EP2308243A1 - Mikromechanisches bauelement mit rückvolumen - Google Patents

Mikromechanisches bauelement mit rückvolumen

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EP2308243A1
EP2308243A1 EP09779612A EP09779612A EP2308243A1 EP 2308243 A1 EP2308243 A1 EP 2308243A1 EP 09779612 A EP09779612 A EP 09779612A EP 09779612 A EP09779612 A EP 09779612A EP 2308243 A1 EP2308243 A1 EP 2308243A1
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EP
European Patent Office
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semiconductor substrate
cavity
opening
micromechanical
membrane
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09779612A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Reinmuth
Michael Saettler
Stefan Weiss
Arnim Hoechst
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H04R19/005—Electrostatic transducers using semiconductor materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00023—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems without movable or flexible elements
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
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    • H04R31/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of transducers or diaphragms therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/03—Static structures
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B81B2203/0392—Static structures characterized by their profile profiles not provided for in B81B2203/0376 - B81B2203/0384

Definitions

  • the invention relates to a micromechanical component and a method for its production according to the preambles of the independent claims.
  • Micromechanical sensors often use membranes that are located above a cavity. In certain sensors, such as MEMS microphones, the size and shape of this cavity affects the resolution of the
  • a MEMS microphone but also a membrane sensor is realized by means of a two-stage process.
  • a sensor element 120 which has, for example, a membrane and a counter electrode 130, a on
  • a cavern 110 is subsequently introduced into the substrate from the rear side 170 of the semiconductor substrate 100, which reaches as far as the active sensor structure, ie, for a microphone, for example, up to counter-electrode 130.
  • the formation of the cavern 110 can be achieved by means of a single Trenchiervonreaes. However, it is necessary here that the etching front must strike the active sensor structure very precisely, since otherwise a mechanical / acoustic short circuit could occur if the cavern opening is displaced from the sensor structure. If, on the other hand, the opening of the cavern is designed too small with respect to the size of the sensor structure, the sensor structure, for example a membrane, is unnecessarily damped.
  • a minimum volume must be maintained at the opening below the sensor structure, especially when using an M E M S microphone, to allow sufficient sensitivity. To increase the sensitivity, however, it is desirable to make this volume as large as possible. In contrast, the volume can not be increased arbitrarily, since the surface on the back side 170 of the component is used in further processing to mount the component on printed circuit boards or in housings. Therefore, a middle ground must be found between a large back volume and a sufficiently large mounting surface on the back of the substrate.
  • FIG. 1b Another known example of increasing the back volume is shown in FIG. 1b.
  • a two-stage Trenchierlui was used in comparison to the device of Figure Ia.
  • a cavern 140 with a larger opening than the active sensor structure 130 is introduced into the substrate 100 with a first trench etching step.
  • a smaller cavern 150 is generated, which is adapted to the dimensions of the sensor element 120 or the sensor structure 130.
  • a larger back volume, consisting of the caverns 140 and 150 and thus an increase in sensitivity can be achieved with this method, the expense associated with the two separate structuring steps is significantly increased compared to the component of FIG.
  • any enlargement of the cavity 140 is not possible because on the back side 170 of the substrate 100, a sufficient surface must be provided for attachment.
  • the present invention describes a micromechanical component or a method for producing such a component, in which, starting from an opening in the rear side of a monocrystalline semiconductor substrate, a cavity is produced in the substrate.
  • the process used for this purpose is controlled in conjunction with the monocrystalline semiconductor substrate used such that a largely rectangular cavity is formed.
  • a sensor element is applied to the front side of the semiconductor substrate.
  • an opening in the front side of the semiconductor substrate is provided starting from the cavity.
  • a microphone is provided as the sensor element, in which a media exchange between the cavity and the region between the membrane and the counter electrode is necessary as pressure equalization.
  • the counterelectrode is structured directly in the front side of the semiconductor substrate and the membrane is applied as an additional component to the semiconductor substrate.
  • the walls are aligned in the use of a monocrystalline semiconductor substrate in the corresponding crystal directions.
  • a monocrystalline semiconductor substrate for example, in the case of a (100) crystal, formation of walls in the ⁇ 110> direction can be observed, while the transitions between the walls run in the ⁇ 100> direction. These transitions are diminished by the
  • the inventive design of the rectangular cavity below the membrane or counter electrode can be realized in the semiconductor substrate, a larger volume compared to an oval configuration. This allows a larger media intake. In addition, an increase in the sensitivity of the sensor element can be achieved thereby. Furthermore, it is thus possible to produce thinner and smaller sensor elements, in particular microphones.
  • FIGS. 2a to 2d show the production of the rectangular cavity.
  • FIG. 3 shows a cross section through the cavity according to the invention.
  • FIG. 4 shows a particular exemplary embodiment in FIG
  • a sensor element 220 is applied to a monocrystalline semiconductor substrate 200.
  • a monocrystalline semiconductor substrate 200 This may be both a conventional micromechanical membrane sensor but also a micromechanically manufactured microphone.
  • the membrane or the counter element or the counter electrode 230 can be applied directly to the substrate.
  • the sensor element 220 it is also possible for the sensor element 220 to be applied to the front side 310 of the substrate 200 in such a way that there is a greater or lesser distance between the membrane and the counter element, in order to prevent direct contact and thus damage during production avoid.
  • a mask 240 is applied to the rear side of the substrate 200, which forms the later cavity
  • the trench etching process As shown in FIG. 2 a, an approximately perpendicular depression is introduced into the substrate 200, which forms the cavity 210.
  • a passivation 250 builds up on the side wall of the cavern.
  • the trench etching process should be approximately half the thickness of the
  • Substrate 200 are performed.
  • an isotropic etching step for example by means of an SF 6 etch, can be introduced into the depth of the substrate. This optional step shortens the
  • the size of the cavity 270 i. the lateral extent of the cavity 270 in the substrate 200 can be determined over the etching time. It is thus possible to produce a cavity which extends laterally with respect to the sensor element 220 or the membrane or the counter-electrode 230 and which has the same depth on all sides.
  • the cavity 270 is opened to the sensor element 220 or to the membrane or the counterelectrode 230 by means of an (ansisotropic) trench etching process through the opening 215 produced in the first trench etching process.
  • an (ansisotropic) trench etching process through the opening 215 produced in the first trench etching process.
  • the etching mask 240 and the passivation layer 250 can also be removed in a further step before the component is separated.
  • the effect of the different propagation of the etching fronts on the basis of the crystal orientations in a monocrystalline semiconductor substrate can be illustrated.
  • the etch rate in the ⁇ 100> direction 340 is smaller than in the ⁇ 110> direction 350, and therefore, the walls 320 of the cavity 270 are nearly square.
  • the anisotropic etching process also acts on the mask opening 215 in that there likewise arises a rectangular or square etching front 330.
  • Opening 280 a plurality of smaller openings 400 to produce as a through hole to the sensor element 420, as shown in Figure 4. It can also be provided that the counterelectrode 410 is introduced directly into the front side of the substrate 200. If appropriate, an additional doping of this area can also be undertaken.
  • the advantage of this embodiment is that not the entire ME MS microphone has to be applied to the substrate 200, but only the sensor element 420 provided with the membrane 430. R324370

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Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein mikromechanisches Bauelement bzw. ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bauelements, bei dem ausgehend von einer Öffnung (215) in der Rückseite eines einkristallinen Halbleitersubstrats (200) ein Hohlraum (270) in dem Substrat erzeugt wird. Dabei wird der hierzu verwendete Prozess in Verbindung mit dem verwendeten einkristallinen Halbleitersubstrat derart gesteuert, dass ein weitestgehend rechteckiger Hohlraum entsteht.

Description

R. 324370
22.07.08 Gi
ROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart
Mikromechanisches Bauelement mit Rückvolumen
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein mikromechanisches Bauelement sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung nach den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Mikromechanische Sensoren verwenden häufig Membranen, die über einem Hohlraum angeordnet sind. Dabei beeinflusst bei bestimmten Sensoren wie den MEMS- Mikrofonen die Größe und die Form dieses Hohlraums das Auflösevermögen der
Sensoren.
Üblicherweise wird ein MEMS-Mikrofon aber auch ein Membransensor mittels eines zweistufigen Prozesses realisiert. Dabei wird ein Sensorelement 120, welches beispielsweise eine Membran und ein Gegenelektrode 130 aufweist, auf ein
Halbleitersubstrat 100 aufgelegt. Wie in Figur Ia dargestellt, wird anschließend von der Rückseite 170 des Halbleitersubstrats 100 eine Kaverne 110 in das Substrat eingebracht, die bis zur aktiven Sensorstruktur, d.h. bei einem Mikrofon beispielsweise bis zu Gegenelektrode 130 reicht. Die Ausformung der Kaverne 110 kann dabei mit Hilfe eines einzelnen Trenchätzprozesses erreicht werden. Dabei ist jedoch notwendig, dass die Ätzfront die aktive Sensorstruktur sehr genau treffen muss, da ansonsten bei einem Versatz der Kavernenöffnung zur Sensorstruktur ein mechanischer/akustischer Kurzschluss entstehen könnte. Wird dagegen die Öffnung der Kaverne zu gering in Bezug auf die Größe der Sensorstruktur ausgelegt, wird die Sensorstruktur, beispielsweise eine Membran, unnötig gedämpft. R324370
Allgemein muss bei der Öffnung unterhalb der Sensorstruktur gerade bei der Verwendung eines M E M S -Mikrofons ein Mindestvolumen eingehalten werden, um eine ausreichende Empfindlichkeit zu ermöglichen. Zur Steigerung der Empfindlichkeit ist es jedoch wünschenswert, dieses Volumen möglichst groß zu machen. Demgegenüber kann das Volumen jedoch nicht beliebig vergrößert werden, da die Fläche auf der Rückseite 170 des Bauelements bei der Weiterverarbeitung dazu genutzt wird, das Bauelement auf Leiterplatten oder in Gehäuse zu montieren. Daher muss ein Mittelweg zwischen einem großen Rückvolumen und einer ausreichend großen Befestigungsfläche auf der Rückseite des Substrats gefunden werden.
Ein weiteres bekanntes Beispiel, das Rückvolumen zu vergrößern, ist in Figur Ib gezeigt. Dabei wurde im Vergleich zum Bauelement nach Figur Ia ein zweistufiger Trenchätzprozess verwendet. Bei diesem Vorgehen wird mit einem ersten Trenchätzschritt eine Kaverne 140 mit einer gegenüber der aktiven Sensorstruktur 130 größeren Öffnung in das Substrat 100 eingebracht. In einem nachfolgenden zweiten Trenchätzschritt wird eine kleinere Kaverne 150 erzeugt, die an die Dimensionen des Sensorelements 120 bzw. der Sensorstruktur 130 angepasst ist. Obwohl mit diesem Verfahren ein größeres Rückvolumen, bestehend aus den Kavernen 140 und 150, und somit eine Erhöhung der Empfindlichkeit erreicht werden kann, ist der durch die zwei separaten Strukturierungsschritte verbundene Aufwand im Vergleich zum Bauelement der Figur Ia deutlich erhöht. Auch eine beliebige Vergrößerung der Kaverne 140 ist nicht möglich, da auf der Rückseite 170 des Substrats 100 eine ausreichende Fläche zur Befestigung vorgesehen sein muss.
Abhilfe bei dem Dilemma zwischen vergrößertem Rückvolumen und ausreichender Befestigungsfläche schafft dagegen ein Verfahren, welches ein Bauelement gemäß Figur Ic schafft. Dabei wird durch eine Kombination von anisotropen und isotropen Ätzschritten eine Ringstruktur 160 in das Substrat 100 unterhalb des Sensorelements 120 bzw. der aktiven Sensorstruktur 130 geätzt. Mit dieser Methode erhält man eine
Volumenerhöhung bei im Vergleich zur Figur Ia gleichbleibend großer Befestigungsfläche. Durch die Ringstruktur ist die damit erhaltene Volumenerhöhung R324370
gegenüber dem Bauelement der Figur Ia jedoch bei gleichbleibender Dicke des Substrats 100 im Vergleich zum Bauelement der Figur Ib deutlich geringer.
Aus der DE 10 2007 026450 Al ist ein Verfahren bekannt, bei dem mittels eines besonderen Trenchprozesses in einem Halbleitersubstrat eine seitliche Erweiterung einer Kaverne erzeugt werden kann.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein mikromechanisches Bauelement bzw. ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bauelements, bei dem ausgehend von einer Öffnung in der Rückseite eines einkristallinen Halbleitersubstrats ein Hohlraum in dem Substrat erzeugt wird. Dabei wird der hierzu verwendete Prozess in Verbindung mit dem verwendeten einkristallinen Halbleitersubstrat derart gesteuert, dass ein weitestgehend rechteckiger Hohlraum entsteht.
Dabei ist vorgesehen, den Hohlraum in lateraler und/oder vertikaler Richtung in rechteckiger Form zu realisieren.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird auf die Vorderseite des Halbleitersubstrats ein Sensorelement aufgebracht. Um den Hohlraum mit dem Sensorelement zu verbinden, d.h. um einen Medienzugang zu dem Sensorelement zu erreichen, ist ausgehend von dem Hohlraum eine Öffnung in der Vorderseite des Halbleitersubstrats vorgesehen.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist als Sensorelement ein Mikrofon vorgesehen, bei dem ein Medienaustausch zwischen dem Hohlraum und dem Bereich zwischen Membran und Gegenelektrode als Druckausgleich nötig ist. Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Gegenelektrode direkt in die Vorderseite des Halbleitersubstrats einstrukturiert wird und die Membran als zusätzliches Bauelement auf das Halbleitersubstrat aufgebracht wird. R324370
Vorteilhafterweise sind die Wände bei der Verwendung eines einkristallinen Halbleitersubstrats in die entsprechenden Kristallrichtungen ausgerichtet. So ist beispielsweise bei einem (lOO)-Kristall eine Ausbildung von Wänden in <110>- Richtung zu beobachten, während die Übergänge zwischen den Wänden in <100>-Richtung verlaufen. Diese Übergänge sind durch die verminderte
Ätzgeschwindigkeit in diesen Kristallrichtungen mehr oder weniger abgerundet.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des rechteckigen Hohlraums unterhalb der Membran bzw. Gegenelektrode kann in dem Halbleitersubstrat ein größeres Volumen gegenüber einer ovalen Ausgestaltung realisiert werden. Dies ermöglicht eine größere Medienaufnahme. Darüber hinaus lässt sich dadurch auch eine Steigerung der Empfindlichkeit des Sensorelements erreichen. Weiterhin ist somit die Herstellung dünnerer und kleinerer Sensorelemente, insbesondere Mikrofone möglich.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.
Zeichnungen
Die Figuren Ia bis Ic zeigen Ausgestaltungen von Hohlräumen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. In den Figuren 2a bis 2d wird die Herstellung des rechteckigen Hohlraums gezeigt. Die Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Hohlraum. Figur 4 zeigt ein besonderes Ausführungsbeispiel in
Form eines teilweise in das Halbleitersubstrat integrierten Mikrofons. R324370
Ausführungsbeispiel
Bei dem Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bauelements wird zunächst ein Sensorelement 220 auf ein einkristallines Halbleitersubstrat 200 aufgebracht werden. Dabei kann es sich sowohl um einen üblichen mikromechanischen Membransensor aber auch um ein mikromechanisch hergestelltes Mikrofon handeln. Dabei kann die Membran oder das Gegenelement bzw. die Gegenelektrode 230 direkt auf das Substrat aufgebracht. Alternativ ist jedoch auch möglich, dass das Sensorelement 220 derart auf die Vorderseite 310 des Substrats 200 aufgebracht wird, dass zwischen Membran bzw. Gegenelement und dem Substrat ein mehr oder weniger großer Abstand befindet, um einen direkten Kontakt und somit eine Beschädigung bei der Herstellung zu vermeiden.
Anschließend wird gemäß einem üblichen mikromechanischen Trenchätzprozess eine Maske 240 auf die Rückseite des Substrats 200 aufgebracht, die die spätere Kaverne
210 definiert. Bei dem nachfolgenden Trenchätzprozess wird, wie in Figur 2a dargestellt, anisotrop eine näherungsweise senkrechte Vertiefung in das Substrat 200 eingebracht, welche die Kaverne 210 bildet. Dabei baut sich an der Seitenwand der Kaverne eine Passivierung 250 auf. Um ein besonders hohes Rückvolumen zu erreichen, sollte der Trenchätzprozess näherungsweise bis zur Hälfte der Dicke des
Substrats 200 durchgeführt werden.
Optional kann in einem weiteren Ätzschritt gemäß Figur 2b ausgehend von der Kaverne 210 ein isotroper Ätzschritt, z.B. mittels einer SF6-Ätzung, ein Ring 260 in die Tiefes des Substrats eingebracht werden. Dieser optionale Schritt verkürzt die
Herstellungszeit, da die Ätzgeschwindigkeit der SF6-Ätzung im Vergleich zum nachfolgenden Ätzschritt erhöht ist.
Die wesentliche Änderung gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, dass ein Ätzschritt verwendet wird, der die Kristallorientierungen des Substrats berücksichtigt.
Vorteilhaft hat sich dabei eine Ätzung mit CI F3, XeF2 oder einem anderen anisotrp ätzenden Gas herausgestellt. Bei diesem Ätzvorgang sind die Ätzfronten in den verschiedenen Kristallrichtungen derart unterschiedlich, dass sich ein annähernd R324370
rechteckiger Hohlraum 270 im Substrat 200 ergibt, wie es die Figur 2c zeigt. Die Größe des Hohlraums 270, d.h. die laterale Ausdehnung des Hohlraums 270 im Substrat 200 lässt sich über die Ätzzeit bestimmen. So ist es möglich, ein gegenüber dem Sensorelement 220 bzw. der Membran oder der Gegenelektrode 230 lateral ausgedehnten Hohlraum zu erzeugen, der nach allen Seiten die gleiche Tiefe aufweist.
Im letzten Ätzschritt wird mittels eines (ansisotropen) Trenchätzprozess durch die im ersten Trenchätzprozess erzeugte Öffnung 215 der Hohlraum 270 zum Sensorelement 220 bzw. zur Membran oder der Gegenelektrode 230 geöffnet. Dabei muss, wie eingangs beschrieben, die Größe der erzeugten Öffnung 280 auf das Sensorelement
220 bzw. die Membran oder die Gegenelektrode 230 abgestimmt werden.
Falls notwendig, kann in einem weiteren Schritt auch die Ätzmaske 240 sowie die Passivierungsschicht 250 entfernt werden, bevor das Bauelement separiert wird.
Im Querschnitt durch das Bauelement gemäß der Figur 2d lässt sich die Wirkung der unterschiedliche Ausbreitung der Ätzfronten anhand der Kristallorientierungen in einem einkristallinen Halbleitersubstrat verdeutlichen. So ist beispielsweise bei einem (100)- Si-Substrat die Ätzrate in <100>-Richtung 340 kleiner als in die <110>-Richtung 350, weswegen die Wände 320 des Hohlraums 270 nahezu rechteckig bzw. quadratisch ausgerichtet sind. Wie anhand der Figur 3 ebenfalls zu erkennen ist, wirkt der anisotrope Ätzprozess auch auf die Maskenöffnung 215 indem dort ebenfalls eine rechteckförmige bzw. quadratische Ätzfront 330 entsteht.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist auch möglich, statt einer einzelnen
Öffnung 280 mehrere kleinere Öffnungen 400 als Durchgangsöffnung zum Sensorelement 420 zu erzeugen, wie es in Figur 4 dargestellt ist. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die Gegenelektrode 410 direkt in die Vorderseite des Substrats 200 eingebracht wird. Dabei kann gegebenenfalls auch eine zusätzliche Dotierung dieses Gebiets vorgenommen werden. Der Vorteil bei diesem Ausführungsbeispiel liegt darin, dass nicht das gesamte M E MS- Mikrofon auf das Substrat 200 aufgebracht werden muss, sondern nur das mit der Membran 430 versehene Sensorelement 420. R324370
Darüber hinaus ist auch denkbar, das Sensorelement ganz in das Substrat zu integrieren.

Claims

R32437022.07.08 GiROBERT BOSCH GMBH, 70442 StuttgartAnsprüche
1. Mikromechanisches Bauelement mit einem einkristallinen Halbleitersubstrat (200) und einem Hohlraum (270) in dem Halbleitersubstrat, wobei in der
Rückseite (300) des Halbleitersubstrats eine Öffnung (215) zum Hohlraum vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum in lateraler Richtung eine über die Ausdehnung der Öffnung hinausgehende Tiefe aufweist und eine angenähert rechteckige Form aufweist.
2. Mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraums in lateraler und/oder vertikaler Richtung eine angenäherte rechteckige Form aufweist.
3. Mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement ein mikromechanisches Sensorelement (220, 420) mit einer Membranstruktur (230, 430) aufweist, wobei vorgesehen ist, dass die Membranstruktur über wenigstens eine Öffnung (280) auf der Vorderseite (310) des Halbleitersubstrats in Kontakt mit dem Hohlraum steht.
4. Mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement eine Mikrofonstruktur bestehend aus einer Membran und einer mit wenigstens einer Öffnung (400) versehenen Gegenelektrode (410) aufweist.
5. Mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran und/oder die Gegenelektrode wenigstens R324370
teilweise in die Vorderseite des Halbleitersubstrats integriert ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Gegenelektrode der Mikrofonstruktur aus dem Halbleitersubstrat herausstrukturiert wurde.
6. Mikromechanisches Bauelement nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die laterale Ausdehnung des Hohlraums größer als die laterale Ausdehnung der Membran und/oder der Gegenelektrode ist.
7. Mikromechanisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände des Hohlraums auf die Kristallrichtungen des einkristallinen Halbleitersubstrats ausgerichtet sind, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Substrat eine (100)- Orientierung aufweist und die Wände in <110>-Richtung des Halbleitersubstrats bzw. die Übergänge zwischen den Wänden in <100>-
Richtungen ausgerichtet sind.
8. Verfahren zur Erzeugung eines mikromechanisches Bauelements, insbesondere eines Bauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verfahren ausgehend von der Rückseite (300) eines einkristallinen
Halbleitersubstrats (200) die Schritte
- Durchführung eines ersten anisotropen Trenchätzprozesses zur Erzeugung einer Kaverne (210) in dem Halbleitersubstrat, und
- Durchführung eines anisotropen Gasphasenätzschritts, insbesondere mittels CIF3 oder XeF2, zur Erzeugung eines angenähert rechteckigen
Hohlraums (270) in dem Halbleitersubstrat aufweist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erzeugung der Kaverne ein isotroper Ätzschritt durchgeführt wird, der eine seitliche Vertiefung der Kaverne in dem Halbleitersubstrat erzeugt. R324370
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erzeugung des Hohlraums ein zweiter anisotroper Trenchätzprozess durchgeführt wird, durch den wenigstens eine Öffnung (280, 400) auf der Vorderseite (310) des Halbleitersubstrats erzeugt wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die wenigstens eine Öffnung einen
Medienaustausch zwischen dem Hohlraum und einem auf die Vorderseite des Halbleitersubstrats aufgebrachtem Sensorelement (220, 420) ermöglicht.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Trenchätzprozess in zwei Schritten erfolgt, wobei der erste Schritt ein
Gegenelement (410) einer Mikrophonstruktur in der Vorderseite des Halbleitersubstrats und der zweite Schritt Durchgangsöffnungen (400) in dem Gegenelement erzeugt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch den ersten Trenchätzprozess eine Kaverne mit näherungsweise die halben Halbleitersubstrattiefe erzeugt wird.
EP09779612A 2008-07-22 2009-06-03 Mikromechanisches bauelement mit rückvolumen Withdrawn EP2308243A1 (de)

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