WO2017042179A1 - Semiconductor component - Google Patents

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WO2017042179A1
WO2017042179A1 PCT/EP2016/071010 EP2016071010W WO2017042179A1 WO 2017042179 A1 WO2017042179 A1 WO 2017042179A1 EP 2016071010 W EP2016071010 W EP 2016071010W WO 2017042179 A1 WO2017042179 A1 WO 2017042179A1
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WO
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membrane
membrane structure
support structure
conductor track
semiconductor component
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PCT/EP2016/071010
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Torsten Kramer
Marc Wisniewski
Christian Doering
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/4067Means for heating or controlling the temperature of the solid electrolyte
    • GPHYSICS
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    • G01N27/407Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
    • G01N27/4071Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases using sensor elements of laminated structure
    • G01N27/4072Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases using sensor elements of laminated structure characterized by the diffusion barrier
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438Pressure; Ambient pressure; Flow
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
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    • H01M8/04694Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04701Temperature
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Definitions

  • the invention relates to a semiconductor device and a sensor element with a
  • heating may be necessary or it may be necessary to increase the temperature of e.g. Accurately detect membrane structures.
  • a resistance heater or a temperature detection element for detecting a temperature may be provided for this purpose, for example, which is arranged around the surface to be heated.
  • a semiconductor device with a heating conductor is known from DE 197 42 696 A1.
  • the invention is based on the recognition that in current semiconductor components with high-temperature membrane structures, insulated conductor tracks are thermally and electrically required in relation to the bulk chip. These can be used for power line, heating and temperature measurement. It has been shown that it is not readily possible for such semiconductor components to position the printed conductors on the membrane structure, for example when the membrane structure is formed from a plurality of honeycomb-shaped sub-membranes. Therefore, such need Semiconductor devices a comparatively high performance and relatively much time, for example, to regulate the membrane temperature
  • Temperature control is a decisive advantage for high energy efficiency. There may therefore be a need to provide a semiconductor device in which a fast and precise temperature control by accurate heating and / or direct and rapid temperature detection is possible with the lowest possible power consumption.
  • a semiconductor device According to a first aspect of the invention, a semiconductor device
  • the membrane structure may for example be formed from a plurality of honeycomb-shaped sub-membranes, e.g. from at least 12 sub-membranes, preferably from at least 25 sub-membranes.
  • the semiconductor device further comprises a support structure for mechanical stabilization of the membrane structure, wherein the sub-membranes are connected to the support structure.
  • the sub-membranes may e.g. be connected to the support structures at the edge regions of their undersides. It is provided according to the invention that at least one conductor track is arranged on an end face of the support structure.
  • the at least one conductor track can be arranged, for example, on the first distal end, that is to say, for example, on the front side of the support structure adjacent to the upper side of the membrane. It may alternatively or additionally also be arranged on the second distal end, that is to say on the end face of the support structure facing away from the upper side of the membrane.
  • the conductor track may be formed such that it is in mechanical contact with the support structure in the region of the support structure or in the region of the membrane structure.
  • the conductor track can be designed such that it is arranged along its extent parallel to the plane of the membrane structure with the predominant part of its length on the front side of the support structure, preferably along its entire extension, particularly preferably along its entire extent in a plane parallel to the level of the membrane structure. It is thus not arranged in such a training on the membrane structure and thus not on one of
  • semiconductor component can be used
  • Component can be understood, which comprises at least as a carrier material, a semiconductive material, e.g. is designed from or on a silicon substrate.
  • Support material can be produced from a silicon wafer in a semiconductor process by means of various masking steps, etching steps, vapor deposition steps, etc. Instead of silicon, germanium can also be used.
  • the semiconductor component can be produced in a method of semiconductor processing or microsystem technology processing.
  • the functional layer for the sensor element e.g., a lambda probe
  • the semiconductor device may be understood as a functional element that may be housed in a larger device, e.g. a sensor element or in a
  • Fuel cell assembly is installed or installed.
  • membrane or “sub-membrane” in the context of the present invention is basically an element with an arbitrary surface area and a defined thickness to understand, the thickness is preferably from 100 nm to 5 ⁇ ,
  • the membrane or sub-membrane can, for example, for at least one or more substances in one direction
  • the membrane or the sub-membrane may be permeable to at least one or more substances in both directions.
  • Other embodiments are conceivable in principle.
  • the membrane has a plane transverse to its thickness. In this case, the membrane or extends
  • Sub-membrane in this plane by a multiple of the thickness of the membrane or the lower membrane.
  • the membrane extends in the plane at least 10 times its thickness, preferably at least 20 times its thickness, and most preferably at least 30 times its thickness.
  • a sub-membrane has, in order to avoid tensions and cracks, an extension of at most 40 times its thickness.
  • micromechanical is generally used in the context of the present
  • these can be widths of caverns or lateral
  • the trace may be e.g. have a thickness along a direction perpendicular to the plane of the membrane structure of 100nm to 10 ⁇ , preferably a thickness in the range of 200nm to 2 ⁇ .
  • the conductor track may, for example, have a width transverse to its direction of extension of 200 nm to 10 ⁇ m, preferably a width of 500 nm to 2 ⁇ m.
  • Support structure does not reduce the active membrane area. At the same time, the stability of the membrane structure is not reduced, e.g. could be the case if one arranges the at least one trace on the membrane structure or the sub-membranes and reduces the support structures to obtain the same active membrane area.
  • Supporting structure can thus advantageously take on a further function: in addition to the mechanical stabilization of the membrane structure, it serves as a carrier of a conductor formed as an electrical conductor.
  • the two functions have no negative impact on each other.
  • the support structures are robust and stable carriers or provide the support structures a stable surface.
  • a conductor track arranged on the front side of a support structure is very stable and robust against interruptions.
  • a crack in a sub-membrane on which a conductor track is arranged could interrupt the conductor track and thus lead to a failure. If, however, the conductor track is arranged on the end face of the support structure, then a crack in the lower membrane will at least not impair the functionality of the conductor track.
  • the at least one conductor track As a heating conductor track, the required heating power is reduced due to the thermal insulation through the membrane, e.g. Compared to the arrangement of a heating conductor on the surrounding the membrane structure bulk body of the semiconductor element. Because the fact that apart from the membrane only a very filigree support structure is heated less material volume must be heated. The heat output by the conductor can advantageously very targeted and by a skillful trace guidance on the support structure
  • control dynamics for the temperature control is advantageously improved and it requires less power.
  • the temperature measurement can be carried out in the immediate vicinity of the desired position on the membrane structure.
  • the at least one conductor track for example, contain a material which has a high temperature coefficient.
  • the at least one conductor track may comprise platinum as the material.
  • the connection of the lower membrane with the support structure may be, for example, a cohesive connection. This can be achieved, for example, by a deposition process in semiconductor manufacturing processes between the support structure and the membrane structure.
  • the support structure and the sub-membranes may also be materials which are already interconnected prior to the formation of the sub-membranes, for example, the membrane being released from the support structures by etching processes.
  • the support structures may support the sub-membranes along a direction that extends approximately parallel to the surface normal of the sub-membranes, ie, vertically.
  • the sub-membranes are e.g. as at e.g. simratic or projection-like structures of the support structure.
  • the support structures can support the sub-membranes also parallel to the surface extension of the membrane surface and thus prevent cracking. This can e.g. be relevant when increase or decrease the dimensions of the sub-membranes due to heating or cooling.
  • the support structures connected to the sub-membranes can then cushion these changes by their lateral support function so that the sub-membranes are not damaged.
  • the support structure can sit or stand on a further structure in a direction perpendicular to the plane of the membrane structure underneath the membrane structure. However, the support structure can also hang freely between the sub-membranes without mechanical contact with other structures.
  • the contacting of the at least one conductor track takes place
  • Such contact surfaces may e.g. be arranged outside of the membrane structure on the bulk body. Thus, large contact surfaces can easily be created, which allow a reliable electrical connection of at least one conductor track.
  • a sensor element in particular a solid electrolyte sensor element, for detecting at least one property of a
  • Measuring gas in a measuring gas space in particular for detecting a portion of a
  • the sensor element comprises a semiconductor component according to the invention or the sensor element has a semiconductor component according to the invention.
  • an improved temperature control dynamics can advantageously be achieved by a fast and efficient temperature control. Because for the regulation are one by the Invention provided fast-reacting heating and a fast-reacting and precise temperature measurement necessary. Also, the power required to achieve the required temperature can be advantageously reduced. Finally, the temperature distribution can be adjusted more homogeneously. This can increase the life of the sensor element and the reliability and accuracy of the
  • a "solid-state electrolyte” or a “solid electrolyte” is to be understood as a solid having electrolytic properties, that is to say having ion-conducting properties
  • Solid electrolyte or the solid electrolyte may be configured to conduct oxygen ions.
  • it may be a ceramic solid electrolyte.
  • a "solid electrolyte sensor element” is generally understood to mean a sensor element which uses at least one solid electrolyte.
  • Solid electrolyte sensor element may in particular be configured to
  • a fuel cell assembly is proposed.
  • the fuel cell arrangement comprises a semiconductor component according to the invention or the fuel cell arrangement has a semiconductor component according to the invention. This can advantageously an improved
  • Temperature control dynamics can be achieved by a fast and efficient temperature control. Also, the power required to achieve the required temperature can be advantageously reduced. Finally, the temperature distribution can be adjusted more homogeneously. This advantageously increases the efficiency of the
  • Fuel cell assembly such as their energy yield and / or the conversion of a fuel on one side of the membrane structure and an oxidant on the other side of the membrane structure. Also, the life of the fuel cell assembly can be advantageously increased.
  • a “fuel cell arrangement” is generally to be understood as a galvanic cell which has the chemical reaction energy of a preferably continuously fed fuel and an oxidizing agent in electrical
  • the fuel may be e.g. Be hydrogen, but it may also be in the form of other combustible gases.
  • oxidizing agent or
  • Oxidant can e.g. Oxygen can be used. It can at the
  • Fuel cell arrangement the fuel on one side of a membrane structure and the oxidant on another side of the membrane structure.
  • Membrane can e.g. be formed as a solid electrolyte membrane.
  • Fuel cell assembly may e.g. as micromechanical
  • Fuel cell assembly may be formed.
  • a refinement of the semiconductor component provides that at least two interconnects which are independent of one another and in particular are not connected in series are arranged on the end face of the support structure. This can advantageously be created redundancy. Falls e.g. one of the tracks, there is at least one other track that can compensate for the functionality (e.g., heating) of the failed track. Alternatively or additionally, the various interconnects which are independent of one another and in particular are not connected in series are arranged on the end face of the support structure. This can advantageously be created redundancy. Falls e.g. one of the tracks, there is at least one other track that can compensate for the functionality (e.g., heating) of the failed track. Alternatively or additionally, the various
  • Tracks have different functions. Thus, e.g. one of the tracks have a heating function and serve to heat the membrane structure. Another trace may e.g. to detect the temperature, e.g. in form of
  • Temperature sensor Again another trace may be e.g. serve for electrical contact or signal line.
  • the support structures can be optimally used to serve as a support or substrate for various tracks.
  • Membrane structure can be optimally used.
  • the conductor tracks or the plurality of conductor tracks are preferably connected in parallel. They can be particularly advantageously also different circuits, very particularly preferably be assigned to each other separate circuits or connected to it.
  • a refinement of the semiconductor component provides that the conductor track or the at least one conductor track is designed to be electrical or electronic
  • the support structures can advantageously be used as a support or as a substrate for printed conductors, so as to also electrically contact electrical and / or electronic components arranged centrally in the membrane structure. So can such For example, components can be supplied with power or (electrical) signals can be routed to or from these components.
  • the active membrane surface is thereby not reduced by interconnects running on the membrane structure itself.
  • the conductor track or the at least one conductor track can be configured as a heating conductor track to heat the membrane structure, wherein the
  • Conductor is particularly suitable for generating temperatures of at least 300 ° C or temperatures of at least 600 ° C.
  • the membrane structure can be heated with particular accuracy and with low power.
  • a (partially) arranged on the membrane structure trace the membrane structure or the lower membrane is not exposed to the risk of damage by a very selective heating effect directly on the membrane structure. Also, the risk of a different thermal expansion of the membrane material and a conductor track arranged thereon with the associated thermal
  • the conductor track or the at least one conductor track may be formed as a temperature detection element or as a temperature element and be adapted to detect a temperature.
  • the temperature to be detected may be a temperature of the membrane structure.
  • Temperature detection can be ensured because damage to the conductor, e.g. due to cracks in sub-membranes or deformation of sub-membranes is not possible. At the same time, the active membrane surface is not reduced by conductor tracks running on the membrane structure itself.
  • the conductor has a length L along the end face of the support structure, wherein the length L corresponds to at least three times the diameter D of a lower membrane, in particular at least five times the diameter D of a lower membrane.
  • the diameter D can be the longest extent of a sub-membrane in the plane of the lower membrane be understood. The diameter D of a sub-membrane is thereby
  • Edge of the membrane structure are arranged on the membrane structure is so advantageously possible. As the length increases, the production of such traces also becomes more economical since, e.g. in the production by means of photolithographic processes, the production of the required masks is easier and the proportion of not
  • the used material of the conductor path advantageously decreases. If e.g. an expensive material such as When platinum or a platinum alloy or gold is used as the material for the trace (s) and the material is applied by a vapor deposition process, with longer trace lengths the proportion of material used to create traces (e.g., platinum or gold) increases. The detached with the photoresist, not remaining on the semiconductor device share, which must be recycled consuming, thereby decreases advantageous. Thus, the semiconductor device with increasing length of the conductor can be made more cost-effective.
  • an expensive material such as When platinum or a platinum alloy or gold is used as the material for the trace (s) and the material is applied by a vapor deposition process, with longer trace lengths the proportion of material used to create traces (e.g., platinum or gold) increases. The detached with the photoresist, not remaining on the semiconductor device share, which must be recycled consuming, thereby decreases advantageous. Thus, the semiconductor device with increasing length of the conductor can be made more cost-effective.
  • the support structure is formed from a plurality of wall-like support elements, wherein the support elements have a profile which is mechanically connected to the edge regions of the lower sides of the sub-membranes.
  • This advantageously has the effect that the sub-membranes are arranged at defined locations of the support structures.
  • the support effect or the effect of the mechanical stabilization of the membrane structure by the support structure is thereby significantly improved.
  • the durability of the membrane structure is increased so advantageous.
  • an improved decoupling of the sub-membranes and the conductor can be effected. Because the sub-membranes can be connected to the profile such that the connection ends significantly spaced from the end face of the support structure. To this In the case of mechanical and / or thermal stress, which acts on the lower membranes and thus also on the profile, an impairment of the
  • a refinement of the semiconductor component provides that the profile has a first section with a first width B1 and a second section with a second width B2.
  • the first section faces the membrane structure.
  • the second section adjoins the first section.
  • the first section is arranged between the second section and the membrane structure.
  • the first width B1 is greater than the second width B2.
  • the first width B1 can be at least twice as large as the second width B2.
  • the first width B1 is at least three times as large as the second width B.
  • the first width B1 and the second width B2 are respectively determined parallel to the membrane structure. This facilitates sealing of the membrane structure.
  • a development of the semiconductor device provides that the support structure and the membrane structure enclose a plurality of cavities.
  • the support structure and membrane structure may e.g. be made micromechanically.
  • the cavities have at least one cross section parallel to the plane of the membrane structure, selected from the group consisting of: a triangle, a quadrilateral, a pentagon, a hexagon, a polygon, a circle. It can in a membrane structure and cavities with different cross section parallel to the plane of the membrane structure, selected from the group consisting of: a triangle, a quadrilateral, a pentagon, a hexagon, a polygon, a circle. It can in a membrane structure and cavities with different
  • Cross section may be formed, for example, combined hexagons and triangles or combined hexagons and pentagons.
  • the cross-section may in particular have an average width of 5 ⁇ m to 100 ⁇ m, preferably from 10 ⁇ m to 50 ⁇ m, particularly preferably from 15 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the micromechanical support structure can have a height transversely, in particular perpendicular, to an extension direction of the micromechanical Solid electrolyte sensor element, in particular from 10 ⁇ to 200 ⁇ ,
  • micromechanical support structure may in particular be designed such that a reference gas space is formed in which one or more reference gases can be located.
  • a development of the semiconductor device provides that the support structure on the support structure facing side of the conductor an electrically insulating
  • Insulation layer in particular, the insulating layer adjacent to the conductor track.
  • a thin adhesion promoter layer can be provided directly underneath the conductor track, it being possible for the adhesion promoter layer to be applied to the insulation layer.
  • the adhesion promoter layer is of metallic design or has an electrical conductivity which is better than the insulation layer by at least a factor of 10
  • the adhesion promoter layer is considered to belong to the conductor track.
  • Adhesive layer tantalum include. On the primer layer, then e.g. a platinum (Pt) comprehensive conductor track layer may be arranged. The adhesion promoter layer or the tantalum layer can then be regarded as belonging to the conductor track if, under the tantalum layer, e.g. Silicon nitride (SiN) comprehensive support structure which acts as an insulating layer.
  • a platinum (Pt) comprehensive conductor track layer may be arranged on the primer layer.
  • the adhesion promoter layer or the tantalum layer can then be regarded as belonging to the conductor track if, under the tantalum layer, e.g. Silicon nitride (SiN) comprehensive support structure which acts as an insulating layer.
  • SiN Silicon nitride
  • insulation layer in the context of the present invention basically designates a layer which is formed from an insulating material.
  • Insulating material is configured to electrically and / or thermally insulate an area which the insulating material fills.
  • Insulating material be set up to carry a transfer of heat and / or
  • Insulation material can be used at least one material selected from the group consisting of: silicon nitride, low-stress silicon nitride.
  • low-stress designates basically in the context of the invention that the
  • low-stress silicon nitride is treated by an annealing step after deposition of the silicon nitride so that residual stresses are completely or at least partially degraded.
  • the semiconductor component provides that the membrane structure is at least partially formed as a solid electrolyte membrane.
  • the semiconductor component can be used particularly advantageously as a sensor for detecting at least one property of a gas or as a fuel cell arrangement.
  • a development of the semiconductor device provides that the end face of the support structure protrudes beyond the plane of the membrane structure. This allows a particularly simple production. At the same time, a (vertical) distance between the conductor track and the membrane structure can thus be created particularly advantageously. In this way, a decoupling of mechanical and / or thermal stress, which acts on the sub-membranes, can be effected particularly well by the conductor track. The life of the conductor can be increased so advantageous.
  • FIG. 1 a shows a plan view of a detail of a semiconductor component according to the invention
  • FIG. 1 b shows a plan view of an enlarged detail of the membrane structure and the support structure of the semiconductor component from FIG. 1 a;
  • FIG. FIG. 1 c a cross section through the membrane structure and the support structure of the semiconductor component from FIG. 1 b;
  • FIG. 1 b shows a plan view of an enlarged detail of the membrane structure and the support structure of the semiconductor component from FIG. 1 a;
  • FIG. 1 c shows a cross section through the membrane structure and the support structure of the semiconductor component from FIG. 1 b;
  • FIG. 2 shows a perspective view of the membrane structure and the support structure with two conductor tracks of a semiconductor component according to the invention.
  • Figs. 1 a and 1 b show a plan view of an inventive semiconductor device 100.
  • the semiconductor device 100 may be formed, for example, as a sensor element 900 or as a solid electrolyte sensor element 900 for detecting at least one property of a measurement gas in a measurement gas space.
  • the sensor element 900 can be used as a lambda probe in the exhaust gas system of a motor vehicle or as a knock sensor.
  • the semiconductor component 100 can also be designed as a fuel cell 910 or as a fuel cell arrangement 910.
  • the semiconductor device 100 in this case comprises a bulk body 1 10, which is formed as a semiconductor chip and, for example. May include silicon or germanium.
  • An active region of the semiconductor device 100 is formed as a membrane structure 200.
  • the membrane structure 200 is formed of a plurality of honeycomb-shaped
  • Sub-membranes 220 formed.
  • the semiconductor device 100 further comprises a support structure 250 for mechanical stabilization of the membrane structure 200.
  • the sub-membranes 220 and the support structures 250 are formed like honeycombs in the form of regular hexagons.
  • the honeycombs have a diameter D that is dimensioned through the center of the honeycomb from one of the six corners to the opposite corner.
  • other honeycomb shapes are conceivable, for example generally polygons. For example, triangles, squares, pentagons or octagons are possible as well as circular honeycombs.
  • the diameter D then corresponds in each case to the longest extent in the plane 205 of the lower membrane, in the case of a triangle the diameter corresponds to the longest triangular height of the three sides.
  • On one end face 252 of the support structure 250 at least one conductor track 300, 302, 304 is arranged. For the sake of clarity in the figure is here, only Exactly one conductor 300, 302, 304 shown.
  • Conductor track 300, 302, 304 along the support structure corresponds to the sum of the partial lengths L, 'of the individual sections of the conductor track 300, 302, 304 on the support structure along the honeycomb boundary.
  • the length L is at least the
  • the sub-membranes 220 do not cover the end face 252. In other words, the end face 252 - when the conductor 300 is thought away - along the plane 205 of the membrane structure 200 and the sub-membranes 220 viewed between the
  • Sub-membranes 220 arranged and exposed.
  • the end face 252 can project beyond the plane of the sub-membranes 220 perpendicular to the plane of the sub-membranes 220.
  • the conductor track 300, 302, 304 runs along the honeycomb boundaries on the end face 252 of the support structure 250.
  • the conductor track 300, 302, 304 does not leave the end face 252 of the support structure 250 in the region of the membrane structure 200.
  • the support structure 250 is used as a carrier for the at least one interconnect 300 and the active area of the membrane structure 200 (perpendicular to the plane 205 of FIG
  • Membrane structure 200 out and electrically connected to these contact surfaces 1 12. Via the contact surfaces 1 12, the conductor 300, 302, 304 are supplied with power or it can be tapped off along the conductor 300, 302, 304 voltage between the contact surfaces 1 12 or general electrical signals can be tapped or sent.
  • interconnects 300, 302, 304 are preferably connected in parallel or connected to different circuits.
  • the at least one conductor track 300 can serve for the electrical contacting of electrical or electronic components, not illustrated here, on the membrane structure 200.
  • the at least one conductor 300 may alternatively or additionally be used as a heating conductor 302 for heating the membrane structure 200.
  • the at least one heating conductor 302 is operated as a resistance conductor track.
  • the heating conductor 302 can be designed, for example, for producing temperatures of at least 300 ° C. or temperatures of at least 600 ° C.
  • the at least one conductor 300 as
  • Temperature element 304 formed and adapted to detect a temperature, in particular a temperature of the membrane structure 200th
  • the conductor track 300, 302, 304 may comprise metallic material. It can e.g. a platinum alloy or platinum.
  • the support structure 250 or at least the end face 252 of the support structure may be formed as an insulating layer 320, the
  • Insulation layer 320 may be e.g. Silicon nitride (SiN) include. Between the support structure 250 and the insulation layer 320, an adhesion promoter layer can be arranged (not shown in the figures). This primer layer may e.g. Tantalum and have a thickness between 5nm and 250nm.
  • the conductor track 300, 302, 304 may be covered by a protective layer (not illustrated here), which may prevent or at least slow down damage or corrosion of the conductor track 300.
  • a protective layer may e.g. be made of titanium (Ti) or comprise at least titanium.
  • the protective layer may cover in the manner of a crown only the front side of the conductor track 300, 302, 304. However, it can also cover the printed conductor 300, 302, 304 like a glaze, in particular completely or media-tightly.
  • FIG. 1 c shows that the sub-membranes 200 are connected to the support structure 250.
  • the compound is preferably designed hermetically sealed. Irrespective of this, as described above, ions, if appropriate also only selectively, can diffuse through the membrane structure 200 or through individual sub-membranes 220.
  • the sub-membranes 200 are connected to the support structure 250 at edge regions 230 of their undersides 224, for example.
  • the support structure 250 is formed of a plurality of wall-like support members 260.
  • the support elements 260 on a profile 270 which is mechanically connected to the edge regions 230 of the lower sides 224 of the lower membranes 220.
  • the profile 270 has a first section 272 with a first width B1 and a second section 274 with a second width B2.
  • the first section 272 faces the membrane structure 200.
  • the second section 274 is adjacent to the first
  • the first portion 272 is disposed between the second portion 274 and the membrane structure 200.
  • the first width B1 is greater than the second width B2.
  • the first width B1 is at least twice as large as the second width B2 or even at least three times as large as the second width B2.
  • the first width B1 and the second width B2 are each determined parallel to the membrane structure 200.
  • the support element 260 has a third section 276 on the side of the first section 272 facing away from the second section 274.
  • the third section 276 protrudes beyond the profile 270.
  • the end face 252 of the support structure 250 is the side of the third section 276 facing away from the first section 272.
  • the third section 276 has a third width B3 on its end formed as end face 252. This third width may e.g. approximately equal to the second width B2, and thus may e.g. be smaller than the first width B1.
  • Figure 2 shows an embodiment for a semiconductor device 100, e.g. for a micromechanical sensor element 900 or as a solid electrolyte sensor element 900 or for a fuel cell 910 in perspective
  • Embodiment two interconnects 300a, 300b shown.
  • Tracks 300a, 300b may be e.g. be designed as a heating conductor 302a, the other e.g. as a temperature element 304b. It can also both conductors
  • 300a, 300b may be formed as heating tracks 302a, 302b, e.g. are connected in parallel. If one heating trace 302a fails, then the other would be
  • Heating trace 302b able to ensure the heating function.
  • the lifetime of the semiconductor device 100 can be increased by this built-in redundancy.
  • more than two conductor tracks 300a, 300b are conceivable, which extend on the end face 252 of the support structure 250, for example three, four, five, six or up to 30 tracks 300, 302, 304, which can be controlled independently of one another.
  • at least one printed conductor 300, 302, 304 may alternatively or additionally be provided on an end face of the supporting structure 250 disposed at the other distal end of the support structure 250.
  • such a trace 300, 302, 304 may extend below the sub-membranes 220.
  • Fig. 1 c could be such as a
  • the proposed sensor element 900 including a semiconductor device 100 may be incorporated into sensor elements for electrochemical sensing elements, e.g. used for lambda probes. Lambda sensors can be used for recording or

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Abstract

The invention relates to a semiconductor component (100), in particular a sensor element (900) for sensing at least one property of a measurement gas in a measurement gas chamber. The semiconductor component (100) comprises a membrane structure (200), wherein the membrane structure (200) is formed in particular of a plurality of honeycomb-shaped sub-membranes (220). The semiconductor component (100) also comprises a supporting structure (250) for mechanically stabilizing the membrane structure (200), wherein the sub-membranes (200) are connected to the supporting structure (250) in particular at edge regions (230) of the bottom sides (224) of the sub-membranes. In order to be able to electrically contact the membrane structure (200) more simply or to be able to heat the membrane structure (200) more evenly or to be able to sense the temperature of the membrane structure (200) more precisely, at least one conducting track (300, 302, 304) according to the invention is arranged on an end face (252) of the supporting structure (250).

Description

Beschreibung  description
Titel title
Halbleiter-Bauelement Gebiet der Erfindung  Semiconductor device Field of the invention
Die Erfindung betrifft ein Halbleiter-Bauelement und ein Sensorelement mit einem The invention relates to a semiconductor device and a sensor element with a
Halbleiter-Bauelement Stand der Technik Semiconductor device prior art
In Halbleiter-Bauelementen, z.B. für Brennstoffzellen oder für Sensorelemente zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum kann eine Heizung notwendig sein oder es kann erforderlich sein, die Temperatur von z.B. Membranstrukturen präzise zu erfassen. Bei derartigen Halbleiter-Bauelementen kann dazu beispielsweise eine Widerstandsheizung oder ein Temperaturerfassungselement zur Erfassung einer Temperatur vorgesehen sein, die um die zu beheizende Fläche herum angeordnet wird. Ein Halbleiter-Bauelement mit einer Heiz-Leiterbahn ist aus der DE 197 42 696 A1 bekannt. In semiconductor devices, e.g. for fuel cells or sensor elements for detecting at least one property of a sample gas in a sample gas space, heating may be necessary or it may be necessary to increase the temperature of e.g. Accurately detect membrane structures. In the case of such semiconductor components, a resistance heater or a temperature detection element for detecting a temperature may be provided for this purpose, for example, which is arranged around the surface to be heated. A semiconductor device with a heating conductor is known from DE 197 42 696 A1.
Offenbarung der Erfindung Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass bei aktuellen Halbleiter-Bauelementen mit Hochtemperatur-Membranstrukturen thermisch und elektrisch zum Bulk-Chip hin isolierte Leiterbahnen benötigt werden. Diese können zur Stromleitung, Erhitzung und Temperaturmessung verwendet werden. Es hat sich gezeigt, dass es für derartige Halbleiter-Bauelemente nicht ohne Weiteres möglich ist, die Leiterbahnen auf der Membranstruktur zu positionieren, z.B. wenn die Membranstruktur aus einer Vielzahl von wabenförmig ausgebildeten Untermembranen ausgebildet ist. Daher benötigen solche Halbleiter-Bauelemente eine vergleichsweise hohe Leistung und relativ viel Zeit, um z.B. die Membrantemperatur zu regeln DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention is based on the recognition that in current semiconductor components with high-temperature membrane structures, insulated conductor tracks are thermally and electrically required in relation to the bulk chip. These can be used for power line, heating and temperature measurement. It has been shown that it is not readily possible for such semiconductor components to position the printed conductors on the membrane structure, for example when the membrane structure is formed from a plurality of honeycomb-shaped sub-membranes. Therefore, such need Semiconductor devices a comparatively high performance and relatively much time, for example, to regulate the membrane temperature
Für Halbleiter-Bauelemente, die z.B. in Sensorelementen im Abgasstrang eigesetzt werden, sind teilweise sehr hohe Temperaturen erforderlich, die präzise und schnell geregelt werden müssen. Dies gilt auch für Brennstoffzellen, in denen derartige Halbleiter- Bauelemente zum Einsatz kommen. Hier ist eine schnelle und effiziente For semiconductor devices, e.g. are used in sensor elements in the exhaust system, sometimes very high temperatures are required, which must be controlled precisely and quickly. This also applies to fuel cells in which such semiconductor devices are used. Here is a fast and efficient
Temperaturregelung von entscheidendem Vorteil für eine hohe Energieeffizienz. Es kann daher ein Bedarf bestehen, ein Halbleiter-Bauelement bereitzustellen, bei dem eine schnelle und präzise Temperaturregelung durch zielgenaue Heizung und/oder direkte und schnelle Temperaturerfassung möglich ist bei gleichzeitig möglichst geringer Leistungsaufnahme. Vorteile der Erfindung Temperature control is a decisive advantage for high energy efficiency. There may therefore be a need to provide a semiconductor device in which a fast and precise temperature control by accurate heating and / or direct and rapid temperature detection is possible with the lowest possible power consumption. Advantages of the invention
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. This need can be met by the subject matter of the present invention according to the independent claims. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Halbleiter-Bauelement According to a first aspect of the invention, a semiconductor device
vorgeschlagen, das eine Membranstruktur umfasst. Dabei kann die Membranstruktur beispielsweise aus einer Mehrzahl von wabenförmig ausgebildeten Untermembranen gebildet sein, z.B. aus wenigstens 12 Untermembranen, bevorzugt aus wenigstens 25 Untermembranen. Das Halbleiter-Bauelement umfasst weiterhin eine Stützstruktur zur mechanischen Stabilisierung der Membranstruktur, wobei die Untermembranen mit der Stützstruktur verbunden sind. Die Untermembranen können z.B. an Randbereichen ihrer Unterseiten mit den Stützstrukturen verbunden sein. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eine Leiterbahn auf einer Stirnseite der Stützstruktur angeordnet ist. proposed, which comprises a membrane structure. In this case, the membrane structure may for example be formed from a plurality of honeycomb-shaped sub-membranes, e.g. from at least 12 sub-membranes, preferably from at least 25 sub-membranes. The semiconductor device further comprises a support structure for mechanical stabilization of the membrane structure, wherein the sub-membranes are connected to the support structure. The sub-membranes may e.g. be connected to the support structures at the edge regions of their undersides. It is provided according to the invention that at least one conductor track is arranged on an end face of the support structure.
Unter einer Stirnseite ist dabei ein distales Ende der Stützstruktur zu verstehen. Die wenigstens eine Leiterbahn kann z.B. auf dem ersten distalen Ende angeordnet sein, also z.B. auf der zur Oberseite der Membran benachbarten Stirnseite der Stützstruktur. Sie kann alternativ oder zusätzlich auch auf dem zweiten distalen Ende angeordnet sein, also auf der von der Oberseite der Membran abgewandten Stirnseite der Stützstruktur. Dabei kann die Leiterbahn derart ausgebildet sein, dass sie im Bereich der Stützstruktur bzw. im Bereich der Membranstruktur nur mit der Stützstruktur in mechanischem Kontakt ist. Mit anderen Worten kann die Leiterbahn derart ausgebildet sein, dass sie entlang ihrer Erstreckung parallel zur Ebene der Membranstruktur mit dem überwiegenden Teil ihrer Länge auf der Stirnseite der Stützstruktur angeordnet ist, vorzugsweise entlang ihrer gesamten Erstreckung, besonders bevorzugt entlang ihrer gesamten Erstreckung in einer Ebene parallel zur Ebene der Membranstruktur. Sie ist in einer solchen Ausbildung somit nicht auf der Membranstruktur angeordnet und somit auch nicht auf einer der Under a front side is to understand a distal end of the support structure. The at least one conductor track can be arranged, for example, on the first distal end, that is to say, for example, on the front side of the support structure adjacent to the upper side of the membrane. It may alternatively or additionally also be arranged on the second distal end, that is to say on the end face of the support structure facing away from the upper side of the membrane. In this case, the conductor track may be formed such that it is in mechanical contact with the support structure in the region of the support structure or in the region of the membrane structure. In other words, the conductor track can be designed such that it is arranged along its extent parallel to the plane of the membrane structure with the predominant part of its length on the front side of the support structure, preferably along its entire extension, particularly preferably along its entire extent in a plane parallel to the level of the membrane structure. It is thus not arranged in such a training on the membrane structure and thus not on one of
Untermembranen. Under membranes.
Unter dem Begriff„Halbleiter-Bauelement" kann im Sinne dieser Anmeldung ein For the purposes of this application, the term "semiconductor component" can be used
Bauelement verstanden werden, das zumindest als ein Trägermaterial ein halbleitendes Material umfasst, z.B. aus bzw. auf einem Silizium-Substrat gestaltet ist. Das Component can be understood, which comprises at least as a carrier material, a semiconductive material, e.g. is designed from or on a silicon substrate. The
Trägermaterial kann aus einem Silizium-Wafer in einem Halbleiter- Verfahren hergestellt sein durch verschiedene Maskierungsschritte, Ätzschritte, Bedampfungsschritte, etc. Statt Silizium kann auch Germanium verwendet werden. Das Halbleiter-Bauelement kann dabei in einem Verfahren der Halbleiter-Prozessierung bzw. der mikrosystemtechnischen Prozessierung hergestellt sein. Die Funktionsschicht für das Sensorelement (z.B. eine Lambda-Sonde) kann z.B. eine Festelektrolytschicht sein, z.B. yttriumstabilisiertes Zrirkoniumoxid (YSZ), die durch eine Vielzahl von durch Stützstrukturen gestützte Support material can be produced from a silicon wafer in a semiconductor process by means of various masking steps, etching steps, vapor deposition steps, etc. Instead of silicon, germanium can also be used. The semiconductor component can be produced in a method of semiconductor processing or microsystem technology processing. The functional layer for the sensor element (e.g., a lambda probe) may be e.g. a solid electrolyte layer, e.g. yttrium stabilized zirconium oxide (YSZ) supported by a variety of support structures
Untermembranen bzw. Membranwaben als eine Funktionsmembran ausbildet ist. Das Halbleiter-Bauelement kann als ein Funktionselement verstanden werden, das in einem größeren Bauelement, z.B. einem Sensorelement oder in einer Untermembranen or membrane honeycomb is formed as a functional membrane. The semiconductor device may be understood as a functional element that may be housed in a larger device, e.g. a sensor element or in a
Brennstoffzellenanordnung verbaut wird bzw. eingebaut wird. Fuel cell assembly is installed or installed.
Unter einer "Membran" bzw.„Untermembran" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist grundsätzlich ein Element mit einer beliebigen Grundfläche und einer definierten Dicke zu verstehen, wobei die Dicke vorzugsweise von 100 nm bis 5 μηι liegt, Under a "membrane" or "sub-membrane" in the context of the present invention is basically an element with an arbitrary surface area and a defined thickness to understand, the thickness is preferably from 100 nm to 5 μηι,
besonders bevorzugt von 300 nm bis 1 μηι. Die Membran bzw. Untermembran kann beispielsweise für mindestens einen oder mehrere Stoffe in eine Richtung particularly preferably from 300 nm to 1 μηι. The membrane or sub-membrane can, for example, for at least one or more substances in one direction
durchlässig sein. Beispielsweise kann die Membran bzw. die Untermembran für mindestens einen oder mehrere Stoffe in beide Richtungen durchlässig sein. Auch andere Ausführungsformen sind grundsätzlich denkbar. Die Membran weist dabei quer zu Ihrer Dicke eine Ebene auf. Dabei erstreckt sich die Membran bzw. die be permeable. For example, the membrane or the sub-membrane may be permeable to at least one or more substances in both directions. Other embodiments are conceivable in principle. The membrane has a plane transverse to its thickness. In this case, the membrane or extends
Untermembran in dieser Ebene um ein Vielfaches von der Dicke der Membran bzw. der Untermembran. Beispielsweise erstreckt sich die Membran in der Ebene um wenigstens das 10-fache ihrer Dicke, bevorzugt um wenigstens das 20-fache Ihrer Dicke und ganz besonders bevorzugt um wenigstens das 30-fache ihrer Dicke. Eine Untermembran weist, um Spannungen und Risse zu vermeiden, eine Erstreckung von höchstens dem 40-fachen ihrer Dicke auf. Sub-membrane in this plane by a multiple of the thickness of the membrane or the lower membrane. For example, the membrane extends in the plane at least 10 times its thickness, preferably at least 20 times its thickness, and most preferably at least 30 times its thickness. A sub-membrane has, in order to avoid tensions and cracks, an extension of at most 40 times its thickness.
Unter dem Begriff "mikromechanisch" ist allgemein im Rahmen der vorliegenden The term "micromechanical" is generally used in the context of the present
Erfindung eine Eigenschaft einer dreidimensionalen Struktur zu verstehen, Dimensionen im Mikrometerbereich, insbesondere in einem Bereich von 1 μηι bis 1000 μηι, Invention to understand a property of a three-dimensional structure, dimensions in the micrometer range, in particular in a range of 1 μηι to 1000 μηι,
aufzuweisen. Beispielsweise können dies Breiten von Kavernen oder laterale exhibit. For example, these can be widths of caverns or lateral
Ausdehnungen von Membranen sein, welche in diesem Bereich liegen. Dies schließt jedoch nicht aus, dass hierbei auch zusätzliche größere oder kleinere Dimensionen auftreten können. Die Leiterbahn kann z.B. eine Dicke entlang einer Richtung senkrecht zur Ebene der Membranstruktur von 100nm bis 10μηι aufweisen, bevorzugt eine Dicke im Bereich von 200nm bis 2μηι.  Extensions of membranes, which are in this range. However, this does not rule out that additional larger or smaller dimensions may occur here. The trace may be e.g. have a thickness along a direction perpendicular to the plane of the membrane structure of 100nm to 10μηι, preferably a thickness in the range of 200nm to 2μηι.
Die Leiterbahn kann beispielsweise eine Breite quer zu Ihrer Erstreckungsrichtung von 200nm bis 10μηι aufweisen, bevorzugt eine Breite von 500nm bis 2μηι. The conductor track may, for example, have a width transverse to its direction of extension of 200 nm to 10 μm, preferably a width of 500 nm to 2 μm.
Im Vergleich zum Stand der Technik wird durch diese Positionierung der wenigstens einen Leiterbahnen auf den Stabilitätsgebenden Stützstrukturen bzw. auf der Stirnseite der Stützstruktur eine schnelle und effiziente Temperaturregelung ermöglicht. Vorteilhaft wird durch die Anordnung der wenigstens einen Leiterbahn auf der Stirnfläche derIn comparison with the prior art, this positioning of the at least one strip conductors on the stability-providing support structures or on the front side of the support structure enables a fast and efficient temperature control. The arrangement of the at least one conductor track on the end face of the
Stützstruktur die aktive Membranfläche nicht verringert. Gleichzeitig wird die Stabilität der Membranstruktur nicht verringert, was z.B. der Fall sein könnte, wenn man die wenigstens eine Leiterbahn auf der Membranstruktur bzw. den Untermembranen anordnet und die Stützstrukturen verkleinert, um dieselbe aktive Membranfläche zu erhalten. Die Support structure does not reduce the active membrane area. At the same time, the stability of the membrane structure is not reduced, e.g. could be the case if one arranges the at least one trace on the membrane structure or the sub-membranes and reduces the support structures to obtain the same active membrane area. The
Stützstruktur kann so vorteilhaft eine weitere Funktion übernehmen: neben der mechanischen Stabilisierung der Membranstruktur dient sie als Träger eines als elektrischer Leiter ausgebildeten Leiterbahn. Die beiden Funktionen haben keine negativen Auswirkungen aufeinander. Auf diese Weise erhöht sich der Nutzen der Stützstruktur vorteilhaft. Weiterhin vorteilhaft sind die Stützstrukturen robuste und stabile Träger bzw. bieten die Stützstrukturen einen stabilen Untergrund. Im Unterschied zu einer Anordnung von Leiterbahnen, die auf der Membran angeordnet sind, ist eine auf der Stirnseite einer Stützstruktur angeordnete Leiterbahn sehr stabil und robust gegen Unterbrechungen. Denn eine Membran kann z.B. durch Druckunterschiede oder mechanische Spannungen stärkeren mechanischen Verformungen ausgesetzt sein als die Stirnseite der Supporting structure can thus advantageously take on a further function: in addition to the mechanical stabilization of the membrane structure, it serves as a carrier of a conductor formed as an electrical conductor. The two functions have no negative impact on each other. In this way, the benefits of the support structure increases advantageous. Further advantageously, the support structures are robust and stable carriers or provide the support structures a stable surface. In contrast to an arrangement of conductor tracks which are arranged on the membrane, a conductor track arranged on the front side of a support structure is very stable and robust against interruptions. For a diaphragm can be exposed to mechanical deformations, for example by pressure differences or mechanical stresses, more strongly than the front side of the diaphragm
Stützstrukturen. Beispielsweise könnte ein Riss in einer Untermembran, auf der eine Leiterbahn angeordnet ist, die Leiterbahn unterbrechen und damit zu einem Ausfall führen. Ist die Leiterbahn dagegen auf der Stirnseite der Stützstruktur angeordnet, so wird ein Riss in der Untermembran zumindest die Funktionalität der Leiterbahn nicht beeinträchtigen. Support structures. For example, a crack in a sub-membrane on which a conductor track is arranged could interrupt the conductor track and thus lead to a failure. If, however, the conductor track is arranged on the end face of the support structure, then a crack in the lower membrane will at least not impair the functionality of the conductor track.
Weiterhin vorteilhaft wird durch die Anordnung der Leiterbahn auf der Stirnseite der Stützstruktur die Überwindung von relativ langen Strecken parallel zur Ebene der Membranstruktur in einer einzigen Ebene möglich, nämlich der Ebene der Stirnseite der Stützstruktur. Dies vereinfacht den Herstellungsprozess vorteilhaft. Denn es müssen keine Stufen z.B. zwischen der Ebene der Untermembranen und der Ebene der Further advantageous is the arrangement of the conductor on the front side of the support structure overcoming relatively long distances parallel to the plane of the membrane structure in a single plane possible, namely the plane of the end face of the support structure. This advantageously simplifies the manufacturing process. Because there are no steps, e.g. between the level of the sub-membranes and the level of the
Stirnfläche der Stützstruktur überwunden werden. Bei Ausbildung der wenigstens einen Leiterbahn als Heiz-Leiterbahn wird auf Grund der thermischen Isolierung durch die Membran die benötigte Heizleistung verringert, z.B. im Vergleich zu der Anordnung einer Heiz-Leiterbahn auf dem die Membranstruktur umgebenden Bulk-Körper des Halbleiter-Elements. Denn dadurch, dass außer der Membran lediglich eine sehr filigrane Stützstruktur geheizt wird muss weniger Material- Volumen geheizt werden. Die Wärme-Abgabe durch die Leiterbahn kann durch eine geschickte Leiterbahnführung auf der Stützstruktur vorteilhaft sehr gezielt und Face of the support structure to be overcome. When forming the at least one conductor track as a heating conductor track, the required heating power is reduced due to the thermal insulation through the membrane, e.g. Compared to the arrangement of a heating conductor on the surrounding the membrane structure bulk body of the semiconductor element. Because the fact that apart from the membrane only a very filigree support structure is heated less material volume must be heated. The heat output by the conductor can advantageously very targeted and by a skillful trace guidance on the support structure
gleichmäßig direkt an die gewünschten Untermembranen geführt werden. Dadurch wird die Regelungsdynamik für die Temperaturregelung vorteilhaft verbessert und es wird weniger Leistung benötigt. evenly guided directly to the desired sub-membranes. As a result, the control dynamics for the temperature control is advantageously improved and it requires less power.
Bei der Ausbildung der wenigstens einen Leiterbahn als Temperatur-Erfassungselement kann die Temperaturmessung in unmittelbarer Nähe der gewünschten Position auf der Membranstruktur erfolgen. Dazu kann die wenigstens eine Leiterbahn z.B. ein Material enthalten, das einen hohen Temperaturkoeffizienten aufweist. Beispielsweise kann die wenigstens eine Leiterbahn als Material Platin aufweisen. Dann eignet sie sich auch gut als Heiz-Leiterbahn. Die Verbindung der Untermembran mit der Stützstruktur kann z.B. eine stoffschlüssige Verbindung sein. Diese kann z.B. durch einen Abscheideprozess in Halbleiter- Herstellungs-Prozessen zwischen der Stützstruktur und der Membranstruktur zustande kommen. Es kann sich bei der Stützstruktur und den Untermembranen auch um bereits vor der Ausbildung der Untermembranen miteinander verbundene Materialien handeln, wobei z.B. die Membran durch Ätzprozesse von den Stützstrukturen freigestellt wird. In the formation of the at least one conductor track as a temperature-detecting element, the temperature measurement can be carried out in the immediate vicinity of the desired position on the membrane structure. For this purpose, the at least one conductor track, for example, contain a material which has a high temperature coefficient. For example, the at least one conductor track may comprise platinum as the material. Then it is also suitable as a heating trace. The connection of the lower membrane with the support structure may be, for example, a cohesive connection. This can be achieved, for example, by a deposition process in semiconductor manufacturing processes between the support structure and the membrane structure. The support structure and the sub-membranes may also be materials which are already interconnected prior to the formation of the sub-membranes, for example, the membrane being released from the support structures by etching processes.
Die Stützstrukturen können die Untermembranen entlang einer Richtung stützen, die sich ungefähr parallel zur Flächennormale der Untermembranen, also vertikal, erstreckt. In diesem Fall liegen die Untermembranen z.B. wie auf z.B. simsartig oder auskragungsartig ausgebildeten Strukturen der Stützstruktur auf. Gleichzeitig können die Stützstrukturen jedoch die Untermembranen auch parallel zur Flächenerstreckung der Membranfläche abstützen und so einer Rissbildung vorbeugen. Dies kann z.B. relevant sein, wenn sich auf Grund von Erwärmungen oder Abkühlungen die Abmessungen der Untermembranen vergrößern oder verkleinern. Die mit den Untermembranen verbundenen Stützstrukturen können diese Änderungen durch ihre laterale Stützfunktion dann so abfedern, dass die Untermembranen nicht beschädigt werden. Die Stützstruktur kann dabei in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Membranstruktur unterhalb der Membranstruktur auf einer weiteren Struktur aufsitzen bzw. stehen. Die Stützstruktur kann jedoch auch frei zwischen den Untermembranen ohne mechanischen Kontakt zu weiteren Strukturen hängen. The support structures may support the sub-membranes along a direction that extends approximately parallel to the surface normal of the sub-membranes, ie, vertically. In this case, the sub-membranes are e.g. as at e.g. simratic or projection-like structures of the support structure. At the same time, however, the support structures can support the sub-membranes also parallel to the surface extension of the membrane surface and thus prevent cracking. This can e.g. be relevant when increase or decrease the dimensions of the sub-membranes due to heating or cooling. The support structures connected to the sub-membranes can then cushion these changes by their lateral support function so that the sub-membranes are not damaged. The support structure can sit or stand on a further structure in a direction perpendicular to the plane of the membrane structure underneath the membrane structure. However, the support structure can also hang freely between the sub-membranes without mechanical contact with other structures.
Vorteilhaft erfolgt die Kontaktierung der wenigstens einen Leiterbahn durch Advantageously, the contacting of the at least one conductor track takes place
Kontaktflächen. Derartige Kontaktflächen können z.B. außerhalb der Membranstruktur auf dem Bulk-Körper angeordnet sein. So können problemlos große Kontaktflächen geschaffen werden, die eine zuverlässige elektrische Anbindung der wenigstens einen Leiterbahn ermöglichen. Contact surfaces. Such contact surfaces may e.g. be arranged outside of the membrane structure on the bulk body. Thus, large contact surfaces can easily be created, which allow a reliable electrical connection of at least one conductor track.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Sensorelement, insbesondere ein Festkörperelektrolyt-Sensorelement, zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft einesAccording to a second aspect of the invention, a sensor element, in particular a solid electrolyte sensor element, for detecting at least one property of a
Messgases in einem Messgasraum, insbesondere zur Erfassung eines Anteils einerMeasuring gas in a measuring gas space, in particular for detecting a portion of a
Gaskomponente in dem Messgas oder einer Temperatur des Messgases vorgeschlagen.Gas component proposed in the sample gas or a temperature of the sample gas.
Dabei umfasst das Sensorelement ein erfindungsgemäßes Halbleiter-Bauelement bzw. weist das Sensorelement ein erfindungsgemäßes Halbleiter-Bauelement auf. Dadurch kann vorteilhaft eine verbesserte Temperaturregelungsdynamik durch eine schnelle und effiziente Temperaturregelung erzielt werden. Denn für die Regelung sind eine durch die Erfindung bereitgestellte schnell reagierende Heizung und eine schnell reagierende und präzise Temperaturmessung notwendig. Auch kann die zur Erzielung der benötigten Temperatur notwendige Leistung vorteilhaft reduziert werden. Schließlich kann die Temperaturverteilung homogener eingestellt werden. Dadurch kann sich die Lebensdauer des Sensorelements erhöhen und die Zuverlässigkeit und Genauigkeit des In this case, the sensor element comprises a semiconductor component according to the invention or the sensor element has a semiconductor component according to the invention. As a result, an improved temperature control dynamics can advantageously be achieved by a fast and efficient temperature control. Because for the regulation are one by the Invention provided fast-reacting heating and a fast-reacting and precise temperature measurement necessary. Also, the power required to achieve the required temperature can be advantageously reduced. Finally, the temperature distribution can be adjusted more homogeneously. This can increase the life of the sensor element and the reliability and accuracy of the
Sensorelements kann erhöht werden. Sensor element can be increased.
Unter einem "Festkörperelektrolyten" bzw. einem„Festelektrolyten" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Festkörper mit elektrolytischen Eigenschaften, also mit ionenleitenden Eigenschaften, zu verstehen. Insbesondere kann der In the context of the present invention, a "solid-state electrolyte" or a "solid electrolyte" is to be understood as a solid having electrolytic properties, that is to say having ion-conducting properties
Festkörperelektrolyt bzw. der Festelektrolyt eingerichtet sein, um Sauerstoff ionen zu leiten. Beispielsweise kann es sich um einen keramischen Festkörperelektrolyten handeln. Unter einem "Festkörperelektrolyt-Sensorelement" ist allgemein ein Sensorelement zu verstehen, welches mindestens einen Festkörperelektrolyten verwendet. Das  Solid electrolyte or the solid electrolyte may be configured to conduct oxygen ions. For example, it may be a ceramic solid electrolyte. A "solid electrolyte sensor element" is generally understood to mean a sensor element which uses at least one solid electrolyte. The
Festkörperelektrolyt-Sensorelement kann insbesondere eingerichtet sein, um Solid electrolyte sensor element may in particular be configured to
mindestens eine Eigenschaft eines Gases in einem Messraum zu erfassen, to detect at least one property of a gas in a measurement space,
insbesondere einen Sauerstoffanteil und/oder eine Luftzahl. Auch andere in particular an oxygen content and / or an air ratio. Others too
Festkörperelektrolyt-Sensorelemente sind jedoch grundsätzlich denkbar. However, solid-state electrolyte sensor elements are conceivable in principle.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Brennstoffzellenanordnung, vorgeschlagen. Dabei umfasst die Brennstoffzellenanordnung ein erfindungsgemäßes Halbleiter-Bauelement bzw. weist die Brennstoffzellenanordnung ein erfindungsgemäßes Halbleiter-Bauelement auf. Dadurch kann vorteilhaft eine verbesserte According to a third aspect of the invention, a fuel cell assembly is proposed. In this case, the fuel cell arrangement comprises a semiconductor component according to the invention or the fuel cell arrangement has a semiconductor component according to the invention. This can advantageously an improved
Temperaturregelungsdynamik durch eine schnelle und effiziente Temperaturregelung erzielt werden. Auch kann die zur Erzielung der benötigten Temperatur notwendige Leistung vorteilhaft reduziert werden. Schließlich kann die Temperaturverteilung homogener eingestellt werden. Dies erhöht vorteilhaft die Effizienz der  Temperature control dynamics can be achieved by a fast and efficient temperature control. Also, the power required to achieve the required temperature can be advantageously reduced. Finally, the temperature distribution can be adjusted more homogeneously. This advantageously increases the efficiency of the
Brennstoffzellenanordnung, z.B. deren Energieausbeute und/oder den Umsatz von einem Brennstoff auf einer Seite der Membranstruktur und einem Oxidanten auf der anderen Seite der Membranstruktur. Auch kann die Lebendauer der Brennstoffzellenanordnung vorteilhaft erhöht werden. Unter einer„Brennstoffzellenanordnung" ist dabei allgemein eine galvanische Zelle zu verstehen, die die chemische Reaktionsenergie eines vorzugsweise kontinuierlich zugeführten Brennstoffes und eines Oxidationsmittels in elektrische Fuel cell assembly, such as their energy yield and / or the conversion of a fuel on one side of the membrane structure and an oxidant on the other side of the membrane structure. Also, the life of the fuel cell assembly can be advantageously increased. A "fuel cell arrangement" is generally to be understood as a galvanic cell which has the chemical reaction energy of a preferably continuously fed fuel and an oxidizing agent in electrical
Energie wandelt. Dabei kann der Brennstoff z.B. Wasserstoff sein, er kann jedoch auch in Form anderer, brennbarer Gase vorliegen. Als Oxidationsmittel oder Energy is changing. The fuel may be e.g. Be hydrogen, but it may also be in the form of other combustible gases. As oxidizing agent or
Oxidant kann z.B. Sauerstoff verwendet werden. Dabei kann bei der Oxidant can e.g. Oxygen can be used. It can at the
Brennstoffzellenanordnung der Brennstoff auf einer Seite einer Membranstruktur und der Oxidanten auf einer anderen Seite der Membranstruktur vorliegen. Die Fuel cell arrangement, the fuel on one side of a membrane structure and the oxidant on another side of the membrane structure. The
Membran kann z.B. als Festkörperelektrolytmembran ausgebildet sein. Die Membrane can e.g. be formed as a solid electrolyte membrane. The
Brennstoffzellenanordnung kann z.B. als mikromechanische Fuel cell assembly may e.g. as micromechanical
Brennstoffzellenanordnung ausgebildet sein. Fuel cell assembly may be formed.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Eine Weiterbildung des Halbleiter-Bauelements sieht vor, dass auf der Stirnseite der Stützstruktur wenigstens zwei voneinander unabhängige, insbesondere nicht in Serie geschaltete, Leiterbahnen angeordnet sind. Dadurch kann vorteilhaft eine Redundanz geschaffen werden. Fällt z.B. eine der Leiterbahnen aus, so existiert wenigstens eine weitere Leiterbahn, mit der die Funktionalität (z.B. Heizen) der ausgefallenen Leiterbahn kompensiert werden kann. Alternativ oder zusätzlich können die verschiedenen A refinement of the semiconductor component provides that at least two interconnects which are independent of one another and in particular are not connected in series are arranged on the end face of the support structure. This can advantageously be created redundancy. Falls e.g. one of the tracks, there is at least one other track that can compensate for the functionality (e.g., heating) of the failed track. Alternatively or additionally, the various
Leiterbahnen unterschiedliche Funktionen erfüllen. So kann z.B. eine der Leiterbahnen eine Heizfunktion haben und zur Heizung der Membranstruktur dienen. Eine andere Leiterbahn kann z.B. zur Erfassung der Temperatur dienen, z.B. in Form eines Tracks have different functions. Thus, e.g. one of the tracks have a heating function and serve to heat the membrane structure. Another trace may e.g. to detect the temperature, e.g. in form of
Temperatursensors. Wiederum eine weitere Leiterbahn kann z.B. zur elektrischen Kontaktierung oder zur Signalleitung dienen. Auf diese Weise können die Stützstrukturen optimal genutzt werden, um als Träger bzw. Untergrund für verschiedene Leiterbahnen zu dienen. So kann der zur Verfügung stehende Platz in der Ebene parallel zur Temperature sensor. Again another trace may be e.g. serve for electrical contact or signal line. In this way, the support structures can be optimally used to serve as a support or substrate for various tracks. Thus, the available space in the plane parallel to the
Membranstruktur optimal genutzt werden. Die Leiterbahnen bzw. die Mehrzahl der Leiterbahnen sind bevorzugt parallel geschaltet. Sie können besonders vorteilhaft auch unterschiedlichen Stromkreisen, ganz besonders bevorzugt, voneinander separaten Stromkreisen zugeordnet sein bzw. daran angeschlossen sein.  Membrane structure can be optimally used. The conductor tracks or the plurality of conductor tracks are preferably connected in parallel. They can be particularly advantageously also different circuits, very particularly preferably be assigned to each other separate circuits or connected to it.
Eine Weiterbildung des Halbleiter-Bauelements sieht vor, dass die Leiterbahn bzw. die wenigstens eine Leiterbahn dazu ausgebildet ist, elektrische oder elektronische A refinement of the semiconductor component provides that the conductor track or the at least one conductor track is designed to be electrical or electronic
Komponenten auf der Membranstruktur elektrisch zu kontaktieren. Dadurch können vorteilhaft die Stützstrukturen als Träger bzw. als Untergrund für Leiterbahnen genutzt werden, um so auch zentral in der Membranstruktur angeordnete elektrische und/oder elektronische Komponenten elektrisch zu kontaktieren. So können derartige Komponenten z.B. mit Strom versorgt werden oder es können (elektrische) Signale zu diesen Komponenten hin oder von den Komponenten weg geleitet werden. Vorteilhaft wird dadurch die aktive Membranfläche nicht durch auf der Membranstruktur selber verlaufende Leiterbahnen reduziert. Contact components on the membrane structure electrically. As a result, the support structures can advantageously be used as a support or as a substrate for printed conductors, so as to also electrically contact electrical and / or electronic components arranged centrally in the membrane structure. So can such For example, components can be supplied with power or (electrical) signals can be routed to or from these components. Advantageously, the active membrane surface is thereby not reduced by interconnects running on the membrane structure itself.
Alternativ oder zusätzlich kann die Leiterbahn bzw. die wenigstens eine Leiterbahn als Heiz-Leiterbahn dazu eingerichtet sein, die Membranstruktur zu heizen, wobei die Alternatively or additionally, the conductor track or the at least one conductor track can be configured as a heating conductor track to heat the membrane structure, wherein the
Leiterbahn insbesondere zur Erzeugung von Temperaturen von wenigstens 300°C oder von Temperaturen von wenigstens 600°C geeignet ist. Durch diese Ausgestaltung lässt sich die Membranstruktur besonders zielgenau und mit geringer Leistung beheizen. Im Unterschied zu einer (teilweise) auf der Membranstruktur angeordneten Leiterbahn wird die Membranstruktur bzw. die Untermembran nicht dem Risiko einer Beschädigung durch eine sehr punktuelle Heizwirkung direkt auf der Membranstruktur ausgesetzt. Auch wird das Risiko einer unterschiedlichen thermischen Ausdehnung des Membranmaterials und einer darauf angeordneten Leiterbahn mit den damit verbundenen thermischen Conductor is particularly suitable for generating temperatures of at least 300 ° C or temperatures of at least 600 ° C. With this configuration, the membrane structure can be heated with particular accuracy and with low power. In contrast to a (partially) arranged on the membrane structure trace the membrane structure or the lower membrane is not exposed to the risk of damage by a very selective heating effect directly on the membrane structure. Also, the risk of a different thermal expansion of the membrane material and a conductor track arranged thereon with the associated thermal
Spannungen eliminiert. Schließlich wird vorteilhaft die aktive Membranfläche nicht durch auf der Membranstruktur selber verlaufende Leiterbahnen vermindert.  Tensions eliminated. Finally, advantageously, the active membrane surface is not reduced by running on the membrane structure itself interconnects.
Alternativ oder zusätzlich kann die Leiterbahn bzw. die wenigstens eine Leiterbahn als Temperaturerfassungselement bzw. als Temperaturelement ausgebildet sein und dazu eingerichtet sein, eine Temperatur zu erfassen. Bei der zu erfassenden Temperatur kann es sich um eine Temperatur der Membranstruktur handeln. Durch diese Ausgestaltung lässt sich die Temperatur der Membranstruktur unter Anwendung eines einfachen Alternatively or additionally, the conductor track or the at least one conductor track may be formed as a temperature detection element or as a temperature element and be adapted to detect a temperature. The temperature to be detected may be a temperature of the membrane structure. By means of this embodiment, the temperature of the membrane structure can be determined using a simple
Herstellungsprozesses besonders zielgenau erfassen. Denn es sind keine Stufen zwischen der Ebene der Untermembranen und der Ebene der Stirnfläche der Capture the production process with great precision. Because there are no steps between the level of the sub-membranes and the level of the face of the
Stützstruktur zu überwinden. Auch kann so eine lange Lebensdauer der Overcome support structure. Also, such a long life of
Temperaturerfassung gewährleistet werden, da eine Beschädigung der Leiterbahn z.B. durch Risse in Untermembranen oder Verformung von Untermembranen nicht möglich ist. Gleichzeitig wird die aktive Membranfläche nicht durch auf der Membranstruktur selber verlaufende Leiterbahnen vermindert. Temperature detection can be ensured because damage to the conductor, e.g. due to cracks in sub-membranes or deformation of sub-membranes is not possible. At the same time, the active membrane surface is not reduced by conductor tracks running on the membrane structure itself.
Eine Weiterbildung des Halbleiter-Bauelements sieht vor, dass die Leiterbahn eine Länge L entlang der Stirnseite der Stützstruktur aufweist, wobei die Länge L wenigstens dem Dreifachen des Durchmesser D einer Untermembran entspricht, insbesondere wenigstens dem Fünffachen des Durchmessers D einer Untermembran. Als Durchmesser D kann dabei die längste Erstreckung einer Untermembran in der Ebene der Untermembran verstanden werden. Der Durchmesser D einer Untermembran beträgt dabei A development of the semiconductor device provides that the conductor has a length L along the end face of the support structure, wherein the length L corresponds to at least three times the diameter D of a lower membrane, in particular at least five times the diameter D of a lower membrane. The diameter D can be the longest extent of a sub-membrane in the plane of the lower membrane be understood. The diameter D of a sub-membrane is thereby
beispielsweise höchstens das 40-fache ihrer Dicke, bevorzugt höchstens das 30-fache ihrer Dicke. Dadurch wird vorteilhaft z.B. eine besonders effiziente Heizung der Membranstruktur mittels der Leiterbahn möglich bzw. wird eine besonders zielgenaue Erfassung der Temperatur der Membranstruktur bzw. mehrerer Untermembranen möglich. Selbst dann, wenn sich die zu heizende Stelle bzw. die Stelle, an der die Temperatur erfasst werden soll, weit vom Rand der Membranstruktur in Richtung des Zentrums der Membranstruktur angeordnet ist. Auch die Kontaktierung von elektrischen Komponenten, die weit vomfor example, at most 40 times its thickness, preferably at most 30 times its thickness. This advantageously provides e.g. a particularly efficient heating of the membrane structure by means of the conductor track is possible or a particularly accurate detection of the temperature of the membrane structure or more sub-membranes is possible. Even if the point to be heated or the point at which the temperature is to be detected, is arranged far from the edge of the membrane structure in the direction of the center of the membrane structure. Also, the contacting of electrical components that are far from
Rand der Membranstruktur auf der Membranstruktur angeordnet sind, wird so vorteilhaft möglich. Mit der steigenden Länge wird auch die Herstellung derartiger Leiterbahnen wirtschaftlicher, da z.B. bei der Herstellung mittels photolithografischer Prozesse die Herstellung der erforderlichen Masken einfacher wird und der Anteil von nicht Edge of the membrane structure are arranged on the membrane structure is so advantageously possible. As the length increases, the production of such traces also becomes more economical since, e.g. in the production by means of photolithographic processes, the production of the required masks is easier and the proportion of not
verwendetem Material der Leiterbahn vorteilhaft sinkt. Wird z.B. ein teurer Werkstoff wie z.B. Platin oder eine Platinlegierung oder Gold als Material für die Leiterbahn(en) verwendet und wird das Material mit einem Aufdampfprozess aufgebracht, so steigt mit längeren Leiterbahnenlängen der Anteil des für die Schaffung von Leiterbahnen verwendeten Materials (z.B. Platin oder Gold). Der mit dem Photolack abgelöste, nicht auf dem Halbleiter-Bauelement verbleibende Anteil, welcher aufwändig recycelt werden muss, sinkt dadurch vorteilhaft. Somit kann das Halbleiter-Bauelement mit steigender Länge der Leiterbahn immer kostengünstiger hergestellt werden. used material of the conductor path advantageously decreases. If e.g. an expensive material such as When platinum or a platinum alloy or gold is used as the material for the trace (s) and the material is applied by a vapor deposition process, with longer trace lengths the proportion of material used to create traces (e.g., platinum or gold) increases. The detached with the photoresist, not remaining on the semiconductor device share, which must be recycled consuming, thereby decreases advantageous. Thus, the semiconductor device with increasing length of the conductor can be made more cost-effective.
Eine Weiterbildung des Halbleiter-Bauelements sieht vor, dass die Stützstruktur aus einer Mehrzahl von wandartigen Stützelementen gebildet ist, wobei die Stützelemente ein Profil aufweisen, das mit den Randbereichen der Unterseiten der Untermembranen mechanisch verbunden ist. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass die Untermembranen an definierten Stellen der Stützstrukturen angeordnet werden. Auch lässt sich so vorteilhaft eine hermetische Abdichtung der Membranstruktur erzielen, so dass die beiden Seiten der Membranstruktur unterschiedliche Räume voneinander trennen können, insbesondere gasdicht trennen können. Weiterhin wird dadurch die Stützwirkung bzw. die Wirkung der mechanischen Stabilisierung der Membranstruktur durch die Stützstruktur erheblich verbessert. Die Haltbarkeit der Membranstruktur wird so vorteilhaft erhöht. Gleichzeitig kann so eine verbesserte Entkopplung der Untermembranen und der Leiterbahn bewirkt werden. Denn die Untermembranen können derart mit dem Profil verbunden sein, dass die Anbindung deutlich beabstandet von der Stirnfläche der Stützstruktur endet. Auf diese Weise wird bei mechanischem und/oder thermischem Stress, der auf die Untermembranen und damit auch auf das Profil wirkt, eine Beeinträchtigung der A development of the semiconductor device provides that the support structure is formed from a plurality of wall-like support elements, wherein the support elements have a profile which is mechanically connected to the edge regions of the lower sides of the sub-membranes. This advantageously has the effect that the sub-membranes are arranged at defined locations of the support structures. It is also possible to advantageously achieve a hermetic seal of the membrane structure so that the two sides of the membrane structure can separate different spaces from one another, in particular in a gas-tight manner. Furthermore, the support effect or the effect of the mechanical stabilization of the membrane structure by the support structure is thereby significantly improved. The durability of the membrane structure is increased so advantageous. At the same time an improved decoupling of the sub-membranes and the conductor can be effected. Because the sub-membranes can be connected to the profile such that the connection ends significantly spaced from the end face of the support structure. To this In the case of mechanical and / or thermal stress, which acts on the lower membranes and thus also on the profile, an impairment of the
Leiterbahn vorteilhaft vermieden und so die Lebensdauer der Leiterbahn verlängert. Eine Weiterbildung des Halbleiter-Bauelements sieht vor, dass das Profil einen ersten Abschnitt mit einer ersten Breite B1 und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten Breite B2 aufweist, Dabei ist der erste Abschnitt der Membranstruktur zugewandt. Dabei grenzt der zweite Abschnitt an den ersten Abschnitt an. Dabei ist der erste Abschnitt zwischen dem zweiten Abschnitt und der Membranstruktur angeordnet. Dabei ist die die erste Breite B1 größer ist als die zweite Breite B2. Dabei kann die erste Breite B1 beispielsweise wenigstens doppelt so groß sein wie die zweite Breite B2. Besonders bevorzugt ist die erste Breite B1 wenigstens drei Mal so groß wie die zweite Breite B. Dabei werden die erste Breite B1 und die zweite Breite B2 jeweils parallel zu der Membranstruktur bestimmt. Dadurch wird eine Abdichtung der Membranstruktur erleichtert. Weiterhin wird dadurch eine besonders gute mechanische Stabilisierung der Membranstruktur erzielt. Gleichzeitig kann so besonders gut ein ausreichender Abstand, z.B. ein lateraler Abstand, zwischen der Stirnseite der Stützstruktur und dem Rand einer Untermembran, die zur Leiterbahn benachbart ist, gewährleistet werden. Dies sorgt für eine vorteilhafte Conductor avoided advantageous and thus extends the life of the conductor. A refinement of the semiconductor component provides that the profile has a first section with a first width B1 and a second section with a second width B2. In this case, the first section faces the membrane structure. The second section adjoins the first section. In this case, the first section is arranged between the second section and the membrane structure. In this case, the first width B1 is greater than the second width B2. In this case, for example, the first width B1 can be at least twice as large as the second width B2. Particularly preferably, the first width B1 is at least three times as large as the second width B. In this case, the first width B1 and the second width B2 are respectively determined parallel to the membrane structure. This facilitates sealing of the membrane structure. Furthermore, a particularly good mechanical stabilization of the membrane structure is achieved. At the same time, a sufficient distance, e.g. a lateral distance, between the end face of the support structure and the edge of a lower membrane, which is adjacent to the conductor track, guaranteed. This provides for a beneficial
Entkopplung von mechanischem und/oder thermischem Stress zwischen der Decoupling of mechanical and / or thermal stress between the
Untermembran bzw. der Membranstruktur und der Leiterbahn durch eine ausreichend lange Relaxationsstrecke. Sub-membrane or the membrane structure and the conductor track through a sufficiently long relaxation path.
Eine Weiterbildung des Halbleiter-Bauelements sieht vor, dass die Stützstruktur und die Membranstruktur eine Mehrzahl von Hohlräumen umschließen. Dabei können die Stützstruktur und die Membranstruktur z.B. mikromechanisch hergestellt sein. A development of the semiconductor device provides that the support structure and the membrane structure enclose a plurality of cavities. The support structure and membrane structure may e.g. be made micromechanically.
Dabei weisen die Hohlräume mindestens einen Querschnitt parallel zur Ebene der Membranstruktur auf, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem Dreieck, einem Viereck, einem Fünfeck, einem Sechseck, einem Polygon, einem Kreis. Es können in einer Membranstruktur auch Hohlräume mit unterschiedlichem In this case, the cavities have at least one cross section parallel to the plane of the membrane structure, selected from the group consisting of: a triangle, a quadrilateral, a pentagon, a hexagon, a polygon, a circle. It can in a membrane structure and cavities with different
Querschnitt ausgebildet sein, beispielsweise Sechsecke und Dreiecke kombiniert oder Sechsecke und Fünfecke kombiniert. Cross section may be formed, for example, combined hexagons and triangles or combined hexagons and pentagons.
Der Querschnitt kann insbesondere eine durchschnittliche Breite von 5 μηι bis 100 μηι aufweisen, vorzugsweise von 10 μηι bis 50 μηι, besonders bevorzugt von 15 μηι bis 25 μηι. Weiterhin kann die mikromechanische Stützstruktur eine Höhe quer, insbesondere senkrecht, zu einer Erstreckungsrichtung des mikromechanischen Festkörperelektrolyt-Sensorelements, insbesondere von 10 μηι bis 200 μηι, The cross-section may in particular have an average width of 5 μm to 100 μm, preferably from 10 μm to 50 μm, particularly preferably from 15 μm to 25 μm. Furthermore, the micromechanical support structure can have a height transversely, in particular perpendicular, to an extension direction of the micromechanical Solid electrolyte sensor element, in particular from 10 μηι to 200 μηι,
vorzugsweise von 20 μηι bis 100 μm, besonders bevorzugt von 30 μηι bis 50 μηι, aufweisen. Auch andere Dimensionen sind grundsätzlich denkbar. Die mikromechanische Stützstruktur kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass dadurch ein Referenzgasraum ausgebildet wird, in welchem sich ein oder mehrere Referenzgase befinden können. preferably from 20 μηι to 100 microns, more preferably from 30 μηι to 50 μηι have. Other dimensions are also conceivable. The micromechanical support structure may in particular be designed such that a reference gas space is formed in which one or more reference gases can be located.
Eine Weiterbildung des Halbleiter-Bauelements sieht vor, dass die Stützstruktur auf der der Stützstruktur zugewandten Seite der Leiterbahn eine elektrisch isolierende A development of the semiconductor device provides that the support structure on the support structure facing side of the conductor an electrically insulating
Isolationsschicht aufweist, wobei insbesondere die Isolationsschicht an die Leiterbahn angrenzt. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass die Leiterbahn elektrisch von den Untermembranen und von den Stützstrukturen entkoppelt ist. Auch ist eine thermische Entkopplung der Leiterbahn von dem Halbleiter-Bauelement möglich, Dadurch kann eine schnellere Erwärmung beim Heizen erzielt werden und es wird weniger Leistung zum Heizen benötigt. Bei der Temperaturerfassung kann die Temperatur präziser und schneller bestimmt werden.  Insulation layer, in particular, the insulating layer adjacent to the conductor track. This advantageously has the effect that the conductor track is electrically decoupled from the sub-membranes and from the support structures. Also, a thermal decoupling of the conductor of the semiconductor device is possible, thereby faster heating during heating can be achieved and it is less power needed for heating. In temperature acquisition, the temperature can be determined more precisely and quickly.
Direkt unterhalb der Leiterbahn kann eine dünne Haftvermittlerschicht vorgesehen sein, wobei die Haftvermittlerschicht auf der Isolationsschicht aufgebracht sein kann. In dem Fall, dass die Haftvermittlerschicht metallisch ausgebildet ist bzw. eine gegenüber der Isolationsschicht um wenigstens den Faktor 10 bessere elektrische Leitfähigkeit aufweist, wird im Sinne dieser Anmeldung die Haftvermittlerschicht zur Leiterbahn zugehörig betrachtet. Beispielsweise kann eine im Vergleich zur Leiterbahnschicht dünne A thin adhesion promoter layer can be provided directly underneath the conductor track, it being possible for the adhesion promoter layer to be applied to the insulation layer. In the case where the adhesion promoter layer is of metallic design or has an electrical conductivity which is better than the insulation layer by at least a factor of 10, in the context of this application the adhesion promoter layer is considered to belong to the conductor track. For example, a thin compared to the wiring layer
Haftvermittlerschicht Tantal (Ta) umfassen. Auf der Haftvermittlerschicht kann dann z.B. eine Platin (Pt) umfassende Leiterbahnschicht angeordnet sein. Die Haftvermittlerschicht bzw., die Tantalschicht kann dann als zur Leiterbahn zugehörig betrachtet werden, wenn sich unter der Tantalschicht eine z.B. Siliziumnitrid (SiN) umfassende Stützstruktur befindet, die als Isolationsschicht wirkt. Adhesive layer tantalum (Ta) include. On the primer layer, then e.g. a platinum (Pt) comprehensive conductor track layer may be arranged. The adhesion promoter layer or the tantalum layer can then be regarded as belonging to the conductor track if, under the tantalum layer, e.g. Silicon nitride (SiN) comprehensive support structure which acts as an insulating layer.
Der Begriff "Isolationsschicht" bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich eine Schicht, die aus einem Isolationsmaterial gebildet ist. Dieses The term "insulation layer" in the context of the present invention basically designates a layer which is formed from an insulating material. This
Isolationsmaterial ist eingerichtet, um einen Bereich, welchen das Isolationsmaterial ausfüllt, elektrisch und/oder thermisch zu isolieren. Insbesondere kann das Insulating material is configured to electrically and / or thermally insulate an area which the insulating material fills. In particular, that can
Isolationsmaterial eingerichtet sein, um einen Übertrag von Wärme und/oder Insulating material be set up to carry a transfer of heat and / or
elektrischen Strömen zumindest weitgehend zu vermeiden. Für das Isolationsmaterial kann mindestens ein Material eingesetzt werden, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Siliziumnitrid, stressarmem Siliziumnitrid. Der Begriff "stressarm" bezeichnet grundsätzlich im Rahmen der Erfindung, dass das electrical currents at least largely avoided. For the Insulation material can be used at least one material selected from the group consisting of: silicon nitride, low-stress silicon nitride. The term "low-stress" designates basically in the context of the invention that the
stressarme Siliziumnitrid durch einen Annealing-Schritt nach einem Abscheiden des Siliziumnitrids so behandelt ist, dass Eigenspannungen ganz oder zumindest teilweise abgebaut sind. low-stress silicon nitride is treated by an annealing step after deposition of the silicon nitride so that residual stresses are completely or at least partially degraded.
Eine Weiterbildung des Halbleiter-Bauelements sieht vor, dass die Membranstruktur wenigstens abschnittsweise als eine Festkörperelektrolytmembran gebildet ist. Dadurch lässt sich das Halbleiter-Bauelement besonders vorteilhaft als ein Sensor zur Erfassung wenigstens einer Eigenschaft eines Gases nutzen oder als Brennstoffzellenanordnung. A development of the semiconductor component provides that the membrane structure is at least partially formed as a solid electrolyte membrane. As a result, the semiconductor component can be used particularly advantageously as a sensor for detecting at least one property of a gas or as a fuel cell arrangement.
Eine Weiterbildung des Halbleiter-Bauelements sieht vor, dass die Stirnseite der Stützstruktur über die Ebene der Membranstruktur hinausragt. Dadurch wird eine besonders einfache Herstellung ermöglicht. Gleichzeitig lässt sich so besonders vorteilhaft ein (vertikaler) Abstand zwischen der Leiterbahn und der Membranstruktur schaffen. Auf diese Weise lässt sich besonders gut eine Entkopplung von mechanischem und/oder thermischem Stress, der auf die Untermembranen einwirkt, von der Leiterbahn bewirken. Die Lebensdauer der Leiterbahn kann so vorteilhaft erhöht werden. A development of the semiconductor device provides that the end face of the support structure protrudes beyond the plane of the membrane structure. This allows a particularly simple production. At the same time, a (vertical) distance between the conductor track and the membrane structure can thus be created particularly advantageously. In this way, a decoupling of mechanical and / or thermal stress, which acts on the sub-membranes, can be effected particularly well by the conductor track. The life of the conductor can be increased so advantageous.
Zeichnungen drawings
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich. Other features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following description of exemplary embodiments, which are not to be construed as limiting the invention with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen: Fig. 1 a: eine Aufsicht auf einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Halbleiter- Bauelements; FIG. 1 a shows a plan view of a detail of a semiconductor component according to the invention; FIG.
Fig. 1 b: eine Aufsicht auf einen vergrößerten Ausschnitt der Membranstruktur und der Stützstruktur des Halbleiter-Bauelements aus Fig. 1 a; Fig. 1 c: einen Querschnitt durch die Membranstruktur und die Stützstruktur des Halbleiter- Bauelements aus Fig. 1 b; FIG. 1 b shows a plan view of an enlarged detail of the membrane structure and the support structure of the semiconductor component from FIG. 1 a; FIG. FIG. 1 c: a cross section through the membrane structure and the support structure of the semiconductor component from FIG. 1 b; FIG.
Fig. 2: eine perspektivische Ansicht der Membranstruktur und der Stützstruktur mit zwei Leiterbahnen eines erfindungsgemäßen Halbleiter-Bauelements. 2 shows a perspective view of the membrane structure and the support structure with two conductor tracks of a semiconductor component according to the invention.
Figs. 1 a und 1 b zeigen eine Aufsicht auf ein erfindungsmäßiges Halbleiter-Bauelement 100. Das Halbleiter-Bauelement 100 kann dabei beispielsweise als ein Sensorelement 900 bzw. als Festkörperelektrolyt-Sensorelement 900 zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Sensorelement 900 als Lamda-Sonde im Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden oder als Knock-Sensor. Das Halbleiter-Bauelement 100 kann auch als Brennstoffzelle 910 bzw. als Brennstoffzellenanordnung 910 ausgebildet sein. Das Halbleiter-Bauelement 100 umfasst dabei einen Bulk-Körper 1 10, der als Halbleiter- Chip ausgebildet ist und z.B. Silizium oder Germanium umfassen kann. Ein aktiver Bereich des Halbleiter-Bauelements 100 ist als Membranstruktur 200 ausgebildet. Die Membranstruktur 200 ist aus einer Mehrzahl von wabenförmig ausgebildeten Figs. 1 a and 1 b show a plan view of an inventive semiconductor device 100. The semiconductor device 100 may be formed, for example, as a sensor element 900 or as a solid electrolyte sensor element 900 for detecting at least one property of a measurement gas in a measurement gas space. For example, the sensor element 900 can be used as a lambda probe in the exhaust gas system of a motor vehicle or as a knock sensor. The semiconductor component 100 can also be designed as a fuel cell 910 or as a fuel cell arrangement 910. The semiconductor device 100 in this case comprises a bulk body 1 10, which is formed as a semiconductor chip and, for example. May include silicon or germanium. An active region of the semiconductor device 100 is formed as a membrane structure 200. The membrane structure 200 is formed of a plurality of honeycomb-shaped
Untermembranen 220 gebildet. Das Halbleiter-Bauelement 100 umfasst weiterhin eine Stützstruktur 250 zur mechanischen Stabilisierung der Membranstruktur 200. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Untermembranen 220 und die Stützstrukturen 250 wie Bienenwaben in Form von regelmäßigen Sechsecken ausgebildet. Die Waben weisen einen Durchmesser D auf, der sich durch den Mittelpunkt der Wabe von einem der sechs Ecken zu der gegenüberliegenden Ecke bemisst. Es sind jedoch grundsätzlich auch andere Wabenformen denkbar, z.B. allgemein Polygone. Beispielsweise sind Dreiecke, Vierecke, Fünfecke oder Achtecke ebenso möglich wie auch kreisförmige Waben. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass verschiedene Untermembranen und die sie begrenzenden Stützstruktur voneinander verschiedene Formen aufweisen. Es können also z.B. Dreiecke und Sechsecke oder Fünfecke und Sechsecke kombiniert werden. Es ist nicht erforderlich, dass es sich um regelmäßige Polygone handelt. Der Durchmesser D entspricht dann jeweils der längsten Erstreckung in der Ebene 205 der Untermembran, bei einem Dreieck entspricht der Durchmesser der längsten Dreiecks-Höhe der drei Seiten. Auf einer Stirnseite 252 der Stützstruktur 250 ist wenigstens eine Leiterbahn 300, 302, 304 angeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Figur ist hier, lediglich exemplarisch genau eine Leiterbahn 300, 302, 304 dargestellt. Eine Länge L der Sub-membranes 220 formed. The semiconductor device 100 further comprises a support structure 250 for mechanical stabilization of the membrane structure 200. In the illustrated embodiment, the sub-membranes 220 and the support structures 250 are formed like honeycombs in the form of regular hexagons. The honeycombs have a diameter D that is dimensioned through the center of the honeycomb from one of the six corners to the opposite corner. However, in principle, other honeycomb shapes are conceivable, for example generally polygons. For example, triangles, squares, pentagons or octagons are possible as well as circular honeycombs. In principle, it is also possible for different sub-membranes and the support structure delimiting them to have mutually different shapes. For example, triangles and hexagons or pentagons and hexagons can be combined. It is not necessary that they are regular polygons. The diameter D then corresponds in each case to the longest extent in the plane 205 of the lower membrane, in the case of a triangle the diameter corresponds to the longest triangular height of the three sides. On one end face 252 of the support structure 250, at least one conductor track 300, 302, 304 is arranged. For the sake of clarity in the figure is here, only Exactly one conductor 300, 302, 304 shown. A length L of
Leiterbahn 300, 302, 304 entlang der Stützstruktur entspricht dabei der Summe der Teillängen L,' der einzelnen Abschnitte der Leiterbahn 300, 302, 304 auf der Stützstruktur entlang der Wabenbegrenzung. Bevorzugt beträgt die Länge L wenigstens dem Conductor track 300, 302, 304 along the support structure corresponds to the sum of the partial lengths L, 'of the individual sections of the conductor track 300, 302, 304 on the support structure along the honeycomb boundary. Preferably, the length L is at least the
Dreifachen des Durchmessers D der Untermembranen 220, ganz besonders bevorzugt wenigstens dem Fünffachen des Durchmessers D der Untermembranen 220. Three times the diameter D of the sub-membranes 220, most preferably at least five times the diameter D of the sub-membranes 220th
Die Untermembranen 220 überdecken die Stirnseite 252 nicht. Mit anderen Worten ist die Stirnseite252 - wenn die Leiterbahn 300 weggedacht wird - entlang der Ebene 205 der Membranstruktur 200 bzw. der Untermembranen 220 betrachtet zwischen den The sub-membranes 220 do not cover the end face 252. In other words, the end face 252 - when the conductor 300 is thought away - along the plane 205 of the membrane structure 200 and the sub-membranes 220 viewed between the
Untermembranen 220 angeordnet und frei liegend. Die Stirnseite 252 kann dabei senkrecht zur Ebene der Untermembranen 220 über die Ebene der Untermembranen 220 hinausragen. Die Leiterbahn 300, 302, 304 verläuft dabei entlang der Wabengrenzen auf der Stirnseite 252 der Stützstruktur 250. Die Leiterbahn 300, 302, 304 verlässt im Bereich der Membranstruktur 200 die Stirnseite 252 der Stützstruktur 250 dabei nicht. Dadurch wird die Stützstruktur 250 als Träger für die wenigstens eine Leiterbahn 300 verwendet und die aktive Fläche der Membranstruktur 200 (senkrecht zur Ebene 205 der Sub-membranes 220 arranged and exposed. The end face 252 can project beyond the plane of the sub-membranes 220 perpendicular to the plane of the sub-membranes 220. In this case, the conductor track 300, 302, 304 runs along the honeycomb boundaries on the end face 252 of the support structure 250. The conductor track 300, 302, 304 does not leave the end face 252 of the support structure 250 in the region of the membrane structure 200. As a result, the support structure 250 is used as a carrier for the at least one interconnect 300 and the active area of the membrane structure 200 (perpendicular to the plane 205 of FIG
Membranstruktur betrachtet) wird nicht verkleinert. Denn auf der Membranstruktur 200 verlaufen keine Leiterbahnen 300, 302, 204. Die Leiterbahn 300, 302, 304 ist Membrane structure is considered) is not reduced. Because no conductor tracks 300, 302, 204 extend on the membrane structure 200. The conductor track 300, 302, 304 is
beispielsweise zu Kontaktflächen 1 12 auf dem Bulk-Körper 1 10 neben der For example, to contact surfaces 1 12 on the bulk body 1 10 next to the
Membranstruktur 200 geführt und mit diesen Kontaktflächen 1 12 elektrisch leitend verbunden. Über die Kontaktflächen 1 12 kann die Leiterbahn 300, 302, 304 mit Strom versorgt werden oder es kann eine entlang der Leiterbahn 300, 302, 304 abfallende Spannung zwischen den Kontaktflächen 1 12 abgegriffen werden oder es können allgemeine elektrische Signale abgegriffen bzw. gesendet werden.  Membrane structure 200 out and electrically connected to these contact surfaces 1 12. Via the contact surfaces 1 12, the conductor 300, 302, 304 are supplied with power or it can be tapped off along the conductor 300, 302, 304 voltage between the contact surfaces 1 12 or general electrical signals can be tapped or sent.
Es ist selbstverständlich denkbar, dass mehr als eine Leiterbahn 300, 302, 304 auf der Stirnseite 252 der Stützstruktur 250 angeordnet ist. Bevorzugt sind beim Vorhandensein mehrerer Leiterbahnen 300, 302, 304 diese Leiterbahnen parallel geschaltet bzw. mit unterschiedlichen Stromkreisen verbunden. It is of course conceivable that more than one conductor track 300, 302, 304 is arranged on the end face 252 of the support structure 250. In the presence of a plurality of interconnects 300, 302, 304, these interconnects are preferably connected in parallel or connected to different circuits.
Die wenigstens eine Leiterbahn 300 kann zur elektrischen Kontaktierung von hier nicht dargestellten elektrischen oder elektronischen Komponenten auf der Membranstruktur 200 dienen. Die wenigstens eine Leiterbahn 300 kann alternativ oder zusätzlich als Heiz-Leiterbahn 302 zur Heizung der Membranstruktur 200 verwendet werden. Dazu wird die wenigstens eine Heiz-Leiterbahn 302 als Widerstands-Leiterbahn betrieben. Dabei kann die Heiz- Leiterbahn 302 z.B. zur Erzeugung von Temperaturen von wenigstens 300°C oder von Temperaturen von wenigstens 600°C ausgebildet sein. The at least one conductor track 300 can serve for the electrical contacting of electrical or electronic components, not illustrated here, on the membrane structure 200. The at least one conductor 300 may alternatively or additionally be used as a heating conductor 302 for heating the membrane structure 200. For this purpose, the at least one heating conductor 302 is operated as a resistance conductor track. In this case, the heating conductor 302 can be designed, for example, for producing temperatures of at least 300 ° C. or temperatures of at least 600 ° C.
Alternativ oder zusätzlich kann die wenigstens eine Leiterbahn 300 als Alternatively or additionally, the at least one conductor 300 as
Temperaturelement 304 ausgebildet und dazu eingerichtet sein, eine Temperatur zu erfassen, insbesondere eine Temperatur der Membranstruktur 200. Temperature element 304 formed and adapted to detect a temperature, in particular a temperature of the membrane structure 200th
Die Leiterbahn 300, 302, 304 kann metallisches Material umfassen. Sie kann z.B. eine Platinlegierung oder Platin umfassen. Die Stützstruktur 250 oder zumindest die Stirnseite 252 der Stützstruktur kann als eine Isolationsschicht 320 ausgebildet sein, die The conductor track 300, 302, 304 may comprise metallic material. It can e.g. a platinum alloy or platinum. The support structure 250 or at least the end face 252 of the support structure may be formed as an insulating layer 320, the
elektrischen Strom im Vergleich zur Leiterbahn erheblich schlechter leitet. Diese Electric current compared to the conductor significantly worse leads. These
Isolationsschicht 320 kann z.B. Siliziumnitrid (SiN) umfassen. Zwischen der Stützstruktur 250 und der Isolationsschicht 320 kann eine Haftvermittlerschicht angeordnet sein (in den Figuren nicht dargestellt). Diese Haftvermittlerschicht kann z.B. Tantal umfassen und eine Dicke zwischen 5nm und 250nm aufweisen. Die Leiterbahn 300, 302, 304 kann von einer (hier nicht dargestellten) Schutzschicht bedeckt sein, die eine Beschädigung oder einer Korrosion der Leiterbahn 300 verhindern oder zumindest verlangsamen kann. Eine derartige Schutzschicht kann z.B. aus Titan (Ti) gebildet sein oder Titan zumindest umfassen. Die Schutzschicht kann in der Art einer Krone lediglich die Stirnseite der Leiterbahn 300, 302, 304 bedecken. Sie kann die Leiterbahn 300, 302, 304 jedoch auch wie eine Glasur ummanteln, insbesondere vollständig bzw. mediendicht ummanteln. Insulation layer 320 may be e.g. Silicon nitride (SiN) include. Between the support structure 250 and the insulation layer 320, an adhesion promoter layer can be arranged (not shown in the figures). This primer layer may e.g. Tantalum and have a thickness between 5nm and 250nm. The conductor track 300, 302, 304 may be covered by a protective layer (not illustrated here), which may prevent or at least slow down damage or corrosion of the conductor track 300. Such a protective layer may e.g. be made of titanium (Ti) or comprise at least titanium. The protective layer may cover in the manner of a crown only the front side of the conductor track 300, 302, 304. However, it can also cover the printed conductor 300, 302, 304 like a glaze, in particular completely or media-tightly.
Fig. 1 c zeigt, dass die Untermembranen 200 mit der Stützstruktur 250 verbunden sind. Die Verbindung ist dabei vorzugsweise hermetisch dicht gestaltet. Davon unbenommen können wie oben beschrieben Ionen, gegebenenfalls auch nur selektiv, durch die Membranstruktur 200 bzw. durch einzelne Untermembranen 220 hindurch diffundieren. Die Untermembranen 200 sind dabei z.B. an Randbereichen 230 ihrer Unterseiten 224 mit der Stützstruktur 250 verbunden. Die Stützstruktur 250 ist aus einer Mehrzahl von wandartigen Stützelementen 260 gebildet. Dabei weisen die Stützelemente 260 ein Profil 270 auf, das mit den Randbereichen 230 der Unterseiten 224 der Untermembranen 220 mechanisch verbunden ist. Das Profil 270 weist einen ersten Abschnitt 272 mit einer ersten Breite B1 und einen zweiten Abschnitt 274 mit einer zweiten Breite B2 auf. Der erste Abschnitt 272 ist der Membranstruktur 200 zugewandt. Der zweite Abschnitt 274 grenzt an den ersten FIG. 1 c shows that the sub-membranes 200 are connected to the support structure 250. The compound is preferably designed hermetically sealed. Irrespective of this, as described above, ions, if appropriate also only selectively, can diffuse through the membrane structure 200 or through individual sub-membranes 220. In this case, the sub-membranes 200 are connected to the support structure 250 at edge regions 230 of their undersides 224, for example. The support structure 250 is formed of a plurality of wall-like support members 260. In this case, the support elements 260 on a profile 270 which is mechanically connected to the edge regions 230 of the lower sides 224 of the lower membranes 220. The profile 270 has a first section 272 with a first width B1 and a second section 274 with a second width B2. The first section 272 faces the membrane structure 200. The second section 274 is adjacent to the first
Abschnitt 272 an. Der erste Abschnitt 272 ist zwischen dem zweiten Abschnitt 274 und der Membranstruktur 200 angeordnet. Dabei ist die erste Breite B1 größer ist als die zweite Breite B2. Vorzugsweise ist die erste Breite B1 wenigstens doppelt so groß ist wie die zweite Breite B2 oder sogar wenigstens drei Mal so groß wie die zweite Breite B2. Die erste Breite B1 und die zweite Breite B2 werden jeweils parallel zu der Membranstruktur 200 bestimmt. Section 272. The first portion 272 is disposed between the second portion 274 and the membrane structure 200. In this case, the first width B1 is greater than the second width B2. Preferably, the first width B1 is at least twice as large as the second width B2 or even at least three times as large as the second width B2. The first width B1 and the second width B2 are each determined parallel to the membrane structure 200.
Das Stützelement 260 weist auf der vom zweiten Abschnitt 274 abgewandten Seite des ersten Abschnitts 272 einen dritten Abschnitt 276 auf. Der dritte Abschnitt 276 ragt hier über das Profil 270 hinaus. Die Stirnseite 252 der Stützstruktur 250 ist die von dem ersten Abschnitt 272 abgewandte Seite des dritten Abschnitts 276. Der dritte Abschnitt 276 weist an seinem als Stirnseite 252 ausgebildeten Ende eine dritte Breite B3 auf. Diese dritte Breite kann z.B. ungefähr der zweiten Breite B2 entsprechen und kann somit z.B. kleiner als die erste Breite B1 sein. The support element 260 has a third section 276 on the side of the first section 272 facing away from the second section 274. The third section 276 protrudes beyond the profile 270. The end face 252 of the support structure 250 is the side of the third section 276 facing away from the first section 272. The third section 276 has a third width B3 on its end formed as end face 252. This third width may e.g. approximately equal to the second width B2, and thus may e.g. be smaller than the first width B1.
Figur 2 zeigt eine Ausführungsform für ein Halbleiter-Bauelement 100, z.B. für ein mikromechanisches Sensorelement 900 bzw. als Festkörperelektrolyt- Sensorelement 900 oder für eine Brennstoffzelle 910 in perspektivischer Figure 2 shows an embodiment for a semiconductor device 100, e.g. for a micromechanical sensor element 900 or as a solid electrolyte sensor element 900 or for a fuel cell 910 in perspective
Darstellung. Auf der Stirnseite 252 der Stützstruktur 250 sind in diesem Presentation. On the front side 252 of the support structure 250 are in this
Ausführungsbeispiel zwei Leiterbahnen 300a, 300b dargestellt. Eine der Embodiment two interconnects 300a, 300b shown. One of the
Leiterbahnen 300a, 300b kann z.B. als Heiz-Leiterbahn 302a ausgebildet sein, die andere z.B. als Temperaturelement 304b. Es können auch beide Leiterbahnen Tracks 300a, 300b may be e.g. be designed as a heating conductor 302a, the other e.g. as a temperature element 304b. It can also both conductors
300a, 300b als Heiz-Leiterbahnen 302a, 302b ausgebildet sein, die z.B. parallel geschaltet sind. Beim Ausfall einer Heiz-Leiterbahn 302a wäre dann die andere 300a, 300b may be formed as heating tracks 302a, 302b, e.g. are connected in parallel. If one heating trace 302a fails, then the other would be
Heiz-Leiterbahn 302b in der Lage, die Heizfunktion sicherzustellen. Somit kann die Lebensdauer des Halbleiter-Bauelements 100 durch diese eingebaute Redundanz gesteigert werden. Grundsätzlich sind auch mehr als zwei Leiterbahnen 300a, 300b denkbar, die auf der Stirnseite 252 der Stützstruktur 250 verlaufen, z.B. drei, vier, fünf, sechs oder bis zu 30 Leiterbahnen 300, 302, 304, die voneinander unabhängig angesteuert werden können. In hier nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann wenigstens eine Leiterbahn 300, 302, 304 auch alternativ oder zusätzlich auf einer Stirnseite der Stützstruktur 250 angeordnet sein, die an dem anderen distalen Ende der Stützstruktur 250 angeordnet ist. Mit anderen Worten kann eine derartige Leiterbahn 300, 302, 304 unterhalb der Untermembranen 220 verlaufen. In Fig. 1 c könnte so z.B. eine Heating trace 302b able to ensure the heating function. Thus, the lifetime of the semiconductor device 100 can be increased by this built-in redundancy. In principle, more than two conductor tracks 300a, 300b are conceivable, which extend on the end face 252 of the support structure 250, for example three, four, five, six or up to 30 tracks 300, 302, 304, which can be controlled independently of one another. In embodiments not shown here, at least one printed conductor 300, 302, 304 may alternatively or additionally be provided on an end face of the supporting structure 250 disposed at the other distal end of the support structure 250. In other words, such a trace 300, 302, 304 may extend below the sub-membranes 220. In Fig. 1 c could be such as a
derartige Leiterbahn 300, 302, 304 am in der Figur unteren Ende der zweiten Such conductor track 300, 302, 304 at the lower end in the figure of the second
Abschnitte 274 angeordnet sein, also auf den Stirnflächen der dornartigen nach unten ragenden Elemente. Be arranged portions 274, ie on the end faces of the thorn-like downwardly projecting elements.
Das vorgeschlagene Halbleiter-Bauelement 100 mit der Heiz-Leiterbahn 200 bzw. The proposed semiconductor device 100 with the heating conductor 200 or
das vorgeschlagene Sensorelement 900 mit einem Halbleiter-Bauelement 100 können zum Beispiel in Sensorelementen für elektrochemische Messfühler, z.B. für Lambdasonden verwendet werden. Lambdasonden können für die Erfassung bzw. For example, the proposed sensor element 900 including a semiconductor device 100 may be incorporated into sensor elements for electrochemical sensing elements, e.g. used for lambda probes. Lambda sensors can be used for recording or
Bestimmung einer Sauerstoffkonzentration im Abgas von Brennkraftmaschinen verwendet werden: Auch die Verwendung in Brennstoffzellen 910 ist denkbar. Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie„aufweisend",„umfassend", etc. keine anderen Elemente ausschließen und Begriffe wie„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließen. So ist aus Gründen der Lesbarkeit beispielsweise unter dem Ausdruck „eine Leiterbahn" synonym zu dem Ausdruck„wenigstens eine Leiterbahn" zu verstehen. Analog gilt dies auch für andere Elemente in dieser Anmeldung, z.B. für die Determination of an oxygen concentration in the exhaust gas of internal combustion engines can be used: The use in fuel cell 910 is conceivable. Finally, it should be noted that terms such as "comprising," "comprising," etc., do not exclude other elements, and terms such as "a" or "an" do not exclude a multitude. Thus, for reasons of readability, for example, the term "a printed circuit" is to be understood as synonymous with the expression "at least one printed circuit". By analogy, this also applies to other elements in this application, e.g. for the
Membranstruktur und/oder die Stützstruktur und/oder die Stirnseite. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen. Membrane structure and / or the support structure and / or the front side. It should also be appreciated that features described with reference to any of the above embodiments may also be used in combination with other features of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

Claims

Ansprüche: Claims:
Halbleiter-Bauelement, insbesondere Sensorelement zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum, umfassend Semiconductor component, in particular sensor element for detecting at least one property of a sample gas in a sample gas chamber, comprising
~ eine Membranstruktur (200), wobei die Membranstruktur (200) aus einer Mehrzahl von wabenförmig ausgebildeten Untermembranen (220) gebildet ist,  a membrane structure (200), wherein the membrane structure (200) is formed from a plurality of honeycomb-shaped sub-membranes (220),
~ eine Stützstruktur (250) zur mechanischen Stabilisierung der Membranstruktur a support structure (250) for mechanical stabilization of the membrane structure
(200), (200)
wobei die Untermembranen (200), insbesondere an Randbereichen (230) ihrer Unterseiten (224), mit der Stützstruktur (250) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Leiterbahn (300, 302, 304) auf einer Stirnseite (252) der  wherein the sub - membranes (200), in particular at edge regions (230) of their undersides (224), are connected to the support structure (250), characterized in that at least one conductor track (300, 302, 304) on an end face (252) of the
Stützstruktur (250) angeordnet ist.  Support structure (250) is arranged.
Halbleiter-Bauelement nach Anspruch 1 , Semiconductor component according to Claim 1,
wobei auf der Stirnseite (252) der Stützstruktur (250) wenigstens zwei voneinander unabhängige, insbesondere nicht in Serie geschaltete, Leiterbahnen (300a, 300b, 302, 304) angeordnet sind.  wherein on the end face (252) of the support structure (250) at least two mutually independent, in particular not connected in series, conductor tracks (300a, 300b, 302, 304) are arranged.
Halbleiter-Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, Semiconductor component according to Claim 1 or 2, characterized
wobei die Leiterbahn (300) dazu ausgebildet ist, elektrische oder elektronische Komponenten auf der Membranstruktur (200) elektrisch zu kontaktieren,  wherein the conductor track (300) is configured to electrically contact electrical or electronic components on the membrane structure (200),
oder  or
wobei die Leiterbahn (300) als Heiz-Leiterbahn (302) eingerichtet ist, die  wherein the conductor track (300) is arranged as a heating conductor track (302), the
Membranstruktur (200) zu heizen,  Heating membrane structure (200),
wobei die Leiterbahn (302) insbesondere zur Erzeugung von Temperaturen von wenigstens 300°C oder von Temperaturen von wenigstens 600°C geeignet ist, oder  wherein the conductor track (302) is particularly suitable for generating temperatures of at least 300 ° C or temperatures of at least 600 ° C, or
wobei die Leiterbahn (300) als Temperaturerfassungselement (304) ausgebildet und dazu eingerichtet ist, eine Temperatur zu erfassen, insbesondere eine Temperatur der Membranstruktur (200). 4. Halbleiter-Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,  wherein the conductor track (300) is designed as a temperature detection element (304) and is adapted to detect a temperature, in particular a temperature of the membrane structure (200). 4. Semiconductor component according to one of the preceding claims,
wobei die Leiterbahn (300, 302, 304) eine Länge L entlang der Stirnseite (252) der Stützstruktur (250) aufweist, wobei die Länge L wenigstens dem Dreifachen des Durchmesser D einer Untermembran (220) entspricht, insbesondere wenigstens dem Fünffachen des Durchmessers D einer Untermembran (220). wherein the conductor track (300, 302, 304) has a length L along the end face (252) of the Supporting structure (250), wherein the length L corresponds to at least three times the diameter D of a lower membrane (220), in particular at least five times the diameter D of a lower membrane (220).
Halbleiter-Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Semiconductor component according to one of the preceding claims,
wobei die Stützstruktur (250) aus einer Mehrzahl von wandartigen Stützelementenwherein the support structure (250) consists of a plurality of wall-like support elements
(260) gebildet ist, (260) is formed,
wobei die Stützelemente (260) ein Profil (270) aufweisen, das mit den wherein the support elements (260) have a profile (270) that matches the
Randbereichen (230) der Unterseiten (224) der Untermembranen (220) mechanisch verbunden ist. Edge regions (230) of the lower sides (224) of the lower membranes (220) is mechanically connected.
Halbleiter-Bauelement nach Anspruch 5, Semiconductor component according to Claim 5,
wobei das Profil (270) einen ersten Abschnitt (272) mit einer ersten Breite B1 und einen zweiten Abschnitt (274) mit einer zweiten Breite B2 aufweist, wherein the profile (270) has a first section (272) with a first width B1 and a second section (274) with a second width B2,
wobei der erste Abschnitt (272) der Membranstruktur (200) zugewandt ist, wobei der zweite Abschnitt (274) an den ersten Abschnitt (272) angrenzt, wobei der erste Abschnitt (272) zwischen dem zweiten Abschnitt (274) und der Membranstruktur (200) angeordnet ist, wherein the first portion (272) faces the membrane structure (200), the second portion (274) contiguous with the first portion (272), the first portion (272) between the second portion (274) and the membrane structure (200 ) is arranged
wobei die erste Breite B1 größer ist als die zweite Breite B2, wobei die erste Breite B1 insbesondere wenigstens doppelt so groß ist wie die zweite Breite B2, wobei die erste Breite B1 und die zweite Breite B2 jeweils parallel zu der wherein the first width B1 is greater than the second width B2, wherein the first width B1 is in particular at least twice as large as the second width B2, the first width B1 and the second width B2 respectively parallel to the
Membranstruktur (200) bestimmt werden. Membrane structure (200) can be determined.
Halbleiter-Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Semiconductor component according to one of the preceding claims,
wobei die Stützstruktur (250) und die Membranstruktur (200) eine Mehrzahl vonwherein the support structure (250) and the membrane structure (200) comprise a plurality of
Hohlräumen (280) umschließen, Enclose cavities (280),
wobei die Stützstruktur (250) und die Membranstruktur (200) insbesondere mikromechanisch hergestellt sind, wherein the support structure (250) and the membrane structure (200) are made in particular micromechanically,
wobei die Hohlräume (280) mindestens einen Querschnitt parallel zur Ebene der Membranstruktur (200) aufweisen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem Dreieck, wherein the cavities (280) have at least one cross-section parallel to the plane of the membrane structure (200) selected from the group consisting of: a triangle,
einem Viereck, a square,
einem Fünfeck, a pentagon,
einem Sechseck, a hexagon,
einem Polygon, a polygon,
einem Kreis. a circle.
8. Halbleiter-Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stützstruktur (250) auf der der Stützstruktur (250) zugewandten Seite der Leiterbahn (300, 302, 304) eine elektrisch isolierende Isolationsschicht (320) aufweist, 8. Semiconductor component according to one of the preceding claims, wherein the support structure (250) on the support structure (250) facing side of the conductor track (300, 302, 304) has an electrically insulating insulating layer (320),
wobei insbesondere die Isolationsschicht (320) an die Leiterbahn (300, 302, 304) angrenzt.  wherein, in particular, the insulating layer (320) adjoins the conductor track (300, 302, 304).
9. Halbleiter-Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. Semiconductor component according to one of the preceding claims,
wobei die Membranstruktur (200) wenigstens abschnittsweise als eine  wherein the membrane structure (200) at least in sections as a
Festkörperelektrolytmembran gebildet ist.  Solid electrolyte membrane is formed.
10. Halbleiter-Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 10. Semiconductor component according to one of the preceding claims,
wobei die Stirnseite (252) der Stützstruktur (250) über die Ebene (205) der  wherein the end face (252) of the support structure (250) over the plane (205) of the
Membranstruktur (200) hinausragt.  Membrane structure (200) protrudes.
1 1 . Sensorelement zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum, insbesondere zur Erfassung eines Anteils einer 1 1. Sensor element for detecting at least one property of a sample gas in a sample gas space, in particular for detecting a portion of a
Gaskomponente in dem Messgas oder einer Temperatur des Messgases, wobei das Sensorelement (900) ein Halbleiter-Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.  Gas component in the measurement gas or a temperature of the measurement gas, wherein the sensor element (900) comprises a semiconductor device (100) according to any one of the preceding claims.
12. Brennstoffzellenanordnung, wobei die Brennstoffzellenanordnung ein Halbleiter- Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist. 12. A fuel cell assembly, wherein the fuel cell assembly comprises a semiconductor device (100) according to any one of claims 1 to 10.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19742696A1 (en) 1997-09-26 1999-05-06 Siemens Matsushita Components Component with planar conductor track
WO2005030376A1 (en) * 2003-09-23 2005-04-07 Lilliputian Systems, Inc. Stressed thin-film membrane islands
WO2013190164A1 (en) * 2012-06-21 2013-12-27 Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic) Solid oxide electrolyte membrane supported on doped silicon ribs for uses in micro solid-oxide fuel cells
US20140262838A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Microelectrochemical Sensor and Method for Operating a Microelectrochemical Sensor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE123876T1 (en) * 1990-07-04 1995-06-15 Siemens Ag OXYGEN SENSOR WITH SEMICONDUCTIVE GALLIUM OXIDE.
DE4428155C2 (en) * 1994-08-09 1996-12-19 Siemens Ag Method of manufacturing a gas sensor
DE10356507B4 (en) * 2003-12-03 2012-01-26 Robert Bosch Gmbh Sprung micromechanical structure and method for its production
DE102005023699B4 (en) * 2005-05-23 2013-11-07 Robert Bosch Gmbh Method for producing a micromechanical component with a membrane
DE102012201304A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-01 Robert Bosch Gmbh Micromechanical solid electrolyte sensor device and corresponding manufacturing method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19742696A1 (en) 1997-09-26 1999-05-06 Siemens Matsushita Components Component with planar conductor track
WO2005030376A1 (en) * 2003-09-23 2005-04-07 Lilliputian Systems, Inc. Stressed thin-film membrane islands
WO2013190164A1 (en) * 2012-06-21 2013-12-27 Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic) Solid oxide electrolyte membrane supported on doped silicon ribs for uses in micro solid-oxide fuel cells
US20140262838A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Microelectrochemical Sensor and Method for Operating a Microelectrochemical Sensor

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