-
Die Erfindung geht aus von einem
Verfahren und einem mikromechanischen Bauelement nach der Gattung
der nebengeordneten Ansprüche.
Freistehende Mikrostrukturen in Oberflächenmikromechanik werden üblicherweise
mit Hilfe der Opferschichttechnik hergestellt. Dazu wird auf einem
Substrat, beispielsweise Silizium, eine Opferschicht erzeugt und
eventuell strukturiert. Als Opferschicht kommt hierbei beispielsweise
Siliziumdioxid in Frage. Auf diese Opferschicht wird eine Funktionsschicht aufgebracht
und ebenfalls strukturiert. Als Funktionsschicht kommt beispielsweise
polykristallines Silizium oder aber auch Siliziumnitrid in Frage.
Durch das Auflösen
der Opferschicht, beispielsweise durch Trockenätzen, durch Gasphasenätzen oder
durch nasschemisches Ätzen
wird die Funktionsschicht vom Substrat abgelöst, so dass sie frei steht.
Sie ist an einer oder mehreren Stellen am Substrat aufgehängt und
kann sich beispielsweise verbiegen oder schwingen. Anwendungen solcher
freitragender Strukturen sind z.B. Mikrobalken, an deren Ende die
Spitze eines Rastermikroskops (atomic force microscop AFM, Scanning
tunneling microscope STM und dergleichen) befindet, um Oberflächen abzutasten.
Andere Anwendungen für
solche mikromechanische Strukturen sind Sensoren, die anhand der
Absorption von Molekülen
auf einem Mikrobalken über
dessen Verbiegung chemische Stoffkonzentrationen bestimmen und die
somit auch als „künstliche
Nasen" bezeichnet werden
können.
Weitere Anwendungen sind Mikrobalken, die als Aktoren für optische
Mikrospiegel dienen, wobei die Mikrospiegel beispielsweise als optische
Schalter oder als Filter oder dergleichen dienen. Weitere Anwendungsmöglichkeiten
sind Mikrogreifer u.a.
-
Weiterhin ist es bekannt, poröses Silizium
zu erzeugen. Dabei wird das Halbleitersubstrat, welches insbesondere
als Siliziumsubstrat vorgesehen ist, mittels einem elektrochemischen
Nassätzverfahren in
einer fluoridhaltigen Lösung
mit einer großen
Anzahl von Poren versehen, so dass in dem Bereich des Substrats,
in dem sich die Poren befinden, poröses Silizium gebildet wird.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren und das mikromechanische
Bauelement mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche haben
dem gegenüber
den Vorteil, dass ein Bereich von porösem Silizium bzw. ein Bereich
von porösem
Substratmaterial als Opferschicht verwendet wird. Hier ist es zum
einen möglich,
auf dem Siliziumsubstrat zunächst
die Funktionsschicht aufzubringen und danach das Substrat durch
elektrochemisches Nassätzen
porös zu unterätzen, wobei
als letzter Prozessschritt der poröse Substratbereich in verdünnter alkalischer
Lösung aufgelöst und damit
die Funktionsschicht von unten freigelegt wird. Diese Vorgehensweise
ist insbesondere in den 3 und 4 dargestellt.
-
Erfindungsgemäß ist es jedoch insbesondere
vorgesehen, durch elektrochemisches Nassätzen von Silizium in einer
fluoridhaltigen Lösung
den porösen
Bereich auf der Oberfläche
des Siliziumsubstrats in einem ersten Schritt zu erzeugen und erst
in einem zweiten Schritt die Funktionsschicht, beispielsweise aus
Silizium, aufzubringen. Wahlweise können auf den porösen Bereich
außer
der Funktionsschicht noch weitere Schichten, wie beispielsweise
Siliziumnitrid, Metall o.ä.
auf das Substrat ausgebracht und strukturiert werden, um beispielsweise
eine Vorspannung in der Funktionsschicht zu erzeugen, oder auch um
Aktor- oder Sensorelemente in der Funktionsschicht zu integrieren
bzw. diese zu kontaktieren. Weiterhin kann die poröse Schicht
nach deren Erzeugung optional auch oxidiert werden. Die Funktionsschicht
wird hierbei, wie in den 1 und 2 dargestellt, oberhalb des
porösen
Bereichs so strukturiert, dass sie die gewünschte Form bekommt, also beispielsweise
einen Balken bildet, der nach seiner späteren Freilegung nur noch an
definierten Stellen mit dem Substrat direkt oder indirekt verbunden
ist. In einem dritten Schritt wird die Opferschicht aufgelöst bzw.
umgelagert. Das Auflösen
bzw. Wegätzen
der porösen
Schicht kann beispielsweise in verdünnter KOH-Lösung oder auch mittels TMAH-Lösung (Tetramethylammoniumhydroxid,
(CH3)4NOH) weggeätzt werden.
Alternativ hierzu kann insbesondere im Falle von oxidiertem porösem Silizium
das Wegätzen
des porösen
Bereichs in Flusssäure
(HF) bzw. BHF (buffered HF, gepufferte Flusssäure) oder durch Gasphasenätzen in
fluoridhaltiger Umgebung entfernt werden.
-
Der Vorteil der Verwendung von porösem Silizium
als Opferschicht gegenüber
der Verwendung von Siliziumdioxid als Opferschicht ist, dass mit
porösem
Silizium wesentlich tiefer geätzt
werden kann als es aufgrund der herstellbaren Dicke von thermischem
Siliziumoxid mit diesem Material möglich wäre. Weiterhin ist es möglich, insbesondere
für den Fall,
dass die Erzeugung des porösen
Bereichs, d.h. der Opferschicht, zeitlich vor der Erzeugung der Funktionsschicht
erfolgt, dass nach der Bildung der Funktionsschicht keine nasschemische
Anwendung mehr erfolgen muss. Weiterhin wird für die in den 3 und 4 beschriebene
Vorgehensweise, bei der zuerst die Funktionsschicht gebildet wird
und anschließend
der poröse
Siliziumbereich gebildet wird, im Gegensatz zu dem in den 1 und 2 beschriebenen Ablauf eine weitere Trennschicht
von der Funktionsschicht benötigt,
wie beispielsweise Siliziumdioxid. Dem gegenüber kann die Selektivität beim elektrochemischen
Porösizieren
von Silizium auch durch eine lokale Dotierung, wie sie in einem
integrierten Halbleiterprozess ohnehin üblich ist, bewerkstelligt werden.
Hierdurch ist es möglich,
den erfindungsgemäßen Prozess,
insbesondere bei einer Fertigung der Funktionsschicht nach einer
Fertigung des porösen
Bereichs, einfacher in den Herstellungsablauf integrierten elektronischen
Schaltungen mit einem mikromechanischen Bauelement eingebettet werden,
ohne dass spezielle Wafer, wie beispielsweise SOI-Wafer (silicon
on insulator), benötigt
werden.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den
nebengeordneten Ansprüchen
angegebenen Verfahren bzw. dem mikromechanischen Bauelement möglich.
-
Besonders vorteilhaft ist, dass zuerst
der poröse
Bereich und anschließend
die Funktionsschicht erzeugt wird, weil dies die Handhabung des
Fertigungsprozesses stark vereinfacht und weiterhin nach der Erzeugung
der Funktionsschicht keinen nasschemischen Schritt mehr erforderlich
macht, sowie weiterhin auch vorteilhafte strukturelle Wirkungen
hat. Insbesondere ergeben sich bei einer Erzeugung des porösen Bereichs
nach der Erzeugung der Funktionsschicht das Problem, dass bei der
Erzeugung des porösen
Bereichs, welcher ein isotroper Prozessschritt ist, „Nasen" bilden, welche insbesondere
an der Kante von freistehenden Strukturen deren Aufhängung schlecht
definieren. Weiterhin ist von Vorteil, dass ein dotierter erster
Bereich in dem Substrat erzeugt wird, in dem sich keine Poren bilden
und dass anschließend
der poröse
Bereich erzeugt wird. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, eine Strukturierung
des porösen
Bereichs zu erhalten. Weiterhin ist es von Vorteil, dass der poröse Bereich unterhalb
der Funktionsschicht trockenchemisch weggeätzt werden kann. Dies vereinfacht
das Herstellungsverfahren des mikromechanischen Bauelements. Weiterhin
ist es von Vorteil, dass der poröse Bereich
einen ersten porösen
Teilbereich und einen zweiten porösen Teilbereich umfasst, wobei
der zweite poröse
Teilbereich eine höhere
Porösität aufweist und
durch eine thermische Behandlung ein Hohlraum im Bereich des zweiten
porösen
Teilbereichs gebildet wird und eine Deckschicht im Bereich des ersten
porösen
Teilbereichs verbleibt. Dadurch ist es möglich, die Freilegung der Funktionsschicht
anschließend durch
ein Trench-Ätzverfahren
zu ermöglichen.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
-
Es zeigen
-
1 ein
erstes erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren,
-
2 ein
zweites erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren,
-
3 ein
drittes erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren,
-
4 ein
mikromechanisches Bauelement gemäß dem dritten
erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren.
-
Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
-
In 1 ist
das erste erfindungsgemäße Herstellungsverfahren,
beispielhaft für
die Herstellung eines Mikrobalkens für ein Rasterkraftmikroskop (AFM)
dargestellt. Das Rasterkraftmikroskop umfasst eine Spitze, welche
in 1c und 1d mit dem Bezugszeichen 132 versehen
ist, welche mit einem frei stehenden Mikrobalken verbunden ist,
welcher in bestimmten Grenzen beweglich ist und bewegt werden kann.
Es ist jedoch erfindungsgemäß selbstverständlich genauso
möglich,
andere mikromechanische Strukturen mittels den erfindungsgemäßen Verfahren herzustellen.
Beispiele hierfür
sind mikromechanische Sensoren, wie beispielsweise Drehratensensoren
oder auch lineare Beschleunigungssensoren, welche in der Funktionsschicht
an Federelementen befestigte Massen aufweisen, deren Auslenkungen in
Abhängigkeit
von äußeren Beschleunigungen
oder Drehraten geändert
wird.
-
In 1 ist
jeweils in den 1a bis 1d verschiedene Prozessstadien
des erfindungsgemäßen mikromechanischen
Bauelements dargestellt und zwar auf der linken Seite eine Schnittdarstellung durch
ein, gemäß dem ersten
erfindungsgemäßen Verfahren
prozessiertes Substrat und auf der rechten Seite eine Draufsicht
auf ein solchermaßen
prozessiertes Substrat. In 1a ist
ein Halbleitersubstrat 100 dargestellt, welches dotierte
erste Bereiche 102 aufweist und in Teilbereichen seiner
Oberfläche
mittels einer Maskierungsschicht 110 bedeckt ist. Bei dem
Substrat 100 handelt es sich erfindungsgemäß insbesondere
um ein positiv dotiertes Siliziumsubstrat 100, in welches
als dotierte erste Bereiche 102 lokale negative Dotierungen
eingebracht sind. Alternativ oder zusätzlich ist das Substrat 100 mittels
der beispielsweise als Nitridmaske (Si3N4) vorgesehenen Abdeckschicht 110 bedeckt.
Durch die Abdeckung des Substrats 100 werden diejenigen
Stellen definiert, welche porösiziert
werden sollen. In 1b ist das
erfindungsgemäße Halbleitersubstrat 100 nach der
Erzeugung eines porösen
Bereichs 106 dargestellt. Dieser wird dadurch erzeugt,
dass in einer fluoridhaltigen Lösung
elektrochemisch poröses
Silizium als Opferschicht im Bereich 106 hergestellt wird. Typische
Schichtdicken dieser porösen
Schicht bzw. dieses porösen
Bereichs 106 liegen zwischen 1 μm und 100 μm. Die poröse Schicht 106 bzw.
der poröse Bereich 106 kann
optional weiterhin auch oxidiert werden. Die Nitridmaske 110 kann
im selben Ätzbad abgelöst werden.
-
In 1c ist
das erfindungsgemäße Halbleitersubstrat 100 dargestellt,
auf welchem bereits das erfindungsgemäße mikromechanische Bauelement erkennbar
ist. Das erfindungsgemäße mikromechanische
Bauelement ist dadurch ausgezeichnet, dass es eine Funktionsschicht
aufweist, welche freistehende Bereiche aufweist, die sich beispielsweise
bewegen können
oder auch auf bestimmte Temperaturen geheizt werden können. Hierzu
ist es notwendig, dass das mikromechanische Bauelement in seiner Funktionsschicht, welche
in der 1 mit dem Bezugszeichen 130 bezeichnet
ist, zumindest teilweise freistehend vorgesehen ist. Im beschriebenen
Beispiel ist als mikromechanisches Bauelement die Spitze eines Rasterkraftmikroskops
beschrieben. Hierzu weist die Funktionsschicht 130, welche
beispielsweise aus epitaktischem oder polykristallinem Silizium besteht,
einen vorderen freistehenden Bereich auf, auf welcher sich die Spitze 132 des
Rasterkraftmikroskops befindet. Diese Funktionsschicht 130 wird derart
hergestellt, dass auf dem Siliziumsubstrat 100 und insbesondere
auf dem porösizierten
Bereich 106 die Funktionsschicht 130, insbesondere
ein kristallines oder polykristallines Silizium, abgeschieden wird. Mit
weiteren, aus der Halbleitertechnik bekannten Verfahren, können weitere
Schichten, die mit der Funktionsschicht 130 zusammen wirken,
gebildet werden. Beispielhaft ist in 1 eine
Siliziumnitridschicht als strukturierter Bereich mit dem Bezugszeichen 140 versehen.
Weiterhin ist eine Aluminiumschicht als weiterer strukturierter
Bereich, welcher mit der Funktionsschicht 130 zusammen
wirkt, in strukturierter Weise auf das Bauelement aufgebracht und mit
dem Bezugszeichen 142 bezeichnet. Die Aluminiumschicht 142 dient
beispielsweise der Signalzuführung
bzw. -ableitung auf die Siliziumnitridschicht 140, welche
beispielsweise zur Heizung der Funktionsschicht 130 dient.
Die mit der Funktionsschicht 130 zusammen wirkenden Schichten 140, 142 sind
erfindungsgemäß insbesondere
als Sensorelemente oder Aktorelemente vorgesehen, die beispielsweise
den Mikrobalken, insbesondere mit einer Vorspannung, herausbiegen
können.
Sowohl die Funktionsschicht 130 als auch die mit dieser
zusammen wirkenden Schichten 140, 142 werden in
der Regel erfindungsgemäß ebenfalls
strukturiert, um ihnen die gewünschte
Form zu geben.
-
In einem weiteren Verfahrensschritt
wird die poröse
Schicht 106 bzw. der poröse Bereich 106 herausgelöst und damit
die Funktionsschicht 130 zumindest teilweise freigelegt.
Das Resultat dieses Vorgangs ist in 1 d
dargestellt. Hierbei wird der poröse Bereich 106 im
Wesentlichen vollständig
entfernt, weshalb der poröse
Bereich 106 auch als Opferschicht bezeichnet wird. Dieser
herausgelöste
Bereich ist in 1 d mit
dem Bezugszeichen 108 bezeichnet. Durch das Herauslösen der
Opferschicht 106 wird die Funktionsschicht 130 freigelegt.
Dies kann im Falle von porösem
Silizium mit verdünnter
alkalischer Lösung,
beispielsweise mittels KOH oder TMAH geschehen. Im Falle von oxidiertem
porösem Silizium
eignet sich eine fluoridhaltige Lösung, wie beispielsweise HF
oder BHF. In beiden Fällen
sind auch Trockenätzverfahren,
wie beispielsweise reaktives Ionenätzen, mit SF6 (Schwefelhexafluorid)
anwendbar. Durch das Auflösen
der porösen
Schicht 106, welches wegen der geringen Wandstärke der Poren
um mehrere Größenordnungen
schneller geschieht als die Ätzung
einer gleich dicken, massiven Schicht aus Silizium, wird die Funktionsschicht 130 von
unten teilweise vom Substrat 100 freigelegt bzw. abgelöst, so dass
sie frei steht. Durch eine geeignete Vorspannung kann sie sich aus
der Substratebene herausbiegen, um beispielsweise als Federbalken
für eine
Rasterkraftmikroskopspitze zu dienen. Dies ist in 1 d mittels einem mit dem Bezugszeichen 129 bezeichneten
Pfeil dargestellt.
-
In 2 ist
ein alternatives zweites erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren dargestellt. Wiederum
ist das Substrat 100 und die ersten dotierten Bereiche 102 vorgesehen,
welche der Begrenzung des später
zu erzeugenden porösen
Bereichs dienen. Das Substrat 100 ist erfindungsgemäß auch beim
zweiten Verfahren, insbesondere als positiv dotiertes Siliziumsubstrat
vorgesehen. Die ersten dotierten Bereiche 102 sind ebenfalls
wiederum als Bereiche einer lokalen negativen Dotierung vorgesehen.
Alternativ zu den dotierten ersten Bereichen 102 zur Begrenzung
des porösen
Bereichs ist es auch möglich,
lediglich eine, auch in 2 mit
dem Bezugszeichen 110 versehene Nitridmaske als Abdeckschicht 110 vorzusehen.
Insgesamt wird durch den dotierten ersten Bereich 102 und/oder
durch die Abdeckung 110 der Bereich definiert, welcher
porösiziert
werden soll. Dieser zu porösizierende
Bereich wird beim zweiten Herstellungsverfahren an seiner Oberfläche einige μm tief mit
einer starken positiven Dotierung versehen. Hierbei entsteht der
in 2a mit dem Bezugszeichen 103 versehene
Bereich des Substrats 100, welcher wie gesagt lediglich
einige μm tief
in das Substrat 100 hinein reicht. Die starke positive
Dotierung des Bereichs 103 beträgt beispielsweise 1019 cm–3. In 2b ist das erfindungsgemäße Substrat 100 nach
dem Verfahrensschritt der Erzeugung des porösen Bereichs dargestellt. Der
poröse Bereich
ist beim zweiten erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
des erfindungsgemäßen mikromechanischen
Bauteils nicht – wie
in 1 dargestellt – mittels
eines einzigen gleichförmigen
Bereichs 106 vorgesehen, sondern der poröse Bereich
ist beim zweiten erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
aufgeteilt in einen ersten porösen
Teilbereich 103 und einen zweiten porösen Teilbereich 104.
Zusammen werden die beiden Teilbereiche 103, 104 im folgenden
auch als poröser
Bereich 106 bezeichnet. Der erste poröse Teilbereich 103 entspricht
dem Bereich der oberflächlichen,
stark positiven Dotierung des Siliziumsubstrats 100, welcher
in 2a ebenfalls mit
dem Bezugszeichen 103 dargestellt ist. Beim Verfahrensschritt
zur Erzeugung des Halbleitersubstrats gemäß der 2b wird in einer fluoridhaltigen Lösung elektrochemisch
poröses
Silizium als Opferschicht hergestellt, wobei typische Schichtdicken
des gesamten porösen
Bereichs 106 zusammen wiederum zwischen 1 μm und mehreren
100 μm liegen.
Aufgrund der Ätzeigenschaften
von porösem
Silizium hat die höher
positiv dotierte Schicht 103, das heißt der erste poröse Teilbereich 103,
eine niedrigere Porösität als der
zweite poröse
Teilbereich 104, welcher sich in dem Bereich des Substrats 100 befindet,
welcher weniger stark positiv dotiert ist. Ein ähnlicher bzw. auch verstärkender
Effekt kann neben der unterschiedlichen Dotierung der Substratbereiche 103, 104 auch
durch eine Änderung
der Stromstärke
bzw. Stromdichte während
des Porösizierens
hervorgerufen werden. Im zweiten porösen Teilbereich 104 weist das
poröse
Silizium eine höhere
Porösität auf, als
im ersten Teilbereich 103. Anstatt der Erzeugung lediglich
einer hochporösen
Schicht im zweiten porösen Teilbereich 104 des
porösen
Gesamtbereichs 106 ist es erfindungsgemäß auch möglich, bei noch höheren Stromstärken das
Siliziummaterial im zweiten porösen
Teilbereich 104 zu elektropolieren, um dadurch einen Hohlraum
unter der porösen
Schicht 103 im ersten porösen Teilbereich 103 zu
erzeugen. Dies ist jedoch lediglich optional Teil des zweiten erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens.
Die porösen Schichten 103, 104 können erfindungsgemäß auch optional
oxidiert werden. Die Nitridmaske 110 als Abdeckschicht 110 kann
bei dem Verfahren der Herstellung der porösen Schichten 103, 104 ebenfalls
abgelöst
werden. Erfindungsgemäß ist es
beim zweiten Herstellungsverfahren anschließend an die Porosizierung vorgesehen,
die porösen
Teilschichten der porösen
Schicht bei hoher Temperatur von ca. 900°C bis 1100°C in Wasserstoffatmosphäre bei Atmosphärendruck
umzulagern. Dadurch wird die hochporöse Schicht im zweiten porösen Teilbereich 104 abgebaut,
sofern sie – falls
ein Elektropolierschritt nicht angewendet wurde – noch existiert. Der Bereich
der zweiten porösen
Teilschicht 104 wandelt sich bei dieser Umlagerung in einen
Hohlraum bzw. in eine Kaverne um und ist in der 2c mit dem Bezugszeichen 107 versehen.
Die obere, weniger poröse
bzw. niedrig porösere
Schicht 104, die auch als erster poröser Teilbereich 103 bezeichnet
wird, wandelt sich bei dieser Umlagerung in eine Deckschicht 105 um. Die
Poren der Deckschicht 105 sind hierbei erfindungsgemäß insbesondere
weitgehend geschlossen.
-
Im Anschluss an die Umlagerung zur
Herstellung des Hohlraums 107 wird die erfindungsgemäße Funktionsschicht 130 mit
ihren Hilfsschichten bzw. den mit der Funktionsschicht zusammenwirkenden
Schichten 140, 142 in ähnlicher Weise, wie bei 1 beschrieben, aufgebracht
und strukturiert. Die Funktionsschicht 130 ist wiederum
entweder als epitaktische Schicht oder als polykristalline Schicht, insbesondere
aus Silizium, vorgesehen. Die Funktionsschicht 130 bzw.
die mit dieser zusammen wirkenden Schichten 140; 142 werden, ähnlich wie
bei 1 beschrieben, strukturiert,
um ihnen die gewünschte Form
zu geben. Dies kann bevorzugt durch ein Trockenätzverfahren, wie beispielsweise
reaktives Ionenätzen
mit SF6 geschehen. Durch Ätzen, insbesondere
durch Trench-Ätzen,
der Funktionsschicht und der Deckschicht 105, wird die
Funktionsschicht 130 vom Substrat 100 abgelöst und damit
freigelegt, so dass sie frei steht. Durch geeignete Vorspannung der
Funktionsschicht 130 kann diese sich aus der Substratebene
herausbiegen, um beispielsweise als Federbalken für ein Rasterkraftmikroskop
zu dienen.
-
In 3 ist
ein drittes erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren
dargestellt. Im Gegensatz zu den beiden ersten erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
ist es beim dritten Herstellungsverfahren vorgesehen, zunächst die
Funktionsschicht 130 zu erzeugen und anschließend den
Bereich des porösen
Siliziums zu erzeugen. Dies hat den Nachteil, dass nach der Erzeugung
der Funktionsschicht 130 ein nasschemischer Prozessschritt
zur Erzeugung des porösen
Siliziums durchzuführen
ist. In 3a ist ein Substrat 100 mittels
einer oberflächlichen Schicht 101 aus
thermischem Silizium dargestellt. Bei dem Substrat 100 handelt
es sich erfindungsgemäß insbesondere
um ein Siliziumsubstrat. Oberhalb der thermischen Siliziumoxidschicht
ist erfindungsgemäß die Funktionsschicht 130 vorgesehen,
welche anschließend
strukturiert wird, was in der 4b dargestellt
ist. Anschließend
an die Erzeugung der Funktionsschicht 130 wird im dritten
Herstellungsverfahren in 3 der
poröse
Siliziumbereich hergestellt, welcher mit dem Bezugszeichen 106 versehen
ist. Hierbei entstehen unterhalb insbesondere der freistehenden
und in der 3 mit dem
Bezugszeichen 131 versehenen Anteile der Funktionsschicht 130 sogenannte
Nasen aus Substratmaterial, welches nicht zum porösen Bereich 106 gehört. Eine
solche Nase ist in 3c mit
dem Bezugszeichen 99 versehen. In einem nachfolgenden Schritt,
dessen Resultat in 3d dargestellt
ist, wird der Bereich des porösen Siliziums 106 aus
der 3c mittels eines
nasschemischen Prozesses entfernt und es entsteht der freigelegte
Bereich, welcher auch in 3 mit
dem Bezugszeichen 108 bezeichnet ist. Dieser Bereich weist unterätzte Bereiche
unterhalb der Funktionsschicht 130 auf, welche in 3d mit dem Bezugszeichen 135 versehen
sind.
-
In 4 ist
das Resultat der Herstellung eines erfindungsgemäßen mikromechanischen Bauelements
gemäß dem dritten
erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren,
wie in 3 dargestellt,
abgebildet. Auf dem Substrat 100 ist die Funktionsschicht 130 vorgesehen,
sowie der herausgeätzte
Bereich 108, in dem sich vorher die poröse Siliziumschicht 106 befand,
welche zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bauelementes als Opferschicht
diente. Die Funktionsschicht 130 weist in 4 einen freistehenden Mikrobalken auf,
welcher im freistehenden Bereich mit dem Bezugszeichen 131 bezeichnet
ist. Durch das erfindungsgemäße mikromechanische Bauelement
ist eine Schnittlinie AA dargestellt, entlang welcher die in 3 dargestellten Querschnitte vorgesehen
sind. Erkennbar ist in 4 der
unterätzte
Bereich 135, der Ausnehmung 108. Dadurch, dass die
Erzeugung des porösen
Siliziumbereichs 106 weitgehend ein isotroper Prozess ist,
bilden sich unterhalb der freistehenden Struktur sogenannte Nasen,
die in 4 mit dem Bezugszeichen 136 versehen
sind. Dies ist erfindungsgemäß deshalb
der Fall, weil die Erzeugung des porösen Bereichs 106 nach der
Erzeugung der Funktionsschicht 130 erfolgt. Im Bereich
der Nasen 136 ist die freistehende Struktur weniger gut
definiert als wenn der Übergang
zwischen dem mit dem Substrat 100 verbundenen Bereich der
Funktionsschicht 130 zu dem freistehenden Bereich 131 der
Funktionsschicht 130 gerade und definiert wäre.