorliegende Struktur eine Op­ ferschicht oder Distanzschicht 126 aufgebracht, die bei die­ sem Ausführungsbeispiel ebenfalls aus Polyimid besteht. Die­ se Opferschicht 126 wird nun jedoch nicht photolithogra­ phisch strukturiert, sondern bleibt als geschlossene ebene Schicht stehen.

Auf diese Opferschicht 126 wird nun bei diesem Ausführungs­ beispiel der bezugnehmend auf das erste Ausführungsbeispiel beschriebene Schichtverbund aufgebracht. Der Schichtverbund wird dann, beispielsweise photolithographisch, strukturiert, um die Balkenstruktur und ferner die beiden durch das Relais zu schließenden Kontakte, von denen nur einer, Kontakt 144, in den Fig. 10a und 10b gezeigt ist, festzulegen. Bei oder nach dieser Strukturierung wird die obere Passivierungs­ schicht und die obere Haftschicht von den Kontakten ent­ fernt. Nachfolgend wird mittels photolithographischer Ver­ fahren, beispielsweise unter Verwendung einer Maske 130, an dem später beweglichen Ende der Balkenstruktur isoliert von derselben ein Kontaktbereich in der Form eines Kontaktbügels 140 gebildet, wobei an der Unterseite des Kontaktbügels zu­ mindest partiell wiederum eine Haftschicht 142 angeordnet sein kann.

Im Anschluß wird die Maske 130 entfernt und die Opferschicht wird geätzt, derart, daß Teile der Opferschicht als Veranke­ rungsbereich 150 für die bewegliche Gegenelektrode 139 und als Trägerbereiche 152 für die Kontakte, von denen nur ei­ ner, 144, in den Fig. 10a und 10b dargestellt ist, stehen bleiben. Das Stehenbleiben des Verankerungsbereichs 150 und der Trägerbereiche 152 für die Kontakte wird durch ein zeit­ lich begrenztes Ätzen bewirkt, durch das die Balkenstruktur zwar freistehend wird, jedoch im Verankerungsbereich noch soviel Polyimid stehen bleibt, daß dieses als Verankerungs­ schicht dienen kann.

Es ist offensichtlich, daß die Kontakte auch bei diesem Aus­ führungsbeispiel vor dem Aufbringen der Opferschicht in oder auf dem Substrat gebildet werden könnten und dann mit Kon­ takthöckern versehen werden könnten.

Die vorliegende Erfindung schafft somit ein Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Relais, das ausschließ­ lich einen oberflächenmikromechanischen Prozeß verwendet, so daß der Flächenverbrauch pro Bauteil wesentlich verringert ist. Ferner entfällt gemäß der vorliegenden Erfindung das bei bekannten Herstellungsverfahren verwendete Chipbonden.

Claims (26)

1. Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Re­ lais mit folgenden Schritten:

• a) Bereitstellen eines Substrats (10; 100) mit einer leitfähigen festen Elektrode (18) in dem Substrat (10; 100) oder auf demselben;
• b) Aufbringen einer Opferschicht (26; 126);
• c) Aufbringen einer leitfähigen Schicht (32) und Strukturieren der leitfähigen Schicht (32) zur Festlegung einer Balkenstruktur als bewegliche Ge­ genelektrode (39; 139) gegenüber der festen Elek­ trode (18), und Aufbringen eines Kontaktbereichs (40; 140), wobei sich die leitfähige Schicht (32) zwischen einem Verankerungsbereich (54; 62; 150) und dem Kontaktbereich (40; 140) erstreckt und ge­ genüber dem Kontaktbereich (40; 140) isoliert ist; und
• d) Entfernen der Opferschicht (26; 126) mittels Ätzen, um die Balkenstruktur mit einem beweglichen Bereich und einem an dem Verankerungsbereich (54, 62; 150) an dem Substrat (10; 100) befestigten Bereich zu erzeugen.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem vor dem Schritt b) zwei Kontakte (22, 24) in oder auf dem Substrat (10) gebildet werden, wobei sich der im Schritt c) gebildete Kontaktbereich (40) zumindest zwischen den Kontakten (22, 24) und über denselben durch die Opferschicht (26) beabstandet von denselben erstreckt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Opfer­ schicht (26) nach dem Aufbringen derselben strukturiert wird, um den Verankerungsbereich (54; 62) der Balken­ struktur gegenüber dem Substrat (10) festzulegen.

4. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, bei dem eine Metall­ schicht (16) ganzflächig auf dem Substrat abgeschieden wird und zur Festlegung der festen Elektrode (18) und der Kontakte (22, 24) photolithographisch strukturiert wird.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem im Bereich des Verankerungsbereichs (54; 62) der Balken­ struktur vor dem Schritt b) eine Verankerungskontakt­ fläche (20) erzeugt wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt d) die Opferschicht (126) derart geätzt wird, daß ein Teil der Opferschicht (150) stehen bleibt, um eine Verankerungs­ schicht für den feststehenden Teil der Balkenstruktur für eine Verankerung an dem Substrat (100) zu bilden.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem im Schritt c) aus der leitfähigen Struktur ferner zwei auf der Opfer­ schicht angeordnete Kontakte (144) strukturiert werden, wobei die Opferschicht im Schritt d) derart geätzt wird, daß ferner zwei Trägerbereiche (152) der Opfer­ schicht (126) auf dem Substrat verbleiben, auf denen die Kontakte (144) angeordnet sind.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Opferschicht (26) mittels Trockenätzen entfernt wird.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem die Opferschicht (26) aus Polyimid besteht.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem im Schritt c) vor und nach dem Aufbringen der leitfähigen Schicht (32) eine Passivierungsschicht (28, 36) aufge­ bracht wird, derart, daß die leitfähige Schicht (32) zwischen zwei Passivierungsschichten (28, 36) angeord­ net ist.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem die leitfähige Schicht (32) aus Gold besteht und die zwei Passivie­ rungsschichten (28, 36) aus SiO₂ bestehen.

12. Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, bei dem die leit­ fähige Schicht (32) und die Passivierungsschichten (28, 36) derart strukturiert werden, daß die unter der leit­ fähigen Schicht (32) angeordnete Passivierungsschicht (28) eine größere Druckspannung aufweist als die über der leitfähigen Schicht (32) angeordnete Passivierungs­ schicht (36), um eine Auslenkung des beweglichen Be­ reichs der Balkenstruktur von dem Substrat (10; 100) weg zu bewirken, wenn die Opferschicht (26; 126) ent­ fernt ist.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem die leitfähige Schicht (32) und die Passivierungsschichten (28, 36) derart strukturiert werden, daß nach dem Strukturieren das Volumen der unter der leitfähigen Schicht (32) an­ geordneten Passivierungsschicht (28) größer ist als das Volumen der über der leitfähigen Schicht (32) angeord­ neten Passivierungsschicht (36).

14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem die über der leitfähigen Schicht (32) aufgebrachte Pas­ sivierungsschicht (36) dünner ist als die unter der leitfähigen Schicht (32) aufgebrachte Passivierungs­ schicht (28).

15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die Balkenstrukturen aus einem einzelnen Balken (68; 72) besteht, in dem Ätzzugangsöffnungen (66; 70) zum Ätzen der Opferschicht (26; 126) strukturiert sind.

16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die Balkenstruktur aus einer Mehrzahl nebeneinander an­ geordneter Einzelbalken (52; 56' 58; 64) besteht.

17. Verfahren gemäß Anspruch 16, bei dem das Maß der Aus­ lenkung des beweglichen Bereichs der Balkenstruktur durch das Einstellen der Breite der einzelnen Balken (52; 56, 58; 64) gesteuert wird.

18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, bei dem im Schritt d) das Ätzen der Opferschicht (26; 126) der­ art gesteuert wird, daß der unter dem beweglichen Be­ reich der Balkenstruktur angeordnete Abschnitt der Op­ ferschicht (26; 126) schneller geätzt wird als der im Bereich des Verankerungsbereichs (54; 62; 150) angeord­ nete Abschnitt der Opferschicht (26; 126).

19. Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem die Balkenstruktur derart strukturiert wird, daß die flächenmäßige Ausdeh­ nung der Ätzzugangsöffnungen (66; 70) zum Ätzen der Op­ ferschicht (26; 126) von dem an dem Substrat (10; 100) befestigen Bereich der Balkenstruktur (54, 62) zu dem beweglichen Bereich der Balkenstruktur hin zunimmt.

20. Verfahren gemäß Anspruch 16, bei dem die Einzelbalken (64) der Balkenstruktur zum beweglichen Bereich dersel­ ben hin schmaler werdend, keilförmig strukturiert wer­ den.

21. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, bei dem der Kontaktbereich (40; 140) in der Form eines quer zu der Balkenstruktur verlaufenden Kontaktbügels aufge­ bracht wird, der isoliert von der leitfähigen Schicht (32) der Balkenstruktur im beweglichen Bereich dersel­ ben an derselben angebracht ist.

22. Verfahren gemäß Anspruch 21, ,bei dem der Kontaktbügel (40; 140) auf der Oberseite desselben in dem Bereich, der sich zwischen den Kontakten (22, 24) erstreckt, mit einer Kompensationsschicht (48) versehen ist, die eine Eigendruckspannung aufweist, die eine Eigenzugspannung des Kontaktbügels (40; 140) kompensiert.

23. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, bei dem der Kontaktbereich aus Gold besteht.

24. Verfahren gemäß Anspruch 22, bei dem die Kompensations­ schicht aus TiW besteht.

25. Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem die Opferschicht (26) derart photolithographisch strukturiert wird, daß der Verankerungsbereich aus zwei Verankerungsteilberei­ chen (60, 62) besteht, derart, daß die Balkenstruktur an beiden Enden derselben den an dem Substrat befestig­ ten Bereich aufweist und im mittleren Bereich den be­ weglichen Bereich aufweist.

26. Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem die Opferschicht derart geätzt wird, daß die Verankerungsschicht zwei Verankerungsteilbereiche definiert, derart, daß die Balkenstruktur an beiden Enden derselben den an dem Substrat befestigten Bereich aufweist und im mittleren Bereich den beweglichen Bereich aufweist.