DE19827056A1

DE19827056A1 - Mikromechanischer Magnetfeldsensor

Info

Publication number: DE19827056A1
Application number: DE19827056A
Authority: DE
Inventors: Martin Schoefthaler; Ralf Schellin; Harald Emmerich; Joerg Kaienburg
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1998-06-18
Publication date: 1999-12-23
Also published as: US6215318B1; JP2000028694A; JP4347951B2

Abstract

Die Erfindung schafft einen mikromechanischen Magnetfeldsensor mit einer Leiterbahneinrichtung (50), welche elastisch auslenkbar über einem Substrat (100) aufgehängt ist; einer mit der Leiterbahneinrichtung (50) verbundenen, mit dieser zusammen auslenkbaren ersten Kondensatorplatteneinrichtung (56, 57); einer mit dem Substrat (100) verbundenen feststehenden zweiten Kondensatorplatteneinrichtung (61, 66, 71, 76), welche mit der ersten Kondensatorplatteneinrichtung (56, 57) eine Kondensatoreinrichtung bildet; und Magnetfeld-Erfassungseinrichtung zum Leiten eines vorbestimmten Stroms (i) durch die Leiterbahneinrichtung (50) und Erfassen der in Abhängigkeit von einem anliegenden Magnetfeld auftretenden Kapazitätsänderung der Kondensatoreinrichtung. Die Magnetfeld-Erfassungseinrichtung kann mittels Kalibrierstromschleifen auch kalibrierbar gestaltet werden.

Description

STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mikromechanischen Magnetfeldsensor.

Im Stand der Technik sind verschiedene mikromechanische Ma gnetfeldsensoren bekannt, die basierend auf der auf elek trischen Ladungen wirkenden Lorentzkraft eine Wechselwir kung zwischen einem elektrischen Strom und einem Magnetfeld in eine Kraft umsetzen. Diese auf die Magnetfeldsensor struktur wirkende Kraft führt zu einer Auslenkung, die mit verschiedenen Verfahren detektiert werden kann.

Beispielhaft zum Stand der Technik sollen zunächst drei wippenförmige Sensorstrukturen beschrieben werden.

Die erste bekannte Magnetfeldsensorstruktur ist eine reso nante SiO₂-Torsionswippe, wie sie aus B. Eyre und K.S.J. Pister, Micromechanical Resonant Magnetic Sensor in Stan dard CMOS, Transducers 97, 1997 Int. Conf. Solid-State Sen sors and Actuators, Chicago, 16-19 Juni 1997 bekannt ist.

Bei dieser Lösung ist eine Aluminiumstromschleife auf einer über Torsionselemente aufgehängten frei schwebenden SiO₂- Wippenstruktur realisiert. Durch eine elektromagnetische Anregung (Wechselstrom, der mit dem Magnetfeld wechsel wirkt) mit der mechanischen Resonanzfrequenz des Schwingers stellt sich eine mechanische Torsionsschwingung ein. Die Amplitudendetektion erfolgt über eine piezoresistive Wheatstone-Brückenschaltung. Durch die hohe Strukturdämp fung (SiO₂-Al) werden selbst unter Vakuum nur geringe Güten (bzw. hohe Dämpfungswerte) erreicht, nämlich Güten im Be reich Q = 10. Durch die dünnen Trägerschichten (v.a. SiO₂) erfolgt eine starke Verbiegung der Wippenstruktur bei Krafteinwirkung.

Die zweite bekannte Magnetfeldsensorstruktur ist eine reso nante einkristalline Torsionswippe, wie sie aus Z. Kadar, A. Bossche und J. Mollinger, Integrated Resonant Magnetic- Field Sensor, Sensors and Actuators A, 41-42, (1994), pp. 66-69 bekannt ist.

Der Aufbau dieses Magnetfeldsensors besteht aus einer ein kristallinen, über Torsionsbalken aufgehängten Wippenstruk tur, auf die Aluminiumleiterbahnen aufgebracht sind. Es wird ebenfalls ein Wechselstrom mit der Resonanzfrequenz des mechanischen Torsionsschwingers durch die Leiterbahn geschickt. Es stellt sich eine Schwingungsamplitude (Tor sionswinkel) ein, die kapazitiv über separate Elektroden ausgelesen wird. Die Gegenelektrode wird durch eine struk turierte, leitende Schicht gebildet, welche auf einer Glas kappe mit Vertiefungen (Kavernen) aufgebracht ist. Durch das resonante Verfahren und die geringe "Strukturdämpfung" des Schwingers lassen sich, aufgrund eines möglichen Vaku umeinschlusses und damit verbundenen hohen Güten, angeblich Magnetfelder im nT-Bereich messen. Von den Autoren wird weiterhin ein großer dynamischer Bereich des Sensors ange geben. Zur kapazitiven Auslesung werden Feedback-Leiter bahnen und ein Synchrondemodulator (Trägerfrequenzver fahren) verwendet. Die Ruhekapazitäten der im Labor ver wirklichten Sensorlösung liegen im Bereich 0,5 pF. Der ent sprechende Herstellungsprozeß ist aufgrund der komplizier ten (und teuren) Prozeßschritte für eine preisgünstige Se rienfertigung kaum geeignet. Aus dieser Veröffentlichung geht nicht hervor, wie die dargestellte Leiterbahnüberkreu zung realisiert ist.

Die dritte bekannte Magnetfeldsensorstruktur ist eine nichtresonante Lösung, bei der eine Silizium-Wippenstruktur auf einer Wippenhälfte von einem Gleichstrom durchflossen (keine gesondert aufgebrachten Leiterbahnen) wird, der mit dem Magnetfeld wechselwirkt und eine Lorentzkraft erzeugt. Diese Kraft wird in ein Torsionsmoment umgesetzt, das dann die Wippenstruktur tordiert. Die sich aus dieser Torsion ergebenden Kapazitätsänderungen der Wippenflächen hin zu tieferliegenden Gegenelektroden werden mittels eines kapa zitiven Meßverfahrens ausgelesen.

Weiterhin gibt es Magnetfeldsensoren, die auf elektromagne tischen Materialeffekten basieren.

Beispielsweise wird der Hall-Effekt ausgenutzt. Der Hall- Effekt tritt in stromdurchflossenen Leitern bei Anwesenheit eines externen Magnetfeldes auf. In Abhängigkeit des strom durchflossenen Materials werden die Elektronen senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung abgelenkt. Durch diese Ablenkung ergibt sich eine Potentialdifferenz zwischen den beiden Seiten des Leiters, die den Hall-Meßeffekt darstellt. Zu den Hall-Sensoren können folgende Nachteile aufgeführt wer den: stark begrenzte Auflösung (übliche Auflösungsgrenzen liegen im mT-Bereich), eine begrenzte Dynamik, ein großer Offset und eine starke Temperaturabhängigkeit des Meßef fekts.

Weitere Sensoren, die auf elektromagnetischen Material effekten basieren, sind magnetoresistive Sensoren, die durch eine Erhöhung des elektrischen Widerstandes bei Anwe senheit eines Magnetfeldes gekennzeichnet sind (siehe z. B. M.J. Caruso, Applications of Magnetoresistive Sensors in Navigation Systems, 1997 Society of Automotive Engineers, Inc., Publ. # 970602, pp 15-21).

Fluxgate-Sensoren, bei denen üblicherweise Sensor und Elek tronik auf einem Chip vorgesehen sind und die teilweise ei ne hohe Auflösung von typischerweise 9 mV/µT besitzen, wur den beispielsweise von R. Gottfried-Gottfried, W. Budde, R. Jähne, H. Kück, B. Sauer, S. Ulbricht und U. Wende, A Mi niaturized Magnetic-Field Sensor System Consisting Of A Planar Fluxgate Sensor And A CMOS Readout Circuitry, Sen sors and Actuators A54 (1996), pp. 443-447 offenbart.

Als nachteilhaft bei den obigen bekannten Ansätzen hat sich die Tatsache herausgestellt, daß die Magnetfeldsensoren entweder eine geringe Auflösung bzw. Empfindlichkeit besit zen, einen hohen temperaturabhängigen Offset besitzen oder nur sehr aufwendig herstellbar sind.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee be steht darin, daß eine durch die Lorentzkraft verursachte Bewegung der Sensorstruktur kapazitiv über vorzugsweise kammartige Elektroden detektiert wird. Es erfolgt dabei in sofern die Ausnutzung der Lorentzkraft, daß durch einen in einem (freischwebenden) elektrischen Leiter eingeprägten Strom und ein extern anliegendes Magnetfeld eine laterale Bewegung der freischwebenden Struktur hervorgerufen wird.

Die Verwendung von feststehenden Elektrodenkämmen (fest stehende Kammstruktur) und beweglichen Elektrodenkämmen (bewegliche Kammstruktur), welche vorzugsweise in bekannter Oberflächen-Siliziummikromechanik hergestellt werden, er möglicht die Erzeugung einer bewegungsabhangigen Kapazi tätsänderung.

Die Anordnung der Kämme kann parallel oder senkrecht zur Bewegungsrichtung (bzw. senkrecht oder parallel zur Lei tereinrichtung) erfolgen. Die Kämme besitzen ein einheitli ches elektrisches Potential, was die elektrisch-kapazitive Auslesung der Bewegung erheblich vereinfacht. Eine solche Lösung ist bisher nicht bekannt, denn bei allen bekannten Lösungen besitzt die bewegliche Elektrode ein ortsabhängi ges elektrisches Potential.

Durch eine zusätzliche, vorzugsweise weiche Feder kann das besagte Potential abgegriffen und z. B. für eine elektrische Regelung verwendet werden.

Bei der kapazitiven Erfassung der Sensorbewegung durch ein kapazitives Meßverfahren wird die Abstandsänderung zwischen feststehenden und beweglichen Elektrodenkämmen in ein elek trisches Signal umgesetzt, bzw. die Flächenüberdeckung zwi schen beweglichen und festen Elektroden führt zu einer Ka pazitätsänderung. Durch die kapazitive Auslesung des Ampli tudensignals wird ein geringer Temperaturgang und eine ge ringe Temperaturhysterese erwartet.

Möglich ist eine Verwendung des Sensors für statische und dynamische, insbesondere resonante Betriebsmodi, also eine Auslenkung der Sensorstruktur mittels eines Gleichstromes oder eines Wechselstromes im Magnetfeld. Im einen Fall er gibt sich eine statische Auslenkung, im anderen eine Schwingbewegung. Im dynamischen Betrieb in Verbindung mit einem Differenzkapazitätsmeßverfahren sind Querbeschleuni gungen, je nach mechanischer Resonanzfrequenz, vernachläs sigbar.

Es besteht weiterhin die Möglichkeit eines Vakuumeinschlus ses für den dynamischen Betrieb zur Erhöhung der Schwin gungsgüte und damit Verbesserung der Empfindlichkeit gegen über statischen Systemen. Der resonante Betrieb unter einer Vakuumatmosphäre erlaubt gegenüber statischen Meßverfahren eine deutlich höhere Empfindlichkeit (hohe Schwingungs amplituden bei hoher Güte durch Resonanzverstärkung). Statt eines Wechselstromes kann ein Gleichstrom durch die Struk tur geschickt werden, so daß Wechselmagnetfelder detektiert werden können.

Der erfindungsgemäße mikromechanische Magnetfeldsensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist gegenüber den bekannten Lösungsansätzen den besonderen Vorteil auf, daß er eine ho he Magnetfeldauflösung besitzt, nämlich im µT-Bereich, daß er eine geringe Baugröße besitzt und daß er in einem Stan dard-Oberflächenmikromechanik-Fertigungsprozeß kostengün stig herstellbar ist.

Bei dem Serienherstellungsprozeß handelt es sich um einen Prozeß, der aus der Fertigung von Beschleunigungssensoren mit Kammstrukturen bekannt ist. Die Verwendung der Oberflä chenmikromechanik, speziell des Serienherstellungsprozesses mit einer dicken Epipolyschicht, erlaubt die Bildung einer steifen Sensorstruktur, die eine geringe Querempfindlich keit erreichen läßt. Darüber hinaus ermöglicht die Oberflä chenmikromechanik eine Zwei-Wafer-Lösung (Sensor und Kappe) anstatt einer Drei-Wafer-Lösung (wie sie z. B. aus Z. Kadar, A. Bossche und J. Mollinger, Integrated Resonant Magnetic- Field Sensor, Sensors and Actuators A, 41-42, (1994), pp. 66-69 bekannt ist).

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Magnetfeldsensors sind die Möglichkeiten, eine laterale Bewegung der Sen sorsstruktur vorzusehen und einen resonanten Betrieb mit einer hohen Güte und einer damit verbundenen Empfindlich keitssteigerung durchzuführen.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbil dungen und Verbesserungen des in Anspruch 1 angegebenen mi kromechanischen Magnetfeldsensors.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Leiterbahn einrichtung einen in einer ersten Richtung verlaufenden länglichen ersten Balken auf, der an seinen Enden an einer jeweiligen Federeinrichtung über dem Substrat elastisch im wesentlichen nur in einer zweiten Richtung auslenkbar auf gehängt ist. Dies hat den Vorteil, daß bei der Auswertung nur Kräfte in der zweiten Richtung berücksichtigt werden müssen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Leiterbahneinrichtung einen länglichen zweiten und dritten Balken auf, welche in entgegengesetzte Richtungen im we sentlichen senkrecht vom ersten Balken abzweigend über dem Substrat verlaufen. Dieser zweite und dritte Balken dienen vorzugsweise zur Verankerung der beweglichen ersten Konden satorplatteneinrichtung. Die gegenüberliegende Abzweigung ermöglicht, daß die Kondensatorplatten der beweglichen er sten Kondensatorplatteneinrichtung alle im wesentlichen auf demselben Potential liegen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die erste Kondensatorplatteneinrichtung eine Vielzahl von Bal ken auf, welche vom zweiten und dritten Balken abzweigen und im wesentlichen parallel oder senkrecht zum ersten Bal ken über dem Substrat verlaufen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind der zweite und/oder der dritte Balken an seinem von dem ersten Balken entfernten Ende (vorzugsweise weich) über dem Substrat aufgehängt, so daß über die Aufhängung ein elek trisches Potential davon abgreifbar ist, wobei vorzugsweise ein einheitliches Elektrodenpotential vorgesehen ist. Der Potentialabgriff läßt eine Kontrolle bzw. Regelung des Kammpotentials über die Potentiale an den Stromzuführungen der Leiterbahneinrichtung zu.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die zweite Kondensatorplatteneinrichtung eine Vielzahl von Bal ken auf, welche an ihrem einen Ende im Substrat verankert und derart angeordnet sind, daß sie mit der ersten Konden satorplatteneinrichtung eine Differenzkondensatoreinrich tung bilden. So läßt sich das aus der Beschleunigungssen sortechnik bekannte oder ein modifiziertes Differenzkapazi tätsverfahren zur Auswertung heranziehen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Ma gnetfeld-Erfassungseinrichtung derart gestaltet, daß sie einen Gleichstrom durch die Leiterbahneinrichtung leitet und ein anliegendes Magnetfeld über eine statische Kapazi tätsänderung erfaßt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Ma gnetfeld-Erfassungseinrichtung derart gestaltet, daß sie einen Wechselstrom vorzugsweise mit der mechanischen Eigen frequenz der auslenkbaren Komponenten durch die Leiterbah neinrichtung leitet und somit ein anliegendes Magnetfeld über eine dynamische Kapazitätsänderung erfaßt. Dieses Ver fahren ermöglicht eine höhere Auflösung (insbesondere bei der Resonanzfrequenz) und die Eliminierung statischer Stö reinflüsse.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist zumin dest auf dem länglichen ersten Balken der Leiterbahnein richtung eine leitfähige Schicht, z. B. dotiertes Polysili zium oder eine Aluminiumschicht, abgeschieden. Diese bringt den Vorteil der kontrollierten Einstellbarkeit des Wider standes der Leiterbahneinrichtung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist auf dem umgebenden Substrat eine Kalibrierstromschleife vorgesehen, über die ein Kalibriermagnetfeld eingeprägt werden kann. Durch entsprechende Referenzmessungen können somit Tempera tureinflüsse oder Störungsmagnetfelder eliminiert werden.

Ein bevorzugtes Herstellungsverfahren ist Gegenstand von Anspruch 14.

ZEICHNUNGEN

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine erste Aus führungsform des erfindungsgemäßen mikromechani schen Magnetfeldsensors;

Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht der er sten Ausführungsform des erfindungsgemäßen mikro mechanischen Magnetfeldsensors;

Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht durch eine verkapselte Sensorstruktur mit der ersten Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen mikromechanischen Magnetfeldsensors entlang der Linie A-A' in Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen mi kromechanischen Magnetfeldsensors; und

Fig. 5 eine schematische perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen mi kromechanischen Magnetfeldsensors.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Bestandteile.

Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht auf eine erste Aus führungsform des erfindungsgemäßen mikromechanischen Ma gnetfeldsensors und Fig. 2 eine entsprechende schematische perspektivische Ansicht.

In Fig. 1 bzw. 2 bezeichnen Bezugszeichen 10, 20 Stromzu führungen; 30, 40 Federeinrichtungen; 35, 45 Verankerungen; 50 eine Leiterbahneinrichtung in Form eines ersten Balkens; 55a, 55b einen zweiten bzw. dritten Balken; 55c einen vier ten Balken; 56, 57 bewegliche Kondensatorplatten; 60, 65, 70, 75 elektrische Anschlüsse für feststehende Kondensator platten; 61, 66, 71, 76 feststehende Kondensatorplatten; 80 eine Federeinrichtung; 90 einen elektrischen Anschluß; 95 eine Verankerung; 100 ein Substrat aus Silizium; 110 erste Isolatorschicht aus Siliziumdioxid; 120 eine erste Leiter schicht aus vergrabenem Polysilizium; 130 zweite Leiter schicht aus Epitaxie-Polysilizium; X, Y, Z Richtungen, Δy eine Auslenkung und A, A' eine Schnittrichtung bzgl. Fig. 3.

Die Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 weist eine symmetri sche, zweckmäßigerweise perforierte Schwingerstruktur auf, die an zwei Enden über die Federeinrichtungen 30, 40 beweg lich aufgehängt ist.

Diese perforierte Schwingerstruktur besteht aus dem leiter bahnförmigen ersten Balken 50 (Leiterbahneinrichtung) zwi schen den Federeinrichtungen 30, 40 und den in der Mitte dieses ersten Balkens 50 abzweigenden zweiten und dritten Balken 55a, 55b mit der davon abzweigenden kammförmigen be weglichen ersten Kondensatorplatten-Kammstruktur 56, 57.

Die Schwingerstruktur ist über die Federeinrichtungen 30, 40 mechanisch über die erste Leiterschicht 120 und die er ste Isolatorschicht 110 (z. B. aus thermischem Oxid) mit dem Si-Substrat 100 verbunden, wobei eine elektrische Verbin dung zu den in der ersten Leiterschicht 120 ausgeführten Stromzuführungen 10, 20 besteht. Die Federeinrichtungen 30, 40, welche hier mäanderförmig dargestellt sind (doch auch eine andere geeignete Geometrie aufweisen können), sind derart ausgelegt, daß sie eine relativ weiche Aufhängung in y-Richtung darstellen. Andererseits ist die Schwingerstruk tur in x- bzw. z-Richtung durch eine steife Auslegung der Federelemente nur schwer auslenkbar.

Sowohl die bewegliche Leiterbahneinrichtung 50 als auch die daran angebundene Kondensatorplatten-Kammstruktur 56, 57 sind ausreichend steif dimensioniert, um gegenüber Verbie gungen und Verwindungen, die Störmoden bewirken würden, re sistent zu sein.

Mechanisch feststehend und elektrisch isoliert über die er ste Leiterschicht 120 und die erste Isolatorschicht 110 mit dem Substrat 100 verbunden ist die zweite Kondensatorplat ten-Kammstruktur, die eine Vielzahl von Balken 61, 66, 71, 77 aufweist, welche derart angeordnet sind, daß sie mit der ersten Kondensatorplatten-Kammstruktur 56, 57 eine Diffe renzkondensatoreinrichtung bilden, wie sie von Beschleuni gungssensoren her wohlbekannt ist und daher hier nicht nä her erläutert wird. Eine elektrische Verbindung besteht zu den in der ersten Leiterschicht 120 ausgeführten elektri schen Anschlüssen 60, 65, 70, 75.

Nur in Fig. 1 (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht in Fig. 2) ist die Federeinrichtung 80, die an der bewegli chen Schwingerstruktur angreift und einen elektrischen Po tentialabgriff über den Anschluß 90 ermöglicht, darge stellt. Die Federkonstante der Federeinrichtung 80 kann da bei wesentlich geringer als diejenige der Federeinrichtun gen 30, 40 sein. Die läßt sich durch einen größeren Biege radius und/oder eine geringere Breite erreichen.

Im folgenden wird die Funktionsweise der in Fig. 1 und 2 illustrierten Ausführungsform näher erläutert.

Über die Stromzuführung 10 wird ein Strom i in die Schwin gerstruktur geleitet. Der Strom i fließt über die Leiter bahn in der Leiterschicht 120 in das feststehende Epitaxie- Polysilizium der Verankerung 35. Über dieses gelangt der Strom i in die Federeinrichtung 30, weiter in die Schwin gerstruktur, d. h. durch die Leiterbahneinrichtung 50, und schließlich über die gegenüberliegenden Federeinrichtung 40 und die Verankerung 45 und von dort über die Leiterbahn in der Leiterschicht 120 zur anderen Stromzuführung 20.

Bei gleichzeitiger Anwesenheit eines eingeprägten Stromes i und eines externen Magnetfeldes B wird eine Lorentzkraft auf die Leiterbahneinrichtung 50 ausgeübt.

Die resultierende Lorentzkraft F aufgrund eines externen Magnetfeldes B und des eingeprägten Stromes i durch die Leiterbahneinrichtung 50 (Leiterbahnlänge l) ergibt sich aus folgender Vektorbeziehung:

F = l.i x B (1)

wobei die Lorentzkraft F sowohl zum eingeprägten Stromfluß i als auch zum Magnetfeld B senkrecht steht. In Vektorkom ponentenschreibweise ergibt sich:

F_x = l.(i_yB_z - i_zB_y) (2)

F_y = l.(i_zB_x - i_xB_z) (3)

F_z = l.(i_xB_y - i_yB_x) (4).

Da es lediglich eine Stromkomponente i_x in x-Richtung in der Leitereinrichtung 50 gibt (die anderen sind Null oder heben sich gegenseitig auf), kann vereinfachend geschrieben werden:

F_x = 0 (2')

F_y = l.(-i_xB_z) (3')

F_z = l.(i_xB_y) (4').

Wirksame Kräfte entstehen also nur, wenn sowohl ein Magnet feld als auch ein Strom anliegen, und zwar nur senkrecht zur x-Richtung (Stromrichtung). Ohne Magnetfeld sind keine Kräfte - außer der Gewichtskraft (bzw. etwaigen Beschleuni gungskräften) - auf die Schwingerstruktur wirksam.

Der Kraft auf die Schwingerstruktur wirkt die Federrück stellkraft der "zusammengeschalteten" Federeinrichtungen 30, 40, 80 entgegen.

Es stellt sich dann eine von der Federrückstellkraft und der in y-Richtung wirkenden Lorentzkraft F_y = l.(-i_xB_z) abhängige Auslenkung Δy ein. Eine Auslenkung Δz geht nicht in das Meßsignal ein bzw. ist durch die steife Auslegung der Federn in z-Richtung in diesem Ausführungsbeispiel ver nachlässigbar. Die Auslenkung Δy läßt sich dann über die bewegliche Kondensatorplatten-Kammstruktur 56, 57 und die feststehenden Kondensatorplatten-Kammstruktur 61, 66, 71, 77 elektrisch bestimmen. Bei der Auslenkung Δy verringert sich der Abstand zwischen den Zinken bzw. Fingern des be weglichen Kondensatorkammes und den Zinken des feststehen den Kondensatorkamms auf der einen Seite um Δy, während sich der Abstand auf der anderen Seite um Δy vergrößert. Mit dieser Abstandsänderung geht eine Kapazitätsänderung der dadurch gebildeten Kondensatoreinrichtung einher, die meßtechnisch, z. B. mit einem Differenzkapazitätsmeßverfah ren, ermittelt werden kann. Durch die Parallelschaltung mehrerer Kammzinken wird eine insgesamt größere Kapazi tät(sänderung) erreicht, welche leichter meßbar ist.

Durch die Verzweigung der Schwingerstruktur hin zu den be weglichen Kammstrukturen an derselben Stelle der Leiter bahneinrichtung 50 besitzen diese beweglichen Kammstruktu ren überall dasselbe elektrische Potential. Dies verein facht die elektronische Auswertung erheblich.

Die elektronische Anregung und Auswertung kann entweder statisch oder dynamisch erfolgen.

Im statischen Betriebsmodus wird ein Gleichstrom durch die Schwingerstruktur geschickt. Der bei Anwesenheit eines ex ternen Magnetfeldes entstehenden Lorentzkraft wirkt die Kraft durch die Federeinrichtungen 30, 40 (über die die Schwingerstruktur beweglich aufgehängt ist) entgegen. Bei Einstellung eines Kräftegleichgewichts mit den Federein richtungen 30, 40 stellt sich eine magnetfeldabhängige sta tische laterale Auslenkung Δy der frei schwebenden Schwin gerstruktur ein, welche sich z. B. durch ein Differenzkapa zitätsmeßverfahren elektrisch bestimmen läßt.

Im dynamischen Betriebsmodus wird zweckmäßigerweise ein Wechselstrom durch die Leiterbahneinrichtung 50 geleitet, welcher mit der Resonanzfrequenz des mechanischen Feder- Masse-Systems oszilliert ("Amplitudenresonanzfrequenz"). Es ist allerdings auch eine unterkritische Anregungsfrequenz möglich, die weniger empfindlich auf den eingeschlossenen Luftdruck und die exakte Abstimmung der elektrischen Anre gungsfrequenz auf die mechanische Resonanzfrequenz rea giert. Außerdem kann die Frequenz des Wechselstroms durch eine elektrische Rückkoppelung der Schwingbewegung exakt auf die Amplitudenresonanz geregelt und darauf gehalten werden.

Liegt ein externes Magnetfeld an, so wirkt eine ebenfalls oszillierende Kraft auf die Leitereinrichtung 50. Nach der Einschwingzeit des mechanisch-elektrischen Schwingersystems stellt sich eine mechanische Schwingungsamplitude ein, die von der Dämpfung (bzw. die Güte), die in erster Linie durch die innendruckabhängige Luftreibung bestimmt ist, und der gemessenen Magnetfeldkomponente B_z beim eingeprägten Strom abhängt. Die mechanische Schwingungsbewegung läßt sich ebenfalls kapazitiv über die Kammstruktur messen (z. B. durch ein Trägerfrequenzmeßverfahren).

Statische Auslenkungen aufgrund der Erdbeschleunigung gehen wegen der steifen Struktur und wegen des dynamischen Meß verfahrens, bei geeigneter Wahl der Resonanzfrequenz, in erster Näherung nicht in das Meßsignal ein.

Das resonante Verfahren ermöglicht durch die Ausnutzung der Amplitudenüberhöhung bei der Resonanzfrequenz auch eine deutlich höhere Auflösung bzw. Empfindlichkeit als das sta tische Verfahren, bzw. bei gleichem anliegenden externen Magnetfeld ergibt sich eine größere Maximalauslenkung der Schwingerstruktur.

Bei der Verwendung eines Ladungsverstärkers kann ein defi niertes Potential der beweglichen Kammstruktur die elektri sche Kapazitätsmessung erheblich vereinfachen. Über eine vorzugsweise weiche Federeinrichtung 80 kann ein entspre chender Potentialabgriff realisiert werden. Der Potential abgriff läßt - im Fall von elektrischen Unsymmetrien (Widerstand der Leiterbahnen, etc.) - eine Regelung des Kammpotentials über die Eingangsspannungen (Potentiale an den beiden Stromzuführungen 10, 20) zu.

Fig. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht durch eine verkapselte Sensorstruktur mit der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen mikromechanischen Magnetfeldsensors entlang der Linie A-A' in Fig. 1.

In Fig. 3 bezeichnen zusätzlich zu den bereits eingeführten Bezugszeichen 135 einen Sockel; 140 eine zweite Isolator schicht aus Siliziumdioxid; 150 ein Glaslot; 160 eine Kappe in Form eines Siliziumwafers; 170 eine dritte Leiterschicht aus Aluminium für ein Bondpad; 175 einen Bondpadsockel und 180 eine Bondpadöffnung.

Mit Bezug auf Fig. 3 wird das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen mikromechanischen Magnetfeldsensors näher erläutert.

Auf dem bereitgestellten Substrat 100 erfolgt zunächst ein Abscheiden bzw. Aufwachsen und Strukturieren der ersten Isolatorschicht 110 aus Siliziumdioxid.

Darauf wird die erste Leiterschicht 120 aus (zu vergraben dem) LPCVD-Polysilizium zum Bilden der elektrischen An schlüsse für die Leiterbahneinrichtung 50 und die Kondensa toreinrichtung abgeschieden und strukturiert.

Danach erfolgt ein Abscheiden und Strukturieren der zweiten Isolatorschicht 140 aus Siliziumdioxid auf der resultieren den Struktur.

Zum Bilden der Leiterbahneinrichtung 50 und der Kondensa toreinrichtung erfolgt nun ein Abscheiden und Strukturieren der zweiten Leiterschicht 130 aus Epitaxie-Polysilizium auf der resultierenden Struktur. Auch werden aus dieser zweiten Leiterschicht 130 der Sockel 135 für den Kappenwafer 160 und der Bondpadsockel 175 gebildet.

Durch ein Unterätzen des Oxids der auslenkbaren Komponenten 30, 40, 50, 55a, 55b, 56, 57 werden diese über dem Substrat 100 frei beweglich gemacht.

Schließlich erfolgt ein Verkappen der auslenkbaren Kompo nenten 30, 40, 50, 55a, 55b, 56, 57. Für den Verkappungs prozeß ist hier exemplarisch eine Glaslot-Verbindungs technik dargestellt. Mit ihr lassen sich Sensoren herme tisch verkapseln und gleichzeitig ein Vakuum einschließen (über das dann die Güte bzw. die Dämpfung des Systems ein gestellt werden kann). Es können jedoch auch andere Techni ken, z. B. anodisches Bonden, für eine Verkappung verwendet werden.

Fig. 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen mikromechani schen Magnetfeldsensors.

In Fig. 4 bezeichnen zusätzlich zu den bereits eingeführten Bezugszeichen 200 die oben erläuterte mikromechanische Ma gnetfeldsensorstruktur als Funktionsblock, 210 eine Kali brierstromschleife, 220 Bondpads und i_E einen Kalibrier strom.

Im obigen wurde eine mikromechanische Magnetfeldsensor struktur 200 beschrieben, welche zur Erfassung eines exter nen Magnetfeldes resonant und nicht resonant betrieben wer den kann.

Insbesondere im resonanten Fall hängt das detektierte Span nungssignal U, welches eine Funktion der Erfassungskapazi tät C zwischen den Kammelektroden ist, nicht nur vom exter nen Magnetfeld, sondern auch von der Güte bzw. Dämpfung des schwingenden Systems ab.

Die Erfassungskapazität C ist wiederum eine Funktion der Zeit beim resonanten Betrieb mit der Resonanzfrequenz f_res, wobei t = 1/f_res, des zum stromdurchflossenen Leiter senk recht stehenden Magnetfeldes B_90° und der Güte Q, welche un ter anderem eine Funktion des den Schwinger umgebenden Luftdrucks ist, also gilt die Beziehung:

C = f(t, B_90°, Q) (5).

Da vor allem der Luftdruck aufgrund von Prozeßschwankungen beim Vakuumeinschluß nicht exakt eingestellt werden kann und der Luftdruck sich zudem mit der Umgebungstemperatur ändert, verwendet man zweckmäßigerweise eine Kalibrierrefe renz, mittels derer der Meßwert kalibriert wird.

Die vorliegende Ausführungsform nach Fig. 4 bedient sich dazu der Kalibrierstromschleife 210, welche um die Magnet feldsensorstruktur 200 herum angeordnet ist. Die prozeß technische Ausführung der Kalibrierstromschleife 210 und der Überkreuzungen erfolgt zweckmäßigerweise nach Standard techniken in unterschiedlichen Ebenen, wie z. B. mit vergra benem Polysilizium, Epitaxie-Polysilizium und Aluminium.

Dieser Kalibrierstromschleife 210 wird über zwei Bondpads 220 ein konstanter Kalibrierstrom i_E eingeprägt. Durch die sen Kalibrierstromfluß erzeugt die Kalibrierstromschleife 210 ein konstantes Kalibriermagnetfeld in ihrem Zentrum bzw. im gesamten Innern der Schleife. Da die aktive Sensor struktur 200 im Innern der Kalibrierstromschleife 210 liegt, kann ein entsprechender Meßeffekt beim eingeprägten Meßstrom i erzielt werden.

Da konstante Kalibrierströme i_E relativ leicht temperatur stabil erzeugt werden können, kann somit ein von der Güte Q bzw. von der Umgebungstemperatur unabhängiges Magnetfeld erzeugt werden.

Durch ein Einschalten oder Umpolen des Kalibrierstroms i_E in gewissen Abständen kann über die Ausgangssignaländerung beim Einschalten der Magnetfeldsensor kalibriert werden. Zum Beispiel kann der Anregungs-Wechselstrom durch die Lei terbahneinrichtung bezüglich seiner Amplitude nachgeregelt werden, um bei einem bestimmten Kalibriermagnetfeld eine bestimmte Meßamplitude aufzuweisen.

Durch einmaliges Kalibrieren kann das Ausgangssignal beim vorherrschenden Kavernen-Innendruck, der wie gesagt Prozeß schwankungen unterliegt, auf den Sollwert gebracht werden. Durch zyklisches Einschalten kann der Temperatureinfluß auf den Kavernen-Innendruck elektronisch eliminiert werden.

Weiterhin sind Kalibrierungen unter Abschirmung etwaiger Umgebungsfelder, wie z. B. dem Erdmagnetfeld, denkbar.

Fig. 5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht ei ner dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen mikrome chanischen Magnetfeldsensors.

Diese dritte Ausführungsform ist eine Erweiterung des vor geschlagenen Meßprinzips in eine zweite Dimension (Achse). Während bei der oben beschriebenen ersten und zweiten Aus führungsform eine laterale Bewegung, welche durch ein Ma gnetfeld und einen im beweglichen Leiter eingeprägten Strom verursacht wird, kapazitiv über die resultierende Auslen kung Δy der Sensorstruktur erfaßt wird, wird bei der drit ten Ausführungsform eine Auslenkung Δz der Sensorstruktur erfaßt.

Dazu wird die Federanordnung derart ausgelegt, daß zusätz lich eine weiche Feder in der z-Richtung vorgesehen ist. Damit läßt sich prinzipiell auch die z-Auslenkung und damit eine zweite Achse eines anliegenden Magnetfeldes kapazitiv detektieren.

In Fig. 5 bezeichnet 200 eine Magnetfeldsensorstruktur ge mäß der ersten bzw. zweiten Ausführungsform mit lateralen Kammelektroden sowie einer Federaufhängung zu einem ano disch gebondeten Substratwafer 100 mit einer strukturierten Metallschicht 230, einer vergrabenen Polysiliziumschicht 240, einer Oxidschicht 250, einer Epitaxie-Polysilizium schicht 260, einer vergrabenen Maskierungsschicht 270, ei ner weiteren Epitaxie-Polysiliziumschicht 280 und der be reits eingeführten Kappe 160.

Die mit 240 bezeichnete vergrabene Polysiliziumschicht dient hierbei als erste Elektrode für die Erfassung des Ma gnetfeldes in der z-Richtung, wobei C1 die Kapazität zwi schen der vergrabenen Polysiliziumschicht 240 und der be wegten Leiterbahneinrichtung 50 bzw. den lateralen Elektro den bzw. separat vorgesehenen Flächen mit demselben ein heitlichen Potential wie dem der anderen beweglichen Elek troden ist.

Die strukturierte Metallschicht 230 auf der Glaswaferkappe 160 dient als zweite Elektrode für die Erfassung des Ma gnetfeldes in der z-Richtung, wobei C2 die Kapazität zwi schen der strukturierten Metallschicht 230 und der bewegten Leiterbahneinrichtung 50 bzw. den lateralen Elektroden bzw. separat vorgesehenen Flächen mit demselben einheitlichen Potential wie dem der anderen beweglichen Elektroden ist.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Anschlüsse zu der vergrabenen Polysiliziumschicht 240 und der strukturier ten Metallschicht 230 nicht dargestellt.

Werden die Abstände zwischen der beweglichen Magnetfeldsen sorstruktur und der vergrabenen Polysiliziumschicht 240 bzw. der strukturierten Metallschicht 230 vorzugsweise gleich groß gewählt, so läßt sich auch hier das Differen tialkondensatorprinzip meßtechnisch verwenden, da eine Aus lenkung in z-Richtung die eine Kapazität C1 verkleinert und die andere Kapazität C2 vergrößert.

Die Herstellung des Sensorwafers 100 erfolgt beispielsweise nach einem üblichen Verfahren. Die Herstellung des Kappen wafers 160 kann über ein Besputtern oder Aufdampfen der Me tallschicht 230 und ein anschließendes Strukturieren ver laufen. Die Strukturierung erfolgt derart, daß es im anodi schen Bondbereich entfernt wird und im Elektroden- und Kon taktierbereich stehengelassen wird. Anschließend erfolgt das anodische Bonden zwischen den beiden Wafern 100, 160.

Das geschilderte Verfahren dient nur als Beispiel. Es sind auch andere Verfahrensweisen, z. B. Strukturieren einer Si liziumkappe mit Einbringen von isolierten Elektroden zur Herstellung der nach oben gerichteten Elektroden denkbar.

Werden zwei vorzugsweise identische Sensorstrukturen, die in z-Richtung auslenkbar sind, um 90° zueinander verdreht in der Waferebene angeordnet, von denen mindestens eine Sensorstruktur zusätzlich laterale Auslenkungen erfassen kann, so läßt sich das Magnetfeld in allen drei Raumachsen x, y und z bestimmen.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise mo difizierbar.

Insbesondere ist die Geometrie der Kondensatoreinrichtung nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt, sondern weitläufig variierbar.

Auch lassen sich nicht nur statische Magnetfelder, sondern auch oszillierende Magnetfelder mit dem erfindungsgemäßen mikromechanischen Magnetfeldsensor messen, und zwar sowohl statisch als auch dynamisch.

Der Sensor kann nicht nur zur Magnetfeldmessung, sondern auch für Anwendungen verwendet werden, die magnetische Meß effekte nutzen, aber die magnetischen Größen nicht direkt wiedergeben (z. B. Drehzahlmessung, Winkelmessung, Endschal ter, etc.).

Weiterhin kann auf dem ersten länglichen Balken 50 eine leitfähige Schicht, z. B. dotiertes Polysilizium oder eine Aluminiumschicht, abgeschieden werden, um dessen Widerstand kontrolliert zu erniedrigen.

Schließlich sind die angegebenen Materialien nur beispiel haft gewählt und können selbstverständlich durch andere ge eignete Materialien ersetzt werden.

Bezugszeichenliste

10

,

20

Stromzuführung

30

,

40

Federeinrichtung

35

,

45

Verankerung

50

Leiterbahneinrichtung, erster Balken

55

a,

55

b zweiter, dritter Balken

55

c vierter Balken
X, Y, Z Richtungen
Δy Auslenkung
A, A' Schnittrichtung

56

,

57

bewegliche Kondensatorplatten

60

,

65

,

70

,

75

elektrische Anschlüsse für feststehende Kondensatorplatten

61

,

66

,

71

,

76

feststehende Kondensatorplatten

80

weitere Federeinrichtung

90

elektrischer Anschluß

95

Verankerung

100

Substrat

110

erste Isolatorschicht

120

erste Leiterschicht

130

zweite Leiterschicht

135

Sockel

140

zweite Isolatorschicht

150

Glaslot

160

Kappe

170

dritte Leiterschicht

175

Bondpadsockel

180

Bondpadöffnung

200

Magnetfeldsensorstruktur

210

Kalibrierstromschleife

220

Bondpads

230

strukturierte Metallschicht, fünfte Leiterschicht

240

vergrabene Polysiliziumschicht, vierte Leiterschicht

250

Oxidschicht

260

Epitaxie-Polysiliziumschicht

270

vergrabene Maskierungsschicht

280

Epitaxie-Polysiliziumschicht
i Meßstrom
i_E

Kalibrierstrom

Claims

1. Mikromechanischer Magnetfeldsensor mit:
einer Leiterbahneinrichtung (50), welche elastisch auslenk bar über einem Substrat (100) aufgehängt ist;
einer mit der Leiterbahneinrichtung (50) verbundenen, mit dieser zusammen auslenkbaren ersten Kondensatorplattenein richtung (56, 57);
einer mit dem Substrat (100) verbundenen feststehenden zweiten Kondensatorplatteneinrichtung (61, 66, 71, 76), welche mit der ersten Kondensatorplatteneinrichtung (56, 57) eine Kondensatoreinrichtung bildet; und
einer Magnetfeld-Erfassungseinrichtung zum Leiten eines vorbestimmten Stroms (i) durch die Leiterbahneinrichtung (50) und Erfassen der in Abhängigkeit von einem anliegenden Magnetfeld auftretenden Kapazitätsänderung der Kondensator einrichtung.

2. Mikromechanischer Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahneinrichtung (50) einen in einer ersten Richtung (X) verlaufenden länglichen ersten Balken (50) aufweist, der an seinen Enden an einer jeweiligen Federeinrichtung (30; 40) über dem Substrat (100) elastisch im wesentlichen nur in einer zweiten Rich tung (Y) auslenkbar aufgehängt ist.

3. Mikromechanischer Magnetfeldsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahneinrichtung (50) einen länglichen zweiten und dritten Balken (55a, 55b) auf weist, welche in entgegengesetzte Richtungen (Y, -Y) im we sentlichen senkrecht vom ersten Balken (50) abzweigend über dem Substrat (100) verlaufen und vorzugsweise das einheit liche elektrische Potential des Abzweigungspunktes von der Leiterbahneinrichtung (50) besitzen.

4. Mikromechanischer Magnetfeldsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kondensatorplatten einrichtung (56, 57) eine Vielzahl von Balken (56, 57) auf weist, welche vom zweiten und dritten Balken (55a, 55b) ab zweigen und im wesentlichen parallel oder senkrecht zum er sten Balken (55) über dem Substrat (100) verlaufen.

5. Mikromechanischer Magnetfeldsensor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und/oder der dritte Balken (55a, 55b) an seinem von dem ersten Balken (50) entfernten Ende über dem Substrat (100) aufgehängt sind und über die Aufhängung ein elektrisches Potential da von abgreifbar ist, wobei vorzugsweise ein einheitliches Elektrodenpotential vorgesehen ist.

6. Mikromechanischer Magnetfeldsensor nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kondensatorplatteneinrichtung (61, 66, 71, 77) eine Vielzahl von Balken (61, 66, 71, 77)) aufweist, welche an ihrem einem Ende im Substrat (100) verankert sind und der art angeordnet sind, daß sie mit der ersten Kondensator platteneinrichtung (56, 57) eine Differenzkondensatorein richtung bilden.

7. Mikromechanischer Magnetfeldsensor nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ma gnetfeld-Erfassungseinrichtung derart gestaltet ist, daß sie einen Gleichstrom durch die Leiterbahneinrichtung (50) leitet und ein anliegendes Magnetfeld über eine statische Kapazitätsänderung erfaßt.

8. Mikromechanischer Magnetfeldsensor nach einem der An sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnet feld-Erfassungseinrichtung derart gestaltet ist, daß sie einen Wechselstrom vorzugsweise mit der mechanischen Eigen frequenz der auslenkbaren Komponenten durch die Leiterbah neinrichtung (50) leitet und ein anliegendes Magnetfeld über eine dynamische Kapazitätsänderung erfaßt.

9. Mikromechanischer Magnetfeldsensor nach einem der An sprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest auf dem länglichen ersten Balken der Leiterbahneinrichtung (50) eine leitfähige Schicht, z. B. dotiertes Epitaxie-Poly silizium oder eine Aluminiumschicht, abgeschieden ist.

10. Mikromechanischer Magnetfeldsensor nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem umgebenden Substrat eine Kalibrierstromschleife (210) vor gesehen ist, über die ein Kalibriermagnetfeld einprägbar ist.

11. Mikromechanischer Magnetfeldsensor nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Kondensatorplatteneinrichtung (230, 240) vorgesehen ist, welche mit der ersten Kondensatorplatteneinrichtung (56, 57) eine weitere Kondensatoreinrichtung (C1, C2) bil det, und Magnetfeld-Erfassungseinrichtung derart gestaltet ist, daß sie die in Abhängigkeit von einem anliegenden Ma gnetfeld auftretenden Kapazitätsänderung der weiteren Kon densatoreinrichtung (C1, C2) erfaßt.

12. Mikromechanischer Magnetfeldsensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Kondensatorplatten einrichtung (230, 240) eine im Substrat (100) befindliche vierte Leiterschicht (240) und eine auf einer Kappe (160) befindliche fünfte Leiterschicht (230) aufweist.

13. Mikromechanischer Magnetfeldsensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Leiterschicht (230) derart strukturiert ist, daß sie im Verbindungsbereich zwi schen Substrat (100) und Kappe (160) entfernt ist.

14. Verfahren zur Herstellung des mikromechanischen Ma gnetfeldsensors nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche mit den Schritten:
Bereitstellen des Substrats (100);
Vorsehen und Strukturieren einer ersten Isolatorschicht (110) auf dem Substrat (100);
Vorsehen und Strukturieren einer ersten Leiterschicht (120) auf der resultierenden Struktur zum Bilden der elektrischen Anschlüsse für die Leiterbahneinrichtung (50) und die Kon densatoreinrichtung;
Vorsehen und Strukturieren einer zweiten Isolatorschicht (140) auf der resultierenden Struktur;
Vorsehen und Strukturieren einer zweiten Leiterschicht (130) auf der resultierenden Struktur zum Bilden der Lei terbahneinrichtung (50) und der Kondensatoreinrichtung; und
Unterätzen der auslenkbaren Komponenten (30, 40, 50, 55a, 55b, 56, 57).

15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch den Schritt des Verkappens der auslenkbaren Komponenten (30, 40, 50, 55a, 55b, 56, 57).

16. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch den Schritt des Aufbringens und Strukturierens der fünften Lei terschicht auf der Kappe (160).