DE69405003T2

DE69405003T2 - Integrierter elektronischer sensor für physikalische grössen und herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE69405003T2
Application number: DE69405003T
Authority: DE
Inventors: Patrice Caillat
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1998-02-26
Anticipated expiration: 2014-09-30
Also published as: FR2710741B1; JPH09503298A; EP0721588A1; WO1995009367A1; EP0721588B1; FR2710741A1; DE69405003D1; US5734106A

Description

Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand einen zur Charakterisierung einer physikalischen Größe bestimmten integrierten elektronischen Sensor, der ein Charakterisierungselement enthält, von dem ein Teil beweglich ist.
Die Erfindung ist insbesondere auf dem Gebiet der Mikroelektronik anwendbar, wo die Entwicklung der Mikro-Fertigungstechniken die Herstellung von Charakterisierungselementen erlaubt, die geeignet sind, Größen wie Beschleunigung, Druck oder Fluß in elektrische Effekte umzuwandeln, welche durch Messung oder durch Gewinnung von Signalen vom Typ "Alles oder Nichts" charakterisiert werden können.
Die Sensoren dieses Typs umfassen ein relativ zu einem Substrat bewegliches Charakterisierungselement, das bei seiner Deformation oder Verschiebung entweder ein elektrisches Potential erzeugt oder die Veränderung des Werts einer elektrischen Kapazität, einer elektrischen Induktion oder eines elektrischen Widerstandes bewirkt. Die Veränderung dieser Eigenschaften wird durch eine mit dem Baustein verbundene elektronische Auswertungsschaltung ausgewertet. Eine Darstellung der in diesen Sensoren verwendeten Technologien wird in dem Artikel: "Low-cost integrated silicon sensors" von Fuad Rahali et al., 9th european Hybrid Microelectronics conference, S. 243-249, gegeben.
Diese Sensoren enthalten andererseits eine Kappe, die mehrere Funktionen hat: sie soll das Charakterisierungselement vor schädigenden Umwelteinflüssen schützen, und sie soll es intakt halten, insbesondere im Fall von physikalischen Beanspruchungen, die die mechanischen Grenzwerte des Elements überschreiten.
In einem Beschleunigungsmesser, der eine seismische Masse enthält, die imstande ist, sich unter dem Einfluß einer Beschleunigung zu verschieben, dient die Kappe als Anschlag, um eine übermäßige Verschiebung der Masse, wodurch es zu einer Beschädigung kommen kann, zu verhindern.
Das Dokument US-A-4 930 043 zeigt zudem einen Beschleunigungsmesser, in welchem auf Deckelplatten vorgesehene Anschläge aus isolierendem Material ein Charakterisierungselement daran hindern, in elektrischen Kontakt mit diesen Platten zu kommen.
Im allgemeinen ist zwischen der Kappe und dem empfindlichen Charakterisierungselement ein Abstand vorgesehen, um im normalen Betrieb den Kontakt zwischen diesen beiden Teilen zu auszuschließen. Folglich behindert die Kappe nicht die Bewegungen des Charakterisierungselements und beeinflußt nicht das Ergebnis der Messungen. Eine derartige Anordnung ist beschrieben in dem Patent US-A-5 164 328. In diesem Patent besteht die Kappe zudem aus dem Substrat einer integrierten Schaltung.
Aus diesem Dokument ist es bekannt, die Kappe und das Substrat, welches das Charakterisierungselement enthält, mittels einer Technik der Verbindung durch Kugeln aus schmelzbarem Material zusammenzubauen, die im allgemeinen als Flip- Chip-Technik bezeichnet wird.
Diese Technik besteht darin, auf dem einen der zusammenzubauenden Teile Kugeln oder Scheibchen zur Montage aus schmelzbarem Material aufzubringen und die beiden zusammenzubauenden Teile aufeinandergelegt auf eine Temperatur zu bringen, die etwas höher ist als die Schmelztemperatur des Kugelmaterials, so daß eine Art Lötung erzeugt wird.
Vorzugsweise bildet man vorher auf den zusammenzubauenden Teilen Kontaktfelder aus, die eine von dem Material der Kugeln oder Scheibchen benetzbare Fläche bilden. Die jeweiligen Felder jedes zusammenzubauenden Teils werden einander gegenüber angeordnet, und die Kugeln werden nur auf den Kontaktfeldern eines der beiden Teile angebracht.
Der Zusammenbau der Kappe und des das Charakterisierungselement enthaltenden Substrats mit der Flip-Chip-Technik ist sehr vorteilhaft, denn die Verbindungskugeln, die den Zusammenhalt der Anordnung garantieren, ermöglichen, wenn sie leitend sind, ebenso einen elektrischen Kontakt. Eine andere wesentliche Funktion der Kugeln ist es, als Kugeln zu dienen, um den zwischen der Kappe und dem Charakterisierungselement vorgesehenen Abstand aufrechtzuerhalten und zu definieren.
Leider ist diese Lösung in zahlreichen Sensoren schwierig anzuwenden.
In der Tat muß auf Grund einer Miniaturisierung der Sensoren, die insbesondere mit dem Aufkommen neuer Technologien bei der Oberflächenbearbeitung (etwa Ätzverfahren) zusammenhängt, der Abstand zwischen der Kappe und dem empfindlichen Charakterisierungselement sehr klein sein und vor allem mit einer sehr hohen Genauigkeit erhalten werden.
Im Fall eines Beschleunigungsmessers ist beispielsweise zwischen der Kappe und der seismischen Masse ein Abstand von 2 bis 5 µm vorgesehen.
Mit den aktuellen Flip-Chip-Verbindungstechniken ist es jedoch sehr schwierig, Abstände unter 15 µm mit einer ausreichenden Genauigkeit zu erreichen.
Wenn die Verbindungskugeln kleine Abmessungen haben, um den Abstand zwischen der Kappe und dem Charakterisierungselement zu reduzieren, treten außerdem Probleme des thermomechanischen Verhaltens auf.
Da die Wärmeausdehnungskoeffizienten der verbundenen Teile verschieden sein können, können unter der Wirkung einer Temperaturänderung bedeutende Beanspruchungen in den Kugeln auftreten.
Ebenso enthält die Kappe, wenn das Substrat und die Kappe von gleicher Natur sind, im allgemeinen eine Auswertungsschaltung, die beim Betrieb Wärme entwickelt, und es bestehen trotz allem zwischen der Kappe und dem Substrat Unterschiede in der Wärmeausdehnung.
Die Lösung für dieses Problem, die darin besteht, den Durchmesser der Kugeln zu erhöhen, widerspricht im vorliegenden Fall dem angestrebten Ziel der Verminderung des Abstands zwischen dem Charakterisierungselement und der Kappe.
Die Erfindung hat also zum Gegenstand einen elektronischen Sensor und das Verfahren zu seiner Herstellung, die es erlauben, insbesondere die obigen Probleme zu lösen.
Ein Ziel der Erfindung ist es, einen Sensor zu schaffen, in welchem der Abstand zwischen der Kappe und dem Charakterisierungselement sowohl sehr klein als auch mit sehr hoher Präzision kontrollierbar ist.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Verbindung zwischen der Kappe und dem Charakterisierungselement zu schaffen, die ein gutes Verhalten bei thermomechanischen Beanspruchungen aufweist und die sehr einfach auszuführen ist.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung einen zur Charakterisierung einer physikalischen Größe bestimmten integrierten elektronischen Sensor, der ein Substrat, das ein Charakterisierungselement enthält, von dem ein Teil fähig ist, sich in mindestens einer Richtung zu verformen, sowie eine Kappe umfaßt, die nahe dem Charakterisierungselement und ihm gegenüber gehalten wird mit Hilfe wenigstens einer Kugel aus schmelzbarem Material, die mit dem Substrat fest verbunden ist und eine Höhe hat, die an die thermomechanischen Beanspruchungen des Sensors angepaßt ist, wobei so ein erster Abstand zwischen der Kappe und dem Substrat gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe gegenüber dem Charakterisierungselement einen Vorsprung von kontrollierter Stärke aufweist, so daß ein zweiter Abstand zwischen der Kappe und dem Element definiert wird, der kleiner ist als der Abstand zwischen der Kappe und dem Substrat.
Dieser Vorsprung, dessen Stärke einfach und genau kontrolliert werden kann, erlaubt es, mit sehr hoher Präzision die freie Distanz zwischen der Kappe und dem Charakterisierungselement einzustellen.
Der Vorsprung dient ebenso dazu, eine Deformation oder eine übermäßige Verschiebung des Charakterisierungselements oder des beweglichen Teils dieses Elements zu verhindern. Zu diesem Zweck hat der Vorsprung eine Anschlagfläche, an die das Charakterisierungselement anschlagen wird, wenn es einer übermäßigen Beanspruchung unterzogen wird.
In allgemeiner Weise ist der zweite Abstand zwischen der Kappe und dem Charakterisierungselement höchstens gleich der zulässigen Auslenkung vor einem Brechen des Charakterisierungselements.
Ferner kann der Vorsprung dazu dienen, den beweglichen Teil des Charakterisierungselements zu schützen, indem er ihm eine Verschiebung in einer Richtung unmöglich macht, die nicht der vorgesehenen Verschiebungsrichtung entspricht. Zu diesem Zweck ist die Oberfläche des Vorsprungs gegenüber dem Charakterisierungselement vorzugsweise parallel zur Verschiebungsrichtung des beweglichen Teils des Charakterisierungselements orientiert.
Der Vorsprung wird mindestens von der Größe des beweglichen Teils sein, der er gegenüberliegt. Er kann gegebenenfalls selbst bearbeitet sein, um bestimmten geometrischen Eigenschaften des genannten beweglichen Teils zu entsprechen. Insbesondere kann der Vorsprung entsprechend derselben Geometrie geätzt sein wie der bewegliche Teil (beispielsweise in Kammform). Er kann aus isolierendem Material oder, wenn man ihn als zweite Elektrode in einer elektrischen Schaltung verwenden will, aus leitendem Material hergestellt sein, wobei der bewegliche Teil dann die erste Elektrode bildet.
Insbesondere im Fall der Alles-oder-Nichts-Charakterisierungen ist der Vorsprung aus einem elektrisch leitenden Material ausgeführt. Der Vorsprung kann auch lediglich einen Teil aus einem elektrisch leitenden Material enthalten, wobei der Teil dann die Anschlagfläche bildet. Das leitende Material kann beispielsweise Aluminium sein.
Der spezielle Fall, daß der Vorsprung leitend ist, kann es ebenso erlauben, einen in drei Richtungen empfindlichen Sensor herzustellen: die zu der Oberfläche des Sensorsubstrats parallelen x- und y-Richtungen wie die vorher beschriebenen klassischen Sensoren und die z-Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Sensorsubstrats durch elektrischen Kontakt zwischen dem beweglichen Teil und dem Vorsprung oder durch Veränderung der Kapazität zwischen diesen beiden Leitern. Ein derartiger Sensor kann insbesondere zur Charakterisierung einer Beschleunigung im Raum und somit zur Herstellung eines dreidimensionalen Beschleunigungsmessers verwendet werden.
Die Kappe kann einfach auf Kugeln geklebt sein, die sie auf Abstand von dem Element halten. Nichtsdestoweniger ist es vorteilhaft, die Kappe und das Element durch ein Verbindungsverfahren mit Hilfe von Kugeln aus schmelzbarem Material entsprechend der Flip-Chip-Technik zu verbinden. Diese Kugeln können ebenfalls Scheibchen aus schmelzbarem Material sein.
Dank der Erfindung können die Verbindungskugeln mit dem Standard-Know-How übereinstimmen. In der Tat sichern in dem erfindungsgemäßen Sensor die Kugeln den mechanischen Halt der Kappe und gegebenenfalls den elektrischen Kontakt, dienen aber nicht dazu, den zweiten Abstand zwischen der Kappe und dem Charakterisierungselement zu definieren. Dieser Abstand ist durch die Stärke des Vorsprungs der Kappe, die dem Charakterisierungselement gegenüberliegt, definiert.
Die Kugel oder allgemeiner die Kugeln erlauben es dagegen, den ersten Abstand zwischen der Kappe und dem Substrat zu definieren.
Wenn der Vorsprung genügend stark ist, so können die Kugeln ferner einen großen Durchmesser haben und ermöglichen folglich, das Problem zu beseitigen, das mit den mechanischen Beanspruchungen zusammenhängt, die von einem etwaigen Unterschied der thermischen Ausdehnungskoeffizienten herrühren. Größere Kugeln erlauben ebenso eine leichtere Herstellung.
Nach einer anderen interessanten Eigenschaft der Erfindung wird die Kappe von einem Substrat gebildet, das eine elektronische Auswertungsschaltung enthält.
Die Kappe und das Substrat sind mit Kontaktfeldern versehen, mit denen das Charakterisierungselement bzw. die elektronische Auswertungsschaltung verbunden sind. Diese Felder dienen zum Aufbringen der Kugeln für die Verbindung und stellen mit den Kugeln die elektrische Verbindung zwischen dem Charakterisierungselement und der elektronischen Schaltung sicher.
Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors.
Andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden besser aus der folgenden Beschreibung hervorgehen, die allein zur Erläuterung, nicht zur Begrenzung gegeben wird. Dabei wird Bezug genommen auf die beigefügten Figuren, in denen:
- Fig. 1 eine schematische Ansicht im Schnitt eines erfindungsgemäßen Sensors ist,
- die Fig. 2A und 2B schematische Ansichten des geätzten Substrats, das die seismische Masse des Sensors der Erfindung enthält, von oben und im Schnitt entlang der Linie A-A sind,
- die Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt der verschiedenen Schritte zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Sensors ist.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, enthält der Sensor 1 ein Substrat 5, das ein durch Techniken der Mikro-Fertigungstechnik erhaltenes Charakterisierungselement 3 aufweist. Das Substrat 5 ist mit Hilfe von Verbindungskugeln 11, die sich auf beiden Seiten des Charakterisierungselements 3 befinden, mit einer Kappe 9 verbunden. Diese Kugeln stellen eine Kugel dar, die es erlaubt, die Kappe 9 in einem Abstand H von dem Substrat 5 zu halten.
Die Kappe 9 selbst ist zusammengesetzt aus einem Substrat 13, vorzugsweise aus einem isolierenden oder halbleitenden Material, und aus einem Vorsprung 15, der auf dem Substrat 13 in dem Gebiet, das dem Charakterisierungselement 3 gegenüberliegt, ausgebildet ist. Dieser Vorsprung 15 erlaubt es, im Vergleich zu der bisherigen Technik den Abstand h zwischen der Kappe 9 und dem Charakterisierungselement 3 zu reduzieren und prazise zu definieren. Dieser Abstand h ist deutlich kleiner als der Abstand H zwischen dem Substrat 5 des Charakterisierungselements und dem Substrat 13 der Kappe 9, d.h. in dem Gebiet, das den Vorsprung 15 umgibt.
Die Kappe 9 und das Substrat 5 des Elements 3 sind auf ihren einander gegenüberliegenden Oberflächen 18 und 17 in dem Gebiet, das den Vorsprung 15 und das Charakterisierungselement 3 umgibt, mit Kontaktfeldern 19, 19' versehen. Diese Felder 19, 19' erlauben das Anbringen der Kugeln 11 und einen guten elektrischen Kontakt für diese.
Diese Kugeln werden benutzt, um das Charakterisierungselement 3 mit einer elektronischen Schaltung 21 zu verbinden, die in dem Substrat 13 der Kappe 9 hergestellt ist, beispielsweise unter dem Vorsprung 15.
Um die bereits angesprochenen Probleme der thermomechanischen Beanspruchungen zu vermeiden, ist der Abstand H (Höhe der Kugeln) in Abhängigkeit von der Größe des Chips (Substrat) genügend groß gewählt. Typischerweise wählt man h > 10&supmin;² D, worin D die Größe oder die größte Abmessung des Chips (Substrat) ist, z.B. H ≥ 45 µm für ein Substrat 5 von 4x4 mm. In diesem Fall legt man den Vorsprung 15 auf eine Stärke von 40 µm fest, um einen Abstand h zwischen der Kappe und dem Charakterisierungselement zu haben, der auf 5 µm Abstand eingestellt ist.
Stromzuleitungen 23 und 24, die auf dem Substrat 13 bzw. dem Substrat 5 ausgebildet sind, verbinden das Charakterisierungselement 3 und die elektronische Schaltung 21 über die Kontaktfelder 19 und 19' mit den Kugeln 11. In diesem Beispiel sind die Zuleitungen 24 in das Substrat 5 integriert.
Die elektronische Schaltung 21 ist über Leiterbahnen 26, die in das Substrat 13 integriert sind, mit äußeren Kontaktfeldern 25 verbunden, die auf der Oberfläche 18 der Kappe ausgebildet sind. Diese Felder 25 selbst sind beispielsweise mit Bahnen einer gedruckten Schaltung 27 verbunden, auf der über die Kappe der Sensor montiert ist.
Im Fall eines Beschleunigungsmessers kann das Charakterisierungselement 3, wie es die Fig. 2a und 2B zeigen, in der x- y-Ebene der Substratoberfläche, die die Ebene der Fig. 2A ist, eine seismische Masse 29 in Form eines Parallelepipeds enthalten.
Die seismische Masse 29 ist durch zwei flexible Träger 31, 31' mit dem Substrat 5 verbunden und ist in der zu der Richtung der Träger entgegengesetzten Richtung mit Zähnen 33 versehen, die sich frei in Kehlungen 35 ausbreiten, die in das Substrat gearbeitet sind.
Die Masse 29 ist dazu vorgesehen, sich frei in y-Richtung parallel zu der x-y-Ebene des Substrats verschieben zu können.
Seitliche Partien 37, 39 der Zähne 33 der seismischen Masse 29 und der Kehlungen 35 in x-Richtung sind jeweils mit einer metallischen Schicht bedeckt und/oder sind selbst von leitender Natur, sind beispielsweise aus dotiertem Silicium, und bilden die Platten eines Kondensators 41 mit veränderlicher Kapazität. Unter der Wirkung einer Beschleunigung verschiebt sich die seismische Masse 29, und die Dicke einer Luftschicht 43, die sich in den Zwischenräumen zwischen den Partien 37, 39 befindet, wird verändert. Da diese Luftschicht 43 das Dielektrikum des Kondensators bildet, wird der Wert der Kapazität, gemessen an den Platten, ebenfalls verändert.
Die Fig. 2B stellt die Bewegung der seismischen Masse in y-Richtung auf der Höhe der Zähne 33 dar.
Es ist notwendig, dafür zu sorgen, daß eine Beschleunigung in z-Richtung senkrecht zur Substratoberfläche, d.h. zur x-y-Ebene, nicht eine Bewegung der seismischen Masse mit einer Amplitude hervorruft, die größer ist als die Tiefe der Kehlungen, in denen sich die Zähne befinden, um sie nicht freizulegen.
Im übrigen muß man die seismische Masse vor einer übermäßigen Bewegung schützen, die die Elastizitätsgrenze der Träger 31, 31' überschreitet. Es muß also ein Anschlag in einem Abstand von gleicher Größenordnung wie die Tiefe der Kehlungen 35, nämlich 5 bis 20 µm, vorgesehen sein.
Die Bewegung in Richtung der z-Achse wird gemäß der Erfindung durch den Vorsprung 15 begrenzt, der mit einer Anschlagfläche 16 versehen ist.
Dieser Vorsprung 15 muß dazu in einem Abstand h von der Substratoberfläche 5 gelegen sein, der vorzugsweise 0,5 bis 5 µm beträgt.
Die Fig. 3 stellt im Schnitt ein Verfahren zur Herstellung des Sensors gemäß der Erfindung dar.
Man stellt zunächst einen oder vorzugsweise mehrere Kontaktfelder 19' und 19 auf dem Substrat 13 der Kappe 9 bzw. auf dem Substrat 5 des Elements 3 her (Teile a und f), beispielsweise durch Aufdampfen eines leitenden Materials durch eine Maske. Dieses Material muß von dem Material, das die Kugeln 11 bildet, benetzt werden können.
Die Kontaktfelder 19' werden auf der Seite 18 der Kappe 9 angeordnet, die beim Zusammenbau auf das Substrat 5 gebracht wird, welches das Charakterisierungselement 3 enthält. Die Kontaktfelder 19 des Substrats 5 werden seitlich von dem Charakterisierungselement 3 auf seinen beiden Seiten hergestellt.
Die Kontaktfelder 19 und 19' werden beispielsweise aus Gold oder Silber, die Kugeln 11 werden aus einer Legierung von Zinn und Blei oder Indium oder aus jeder anderen schmelzbaren Legierung sein.
Die Kontaktfelder der Kappe und des Substrats werden derart angeordnet, daß sie beim Zusammenbau gegenüberliegen.
Auf dem Substrat 13, versehen mit seinen Kontaktfeldern 19', scheidet man eine Schicht 47 von isolierendem oder gegebenenfalls halbleitendern Material ab (Teil b). Da diese Schicht zur Bildung des Vorsprungs dient, ist es notwendig, ihre Stärke sorgfältig zu kontrollieren. Vorzugsweise verwendet man eine Schicht von lichtempfindlichem oder nicht lichtempfindlichem Polyimid, dessen Stärke man im Bereich von 10 bis 40 µm leicht kontrollieren kann, insbesondere gemäß einem Prozeß mit der Bezeichnung "Abscheidung mit dem Drehteller".
Nach der Herstellung einer Maske 49 auf der Schicht 47 gemäß den Techniken der Photolithographie (Teil c) ätzt man sie, um den Vorsprung 15 zu begrenzen und die Kontaktfelder 19' freizulegen (Teil d). Die Ätzung der Schicht 47 von Polyimid kann durch Sauerstoffplasma oder naßchemischen Angriff erfolgen, wenn das Polyimid nicht lichtempfindlich ist.
Die Maske wird ebenfalls entfernt, und man bildet auf den Kontaktfeldern 19' Kugeln 11 aus schmelzbarem Material aus (Teil e). Diese Kugeln 11 werden durch gängige Techniken des Aufdampfens unter Vakuum oder durch Elektrolyse abgeschieden.
In einem weiteren Schritt (Teil f) bringt man das Substrat 5 auf dem Substrat 13 an. Diese Operation findet bei einer Temperatur statt, die etwas höher ist als die Schmelztemperatur der Kugeln, um die beiden Substrate fest miteinander zu verbinden.
Nach Ausführungsvarianten ist es möglich, die Kappe auf dem Substrat des Charakterisierungselements oder das Substrat des Charakterisierungselements auf der Kappe anzubringen. Ebenso können die Verbindungskugeln entweder auf den Kontaktfeldern der Kappe oder auf denen des Substrats des Charakterisierungselements hergestellt werden.
Wenn das Charakterisierungselement sehr empfindlich ist, wird es möglicherweise vorzuziehen sein, die Verbindungskugeln auf der Kappe herzustellen.
Schließlich kann man dank der Erfindung dadurch, daß man einen Vorsprung beispielsweise aus Polyimid, dessen Stärke präzise kontrolliert wird, mit der Verwendung von Verbindungskugeln kombiniert, die an die Größe des Chips oder des Sensorsubstrats angepaßt sind, sowohl einen fast auf den Mikrometer genau kalibrierten Abstand 4 zwischen der Kappe und dem Charakterisierungselement als auch eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit des Sensors erreichen.

Claims

1. Integrierter elektronischer Sensor zur Charakterisierung einer physikalischen Größe, ein Substrat (5) umfassend, das ein Charakterisierungselement (3) enthält, von dem ein Teil fähig ist, sich in wenigstens einer Richtung (x, z) zu verformen, und eine Kappe, dem Charakterisierungselement (3) nahe und gegenüber festgehalten durch wenigstens eine Kugel aus schmelzbarem Material (11), fest mit dem Substrat (5) verbunden mit den thermomechanischen Beanspruchungen des Sensors angepaßter Höhe, wobei somit ein erster Abstand (H) zwischen der Kappe (9) und dem Substrat hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (9) einen Höcker (15) von kontrollierter Dicke umfaßt, dem Charakterisierungselement (3) gegenüberstehend, um einen zweiten Abstand (h) zwischen der Kappe und dem Element (3) zu definieren, der kleiner ist als der Abstand zwischen der Kappe und dem Substrat.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Höcker (15) eine Anschlagfläche (16) für das Charakterisierungselement aufweist.

3. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (16) parallel ist zu der genannten Richtung (y).

4 Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagsfläche (16) im wesentlichen parallel ist zu der genannten Richtung (z).

5. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Höcker (15) aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist.

6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Höcker (15) einen Teil aus einem elektrisch leitenden Material umfaßt, wobei dieser Teil die Anschlagfläche bildet.

7. Sensor nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Höcker (15) eine mit dem Charakterisierungselement (3) zusammenwirkende Elektrode bildet.

8. Sensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein dreidimensionaler Beschleunigungsmesser mit dem Höcker (15) als Elektrode hergestellt wird.

9. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abstand (h) zwischen der Kappe (9) und dem Charakterisierungselement (3) höchstens gleich dem zulässigen Ausschlag vor Brechen des Charakterisierungselements (3) ist.

10. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abstand (h) zwischen der Kappe und dem Charakterisierungselement zwischen 0,5µm und 5µm enthalten ist.

11. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (H) zwischen der Kappe (9) und dem Substrat (5) derart ist, daß H> 10&supmin;².D, wobei D eine größte Abmessung des Substrats ist.

12. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (11) aus einem schmelzbaren Material ist.

13. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (9) eine integrierte elektronische Schaltung (21) umfaßt, elektrisch verbunden mit dem Charakterisierungselement (3) mit Hilfe einer elektrischen Verbindung (23, 24, 19, 11, 19').

14. Sensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung (23, 24, 19, 11, 19') die Kugel (11) umfaßt.

15. Sensor nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (9) sowie das Substrat (5) wenigstens ein Zwischenverbindungs-Kontaktklötzchen (19, 19') umfassen, jeweils verbunden mit der elektronischen Schaltung (21) und dem Charakterisierungselement (3), wobei besagte Kontaktklötzchen (19, 19') durch die Kugel miteinander verbunden sind.

16. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Charakterisierungselement (3) eine seismische Masse (29) umfaßt, ausgebildet parallel zu einer Fläche des Substrats (5) und entsprechend einer die besagte Richtung (y) enthaltend Ebene (x,y) und von der ein Teil (37) eine Belegung eines Kondensators (41) bildet.

17. Sensor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die seismische Masse (29) von parallelflacher Form ist und mit Zähnen (33) versehen ist, die sich in den Aussparungen (35) bewegen können, die in dem Substrat (5) vorgesehen sind.

18. Herstellungsverfahren eines Sensors nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende aufeinanderfolgende Schritte umfaßt:

- Herstellung wenigstens eines ersten Zwischenverbindungs-Kontaktklötzchens (19) auf dem Substrat (5) neben dem Charakterisierungselement (3) und wenigstens eines zweiten Kontaktklötzchens (19') auf einer Fläche (18) der Kappe (9), dem Charakterisierungselement (3) zugekehrt, wobei das erste und das zweite Kontaktklötzchen (19, 19') so angeordnet sind, daß sie sich gegenüberstehen, wenn das Substrat (5) und die Kappe (9) fest verbunden sind;

- lokale Bildung einer Schicht (47) von kontrollierter Dicke auf der Fläche (18) der Kappe (9), die den Höcker bildet;

- Abscheidung der Kugel in Form eines schmelzbaren Materials auf einem der gegenüberstehenden Kontaktklötzchen (19, 19');

- gegenseitige Befestigung und Verbindung der Kappe (9) und des Substrats (5) durch Schmelzen des schmelzbaren Materials.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (47) mit kontrollierter Dicke eine Polyimidschicht ist.