DE102021200235A1

DE102021200235A1 - Mikromechanisches Bauteil für eine Sensorvorrichtung

Info

Publication number: DE102021200235A1
Application number: DE102021200235.8A
Authority: DE
Inventors: Jochen Reinmuth
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-01-13
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2022-07-14
Also published as: US12252394B2; US20220250901A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mikromechanisches Bauteil für eine Sensorvorrichtung mit einer an und/oder in einer Halterung (30) angeordneten seismischen Masse (48), welche einen ersten Elektrodenbereich (46a), einen von dem ersten Elektrodenbereich (46a) elektrisch isolierten zweiten Elektrodenbereich (46b) und einen Verbindungsbereich (40) aus mindestens einem elektrisch-isolierenden Material umfasst, wobei der erste Elektrodenbereich (46a) und der zweite Elektrodenbereich (46b) jeweils den Verbindungsbereich (40) mechanisch kontaktieren und über den Verbindungsbereich (40) miteinander verbunden sind, wobei zumindest ein erster leitfähiger Bereich (32a) des ersten Elektrodenbereichs (46a) und ein zweiter leitfähiger Bereich (32a) des zweiten Elektrodenbereichs (46b) aus einer ersten Halbleiter- und/oder Metallschicht herausstrukturiert sind, und wobei der erste Elektrodenbereich (46a) zusätzlich noch einen dritten leitfähigen Bereich (44a) umfasst und der zweite Elektrodenbereich (46b) zusätzlich noch einen vierten leitfähigen Bereich (44b) umfasst, wobei der dritte leitfähige Bereich (44a) und der vierte leitfähige Bereich (44b) aus einer zweiten Halbleiter- und/oder Metallschicht herausstrukturiert sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein mikromechanisches Bauteil für eine Sensorvorrichtung. Ebenso betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil für eine Sensorvorrichtung.
Stand der Technik
1 zeigt eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Drehratensensors, welcher der Anmelderin als interner Stand der Technik bekannt ist.
Der in 1 schematisch dargestellte herkömmliche Drehratensensor hat ein Substrat 10 mit einer Substratoberfläche 10a, an welcher eine seismische Masse 12 über zumindest eine Feder 14 derart angebunden ist, dass die seismische Masse 12 in Bezug zu dem Substrat 10 verstellt werden kann. Mittels eines sich entlang einer senkrecht zu der Substratoberfläche 10a ausgerichteten Richtung durch die seismische Masse 12 erstreckenden Isolierbereichs 16 ist die seismische Masse 12 in einen ersten Elektrodenbereich 12a und in einen zweiten Elektrodenbereich 12b unterteilt. Der erste Elektrodenbereich 12a und der zweite Elektrodenbereich 12b sind somit (zusammen mit der mindestens einen Feder 14) aus einer einzigen Halbleiterschicht 18 herausstrukturiert. Der herkömmliche Drehratensensor weist außerdem noch eine benachbart zu dem ersten Elektrodenbereich 12a angeordnete erste Gegenelektrode 20a und eine benachbart zu dem zweiten Elektrodenbereich 12b angeordnete zweite Gegenelektrode 20b auf, wobei die erste Gegenelektrode 20a und die zweite Gegenelektrode 20b auf einer die Substratoberfläche 10a zumindest teilweise abdeckenden Isolierschicht 22 fixiert sind.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft ein mikromechanisches Bauteil für eine Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil für eine Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft mikromechanische Bauteile, welche jeweils in einer Sensorvorrichtung, wie beispielsweise einem Drehratensensor, oder in einer Aktorvorrichtung verwendet werden können. Die erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauteile weisen selbst bei Überlast eine vergleichsweise hohe Bruchfestigkeit auf. Außerdem sind die erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauteile mittels eines relativ geringen Arbeitsaufwands unter Einhaltung einer verlässlichen Qualität herstellbar. Die erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauteile können deshalb auch sehr kostengünstig hergestellt werden.
Da die erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauteile einen vergleichsweise einfachen Aufbau aufweisen, sind sie relativ leicht miniaturisierbar. Die mikromechanischen Bauteile können deshalb vielseitig eingesetzt werden. Des Weiteren können die erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauteile unter Ausführung bekannter Prozesse der Halbleitertechnologie hergestellt werden. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil ist deshalb leicht in bereits angewandte Herstellungsprozesse integrierbar.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils ist zwischen dem ersten leitfähigen Bereich und dem zweiten leitfähigen Bereich ein durch die erste Halbleiter- und/oder Metallschicht strukturierter erster Trenngraben ausgebildet und zwischen dem dritten leitfähigen Bereich und dem vierten leitfähigen Bereich ist ein durch die zweite Halbleiter- und/oder Metallschicht strukturierter zweiter Trenngraben ausgebildet, wobei eine mittig durch den ersten Trenngraben verlaufende erste Mittelebene parallel und in einem Abstand ungleich Null zu einer mittig durch den zweiten Trenngraben verlaufenden zweiten Mittelebene ausgerichtet ist, wobei eine zu dem dritten leitfähigen Bereich und dem vierten leitfähigen Bereich ausgerichtete erste Mündung des ersten Trenngrabens und eine zu dem ersten leitfähigen Bereich und dem zweiten leitfähigen Bereich ausgerichtete zweite Mündung des zweiten Trenngrabens an einem von dem mindestens einen Material der zweiten Halbleiter- und/oder Metallschicht freien Verbindungsgraben münden.
Vorzugsweise ist in diesem Fall zumindest der Verbindungsgraben zumindest teilweise mit dem mindestens einen elektrisch-isolierenden Material des Verbindungsbereichs gefüllt. Mittels der hier beschriebenen Ausbildung des Verbindungsbereichs ist verlässlich sicherstellbar, dass der von dem ersten Elektrodenbereich elektrisch getrennte/isolierte zweite Elektrodenbereich trotzdem mit einer hohen Bruchfestigkeit mechanisch mit dem ersten Elektrodenbereich verbunden bleibt. Trotz der Potentialtrennung zwischen dem ersten Elektrodenbereich und dem zweiten Elektrodenbereich der seismischen Masse kann die seismische Masse somit vielseitig genutzt werden.
Beispielsweise erstrecken sich der erste Trenngraben entlang seiner ersten Mittelebene und der zweite Trenngraben entlang seiner zweiten Mittelebene von einer ersten Seite der seismischen Masse zu einer zweiten Seite der seismischen Masse. Bevorzugterweise sind in diesem Fall der erste leitfähige Bereich und der zweite leitfähige Bereich sowohl auf der ersten Seite der seismischen Masse als auch auf der zweiten Seite der seismischen Masse jeweils benachbart zu dem ersten Trenngraben mit einem hervorstehenden Trenngrabenrandbereich ausgebildet, wobei der Verbindungsgraben benachbart zu dem zweiten Trenngraben sowohl auf der ersten Seite der seismischen Masse als auch auf der zweiten Seite der seismischen Masse jeweils eine Seitenwand jeweils des dritten leitfähigen Bereichs und des vierten leitfähigen Bereichs durchbricht und eine hervorstehende Kante des Verbindungsbereichs aus dem mindestens einen elektrisch-isolierenden Material an den durchbrochenen Seitenwänden jeweils des dritten leitfähigen Bereichs und des vierten leitfähigen Bereichs hervorsteht, wobei die hervorstehenden Kanten des Verbindungsbereichs die hervorstehenden Trenngrabenrandbereiche des ersten leitfähigen Bereichs und des zweiten leitfähigen Bereichs abdecken. Wie anhand der nachfolgenden Beschreibung deutlich wird, kann mittels der hier beschriebenen Ausbildung des Verbindungsbereichs mit der hervorstehenden Kante aus dem mindestens einen elektrisch-isolierenden Material beim Herausstrukturieren der seismischen Masse aus der ersten Halbleiter- und/oder Metallschicht und aus der zweiten Halbleiter- und/oder Metallschicht sichergestellt werden, dass keine Rückstände zu einem unerwünschten Kurzschluss zwischen dem ersten Elektrodenbereich und dem davon elektrisch getrennten/isolierten zweiten Elektrodenbereich führen.
Vorteilhaft ist es auch, wenn der erste Trenngraben sich entlang seiner ersten Mittelebene von einem auf der ersten Seite der seismischen Masse an der hervorstehenden Kante des Verbindungsbereichs hervorstehenden Nasenbereich aus dem mindestens einen elektrisch-isolierenden Material des Verbindungsbereichs bis zu einem auf der zweiten Seite der seismischen Masse an der hervorstehenden Kante des Verbindungsbereichs hervorstehenden Nasenbereich aus dem mindestens einen elektrisch-isolierenden Material des Verbindungsbereichs erstreckt. Auch die hier beschriebenen hervorstehenden Nasenbereiche tragen zur Verhinderung eines unerwünschten Kurzschlusses zwischen dem ersten Elektrodenbereich und dem davon elektrisch getrennten/isolierten zweiten Elektrodenbereich bei.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils weist das mindestens eine elektrisch-isolierende Material des Verbindungsbereichs jeweils eine elektrische Leitfähigkeit kleiner-gleich 10^-8 S·cm^-1 und/oder einen spezifischen Widerstand größer-gleich 10⁸ Ω·cm auf. Dies ermöglicht die Anlegung von unterschiedlichen elektrischen Potentialen an dem ersten Elektrodenbereich und dem zweiten Elektrodenbereich der seismischen Masse.
Beispielsweise kann das mindestens eine elektrisch-isolierende Material des Verbindungsbereichs siliziumreiches Siliziumnitrid sein. Ein wesentlicher Vorteil von siliziumreichem Siliziumnitrid ist seine hohe Ätzresistenz gegenüber Ätzmaterialien, welche typischerweise zum Ätzen eines als Opfermaterial eingesetzten Siliziumdioxids eingesetzt werden. Bei einer Nutzung von siliziumreichem Siliziumnitrid als das mindestens eine elektrisch-isolierende Material kann somit verhindert werden, dass der Verbindungsbereich unerwünschter Weise bei einem Ätzen des als Opfermaterial eingesetzten Siliziumdioxids (im Wesentlichen) mitgeätzt wird.
Die vorausgehend beschriebenen Vorteile werden auch bei einem Ausführen eines korrespondierenden Herstellungsverfahrens für ein mikromechanisches Bauteil für eine Sensorvorrichtung oder Aktorvorrichtung bewirkt. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das Herstellungsverfahren gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen des mikromechanischen Bauteils weitergebildet werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Herstellungsverfahrens wird nach dem Strukturieren des ersten Trenngrabens mit einer senkrecht zu der ersten Mittelebene ausgerichteten maximalen Ausdehnung das mindestens eine elektrisch-isolierende Material des späteren Verbindungsbereichs auf zumindest Teilflächen des späteren ersten leitfähigen Bereichs und des späteren zweiten leitfähigen Bereichs mit einer Mindestschichtdicke abgeschieden, wobei die Mindestschichtdicke zumindest um einen Faktor 2 größer-gleich der maximalen Ausdehnung des ersten Trenngrabens senkrecht zu der ersten Mittelebene ist. Auf diese Weise kann verlässlich sichergestellt werden, dass beim Abscheiden des mindestens einen elektrisch-isolierenden Materials des späteren Verbindungsbereichs auch der erste Trenngraben (nahezu) vollständig mit dem mindestens einen elektrisch-isolierenden Material gefüllt wird.
Alternativ oder ergänzend können der erste Trenngraben, ein benachbart zu der ersten Mündung des ersten Trenngrabens liegender erster Teilbereich des Verbindungsgrabens und ein benachbart zu der zweiten Mündung des zweiten Trenngrabens liegender zweiter Teilbereich des Verbindungsgrabens mit mindestens einem Opfermaterial gefüllt werden, während ein zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich liegender Restbereich des Verbindungsgrabens mit dem mindestens einen elektrisch-isolierenden Material des späteren Verbindungsbereichs gefüllt wird, wobei das mindestens eine Opfermaterial zumindest teilweise mittels eines Ätzmediums entfernt wird, dessen Ätzrate für das mindestens eine Opfermaterial jeweils zumindest um einen Faktor von 2 größer als für das mindestens eine elektrisch-isolierende Material des späteren Verbindungsbereichs ist. Auf diese Weise kann der Verbindungsbereich gezielt so „klein“ ausgebildet werden, dass er aufgrund seiner reduzierten Kontaktflächen mit dem ersten Elektrodenbereich und dem zweiten Elektrodenbereich nur eine sehr geringe elektrische Kapazität zwischen dem ersten Elektrodenbereich und dem zweiten Elektrodenbereich bildet.
Figurenliste
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Drehratensensors;
2A bis 2D schematische Darstellungen zum Erläutern einer ersten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens;
3A und 3B schematische Darstellungen zum Erläutern einer zweiten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens; und
4a und 4b schematische Darstellungen einer Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils.

Ausführungsformen der Erfindung
2A bis 2D zeigen schematische Darstellungen zum Erläutern einer ersten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens, wobei die 2Aa bis 2Da Draufsichten auf Zwischenprodukte, die 2Ab bis 2Db Querschnitte entlang einer Linie AA' der 2Aa bis 2Da und die 2Ac bis 2Dc Querschnitte entlang einer senkrecht zu der Linie AA' ausgerichteten Linie BB' der 2Aa bis 2Da wiedergeben.
Bei dem im Weiteren beschriebenen Herstellungsverfahren wird eine seismische Masse an und/oder in einer Halterung 30 des mikromechanischen Bauteils derart gebildet, dass die seismische Masse verformbar und/oder im Bezug zu der Halterung 30 verstellbar ist. Beispielhaft umfasst/ist die Halterung 30 bei der hier beschriebenen Ausführungsform ein Substrat 30 mit einer Substratoberfläche 30a. Das Substrat 30 ist vorzugsweise ein Halbleitersubstrat, wie insbesondere ein Siliziumsubstrat. Alternativ oder als Ergänzung zu Silizium kann das Substrat 30 jedoch auch mindestens ein anderes Halbleitermaterial, mindestens ein Metall und/oder mindestens einen Isolator umfassen.
Die seismische Masse wird mit einem ersten Elektrodenbereich, einem von dem ersten Elektrodenbereich elektrisch isolierten zweiten Elektrodenbereich und einem Verbindungsbereich aus mindestens einem elektrisch-isolierenden Material ausgebildet. Ein erster leitfähiger Bereich des ersten Elektrodenbereichs und ein zweiter leitfähiger Bereich des zweiten Elektrodenbereichs werden aus einer ersten Halbleiter- und/oder Metallschicht 32 herausstrukturiert. 2Aa zeigt eine Draufsicht auf die erste Halbleiter- und/oder Metallschicht 32. Die erste Halbleiter- und/oder Metallschicht 32 kann beispielsweise eine Siliziumschicht/Polysiliziumschicht sein. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine Ausführbarkeit des hier beschriebenen Herstellungsverfahrens nicht auf die Ausbildung des ersten leitfähigen Bereichs und des zweiten leitfähigen Bereichs aus Silizium beschränkt ist.
Beispielhaft wird bei der hier beschriebenen Ausführungsform des Herstellungsverfahrens die erste Halbleiter- und/oder Metallschicht 32 auf mindestens einer die Substratoberfläche 30a des Substrats 30 zumindest teilweise abdeckenden Zwischenschicht 34 abgeschieden. Dargestellt ist in den 2Ab und 2Ac nur eine Opferschicht 34 aus mindestens einem Opfermaterial, wie insbesondere Siliziumdioxid, als die mindestens eine Zwischenschicht 34. Optionaler Weise kann jedoch auch noch eine Elektroden- und/oder Leiterbahnschicht (z.B. für mindestens eine spätere Gegenelektrode) und/oder eine andere Funktionsschicht als die mindestens eine Zwischenschicht 34 auf der Substratoberfläche 30a ausgebildet sein. Es wird hier auch darauf hingewiesen, dass als Ausgangsmaterial für eine Schichtfolge aus dem Substrat 30, der Opferschicht 34 und der ersten Halbleiter- und/oder Metallschicht 32 auch ein SOI-Substrat (Silicone On Isolator Substrate) verwendet werden kann. Sofern gewünscht, kann auch mindestens ein Kontaktbereich durch die Opferschicht 34 strukturiert werden/sein.
2Aa bis 2Ac zeigen ein Zwischenprodukt nach einem Strukturieren eines ersten Trenngrabens 36 durch die erste Halbleiter- und/oder Metallschicht 32. Unter dem ersten Trenngraben 36 ist ein durch die erste Halbleiter- und/oder Metallschicht 32 durchgehender erster Trenngraben 36 zu verstehen. Wie in 2Aa erkennbar ist, wird der erste Trenngraben 36 so zwischen dem späteren ersten leitfähigen Bereich und dem späteren zweiten leitfähigen Bereich durch die erste Halbleiter- und/oder Metallschicht 32 strukturiert, dass eine erste Mittelebene 38 mittig durch den ersten Trenngraben 36 verläuft. Beispielhaft liegt die Linie AA' in der ersten Mittelebene 38 des ersten Trenngrabens 36. Entlang der ersten Mittelebene 38 wird der erste Trenngraben 36 mit einer ersten maximalen Ausdehnung a₃₆ durch die erste Halbleiter- und/oder Metallschicht 32 strukturiert, welche deutlich größer ist als eine zweite maximale Ausdehnung b₃₆ des ersten Trenngrabens 36 senkrecht zu seiner ersten Mittelebene 38. Die erste maximale Ausdehnung a₃₆ des ersten Trenngrabens 36 kann z.B. zumindest um einen Faktor 5 größer als die zweite maximale Ausdehnung b₃₆ des ersten Trenngrabens 36 sein.
Wie in den 2Ba bis 2Bc bildlich wiedergegeben ist, wird nach dem Strukturieren des ersten Trenngrabens 36 das mindestens eine elektrisch-isolierende Material des späteren Verbindungsbereichs 40 auf zumindest Teilflächen des späteren ersten leitfähigen Bereichs und des späteren zweiten leitfähigen Bereichs abgeschieden. Vorzugsweise wird das mindestens eine elektrisch-isolierende Material des späteren Verbindungsbereichs 40 auf zumindest den Teilflächen mit einer Mindestschichtdicke d₄₀ abgeschieden, welche zumindest um einen Faktor 2 größer-gleich der zweiten maximalen Ausdehnung b₃₆ des ersten Trenngrabens 36 senkrecht zu seiner Mittelebene 38 ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der erste Trenngraben 36 vollständig mit dem mindestens einen elektrisch-isolierenden Material des späteren Verbindungsbereichs 40 gefüllt wird.
Vorzugsweise hat das mindestens eine elektrisch-isolierende Material des Verbindungsbereichs 40 jeweils eine elektrische Leitfähigkeit kleiner-gleich 10^-8 S·cm^-1, bzw. das mindestens eine elektrisch-isolierende Material weist einen spezifischen Widerstand größer-gleich 10⁸ Ω·cm auf. Vorteilhaft ist es auch, wenn das mindestens eine elektrisch-isolierende Material gegenüber mindestens einem Ätzmedium jeweils eine Ätzrate hat, welche um zumindest einen Faktor 2 kleiner als eine Ätzrate des mindestens einen Ätzmediums für jeweils das mindestens eine Opfermaterial ist. Das mindestens eine elektrisch-isolierende Material des Verbindungsbereichs 40 kann z.B. siliziumreiches Siliziumnitrid sein.
2Ba bis 2Bc zeigen ein Zwischenprodukt nach einer Strukturierung des mindestens einen elektrisch-isolierenden Materials des späteren Verbindungsbereichs 40 unter Verwendung einer Ätzmaske 42, deren erste maximale Ausdehnung a₄₂ entlang oder parallel zu der ersten Mittelebene 38a des ersten Trenngrabens 36 kleiner als die erste maximale Ausdehnung a₃₆ des ersten Trenngrabens 36 entlang seiner Mittelebene 38 ist. Ein erster Randbereich 36a an einem ersten Ende des ersten Trenngrabens 36 und ein zweiter Randbereich 36b an einem zweiten Ende des ersten Trenngrabens 36 liegen deshalb von der Ätzmaske 42 frei, weshalb das mindestens eine in die Randbereiche 36a und 36b eingefüllte elektrisch-isolierende Material bei der Strukturierung teilweise mitgeätzt wird. Allerdings wird die Strukturierung nur solange ausgeführt, dass das mindestens eine in die Teilbereiche 36a und 36b eingefüllte elektrisch-isolierende Material noch mit einer Mindesthöhe h_40a in den Restbereichen 36a und 36b verbleibt. Man kann dies auch damit umschreiben, dass hervorstehende Nasenbereiche 40a an dem späteren Verbindungsbereich 40 in den Randbereichen 36a und 36b des ersten Trenngrabens 36 ausgebildet werden.
Senkrecht zu der ersten Mittelebene 38 weist die Ätzmaske 42 eine zweite maximale Ausdehnung b₄₂ auf, welche deutlich größer als die zweite maximale Ausdehnung a2 des ersten Ätzgrabens 36 ist. Die zweite maximale Ausdehnung b₄₂ der Ätzmaske 42 kann z.B. zumindest um einen Faktor 5 größer als die zweite maximale Ausdehnung b₃₆ des ersten Trenngrabens 36 sein. Die Vorteile einer derartigen Ausbildung der Ätzmaske 42 werden anhand der nachfolgenden Figuren noch deutlich.
Nach der Strukturierung des mindestens einen elektrisch-isolierenden Materials des Verbindungsbereichs 40 wird die Ätzmaske 42 entfernt. Anschließend wird eine zweite Halbleiter- und/oder Metallschicht 44 über der ersten Halbleiter- und/oder Metallschicht 32 und dem Verbindungsbereich 40 abgeschieden. Die zweite Halbleiter- und/oder Metallschicht 44 kann insbesondere eine Siliziumschicht/Polysiliziumschicht sein. Anstelle oder als Ergänzung zu Silizium/Polysilizium kann die zweite Halbleiter- und/oder Metallschicht 44 jedoch auch mindestens ein anderes Halbleitermaterial und/oder mindestens ein Metall umfassen.
2Ca bis 2Cc zeigen ein Zwischenprodukt nach einem gemeinsamen Strukturieren der zweiten Halbleiter- und/oder Metallschicht 44 und der ersten Halbleiter- und/oder Metallschicht 32 derart, dass der erste leitfähige Bereich 32a und der zweite leitfähige Bereich 32b aus der ersten Halbleiter- und/oder Metallschicht 32 und ein den ersten leitfähigen Bereich 32a mechanisch kontaktierender dritter leitfähiger Bereich 44a und ein den zweiten leitfähigen Bereich 32b mechanisch kontaktierender vierter leitfähiger Bereich 44b aus der zweiten Halbleiter- und/oder Metallschicht 44 herausstrukturiert werden. Zum gemeinsamen Herausstrukturieren der leitfähigen Bereiche 32a, 32b, 44a und 44b kann beispielsweise ein Trench-Verfahren ausgeführt werden. Da bei dem hier beschriebenen Herstellungsverfahren die Halbleiter- und/oder Metallschichten 32 und 44 gemeinsam strukturiert werden, ist das dazu auszuführende Ätzverfahren/Trench-Verfahren kaum arbeitsaufwändiger als ein herkömmliches Herausstrukturieren von zwei elektrisch getrennten Elektroden/Elektrodenbereichen aus einer gemeinsamen Halbleiter- und/oder Metallschicht.
Mittels des gemeinsamen Strukturierens der ersten Halbleiter- und/oder Metallschicht 32 und der zweiten Halbleiter- und/oder Metallschicht 44 werden der erste Elektrodenbereich 46a der seismischen Masse 48 und der zweite Elektrodenbereich 46b der seismischen Masse 48 derart gebildet, dass der erste Elektrodenbereich 46a zusätzlich zu dem ersten leitfähigen Bereich 32a noch den dritten leitfähigen Bereich 44a umfasst, während der zweite Elektrodenbereich 46b zusätzlich zu dem zweiten leitfähigen Bereich 32b noch mit dem vierten leitfähigen Bereich 44b ausgebildet wird. Außerdem kontaktieren der erste Elektrodenbereich 46a und der zweite Elektrodenbereich 46b jeweils den Verbindungsbereich 40 mechanisch und sind über den Verbindungsbereich 40 deshalb miteinander verbunden. Die den ersten Elektrodenbereich 46a, den zweiten Elektrodenbereich 46b und den Verbindungsbereich 40 umfassende seismische Masse 48 hat deshalb eine ausreichende Bruchfestigkeit zum Einsetzen des mit der seismischen Masse 48 hergestellten mikromechanischen Bauteils für eine Sensorvorrichtung.
Während des gemeinsamen Herausstrukturierens der leitfähigen Bereiche 32a, 32b, 44a und 44b wird außerdem, während der erste Trenngraben 36a zwischen dem ersten leitfähigen Bereich 32a und dem zweiten leitfähigen Bereich 32b verläuft, zwischen dem dritten leitfähigen Bereich 44a und dem vierten leitfähigen Bereich 44b ein zweiter Trenngraben 50 durch die zweite Halbleiter- und/oder Metallschicht 44 strukturiert. Unter dem zweiten Trenngraben 50 ist ein durch die zweite Halbleiter- und/oder Metallschicht 44 durchgehender zweiter Trenngraben 50 zu verstehen. Außerdem wird der zweite Trenngraben 50 derart durch die zweite Halbleiter- und/oder Metallschicht 44 strukturiert, dass die mittig durch den ersten Trenngraben 36 verlaufende erste Mittelebene 38 parallel und in einem Abstand Δ ungleich Null zu einer mittig durch den zweiten Trenngraben 50 verlaufenden zweiten Mitteleben 52 ausgerichtet wird. Für die seismische Masse 48 können somit eine erste Seite 48a und eine zweite Seite 48b so definiert werden, dass der erste Trenngraben 36 sich entlang seiner ersten Mittelebene 38 und der zweite Trenngraben 50 sich entlang seiner zweiten Mittelebene 52 von der ersten Seite 48a der seismischen Masse 48 zu der zweiten Seite 48b der seismischen Masse 48b erstrecken. Der Abstand Δ ist außerdem kleiner als die zweite maximale Ausdehnung b₄₂ der Ätzmaske 42 senkrecht zu der ersten Mittelebene 38 und der zweiten Mittelebene 52 und so gewählt, dass sich der zweite Trenngraben 50 bis zu dem Verbindungsbereich 40 erstreckt. Bevorzugt ist der Abstand Δ zwischen der ersten Mittelebene 38 und der zweiten Mittelebene 52 größer-gleich einer Hälfte einer senkrecht zu der Substratoberfläche 30a ausgerichteten maximalen Schichtdicke d₃₂ der ersten Halbleiter- und/oder Metallschicht 32. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn der Abstand Δ um zumindest einen Faktor 2 größer-gleich einer Summe der zweiten maximalen Ausdehnung b₃₆ des ersten Trenngrabens 36 senkrecht zu seiner ersten Mittelebene 38 und einer maximalen Ausdehnung b₅₀ des zweiten Trenngrabens 50 senkrecht zu seiner ersten Mittelebene 52 ist.
In 2Cc ist erkennbar, dass bei einem Ausführen des hier beschriebenen Herstellungsverfahrens auch ein von dem mindestens einen Material der zweiten Halbleiter- und/oder Metallschicht 44 freier Verbindungsgraben 54 derart ausgebildet wird, dass eine zu dem dritten leitfähigen Bereich 44a und dem vierten leitfähigen Bereich 44b ausgerichtete erste Mündung des ersten Trenngrabens 36 und eine zu dem ersten leitfähigen Bereich 32a und dem zweiten leitfähigen Bereich 32b ausgerichtete zweite Mündung des zweiten Trenngrabens 50 an dem Verbindungsgraben 54 münden. Außerdem wird bei einem Ausführen des hier beschriebenen Herstellungsverfahrens zumindest der Verbindungsgraben 54 zumindest teilweise mit dem mindestens einen elektrisch-isolierenden Material des Verbindungsbereichs gefüllt.
Wie in 2Ca bildlich wiedergegeben ist, werden die leitfähigen Bereiche 32a, 32b, 44a und 44b beim gemeinsamen Herausstrukturieren mit höchstens einer ersten maximale Ausdehnung a₃₂₊₄₄ entlang oder parallel zu der ersten Mittelebene 38 und der zweiten Mittelebene 52 geformt, welche kleiner als die erste maximale Ausdehnung a₄₂ der früheren Ätzmaske 42 entlang oder parallel zu der ersten Mittelebene 38a und der zweiten Mittelebene 52 ist. Eine (nichtskizzierte) Maskierung wird beim gemeinsamen Herausstrukturieren der leitfähigen Bereiche 32a, 32b, 44a und 44b derart gewählt, dass nach dem gemeinsamen Herausstrukturieren der Verbindungsgraben 54 benachbart zu dem zweiten Trenngraben 50 sowohl auf der ersten Seite 48a der seismischen Masse 48 als auch auf der zweiten Seite 48b der seismischen Masse 48 jeweils je eine Seitenwand jeweils des dritten leitfähigen Bereichs 44a und des vierten leitfähigen Bereichs 44b durchbricht. Der Verbindungsbereich 40 weist somit nach dem gemeinsamen Herausstrukturieren auf der ersten Seite 48a der seismischen Masse 48 und auf der zweiten Seite 48b der seismischen Masse 48 je eine an den durchbrochenen Seitenwänden des dritten leitfähigen Bereichs 44a und des vierten leitfähigen Bereichs 44b hervorstehende Kante 40b aus dem mindestens einem elektrisch-isolierenden Material auf. An jeder der hervorstehenden Kanten 40b ist außerdem je einer der oben schon beschriebenen hervorstehenden Nasenbereiche 40a so ausgebildet, dass sich der erste Trenngraben 36 entlang seiner ersten Mittelebene 38 von einem auf der ersten Seite 48a der seismischen Masse 48 an der jeweiligen hervorstehende Kante 40b des Verbindungsbereichs 40 hervorstehenden Nasenbereich 40a bis zu einem auf der zweiten Seite 48b der seismischen Masse 48 an der jeweiligen hervorstehende Kante 40b des Verbindungsbereichs 40 hervorstehenden Nasenbereich 40a erstreckt.
Das gemeinsamen Herausstrukturieren der leitfähigen Bereiche 32a, 32b, 44a und 44b wird an den hervorstehenden Bereichen 40a und 40b des Verbindungsbereichs 40 und an dem mindestens einen freigelegten Opfermaterial der Opferschicht 34 gestoppt. Aufgrund der hervorstehenden Kanten 40b des Verbindungsbereichs 40 werden der erste leitfähige Bereich 32a und der zweite leitfähige Bereich 32b sowohl auf der ersten Seite 48a der seismischen Masse 48 als auch auf der zweiten Seite 48b der seismischen Masse 48 jeweils benachbart zu dem ersten Trenngraben 36 mit einem hervorstehenden Trenngrabenrandbereich 56a und 56b ausgebildet (siehe 4a), wobei die hervorstehenden Kanten 40b des Verbindungsbereichs 40 die hervorstehenden Trenngrabenrandbereiche 56a und 56b des ersten leitfähigen Bereichs 32a und des zweiten leitfähigen Bereichs 32b abdecken.
Die Ausbildung der hervorstehenden Kanten 40b des Verbindungsbereichs 40 an der seismischen Masse 48 erleichtert das gemeinsame Herausstrukturieren der leitfähigen Bereiche 32a, 32b, 44a und 44b unter Vermeidung eines Kurzschlusses an der seismischen Masse 48. Würde die seismische Masse 48 ohne die hervorstehenden Kanten 40b des Verbindungsbereichs 40 ausgebildet werden, so müssten beim gemeinsamen Herausstrukturieren senkrechte Ätzgräben mit völlig glatten Ätzwänden über die gesamte Höhe der ersten Halbleiter- und/oder Metallschicht 32 und der zweiten Halbleiter- und/oder Metallschicht 44 strukturiert werden, da andernfalls aufgrund von Materialrückständen nicht gewünschte Kurzschlüsse auftreten könnten. Eine Ausbildung der seismischen Masse 48 ohne die hervorstehenden Kanten 40b des Verbindungsbereichs 40 würde eine Einhaltung von kaum realisierbaren Genauigkeiten beim gemeinsamen Herausstrukturieren der leitfähigen Bereiche 32a, 32b, 44a und 44b notwendig machen.
Die hervorstehenden Nasenbereiche 40a des Verbindungsbereichs 40 stellen trotz der hervorstehenden Kanten 40b des Verbindungsbereichs 40 sicher, dass trotz der Ausbildung der hervorstehenden Kanten 40b kein durch einen Materialrückstand bewirkter Kurzschluss im Bereich einer der hervorstehenden Kanten 40b auftritt. Selbst wenn der Überstand der hervorstehenden Kanten 40b vergleichsweise groß ist, wird die gewünschte Potentialtrennung durch die hervorstehenden Nasenbereiche 40a des Verbindungsbereichs 40 gewährleistet.
2Da bis 2Dc zeigen das mikromechanische Bauteil nach einem zumindest teilweisen Entfernen des mindestens einen Opfermaterials der Opferschicht 34, wodurch die seismische Masse 48 freigestellt wird. Das zumindest teilweise Entfernen des mindestens einen Opfermaterials der Opferschicht 34 wird vorzugsweise mittels mindestens eines Ätzmediums ausgeführt, dessen jeweilige Ätzrate für jeweils das mindestens eine Opfermaterial um zumindest einen Faktor 2 größer als seine Ätzrate für das mindestens eine elektrisch-isolierende Material des Verbindungsbereichs 40 ist. Dies ist beispielsweise gewährleistet, wenn Fluorwasserstoff (HF) zum Ätzen von Siliziumdioxid als dem (einzigen) Opfermaterial der Opferschicht 34 verwendet wird, während der Verbindungsbereich 40 aus siliziumreichen Siliziumnitrid ist.
3A und 3B zeigen schematische Darstellungen zum Erläutern einer zweiten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens.
Wie in 3A erkennbar ist, werden bei dem hier beschriebenen Herstellungsverfahren der erste Trenngraben 36, ein benachbart zu der ersten Mündung des ersten Trenngrabens 36 liegender erster Teilbereich 54a des Verbindungsgrabens 54 und ein benachbart zu der zweiten Mündung des zweiten Trenngrabens 50 liegender zweiter Teilbereich 54b des Verbindungsgrabens 54 mit mindestens einem Opfermaterial 58 gefüllt, während ein zwischen dem ersten Teilbereich 54a und dem zweiten Teilbereich 54b liegender Restbereich 54c des Verbindungsgrabens 54 mit dem mindestens einen elektrisch-isolierenden Material des späteren Verbindungsbereichs 40 gefüllt wird. Als optionale Weiterbildung können noch eine erste Grenzfläche zwischen dem mindestens einen in den ersten Teilbereich 54a eingefüllten Opfermaterial 58 und dem mindestens einen elektrisch-isolierenden Material und eine zweite Grenzfläche zwischen dem mindestens einen in den zweiten Teilbereich 54b eingefüllten Opfermaterial 58 und dem mindestens einen elektrisch-isolierenden Material mit je einem Streifen 40c des mindestens einen elektrisch-isolierenden Materials des späteren Verbindungsbereichs 40 abgedeckt werden.
Anschließend wird das Opfermaterial 58 zumindest teilweise mittels eines Ätzmediums entfernt, dessen Ätzrate für das Opfermaterial 58 zumindest um einen Faktor von 2 größer als für das mindestens eine elektrisch-isolierende Material des späteren Verbindungsbereichs 40 ist. Dies ist in 3B bildlich wiedergegeben. Nachdem das mindestens eine Opfermaterial 58 ganz oder teilweise entfernt ist, kontaktiert der Verbindungsbereich 40 den ersten Elektrodenbereich 46a und den zweiten Elektrodenbereich 46b nur noch vergleichsweise kleinflächig. Selbst wenn das mindestens eine elektrisch-isolierende Material des Verbindungsbereichs 40 eine vergleichsweise hohe Dielektrizitätskonstante aufweist, ist somit trotzdem eine relativ geringe elektrische Kapazität zwischen den beiden Elektrodenbereichen 46a und 46b bewirkt. Das hier beschriebene Herstellungsverfahren eignet sich somit zum Ausbilden von Potentialtrennungen mit nur einer vergleichsweise geringen elektrischen Kapazität.
Bezüglich weiterer Verfahrensschritte des Herstellungsverfahrens der 3A und 3B und ihrer Vorteile wird auf die vorausgehende Ausführungsform der 2A bis 2D verwiesen.
4a und 4b zeigen schematische Darstellungen einer Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils.
Das in 4a und 4b schematisch dargestellte mikromechanische Bauteil hat eine Halterung 30 und eine an und/oder in der Halterung 30 angeordneten seismischen Masse 48, welche verformbar und/oder in Bezug zu der Halterung 30 verstellbar ist. Die seismische Masse 48 weist einen ersten Elektrodenbereich 46a, einen von dem ersten Elektrodenbereich 46a elektrisch isolierten zweiten Elektrodenbereich 46b und einen Verbindungsbereich 40 aus mindestens einem elektrisch-isolierenden Material auf. Der erste Elektrodenbereich 46a und der zweite Elektrodenbereich 46b kontaktieren jeweils den Verbindungsbereich 40 mechanisch und sind über den Verbindungsbereich 40 miteinander verbunden. Wie in 4a und 4b erkennbar ist, sind (zumindest) ein erster leitfähiger Bereich 32a des ersten Elektrodenbereichs 46a und ein zweiter leitfähiger Bereich 32b des zweiten Elektrodenbereichs 46b aus einer ersten Halbleiter- und/oder Metallschicht 32 herausstrukturiert. Dazu ist zwischen dem ersten leitfähigen Bereich 32a und dem zweiten leitfähigen Bereich 32b ein durch die erste Halbleiter- und/oder Metallschicht 32 strukturierter erster Trenngraben 36 ausgebildet. Außerdem weist der erste Elektrodenbereich 46a zusätzlich noch einen den ersten leitfähigen Bereich 32a mechanisch kontaktierenden dritten leitfähigen Bereich 44a auf, während der zweite Elektrodenbereich 46b zusätzlich noch einen den zweiten leitfähigen Bereich 32b mechanisch kontaktierenden vierten leitfähigen Bereich 44b umfasst. Zusätzlich sind der dritte leitfähige Bereich 44a und der vierte leitfähige Bereich 44b aus einer zweiten Halbleiter- und/oder Metallschicht 44 herausstrukturiert. Entsprechend ist zwischen dem dritten leitfähigen Bereich 44a und dem vierten leitfähigen Bereich 44b ein durch die zweite Halbleiter- und/oder Metallschicht 44 strukturierter zweiter Trenngraben 50 ausgebildet. Die Trenngräben 36 und 50 sind derart ausgebildet, dass eine mittig durch den ersten Trenngraben 36 verlaufende erste Mittelebene 38 parallel und in einem Abstand Δ ungleich Null zu einer mittig durch den zweiten Trenngraben 50 verlaufenden zweiten Mittelebene 52 ausgerichtet ist. Somit erstrecken sich der erste Trenngraben 36 (entlang seiner ersten Mittelebene 38) und der zweite Trenngraben 50 (entlang seiner zweiten Mittelebene 52) beide von einer ersten Seite 48a der seismischen Masse 48 zu einer zweiten Seite 48b der seismischen Masse 48.
Wie in 4b erkennbar ist, münden eine zu dem dritten leitfähigen Bereich 44a und dem vierten leitfähigen Bereich 44b ausgerichtete erste Mündung des ersten Trenngrabens 36 und eine zu dem ersten leitfähigen Bereich 32a und dem zweiten leitfähigen Bereich 32b ausgerichtete zweite Mündung des zweiten Trenngrabens 50 an einem von dem mindestens einen Material der zweiten Halbleiter- und/oder Metallschicht 44 freien Verbindungsgraben 54. Zumindest der Verbindungsgraben 54 ist zumindest teilweise mit dem mindestens einem elektrisch-isolierenden Material des Verbindungsbereichs 40 gefüllt. Damit weist auch das mikromechanische Bauteil der 4a und 4b selbst bei Überlast eine vergleichsweise hohe Bruchfestigkeit auf.
Das mikromechanische Bauteil der 4a und 4b ist mittels des Herstellungsverfahrens der 2A bis 2D hergestellt. Dies ist beispielsweise daran erkennbar, dass der erste leitfähige Bereich 32a und der zweite leitfähige Bereich 32b sowohl auf der ersten Seite 48a der seismischen Masse 48 als auch auf der zweiten Seite 48b der seismischen Masse 48 jeweils benachbart zu dem ersten Trenngraben 36 mit einem hervorstehenden Trenngrabenrandbereich 56a und 56b ausgebildet sind. Zusätzlich durchbricht der Verbindungsgraben 54 benachbart zu dem zweiten Trenngraben 50 sowohl auf der ersten Seite 48a der seismischen Masse 48 als auch auf der zweiten Seite 48b der seismischen Masse 48 jeweils je eine Seitenwand jeweils des dritten leitfähigen Bereichs 44a und des vierten leitfähigen Bereichs 44b, wobei eine hervorstehende Kante 40b des Verbindungsbereichs 40 aus dem mindestens einem elektrisch-isolierenden Material an den durchbrochenen Seitenwänden jeweils des dritten leitfähigen Bereichs 44a und des vierten leitfähigen Bereichs 44b hervorsteht. Die hervorstehenden Kanten 40b des Verbindungsbereichs 40 decken außerdem die hervorstehenden Trenngrabenrandbereiche 56a und 56b des ersten leitfähigen Bereichs 32a und des zweiten leitfähigen Bereichs 32b ab. Des Weiteren erstreckt sich der erste Trenngraben 36 entlang seiner ersten Mittelebene 38 von einem auf der ersten Seite 48a der seismischen Masse 48 an der hervorstehende Kante 40b des Verbindungsbereichs 40 hervorstehenden Nasenbereich 40a des Verbindungsbereichs 40 aus dem mindestens einem elektrisch-isolierenden Material bis zu einem auf der zweiten Seite 38b der seismischen Masse 48 an der hervorstehende Kante 40b des Verbindungsbereichs 40 hervorstehenden Nasenbereich40a des Verbindungsbereichs 40 aus dem mindestens einem elektrisch-isolierenden Material.
Bezüglich weiterer Merkmale und Eigenschaften des mikromechanischen Bauteils der 4a und 4b und ihrer Vorteile wird auf die vorausgehend beschriebenen Herstellungsverfahren verwiesen.
Das mikromechanische Bauteil der 4a und 4b und die mittels der oben beschriebenen Herstellungsverfahren hergestellten mikromechanischen Bauteile können jeweils vorteilhaft für eine Sensorvorrichtung eingesetzt werden. Eine derartige Sensorvorrichtung kann beispielsweise ein Beschleunigungssensor, ein Drehratensensor oder ein Drucksensor sein. Ebenso können die mikromechanischen Bauteile für eine Aktorvorrichtung, wie z.B. einen Mikrospiegel oder einen optischen Schalter, eingesetzt werden.

Claims

Mikromechanisches Bauteil für eine Sensorvorrichtung mit: einer Halterung (30); und einer an und/oder in der Halterung (30) angeordneten seismischen Masse (48), welche verformbar und/oder in Bezug zu der Halterung (30) verstellbar ist; wobei die seismische Masse (48) einen ersten Elektrodenbereich (46a), einen von dem ersten Elektrodenbereich (46a) elektrisch isolierten zweiten Elektrodenbereich (46b) und einen Verbindungsbereich (40) aus mindestens einem elektrisch-isolierenden Material umfasst, wobei der erste Elektrodenbereich (46a) und der zweite Elektrodenbereich (46b) jeweils den Verbindungsbereich (40) mechanisch kontaktieren und über den Verbindungsbereich (40) miteinander verbunden sind, und wobei zumindest ein erster leitfähiger Bereich (32a) des ersten Elektrodenbereichs (46a) und ein zweiter leitfähiger Bereich (32a) des zweiten Elektrodenbereichs (46b) aus einer ersten Halbleiter- und/oder Metallschicht (32) herausstrukturiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass, der erste Elektrodenbereich (46a) zusätzlich noch einen den ersten leitfähigen Bereich (32a) mechanisch kontaktierenden dritten leitfähigen Bereich (44a) umfasst und der zweite Elektrodenbereich (46b) zusätzlich noch einen den zweiten leitfähigen Bereich (32b) mechanisch kontaktierenden vierten leitfähigen Bereich (44b) umfasst, wobei der dritte leitfähige Bereich (44a) und der vierte leitfähige Bereich (44b) aus einer zweiten Halbleiter- und/oder Metallschicht (44) herausstrukturiert sind.
Mikromechanisches Bauteil nach Anspruch 1, wobei zwischen dem ersten leitfähigen Bereich (32a) und dem zweiten leitfähigen Bereich (32b) ein durch die erste Halbleiter- und/oder Metallschicht (32) strukturierter erster Trenngraben (36) ausgebildet ist und zwischen dem dritten leitfähigen Bereich (44a) und dem vierten leitfähigen Bereich (44b) ein durch die zweite Halbleiter- und/oder Metallschicht (44) strukturierter zweiter Trenngraben (50) ausgebildet ist, wobei eine mittig durch den ersten Trenngraben (36) verlaufende erste Mittelebene (38) parallel und in einem Abstand ungleich Null zu einer mittig durch den zweiten Trenngraben (50) verlaufenden zweiten Mittelebene (52) ausgerichtet ist, und wobei eine zu dem dritten leitfähigen Bereich (44a) und dem vierten leitfähigen Bereich (44b) ausgerichtete erste Mündung des ersten Trenngrabens (36) und eine zu dem ersten leitfähigen Bereich (32a) und dem zweiten leitfähigen Bereich (32b) ausgerichtete zweite Mündung des zweiten Trenngrabens (50) an einem von dem mindestens einen Material der zweiten Halbleiter- und/oder Metallschicht (44) freien Verbindungsgraben (54) münden, und zumindest der Verbindungsgraben (54) zumindest teilweise mit dem mindestens einem elektrisch-isolierenden Material des Verbindungsbereichs (40) gefüllt ist.
Mikromechanisches Bauteil nach Anspruch 2, wobei der erste Trenngraben (36) sich entlang seiner ersten Mittelebene (38) und der zweite Trenngraben (50) sich entlang seiner zweiten Mittelebene (52) von einer ersten Seite (48a) der seismischen Masse (48) zu einer zweiten Seite (48b) der seismischen Masse (48) erstrecken, wobei der erste leitfähige Bereich (32a) und der zweite leitfähige Bereich (32b) sowohl auf der ersten Seite (48a) der seismischen Masse (48) als auch auf der zweiten Seite (48b) der seismischen Masse (48) jeweils benachbart zu dem ersten Trenngraben (36) mit einem hervorstehenden Trenngrabenrandbereich (56a, 56b) ausgebildet sind, wobei der Verbindungsgraben (54) benachbart zu dem zweiten Trenngraben (50) sowohl auf der ersten Seite (48a) der seismischen Masse (48) als auch auf der zweiten Seite (48b) der seismischen Masse (48) jeweils je eine Seitenwand jeweils des dritten leitfähigen Bereichs (44a) und des vierten leitfähigen Bereichs (44b) durchbricht und eine hervorstehende Kante (40b) des Verbindungsbereichs (40) aus dem mindestens einem elektrisch-isolierenden Material an den durchbrochenen Seitenwänden jeweils des dritten leitfähigen Bereichs (44a) und des vierten leitfähigen Bereichs (44b) hervorsteht, und wobei die hervorstehenden Kanten (40b) des Verbindungsbereichs (40) die hervorstehenden Trenngrabenrandbereiche (56a, 56b) des ersten leitfähigen Bereichs (32a) und des zweiten leitfähigen Bereichs (32b) abdecken.
Mikromechanisches Bauteil nach Anspruch 3, wobei der erste Trenngraben (36) sich entlang seiner ersten Mittelebene (38) von einem auf der ersten Seite (48a) der seismischen Masse (48) an der hervorstehende Kante (40b) des Verbindungsbereichs (40) aus dem mindestens einem elektrisch-isolierenden Material hervorstehenden Nasenbereich (40a) des Verbindungsbereichs (40) bis zu einem auf der zweiten Seite (48b) der seismischen Masse (48) an der hervorstehende Kante (40b) des Verbindungsbereichs (40) hervorstehenden Nasenbereich (40a) aus dem mindestens einem elektrisch-isolierenden Material des Verbindungsbereichs (40) erstreckt.
Mikromechanisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine elektrisch-isolierende Material des Verbindungsbereichs (40) jeweils eine elektrische Leitfähigkeit kleiner-gleich 10^-8 S·cm^-1 und/oder einen spezifischen Widerstand größer-gleich 10⁸ Ω·cm aufweist.
Mikromechanisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine elektrisch-isolierende Material des Verbindungsbereichs (40) siliziumreiches Siliziumnitrid ist.
Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil für eine Sensorvorrichtung mit den Schritten: Bilden einer seismischen Masse (48) an und/oder in einer Halterung (30) des mikromechanischen Bauteils derart, dass die seismische Masse (48) verformbar und/oder in Bezug zu der Halterung (30) verstellbar ist, wobei die seismische Masse (48) mit einem ersten Elektrodenbereich (46a), einem von dem ersten Elektrodenbereich (46a) elektrisch isolierten zweiten Elektrodenbereich (46b) und einem Verbindungsbereich (40) aus mindestens einem elektrisch-isolierenden Material so ausgebildet wird, dass der erste Elektrodenbereich (46a) und der zweite Elektrodenbereich (46b) jeweils den Verbindungsbereich (40) mechanisch kontaktieren und über den Verbindungsbereich (40) miteinander verbunden sind, und wobei zumindest ein erster leitfähiger Bereich (32a) des ersten Elektrodenbereichs (46a) und ein zweiter leitfähiger Bereich (32b) des zweiten Elektrodenbereichs (46b) aus einer ersten Halbleiter- und/oder Metallschicht (32) herausstrukturiert werden, gekennzeichnet durch den Schritt, dass der erste Elektrodenbereich (46a) zusätzlich noch mit einem den ersten leitfähigen Bereich (32a) mechanisch kontaktierenden dritten leitfähigen Bereich (44a) ausgebildet wird und der zweite Elektrodenbereich (46b) zusätzlich noch mit einem den zweiten leitfähigen Bereich (32b) mechanisch kontaktierenden vierten leitfähigen Bereich (44b) ausgebildet wird, indem der dritte leitfähige Bereich (44a) und der vierte leitfähige Bereich (44b) aus einer zweiten Halbleiter- und/oder Metallschicht (44) herausstrukturiert werden.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 7, wobei zwischen dem späteren ersten leitfähigen Bereich (32a) und dem späteren zweiten leitfähigen Bereich (32b) ein erster Trenngraben (36) durch die erste Halbleiter- und/oder Metallschicht (32) so strukturiert wird und zwischen dem späteren dritten leitfähigen Bereich (44a) und dem späteren vierten leitfähigen Bereich (44b) ein zweiter Trenngraben (50) durch die zweite Halbleiter- und/oder Metallschicht (44) derart strukturiert wird, dass eine mittig durch den ersten Trenngraben (36) verlaufende erste Mittelebene (38) parallel und in einem Abstand (Δ) ungleich Null zu einer mittig durch den zweiten Trenngraben (50) verlaufenden zweiten Mittelebene (52) ausgerichtet wird, wobei ein von dem mindestens einen Material der zweiten Halbleiter- und/oder Metallschicht (44) freier Verbindungsgraben (54) derart ausgebildet wird, dass eine zu dem dritten leitfähigen Bereich (44a) und dem vierten leitfähigen Bereich (44b) ausgerichtete erste Mündung des ersten Trenngrabens (36) und eine zu dem ersten leitfähigen Bereich (32a) und dem zweiten leitfähigen Bereich (32b) ausgerichtete zweite Mündung des zweiten Trenngrabens (50) an dem Verbindungsgraben (54) münden, und wobei zumindest der Verbindungsgraben (54) zumindest teilweise mit dem mindestens einem elektrisch-isolierenden Material des Verbindungsbereichs (40) gefüllt wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, wobei nach dem Strukturieren des ersten Trenngrabens (36) mit einer senkrecht zu der ersten Mittelebene (38) ausgerichteten maximalen Ausdehnung (b₃₆) das mindestens eine elektrisch-isolierende Material des späteren Verbindungsbereichs (40) auf zumindest Teilflächen des späteren ersten leitfähigen Bereichs (32a) und des späteren zweiten leitfähigen Bereichs (32b) mit einer Mindestschichtdicke (d₄₀) abgeschieden wird, und wobei die Mindestschichtdicke (d₄₀) zumindest um einen Faktor 2 größer-gleich der maximalen Ausdehnung (b₃₆) des ersten Trenngrabens (36) senkrecht zu der ersten Mittelebene (38) ist.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der erste Trenngraben (36), ein benachbart zu der ersten Mündung des ersten Trenngrabens (36) liegender erster Teilbereich (54a) des Verbindungsgrabens (54) und ein benachbart zu der zweiten Mündung des zweiten Trenngrabens (50) liegender zweiter Teilbereich (54b) des Verbindungsgrabens (54) mit mindestens einem Opfermaterial (58) gefüllt werden, während ein zwischen dem ersten Teilbereich (54a) und dem zweiten Teilbereich (54b) liegender Restbereich (54c) des Verbindungsgrabens (54) mit dem mindestens einen elektrisch-isolierenden Material des späteren Verbindungsbereichs (40) gefüllt wird, und wobei das mindestens eine Opfermaterial (58) zumindest teilweise mittels eines Ätzmediums entfernt wird, dessen Ätzrate für das mindestens eine Opfermaterial (58) jeweils zumindest um einen Faktor von 2 größer als für das mindestens eine elektrisch-isolierende Material des späteren Verbindungsbereichs (40) ist.