DE4406342C1 - Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Sensor und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
- Publication number
- DE4406342C1 DE4406342C1 DE19944406342 DE4406342A DE4406342C1 DE 4406342 C1 DE4406342 C1 DE 4406342C1 DE 19944406342 DE19944406342 DE 19944406342 DE 4406342 A DE4406342 A DE 4406342A DE 4406342 C1 DE4406342 C1 DE 4406342C1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrically conductive
- plate
- layer
- column
- electrically
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/0802—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/34—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using capacitative elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
Description
Die Erfindung betrifft einen Sensor nach dem Oberbegriff des
ersten Patentanspruchs und ein Verfahren zu dessen Herstellung
nach dem fünften Patentanspruch.
Ein solcher Sensor ist aus der DE 36 25 411 A1 bekannt. Dieser
Sensor, der als Beschleunigungssensor eingesetzt werden kann,
enthält als seismische Masse eine Platte, die über Stege an
einem Rahmen aufgehängt ist. Der Rahmen umgibt die Platte all
seitig. Oberhalb und unterhalb der Platte sind auf den Rahmen
mit Abstand zu der Platte zwei Deckplatten aufgesetzt. Auf den
der Platte gegenüberliegenden Flächen der Deckplatten ist je
weils ein elektrisch leitender Film aufgetragen. Die beiden
Filme bilden zusammen mit der Platte zwei Plattenkondensato
ren. Die Auslenkung der Platte unter dem Einfluß einer Kraft
erfolgt in Richtung auf einen der Filme, so daß sich die Ab
stände zwischen den Filmen und der Platte und damit die Kapa
zität der beiden Plattenkondensatoren ändern. Die Platte, die
Stege und der Rahmen bestehen aus dotiertem Silicium, während
für die Deckplatten, die die Filme tragen, Glas bevorzugt
wird.
Die DE 37 27 142 A1 beschreibt Mikrosensoren mit integrierter
Signalverarbeitung und ein Verfahren zu deren Herstellung. Die
Mikrosensoren enthalten entweder eine spirale (Fig. 3) oder
eine kammartige (Fig. 13) Struktur. Gemäß dem Herstellungsver
fahren wird zuerst eine Galvanikelektrode auf einem Substrat
aufgebracht. Danach wird eine Schicht eines Röntgenresists auf
dem mit der Galvanikelektrode versehenen Substrat aufgetragen,
wobei die Dicke der Schicht einer charakteristischen Höhe der
Sensorstrukturen entspricht. Anschließend werden in dieser
Schicht auf röntgenlithographischem Weg Negative der Sen
sorstrukturen hergestellt. Die Negative der Sensorstrukturen
werden dann durch galvanische Abscheidung eines Metalls oder
einer Metallegierung unter Verwendung der Galvanikelektrode
aufgefüllt. Schließlich wird das Substrat mit den daraufange
brachten Sensorstrukturen in einzelne Funktionseinheiten ge
trennt. Das beschriebene Verfahren eignet sich nicht zur Her
stellung von Sensoren, bei denen ein bewegliches Teil in Rich
tung auf das Substrat ausgelenkt werden kann.
Aus der DE 40 22 464 A1 ist ein Beschleunigungssensor bekannt,
bei dem auf einem Träger ein feststehender Rahmen angebracht
ist. Der feststehende Rahmen umgibt eine seismische Masse etwa
in Form einer quadratischen Platte, die am Rahmen über Stege
befestigt ist. Der Beschleunigungssensor besteht aus Silicium.
Während die seismische Masse bei diesem Beschleunigungssensor
sowohl parallel zur Trägerebene als auch senkrecht hierzu aus
gelenkt werden kann, wird - offenbar aus herstellungstechni
schen Gründen - eine Auslenkung parallel zur Trägerebene be
vorzugt. Zur Detektion dieser Auslenkung sind parallel zu den
Stegen Elektroden oder Piezowiderstände angebracht, die eine
kapazitive oder piezoresistive Erfassung der Auslenkung ermög
lichen.
Ein weiterer Beschleunigungssensor und ein Verfahren zu dessen
Herstellung ist in der DE 40 03 473 C2 beschrieben. Dieser Be
schleunigungssensor besteht aus Silicium und wird ätztechnisch
hergestellt. Er enthält mindestens ein Paddel, das aus einem
monokristallinen Siliciumwafer herausgeätzt ist und unter dem
Einfluß einer Kraft parallel zum Wafer beweglich ist. Die De
tektion der Bewegung des Paddels erfolgt wiederum kapazitiv
oder piezoresistiv. Parallel zum Paddel können Elektroden vor
gesehen sein, die den Abstand zum Paddel registrieren.
Aufgabe der Erfindung ist, einen mikromechanischen Sensor der
eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem die Platte, die
Stege und die Haltevorrichtung für die Platte nicht aus do
tiertem Silicium, sondern aus einem Metall oder einer Metalle
gierung bestehen. Weiterhin soll ein Verfahren angegeben wer
den, mit dem sich ein solcher Sensor herstellen läßt.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten
Patentanspruchs und durch das Verfahren nach dem fünften Pa
tentanspruch gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben bevorzugte
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Sensors und Verfahrens
an.
Die in den Ansprüchen beschriebenen mikromechanischen Senso
ren, bei denen auf einem Substrat mit elektrisch nicht leiten
der Oberfläche metallische Strukturen aufgebracht sind, lassen
sich erstmalig durch das erfindungsgemäße Verfahren herstel
len.
Die Figur zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfin
dungsgemäßen mikromechanischen Sensors. Die Erfindung wird im
folgenden anhand dieser Figur erläutert.
Auf einem Substrat 5 mit elektrisch nicht leitender Oberflä
che, das beispielsweise aus einer Keramik, insbesondere einer
Oxidkeramik wie Al₂O₃, bestehen kann, ist eine elektrisch
leitfähige Fläche 1 vorgesehen. Vorzugsweise ist die elek
trisch leitfähige Fläche 1 mit einer ersten bandförmigen Lei
terbahn 3 kontaktiert. Wie nachfolgend gezeigt wird, kann die
erste Leiterbahn 3 zusammen mit der elektrisch leitfähigen
Fläche 1 hergestellt werden. Vorzugsweise bestehen die Fläche
1 und die Leiterbahn 3 aus einem Metall oder einer Metallegie
rung; nichtmetallische, elektrisch leitfähige Stoffe sind je
doch ebenso möglich.
Auf dem Substrat 5 erheben sich in der gezeigten Ausführungs
form zwei Säulen 2a aus einem Metall oder einer Metallegie
rung. Der Werkstoff der Säulen 2a muß nicht notwendigerweise
mit dem Werkstoff der Fläche 1 identisch sein; das nachfolgend
beschriebene Herstellungsverfahren läßt auch unterschiedliche
Werkstoffe zu. Die Säulen 2a stehen weder mit der Fläche 1
noch mit der ersten kontaktierenden Leiterbahn 3 in Verbin
dung; sie sind vielmehr über einen elektrisch nicht leitenden
Abstandsbereich 7 voneinander getrennt. Der Abstandsbereich
besteht aus der Oberfläche des elektrisch nicht leitenden Sub
strats 5.
Beide dargestellten Säulen 2a werden an ihren freien Enden
durch eine Platte 2c aus dem Metall oder der Metallegierung
der Säule überbrückt, so daß die Platte 2c die elektrisch
leitfähige Fläche 1 überdacht und mit dieser zusammen einen
Kondensator bildet. Der Abstand zwischen den Kondensatorflä
chen ist in der Figur mit S bezeichnet. Zwischen den Kondensa
torflächen kann die Spannung U abgegriffen werden.
Damit die Platte 2c unter dem Einfluß einer Kraft in Richtung
auf die Fläche 1 bewegbar ist, sind zwei Ausnehmungen 8 vorge
sehen, die jeweils zwei Stege 2b bestehen lassen. Die Platte
2c und die Stege 2b bestehen aus fertigungstechnischen Gründen
vorzugsweise aus demselben Werkstoff wie die Säulen 2a, obwohl
prinzipiell auch ein anderes Metall oder eine andere Metalle
gierung vorgesehen werden kann.
Die Säulen 2a, die Stege 2b und die Platte 2c bilden in der
dargestellten Ausführungsform eine metallische Brückenstruk
tur, die auf das elektrisch nichtleitende Substrat 5 aufge
setzt ist und die Fläche 1 überdacht. Die Brückenstruktur wird
vorzugsweise durch eine zweite Leiterbahn 3 kontaktiert, die
zusammen mit der Fläche 1 und der ersten Leiterbahn 3 herge
stellt werden kann.
Prinzipiell kann der erfindungsgemäße Sensor nur eine einzige
Säule 2a aufweisen, an deren freiem Ende die Platte 2c über
einen oder zwei Stege angebracht ist. In diesem Fall erfolgt
die Auslenkung der Platte 2c nicht parallel zu der Fläche 1.
Deshalb werden zwei oder mehr Säulen bevorzugt. Das Herstel
lungsverfahren ermöglicht es, Sensoren mit beliebig vielen
Säulen 2a in beliebiger Form und Anordnung herzustellen, an
denen über Stege 2b die Platte 2c angebracht ist. Auch die
Stege 2b lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren be
liebig gestalten.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Herstellung dieser Sensoren ist, daß der Abstand zwischen der
elektrisch leitfähigen Fläche 1 und der Platte 2c sehr exakt
und sehr klein eingestellt werden kann. Damit werden Sensoren
zugänglich, die eine hohe Grundkapazität aufweisen. Der Ab
stand beträgt daher zwischen 0,1 und 1000 µm, vorzugsweise je
doch weniger als 100 µm; besonders bevorzugt werden Abstände
zwischen 0,1 und 10 µm.
Der erfindungsgemäße mikromechanische Sensor kann als Be
schleunigungssensor und als Temperatursensor eingesetzt wer
den. Wird er als Temperatursensor eingesetzt, sind die Stege
2b vorzugsweise nicht linear, sondern spiralförmig ausgebil
det. Diese Ausführungsform kann wie erwähnt nach demselben
Verfahrensprinzip hergestellt werden. Eine Temperaturänderung
führt zu einer thermischen Längenänderung der spiralförmigen
Elemente und damit zu einer Änderung der Federkonstanten.
Durch Anlegen eines elektrischen Spannungsimpulses an die Kon
densatorplatten wird die erste Kondensatorplatte zum Schwingen
angeregt. Dabei bestimmt die temperaturabhängige Federkon
stante der spiralförmigen Elemente das Ausschwingverhalten der
beweglichen Platte, das durch die Eigenfrequenz und durch die
zeitabhängige Amplitude bestimmt ist. Damit kann über die Mes
sung der Eigenfrequenz der beweglichen Platte oder über die
Messung der Amplitude zu einem definierten Zeitpunkt die Tem
peratur ermittelt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der mikromecha
nischen Sensoren wird im folgenden ebenfalls anhand der Figur
beschrieben. Durch eine geeignete Abwandlung des Verfahrens
lassen sich jedoch auch andere, insbesondere die erwähnten
Ausführungsformen des mikromechanischen Sensors herstellen.
Eine Seite eines elektrisch nichtleitenden Keramiksubstrats,
z. B. aus Al₂O₃, wird zunächst vollständig mit einer ersten
elektrisch leitfähigen Schicht überzogen. Die erste leitfähige
Schicht kann z. B. durch Abstäuben (Sputtern) eines Metalls
oder einer Metallegierung aufgebracht werden. Gute Ergebnisse
werden mit zwei aufeinanderliegenden, durch Abstäuben aufge
tragenen Schichten aus Chrom und Silber erzielt. Eine Gesamt
schichtdicke von 0,5 µm reicht im allgemeinen völlig aus.
Danach wird die aufgetragene metallische Schicht strukturiert.
Die Strukturierung erfolgt in der Weise, daß zwei verschie
dene, miteinander nicht in elektrischem Kontakt stehende Flä
chen entstehen. Die erste dieser Flächen bildet die elektrisch
leitfähige Schicht 1 und gegebenenfalls die betreffende kon
taktierende Leiterbahn 3. Die zweite Fläche bildet die Auf
standsflächen 4 der Säulen 2a und gegebenenfalls die zugehö
rige Leiterbahn 3. Wenn - wie in der dargestellten Ausfüh
rungsform des Sensors - zwei oder mehr Säulen vorgesehen sind,
müssen ihre Aufstandsflächen 4 durch eine verbindende Leiter
fläche in Form einer Leiterbahn 6 miteinander in elektrischen
Kontakt gebracht werden. Die zweite Fläche besteht daher aus
einem elektrisch zusammenhängenden Verbund der Aufstandsflä
chen 4, der verbindenden Leiterbahn 6 und gegebenenfalls der
betreffenden kontaktierenden Leiterbahn 3. Die Strukturierung
erfolgt beispielsweise durch lithographische und Ätzverfahren.
Damit die erste und die zweite Fläche gegeneinander elektrisch
isoliert sind, werden Abstandsbereiche vorgesehen. Die Auf
standsflächen 4 und die Fläche 1 bilden miteinander den Ab
standsbereich 7 aus, in dem die Oberfläche des nichtleitenden
Substrats freiliegt.
Die auf diese Weise strukturierte erste elektrisch leitfähige
Schicht wird nachfolgend vollständig durch eine Schicht eines
strahlenempfindlichen Kunststoffs überdeckt. Als strahlen
empfindlicher Kunststoff kann entweder ein röntgenstrahlen-
oder lichtempfindlicher Kunststoff eingesetzt werden. Da die
Dicke dieser Schicht den Abstand zwischen der Fläche 1 und der
Platte 2c bestimmt, wird man für größere Abstände einen rönt
genstrahlenempfindlichen Kunststoff wählen, während für klei
nere Abstände, etwa im Bereich vom 0,5 µm bis 50 µm, ein
lichtempfindlicher Photolack ausreicht. Zum Auftragen des
Kunststoffs eignen sich die bekannten Verfahren.
Für eine spezielle Ausführungsform des Sensors gemäß der Figur
wurde ein Photolack vom Typ AZ4210 in einer Dicke von 3,3 µm
aufgetragen.
Auf der Schicht des Kunststoffs wird danach eine zweite elek
trisch leitfähige Schicht aufgetragen. Diese Schicht besteht
vorzugsweise aus einem Metall oder einer Metallegierung. Die
Dicke dieser Schicht ist im Prinzip frei wählbar; sie muß le
diglich eine galvanische Abscheidung von Metall ermöglichen.
Da diese Schicht nachfolgend etwa durch naßchemisches Ätzen
strukturiert wird, wird man eine dünne Schicht bevorzugen. Für
die Herstellung dieser Schicht sind wiederum alle bekannten
Verfahren (Aufstäuben [Sputtern], Aufdampfen etc.) anwendbar.
Für die spezielle Ausführungsform wurde eine ca. 200 nm dicke
Goldschicht durch Aufdampfen aufgebracht.
Die zweite elektrisch leitfähige Schicht wird anschließend
strukturiert. Die Strukturierung erfolgt in der Weise, daß die
Bereiche senkrecht oberhalb der Aufstandsflächen 4 entfernt
und ggf. zusätzlich Vorkehrungen für zwischen zwei an der sel
ben Säule angebrachte Ausnehmungen entsprechend den in der Fi
gur dargestellten Ausnehmungen 8, die die Stege 2b bestehen
lassen, geschaffen werden. Diese Vorkehrungen bestehen darin,
die betreffenden Stellen der zweiten elektrisch leitfähigen
Schicht entweder zu entfernen oder mit einem elektrisch nicht
leitenden Material, z. B. mit Hilfe eines strahlenempfindli
chen Kunststoffs, abzudecken. Wenn das Substrat größer ist als
die vorgesehene Größe des Sensors, wird die zweite elektrisch
leitfähige Schicht außerdem an denjenigen Stellen entfernt
oder mit einem elektrisch nichtleitenden Material abgedeckt,
die nicht senkrecht über der Brückenstruktur liegen, so daß
die obere Fläche der Brückenstruktur 2a, 2b, 2c ausgeformt
wird und die Platte 2c in einem der nachfolgenden Schritte die
dargestellte rechteckige Form erhält.
In gleicher Weise wird gegebenenfalls die zweite elektrisch
leitfähige Schicht an denjenigen Stellen entfernt, die in
senkrechter Projektion nicht zwischen den Aufstandsflächen 4
liegen, sondern an die Aufstandsflächen angrenzen, so daß die
der Platte abgewandten Außenflächen der später herzustellenden
Säulen 2a eben sind. Wenn - wie in der dargestellten Ausfüh
rungsform des Sensors - mehrere Aufstandsflächen 4 (und damit
mehrere Säulen 2a) vorgesehen sind, wird die diese Aufstands
flächen 4 miteinander elektrisch verbindende Leiterbahn 6 bei
der Strukturierung dieser Schicht nicht berücksichtigt.
Zur Strukturierung müssen daher die angegebenen Bereiche der
zweiten elektrisch leitfähigen Schicht selektiv gegenüber den
übrigen Bereichen entfernt werden. Wenn die Schicht aus einem
Metall oder einer Metallegierung besteht, kann dies durch
naßchemisches Ätzen oder durch Trockenätzverfahren geschehen.
Besteht die zweite elektrisch leitfähige Schicht etwa aus
Gold, so kann das Ätzen mit einer wäßrigen Kaliumjodid-Jod-Lö
sung erfolgen. Wird naßchemisch geätzt, muß zuvor eine Ätz
maske hergestellt werden.
Die Ätzmaske kann hergestellt werden, indem die zweite elek
trisch leitfähige Schicht wiederum mit einem Photolack, etwa
des Typs AZ4210, in einer Dicke von wenigen µm (für die spe
zielle Ausführungsform: 2,7 µm) beschichtet wird. Die oben ge
nannten Bereiche des Photolacks werden über eine entsprechende
Maske belichtet und die belichteten Bereiche mit einem Ent
wickler wie beispielsweise KOH entfernt. Damit liegen diejeni
gen Bereiche der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht frei,
die selektiv entfernt werden sollen. Um die nachfolgende völ
lige Entfernung dieser zweiten Photolackschicht zu erleich
tern, wird der gesamte verbleibende Photolack flutbelichtet.
Durch die Flutbelichtung wird nur die zweite Photolackschicht
erfaßt, weil die zu diesem Zeitpunkt noch unstrukturierte
zweite elektrisch leitfähige Schicht die darunterliegende
Schicht des strahlenempfindlichen Kunststoffs schützt.
Danach werden die freiliegenden Bereiche der zweiten elek
trisch leitfähigen Schicht wie beschrieben durch Ätzen ent
fernt, wodurch diese Schicht in der angegebenen Weise struktu
riert wird.
Nun wird die Schicht des strahlenempfindlichen Kunststoffs
strukturiert. Die Strukturierung erfolgt je nach Art des
Kunststoffs durch Bestrahlen mit Röntgenstrahlung oder Licht.
Bestrahlt werden ausschließlich diejenigen Bereiche des Kunst
stoffs, die senkrecht über den Aufstandsflächen 4 liegen, so
fern ein Positivresist verwendet wurde. Bei einem Negativ
resist werden ausschließlich die übrigen Bereiche bestrahlt.
Durch Entwickeln werden in beiden Fällen die - mit der struk
turierten ersten leitfähigen Schicht überzogenen - Aufstands
flächen 4 freigelegt.
Danach werden die erzeugten Hohlräume innerhalb des strahlen
empfindlichen Kunststoffs galvanisch mit Metall aufgefüllt,
wodurch die Säulen 2a geschaffen werden. Die galvanische Ab
scheidung beginnt an den Aufstandsflächen 4. Das galvanisch
abgeschiedene Metall wächst in den Hohlräumen oberhalb der
Aufstandsflächen 4 auf, bis diese aufgefüllt sind. Danach be
ginnt ein Seitenwachstum des galvanisch abgeschiedenen Me
talls, und zwar an denjenigen Bereichen der zweiten elektrisch
leitfähigen Schicht, die nach der Strukturierung bestehen
geblieben sind. Durch den Galvanikschritt wird daher die
Brückenstruktur 2a, 2b, 2c erzeugt. Die verbliebenen Teile des
strahlenempfindlichen Kunststoffs werden nun z. B. mit dem Lö
sungsmittel Aceton entfernt. Die Dicke der Stege 2b und der
Platte 2c kann durch die Dauer des Galvanikschrittes einge
stellt werden.
Das Seitenwachstum erfolgt gleichmäßiger, wenn gemäß dem in
der nachveröffentlichten DE 42 31 742 beschriebenen Verfahren
aus den bestehen gebliebenen Bereichen der zweiten leitfähigen
Schicht Inselstrukturen gebildet werden.
Die Dicke der seitlich wachsenden, galvanisch abgeschiedenen
Schicht bestimmt die Dicke der Stege 2b und der Platte 2c.
Werden verhältnismäßig dicke Stege 2b und eine entsprechend
dicke Platte 2c gewünscht, besteht die Gefahr, daß das galva
nisch abgeschiedene Metall beim Seitenwachstum auch die vorge
gebene Struktur der zweiten leitfähigen Schicht seitlich über
wächst, so daß deren Struktur nicht exakt nachgebildet wird
und damit keine scharfen seitlichen Begrenzungen der Brücken
struktur erhalten werden.
Dieser Gefahr kann dadurch begegnet werden, daß man die beste
hen bleibenden Bereiche der zweiten elektrisch leitfähigen
Schicht mit senkrechten Seitenwänden der vorgesehenen Form
versieht, die gleich hoch oder höher sind als die gewünschte
Dicke der durch galvanische Abscheidung hergestellten Stege 2b
und Platte 2c. Diese Seitenwände können in folgender Weise
hergestellt werden.
Auf die strukturierte zweite elektrisch leitfähige Schicht
wird nach dem vollständigen Entfernen der Ätzmaske ein weite
rer strahlenempfindlicher Kunststoff aufgetragen. Beispiels
weise kann eine 8 µm dicke Photolackschicht des Typs AZ4620
aufgetragen werden, die nachfolgend über eine Maske bestrahlt
wird. Die offene Fläche der Maske hat in diesem Fall die Form
der Aufstandsflächen 4, der Stege 2b und der Platte 2c. In den
Bereichen der Stege 2b und der Platte 2c dringt das bestrah
lende Licht nur in die Schicht des zweiten strahlenempfindli
chen Kunststoffs ein, weil die darunter liegende erste Schicht
des strahlenempfindlichen Kunststoffs durch die bestehen
gebliebenen Bereiche der zweiten elektrisch leitfähigen
Schicht abgeschattet werden. Im Bereich der Aufstandsfläche 4
durchdringt die Strahlung sowohl die erste als auch die zweite
Kunststoffschicht. Die zweite Kunststoffschicht bildet nach
der Entfernung der bestrahlten Bereiche die gewünschte wannen
ähnliche Form, die eine scharfe Begrenzung der Brückenstruktur
bei der galvanischen Abscheidung ermöglicht. Wiederum werden
alle verbliebenen Teile des strahlenempfindlichen Kunststoffs
nach der galvanischen Abscheidung z. B. mit Aceton entfernt.
Werden als strahlenempfindlichen Kunststoffe keine Photolacke,
sondern röntgenstrahlenempfindliche Polymere verwendet, wird
die Schichtdicke und/oder das Material der zweiten leitfähigen
Schacht so gewählt, daß bei der Bestrahlung des zweiten, obe
ren strahlenempfindlichen Kunststoffs die erste, untere
Schicht des strahlenempfindlichen Kunststoffs nicht entwickel
bar bestrahlt wird.
Claims (6)
1. Mikromechanischer Sensor, bei dem
- a) auf einem Substrat (5) mit elektrisch nicht leitender Oberfläche eine elektrisch leitfähige Fläche (1) vorge sehen ist,
- b) auf dem Substrat sich mindestens eine Säule (2a) erhebt,
- c) die elektrisch leitfähige Fläche (1) und die Säule(n) (2a) einen elektrisch nicht leitenden Abstandsbereich (7) auf dem Substrat (5) begrenzen,
- d) am freien Ende der Säule(n) (2a) eine Platte (2c) so an gebracht ist, daß sie die elektrisch leitfähige Fläche (1) überdacht,
- e) die Platte (2c) mit der oder den Säule(n) über minde
stens einen Steg (2b) in der Weise verbunden ist, daß
sich die Platte (2c) unter der Einwirkung einer Kraft in
Richtung auf die elektrisch leitfähige Fläche (1) be
wegt,
dadurch gekennzeichnet, daß - f) Säule(n) (2a), Steg(e) (2b) und Platte (2c) aus einem Metall oder einer Metallegierung bestehen und
- g) der Abstand zwischen Platte (2c) und der elektrisch leitfähigen Fläche (1) zwischen 0,1 µm und 1000 µm be trägt.
2. Mikromechanischer Sensor nach Anspruch 1 mit zwei im Quer
schnitt rechteckigen Säulen (2a), mit denen die Platte (2c)
über jeweils zwei Stege (2b) verbunden ist.
3. Mikromechanischer Sensor nach Anspruch 1 mit mindestens
drei Säulen (2a), mit denen die Platte (2c) jeweils über
einen Steg (2b) verbunden ist.
4. Mikromechanischer Sensor nach Anspruch 1, bei dem der Ab
stand zwischen der elektrisch leitfähigen Fläche (1) und
der Platte (2c) zwischen 0,1 µm und 10 µm beträgt.
5. Verfahren zur Herstellung eines Sensors gemäß einem der An
sprüche 1 bis 4 mit den Schritten:
- a) auf ein Substrat (5) mit elektrisch nicht leitender Oberfläche wird eine erste elektrisch leitfähige Schicht aufgetragen,
- b) die erste elektrisch leitfähige Schicht wird in der Weise strukturiert, daß eine erste (1) und mindestens eine zweite (4) Fläche gebildet wird, wobei
- - die erste (1) mit der oder den zweite(n) Fläche(n) (4) jeweils einen elektrisch nichtleitenden Abstands bereich (7) ausbilden, und, sofern mehr als eine zweite Fläche (4) vorgesehen ist,
- - die zweiten Flächen (4) untereinander durch minde stens eine Leiterfläche (6) miteinander elektrisch leitend verbunden sind,
- c) die strukturierte erste, elektrisch leitfähige Schicht wird vollständig mit einer Schicht eines strahlungs empfindlichen Kunststoffs überdeckt,
- d) auf der Schicht des strahlungsempfindlichen Kunststoffs wird eine zweite elektrisch leitfähige Schicht aufgetra gen,
- e) die zweite elektrisch leitfähige Schicht wird in der Weise strukturiert, daß die Schicht
- - senkrecht über der/den zweite(n) Fläche(n) (4) mit Aus nahme der Leiterfläche (6) entfernt und
- - senkrecht über dem Abstandsbereich (7) mit Ausnahme der für den oder die Stege (2b) vorgesehenen Bereiche entfernt oder mit einem elektrisch nicht leitenden Material abge deckt ist,
- f) die zweite(n) Fläche(n) (4) mit Ausnahme der Leiterfläche (6) werden durch Bestrahlen und Entwickeln des strah lungsempfindlichen Kunststoffs freigelegt,
- g) auf der oder den freigelegten Fläche(n) (4) wird so lange galvanisch ein Metall oder eine Metallegierung ab geschieden, bis das Metall oder die Metallegierung die strukturierte zweite elektrisch leitfähige Schicht über deckt, wonach
- h) der strahlungsempfindliche Kunststoff vollständig ent fernt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste elektrisch leitfähige Schicht gemäß Schritt b) so
strukturiert wird, daß sowohl die erste (1) als auch die
zweite(n) Fläche(n) (4) durch jeweils eine bandförmige Lei
terbahn (3) kontaktiert wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944406342 DE4406342C1 (de) | 1994-02-26 | 1994-02-26 | Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944406342 DE4406342C1 (de) | 1994-02-26 | 1994-02-26 | Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4406342C1 true DE4406342C1 (de) | 1995-03-09 |
Family
ID=6511308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944406342 Expired - Fee Related DE4406342C1 (de) | 1994-02-26 | 1994-02-26 | Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4406342C1 (de) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3625411A1 (de) * | 1986-07-26 | 1988-02-04 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Kapazitiver beschleunigungssensor |
DE3727142A1 (de) * | 1987-08-14 | 1989-02-23 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren zur herstellung von mikrosensoren mit integrierter signalverarbeitung |
DE4003473A1 (de) * | 1990-02-06 | 1991-08-08 | Bosch Gmbh Robert | Kristallorientierter bewegungssensor und verfahren zu dessen herstellung |
DE4022464A1 (de) * | 1990-07-14 | 1992-01-16 | Bosch Gmbh Robert | Beschleunigungssensor |
DE4231742A1 (de) * | 1992-09-23 | 1994-03-24 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren zur Herstellung von metallischen, mit Strukturen versehenen plattenförmigen Körpern |
-
1994
- 1994-02-26 DE DE19944406342 patent/DE4406342C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3625411A1 (de) * | 1986-07-26 | 1988-02-04 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Kapazitiver beschleunigungssensor |
DE3727142A1 (de) * | 1987-08-14 | 1989-02-23 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren zur herstellung von mikrosensoren mit integrierter signalverarbeitung |
DE4003473A1 (de) * | 1990-02-06 | 1991-08-08 | Bosch Gmbh Robert | Kristallorientierter bewegungssensor und verfahren zu dessen herstellung |
DE4022464A1 (de) * | 1990-07-14 | 1992-01-16 | Bosch Gmbh Robert | Beschleunigungssensor |
DE4231742A1 (de) * | 1992-09-23 | 1994-03-24 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren zur Herstellung von metallischen, mit Strukturen versehenen plattenförmigen Körpern |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3507820C2 (de) | ||
DE4446890A1 (de) | Kapazitiver Beschleunigungssensor und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE4031248C2 (de) | ||
DE60220022T2 (de) | Verfahren zur herstellung elektrisch leitender kontaktstrukturen | |
DE3900654C2 (de) | Drucksensoranordnung und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE19752208A1 (de) | Thermischer Membransensor und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE19719601A1 (de) | Beschleunigungssensor | |
DE4024275C2 (de) | ||
DE3727142A1 (de) | Verfahren zur herstellung von mikrosensoren mit integrierter signalverarbeitung | |
DE19906046A1 (de) | Halbleitersensor für eine physikalische Größe mit einem Stoppabschnitt | |
DE2705068A1 (de) | Feststoffenergiewandler und verfahren zu dessen herstellung | |
DE19810534A1 (de) | Mehrachsenbeschleunigungssensor und Herstellungsverfahren eines Mehrachsenbeschleunigungssensor | |
DE2453035B2 (de) | Verfahren zum Aufbringen einer metallischen Schicht in Form eines Musters auf einem mit einer ersten dünnen, metallischen Schicht überzogenen inerten Substrat | |
DE19753642C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Widerstands | |
DE3920645C2 (de) | ||
DE3529966C1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Masken fuer die Roentgentiefenlithographie | |
DE4231742C2 (de) | Verfahren zur galvanischen Abformung von mit Strukturen versehenen plattenförmigen Körpern | |
DE3824695C2 (de) | ||
DE4406342C1 (de) | Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE4227819C2 (de) | Kapazitiver Drucksensor | |
DE19530736A1 (de) | Beschleunigungssensor und Verfahren zur Herstellung eines Beschleunigungssensors | |
DE19524099A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Formeinsätzen | |
EP0645613A1 (de) | Dünnschicht-Absolutdrucksensoren und deren Herstellverfahren | |
DE10058864B4 (de) | Mikromechanikstruktur für integrierte Sensoranordnungen und Verfahren zur Herstellung einer Mikromechanikstruktur | |
DE4001399C1 (en) | Metallic microstructures - formed on substrates, by putting poly:methyl methacrylate] between moulding tool and silicon substrate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |