EP0766089A2

Microelectronic integrated sensor and method for manufacturing the same

Abstract

Die Erfindung betrifft einen mikroelektronischen integrierten Sensor, in dem ein Cantilever ausgebildet ist. Zur Vermeidung von mechanischem Streß während des Herstellungsprozesses ist der Cantilever frei beweglich in dem Sensor angeordnet. Dazu ist ein Auflager zur Halterung des Cantilevers und seitliche und obere Bewegungsbegrenzungen vorgesehen, die ein Abrutschen des Cantilevers von dem Auflager verhindern. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Sensor.

EP0766089A2, drawing sheet 1
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8 claims: 3 independent, 5 dependent

  1. 1
    Mikroelektronischer, integrierter Sensor, in dem ein Cantilever ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Cantilever (13) an einem Auflager aufgelegt ist, daß seitliche (15) und obere Bewegungsbegrenzungen (16) vorhanden sind, die in der Weise von einem Rand des Cantilevers beabstandet sind, daß einerseits ausreichende Ausgleichsbewegungen des Cantilevers zum Abbau von mechanischem Streß möglich sind, und daß andererseits die Ausgleichsbewegungen nur im Bereich des Auflagers möglich sind.
  2. 2
    Mikroelektronischer, integrierter Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Auflager und Bewegungsbegrenzungen (15, 16) als Einheit ausgebildet sind.
  3. 3
    Mikroelektronischer, integrierter Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine den Cantileverrand sacklochförmig oder schlitzförmig umgebende Aufnahmeeinrichtung zur Bildung des Auflagers und Bewegungsbegrenzungen (15, 16) vorgesehen ist.
  4. 4
    Mikroelektronischer, integrierter Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Bewegungsbegrenzung und/oder die Lagerpunkte im gesamten Umfangsbereich des Cantilevers vorhanden sind.
  5. 5
    Mikroelektronischer, integrierter Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Bewegungsbegrenzung in Form einer Stütze ausgebildet ist, die durch eine in dem Cantilever gebildete Ausnehmung geführt ist.
  6. 6
    Verfahren zur Herstellung eines mikroelektronischen, integrierten Sensors, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in dem ein Cantilever ausgebildet ist, bei dem auf einem Substrat (1) ein erstes Oxid (2) erzeugt wird, welches als Ausgangsbasis für die Erzeugung des Auflagers vorgesehen ist, darauf eine zweite Oxidschicht (3) abgeschieden wird, die eine höhere Ätzrate als die erste Oxidschicht besitzt, eine erste Polysiliziumschicht (4) zur Bildung des Cantilevers (13) abgeschieden, dotiert und rekristallisiert wird, in der ersten Polysiliziumschicht ein Löcherarray (5) zur späteren isotropen Ätzung der ersten und zweiten Oxidschichten (2, 3) strukturiert wird, eine dritte Oxidschicht (6) aufgebracht wird, deren Ätzrate ähnlich der Ätzrate der zweiten Oxidschicht (3) ist und die zusammen mit der zweiten Oxidschicht (3) zur Bildung einer seitlichen Bewegungsbegrenzung (15) vorgesehen ist, eine Materialschicht (7) mit einer niedrigeren Ätzrate als die der zweiten und dritten Oxidschicht (3, 6) zur Bildung einer oberen Bewegungsbegrenzung (16) aufgebracht wird, eine zweite Polysiliziumschicht (8) zur Bildung eines Deckels aufgebracht wird, in der zweiten Polysiliziumschicht (8) ein Löcherarray zum Durchlaß eines Ätzmittels strukturiert wird, und eine isotrope Oxidätzung zur Bildung des Hohlraums (10) durchgeführt wird.
  7. 7
    Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß zur Bildung der ersten Oxidschicht mit einer LOCOS-Technik ein thermisches Oxid erzeugt wird, die zweite und dritte Oxidschicht (3, 6) durch TEOS-Abscheidung erzeugt werden und als weiteres Material darauf eine Borphosporsilikatglas-Schicht abgeschieden wird.
  8. 8
    Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Herstellung des Löcherarrays (9) in der zweiten Polysiliziumschicht (8) in zwei Schritten durchgeführt wird, wobei nach Ätzung der ersten Löcher eine anisotrope Oxidätzung mit isotroper Komponente durchgeführt wird, und die dabei erzeugten Hohlräume bei der Lackaufbringung zur Strukturierung der zweiten Löcher unter Bildung von Lackstützen (11) mit Lack gefüllt werden.