DE4019821C2

DE4019821C2 - Halbleiterbeschleunigungsmesser und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE4019821C2
Application number: DE4019821A
Authority: DE
Inventors: Toshirou Shinohara
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-06-21
Filing date: 1990-06-21
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2010-06-22
Also published as: DE4019821A1; US5594172A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Halbleiterbe schleunigungsmesser gemäß der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 3 sowie ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 5 und 10.

Ein solcher Halbleiterbeschleunigungsmesser ist bereits aus der Druckschrift US 46 53 326 bekannt, und weist ebenfalls ein als Rahmen dienendes Siliziumhalbleitersubstrat, in dem ein Gewicht ausgebildet ist, auf. Das Gewicht ist durch einen Spalt von dem Substrat getrennt. Ein Siliziumkragträger ist im Substrat ausgebildet und verbindet das Gewicht mit dem Substrat.

In der Nähe des Befestigungsbereichs des Kragträgers ist ein Deformationsmeßelement angeordnet. Der Durchmesser des Kragbereichs ist im wesentlichen rechteckig.

In der Druckschrift US-Z: Proc. of the JEEE, Vol. 70, No. 5, May 1982 p. 420-457 ist Silizium als mechanisches Material beschrieben, insbesondere das anisotrope Ätzen einer [100] Oberfläche sowie einer [110] Oberfläche. Zudem wird das Ausbilden von Gräben in der normal orientierten [100] Oberfläche beschrieben.

Unlängst ist ein Mikrominiatur-Halbleiterbeschleunigungsmesser entwickelt worden, der auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet ist; dabei ist eine Dünnschichttechnik wie etwa die Fotolithographietechnik, wie sie ähnlich bei der Fertigung von integrierten Schaltungen zum Einsatz kommt, verwendet worden. Ein solcher Halbleiterbeschleunigungsmesser ist so ausgebildet, daß er eine Beschleunigung durch die Messung einer Widerstandsänderung aufgrund des Piezowiderstandseffektes einer auf einem Halbleitersubstrat ausgebildeten Halbleiterschicht oder einer geringem Kapazitätsänderung aufgrund der Biegung eines auf dem Halbleitersubstrat ausgebildeten Kragträgers ermittelt.

Da ein solcher Halbleiterbeschleunigungsmesser, wie oben erwähnt worden ist, unter Verwendung der Dünnschichttechnik ausgebildet wird, besitzt er das ausgezeichnete Merkmal, daß er mit extrem kleinen Abmessungen, beispielsweise mit einer Länge des Schwingungsbereichs von ungefähr 100 µm, einer Dicke desselben von ungefähr 1 µm und einer Gesamtgröße von 1 mm², ausgebildet werden kann und darüber hinaus mit anderen Elementen auf dem Substrat für integrierten Schaltungen angeordnet werden kann.

Ein Beispiel eines herkömmlichen Halbleiterbeschleunigungsmessers ist in "A Batch-Fabricated Silicon Accelero meter", IEEE Electron Devices Vol. ED-26, Nr. 12, Dezem ber 1979, Seiten 1911-1917, beschrieben und in den Fig. 1a bis 1c gezeigt.

Wie in den Fig. 1a bis 1c gezeigt, wird bei dem herkömm lichen Halbleiterbeschleunigungsmesser ein als Rahmen 21 dienendes N-Siliziumhalbleitersubstrat auf herkömmliche Weise bearbeitet, um im Mittelabschnitt einen C-förmigen Spalt 24 auszubilden und dadurch einen Kragträger 22 und eine Masse oder ein Gewicht 23 zu erhalten; auf der Ober fläche in der Nähe des Lagerbereichs des Kragträgers 22 ist ein aus einem eindiffundierten Widerstand gebildeter Piezowiderstand 25 ausgebildet.

Wenn in diesem Fall eine Beschleunigung auf den Beschleu nigungsmesser einwirkt, wird das Gewicht 23 gebogen, was eine Verformung des Kragträgers 22 zur Folge hat. Auf grund des Piezowiderstandseffektes ändert daher der Pie zowiderstand 25 seinen Widerstandswert, diese Änderung des Widerstandswertes wird wiederum ermittelt, um die auf den Beschleunigungsmesser einwirkende Beschleunigung zu erhalten. Folglich ist bei der Ausbildung des Kragträgers 22 eine hohe Fertigungsgenauigkeit erforderlich.

In den Fig. 2a bis 2e ist ein Verfahren zur Herstellung des in den Fig. 1a bis 1c gezeigten herkömmlichen Halb leiterbeschleunigungsmessers gezeigt.

Wie in Fig. 2a gezeigt, werden nach der Ausbildung eines (nicht gezeigten) eindiffundierten Widerstands oder Pie zowiderstands auf der Oberseite eines als Rahmen dienen den N-Siliziumhalbleitersubstrats obere und untere Sili ziumoxidschichten 32 und 33 auf der Oberseite und der Un terseite des Substrats 31 ausgebildet, um die gesamte Oberseite und die gesamte Unterseite des Substrats zu be decken. Die untere Siliziumoxidschicht 33 wird zur Aus bildung von Öffnungsbereichen 34 und 35 durch eine Fo toätzung teilweise entfernt, um einen Kragträgerbereich bzw. einen unteren Spalt auszubilden.

In Fig. 2b ist gezeigt, wie unter Verwendung der als Maske dienenden Siliziumoxidschicht 33 eine anisotrope Ätzung der Unterseite des Substrats 31 ausgeführt wird, indem eine Kaliumhydroxid (KOH) enthaltende Ätzlösung verwendet wird. In diesem Fall wird die Steuerung der Dicke des Kragträgerbereichs durch eine Steuerung der Temperatur der Ätzlösung und der Ätzdauer bewerkstelligt.

Wie in Fig. 2c gezeigt, wird die obere Siliziumoxid schicht 32 durch die Fotoätzung teilweise beseitigt, um für die Ausbildung eines oberen Spalts einen Öffnungsbe reich 36 zu schaffen.

Wie in Fig. 2d gezeigt, wird die anisotrope Ätzung des Substrats 31 unter Verwendung der als Masken dienenden oberen und unteren Siliziumoxidschichten 32 und 33 auf die gleiche Weise wie im in Fig. 2b gezeigten Schritt ausgeführt, bis ein das Substrat 31 durchsetzender Spalt 38 ausgebildet ist.

Wie in Fig. 2e gezeigt, werden durch eine Ätzung die obere Siliziumoxidschicht 32 und die untere Siliziumoxid schicht 33 beseitigt, um einen Kragträger 37 und ein Ge wicht 39 auszubilden, wobei der Spalt 38 die äußere Ge stalt des Kragträgers 37 und des Gewichts 39 definiert.

In diesem Verfahren ist es sehr schwierig, eine genaue Steuerung der Dicke des Kragträgers auszuführen, weshalb die Dicke des Kragträgers in hohem Ausmaß variiert.

Zur Beseitigung dieses Problems ist für die Fertigung ei nes Halbleiterbeschleunigungsmessers ein weiteres Verfah ren vorgeschlagen worden, bei dem eine elektrochemische Ätzhemmungstechnik verwendet wird; dieses Verfahren ist in den Fig. 3a bis 3g erläutert.

Wie in Fig. 3a gezeigt, wird auf der Oberseite eines P- Siliziumhalbleitersubstrats 41 eine N-Epitaxieschicht 42 ausgebildet, woraufhin auf dieser Epitaxieschicht 42 eine obere Siliziumoxidschicht 43 aufgetragen wird.

Wie in Fig. 3b gezeigt, wird auf der Epitaxieschicht 42 durch eine Störstellendotierung ein P-Diffusionsbereich 44 ausgebildet.

Wie in Fig. 3c gezeigt, wird die obere Siliziumoxid schicht 43 auf die gleiche Weise wie oben beschrieben teilweise beseitigt, um zur Ausbildung eines N-Silizium kontaktbereichs einen Öffnungsbereich 45 zu schaffen.

Wie in Fig. 3d gezeigt, wird auf der gesamten Oberfläche des sich so ergebenden Substrates eine Elektrode 46 aus gebildet.

Wie in Fig. 3e gezeigt, wird auf der Unterseite des Sub strats 41 eine als Ätzmaske verwendete untere Siliziumo xidschicht 47 ausgebildet, die auf die gleiche Weise wie oben beschrieben teilweise beseitigt wird, um für die Ausbildung eines Kragträgerbereichs bzw. eines Spalts Öffnungsbereiche 48 bzw. 49 zu schaffen.

Anschließend wird die Ätzung des sich so ergebenden Sub strats unter Einsatz der elektrochemischen Ätzhemmungs technik ausgeführt.

In Fig. 4 ist eine Ätzvorrichtung für den Einsatz beim elektrochemischen Ätzen gezeigt. Ein Ätzbad 57 enthält eine Hydrazinhydrat oder KOH aufweisende alkalische Ätz lösung 54, in die das im Schritt 3e sich ergebende Sub strat 53 und eine Kathode 55 eingetaucht werden. Das Sub strat 53 und die Kathode 55 werden mit einer positiven bzw. mit einer negativen Elektrode einer Leistungsquelle 56 verbunden, um das elektrochemische Ätzen zu bewirken. In diesem Fall können durch Verwendung der korrosiven Spannungsdifferenz zwischen den P-Bereichen 41 und 44 und dem N-Bereich 42 lediglich die P-Bereiche selektiv geätzt werden.

Wie in Fig. 3f gezeigt, wird die elektrochemische Ätzung der Unterseite des Substrats 41 unter Verwendung der als Maske dienenden Siliziumoxidschicht 47 wie oben beschrie ben ausgeführt, wobei die Ätzung am PN-Übergang zwischen dem P-Substrat 41 und der N-Epitaxieschicht 42 gestoppt wird, um selektiv nur die P-Bereiche 41 und 44 zu ätzen. Daher werden ein Kragträger 50 und ein Gewicht 51 ausge bildet, während zwischen dem Gewicht 51 und dem Substrat 41 ein Spalt 52 des geätzten P-Diffusionsbereichs 44 an geordnet wird.

Wie in Fig. 3g gezeigt, wird die Elektrode 46 beseitigt, um die Bearbeitung der Form des Halbleiterbeschleuni gungsmessers zu vollenden. Schließlich werden die obere Siliziumoxidschicht 43 und die untere Siliziumoxidschicht 47 beseitigt.

Da in diesem Verfahren der PN-Übergang als Ätzhemmer ver wendet wird, kann die Steuerung der Dicke des Kragträgers leicht ausgeführt werden. Andererseits wird aber das elektrochemische Ätzverfahren verwendet, so daß zum Anle gen der Spannung während des elektrochemischen Ätzprozes ses die Elektrode auf dem Substrat ausgebildet werden muß. Ferner ist das elektrochemische Ätzen hinsichtlich der räumlichen Beziehung des Substrats zur Kathode in der Ätzlösung empfindlich, so daß die Ausführung einer Char genverarbeitung schwierig ist. Das bedeutet, daß in die sem Fall ein Kostenanstieg verursacht wird.

Um die Empfindlichkeit des Beschleunigungsmessers zu ver bessern, wird im allgemeinen der Querschnitt des Kragträ gers innerhalb der Festigkeitsgrenzen vorzugsweise klein ausgebildet. Bei herkömmlichen Halbleiterbeschleunigungs messern besitzt der Querschnitt des Kragträgers eine an genähert rechteckige Form, so daß ein Festigkeitsproblem entsteht, wenn die Abmessungen des Kragträgers minimiert werden.

In den Fig. 5a und 5b ist eine Anbringungsstruktur des in Fig. 1 gezeigten Halbleiterbeschleunigungsmessers ge zeigt; dieser Halbleiterbeschleunigungsmesser weist un tere und obere Anschläge 26 und 27 auf, die an der Unter seite und der Oberseite des Substrats 21 angebracht sind, um den Kragträger 22 vor einem Zerbrechen aufgrund einer auf den Träger einwirkenden übermäßigen Beschleunigung zu schützen. Eine solche Beschleunigung kann beispielsweise beim Fallenlassen oder ähnlichem des Beschleunigungsmes sers auftreten. Ein solcher herkömmlicher Halbleiterbe schleunigungsmesser bzw. dessen Anbringungsstruktur be sitzen die folgenden Probleme:

Erstens ist während des Fertigungsprozesses des Beschleu nigungsmessers nach der Ausbildung des Kragträgers und vor der Ausbildung der Anschläge keine Schutzvorrichtung zur Verhinderung einer übermäßigen Verschiebung des Ge wichtes vorgesehen. Folglich muß der Beschleunigungsmes ser vorsichtig behandelt werden, damit der Kragträger nicht bricht, weshalb die Produktivität in hohem Ausmaß gesenkt wird.

Zweitens ist der Prozeß der Ausbildung der Anschläge kom pliziert, was die Kosten erhöht. Einer der Gründe, warum der Beschleunigungsmesser aus dem Halbleiter gebildet wird, besteht in einer Kostensenkung pro Chip, indem viele Chips unter Einsatz einer Chargenverarbeitung ge fertigt werden; das heißt, daß viele Chips auf einem Wa fer ausgebildet und gleichzeitig gefertigt werden, um die Chips mit gleichmäßiger Qualität und niedrigen Kosten zu erhalten. Da die Anschläge jedoch an der Oberseite und der Unterseite des Beschleunigungsmessers befestigt wer den, nachdem der Kragträger im Wafer-Prozeß ausgebildet worden ist, wie in den Fig. 5a und 5b gezeigt ist, geht der Vorteil der Chargenfertigung verloren, so daß die Ko sten in hohem Ausmaß ansteigen.

Drittens ist eine genaue Ausbildung der Anschläge schwie rig. Damit die Design-Anforderungen des Kragträgers er reicht werden, werden die Spalte zwischen den Anschlägen und dem Gewicht in der in den Fig. 5a und 5b gezeigten Struktur so gesteuert, daß sie mit einer Größe von eini gen Mikrometern bis zu einigen 10 Mikrometern genau aus gebildet werden. Es ist erforderlich, die Anschläge genau auszubilden und sie genau am Beschleunigungsmesser anzu bringen. Daher ist zum Vorbereiten und Bonden der An schläge eine aufwendige Technik erforderlich, was die Ko sten erhöht.

Schließlich kann im oben beschriebenen herkömmlichen Be schleunigunsmesser ein zusätzliches Metallgewicht am Si liziumgewicht 23 angebracht werden, um die Empfindlich keit einer weiteren Achse zu minimieren; die Dicke dieses zusätzlichen Metallgewichts neigt jedoch zu Veränderun gen, was die Genauigkeit des Spaltes zwischen den An schlägen und dem auf dem Siliziumgewicht befindlichen Me tallgewicht verschlechtert. Es ist schwierig, die An schläge mit hoher Genauigkeit herzustellen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen empfindlicheren Beschleunigungsmesser sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, ohne die Dicke des Kragbereichs stark reduzieren zu müssen.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der gat tungsgemäßen Art durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst, und bei einem Verfahren der gattungs gemäßen Art durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 5 gelöst.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Neben- und Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher er läutert; es zeigt

Fig. 1a eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Halbleiterbeschleuni gungsmessers;

Fig. 1b, 1c Querschnitte entlang der Linie Ib-Ib bzw. der Linie Ic-Ic in Fig. 1a;

Fig. 2a-2e ein Verfahren zur Herstellung des in den Fig. 1a bis 1c gezeigten herkömm lichen Halbleiterbeschleunigungsmes sers;

Fig. 3a-3g ein weiteres Verfahren zur Herstel lung des in den Fig. 1a bis 1c ge zeigten herkömmlichen Halbleiterbe schleunigungsmessers;

Fig. 4 einen schematischen Querschnitt einer im in den Fig. 3a bis 3g gezeigten Verfahren verwendeten Vorrichtung zur elektrochemischen Ätzung;

Fig. 5a eine perspektivische Ansicht der Baustruktur des in Fig. 1a gezeigten herkömmlichen Beschleunigungsmessers;

Fig. 5b einen Querschnitt entlang der Linie Vb-Vb in Fig. 5a;

Fig. 6a eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Halbleiterbeschleu nigungsmessers;

Fig. 6b-6d Querschnitte entlang den Linien VIb-VIb, VIc-VIc bzw. VId-VId in Fig. 6a;

Fig. 7a-7d Querschnitte zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung des in Fig. 6a gezeigten erfindungsgemäßen Halbleiterbeschleunigungsmessers;

Fig. 8 einen Querschnitt zur Erläuterung ei nes Prinzips beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren;

Fig. 9a-9f Querschnitte zur Erläuterung eines weiteren, erfindungsgemäßen Verfah rens zur Herstellung des erfindungs gemäßen Halbleiterbeschleunigungsmes sers;

Fig. 10a-10c Querschnitte zur Erläuterung eines weiteren, erfindungsgemäßen Verfah rens zur Herstellung eines weiteren, erfindungsgemäßen Halbleiterbeschleu nigungsmessers;

Fig. 11a eine Draufsicht eines weiteren, er findungsgemäßen Halbleiterbeschleuni gungsmessers;

Fig. 11b, 11c Querschnitte entlang der Linie XIb-XIb bzw. XIc-XIc in Fig. 11a; und

Fig. 12a-12d Querschnitte zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Her stellung des in Fig. 11a gezeigten Halbleiterbeschleunigungsmessers.

In der folgenden Beschreibung bezeichnen in allen in den Figuren gezeigten Ansichten gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Bauteile, weshalb deren Beschreibung um der Kürze willen nicht jedes Mal wiederholt wird.

In der in den Fig. 6a bis 6c gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halbleiterbeschleunigungsmessers ist im Mittelbereich eines eine Oberfläche [100] besit zenden Siliziumhalbleitersubstrats 101 ein C-förmiger Spalt 103 ausgebildet, der das Substrat 101 durchsetzt. Der Spalt 103 legt die äußere Form eines Kragträgers 104 fest, der einen Querschnitt in Form eines umgedrehten Dreiecks besitzt und der eine Masse oder ein Gewicht 102 mit dem als Rahmen dienenden Substrat 101 verbindet. Auf der Oberfläche in der Nähe des Befestigungsbereichs des Kragträgers 104 ist ein als Deformationsmeßelement die nender Piezowiderstand 25 eines eindiffundierten Wider stands ausgebildet.

Nun wird mit Bezug auf die Fig. 7a bis 7d ein Verfahren zur Herstellung des in Fig. 6a gezeigten erfindungsgemä ßen Halbleiterbeschleunigungsmessers im einzelnen be schrieben.

Wie in Fig. 7a gezeigt, werden nach der Ausbildung eines (nicht gezeigten) eindiffundierten Widerstands oder Pie zowiderstands auf der Oberseite eines als Rahmen dienen den und in eine Oberfläche [100] aufweisenden Silizium halbleitersubstrats 101 auf der Oberseite und der Unter seite des Substrats 101 eine obere bzw. eine untere Sili ziumoxidschicht 105 bzw. 106 ausgebildet, um die gesamte Oberseite und die gesamte Unterseite des Substrats zu be decken. Die obere Siliziumoxidschicht 105 wird durch eine Fotoätzung selektiv beseitigt, um für die Ausbildung von Gräben 107 Öffnungsbereiche zu schaffen, anschließend wird die Ätzung der Oberseite des Substrats 101 unter Verwendung der als Maske dienenden oberen Siliziumoxid schicht 105 mittels einer reaktiven Ionenätzung ausge führt; dabei wird zur Ausbildung der Gräben 107 in der oberen Oberfläche [100] des Substrats 101 Chlorgas ver wendet.

In Fig. 7b wird die untere Siliziumoxidschicht 106 durch die Fotoätzung selektiv beseitigt, um für die Ausbildung eines Spalts einen Öffnungsbereich 108 zu schaffen.

Wie in Fig. 7c gezeigt, wird unter Verwendung einer Kali umhydroxid (KOH) enthaltenden Ätzlösung eine anisotrope Ätzung des sich ergebenden Substrats 101 ausgeführt, wo bei die obere und die untere Silizumoxidschicht 105 bzw. 106 als Masken dienen. In Fig. 7c ist ein Zustand ge zeigt, in dem der Ätzprozeß noch nicht beendet ist. Zu diesem Zeitpunkt sind in der oberen Hälfte des Substrat bereichs 101 Ätzlöcher 109 ausgebildet, die von Oberflä chen 111 umgeben sind. In diesem Zustand wird der Ätzpro zeß fast angehalten. In der unteren Hälfte des Substrat bereichs 101 verbleibt jedoch eine Oberfläche 112 [100], die der Ätzung noch immer ausgesetzt ist, so daß die Ät zung hier weiter fortgesetzt wird.

In Fig. 7d ist gezeigt, daß die oberen und unteren Ätzlö cher vollständig ausgebildet sind und das unterhalb eines die Form eines umgekehrten Dreiecks besitzenden Kragträ gers 104 zurückgebliebene Silizium ebenfalls vollständig beseitigt wird, wodurch die Ätzung abgeschlossen ist. So mit werden die oberen und unteren Ätzlöcher miteinander verbunden und durchsetzen das Substrat 101, wodurch ein Spalt 103 ausgebildet wird, der die äußere Form des Krag trägers 104 festlegt; der Querschnitt des Kragträgers 104 besitzt den Querschnitt eines umgedrehten Dreiecks und wird durch eine flache Oberseite [100] und zwei schräge untere Seiten [111] definiert bzw. von diesen umgeben. Am Ende des Ätzprozesses ergeben sich alle Seitenflächen des Spalts 103 zu der einzigen Oberfläche [111].

Nun wird das Prinzip der oben beschriebenen Ätztechnik mit Bezug auf Fig. 8 im einzelnen beschrieben.

In Fig. 8 ist der Querschnitt eines Siliziumhalbleiter substrats gezeigt, in dem die Richtung der Fläche der Oberseite durch die Oberfläche [100] und der Querschnitt durch die Richtung der Ebene der Fläche [110] gegeben ist. Im Oberflächenbereich des Substrats werden durch die reaktive Ionenätzung zwei Gräben ausgebildet, deren Sei tenflächen durch die mittels unterbrochener Linien darge stellte Oberfläche [110] gegeben sind. Dann wird die an isotrope Ätzung des Substrats ausgeführt.

Wenn die anisotrope Ätzung des Substrats unter Verwendung einer KOH enthaltenden Ätzlösung ausgeführt wird, beträgt das Verhältnis der Ätzraten für die Oberflächen [110] : [100] : [111] angenähert 600 : 300 : 1. Daher können die Seitenflächen der Gräben schnell geätzt werden. Hingegen werden die Bodenflächen der Gräben nicht so schnell ge ätzt; die Ätzung kann aber solange stattfinden, bis die Oberflächen [111] der Ätzung ausgesetzt werden. Wenn dann die vier Oberflächen [111] der Ätzung ausgesetzt werden, kommt diese nahezu zum Erliegen, mindestens aber wird die Ätzgeschwindigkeit sehr gering.

Nun wird angenommen, daß die Breite der Oberfläche der Siliziuminsel oder des Abstandes zwischen zwei Gräben durch W gegeben ist, daß die Tiefe der Gräben durch D ge geben ist, daß die Breite des eingeschnürten Bereichs der Siliziuminsel dann, wenn die Ätzung angehalten wird, durch S gegeben ist und daß der Winkel zwischen den Flä chen [110] und [111] durch R (R = 35,26°) gegeben ist. In diesem Fall ist die folgende Formel erfüllt:

W = S + D · tan (R) (1)

Daher können die Werte W, D und S einfach bestimmt wer den, weshalb sowohl die Genauigkeit des Kragträgers und des Halbleiterbeschleunigungsmessers selbst als auch die Empfindlichkeit des Halbleiterbeschleunigungsmessers in hohem Maß verbessert werden können. Ferner kann die Fe stigkeit ds Kragträgers verbessert und die Größe dessel ben minimiert werden. Schließlich kann der erfindungsge mäße Halbleiterbeschleunigungsmesser auf einfache Weise und bei niedrigen Kosten gefertigt werden.

Nun wird mit Bezug auf die Fig. 9a bis 9f ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halbleiterbeschleunigungsmessers beschrieben.

Wie in Fig. 9a gezeigt, werden wie im in Fig. 7a gezeig ten Schritt nach der Ausbildung eines (nicht gezeigten) eindiffundierten Widerstandes oder Piezowiderstandes auf der Oberseite eines als Rahmen dienenden und eine Ober fläche [100] aufweisenden Siliziumhalbleitersubstrats 101 auf der Oberseite und der Unterseite des Substrats 101 eine obere bzw. eine untere Siliziumoxidschicht 105 bzw. 106 ausgebildet, um die gesamte Oberseite und die gesamte Unterseite des Substrats 101 zu bedecken. Die obere Sili ziumoxidschicht 105 wird durch Fotoätzung selektiv besei tigt, um zur Ausbildung von Gräben 107 Öffnungsbereiche zu schaffen, woraufhin die Ätzung der Oberseite des Sub strats 101 mittels reaktiver Ionenätzung ausgeführt wird, wobei die obere Siliziumoxidschicht 105 als Maske verwen det wird. Bei der Ätzung wird Chlorgas verwendet, um im oberen Flächenbereich des Substrats 101 Seitenflächen [110] besitzende Gräben 107 auszubilden. In dieser Aus führungsform werden die Abmessungen und die Position etwa des Abstandes W und der Tiefe D der Gräben 107 so be stimmt, daß der Wert S gemäß der Formel (1) negativ wird.

Wie in Fig. 9b gezeigt, wird am sich auf diese Weise er gebenden Substrat 101 unter Einsatz der KOH enthaltenden Ätzlösung ebenso wie oben beschrieben eine anisotrope Ät zung ausgeführt, um obere Ätzlöcher 109 auszubilden, wo bei die Siliziumoxidschichten 105 und 106 als Maske die nen. Die Ätzlöcher 109 bilden einen die Unterseiten eines Kragträgers 104 definierenden Spalt und trennen den Krag träger 104 vom Substrat 101.

Wie in Fig. 9c gezeigt, werden die im Substrat 101 ausge bildeten Oberflächen der oberen Ätzlöcher 109 mittels thermischer Oxidation oxidiert, wodurch Siliziumoxid schichten 121 ausgebildet werden, die den Kragträger 104 vor einer Ätzung schützen.

Wie in Fig. 9d gezeigt, wird ähnlich wie im in Fig. 7b gezeigten Schritt die untere Siliziumoxidschicht 106 durch eine Fotoätzung selektiv beseitigt, um zur Ausbil dung eines Spalts einen Öffnungsbereich 108 zu schaffen.

Wie in Fig. 9e gezeigt, wird unter Verwendung der oberen und unteren Siliziumoxidschichten 105 und 106 und der thermischen Siliziumoxidschichten 121, welche sämtlich als Maske dienen, auf die gleiche Weise wie oben be schrieben am sich auf diese Weise ergebenden Substrat 101 eine anisotrope Ätzung ausgeführt, um ein unteres Ätzloch 110 auszubilden, das bis zu den thermischen Siliziumoxid schichten 121 reicht. Während dieses Ätzprozesses wird die Oberfläche des Kragträgers 104 durch die thermischen Siliziumoxidschichten 121 geschützt und folglich nicht geätzt.

Wie in Fig. 9f gezeigt, werden die thermischen Siliziumo xidschichten 121 von der Unterseite des Kragträgers 104 und den Innenseiten der Ätzlöcher 109 entfernt, um die Formbearbeitung des erfindungsgemäßen Halbleiterbeschleu nigungsmessers zu vollenden.

Mit dieser Ausführungsform des Verfahrens können die gleichen Wirkungen und Vorteile wie mit dem oben be schriebenen ersten Verfahren erzielt werden. Darüber hin aus braucht im Schritt der Ausbildung des oberen Ätz lochs, der in Fig. 9b gezeigt ist, keine den Kragträger 104 mit dem Substrat 101 verbindende schmale Siliziumin sel, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist, übriggelassen zu wer den, so daß die Obergrenze der Genauigkeit der Abmessun gen des Abstandes W zwischen den Gräben und der Tiefe D der Gräben verbessert werden kann. Folglich ist es von Vorteil, den Kragträger und den Halbleiterbeschleuni gungsmesser mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren herzu stellen.

Nun wird mit Bezug auf die Fig. 10a bis 10c ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halbleiterbeschleunigungsmessers im einzelnen beschrieben. In dieser Ausführungsform besitzt der Kragträger einen fünfeckigen Querschnitt.

Wie in Fig. 10a gezeigt, werden nach der Ausbildung eines (nicht gezeigten) eindiffundierten Widerstandes oder Pie zowiderstandes auf der Oberseite eines als Rahmen dienen den und eine Oberfläche [100] aufweisenden Siliziumhalb leitersubstrats 101 mittels eines Ionenimplantations verfahrens im Oberflächenbereich des Substrats 101 zwei P-Siliziumbereiche 131 mit hoher Konzentration ausgebil det, derart, daß die Breite eines jeden P-Bereichs 131 größer als die Breite eines jeden einen Graben ausbilden den Bereichs ist. Dann werden auf der Oberseite und der Unterseite des Substrats 101 eine obere bzw. eine untere Siliziumoxidschicht 105 bzw. 106 ausgebildet, um die ge samte Oberseite und die gesamte Unterseite des Substrats zu bedecken.

Wie in Fig. 10b gezeigt, wird die obere Siliziumoxid schicht 105 durch eine Fotoätzung selektiv beseitigt, um zur Ausbildung von Gräben 107 Öffnungsbereiche zu schaf fen. Anschließend wird unter Verwendung der als Maske dienenden oberen Siliziumoxidschicht 105 mittels reakti ver Ionenätzung und unter Verwendung von Chlorgas eine Ätzung der Oberseite des Substrats 101 ausgeführt, um Gräben 107 mit Seitenflächen [110] im oberen Bereich des Substrats 101 auszubilden. In diesem Schritt verbleiben die P-Bereiche 131 im oberen Bereich des Substrats 101, um auf diese Weise obere Bereiche der Gräben 107 zu defi nieren.

Wie in Fig. 10c gezeigt, wird unter Verwendung der als Maske dienenden Siliziumoxidschichten 105 und 106 und un ter Verwendung der KOH enthaltenden Ätzlösung auf die gleiche Weise wie oben beschrieben am sich ergebenden Substrat 101 eine anisotrope Ätzung ausgeführt, um obere Ätzlöcher 109 zu erhalten. In diesem Schritt ist die Ätz geschwindigkeit der P-Siliziumbereiche 131 mit hoher Kon zentration bei der Ätzung mittels der KOH enthaltenden Ätzlösung sehr gering, so daß ein Kragträger 132 mit fünfeckigem Querschnitt, der durch eine flache Oberseite [100] zwei vertikale Zwischenseiten [110] und zwei schräge Unterseiten [111] definiert ist, erhalten wird.

Dann wird das sich auf diese Weise ergebende Substrat auf die gleiche Weise wie oben beschrieben verarbeitet, um die Ausbildung der Form des erfindungsgemäßen Halbleiter beschleunigungsmessers abzuschließen. In diesem Fall kön nen die P-Bereiche 131 je nach Bedarf beseitigt werden.

Mit dieser Ausführungsform können die gleichen Wirkungen und Vorteile wie mit der ersten Ausführungsform erzielt werden. Darüber hinaus kann die Querschnittsfläche des Kragträgers erhöht werden, weshalb die Festigkeit des Kragträgers verbessert werden kann. Daher können der Grad der Freiheit beim mechanischen Design des Kragträgers und der Grad der Freiheit beim Design des auf dem Kragträger ausgebildeten Chips in hohem Maß verbessert werden.

In den Fig. 11a bis 11c ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halbleiterbeschleunigungsmessers gezeigt. Im Mittelbereich eines als Rahmen dienenden und eine Oberfläche [100] aufweisenden Siliziumshalbleiter substrats 201 ist ein C-förmiger Spalt 204 ausgebildet, der das Substrat 201 durchsetzt und auf diese Weise einen Kragträger 202 und eine über diesen Kragträger 202 mit dem Substrat verbundene Masse (bzw. ein Gewicht) 203 zu schaffen. Der Spalt 204 legt die äußere Form des Kragträ gers 202 und des Gewichtes 203 fest, wobei der Kragträger 202 und das Gewicht 203, getrennt durch den Spalt 204, vom Substrat 201 umgeben sind. Auf der Oberseite in der Nähe des Anbringungsbereichs des Kragträgers 202 ist ein Piezowiderstand 25 eines eindiffundierten Widerstandes ausgebildet.

In dieser Ausführungsform sind auf beiden Seiten des Ge wichts 203 und an einem dem Kragträger 202 gegenüberlie genden Ende zwischen dem Substrat 201 und dem Gewicht 203 fünf Anschläge e, f, g, h und i vorgesehen, die den Kragträger 202 vor einem übermäßigen Biegen oder einem Brechen aufgrund einer auf das Gewicht einwirkenden über mäßigen Beschleunigung schützen. Jeder Anschlag ist aus einem oberen und einem unteren Anschlagelement 206 bzw. 207 aufgebaut, welche jeweils angenähert dreieckigen Querschnitt besitzen und so angeordnet sind, daß jeweils ein oberes Anschlagbauteil 206 und ein unteres Anschlag bauteil 207 mit einem gegenseitigen Abstand oder Spalt in derjenigen Richtung übereinander liegen, in der das Ge wicht 203 gebogen wird.

Bei den Anschlägen e, g, und i, die der Sperrung der übermäßigen Bewegung des Gewichts 203 nach oben dienen, springt jedes obere Anschlagelement 206 vom Substrat 201 hervor, während jedes untere Anschlagelement 207 vom Ge wicht 203 hervorspringt. Bei den Anschlägen f und h, die der Sperrung der übermäßigen Bewegung des Gewichtes 203 nach unten dienen, springt jedes obere Anschlagelement 206 vom Gewicht 203 und jedes untere Anschlagelement 207 vom Substrat 201 hervor. Unter jedem unteren Anschlagele ment 207 ist ein P⁺-Siliziumbereich 208 ausgebildet. Selbst wenn daher auf das Gewicht 203 eine übermäßige Be schleunigung einwirkt, wird die übermäßige Bewegung des Gewichtes 203 durch die Anschläge gehemmt, um ein Brechen des Kragträgers 202 exakt zu verhindern.

Nun wird mit Bezug auf die Fig. 12a bis 12d ein Verfahren zur Herstellung des in den Fig. 11a bis 11c gezeigten Halbleiterbeschleunigungsmessers im einzelnen beschrie ben.

Wie in Fig. 12a gezeigt, werden nach der Ausbildung eines (nicht gezeigten) eindiffundierten Widerstandes oder Pie zowiderstandes auf der Oberseite eines eine Oberfläche [100] aufweisenden Siliziumhalbleitersubstrates 201 in Anschläge bildenden Bereichen des Substrats 201 P⁺-Sili ziumbereiche 208 mit geeigneter Tiefe ausgebildet. Die Ausbildung dieser Bereiche 208 geschieht mittels einer Dotierung mit P⁺-Störstellen im Oberflächenbereich des Substrats 201 in den die Anschläge bildenden Bereichen, um P⁺-Siliziumbereiche 208 im Oberflächenbereich des Sub strats 201 auszubilden und auf der Oberfläche des sich auf diese Weise ergebenden Substrats 201 mittels eines Epitaxieverfahrens eine epitaktische Siliziumschicht auf wachsen zu lassen.

Wie in Fig. 12b gezeigt, wird an der Oberseite des Sub strats 201 eine obere Siliziumoxidschicht 209 ausgebil det, die anschließend durch eine Fotoätzung selektiv wie der beseitigt wird, um zur Ausbildung von Gräben 211 Öff nungsbereiche zu schaffen. Dann wird unter Ausnutzung der als Maske dienenden oberen Siliziumoxidschicht 105 mit tels der reaktiven Ionenätzung auf die gleiche Weise wie oben beschrieben eine Ätzung der Oberseite des Substrats 201 ausgeführt, um Gräben 211 mit Seitenflächen [110] im oberen Bereich des Substrats 201 auszubilden. Die Tiefe der Gräben 211 wird so festgelegt, daß sie ungefähr bis zu den P⁺-Siliziumbereichen 208 reicht.

Wie in Fig. 12c gezeigt, wird unter Einsatz der als Mas ken dienenden oberen Siliziumoxidschichten 209 und unter Verwendung einer Hydrazin oder Ethylendiamin enthaltenden alkalischen Ätzlösung eine anisotrope Ätzung des sich er gebenden Substrats 201 ausgeführt, um obere Ätzlöcher 212 mit Seitenflächen [111] und außerdem obere und untere An schlagelemente 206 und 207 mit dreieckigem Querschnitt auszubilden, wobei die Anschlagelemente 206 und 207 auf die gleiche Weise wie oben beschrieben durch die Silizi umoxidschicht 209 oder die P⁺-Siliziumbereiche 208 und die Oberflächen [111] definiert werden. Dann werden die in der oberen Hälfte des Substratbereichs 201 ausgebilde ten Oberflächen der oberen Ätzlöcher 212 mittels einer thermischen Oxidation oder einem CVD-Verfahren (Chemical Vapour Deposition) oxidiert, um Siliziumoxidschichten 213 auszubilden, die die oberen Ätzlöcher 212 wie oben be schrieben vor einer Ätzung schützen.

In Fig. 12d wird auf der Unterseite des Substrats 201 eine (nicht gezeigte) untere Siliziumoxidschicht ausge bildet und anschließend durch eine Fotoätzung teilweise entfernt, um auf die gleiche Weise wie oben beschrieben zur Ausbildung eines unteren Ätzlochs einen Öffnungsbe reich zu schaffen. Dann wird an dem sich so ergebenden Substrat 201 unter Verwendung der als Masken dienenden oberen und unteren Siliziumoxidschichten 209 und der ebenfalls als Masken dienenden Siliziumoxidschutzschich ten 213 auf die gleiche Weise wie oben beschrieben eine anisotrope Ätzung ausgeführt, um ein unteres Ätzloch aus zubilden, das nach oben bis zu den Siliziumoxidschutz schichten 213 reicht. Da in diesem Schritt die P⁺-Silizi umbereiche 208 gegen die anisotrope Ätzung resistent sind, werden sie durch diese Ätzung nicht beseitigt. An schließend werden die obere und die untere Siliziumoxid schicht und die Siliziumoxidschutzschichten 213 entfernt, um den erfindungsgemäßen Halbleiterbeschleunigungsmesser zu erhalten.

In dieser Ausführungsform werden die oberen und unteren Anschlagelemente 206 und 207, die durch eine flache Ober fläche [100] und zwei schräge Oberflächen [111] definiert bzw. von diesen umgeben werden, zusammen mit dem Kragträ ger 202 und dem Gewicht 203 mit hoher Genauigkeit und fast zur gleichen Zeit leicht ausgebildet. Folglich kann eine Zerstörung des Kragträgers bei der Handhabung der Chips wirksam verhindert werden, weshalb die Produktivi tät der Chips in hohem Maße verbessert werden kann. Fer ner sind in dieser Ausführungsform getrennte Schritte zur Ausbildung der Anschläge und zum Bonden nicht erforder lich, so daß der erfindungsgemäße Halbleiterbeschleuni gungsmesser in einem einfachen Prozeß und bei niedrigen Kosten gefertigt werden kann.

Claims

1. Halbleiterbeschleunigungsmesser, mit
einem Siliziumhalbleitersubstrat (101, 201), das als Rahmen dient und eine Oberfläche [100] besitzt;
einem Gewicht (102, 202), das im Substrat (101, 201) ausgebildet und von diesem, getrennt durch einen Spalt (103, 203), umgeben ist;
einem Siliziumkragträger (104, 204), der im Substrat (101, 201) ausgebildet ist und das Gewicht (102, 202) mit dem Substrat (101, 201) verbindet,
und bei dem im Oberflächenbereich in der Nähe des Befestigungsbereiches des Kragträgers (104, 204) ein Deformationsmeßelement (25) ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, daß der Siliziumkragträger (104, 204) einen dreieckigen Querschnitt besitzt, der durch eine Oberfläche [100] und zwei weitere Oberflächen [111] definiert wird, wobei der dreieckige Querschnitt die Form eines umgedrehten Dreiecks besitzt, das durch eine flache Oberfläche [100] und zwei schräge untere Seiten [111] definiert wird.

2. Beschleunigungsmesser gemäß Anspruch 1, gekennzeichent durch Anschläge (e, f, g, h, i), die zwischen dem Substrat (201) und dem Gewicht (202) an beiden Seitenbereichen und einem Endbereich des Gewichts (202) ausgebildet sind, wobei jeder Anschlag (e, f, g, h, i) ein oberes und ein unteres Anschlagelement (206, 2078) mit dreieckigem Querschnitt aufweist, wobei die oberen bzw. unteren Anschlagelemente durch die Oberflächje [100] und zwei weitere Flächen [111] definiert und so angeordnet sind, daß sie in derjenigen Richtung, in der das Gewicht (202) gebogen wird, in einem bestimmten Abstand übereinander liegen, und wobei das obere Anschlagelement (206) vom Gewicht (202) und das untere Anschlagelement (207) vom Substrat (201) vorspringt.

3. Halbleiterbeschleunigungsmesser mit einem Siliziumhalbleitersubstrat (101, 201), das als Rahmen dient und eine Oberfläche [100] aufweist; einem Gewicht (102, 202), das im Substrat (101, 201) ausgebildet ist und von diesem, getrennt durch einen Spalt (103, 203), umgeben ist; und einem Siliziumkragträger (104, 204), der im Substrat (101, 201) ausgebildet ist, um das Gewicht (102, 202) mit dem Substrat (101, 201) zu verbinden, wobei im Oberflächenbereich in der Nähe des Befestigungsbereichs des Kragträgers (104, 204) ein Deformationsmeßelement (25) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Siliziumkragträger (104, 204) einen fünfeckigen Querschnitt besitzt, der durch eine flache Oberfläche [100], zwei vertikale Zwischenbereichssflächen [110] und zwei weitere schräge untere Oberflächen [111] definiert wird.

4. Beschleunigungsmesser gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet durch Anschläge (e, f, g, h, i), die an beiden Seitenbereichen und einem Endbereich des Gewichts (102, 202) zwischen dem Substrat und dem Gewicht (102, 202) ausgebildet sind, wobei jeder Anschlag (e, f, g, h, i) obere und untere Anschlagelemente (206, 207) mit durch eine Oberfläche [100] und zwei weitere Oberflächen [111] definiertem dreieckigen Querschnitt aufweist, die so angeordnet sind, daß sie in derjenigen Richtung, in der das Gewicht (102, 202) gebogen wird, in einem bestimmten Abstand übereinander liegen, und wobei das obere Anschlagelement (206) vom Gewicht (202) und das untere Anschlagelement (207) vom Substrat (201) hervorspringt.

5. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbeschleunigungsmessers gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte des Ausbildens von wenigstens zwei Gräben (107, 211) mit aus einer Oberfläche [110] gebildeten Seitenfläche und einem aus einer Oberfläche [100] gebildeten Boden in einem Oberflächenbereich eines die Oberfläche [100] aufweisenden Siliziumhalbleitersubstrats (101, 201); und des Ausführens einer anisotropen Ätzung der Seitenflächen und des Bodens der Gräben (107, 211) in einer alkalischen Ätzlösung, um Ätzlöcher (109, 212) mit aus einer Oberfläche [111] gebildeten Seitenflächen und einen Kragträger (104, 204) mit dreieckigem Querschnitt, der durch die Oberfläche [100] und zwei Oberflächen [111] definiert wird, auszubilden.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Ausbildung von oberen und unteren Siliziumoxidschichten (105, 106, 209) auf der Oberseite und der Unterseite des Substrats (101, 201); und das selektive Entfernen der oberen Siliziumoxidschicht (105, 209) durch eine Fotoätzung, um für die Ausbildung von Gräben (107, 211) vor der Ausbildung dieser Gräben (107, 211) Öffnungsbereiche zu schaffen.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Ausbildung von Siliziumoxidschichten (121, 213) auf den Innenseiten der Ätzlöcher (109, 212) mittels Oxidation; das selektive Entfernen der unteren Siliziumoxidschicht (106) durch eine Fotoätzung, um zur Ausbildung eines unteren Ätzlochs (109) Öffnungsbereiche (108) zu schaffen; des Ausführens einer anisotropen Ätzung des Substrats (101, 201) in einer alkalischen Ätzlösung, um das untere Ätzloch (109) mit aus der Oberfläche [111] gebildeten Seitenflächen auszubilden; und das Entfernen der an den Innenseiten der Ätzlöcher (109, 212) gebildeten Siliziumoxidschichten (121, 213).

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Entfernung der oberen und unteren Siliziumoxidschichten (105, 106, 209).

9. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung der Gräben (107, 211) durch eine reaktive Ionenätzung ausgeführt wird.

10. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbeschleunigungsmessers gemäß Anspruch 3. gekennzeichent durch die Schritte des Ausbildens von wengistens zwei P⁺- Siliziumbereichen (208) in Gräben (211) bildenden Bereichen eines Oberflächenbereichs eines eine Oberfläche [100] aufweisenden Siliziumhalbleitersubstrats (201); des Ausbildens von wenigstens zwei Gräbern (211) mit durch eine Oberfläche [110] definierten Seitenflächen und einem durch die Fläche [100] definierten Boden in den die Gräben bildenden Bereichen des Substrats (201); und des Ausführens einer anisotropen Ätzung der Seitenflächen und des Bodens der Gräben (211) in einer alkalischen Ätzlösung, um Ätzlöcher (212) mit durch eine Oberfläche [111] und die Oberflächen [110] definierten Seitenflächen und einen Kragträger (204) mit fünfeckigem Querschnitt auszubilden, wobei der Querschnitt des Kragträgers (204) durch die Oberflächen [100], die zwei Oberflächen [110] und die zwei Oberflächen [111] definiert wird.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, gekennzeichnet durch die Ausbildung von oberen und unteren Siliziumoxidschichten (105, 106, 209) auf der Oberseite und der Unterseite des Substrats (101, 201); und das selektive Entfernen der oberen Oxidschicht (105, 209) durch eine Fotoätzung, um zur Ausbildung von Gräben (109, 211) vor der Ausbildung dieser Gräben (109, 211) wenigstens zwei Öffnungsbereiche auszubilden.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, gekennzeichnet durch die Ausbildung von Siliziumoxidschichten (121, 213) auf den Innenseiten der Ätzlöcher (109, 212) mittels Oxidation;
das selektive Entfernen der unteren Siliziumoxidschicht (106) durch eine Fotoätzung, um zur ausbildung eines unteren Ätzlochs (109) Öffnungsbereiche (108) zu schaffen;
das Ausführen einer anisotropen Ätzung des Substrats in einer alkalischen Ätzlösung, um das untere Ätzloch (109) mit durch die Oberfläche [111] definierten Seitenflächen auszubilden; und
das Entfernen der an der Innenseite der Ätzlöcher (109, 213) ausgebildeten Siliziumoxidschicht (121, 213).

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, gekennzeichnet durch die Entfernung der oberen und unteren Siliziumoxidschichten (105, 106, 209).

14. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung der Gräben (107, 211) durch reaktive Ionenätzung ausgeführt wird.

15. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbeschleunigungsmessers gemäß Anspruch 2 oder 4, der ein als Rahmen dienendes und eine Oberfläche [100] besitzendes Siliziumhalbleitersubstrat (101, 201);
ein im Substrat (101, 201) ausgebildetes und von diesem, getrennt durch einen Spalt (103, 203) umgebendes Gewicht (102, 202);
einen im Substrat (101, 201) ausgebildeten und das Gewicht (104, 204) mit dem Substrat (101, 201) verbindenden Siliziumkragträger (104, 204);
ein im Oberflächenbereich in der Nähe des Befestigungsbereichs des Kragträgers (104, 204) ausgebildetes Deformationsmeßelement (25); und an beiden Seitenbereichen und einem Endbereich des Gewichts (102, 202) zwischen dem Substrat (101, 201) und dem Gewicht (102, 202) ausgebildeten Anschlägen (e, f, g, h, i) aufweist, wobei jeder Anschlag (e, f, g, h, i) obere und untere Anschlagelemente (206, 207) mit durch die Oberfläche [100] und zwei weitere Oberflächen [111] definiertem dreieckigen Querschnitt umfaßt, wobei die oberen und unteren Anschlagelemente (206, 207) so angeordnet sind, daß sie in derjenigen Richtung, in der das Gewicht (102, 202) gebogen wird, in einem bestimmten Abstand übereinander liegen und wobei das obere Anschlagelement (206) vom Gewicht (202) und das untere Anschlagelement (207) vom Substrat (201) hervorragt, gekennzeichnet durch die Schritte des Ausbildens einer Mehrzahl von Gräben (107, 211) mit durch eine Oberfläche [110] definierten Seitenflächen und einem durch die Oberfläche [100] definierten Boden in einem Oberflächenbereich des Substrats (201); und des Ausführens einer anisotropen Ätzung der Seitenflächen und des Bodens der Gräben (107, 211) in einer alkalischen Ätzlösung, um Ätzlöcher (212) mit durch die Oberflächen [100] definierten Seitenflächen auszubilden.

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung der Gräben (211) durch eine reaktive Ionenätzung ausgeführt wird.

17. Verfahren gemäß Anspruch 15, gekennzeichent durch die Ausbildung einer oberen Siliziumoxidschicht (105, 209) auf einer Oberseite des Substrats (101, 201); und die selektive Entfernung der oberen Siliziumoxidschicht (105, 209), durch eine Fotoätzung, um eine Mehrzahl von Öffnungsbereichen für die Ausbildung von Gräben (107, 211) vor der Ausbildung dieser Gräben (107, 211) zu schaffen.

18. Verfahren gemäß Anspruch 15, gekennzeichnet durch die Ausbildung von oberen und unteren Siliziumoxidschichten (105, 106, 209) auf der Oberseite und der Unterseite des Substrats (101, 201); und die selektive Entfernung der oberen Siliziumoxidschichten (105, 209) durch eine Fotoätzung, um eine Mehrzahl von Öffnungsbereichen für die Ausbildung von Gräben (107, 211) vor der Ausbildung dieser Gräben (107, 211) zu schaffen.

19. Verfahren gemäß Anspruch 18, gekennzeichnet durch die Ausbildung von Siliziumoxidschichten (121, 213) auf den Innenseiten der Ätzlöcher (109, 212) mittels Oxidation;
die selektive Entfernung der unteren Siliziumoxidschicht (106) durch eine Fotoätzung, Öffnungsbereiche (108) für die Ausbildung eines unteren Ätzlochs (109) zu schaffen;
die Ausführung einer anisotropen Ätzung des Substrats (101, 201) in einer alkalischen Ätzlösung, um das untere Ätzloch (109) mit durch die Oberfläche ( 111) definierten Seitenfläche auszubilden; und
die Entfernung der auf der Innenseite der Ätzlöcher (109, 212) ausgebildeten Siliziumoxidschicht (121, 213).

20. Verfahren gemäß Anspruch 19, gekennzeichnet durch die Entfernung der oberen und unteren Siliziumoxidschichten (105, 106, 209).