DE4446399A1 - Vorrichtung zum Erfassen einer dynamischen Zustandsgröße und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vor­ richtung zum Erfassen bzw. Abfühlen einer dynamischen Zu­ standsgröße bzw. Variablen sowie auf ein Verfahren zum Her­ stellen einer derartigen Vorrichtung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen einer dynamischen Zustandsgröße kann beispielsweise eine Beschleunigungssensorvorrichtung sein, die für eine Motorsteuerung, eine Airbagsteuerung usw. verwendbar ist und eine Auslegerstruktur mit einem be­ wegbaren Abschnitt aufweist, der beim Einwirken einer Be­ schleunigung versetzt werden kann.

Bekannte Beschleunigungssensorvorrichtungen mit einer dünnen Auslegerstruktur umfassen einen piezoelektrischen Typ, bei dem der piezoelektrische Effekt ausgenützt wird, einen magnetischen Typ, bei dem ein Differentialübertrager verwendet wird, sowie Halbleitertypen wie beispielsweise solche, die mit einem Dehnungsmeßstreifen arbeiten oder auf dem Prinzip der elektrostatischen Kapazitätserfassung ba­ sieren, einem MISFET-Typ usw., die durch eine Mikrobearbei­ tungstechnologie auf der Basis von Silizium erhalten wer­ den. Unter diesen Sensoren sind die Sensorvorrichtungen des Halbleitertyps am vielversprechendsten, da sie hohe Emp­ findlichkeiten bei geringen Beschleunigungspegeln und bei geringen Frequenzen aufweisen und da sie für eine billige Massenproduktion geeignet sind. Bei derartigen Halbleiter­ sensorvorrichtungen ist es jedoch erforderlich, die Dicke des bewegbaren Abschnitts im Hinblick auf die Anforderungen der zunehmenden Miniaturisierung zu verringern.

Eine derartige Beschleunigungssensorvorrichtung mit ei­ ner dünnen Auslegerstruktur ist beispielsweise aus SAE 910496 bekannt. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, weist die aus SAE 910496 bekannte Beschleunigungssensorvorrichtung eine bewegbare Elektrode aus polykristallinem Silizium auf, die mittels einer Mikrobearbeitungstechnologie auf einem Sili­ ziumsubstrat ausgebildet ist, wobei eine jeweilige Be­ schleunigung anhand der auf diese Beschleunigung zurückzu­ führenden Änderung der elektrostatischen Kapazität zwischen der bewegbaren Elektrode und einer stationären Elektrode erfaßt wird.

Diese Auslegerstruktur, bei der gemäß der Darstellung in Fig. 6 ein an seinen beiden Enden gelagerter Ausleger vorgesehen ist, leidet jedoch an dem Problem, daß der Aus­ leger gegenüber seiner Entwurfsgestalt aufgrund einer zu­ rückbleibenden bzw. remanenten Spannung abweicht, die ins­ besondere auf eine während der Herstellung hervorgerufene Druckspannung zurückzuführen ist. Diese im polykristallinen Silizium zurückbleibende Spannung kann in einem gewissen Ausmaß durch eine Hitzebehandlung oder Ausglühen bei einer hohen Temperatur, wie beispielsweise von mehr als 1050°C, beseitigt werden, wenn diese Behandlung über einen längeren Zeitraum durchgeführt wird. Eine derartige Hitzebehandlung bzw. ein derartiges Ausglühen ist jedoch mit einem IC-Her­ stellungsverfahren bzw. einem Herstellungsverfahren für in­ tegrierte Schaltungen nicht kompatibel. Das heißt, wenn zum Zwecke der Miniaturisierung oder aus anderen Gründen eine einen MOSFET oder dergleichen aufweisende Steuerschaltung (wie beispielsweise eine Erfassungsschaltung für die Be­ schleunigungssensorvorrichtung) auf der gleichen Substrat­ oberfläche wie die erwähnte Beschleunigungssensorvorrich­ tung integriert werden soll, verursacht eine bei zu hohen Temperaturen durchgeführte Hitzebehandlung eine Diffusion von in das Substrat zum Zwecke der Ausbildung des MOSFET usw. eingebrachten Verunreinigungen, so daß die Eigenschaf­ ten des MOSFETs usw. entsprechend geändert werden. Die Hit­ zebehandlung benötigt darüber hinaus eine relativ lange Zeitdauer, wodurch die Produktivität bzw. die Effizienz bei der Herstellung herabgesetzt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Erfassen ei­ ner dynamischen Zustandsgröße (einschließlich einer Be­ schleunigungssensorvorrichtung) zu schaffen, bei dem eine verringerte remanente Spannung unter Vermeidung einer hohen Temperatur und einer übermäßig langen Hitzebehandlung er­ zielbar ist, so daß die bei entsprechend geringer Tempera­ tur durchgeführte Hitzebehandlung mit einem IC-Herstel­ lungsverfahren kompatibel ist; weiterhin soll eine nach diesem Verfahren hergestellte Vorrichtung zum Erfassen ei­ ner dynamischen Zustandsgröße angegeben werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens mit den im Anspruch 1 bzw. 5 angegebenen Verfah­ rensschritten und hinsichtlich der Vorrichtung mit den im Anspruch 9 bzw. 10 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die Erfindung schlägt somit ein Verfahren zum Herstel­ len einer Vorrichtung zum Erfassen einer dynamischen Zu­ standsgröße vor, bei der die dynamische Zustandsgröße an­ hand des Versatzes eines bewegbaren Teils erfaßt wird, wo­ bei das Verfahren einen ersten Schritt, bei dem auf einer Hauptoberfläche eines Substrats eine polykristalline Sili­ ziumschicht ausgebildet wird, und einen zweiten Schritt um­ faßt, bei dem das bewegbare Teil in Form eines Auslegers durch selektives Ätzen der polykristallinen Siliziumschicht ausgebildet wird, wobei ein eine dynamische Zustandsgröße erfassendes Element, das die dynamische Zustandsgröße er­ faßt und im Ansprechen auf diese dynamische Zustandsgröße ein Signal ausgibt, und eine Steuerschaltung, die einen MOSFET zur Aufbereitung des von dem die dynamische Zu­ standsgröße erfassenden Element ausgesendeten Signals auf­ weist, auf der gleichen Hauptoberfläche des Substrats aus­ gebildet sind, und wobei die polykristalline Silizium­ schicht während des ersten Schritts ausgebildet wird, wäh­ rend das Substrat auf einer ersten Temperatur gehalten wird, die in der polykristallinen Siliziumschicht eine Zug­ spannung hervorruft, und in einem sich an den zweiten Schritt anschließenden dritten Schritt das Substrat auf ei­ ne zweite Temperatur erhitzt wird, welche die Zugspannung in der polykristallinen Siliziumschicht auf im wesentlichen Null entspannt, jedoch im wesentlichen die Diffusion von in den MOSFET dotierten Verunreinigungen in das bzw. in dem Substrat verhindert.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt schlägt die Erfin­ dung ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Er­ fassen einer dynamischen Zustandsgröße vor, bei der die dy­ namische Zustandsgröße aus dem Versatz eines bewegbaren Ab­ schnitts erfaßt wird, wobei das Verfahren einen ersten Schritt, bei dem auf einer Hauptoberfläche eines Substrats eines Isolationsschicht ausgebildet wird, einen zweiten Schritt, bei dem auf der Isolationsschicht eine polykri­ stalline Siliziumschicht ausgebildet wird, einen dritten Schritt, bei dem die polykristalline Siliziumschicht selek­ tiv in eine Auslegergestalt geätzt wird, und einen dritten Schritt umfaßt, bei dem die Isolationsschicht unter dem Auslegerabschnitt als Opferschicht geätzt wird, um eine Auslegerstruktur auszubilden, die einen bewegbaren Ab­ schnitt in Form eines Auslegers aufweist, der im Ansprechen auf die dynamische Zustandsgröße verstell- bzw. versetztbar ist, wobei durch dessen Verstellung die dynamische Zu­ standsgröße erfaßt wird, wobei ein die dynamische Zustands­ größe erfassendes Element, das die dynamische Zustandsgröße erfaßt und im Ansprechen auf die jeweils erfaßte dynamische Zustandsgröße ein Signal ausgibt, und eine Steuerschaltung, die einen MOSFET zur Aufbereitung des von dem die dynami­ sche Zustandsgröße erfassenden Element ausgesendeten Si­ gnals aufweist, auf einer gemeinsamen Hauptoberfläche des Substrats ausgebildet sind, und wobei während des zweiten Schritts die polykristalline Siliziumschicht ausgebildet wird, während das Substrat auf einer ersten Temperatur ge­ halten wird, die in der polykristallinen Siliziumschicht eine Zugspannung hervorruft, und in einem sich an die zwei­ ten bis vierten Schritte anschließenden fünften Schritt das Substrat bei einer zweiten Temperatur, welche die Zugspan­ nung in der polykristallinen Siliziumschicht auf im wesent­ lichen Null herabsetzt, jedoch im wesentlichen die Diffu­ sion von im MOSFET dotierten Verunreinigungen in das bzw. in dem Substrat verhindert, wärmebehandelt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen einer dy­ namische Zustandsgröße enthält eine auf einem Substrat aus­ gebildete Auslegerstruktur, wobei die Auslegerstruktur ei­ nen bewegbaren Abschnitt enthält, der im Ansprechen auf die dynamische Zustandsgröße verstellbar ist, wobei dessen Ver­ stellung in ein elektrisches Ausgangssignal umgesetzt wird, um die dynamische Zustandsgröße zu erfassen, wobei die den bewegbaren Abschnitt aufweisende Auslegerstruktur aus poly­ kristallinem Silizium besteht, das eine Kristallkorngröße von nicht mehr als 100 nm aufweist.

Ferner wird von der Erfindung eine Vorrichtung zum Er­ fassen einer dynamischen Zustandsgröße vorgeschlagen, die durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist: ein Silizium­ substrat des einen Leitfähigkeitstyps mit einer Hauptober­ fläche; ein Fühlerelement, das zwei stationäre Elektroden aus dotierten Bereichen des entgegengesetzten Leitfähig­ keitstyps im Siliziumsubstrat, zwischen denen ein Kanalbe­ reich im Siliziumsubstrat ausgebildet ist, einen Kanalbe­ reich zwischen den stationären Elektroden auf dem Silizium­ substrat, wobei durch Anlegen einer Spannung zwischen den stationären Elektroden ein elektrischer Strom durch den Ka­ nalbereich fließt, sowie eine bewegbare Elektrode aus Poly­ silizium in Form eines Auslegers aufweist, die oberhalb und beabstandet vom Kanalbereich und gegenüber dem Silizium­ substrat oder den stationären Elektroden und dem Kanalbe­ reich isoliert angeordnet ist, wobei die bewegbare Elek­ trode in einer zur Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats senkrechten Richtung im Ansprechen auf die auf die beweg­ bare Elektrode einwirkende dynamische Zustandsgröße ver­ stellbar ist, wobei die bewegbare Elektrode beim Einwirken der dynamischen Zustandsgröße auf die bewegbare Elektrode in der zur Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats senkrech­ ten Richtung verstellt wird und der durch den Kanalbereich fließende elektrische Strom sich in seiner Größe in Abhän­ gigkeit von der jeweiligen Verstellung der bewegbaren Elek­ trode derart ändert, daß im Ansprechen auf die einwirkende dynamische Zustandsgröße ein elektrisches Signal ausgegeben wird; sowie durch eine auf dem Siliziumsubstrat ausgebil­ dete Steuerschaltung, die das von dem Fühlerelement ausge­ sendete elektrische Signal aufbereitet, um ein die dynami­ sche Zustandsgröße angebendes Signal aus zugeben, wobei die Steuerschaltung einen verunreinigungsdotierten Bereich im Siliziumsubstrat enthält, wobei die bewegbare Elektrode aus polykristallinem Silizium besteht, das eine Kristallkorn­ größe von nicht mehr als 100 nm aufweist.

Der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Begriff "Auslegerstruktur" soll bedeuten, daß die Elektrode in Form des Auslegers deshalb bewegbar ist, weil der Ausleger an seinen beiden Enden gelagert ist und der den Ausleger umge­ bende Raum mit Ausnahme seiner beiden Enden entfernt bzw. abgetragen ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A anhand einer Draufsicht ein Ausführungs­ beispiel einer erfindungsgemäßen Beschleunigungssensor­ vorrichtung;

Fig. 1B und 1C entlang von Linien A-A bzw. B-B genommene Querschnittsansichten der Beschleuni­ gungssensorvorrichtung der Fig. 1A;

Fig. 2A bis 2J jeweilige Querschnittsansich­ ten der Beschleunigungssensorvorrichtung der Fig. 1A bis 1C während der wesentlichen Schritte der Herstel­ lung derselben;

Fig. 3 die Änderung der remanenten Spannung im Verhältnis zur Siliziumwachstum-Temperatur;

Fig. 4 die Änderung der remanenten Spannung im Verhältnis zur Ausglühtemperatur;

Fig. 5A bis 5D TEM-Photographien von Ab­ schnitten eines Bereichs C der Beschleunigungssensor­ vorrichtung der Fig. 1A bis 1C; und

Fig. 6 anhand einer perspektivischen Ansicht ei­ ne Beschleunigungssensorvorrichtung, die auf der Erfas­ sung einer elektrostatischen Kapazitätsänderung beruht.

Die nachfolgend beschriebene Vorrichtung zur Erfassung einer dynamischen Zustandsgröße ist dazu vorgesehen, als Beschleunigungssensorvorrichtung verwendet zu werden, wes­ halb in der nachfolgenden Beschreibung stets von einer Be­ schleunigungssensorvorrichtung die Rede ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß diese beschriebene Beschleunigungs­ sensorvorrichtung, sei es mit oder ohne Modifikationen, le­ diglich einen Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zur Erfassung einer dynamischen Zustandsgröße dar­ stellt; die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit auch zur Erfassung anderer Zustandsgrößen als der Beschleunigung verwendet werden.

In Fig. 1A ist anhand einer Draufsicht eine Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Halbleiter-Beschleunigungssen­ sorvorrichtung gezeigt, die einen Ausleger aufweist, der an seinen beiden Enden abgestützt bzw. gelagert ist, während in den Fig. 1B und 1C jeweils Querschnittsansichten ent­ lang von Linien A-A bzw. B-B der in Fig. 1A gezeigten Vor­ richtung dargestellt sind.

Auf einem p-Typ-Siliziumsubstrat 1 ist eine Isolier­ bzw. Isolationsschicht 2 ausgebildet, die aus SiO₂, Si₃N₄ oder dergleichen besteht. Wie aus Fig. 1B hervorgeht, weist die Isolationsschicht 2 eine Öffnung 3 in Form eines Recht­ ecks auf, bei dem keine Isolationsschicht vorliegt. Auf der Isolationsschicht 2 ist eine an beiden Enden abgestützte bzw. gelagerte Auslegerstruktur derart ausgebildet, daß ei­ ne bewegbare Elektrode oder ein bewegbarer Abschnitt 4 der Auslegerstruktur geschaffen wird, der die Öffnung 3 über­ brückt. Die bewegbare Elektrode 4 ist ein gerader Streifen, der aus Polysilizium (polykristallinem Silizium) mit einer Kristallkorngröße von ungefähr 50 µm besteht. Die bewegbare Elektrode 4 und das p-Typ-Siliziumsubstrat 1 sind durch die Isolationsschicht 2 voneinander isoliert.

Die unter der bewegbaren Elektrode 4 befindliche Öff­ nung 3 wird hergestellt, indem ein Teil der Isolations­ schicht 2 als Opferschicht geätzt wird. Zum Ätzen dieser Opferschicht wird ein Ätzmittel verwendet, das die Isolati­ onsschicht 2 selektiv ätzt, nicht jedoch die bewegbare Elektrode 4.

Eine Isolations-Zwischenschicht 5 ist über Teilen der bewegbaren Elektrode 4 und der Isolationsschicht 2 ausge­ bildet und eine Aluminiumverdrahtungsschicht 6 ist über der Isolations-Zwischenschicht 5 ausgebildet und über ein in der Isolations-Zwischenschicht 5 aus gebildetes Kontaktloch elektrisch mit der bewegbaren Elektrode 4 verbunden.

Wie aus Fig. 1C hervorgeht, sind auf dem p-Typ-Silizium­ substrat 1 stationäre Elektroden 8 und 9 aus verunreini­ gungsdotierten Bereichen in solchen Teilen ausgebildet, die beiden Seiten der bewegbaren Elektrode 4 entsprechen, wobei die stationären Elektroden 8 und 9 ausgebildet werden, in­ dem mittels einer Ionenimplantation oder mit Hilfe anderer Verfahren eine n-Typ-Verunreinigung in das p-Typ-Silizium­ substrat 1 eingebracht wird.

Gemäß Fig. 1A sind auf dem p-Typ-Siliziumsubstrat 1 Zwi­ schenverbindungen 10 und 11 aus verunreinigungsdotierten Bereichen ausgebildet und elektrisch mit der stationären Elektrode 8 bzw. 9 verbunden. Die Zwischenverbindungen 10 und 11 werden gebildet, indem mittels einer Ionenimplanta­ tion oder mit Hilfe anderer Verfahren eine n-Typ-Verunrei­ nigung in das p-Typ-Siliziumsubstrat 1 eingebracht wird.

Die Zwischenverbindung 10 ist über ein in der Isolati­ onsschicht 2 ausgebildetes Kontaktloch 12 mit einer Alumi­ niumverdrahtungsschicht 13 elektrisch verbunden und die Zwischenverbindung 11 ist über ein in der Isolationsschicht ausgebildetes Kontaktloch 14 mit einer Aluminiumverdrah­ tungsschicht 15 elektrisch verbunden. Die Aluminiumverdrah­ tungsschichten 13 und 14 sind mit einer externen elektri­ schen Schaltung elektrisch verbunden.

Wie aus Fig. 1B hervorgeht, existiert auf dem p-Typ-Si­ liziumsubstrat 1 zwischen den stationären Elektroden 8 und 9 eine Inversionsschicht 16. Die Inversionsschicht 16 tritt auf oder wird hervorgerufen, wenn an die bewegbare Elek­ trode 4 (nämlich an den beidseitig abgestützten Ausleger) eine Spannung angelegt wird.

Nachfolgend wird die Herstellung der vorstehend erläu­ terten Halbleiter-Beschleunigungssensorvorrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 2A bis 2J näher beschrieben. In diesen Figuren ist in der linken Hälfte jeweils ein Sensor und in der rechten Hälfte jeweils ein für eine Verarbei­ tungsschaltung notwendiger Transistor dargestellt.

Gemäß Fig. 2A wird zunächst ein p-Typ-Siliziumsubstrat 17 vorgesehen und es werden durch Photolitographie, Ionen­ implantation usw. verunreinigungsdotierte n-Typ-Bereiche 18 bis 21 ausgebildet, um Zwischenverbindungen zu einer Source und einem Drain eines Sensors und eines Transistors vorzu­ sehen.

Gemäß Fig. 2B wird auf dem den Sensor bildenden Ab­ schnitt des p-Typ-Siliziumsubstrats 17 eine Isolations­ schicht 22, von der ein Teil eine Opferschicht darstellt, selektiv ausgebildet. Diese Isolationsschicht 22 kann auch ausgebildet werden, indem sie zunächst vollständig bzw. auf der gesamten Oberfläche des p-Typ-Siliziumsubstrats 17 aus­ gebildet wird und indem anschließend die auf dem den Tran­ sistor bildenden Abschnitt des p-Typ-Siliziumsubstrats 17 befindliche Isolationsschicht 22 selektiv entfernt wird.

Gemäß Fig. 2C wird anschließend mittels einer Gateoxida­ tion ein Gateoxidfilm 23 auf dem den Transistor bildenden Abschnitt des p-Typ-Siliziumsubstrats 17 ausgebildet.

Das p-Typ-Siliziumsubstrat 17 wird daraufhin erwärmt bzw. erhitzt und bei einer konstanten Temperatur von 570°C gehalten; während diese Temperatur aufrechterhalten wird, wird mittels eines unter einem niedrigen Druck durchgeführ­ ten chemischen Aufdampfverfahrens (CVD) eine Polysilizium­ schicht über dem p-Typ-Siliziumsubstrat 17 ausgebildet. Die Durchflußrate der Siliziumquelle von SiH₄ betrug hierbei 80 sccm und der Ablagerungsdruck betrug 167 mTorr. Daraufhin wird die Polysiliziumschicht mittels eines photolitographi­ schen Verfahrens und durch Naßätzung mit einem Muster ver­ sehen, um eine bewegbare Elektrode 24 des Sensors und eine Gateelektrode 25 des Transistors auszubilden, wie dies in Fig. 2D gezeigt ist.

Das p-Typ-Siliziumsubstrat 17 wird daraufhin in einer inerten Atmosphäre bei einer Temperatur von 950°C über eine Dauer von 3 Stunden ausgeglüht. In Fig. 3 ist die Beziehung zwischen der Ausglühtemperatur und der zurückbleibenden bzw. remanenten Spannung dargestellt. Bei dem in Fig. 3 ge­ zeigten Fall wurden zwei Proben aus Polysilizium auf einem Substrat abgelagert und bei Temperaturen von 570°C bzw. 580°C gehalten, worauf diese Proben bei verschiedenen Tem­ peraturen geglüht wurden. Wenn das Polysilizium bei einer Temperatur von 570°C mit den vorgenannten Ablagerungsbedin­ gungen abgelagert wird, kann die verbleibende Spannung ge­ mäß der Darstellung in Fig. 3 auf ungefähr Null herabgesetzt werden, indem bei einer relativ niedrigen Temperatur von ungefähr 950°C ausgeglüht wird. Wenn das Polysilizium dem­ gegenüber bei einer Temperatur von 580°C mit den Ablage­ rungsbedingungen einer SiH₄-Durchflußrate von 80 sccm und einem Druck von 167 mTorr abgelagert wird, kann die zurück­ bleibende Spannung deutlich verringert werden, indem bei einer relativ geringen Temperatur von ungefähr 950°C, die den IC-Herstellungsprozeß nicht beeinflußt, ausgeglüht wird, wobei jedoch selbst bei einem unter einer wesentlich höheren Temperatur durchgeführten Ausglühen keine Verringe­ rung auf ungefähr Null erzielbar ist. Es sei angemerkt, daß hierbei Unterschiede in den Ablagerungsbedingungen, und zwar insbesondere im Ablagerungsdruck, wie vorstehend er­ läutert, vorlagen; diese Unterschiede können hier jedoch vernachlässigt werden.

In Fig. 5A ist eine durch Übertragungselektronenmikro­ skopie (transmission electron microscopy, TEM) erhaltene Photographie eines in Fig. 2D gezeigten Bereichs C nach der Ablagerung der Polysiliziumschicht bei einer Temperatur von 570°C vor dem Ausglühen gezeigt, während in Fig. 5B eine TEM-Photographie des Bereichs C nach dem bei einer Tempera­ tur von 950°C für eine Zeitdauer von 3 Stunden durchgeführ­ ten Ausglühen gezeigt ist. In Fig. 5C ist eine TEM-Photogra­ phie des Bereichs C nach der Ablagerung der Polysilizium­ schicht bei einer Temperatur von 580°C vor dem Ausglühen gezeigt, während in Fig. 5D eine TEM-Photographie des Be­ reichs C nach dem bei einer Temperatur von 1150°C über eine Zeitdauer von 3 Stunden durchgeführten Ausglühen gezeigt ist. Hieraus ist zu erkennen, daß die Kristallkorngröße des Polysiliziums durch Ausglühen bei einer relativ geringen Temperatur von 950°C auf 50 nm oder weniger gebracht werden kann und das die im Polysilizium zurückbleibenden Spannung auf ungefähr Null verringert werden kann, wenn das Silizium bei einer Temperatur des Substrats von 570°C abgelagert wird; wenn das Silizium demgegenüber bei einer Temperatur des Substrats von 580°C abgelagert wird, kann die im Poly­ silizium zurückbleibende Spannung selbst dann nicht auf un­ gefähr Null verringert werden, wenn bei einer Temperatur des Substrats von ungefähr 1150°C ausgeglüht wird. Der Grund hierfür liegt darin, daß dann, wenn die Kristallkorn­ größe eines Polysiliziums nicht größer als 100 nm gemacht wird (nämlich nur 50 nm in diesem Beispiel), durch Ablage­ rung des Polysiliziums bei einer Substrattemperatur von 570°C das Volumen der Korngrenzen (Lücke zwischen Kristall­ körnern) pro Einheitsvolumen des Polysiliziums größer wird, so daß das Ausdehnen und Schrumpfen des Polysiliziums durch die Wärmebehandlung herabgesetzt werden kann.

Es sei übrigens darauf hingewiesen, daß die in dem als Auslegerabschnitt verwendeten Polysilizium zurückbleibende Spannung möglichst Null sein sollte; wenn gleichwohl eine gewisse Spannung zurückbleibt, wird eine Zugspannung gegen­ über einer Druckspannung bevorzugt, da die Druckspannung eine Verwerfungs-Deformation hervorruft, wenn die Ausleger­ struktur lang ist, wohingegen eine Zugspannung keine solche Verwerfungs-Deformation hervorruft. Das Ausglühen sollte daher eher bei einer Temperatur von 570°C durchgeführt wer­ den, was zu einer gewissen restlichen Zugspannung führt, als bei einer Temperatur von 580°C, was zu einer gewissen restlichen Druckspannung führt.

In Fig. 4 ist die in dem abgelagerten Polysilizium zu­ rückbleibende Spannung in Abhängigkeit von der Temperatur, bei der das Polysilizium abgelagert wird, gezeigt. Aus Fig. 4 geht hervor, daß Ablagerungstemperaturen von 570°C und 575°C zu einer Zugspannung führen, während Ablagerungs­ temperaturen von 580°C, 590°C, 600°C und 610°C zu einer Druckspannung führen. Ferner wurde gefunden, daß diejenige zurückbleibende Spannung, die auf eine Ablagerungstempera­ tur von 560°C zurückzuführen ist, eine Zugspannung von un­ gefähr 200 MPa bis 300 MPa ist. In Fig. 4 handelt es sich bei der bei einer Ablagerungstemperatur von 560°C vorlie­ genden Zugspannung um einen vermuteten Wert, der durch eine unterbrochene Linie angedeutet ist. Zwischen 570°C und 580°C der Ablagerungstemperatur ist die zurückbleibende Spannung nicht stabil, so daß es sich hier sowohl um eine Zugspannung als auch um eine Druckspannung handeln kann.

Folglich ist es notwendig, das Polysilizium bei einer Temperatur abzulagern, die nicht höher als 575°C ist, um sicherzustellen, daß die verbleibende Spannung eine Zug­ spannung ist. Wenn die Ablagerung daher bei einer solchen Temperatur durchgeführt wird, daß gemäß vorstehender Be­ schreibung eine zurückbleibende Zugspannung erhalten wird, und wenn die im Anschluß an die Ablagerung durchgeführte Wärmebehandlung so ausgeführt wird, daß die verbleibende Zugspannung auf ungefähr Null reduziert wird, wird die Aus­ legerstruktur des Polysiliziums keiner nachteiligen Verwer­ fungs-Deformation unterzogen.

Es sei angemerkt, daß die Kennlinien der Fig. 3 und 4 anhand von Proben erhalten wurden, die im gleichen Abla­ gerungs- und Ausglühgerät vorbereitet wurden.

Gemäß der Darstellung in Fig. 2E werden anschließend ein Photolitographieverfahren und eine Ätzung durchgeführt, um Öffnungen 26 und 27 selbstausrichtend zu der bewegbaren Elektrode 24 auszubilden, um stationäre Elektroden aus n- Typ-dotierten Bereichen zu bilden. Das Photolitographiever­ fahren und das Ätzen werden ferner dazu ausgeführt, um in einer Resist- bzw. Photolackmaske 28 Öffnungen 29 und 30 auszubilden, um dadurch die Source und das Drain eines Transistors zu bilden.

Über die Öffnungen 16 und 17 in der Isolationsschicht 22 und die Öffnungen 29 und 30 in der Photolackmaske 28 wird mittels einer Ionenimplantation eine Verunreinigung in das p-Typ-Siliziumsubstrat 17 unter Ausrichtung mit der be­ wegbaren Elektrode 24 bzw. der Gateelektrode 25 einge­ bracht, um stationäre Elektroden 31 und 32 des Sensors und Source- und Drainbereiche 33 und 34 des Transistors zu bil­ den, wobei jeder dieser Bereiche ein n-Typ-verunreinigungs­ dotierter Bereich ist, wie dies aus Fig. 2F hervorgeht.

Gemäß Fig. 2G wird eine Isolations-Zwischenschicht 35 zur Isolation der bewegbaren Elektrode 24 und der Gateelek­ trode 25 von einer Aluminiumverdrahtungsschicht vollständig über dem Substrat ausgebildet, d. h. über der bewegbaren Elektrode 24 und der Gateelektrode 25.

Gemäß Fig. 2H werden anschließend mittels eines Photoli­ tographieverfahrens Kontaktlöcher 36 bis 39 ausgebildet, die die als Zwischenverbindung dienenden dotierten Bereiche 18 bis 21 elektrisch mit der Aluminiumsverdrahtungsschicht verbinden.

Daraufhin wird gemäß Fig. 2I eine Aluminiumschicht abge­ lagert und mit einem Muster versehen, um Aluminiumverdrah­ tungsschichten 40 bis 43 zu bilden.

Daraufhin wird gemäß Fig. 2J die aus einem Teil der Iso­ lations-Zwischenschicht 35 und einem Teil der Isolations­ schicht 22 bestehende Opferschicht derart geätzt, daß die an beiden Enden gelagerte Auslegerstruktur vervollständigt wird.

Damit ist die Herstellung einer Halbleiter-Beschleuni­ gungssensorvorrichtung des Halbleitertyps abgeschlossen.

Wie bereits einleitend erwähnt wurde, kann das vorste­ hend beschriebene Ausführungsbeispiel, sei es mit oder ohne Modifikationen, nicht nur als Beschleunigungssensorvorrich­ tung, sondern vielmehr auch als eine Vorrichtung zum Messen anderer dynamischer Zustandsgrößen verwendet werden; die nachfolgende Beschreibung ist somit auch im Lichte derart anderer Anwendungsfälle zu sehen.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Polysilizium bei einer Temperatur von 570°C abge­ lagert und die im abgelagerten Polysilizium verbleibende Spannung kann auf ungefähr Null herabgesetzt werden, indem bei einer relativ niedrigen Temperatur von 950°C ausgeglüht wird. Als Folge davon kann eine nachteilige Diffusion der n-Typ-Verunreinigungen in die dotierten Bereiche 18 und 21 verhindert werden, wodurch es möglich ist, einen Beschleu­ nigungssensor (linker Abschnitt) und eine Auswertungsschal­ tung desselben (rechter Abschnitt) in demselben Substrat auszubilden.

Obgleich bei dem obigen Ausführungsbeispiel die Zeit­ dauer des Ausglühens 3 Stunden betrug, ist es möglich, die Kristallkorngröße des abgelagerten Polysiliziums kleiner als 100 nm zu machen, d. h. die verbleibende Spannung kann auf ungefähr Null verringert werden, indem über eine kür­ zere Zeitdauer ausgeglüht wird. Darüber hinaus ist es mög­ lich, den Schritt des Ausglühens zu jedem Zeitpunkt zwi­ schen der Ablagerung des Polysiliziums und der Ausbildung der Elektroden 40 bis 43 durchzuführen, obgleich im Ausfüh­ rungsbeispiel das Ausglühen im Anschluß an den Schritt der Ausbildung der Auslegerstruktur durch Ätzen durchgeführt wurde.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 1C die Ar­ beitsweise der gemäß vorstehender Beschreibung hergestell­ ten Beschleunigungssensorvorrichtung mit einem Polysili­ zium-Auslegerabschnitt näher erläutert.

Wenn zwischen die bewegbare Elektrode 4 und das Silizi­ umsubstrat 1 und zwischen die stationären Elektroden 8 und 9 eine Spannung angelegt wird, tritt eine Umkehr- bzw. In­ versionsschicht 16 auf und es fließt durch diese zwischen den stationären Elektroden 8 und 9 ein elektrischer Strom. Wenn die Sensorvorrichtung einer Beschleunigung ausgesetzt wird und die bewegbare Elektrode 4 im Ansprechen auf die angelegte Beschleunigung in der in Fig. 1C angedeuteten Richtung Z, d. h. in der zum Siliziumsubstrat 1 senkrecht verlaufenden Richtung, versetzt wird, nimmt die Trägerkon­ zentration in der Inversionsschicht 16 aufgrund der Ände­ rung der Stärke des dort herrschenden elektrischen Felds zu und der dort fließende elektrische Strom nimmt ebenfalls zu. Die Beschleunigung kann daher anhand der Änderung des elektrischen Stroms in der Beschleunigungssensorvorrichtung erfaßt werden.

Gemäß vorstehender Beschreibung wird bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung eine als Opferschicht dienende Isolationsschicht 22 auf einem p-Typ-Siliziumsubstrat 17 ausgebildet und es wird eine Polysiliziumschicht (polykristalline Siliziumschicht) abgelagert, während die Temperatur des Substrats bei 570°C gehalten wird. Dieses Polysilizium wird daraufhin selektiv weggeätzt, um eine be­ wegbare Elektrode 24 in Form eines Auslegers zu bilden, worauf in einer inerten Atmosphäre bei 950°C über eine Zeitdauer von 3 Stunden ausgeglüht wird. Daraufhin wird in Ausrichtung zu der bewegbaren Elektrode 24 eine Verunreini­ gung eingebracht, um im p-Typ-Siliziumsubstrat (Halbleitersubstrat) 17 stationäre Elektroden 31 und 32 in denjenigen Bereichen auszubilden, die beiden Seiten der be­ wegbaren Elektrode 24 entsprechen. Der unter der bewegbaren Elektrode 24 befindliche Teil der Isolationsschicht 22 (Opferschicht) wird weggeätzt.

Wie aus den Fig. 1A bis 1C hervorgeht, weist die Sensorvorrichtung als Folge davon ein p-Typ-Silizium­ substrat 1 (Halbleitersubstrat), eine bewegbare Elektrode 4, die über dem p-Typ-Siliziumsubstrat 1 beabstandet ist und eine aus Polysilizium, dessen Kristallkorngröße unge­ fähr 50 nm beträgt, bestehende Auslegerstruktur aufweist, sowie stationäre Elektroden 8 und 9 auf, die aus einem ver­ unreinigungsdotierten Bereich im p-Typ-Siliziumsubstrat 1 bestehen und unter Ausrichtung mit der bewegbaren Elektrode 4 an beiden Seiten derselben ausgebildet werden, wobei eine Beschleunigung durch eine Änderung (Zunahme oder Abnahme) des zwischen den stationären Elektroden 8 und 9 fließenden Stroms, die durch einen entsprechenden Versatz der bewegba­ ren Elektrode 4 unter der Einwirkung einer Beschleunigung hervorgerufen wird, erfaßt werden kann.

Der Auslegerabschnitt wird ausgebildet, indem zuvor ei­ ne Opferschicht ausgebildet wird, auf der eine Polysilizi­ umschicht abgelagert wird, worauf die Polysiliziumschicht in die Auslegergestalt geformt wird und anschließend ein Ätzen der Opferschicht durchgeführt wird. Mit dem Begriff "Opferschicht" ist hier eine dünne Schicht gemeint, die zu­ nächst ausgebildet und schließlich entfernt wird, um eine bewegbare Elektrode auszubilden. Die Opferschicht kann die Abweichung des Spalts zwischen der stationären Elektrode und der bewegbaren Elektrode verringern. Die Trägerkonzen­ tration der Inversionsschicht des Transistors verhält sich gewöhnlich in umgekehrter Beziehung zur Breite des Spalts, so daß die Stärke des dort fließenden Stroms ebenfalls in einem umgekehrten Verhältnis zur Breite des Spalts steht. Im vorliegenden Beispiel wird der Spalt zwischen der sta­ tionären Elektrode und der bewegbaren Elektrode durch die Dicke der Opferschicht gesteuert, wodurch die Fähigkeit ei­ ner exzellenten Dickensteuerung erzielbar ist, so daß die Steuerung des Werts des elektrischen Stroms deutlich ver­ bessert werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, die verbleibende Spannung zu einer Zugspannung zu machen, indem die Temperatur des Substrats, auf dem Polysilizium abgela­ gert wird, auf 570°C gebracht wird.

Es wird eine Transistorstruktur vorgesehen und es wer­ den zwei stationäre Elektroden auf dem Siliziumsubstrat ausgebildet, die der bewegbaren Elektrode in Form des Aus­ legers senkrecht gegenüberliegen, womit erreicht wird, daß zwischen den stationären Elektroden ein elektrischer Strom fließt, wobei dieser elektrische Strom in Abhängigkeit von dem jeweiligen Versatz der bewegbaren Elektrode geändert wird. Der Versatz bzw. die Verstellung der bewegbaren Elek­ trode kann somit aus der Änderung des elektrischen Stroms zwischen den stationären Elektroden erfaßt werden, womit wiederum die Beschleunigung gemessen werden kann. Bei einem Transistor des FET-Typs wird der Drainstrom gewöhnlich da­ durch geändert, daß die Gateelektrodenspannung (die hier der bewegbaren Elektrode entspricht) geändert wird; jedoch kann der Drainstrom auch dadurch geändert werden, daß der Spalt zwischen dem Gate und dem Substrat geändert wird, um die Trägerkonzentration in der Inversionsschicht zu ändern. In diesem Fall kann der durch eine Beschleunigung hervorge­ rufene Versatz der bewegbaren Elektrode erfaßt werden, in­ dem die Größe des zwischen den stationären Elektroden flie­ ßenden Stroms ermittelt wird. Dank der auf dem elektrischen Strom basierenden Erfassung wird keine große Elektroden­ oberfläche benötigt, wie dies bei Sensorvorrichtungen der Fall ist, die auf dem Prinzip der Kapazitätserfassung beru­ hen. Die Möglichkeit zur Miniaturisierung einer Sensorvor­ richtung kann dadurch deutlich verbessert werden.

Die Source- und Drainbereiche auf dem Substrat sind verunreinigungsdotierte Bereiche, die unter Ausrichtung zur bewegbaren Elektrode, nachdem diese in die Auslegergestalt gebracht worden ist, ausgebildet werden. Dies wird auf ein­ fache Weise erreicht, indem zunächst die Auslegergestalt für die bewegbare Elektrode ausgebildet und die Opfer­ schicht auf dem Siliziumsubstrat selektiv dort geätzt wird, wo die stationären Elektroden auszubilden sind, worauf in diejenigen Bereiche, an denen die stationären Elektroden auszubilden sind, eine Verunreinigung mittels einer Ionen­ implantation eingebracht wird. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, die bewegbare Elektrode stets im Zentrum des zwischen den stationären Elektroden befindlichen Bereichs auszubilden, und der Grad der Ausrichtung bei der Herstel­ lung kann verbessert werden.

Das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren ent­ spricht einem IC-Herstellungsverfahren oder kann aus einem solchen abgeleitet werden. Erfindungsgemäß kann die im Po­ lysilizium verbleibende Spannung mittels einer bei einer relativ geringen Temperatur von beispielsweise 950°C durch­ geführten Wärmebehandlung im wesentlichen zu Null gemacht werden, was es ermöglicht, den Verfahrensablauf zur Her­ stellung des Sensorelements gleichzeitig mit dem Verfah­ rensablauf zur Herstellung von ICs durchzuführen, so daß die Kombination bzw. gleichzeitige Integration des Sensor­ elements und der ICs in einem einzigen Körper deutlich ver­ einfacht wird und eine entsprechende Kostenreduzierung mög­ lich ist.

Wenn ein Beschleunigungserfassungsabschnitt und eine weitere, einen MOSFET usw. enthaltende Steuerschaltung, wie beispielsweise eine Erfassungsschaltung für den Beschleuni­ gungserfassungsabschnitt, beispielsweise zum Zwecke der Mi­ niaturisierung im gleichen Substrat ausgebildet werden sol­ len, ist es nach der Lehre der Erfindung möglich, die Dif­ fusion von in das Substrat zur Ausbildung des MOSFET einge­ brachten Verunreinigungen zu verhindern. Hierin liegt ein großer Vorteil in Anbetracht der immer stärkeren Anforde­ rungen zur Miniaturisierung.

Das heißt, wenn der Umfang der jeweiligen Schaltung vergrößert wird oder die Anzahl der Schaltungen in der gleichen Substratfläche zunimmt, muß die Gatelänge usw. entsprechend kürzer sein. Beispielsweise wäre hier eine Ga­ telänge von weniger als 1 µm erforderlich. Bei FETs, die eine derart kurze Gatelänge aufweisen, kann die nachteilige Diffusion der dotierten Verunreinigung bei einer herkömmli­ chen Ausglühtemperatur nicht vermieden werden. In diesen Fällen ist die vorliegende Erfindung äußerst nutzvoll.

Obgleich das vorstehend beschriebene Ausführungsbei­ spiel anhand einer Beschleunigungssensorvorrichtung be­ schrieben wurde, die zwei Auslegerstrukturen aufweist, die an ihren beiden Enden gelagert sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Vorrichtung beschränkt, sondern kann vielmehr auch eine solche Vorrichtung beinhal­ ten, die vier Auslegerstrukturen aufweist. Die Erfindung kann darüber hinaus bei einer Sensorvorrichtung angewendet werden, die auf dem Prinzip der elektrostatischen Kapazi­ tätserfassung basiert. Das heißt, die vorliegende Erfindung ist lediglich darauf beschränkt, daß es sich um eine Vor­ richtung zur Erfassung einer dynamischen Zustandsgröße han­ delt, die einen Auslegerabschnitt oder eine bewegbare Elek­ trode aus Polysilizium aufweist.

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Erfassen einer dynamischen Zustandsgröße, bei der die dynamische Zu­ standsgröße anhand des Versatzes eines bewegbaren Teils er­ faßt wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
einen ersten Schritt des Ausbildens einer polykri­ stallinen Siliziumschicht auf einer Hauptoberfläche eines Substrats, und
einen zweiten Schritt des Ausbildens des bewegbaren Teils in Form eines Auslegers durch selektives Ätzen der polykristallinen Siliziumschicht,
wobei ein Beschleunigungserfassungselement zum Erfas­ sen einer Beschleunigung und zum Ausgeben eines Signals im Ansprechen auf eine Beschleunigung sowie eine Steuerschal­ tung, die einen MOSFET zur Aufbereitung des aus dem Be­ schleunigungserfassungselement ausgesendeten Signals ent­ hält, auf der gleichen Hauptoberfläche des Substrats ausge­ bildet werden, und
wobei während des ersten Schritts die polykristalline Siliziumschicht ausgebildet wird, während das Substrat auf einer ersten Temperatur gehalten wird, die eine Zugspannung in der polykristallinen Siliziumschicht hervorruft, und in einem sich an den zweiten Schritt anschließenden dritten Schritt das Substrat bei einer zweiten Temperatur, welche die Zugspannung in der polykristallinen Siliziumschicht im wesentlichen auf Null abschwächt, jedoch im wesentlichen die Diffusion von in den MOSFET in dem Substrat dotierten Verunreinigungen verhindert, wärmebehandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Temperatur nicht höher als 575°C ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Temperatur 570°C und die zweite Temperatur 950°C beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Bereiche, die eine identische darüberlie­ gende Beziehung zu dem Substrat des Beschleunigungserfas­ sungselements aufweisen, und die Steuerschaltung selektiv auf oder über dem Substrat im gleichen Verfahrensschritt ausgebildet werden.

5. Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Erfassen einer dynamischen Zustandsgröße, bei der die dynamische Zu­ standsgröße aus dem Versatz eines bewegbaren Abschnitts er­ faßt wird, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
einen ersten Schritt des Ausbildens einer Isolations­ schicht auf einer Hauptoberfläche eines Substrats,
einen zweiten Schritt des Ausbildens einer polykri­ stallinen Siliziumschicht auf der Isolationsschicht,
einen dritten Schritt des selektiven Ätzens der poly­ kristallinen Siliziumschicht, um die polykristalline Sili­ ziumschicht in eine Auslegergestalt zu bringen, und
einen vierten Schritt des Ätzens der Isolationsschicht als Opferschicht unter dem Auslegerabschnitt, um eine Aus­ legerstruktur zu bilden, die einen bewegbaren Abschnitt in Form eines Auslegers aufweist, der im Ansprechen auf eine Beschleunigung versetzbar ist, wobei durch dessen Verset­ zung die dynamische Zustandsgröße erfaßt wird,
wobei ein Beschleunigungserfassungselement zum Erfas­ sen einer Beschleunigung und zum Ausgeben eines Signals im Ansprechen auf die Beschleunigung und eine Steuerschaltung, die einen MOSFET zur Aufbereitung des aus dem Beschleuni­ gungserfassungselement ausgesendeten Signals enthält, auf der gleichen Hauptoberfläche des Substrats ausgebildet wer­ den, und
wobei während des zweiten Schritts die polykristalline Siliziumschicht ausgebildet wird, während das Substrat auf einer ersten Temperatur gehalten wird, die eine Zugspannung in der polykristallinen Siliziumschicht hervorruft, und in einem sich an die zweiten bis vierten Schritte anschließen­ den fünften Schritt das Substrat bei einer zweiten Tempera­ tur, welche die Zugspannung in der polykristallinen Silizi­ umschicht im wesentlichen auf Null verringert, im wesentli­ chen jedoch die Diffusion von in den MOSFET in dem Substrat dotierten Verunreinigungen verhindert, wärmebehandelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Temperatur nicht höher als 575°C ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Temperatur 570°C und die zweite Temperatur 950°C beträgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abschnitte, die eine identische dar­ überliegende Beziehung zu dem Substrat des Beschleunigungs­ erfassungselements aufweisen, und die Steuerschaltung se­ lektiv auf oder über dem Substrat im gleichen Verfahrens­ schritt ausgebildet werden.

9. Vorrichtung zum Erfassen einer dynamischen Zustands­ größe, mit einer auf einem Substrat ausgebildeten Ausleger­ struktur, wobei die Auslegerstruktur einen bewegbaren Ab­ schnitt aufweist, der im Ansprechen auf eine Beschleunigung versetzt wird, wobei dessen Versatz in ein elektrisches Ausgangssignal umgesetzt wird, um die dynamische Zustands­ größe zu erfassen, und wobei die Auslegerstruktur und der bewegbare Abschnitt aus polykristallinem Silizium bestehen, das eine Kristallkorngröße von nicht mehr als 100 nm auf­ weist.

10. Vorrichtung zum Erfassen einer dynamischen Zustands­ größe, mit:
einem Siliziumsubstrat des einen Leitfähigkeitstyps mit einer Hauptoberfläche;
einem Sensorelement mit zwei stationären Elektroden aus dotierten Bereichen des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps im Silizium­ substrat, zwischen denen im Siliziumsubstrat ein Kanalbe­ reich gebildet wird;
einem Kanalbereich zwischen den stationären Elektroden auf dem Siliziumsubstrat, wobei durch Anlegen einer Span­ nung zwischen den stationären Elektroden durch den Kanalbe­ reich ein elektrischer Strom fließt; und
einer bewegbaren Elektrode aus Polysilizium in Form eines Auslegers, der oberhalb und beabstandet von dem Ka­ nalbereich angeordnet und gegenüber dem Siliziumsubstrat einschließlich der stationären Elektroden und dem Kanalbe­ reich isoliert ist, wobei die bewegbare Elektrode in einer zur Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats senkrechten Rich­ tung im Ansprechen auf die auf die bewegbare Elektrode ein­ wirkende dynamische Zustandsgröße versetzbar ist;
wobei dann, wenn die dynamische Zustandsgröße auf die bewegbare Elektrode einwirkt, die bewegbare Elektrode in der zur Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats senkrechten Richtung versetzt wird und sich der durch den Kanalbereich fließende elektrische Strom in seiner Größe in Abhängigkeit vom jeweiligen Versatz der bewegbaren Elektrode so ändert, daß im Ansprechen auf die einwirkende dynamische Zustands­ größe ein elektrisches Signal ausgegeben wird, und
einer auf dem Siliziumsubstrat ausgebildeten Steuer­ schaltung zur Aufbereitung des aus dem Sensorelement ausge­ sendeten elektrischen Signals und zur Ausgabe eines Si­ gnals, das für die dynamische Zustandsgröße repräsentativ ist, wobei die Steuerschaltung einen verunreinigungsdotier­ ten Bereich im Siliziumsubstrat enthält,
wobei die bewegbare Elektrode aus polykristallinem Si­ lizium mit einer Kristallkorngröße von nicht mehr als 100 nm besteht.

11. Vorrichtung zum Erfassen einer dynamischen Zustands­ größe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Siliziumsubstrat eine Isolationsschicht ausgebildet ist und die bewegbare Elektrode in der Auslegerstruktur gegenüber der Isolationsschicht an beiden Enden des Auslegers aufge­ hängt ist.

12. Vorrichtung zum Erfassen einer dynamischen Zustands­ größe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen MOSFET enthält.