DE69925837T2

DE69925837T2 - Mikromechanischer Sensor

Info

Publication number: DE69925837T2
Application number: DE69925837T
Authority: DE
Inventors: Daniel Lapadatu; Terju Kvisteroy; Henrik Jakobsen
Original assignee: Sensonor ASA
Current assignee: Infineon Technologies Sensonor AS
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2019-10-30
Also published as: BR0004579A; CN1294303A; EP1096260A1; KR20010050327A; DE69925837D1; JP2001203371A; EP1096260B1; US6684699B1; CN1143135C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikro-mechanische Vorrichtung bzw. einen Sensor wie beispielsweise einen Beschleunigungssensor, einen Winkelgeschwindigkeitssensor, einen Neigungssensor oder einen Winkelbeschleunigungssensor, in der eine seismische Masse als Sensorelement Verwendung findet.
Viele Vorrichtungen mit mikro-mechanischen Strukturen sind gegenwärtig bekannt. Ein Problem im Zusammenhang mit vielen dieser Strukturen ist, daß die Herstellung der Vorrichtungen innere Belastungen in die Struktur einführt und den Bauteilen zuteil werden läst, die den Parameter messen, gegenüber dem der Sensor empfindlich ist. Die Erzeugung derartiger Belastungen führt zu Problemen. Oftmals führt dies dazu, daß der Sensor einen Offset hat oder sich unvorhersehbar verändert mit der Temperatur oder über den Empfindlichkeitsbereich des Sensors. Dies führt dazu, daß jeder Sensor individuell getestet werden muß and daß geeignete Mittel, entweder über mechanische oder elektrische Kompensation, vorgesehen sein müssen, damit der Sensor genau and konsistent arbeiten kann. Es ist erkennbar, daß dies eine beachtliche Erhöhung der Kosten für den Sensor bewirken kann, wie auch eine Minderung der Zuverlässigkeit.
Es wurden viele Anstrengungen unternommen, um dem Problem im Zusammenhang mit induzierten Belastungen beizukommen. Die meisten Ansätze jedoch stehen in Verbindung mit der Verwendung sehr spezieller Werkstoffe bzw. Materialien, und zwar entweder für die Bauteile der Vorrichtung oder der Einkapselungspackung der Vorrichtung, was bedeutet, daß sie unflexibel sind und nicht breit angewendet werden können bei unterschiedlichen Vorrichtungstypen. Manche weisen ein zusätzliches Problem auf insofern, als sie extrem komplexe und teure Herstellungsschritte erfordern, die wiederum die Kosten erhöhen und zeitaufwendig sein können und zu vielen beanstandeten Vorrichtungen führen können.
Die GB-A-2176607 offenbart eine Beschleunigungsmeßvorrichtung mit Strahlteilen mit dem Problem, daß sie zu groß sind für die Verwendung in ausreichend kleinen, äußerst klein mikrobearbeiteten Sensoren. Die US-A-5484073 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von Federteilen, die miteinander verbunden sind, um die Trägheitsmasse in einem Sensor zu bilden. Die EP-A-742581 offenbart ein Verfahren zum Herstellen abgedichteter Hohlräume auf Siliziumwafern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine mikro-mechanische Vorrichtung vorgesehen, die gekennzeichnet ist durch:
ein Sockelteil, das aus einem Halbleiterwafer gebildet ist und mit einer Tragwand verbunden ist, die aus dem gleichen Wafer strukturiert ist; und
erste und zweite Einkapselelemente, die an ein Rahmenteil gebondet sind, das die Tragwand umfaßt:
wobei wenigstens ein Abschnitt des Sockelteils einen umfänglichen Abschnitt verringerter Dicke hat, der einen Rand definiert, der von dem Sockelteil weg verläuft und im Gebrauch wenigstens eine Sensorkomponente der Vorrichtung trägt;
wobei das Sockelteil länglich ist, mit einer längeren Abmessung des Sockelteils, die sich in eine Richtung, im wesentlichen senkrecht zu derjenigen der Tragwand erstreckt, mit der das Sockelteil verbunden ist;
wobei das Sockelteil einwärts des Randes, nur an das erste Einkapselelement gebondet ist; und
wobei das Sockelteil eine transversale bzw. quer verlaufende, flache Vertiefung hat, wobei die Vertiefung einen Bereich definiert, über den der Sockel nicht an das erste Einkapselelement gebondet ist.
Die Tragwand kann derart angeordnet sein, daß sie sowohl das Sockelteil, wie auch die Sensorkomponente umgibt.
Die Sensorkomponente kann mit dem Sockelteil über eine oder mehrere planare, elastische Drehachsen verbunden sein.
Die mikro-mechanische Vorrichtung kann ein Beschleunigungssensor, ein Winkelgeschwindigkeitssensor, ein Neigungssensor oder ein Winkelbeschleunigungssensor sein.
Ein Spalt zwischen der Komponente und dem ersten Einkapselelement kann vorgesehen sein und kann durch eine geätzte Vertiefung in dem Einkapselelement ausgebildet sein.
Es können elektrische Kontakte mit der Komponente oder dem Aufhängeteil durch Vorsehen direkter elektrischer Kontakte vorgesehen sein, die an dem Rand des Sockels und an der Kontaktoberflache des Einkapselelements angeordnet sind. Alternativ können elektrische Leiter vorgesehen werden durch Implantieren von Störstellen bzw. Fehlstellen oder durch Sputterabscheiden von Film auf die Sockelstruktur.
Es können elektrische Kreuzungen, senkrecht zu der Ausdehnungsrichtung bzw. Längsrichtung des Sockelteils vorgesehen sein, um weiter Belastungen in der Struktur der Gesamtvorrichtung zu reduzieren. Die Vorrichtung kann aus Silizium gebildet sein.
Erfindungsgemäß ist ebenso ein Verfahren, vorgesehen zur Herstellung einer mikro-mechanischen Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch:
Strukturieren des Sockelteils, der Tragwand, der Sensorkomponente(n) und der planaren Drehachse(n) in einer oberen Schicht, oberhalb einer Ätzstoppschicht außerhalb des Substratwafers durch Ätzen der obersten Schicht, um den Rand vorzusehen and die transversale, flache Vertiefung, sowie Naßabätzen des überschüssigen Materials des Substrats von der Rückseite des Substratwafers zu der Ätzstoppschicht;
schließliches Formen des Sockelteils, der Sensorkomponente(n) and des Rahmenteils durch Ätzen;
Bonden des Rahmenteils an das erste Einkapselelement;
Bonden des Sockelteils, einwärts des Randes, obgleich auswärts der Vertiefung, an das erste Einkapselelement; und
Bonden des Rahmenteils an das zweite Einkapselelement.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann wenigstens eine seismische Masse aus Silizium mit einem Tragwandrahmen aus Silizium über die Sockelstruktur verbunden werden, wobei deren Oberfläche mit dem Einkapselelement verbunden bzw. gebondet wird, das entweder Glas oder Silizium ist.
Diese Sockelstruktur und sein Verfahren zum Zusammenbau gemäß der Erfindung haben den Vorteil, daß die Kopplung zwischen dem Sensorelement des Sensors und dem Rahmen des Sensors durch das Sockelteil minimiert wird, wobei dessen Lageroberflächen klein sind, verglichen mit dem Oberflächenbereich, aus dem die Vorrichtung gebildet ist. Dies reduziert die dem Zusammenbau zuzuordnenden Dehnungen, Belastungen und damit zusammengehörigen durch Temperatur induzierten Änderungen der Gesamtvorrichtung, wodurch die Auswerteelektronik der Vorrichtung vereinfacht wird.
Andere Vorkehrungen in Bezug auf die Struktur und ihr Verfahren zum Aufbau gemäß der Erfindung sind ebenfalls vorteilhaft.
Das Sockelteil kann leicht hergestellt werden, wobei es im Rahmen desselben Prozesses hergestellt wird, bei dem die mikromechanischen Komponenten bzw. -bauteile der Vorrichtung strukturiert werden, wie beispielsweise seismische Sensorelemente und ihre Aufhängesysteme. Dieser Strukturierungsprozeß ist insbesondere vorteilhaft, da wohl bekannte und durchgesetzte mikromechanische Strukturierungsprozesse wie beispielsweise ein naß- und trockenanisotropes Siliziumätzen zu diesem Zweck Anwendung finden können.
Ein spezieller Vorteil des Sockelteils und seines Zusammenbauverfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Geometrie und die Art ihrer Strukturierung ausgewählt werden können in Übereinstimmung mit der Funktion des Sensorelements und seiner Fabrikationsabfolge.
Ein spezieller Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß jegliches Bonden bzw. Verbinden zwischen den abdeckenden Wafern und dem mikromaschinell bearbeiteten Siliziumwafer, der die Komponente, das Sockelteil und die Tragwand trägt, auf Waferniveau stattfindet, was zu einer wirtschaftlichen, leicht handhabbaren Batch-Bearbeitung führt. Erfindungsgemäß können mehrere vollstandig strukturierte Vorrichtungen, die noch nicht in individuelle Vorrichtungen geschnitten wurden, gleichzeitig an das Einkapselelement gebondet und dann, beispielsweise durch Sägen, getrennt werden.
Die Bondtechnik, mit der ein abgedichteter Hohlraum gebildet wird und mit der eine Verankerung des Sockelteils an dem Einkapselelement stattfindet, muß in Abhängigkeit von dem Material des Einkapselelements, gewählt werden. Wird Glas zur Abdeckung verwendet, so ist dann eine anodische Bondtechnik geeignet. Falls Silizium verwendet wird, so sind dann Silizium mit Silizium-Bondtechniken vorteilhaft geeignet. Für andere Materialien bzw. Werkstoffe können Lötverbindungstechniken erfolgreich verwendet werden. Die Atmosphärenzusammensetzung und ihr Druck, können frei gewählt werden und
in jedem abgedichteten Hohlraum durch die anodische Bondtechnik beibehalten bleiben, was diese Technik speziell attraktiv macht.
Die Vorrichtung und ihr erfindungsgemaßes Zusammenbauverfahren erlauben in ihrer Struktur die optionale Implementierung von (i) Preßkontakten, einem Verfahren zum Durchführen elektrisch leitender Bahnen zwischen den Wafern; (ii) eingebetteten Kreuzungen, ein Verfahren zum Durchführen elektrisch leitender Bahnen durch die Masse bzw. das Volumen des Sockels; (iii) Direktkreuzungen, ein Verfahren zum Durchführen elektrisch leitender Bahnen über den Sockel; und (iv) Oberflächenleitungen entlang des Sockels.
Die Erfindung ermöglicht insbesondere die Realisierung eines kompakten Sensors, da keine anderen Belastung lösenden Strukturen oder Montagetechniken, sei es im Inneren oder außerhalb, erforderlich sind.
Die Sockelstruktur und das Verfahren zu ihrem Zusammenbau gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 ein Schnitt durch eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung ist, deren Sensorkomponenten mit Hilfe eines Sockelteils mit ihrem Rahmen verbunden sind;
2 eine Ansicht von oben ist auf eine Sensorkomponente, die mit Hilfe einer Sockelteilstruktur an dem Rahmen angebracht ist;
3a und 3b Querschnittsansichten sind entlang der Linien A-A bzw. B-B in 2;
4 eine Querschnittsansicht ist entlang A-A in 2 wahrend des Wafer basierenden Bearbeitens einer Sensorvorrichtung gemäß der Erfindung;
5 eine Längsquerschnittsansicht einer Sockelteilstruktur ist, sowie der mechanischen Belastungen, die erzeugt werden durch die Packungs- und/oder Temperaturveränderungen bei einem Beispiel der Erfindung;
6a, 6b, 6c und 6d transversale Querschnittsansichten eines Sockelteils sind, in Darstellung verschiedener Optionen zur Strukturierung.
7a, 7b, 7c und 7d Querschnittsansichten entlang der Linie A-A in 2 in alternativen Beispielen sind;
8a, 8b, 8c und 8d transversale Querschnittsansichten der Sockel- teilstruktur sind in Darstellung verschiedener Möglichkeiten der Strukturierung in alternativen Beispielen; und
9 eine Längsquerschnittsansicht des Sockelteils entlang der Linie A-A in 2 ist, und zwar bei alternativen Beispielen einer SOI Wafer basierenden Verarbeitung.
1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Trägheitssensorvorrichtung 10 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Der Trägheitssensor 10 wird realisiert durch Bonden eines strukturierten Siliziumwafers 30 zwischen zwei Einkapselelementen 20 und 21, die strukturiert sein können oder nicht und die Glas oder Silizium sein können, in Abhängigkeit von der Sensorfunktion und dem Betriebsprinzip. 2 zeigt eine beispielhafte Draufsicht auf einen Trägheitssensor gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der Substratwafer 30 beinhaltet wenigstens eine seismische Masse 32 aus Silizium, die als primäre Erfassungskomponente des Sensors wirkt und an einem festen Siliziumrahmen 31 mit Hilfe wenigstens eines elastischen Aufhängesystems 33 und eines festen Sockelteils 40, befestigt ist. Die Aufhängesysteme sind in den Figuren angegeben als doppelt geklemmte, gerade Träger, können jedoch jede beliebige planare Gestalt haben.
Mit dieser Ausgestaltung bewirkt ein aufgeprägtes mechanisches Signal, daß die Sensorkomponenten 32 einem begrenzten Versatz bzw. Versätzen in Bezug auf die feste Siliziumtragwand und den Rahmen 31 unterzogen werden, wodurch proportional entweder das Belastungsniveau in wenigstens einem Aufhängesystem 33 modifiziert wird oder der Trennspalt 50 zwischen wenigstens einem Sensorelement 32 und dem Einkapselelement 20. Unter Verwendung eines Wandlerprinzips, beispielsweise eines piezo-resistiven Effekts oder kapazitiver Änderungen, liefert der Sensor 10 ein elektrisches Ausgangssignal, das proportional zu dem aufgeprägten mechanischen Eingangssignal ist. Die Anordnungs- bzw. Zusammenbau bezogenen Dehnungen und Belastungen und die dazugehörigen, temperatur-induzierten Änderungen, beeinflussen jedoch die Proportionalität zwischen dem elektrischen Ausgangssignal und dem aufgeprägten mechanischen Eingangssignal negativ.
Die anordnungsbezogenen Dehnungen und Lasten und die an die Sensorkomponente übertragenen, damit verbundenen, temperaturinduzierten Änderungen, werden durch Anwendung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung reduziert.
In dem Substratwafer 30 ist wenigstens ein Sockelteil 40 strukturiert durch eine Kombination von anisotropen Naß- und Trockenätzschritten, wie dies beispielhaft für den bevorzugten Herstellprozeß im folgenden beschrieben wird.

A. In dem Bor-gedopten Substratwafer 30 ist die seitliche Geometrie wenigstens eines Sockelteils 40 wenigstens einer seismischen Masse 32 und des festen Siliziumrahmens 31 definiert bzw. begrenzt durch wenigstens ein Implantieren von Donator-Störstellen bzw. -Fehlstellen, wie beispielsweise Phosphor. Unterschiedliche Dosen können für das Sockelteil, die seismischen Massen und die Tragwand aus Silizium, sowie den festen Rahmen, verwendet werden, in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung und Ausgestaltung des Sensors. Wenigstens ein Eintreibprozeß wird vorgenommen, um die Donator-Störstellen tief in den Siliziumwafer einzudefundieren, bis die gewünschte Dicke dieser Strukturen erreicht ist. Die Gestalt dieser Strukturen ist definiert durch den Ort der p-n-Ubergänge, tief liegenden Ubergänge, die zwischen den n-leitenden bzw. -implantierten Silizium und dem p-leitenden Substrat ausgebildet sind. Diese Eintreibschritte erzeugen die gerundeten Merkmale, wie sie in den in 1-3 und 5-8 gezeigten Querschnittsansichten dargestellt sind.
B. Eine n-leitende Epitaxie-Schicht wird auf der Oberseite des Substratwafers mit einer Dicke aufgezüchtet, die abhängt von der speziellen Anwendung und der Ausgestaltung des Sensors. Diese Epitaxieschicht ist von dem p-leitenden Substrat über einen flacheren p-n-Übergang getrennt, wobei dieser flachere Übergang, neben vielen anderen Zwecken in Bezug auf die Funktionalitat des Sensors, die gesamte vordere Oberfläche des Substratwafers 30 liefert, mit einem Material vom durchgängigen Typ, das verwendet wird als Ätzstoppschicht während eines darauffolgenden Naßätzschritts. Die Epitaxieschicht eröffnet auch die Möglichkeit, das Sockelteil 40 und die seismischen Massen 32 auf verschiedenen Niveaus zu strukturieren, wie auch das Material für das Aufhängesystem 33 zu liefern.
C. Eine Ausnehmung 50, die einen Trennspalt vorsieht, ist in die Epitaxieschicht eingeätzt, um eine Trennung zwischen den beweglichen Strukturen wie beispielsweise den seismischen Massen 32 und den Aufhängesystemen 33 and dem obersten Einkapselelement 20 zu liefern, wodurch eine begrenzte Bewegung dieser Strukturen ermöglicht wird.
D. Von der Rückseite des Substratwafers wird ein anisotroper Naßätzschritt in Kombination mit einer elektrochemischen Ätzstopptechnik durchgeführt. Dies wird dazu verwendet, um selektiv das p-leitende Material zu entfernen, während hingegen das n-leitende Material ungeätzt verbleibt. Abhängig von der Kristallorientierung des Siliziumsubstratwafers auf dem Ätzfenster und seiner Orientierung in Bezug auf das Siliziumkristall und von den anisotropen Eigenschaften der Ätzlösung, haben die seitlichen Wände des festen Siliziumrahmens 31 Pyramidenform. Die ausgebildeten Strukturen sind durch die Form bzw. Gestalt der tiefen und flachen Übergänge definiert, was zu dickeren Regionen (Elementen) führt, falls ein Ätzstopp an den tiefen übergängen und den dünneren Regionen bzw. -bereichen (Membranen) auftritt, falls ein Ätzstopp an den flachen Verbindungen auftritt.
E. Die letztliche Gestaltung bzw. Formgebung wenigstens eines Sockelteils 40, wenigstens einer seismischen Massenkomponente 32, wenigstens eines Aufhängesystems 33 and des festen Siliziumrahmens 31 wird erreicht durch trockenes, reaktives Ionen- oder Plasmaätzen (oder eine Kombination dessen) über die Membranen. 2 zeigt den strukturierten Substratwafer 30 nach diesem Verarbeitungsschritt.
F. Eine geeignete Bondtechnik wird dazu verwendet, um den strukturierten Substratwafer 30 mit zwei Einkapselelementen 20 und 21 zu verbinden and permanent zu bonden, die ebenfalls so strukturiert sein können, daß sie einen abgedichteten Hohlraum 34 bilden. Während dieses Herstellschritts ist die oberste Oberfläche 41 der Sockelteilstruktur 40 fest an das obere Einkapselelement 20 gebondet, wodurch der Zusammenbauvorgang in Bezug auf das Sensorelement 10 und all seine Komponenten, beendet ist. Wenn zum Einkapseln Glaswafer verwendet werden, so ist dann eine anodische Bondtechnik geeignet; falls Siliziumwafer verwendet werden, so sind dann Silizium mit Silizium-Bondtechniken vorteilhaft geeignet.

In 2 befindet sich die Sockelteilstruktur 40 im Inneren des gestrichelten Rechtecks und die gescheckten Bereiche geben die Oberfläche des strukturierten Substratwafers 30 wieder, der fest an das obere Einkapselelement 20 gebondet ist.
Neben den oben erwähnten Herstellungsschritten sind mehrere andere herkömmliche Schritte wie beispielsweise Photolithographie, selektives Aufwachsen und Rückätzen thermaler Oxide, Abscheiden und Strukturierung dünner Metallfilme anwendbar innerhalb eines allgemeinen billigen, Massenproduktionsprozessablaufs.
Der bevorzugte oben beschriebene Herstellprozeß, einschließlich des Zusammenbauverfahrens, erlaubt ein simultanes Strukturieren und Herstellen all der Vorrichtungselemente und beruht auf wohl bekannten und bewährten Mikrobearbeitungsprozessen.
Die hier im Folgenden beschriebenen Beispiele basieren lediglich auf den beiden Strukturierungsniveaus: Die durch Implantieren and Eintreiben definierten dickeren Bereiche und die dünneren Bereiche (strukturierte Membranen), die in die Epitaxieschicht strukturiert sind. Bei alternativen Herstellprozessen können jedoch die Elemente realisiert werden durch mehrere Implantier- und Diffusionsprozesse und die Epitaxieschicht kann auch ersetzt werden durch wenigstens eine implantierte and diffundierte Schicht, was zu mehreren Strukturierniveaus führt mit verschiedener Dicke in Bezug auf die Sockelteile 40, die seismischen Massen 32, das Aufhängesystem 33 und den festen Siliziumrahmen 31.
Bei alternativen Herstellprozessen kann das Ausgangsmaterial für den Substratwafer 30 n-leitend sein. In diesem Falle werden Akzeptorverunreinigungen implantiert und eingetrieben, um die Sockelteile 40, die seismischen Massen 32 und den festen Siliziumrahmen 31 zu bilden. Folglich ist die Epitaxieschicht bei Verwendung ebenfalls aus einem p-leitenden Silizium bestimmt und das anisotrope Naßätzen des Siliziums muß kombiniert werden mit einer Ätzstopptechnik, die das selektive Entfernen des n-leitenden Materials des Substrats ermöglicht, während das p-leitende Silizium nicht geätzt wird. Die photovoltaische Ätzstopptechnik oder der Hochbor-dotierende Ätzstopp sind in diesem speziellen Zusammenhang vorteilhaft.
Bei alternativen Herstellprozessen kann der Ausgangssubstratwafer 30 ein SOI-Wafer jeder Art rein, d.h., er besteht aus einer Einkristall-Siliziumoberschicht 74, die getrennt ist von dem massigen Silizium durch eine eingebettete, sehr dünne Schicht aus isolierendem Oxid 75. In diesem Falle wird die Struktur des Sockelteils ausgebildet durch einen Ätzstopp an der eingebetteten Oxidschicht, gefolgt durch ein tief reaktives Ätzen zur seitlichen Definition bzw. Begrenzung. Der Trennspalt 50 zwischen den bewegbaren Siliziumstrukturen, wie beispielsweise den seismischen Massen 32 und den Aufhängesystemen 33 und dem oberen Einkapselelement 20, wird immer noch verwendet, um eine eingeschränkte Bewegung dieser Strukturen zu erlauben. 4 zeigt eine Querschnittsansicht des Trägheitssensors 10 nach dem letzten Verarbeitungsschritt bei einem auf SOI-Wafer basierenden, alternativen Verarbeiten.
Mit einem geeigneten Design für ein Ätzfenster, kann ein nasses, isotropes Ätzen eines Siliziums in Verbindung mit einer geeigneten Ätzstopptechnik dazu verwendet werden, um all das überschüssige Substratmaterial zu entfernen.
2 zeigt eine beispielhafte Vorrichtung, die ein Sensor ist und deren bevorzugte Geometrie gemäß der vorliegenden Erfindung. 3a und 3b zeigen Querschnittsansichten entlang der Linien A-A und B-B der 2.
Die Sockelteilstruktur 40 hat eine längliche Gestalt, bestehend aus einer längeren Abmessung (Sockellänge) und einer kleineren Abmessung (Sockelbreite), wobei die Länge und die Breite des Sockels zueinander senkrecht stehen. Die Sockelstruktur umfaßt einen dicken Abschnitt 44 und eine dazugehörige, gebondete Oberflache 41 oder einen gebondeten oberen Bereich. Ein dünnerer Rand 43 (Sockelrand) und jede Menge transversaler, flacher Vertiefungen 42 (Direktkreuzung). Der dicke Abschnitt 44 ist ausgebildet durch selektives Entfernen des Substratmaterials mit einem Ätzstopp auf den Tiefen p-n-Übergängen. Der Sockelrand 43 wird gebildet durch selektives Entfernen des Substratmaterials mit einem Ätzstopp an flachen p-n-Übergängen. Die Direktkreuzungen 42 werden hergestellt durch flaches Naß- oder Trockenätzen entweder der Sockelteilstruktur 40 oder des Einkapselelements 20 oder beider.
Ein Ende der Sockelteilstruktur ist entlang seiner Breite an einer Wand des festen Siliziumrahmens 31 angebracht, während das andere Ende, eine Sockelspitze, wie in 3a angegeben, frei ist.
Um die longitudinale(n) Dehnung(en) und Belastung(en) zu minimieren, die in dem festen Rahmen entstehen können, sind die Aufhängesysteme 33, die elastisch die seismischen Massen 32 mit dem Sockelteil verbinden, soweit wie möglich von den Rändern der Wand des festen Siliziumrahmens 31 angebracht, der nahe der Sockelspitze ist in Befestigungen über die Drehachsen 45. Die Befestigungen der Drehachsen 45 sind in 3a mit gestrichelten Linien angegeben und zeigen die Tatsache an, daß sie durch die Schnittlinie nicht gekreuzt werden.
Mit Ausnahme der Befestigung des festen Siliziumrahmens, des gebondeten oberen Bereichs 41 und der Befestigungen der Drehachsen 45, sind alle verbleibenden Sockeloberflachen frei und daher können sich keine Dehnungen oder Belastungen an ihnen entlang entwickeln.
Um noch weiter die Übertragung von Dehnungen und Belastungen zu reduzieren, kann das Aufhängesystem direkt an dem Sockelrahmen 43 angebracht werden und soweit wie möglich von dem dicken Abschnitt 44 und dem gebondeten oberen Bereich 41, was zu einem insgesamt T-förmigen Sockel führt, wie dieser in 2 angegeben ist. 3b zeigt einen transversalen Querschnitt durch den Trägheitssensor 10 unter Darstellung der Sockelteilstruktur 40 und Angabe des empfohlenen Ortes der Befestigungen der Drehachsen 45.
Die Länge des Sockelteils und die Breite des Sockelrands in den Bereichen der Befestigungen der Drehachsen, sind vorzugsweise so groß wie möglich, wobei ihre Größe lediglich durch den verfügbaren Raum innerhalb der Sensorform eingeschränkt ist. Gleichzeitig sollte der gebondete obere Bereich 41 minimiert sein, um die Belastung zu reduzieren, die aufgrund des möglicherweise nicht zusammenpassenden Materials von Substratwafer 30 und Einkapselelement 20 entsteht. Um jedoch eine feste und starke Bindung zu erzielen, darf der gebondete obere Bereich 41 nicht unter gewisse Grenzen reduziert werden, die hauptsächlich von der gewählten Bondetechnik abhängen.
Bei dem in 5 angegebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel können lediglich in Längsrichtung verlaufende mechanische Lasten eine Dehnung und eine Belastung in den Befestigungen der Drehachsen 45 und über das Aufhängesystem 33 weiter, in der Vorrichtungskomponente 32, erzeugt werden. Aufgrund der Sockelgeometrie und des Verfahrens zum Zusammenbau gemäß der vorliegenden Erfindung, sind die übertragenen Lasten um mehrere Größenordnungen kleiner als die auf den festen Siliziumrahmen 31 ausgeübten Lasten.
Die mechanischen Dehnungen und Lasten über die Sockelteilstruktur 40 nehmen von der Wand des. Siliziumrahmens 31 in Richtung der Sockelspitze ab und von dem gebondeten oberen Bereich 41 in Richtung der Seiten und unterhalb den freien Oberflächen des Sockelteils. Sind die Aufhängesysteme wie in den 2, 3a and 3b angegeben, angebracht, so sind auf die Aufhängesysteme 33 übertragene Lasten Drehmomente, die eine vernachlässigbare Drehung um die Befestigungen der Drehachsen 45 bewirken. Sind die Aufhängesysteme 33 exakt bei der Sockelspitze angebracht, so ist die übertragene Last 90 entlang der Sockellänge ein Biegemoment.
Die Direktkreuzung 42 liefert eine vorteilhafte Möglichkeit zum Reduzieren des gebondeten oberen Bereichs 41 zwischen dem Sockelteil 40 und dem Einkapselelement 20, wodurch die übertragene Last 90 minimiert wird, während eine erforderliche Breite aufrecht erhalten wird, die eine Starke und feste Bindung erlaubt.
In den 6a bis 6d sind mehrere Ausgestaltungen der Vorrichtung in transversaler Querschnittsansicht und in Analogie zu den in den 1, 2, 3a, 3b und 5 gezeigten Beispielen gezeigt.
6a zeigt eine transversale Querschnittsansicht durch ein grundsätzliches Beispiel einer Sockelteilstruktur 40, wobei der Trennspalt 50 in zwei unterschiedlichen Schritten erreichbar ist: eine Primäre oder Vertiefung 51 wird durch Ätzen des Siliziums, entweder naß oder trocken, entlang des Sockelrands 43 strukturiert und eine sekundäre (optionale) Vertiefung 52 wird durch Ätzen des Siliziums, entweder naß oder trocken, oberhalb der Aufhängesysteme 33 und/oder seismischen Massen 32, strukturiert. Die gestrichelte Linie in 6a gibt die Oberfläche des Substratwafers 30 wieder, falls auf die optionale Vertiefung 52 verzichtet ist.
Im allgemeinen ist die Sockelteilstruktur 40 elektrisch leitend; daher müssen elektrisch nicht leitende Schichten wie beispielsweise thermische Oxide oder Bereiche wie beispielsweise p-n-Übergange verwendet werden, wann immer mehrere elektrisch leitende Bahnen voneinander isoliert werden sollen und/oder gegenüber dem Massematerial des Sockels.
6b, 6c und 6d zeigen weitere optionale Merkmale, die zusammen mit der grundsätzlichen Sockelteilstruktur, gezeigt in 6a, implementiert werden können.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht das Implementieren direkter elektrischer Kontakte zwischen einem bemusterten Metallfilm 61, der auf dem Einkapselelement 20 angeordnet ist und einem bemusterten Metallfilm 62, der auf dem Substratwafer 30 angeordnet ist, indem sie ineinander während des Waferbondschritts gedrückt und gequetscht werden, was zu einem elektrischen Kontakt (Preßkontakt) 60 führt. Die Preßkontakte 60 ermöglichen die direkte Übertragung der elektrischen Signale von auf dem Einkapselelement 20 angeordneten, leitenden Bahnen zu auf dem Substratwafer 30 angeordneten, leitenden Bahnen, einem wichtigen Merkmal bei der Ausgestaltung mikrobearbeiteter Sensoren. Wenigstens einer der beiden innerhalb eines Preßkontakts 60 verwendeten metallischen Filme 61 und 62 sollte ein Weichmetall sein, das sich deformiert und unter Druck leicht fließt. Zudem sollte der Gesamtbereich jedes der genannten Preßkontakte 60 vorzugsweise klein bleiben, um ein seitliches Fließen des weichen Metallfilms zu erlauben und die Gesamtdicke der beiden metallischen Filme 61 und 62, die innerhalb eines Preßkontakts verwendet werden, sollte leicht größer sein als die Filmvertiefung 51, jedoch nicht übermäßig größer, um nicht den Bond- bzw. Verbindungsprozeß zwischen dem Sockelteil 40 und dem Einkapselelement 20 zu behindern, der in der Nähe auftritt.
6b zeigt ein Beispiel der Preßkontakte 60 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung erlaubt auch das Implementieren eingebetteter, leitender Bahnen (eingebettete Kreuzungen), und zwar transversal durch den dicken Abschnitt 44. Die eingebetteten Kreuzungen werden hergestellt durch ein strukturiertes Implantieren einer p-leitenden Störstelle in das Innere des dicken Abschnitts 44 und ein darauffolgendes Eintreiben auf die gewünschte Tiefe, derart, daß sich ein pn-Übergang zwischen dem implantierten Bereich und dem darunterliegenden n-leitenden dicken Abschnitt 44 ausbildet, dem das epitaxiale Wachstum folgt, in dem der p-leitende Leiter (eingebetteter Leiter) 70 eingebettet ist. Zusätzlich werden p-leitende Störstellen in wenigstens zwei isolierte Inseln implantiert und darauffolgend eingetrieben, was zu Oberflächenleitern 71 führt, wobei die Oberflächenleiter 71 lang bzw. weit genug eingetrieben werden, um den eingebetteten Leiter 70 zu kontaktieren, derart, daß eine transversale, durchgehende und eingebettete elektrische Bahn zwischen wenigstens zwei Preßkontakten 60 ausgebildet ist.
6b zeigt ein Beispiel eingebetteter Kreuzungen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Die Oberflächenleiter 71 können dazu verwendet werden, um isolierte elektrische Signale entlang des Sockelrands 43 zu befördern, wo der Trennspalt 50 oder Vertiefungsrand 51 dazu verwendet wird, um ein Bonden bzw, eine Verbindung zwischen den Bereichen, in denen die Oberflächenleiter 71 angeordnet sind und dem Einkapselelement 20 zu verhindern und wobei eine Oxidschicht 72 verwendet wird, um die p-n-Übergänge zu passivieren, welche die Oberflächenleiter 71 von dem n-leitenden Material des Sockelteils 40 trennen.
Metallleiter 62 können dazu verwendet werden , um isolierte elektrische Signale entlang des Sockelrands 43 zu befördern, wobei eine Oxidschicht 62 dazu verwendet wird, die Metallleiter 62 von dem Sockelteil 40 elektrisch zu isolieren und wobei der Trennspalt 50 des Vertiefungsrands 51 dazu verwendet wird, um ein Bonden zwischen dem Metallleiter 62 und dem Abdeckwafer 20 zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung erlaubt das Implementieren oberhalb und über dem dicken Abschnitt 44 direkt leitender Bahnen innerhalb der direkten Kreuzungen 42, wobei ein bemusterter bzw. strukturierter Metallfilm 61, der auf dem Einkapselelement 20 angeordnet ist, das leitende Element ist, das gegenüber dem dicken Abschnitt 44 durch den Trennspalt 50 oder den Vertiefungsrand 51 elektrisch isoliert wurde.
6c zeigt Oberflächenleiter und metallische Leiter entweder entlang des Sockelrands 43 oder über dem dicken Abschnitt 44 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Die seitlichen Wände des dicken Abschnitts 44, an den direkten Kreuzungen 42 angrenzend, sind in gestrichelten Linien gezeigt und geben die Tatsache wieder, daß sie durch die Schnittlinie nicht gekreuzt werden.
Die vorliegende Erfindung erlaubt die Implementierung direkt leitender Bahnen oberhalb und über dem dicken Abschnitt 44 innerhalb der Kreuzungen 42, wobei ein bemusterter bzw. strukturierter Metallfilm 62, der auf dem dicken Abschnitt 44 angeordnet ist, das leitende Element ist, das gegenüber dem dicken Abschnitt 44 elektrisch isoliert ist über eine Oxidschicht 72 und gegenüber dem Einkapselelement 20 durch den Trennspalt 50 oder den Vertiefungsrand 51.
Die vorliegende Erfindung erlaubt die Implementierung direkt leitender Bahnen oberhalb und über dem Sockelteil 40 innerhalb der direkten Kreuzungen 42, wobei ein Leiter 71 strukturierter Oberfläche, der innerhalb des Sockelteils 40 angeordnet ist, das leitende Element ist, das gegenüber dem Sockelteil 40 über einen p-n-Übergang elektrisch isoliert ist und dessen Oberfläche durch eine Oxidschicht 72 passiviert ist. Diese wiederum ist von dem Einkapselelement 20 durch den Trennspalt 50 oder den Vertiefungsrand 51 getrennt.
6d zeigt Beispiele der Oberflächenleiter und metallischen Leiter über dem Sockelteil 40 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Die seitlichen Wände des Sockelteils 40, angrenzend an den direkten Kreuzungen 42, sind in gestrichelten Linien gezeigt und geben die Tatsache wieder, daß sie durch die Schnittlinie nicht gekreuzt werden.
Seitenansichten der direkten Kreuzungen 42, mit einer direkt leitenden Bahn, die als Film 61 bemusterten bzw. strukturierten Metalls oder ohne dies realisiert ist, sind in den 3a und 5 gezeigt.
Bei alternativen Herstellprozessen kann das Sockelmaterial vom n-leitenden Typ sein. Folglich ist die Epitaxieschicht bei Verwendung ebenfalls ein p-leitendes Silizium. In diesem Falle werden Donator-Störstellen implantiert und eingetrieben, um die eingebetteten Leiter 70 auszubilden, sowie die Oberflächenleiter 71.
7a bis 7d, 8a und 8d bis 9 zeigen Beispiele der Erfindung, die mit alternativen Herstellprozessen realisiert werden. Bei den alternativen Herstellprozessen kann der Trennspalt 50 entweder vollständig oder teilweise in dem oberen Einkapselelement 20 realisiert sein.
Bei alternativen Herstellprozessen kann der Sockelteil eine strukturierte Dicke haben, die erzielt wird durch Verwendung mehrerer und unterschiedlicher Implantations- und Eintreibschritte, in Abhängigkeit von der spezifischen Anwendung und der Ausgestaltung der speziellen Vorrichtung und von dem Befestigungsort der Aufhängungssysteme.
7a und 7b zeigen Querschnittsansichten entlang der Linien A-A und B-B der 2 unter Wiedergabe einer alternativen Sockelteilstruktur 40 bei einem alternativen Herstellprozeß, bei dem der Trennspalt 50 vollständig in dem Einkapselelement 20 realisiert ist.
7c zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der 2 unter Wiedergabe eines alternativen Beispiels der Sockelteilstruktur bei einem alternativen Herstellprozeß, bei dem das Sockelteil 40 eine strukturierte Dicke hat und der Trennspalt 50 vollständig innerhalb des Substratwafers 30 realisiert ist.
7d zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der 2 unter Wiedergabe eines alternativen Beispiels der Sockelteilstruktur bei dem alternativen Herstellprozeß, bei dem das Sockelteil 40 eine strukturierte Dicke hat und der Trennspalt 50 vollständig in dem oberen, abdeckenden Wafer 20 realisiert ist.
8a zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B der 2 unter Wiedergabe alternativer Beispiele der Sockelteilstruktur nach dem alternativen Herstellprozeß, bei dem der Trennspalt 50 teilweise in dem oberen Einkapselelement 20 realisiert ist und teilweise in dem Substratwafer 30 realisiert ist, wobei der Trennspalt 50 aus der Randvertiefung 51 besteht, die in dem oberen Einkapselelement 20 realisiert ist und wenigstens einer optionalen Vertiefung, die entweder innerhalb des Substratwafers 30 realisiert ist und mit Bezugszeichen 52 versehen ist oder innerhalb des Einkapselelements 20 und mit Bezugszeichen 53 versehen ist.
8b gibt Beispiele von Preßkontakten 60 wieder sowie eingebetteten Kreuzungen in der Sockelteilstruktur der 8a.
8c und 8d geben Beispiele elektrischer Leiter entlang des Sockelrands 43 wieder und/oder über dem Sockelteil 40 und den direkten Kreuzungen 42, und zwar in der Sockelstruktur der 8a. Die seitlichen Wände des Sockelteils 40, die an den direkten Kreuzungen 42 angrenzen, sind mit gestrichelten Linien gezeigt und geben die Tatsache wieder, daß sie nicht durch die Schnittlinie gekreuzt werden.
9 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der 2 unter Wiedergabe eines alternativen Ausführungsbeispiels der Sockelteilstruktur nach einem alternativen Herstellprozeß, bei dem der Substratwafer 30 von einem SOI-Typ ist, d.h. er besteht aus einer Einkristall-Siliziumoberschicht 74, die von der Siliziummasse getrennt ist durch eine eingebettete, sehr dünne Schicht an isolierendem Oxid 75. Der Trennspalt 50 ist als vollständig in dem Einkapselelement 20 realisiert, gezeigt, im Vergleich zu dem in 4 gezeigten Beispiel, bei dem der Trennspalt 50 vollständig innerhalb der oberen Siliziumschicht 74 realisiert ist.

Claims

Mikromechanische Vorrichtung (1), gekennzeichnet durch: ein Sockelteil (40), das aus einem Halbleiterwafer (30) gebildet und mit einer Tragwand verb nden ist, die aus demselben Wafer strukturiert ist; und erste (20) und zweite (21) Einkapselelemente, die an ein Rahmenteil (31) gebondet sind, das die Tragwand umfaßt, wobei wenigstens ein Abschnitt des Sockelteils einen umfänglichen Abschnitt reduzierter Dicke hat, der einen Rand (43) definiert, der von dem Sockelteil (11) weg verläuft und im Gebrauch wenigstens eine Sensorkomponente (32) der Vorrichtung trägt; wobei das Sockelteil länglich ist und eine längere Abmessung des Sockelteils in eine Richtung, im wesentlichen senkrecht zu der der Tragwand, verläuft, mit der das Sockelteil verbunden ist, wobei das Sockelteil einwärts des Rahmens nur mit dem ersten Einkapselelement verbunden ist und wobei das Sockelteil eine transversale, flache Vertiefung (42) hat und die Vertiefung einen Bereich definiert über den das Sockelteil nicht mit dem ersten Einkapselelement verbunden ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei welcher die Tragwand derart angeordnet ist, daß die Tragwand sowohl das Sockelteil wie auch die Sensorkomponente der Vorrichtung umgibt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei welcher die Sensorkomponente (32) über eine oder mehrere planare, elastische Drehachsen (45) mit dem Rand (43) des Sockelteils verbunden ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ausgestaltet als Trägheitssensor wie beispielsweise ein Beschleunigungssensor, ein Winkelgeschwindigkeitssensor, ein Neigungssensor und ein Winkelbeschleunigungssensor.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, bei welcher ein Spalt vorliegt, der das erste Einkapselelement (20) von der Sensorkomponente (32), der planaren Drehachse (45) und dem Rand (43) des Sockelteils trennt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, bei welcher der Spalt durch geätzte Vertiefungen entweder in dem Substrat oder in dem ersten Einkapselelement (20) oder in beiden, ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher direkte elektrische Kontakte zwischen strukturierten, metallischen Filmen, die auf dem Rand (43) des Sockelteils (40) angeordnet sind und auf den Kontaktoberflächen des ersten Einkapselelements (20) vorgesehen sind.
Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher elektrische Leiter vorgesehen werden durch lokales Implantieren und Eintreiben von Störstellen in die Sockelstruktur, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Leiter voneinander und von der Masse der Sockelstruktur durch die inhärenten p-n-Übergänge, isoliert sind.
Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher elektrische Leiter vorgesehen werden durch Abscheiden und Strukturieren metallischer Filme in den Rand (43) des Sockels, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Leiter voneinander und von der Masse der Sockelstruktur durch thermisch aufgezüchtete Oxide, isoliert sind.
Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher elektrische Leiter vorgesehen werden durch lokales Implantieren und Eintreiben von Störstellen in die Sockelstruktur, gefolgt von einem epitaxialen Wachstum, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Leiter in die Sockelstruktur eingebettet und voneinander und von der Masse der Sockelstruktur durch die inhärenten p-n-Übergänge, isoliert sind.
Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher elektrische Leiter vorgesehen werden durch Abscheiden und Strukturieren metallischer Filme in das erste Einkapselelement (20), gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Leiter durch den Trennspalt von der Sockelstruktur isoliert sind.
Verfahren zur Herstellung einer mikromechanischen Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch: Strukturieren des Sockelteils (40), der Tragwand, der Sensorkomponente(n) (32) und (einer) planaren(r) Drehachse(n) (45) in einer obersten Schicht oberhalb einer Ätzstoppschicht aus dem Substratwafer (30) durch Ätzen der obersten Schicht, um den Rand und die transversale, flache Vertiefung vorzusehen und Naßabätzen des überschüssigen Substratmaterials von der Rückseite des Substratwafers zu der Ätzstoppschicht; schließliches Formen des Sockelteils (40) der Sensorkomponente(n) (32) und des Rahmenteils (31) durch Ätzen; Bonden des Rahmenteils (31) an das erste Einkapselelement (20); Bonden des Sockelteils, einwärts des Rahmens, obgleich auswärts der Vertiefung, an das erste Einkapselelement und Bonden des Rahmenteils (31) an ein zweites Einkapselelement (2).
Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem der Substratwafer ein Einkristallhalbleiter vom p-leitenden Typ ist, wobei das Verfahren des weiteren dadurch charakterisiert wird, daß: die oberste Schicht realisiert wird durch wenigstens eine strukturierte Implantation von Donator-Störstellen und wenigstens einen Eintreibschritt, dem die Ausbildung einer obersten n-leitenden Schicht folgt, wobei das Sockelteil im Inneren der implantierten Bereiche definiert ist und der Rand des Sockels außerhalb der implantierten Bereiche definiert ist; die Ätzstoppschicht sich in dem p-n-Übergang befindet, der zwischen dem originalen Substratmaterial des p-leitenden Typs und der obersten Schicht vom n-leitenden Typ ausgebildet ist befindet und das Naßätzen des überschüssigen Materials des Substrats anisotrop ist und durchgeführt wird in Kombination mit einer elektrochemischen Ätzstopptechnik.
Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem die Ausbildung einer obersten n-leitenden Schicht das Aufzüchten einer Epitaxieschicht umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem die Ausbildung einer obersten n-leitenden Schicht ein Implantieren von Donator-Störstellen umfaßt, das über die gesamte Oberfläche des Substratwafers durchgeführt wird und dem ein Eintreibschritt folgt.
Verfahren nach Anspruch 13 bis 15, bei welchem das Naßätzen des überschüssigen Materials des Substrats isotrop ist und in Kombination mit einer elektrochemischen Ätzstopptechnik durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem der Substratwafer ein Wafer vom SOI-Typ ist, wobei: die oberste Schicht die oberste Halbleiterschicht des SOI-Wafers ist; die Ätzstoppschicht die dünne, eingebettete Isolierschicht des SOI-Wafers ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei welchem das erste Einkapselelement (20) aus Glas geformt ist und das Bonden zwischen dem mikro-bearbeiteten Substratwafer und dem ersten Einkapselelement durch anodisches Bonden erreicht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei welchem das erste Einkapselelement (20) aus Silizium gebildet ist und das Bonden zwischen dem mikro-bearbeiteten Substratwafer (30) und dem ersten Einkapselelement erreicht wird durch direktes Silizium-mit-Silizium-Bonden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei welchem das erste Einkapselelement (20) aus Silizium geformt ist und das Bonden zwischen dem mikro-bearbeiteten Substratwafer (30) und dem ersten Einkapselelement erreicht wird durch Verwendung eines zwischenliegenden Glasfilms, strukturiert oder nicht, der anliegt ist an der Oberfläche entweder des Substratwafers oder des ersten Einkapselelements oder beiden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, bei welchem ein Trennspalt in den Substratwafer (30) vor dem Bonden mit dem ersten Einkapselelement (20) geätzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, bei welchem ein Trennspalt in das erste Einkapselelement (20) vor dem Bonden mit der Trennwand und dem Sockelteil (40), geätzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, bei welchem ein Trennspalt teilweise in den Substratwafer geätzt wird und teilweise in das erste Einkapselelement (20), vor deren Bonden miteinander, geätzt wird.