DE19819456A1 - Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauelements - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen BauelementsInfo
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Abstract
Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauelements, insbesondere eines oberflächenmikromechanischen Beschleunigungssensors, mit den Schritten: Bereitstellen eines Substrats (10); Vorsehen einer Isolationsschicht (1, 2) auf dem Substrat (10), in der eine strukturierte Leiterbahnschicht (3) vergraben ist; Vorsehen einer leitenden Schicht (6) auf der Isolationsschicht (1, 2), welche einen ersten Bereich (I) und einen zweiten Bereich (III) aufweist; Bilden eines beweglichen Elements (25) in dem ersten Bereich (I) durch Bilden von ersten Gräben (9) und Einsatz eines Ätzmittels zum Entfernen von zumindest einem Teil der Isolationsschicht (1, 2) unter der leitenden Schicht (6); Bilden eines mit der Leiterbahnschicht (3) elektrisch verbundenen Kontaktelements (20) in dem zweiten Bereich (III) durch Bilden von zweiten Gräben (9'); und Verkapseln des gebildeten beweglichen Elements (25) in dem ersten Bereich (I). Die zweiten Gräben (9') zum Bilden des Kontaktelements (20) in dem zweiten Bereich (III) werden erst nach dem Verkapseln des in dem ersten Bereich (I) gebildeten beweglichen Elements (25) gebildet.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her
stellung eines mikromechanischen Bauelements, insbesondere
eines oberflächenmikromechanischen Beschleunigungssensors,
mit den Schritten: Bereitstellen eines Substrats; Vorsehen
einer Isolationsschicht auf dem Substrat, in der eine
strukturierte Leiterbahnschicht vergraben ist; Vorsehen ei
ner leitenden Schicht auf der Isolationsschicht, welche ei
nen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist; Bil
den eines beweglichen Elements in dem ersten Bereich durch
Bilden von ersten Gräben und Leiten eines Ätzmittels durch
die ersten Gräben zum Entfernen von zumindest einem Teil
der Isolationsschicht unter der leitenden Schicht; Bilden
eines mit der Leiterbahnschicht elektrisch verbundenen Kon
taktelements in dem zweiten Bereich durch Bilden von zwei
ten Gräben; und Verkapseln des gebildeten beweglichen Ele
ments in dem ersten Bereich.
Solch ein Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen
Beschleunigungssensors ist aus der DE 195 37 814 A1 be
kannt.
Obwohl prinzipiell auf beliebige mikromechanische Bauele
mente anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die
ihr zugrundeliegende Problematik in bezug auf diesen be
kannten oberflächenmikromechanischen Beschleunigungssensor
näher erläutert.
Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsdarstellung des
bekannten mikromechanischen Beschleunigungssensors, der
nach dem üblichen Verfahren hergestellt wird; Fig. 3 ist
eine schematische Draufsicht auf denselben; und Fig. 4 ist
eine vergrößerte schematische Darstellung des Kontaktbe
reichs des bekannten mikromechanischen Beschleunigungssen
sors nach Fig. 2 zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Pro
blematik.
In Fig. 2 bis 4 bezeichnet Bezugszeichen 100 allgemein den
mikromechanischen Beschleunigungssensor, 10 ein Substrat, 1
ein unteres Oxid, 2 ein oberes Oxid, 3 eine zwischen den
beiden Oxiden 1, 2 vergrabene Leiterbahn aus LPCVD-Poly
silizium, 4 Kontaktlöcher im oberen Oxid 2, 6 eine Schicht
aus Epitaxie-Polysilizium (d. h. Polysilizium, das zum Er
zielen einer höheren Depositionsrate in einem Epitaxiereak
tor abgeschieden wird), 7 ein Bondpad aus Aluminium, 8 eine
Glaslotschicht, 9 erste Gräben, 9' zweite Gräben, 20 einen
Bondpadsockel aus Epitaxie-Polysilizium, 21 einen Rahmen
aus Epitaxie-Polysilizium, 25 ein bewegliches Element mit
einem Verankerungsbereich 22 und einem freistehenden Be
reich 23, 60 einen Polysilizium-Kontaktstöpsel als Teil der
Schicht 6 aus Polysilizium, 13 eine Si-Schutzkappe bzw. Wa
ferkappe, B1-B5 Kontaktbereiche, L1-L5 Leiterbahnbereiche,
I einen Sensorkernbereich, II einen Verkappungsrandbereich,
III einen Bondpadbereich und S ein Schmutzpartikel.
Bei der bekannten Herstellungstechnik für diesen Beschleu
nigungssensor haben die verschiedenen Schichten typischer
weise folgende Dicken:
Aluminium-Bondpad 7: 1,35 µm
Schicht 6 aus Polysilizium: 10,30 µm
zweites Oxid 2: 1,60 µm
vergrabene Leiterbahnschicht 3: 0,45 µm
erstes Oxid 1: 2,50 µm.
Aluminium-Bondpad 7: 1,35 µm
Schicht 6 aus Polysilizium: 10,30 µm
zweites Oxid 2: 1,60 µm
vergrabene Leiterbahnschicht 3: 0,45 µm
erstes Oxid 1: 2,50 µm.
Bei der üblichen Technik werden Strukturen aus der 10 µm
dicken Schicht 6 aus Polysilizium durch Trenchen (Graben
bildung) und Entfernen der darunterliegenden Opferschicht
(Oxid 1, 2) freigelegt.
Im Bereich I ist die Unterätzung notwendig und erwünscht,
um frei bewegliche Sensorelemente zu erhalten. Im Bereich
III hingegen ist eine Unterätzung äußerst unerwünscht und
nachteilig, wie im folgenden erläutert wird. Der Bereich II
wird ist vollständig mit Polysilizium bedeckt und dient zur
hermetischen Verkapselung des Sensors mit Hilfe der Si-
Schutzkappe 13.
Wie aus der vergrößerten Darstellung des Bereichs III gemäß
Fig. 4 ersichtlich, trägt der 10 µm dicke Bondpadsockel 20
aus Polysilizium, welcher im gleichen Prozeßschritt wie die
bewegliche Struktur im Sensorkernbereich I getrencht wird,
das Aluminium-Bondpad 7 und ist über den Kontaktstöpsel 60
mit der darunterliegenden dünnen LPCVD-Polysilizium-Leiter
bahn 3 verbunden. Vor der Opferschichtätzung ist die LPCVD-Poly
silizium-Leiterbahn 3 zwischen die zwei Oxidschichten
1, 2 eingebettet.
Bei der Ätzung der ersten und zweiten Oxidschicht 1, 2 im
Bereich, welche gleichzeitig als Opferschicht für das be
wegliche Element 25 des Sensors geätzt werden, wird das
obere Oxid 2 vollständig und das untere Oxid 1 zum Teil
entfernt. Dabei kommt es zur dargestellten Unterätzung des
Bondpadsockels 20 und der Leiterbahnschicht 3.
An diesen Stellen können sich leitfähige Schmutzpartikel S,
wie sie insbesondere beim Sägen in Form von Sägeschlamm ge
bildet werden, anlagern und zu elektrischen Nebenschlüssen
zwischen Bondpadsockel 20 und Substrat 10 bzw. zwischen
Bondpadsockel 20 und Leiterbahnschicht 3 führen.
Weiterhin können sich Abbrüche der vergrabenen Leiterbahn
schicht 3 oder der unterätzten Epitaxie-Polysilizium-Kanten
des Bondpadsockels 20 ereignen, und zwar insbesondere bei
der nach dem Sägen stattfindenden Hochdruckreinigung. Die
Folge sind mögliche Nebenschlüsse, eine Erhöhung des Wider
standes und unsaubere Bruchkanten.
Allgemein nachteilig ist, daß die Leiterbahnschicht 2 nach
dem Opferschichtätzen nicht mehr mit einem Dielektrikum be
deckt ist, was gegen übliche IC-Design-Sicherheitsregeln
verstößt.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problematik
besteht also allgemein darin, das eingangs erwähnte Verfah
ren derart weiterzuentwickeln, daß derartige Nebenschlüsse
auf einfache Weise vermeidbar sind.
Ein üblicher Ansatz zur Vermeidung der Unterätzung der
Bondpads sieht eine Abdeckung der zweiten Gräben 9' um die
Bondpads durch Negativlack vor.
Als nachteilhaft bei diesem Ansatz hat sich die Tatsache
herausgestellt, daß dieser bei Stufenhöhen von mehr als et
wa 10 µm prozeßtechnisch schwierig und nicht einmal bei al
len Sensorstrukturen möglich ist. Auch muß der Negativlack
sofort nach dem HF-Gasphasenätzen der Opferschicht entfernt
werden, da er sich mit HF vollsaugt und dann die Unterät
zung nicht mehr verhindern kann. Dabei gestaltet sich die
vollständige Entfernung des Lackes in den Gräben als kom
pliziert und schon geringe Reste können zum Verkleben der
Kammstrukturen führen.
Ein zweiter Ansatz sieht vor, daß in einem bestimmten Be
reich unterhalb des Bondpadsockels und um den Bondpadsockel
herum auf der Opferschicht eine zusätzliche Schutzschicht
zum Verhindern einer vollständigen Unterätzung der Opfer
schicht unterhalb des Bondpadsockels zumindest zeitweilig
vorgesehen ist. Dies macht den Herstellungsprozeß aufwendi
ger.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des An
spruchs 1 weist gegenüber dem bekannten Lösungsansatz den
Vorteil auf, daß durch eine einfache Modifikation des be
kannten Verfahrens, nämlich lediglich durch Hinzufügung ei
nes Ätzprozesses, keine Unterätzung der Opferschicht mehr
unterhalb des Bondpadsockels auftritt und die Gefahr von
Nebenschlüssen mit um den Kontaktbereich herum freigelegten
Leiterbahnen oder sonstigen Nebenschlüssen, beispielsweise
mit dem Substrat, nicht mehr existiert. Auch Abbrüche beim
Hochdruckreinigen treten nicht mehr auf. Damit läßt sich
die Zuverlässigkeit und Funktionstüchtigkeit des mikrome
chanischen Bauelements wesentlich erhöhen.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee be
steht darin, daß die Isolationsschicht in dem zweiten Be
reich beim Bilden des beweglichen Elements in dem ersten
Bereich durch die leitende Schicht geschützt bleibt.
Mit anderen Worten wird die leitende Schicht als Schutz
schicht eingesetzt, indem sie beim Opferschichtätzen nur im
Bereich I, nicht aber im Bereich III getrencht ist. Beim
Opferschichtätzen wird also nur die Opferschicht im Sensor
kernbereich zur Herstellung des beweglichen Elements ent
fernt. Zweckmäßigerweise nach der Verkappung wird die lei
tende Schicht ein zweites Mal getrencht, und zwar nur im
Bereich III, nicht aber im Bereich I, denn dort fungiert
jetzt die dicke Schutzkappe als Maske.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbil
dungen und Verbesserungen des in Anspruch 1 angegebenen
Verfahrens.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung werden die zweiten
Gräben erst nach dem Bilden des beweglichen Elementes in
dem ersten Bereich, vorzugsweise erst nach dessen Verkap
seln, gebildet. Dadurch gelangt das Ätzmittel beim Bilden
des beweglichen Elements nicht an die Isolationsschicht(en)
unter dem Kontaktbereich und auf den Leiterbahnen im zwei
ten Bereich.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird ein Me
tallisierungspad auf dem Kontaktelement gebildet und werden
die zweiten Gräben zum Bilden des Kontaktelements in dem
zweiten Bereich unter Verwendung des Metallisierungspads
als Maske geätzt, wobei der erste Bereich durch die Verkap
selung maskiert wird. Dies erspart eine zusätzlich Maskene
bene, welche nur schwer realisierbar wäre.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird im Be
reich beim Bilden der ersten Gräben ein Fensterbereich der
leitenden Schicht auf der Isolationsschicht freigeätzt,
welcher als Referenz zur Endpunkterkennung des Ätzens im
ersten Bereich verwendet wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird unter
halb des Fensterbereichs in die Isolationsschicht ein Lei
terbahnschichtbereich als vertikaler Ätzstopp eingebettet.
Dies verhindert ein Freilegen des Substrats beim Opfer
schichtätzen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der
Leiterbahnschichtbereich an seinen Rand derart mit der lei
tenden Schicht verbunden, daß die leitende Schicht als la
teraler Ätzstopp in Richtung des Kontaktelements wirkt.
Dies verhindert eine Unterätzung des Kontaktelements bzw.
der Leiterbahnen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind das
Substrat und die leitende Schicht aus Silizium. Der Schritt
des Vorsehens der Isolationsschicht mit der darin vergrabe
nen strukturierten Leiterbahnschicht weist dann zweckmäßi
gerweise folgende Schritte auf: Oxidieren des Substrats zum
Bilden einer ersten Oxidschicht; Abscheiden und Strukturie
ren der Leiterbahnschicht auf der ersten Oxidschicht; und
Bilden einer zweiten Oxidschicht auf der strukturierten
Leiterbahnschicht und der umgebenden ersten Oxidschicht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er
läutert.
Es zeigen:
Fig. 1a-d eine schematische Querschnittsdarstellung einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
in Anwendung auf einen mikromechanischen Be
schleunigungssensor;
Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung eines
bekannten mikromechanischen Beschleunigungssen
sors, der nach dem üblichen Verfahren hergestellt
wird;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf den bekannten
mikromechanischen Beschleunigungssensor nach Fig. 2;
und
Fig. 4 eine vergrößerte schematische Darstellung des
Kontaktbereichs des bekannten mikromechanischen
Beschleunigungssensors nach Fig. 2 zur Erläute
rung der erfindungsgemäßen Problematik.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche
oder funktionsgleiche Bestandteile.
Fig. 1a-d zeigen eine schematische Querschnittsdarstellung
einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in
Anwendung auf den an sich bekannten mikromechanischen Be
schleunigungssensor.
Dabei ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur der Bereich
III aus Fig. 2 gezeigt. Für weitere Einzelheiten hinsicht
lich der Bereiche I und II wird insbesondere auf die ein
gangs genannte DE 195 37 814 A1 verwiesen.
In Fig. 1a-d bezeichnen zusätzlich zu den bereits einge
führten Bezugszeichen 30 eine Fotolackschicht, 3' einen
Leiterbahnschichtbereich, der als vertikaler Ätzstopp
dient, 65 einen Verbindungsbereich der leitenden Schicht 6
mit dem Leiterbahnschichtbereich 3', der als lateraler Ätz
stopp dient, und FE einen Fensterbereich.
Auf dem Siliziumsubstrat 10 wird die erste Isolations
schicht 1 und darauf die Leiterbahnschicht 3 aufgebracht.
Bei der ersten Isolationsschicht 1 handelt es sich um eine
etwa 2,5 µm dicke Oxidschicht und bei der Leiterbahnschicht
3 um eine etwa 0,45 µm dicke dotierte LPCVD-Polysilizium
schicht. Es folgen das Strukturieren der Leiterbahnschicht 3
und das Bilden einer zweiten Isolationsschicht 2 in Form
einer zweiten Oxidschicht etwa 1,6 µm Dicke auf der struk
turierten Leiterbahnschicht 3 und der umgebenden ersten
Oxidschicht 1.
Im Unterschied zum bekannten Prozeß wird unterhalb des Fen
sterbereichs FE in die Isolationsschichten 1, 2 der Leiter
bahnschichtbereich 3' als späterer vertikaler Ätzstopp ein
gebettet.
Nach Bilden der Kontaktlöcher 4 in der zweiten Oxidschicht
2 und Auskleiden der Oberfläche mit einer dünnen Schicht
aus LPCVD-Polysilizium erfolgt das epitaktische der leiten
den Schicht 6 in Form einer Polysiliziumschicht mit etwa 10 µm
Dicke.
Im Unterschied zum bekannten Prozeß wird dabei der Leiter
bahnschichtbereich 3' an seinem Rand mit der leitenden
Schicht 6 über den durch das Kontaktloch 4 laufenden Ab
schnitt 65 verbunden, wobei dieser Abschnitt 65 der leiten
de Schicht 6 später als lateraler Ätzstopp in Richtung des
Kontaktelements 20 wirkt.
Auf der Oberseite der dicken leitenden Schicht 6 wird dann
noch die strukturierte Aluminium-Metallschicht 7 für die
Bondpads angebracht, welche eine Dicke von etwa 1,3 µm auf
weist.
In einem weiteren photolithographischen Schritt erfolgen
die strukturierte Maskierung der dicken leitenden Schicht 6
mit dem Photolack 30 für den folgenden Grabenätzprozeß.
Im Unterschied zum bekannten Prozeß bleibt dabei der Be
reich III mit Ausnahme des Fensterbereichs FE mit Photolack
bedeckt. Dann erfolgt in bekannter Weise das Bilden des be
weglichen Elements 25 in dem ersten Bereich I, nämlich
durch anisotropes Plasmaätzen der ersten Gräben 9 durch die
dicke leitende Schicht 6 und anschließende Verwendung eines
Oxid-Ätzmittels (gasförmige HF) zum Entfernen von der zwei
ten Oxidschicht 2 und der ersten Oxidschicht 1 unter dem
beweglichen Element 25.
Im Bereich III wird beim Plasmaätzen nur das Silizium im
Bereich des Fensters FE zur Endpunktermittlung geätzt. Das
Ätzen der leitenden Schicht im Sensorkernbereich ist näm
lich ein sehr kritischer Prozeß, der die Sensoreigenschaf
ten entscheidend beeinflußt. Für eine präzise Prozeßführung
wird die sogenannte optische Emissionsspektroskopie einge
setzt, um den Prozeßendpunkt zu ermitteln. Diese Methode
funktioniert nur dann zufriedenstellend, wenn beispielswei
se eine ausreichend große Siliziumfläche geätzt wird. Be
schränkt man sich beim ersten Ätzen lediglich auf das Ätzen
der Gräben im ersten Bereich, d. h. dem Sensorkernbereich,
dann ist eine sichere Endpunkterkennung mit diesem Verfah
ren nicht gewährleistet.
Daher wird im zweiten Bereich III die besagte Fensterfläche
FE zur Verfügung gestellt, die zur Endpunkterkennung bei
trägt, die aber derart angeordnet ist, daß sie beim an
schließenden Opferschichtätzen keine Nachteile für das Kon
taktelement bzw. die Leiterbahnen bewirkt. Beim folgenden
Oxid-Ätzen wird nämlich nur der oberhalb des Leiterbahn
schichtbereichs 3' und der in Fig. 1c seitlich rechts des
Abschnitts 65 liegende Bereich der Oxidschicht 2 geätzt,
ohne daß es zu irgendeiner störenden Unterätzung käme.
Im weiteren Prozeßverlauf erfolgt die Fertigstellung des
Sensorkernbereichs I mit der abschließenden Befestigung der
Si-Schutzkappe 13 auf dem Rahmen 21 mittels des Glaslots 8.
Erst danach erfolgt das erfindungsgemäß separate Bilden des
mit der Leiterbahnschicht 3 über den Kontaktstöpsel 60
elektrisch verbundenen Kontaktelements 20 in dem zweiten
Bereich III. Dabei dient das Metallisierungspad 7 auf dem
Kontaktelement 20 als Maske beim Plasmaätzen der zweiten
Gräben 9', die das Kontaktelement bzw. Bondpad 20 in dem
zweiten Bereich III umgeben. Dies ist deshalb zweckmäßig,
weil zu diesem Zeitpunkt ein Photoprozeß aufgrund der hohen
Topographie (380 µm tiefe Löcher in der Kappe) kaum mehr
möglich ist. Daher wir der Ätzprozeß ohne Fotomaske durch
geführt, und dabei schützt die dicke Verkappung bzw. Ver
kapselung den Sensorkernbereich I vor dem Ätzmittel.
Im Bereich des Kontaktelements, wo die Metallisierungspads
als Ätzmaske verwendet werden, muß nur auf eine entspre
chende Selektivität des Ätzprozesses geachtet werden muß,
wie sie beim Ätzen des Silizium gegenüber Aluminium hinrei
chend vorhanden ist.
Am Prozeßende findet das Vereinzeln der Bauelemente durch
das Sägen und die Hochdruckreinigung statt.
Fig. 1d zeigt den Querschnitt des Bondpads 20 des fertigge
stellten Beschleunigungssensors. Die Isolationsschichten 1,
2 sind noch vollständig darunter und seitlich davon erhal
ten. Auch die Leiterbahnen sind im Gegensatz zum üblichen
Verfahren an ihrer Oberseite durch die zweite Oxidschicht 2
isoliert. Damit werden Unterätzungen und Abbrüche vermie
den, sind die Leiterbahnen isoliert und damit Nebenschlüsse
durch leitende Partikel ausgeschlossen.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie
darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise mo
difizierbar.
Insbesondere läßt sich die erfindungsgemäße Bondpadstruktur
nicht nur auf mikromechanische Beschleunigungssensoren an
wenden, sondern beliebige mikromechanische Bauelemente. Die
Wahl der Materialien für die einzelnen Schichten ist nicht
auf die angegebenen Materialien beschränkt. Insbesondere
ist die Erfindung nicht nur für Siliziumbauelemente, son
dern auch für Bauelemente aus anderen mikromechanischen Ma
terialien verwendbar.
100
mikromechanischer Beschleunigungssensor
10
Substrat
1
unteres Oxid
2
oberes Oxid
3
Leiterbahn aus LPCVD-Polysilizium
4
Kontaktlöcher im oberen Oxid
2
6
Schicht aus Epitaxie-Polysilizium
7
ein Bondpad aus Aluminium
8
Glaslotschicht
9
erste Gräben
9
' zweite Gräben
20
Bondpadsockel aus Epitaxie-Polysilizium
21
Rahmen aus Epitaxie-Polysilizium
25
bewegliches Element
22
Verankerungsbereich
60
Polysilizium-Kontaktstöpsel
13
Si-Schutzkappe
B1-B5 Kontaktbereiche
L1-L5 Leiterbahnbereiche
I Sensorkernbereich
II Verkappungsrandbereich
III Bondpadbereich
S Schmutzpartikel
B1-B5 Kontaktbereiche
L1-L5 Leiterbahnbereiche
I Sensorkernbereich
II Verkappungsrandbereich
III Bondpadbereich
S Schmutzpartikel
30
Fotolackschicht
3
' Leiterbahnschichtbereich (vertikaler Ätzstopp)
65
Verbindungsabschnitt (lateraler Ätzstopp)
FE Fensterbereich
FE Fensterbereich
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bau
elements, insbesondere eines oberflächenmikromechanischen
Beschleunigungssensors, mit den Schritten:
Bereitstellen eines Substrats (10);
Vorsehen einer Isolationsschicht (1, 2) auf dem Substrat (10), in der eine strukturierte Leiterbahnschicht (3) ver graben ist;
Vorsehen einer leitenden Schicht (6) auf der Isolations schicht (1, 2), welche einen ersten Bereich (I) und einen zweiten Bereich (III) aufweist;
Bilden eines beweglichen Elements (25) in dem ersten Be reich (I) durch Bilden von ersten Gräben (9) und Leiten ei nes Ätzmittels durch die ersten Gräben (9) zum Entfernen von zumindest einem Teil der Isolationsschicht (1, 2) unter der leitenden Schicht (6);
Bilden eines mit der Leiterbahnschicht (3) elektrisch ver bundenen Kontaktelements (20) in dem zweiten Bereich (III) durch Bilden von zweiten Gräben (9'); und
Verkapseln des gebildeten beweglichen Elements (25) in dem ersten Bereich (I);
dadurch gekennzeichnet, daß
die Isolationsschicht (1, 2) in dem zweiten Bereich (III) beim Bilden des beweglichen Elements (25) in dem ersten Be reich (I) durch die leitende Schicht (6) geschützt bleibt.
Bereitstellen eines Substrats (10);
Vorsehen einer Isolationsschicht (1, 2) auf dem Substrat (10), in der eine strukturierte Leiterbahnschicht (3) ver graben ist;
Vorsehen einer leitenden Schicht (6) auf der Isolations schicht (1, 2), welche einen ersten Bereich (I) und einen zweiten Bereich (III) aufweist;
Bilden eines beweglichen Elements (25) in dem ersten Be reich (I) durch Bilden von ersten Gräben (9) und Leiten ei nes Ätzmittels durch die ersten Gräben (9) zum Entfernen von zumindest einem Teil der Isolationsschicht (1, 2) unter der leitenden Schicht (6);
Bilden eines mit der Leiterbahnschicht (3) elektrisch ver bundenen Kontaktelements (20) in dem zweiten Bereich (III) durch Bilden von zweiten Gräben (9'); und
Verkapseln des gebildeten beweglichen Elements (25) in dem ersten Bereich (I);
dadurch gekennzeichnet, daß
die Isolationsschicht (1, 2) in dem zweiten Bereich (III) beim Bilden des beweglichen Elements (25) in dem ersten Be reich (I) durch die leitende Schicht (6) geschützt bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweiten Gräben (9') erst nach dem Bilden des bewegli
chen Elementes (25) in dem ersten Bereich (I), vorzugsweise
erst nach dessen Verkapseln, gebildet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Metallisierungspad (7) auf dem Kontaktelement (20) ge
bildet wird und die zweiten Gräben (9') zum Bilden des Kon
taktelements (20) in dem zweiten Bereich (III) unter Ver
wendung des Metallisierungspads (7) als Maske geätzt wer
den, wobei der erste Bereich (I) durch die Verkapselung
maskiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich
net, daß im Bereich (III) beim Bilden der ersten Gräben (9)
ein Fensterbereich (FE) der leitenden Schicht (6) auf der
Isolationsschicht (1, 2) freigeätzt wird, welcher als Refe
renz zur Endpunkterkennung des Ätzens im ersten Bereich (I)
verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
unterhalb des Fensterbereichs (FE) in die Isolationsschicht
ein Leiterbahnschichtbereich (3') als vertikaler Ätzstopp
für das Ätzen der leitenden Schicht (6) verwendet wird, wo
bei die leitende Schicht (6) und die Leiterbahnschicht ei
nen Ätzstopp für das Oxidätzen bilden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Leiterbahnschichtbereich (3') an seinem Rand derart
mit der leitenden Schicht (6) verbunden wird, daß die lei
tende Schicht (6) als lateraler Ätzstopp in Richtung des
Kontaktelements (20) wirkt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) und die leiten
de Schicht (6) aus Silizium sind und der Schritt des Vorse
hens der Isolationsschicht (1, 2) mit der darin vergrabenen
strukturierten Leiterbahnschicht (3) folgende Schritte auf
weist:
Oxidieren des Substrats (10) zum Bilden einer ersten Oxid schicht (1);
Abscheiden und Strukturieren der Leiterbahnschicht (3) auf der ersten Oxidschicht (1); und
Bilden einer zweiten Oxidschicht (2) auf der strukturierten Leiterbahnschicht (3) und der umgebenden ersten Oxidschicht (1).
Oxidieren des Substrats (10) zum Bilden einer ersten Oxid schicht (1);
Abscheiden und Strukturieren der Leiterbahnschicht (3) auf der ersten Oxidschicht (1); und
Bilden einer zweiten Oxidschicht (2) auf der strukturierten Leiterbahnschicht (3) und der umgebenden ersten Oxidschicht (1).
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- 1999-04-29 US US09/302,224 patent/US6268232B1/en not_active Expired - Lifetime
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