DE102006022377A1

DE102006022377A1 - Micro-mechanical device for use as e.g. micro-mechanical actuator, has membrane with membrane plane, and electrodes that run perpendicular to membrane plane and are provided in suspension area

Info

Publication number: DE102006022377A1
Application number: DE200610022377
Authority: DE
Inventors: Hubert Benzel; Stefan Pinter; Christoph Schelling; Arnim Hoechst
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2026-05-13
Also published as: DE102006022377B4

Abstract

The device (50) has a substrate (1), and a membrane (20) with a membrane plane (20a) suspended by a suspension area (60). The suspension area runs perpendicular to the membrane plane. Electrically insulated electrodes (61, 62) run perpendicular to the membrane plane, and are provided in the suspension area. The membrane and/or suspension area has two portions provided with different mechanical stress conditions in the suspension area, where one of the portions is an inner area of the membrane. An independent claim is also included for a method for manufacturing a micro-mechanical device.

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung geht aus von einer mikromechanischen Vorrichtung gemäß der Gattung der nebengeordneten Ansprüche. Aus der Druckschrift DE 100 32579 A1 ist ein Halbleiterbauelement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes bekannt, bei dem oberhalb eines Substratmaterials eine im Wesentlichen frei tragende Membran erzeugt wird, die beispielsweise für Drucksensoranwendungen verwendet werden kann. Hierbei ist es vorgesehen, ein Wandlerprinzip mit im Wesentlichen parallel zur Membranebene verlaufenden Sensorelementen, beispielsweise piezoresistiven oder kapazitiven Sensorelementen zu verwenden. Weiterhin ist es beim Stand der Technik nur sehr schwierig möglich, einen definierten Materialspannungszustand im Bereich der Membran und im Bereich der Aufhängung der Membran zu realisieren, weil in der Regel eine vergleichsweise große Prozeßschwankung bei der Ausbildung von Materialspannungen während bestimmter Herstellungsschritte zu erwarten sind, wie beispielsweise Implantationsverfahren oder Abscheidungsprozesse.The invention relates to a micromechanical device according to the preamble of the independent claims. From the publication DE 100 32579 A1 For example, a semiconductor device and a method for producing a semiconductor device are known in which a substantially free-bearing membrane is produced above a substrate material, which can be used, for example, for pressure sensor applications. In this case, it is provided to use a transducer principle with sensor elements running essentially parallel to the diaphragm plane, for example piezoresistive or capacitive sensor elements. Furthermore, it is very difficult in the prior art to realize a defined material stress state in the membrane and in the region of the suspension of the membrane, because usually a comparatively large process fluctuation in the formation of material stresses during certain manufacturing steps are to be expected, such for example, implantation procedures or deposition processes.

Offenbarung der Erfindungepiphany the invention

Die erfindungsgemäße mikromechanische Vorrichtung mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche hat demgegenüber den Vorteil, dass die Materialspannung, die in der Membran intrinsisch vorhanden ist, besonders leicht und einfach modifiziert werden kann. Dies deshalb, weil etwa die Größen der Vertikalausdehnung des Aufhängungsbereichs durch das Design der erfindungsgemäßen Vorrichtung über eine einfach zu kontrollierende Ätztiefe eines Grabens bestimmbar ist. Hierdurch kann sowohl die Steifigkeit der Aufhängung beeinflußt werden als auch die mechanische Spannung der Membran eingestellt werden. Besonders vorteilhaft ist es, dass mittels der zumindest teilweise senkrecht zur Membranebene verlaufenden Elektrode besonders einfach und vorteilhaft unterschiedliche Drücke, die auf gegenüberliegenden Seiten der Membran anliegen, insbesondere auch Druckschwankungen wie akustische Schwingungen, besonders einfach detektiert werden können. Für die Verwendung als akustischer Sensor bzw. Aktuator ist es darüber hinaus möglich, dass durch die Steifigkeit des Aufhängungsbereichs die akustische Empfindlichkeit beeinflußt wird. Durch die im Wesentlichen senkrecht zur Membranebene verlaufende Elektrode entfällt die Notwendigkeit einer Prozessierung einer Gegenelektrode oberhalb bzw. unterhalb der Membran. Ferner ist es gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhaft möglich, eine einstellbare mechanische Verspannung des Materials der Membran in der Ebene der Membran zu erzeugen. Dies ist besonders vorteilhaft für mikromechanische Mikrofone oder auch für Mikrospiegel, da für solche Anwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung Membranen mit möglichst genau definiertem mechanischem Spannungszustand benötigt werden. Hierbei ist es gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhaft möglich, dass vergleichsweise große Fertigungstoleranzen bezüglich der Schichtspannungen der Einzelschichten möglich sind, da etwa erforderliche Membranschichtverbünde mit unerwünschtem mechanischen Verspannungszustand derart modifiziert werden können, dass diese unter einer optimalen Spannung stehen.The Micromechanical device according to the invention with the features of the independent claims in contrast to the Advantage that the material tension intrinsically present in the membrane is, very light and easy to modify. This because of the sizes of the Vertical extension of the suspension area by the design of the device according to the invention via a easy to control etch depth a trench is determinable. This can both the rigidity the suspension are affected as well as the mechanical tension of the membrane can be adjusted. It is particularly advantageous that by means of at least partially Especially easy to run perpendicular to the membrane plane electrode and advantageously different pressures acting on opposite Side of the membrane abut, especially pressure fluctuations how acoustic vibrations are detected particularly easily can. For the Use as an acoustic sensor or actuator, it is also possible that due to the rigidity of the suspension area the acoustic sensitivity is affected. By the essence perpendicular to the membrane plane extending electrode eliminates the Need to process a counter electrode above or below the membrane. Furthermore, it is in accordance with the present invention advantageously possible, an adjustable mechanical tension of the material of the membrane to create in the plane of the membrane. This is particularly advantageous for micromechanical Microphones or for Micromirror, there for Such applications of the device according to the invention membranes preferably exactly defined mechanical state of tension are needed. Here it is according to the present Invention advantageously possible, that comparatively large Manufacturing tolerances regarding the layer stresses of the individual layers are possible because about required Membrane layer composites with undesirable mechanical stress state can be modified such that they are under optimal tension.

Alternativ oder kumulativ zu einer senkrecht zur Membranebene verlaufenden Elektrode ist es erfindungsgemäß weiterhin von Vorteil, wenn der erste oder zweite Teilbereich der Membran bzw. des Aufhängungsbereichs in unterschiedlichen mechanischen Spannungszuständen derart vorliegt, dass wenigstens einer der Bereiche zusammenhängend an den anderen Bereich anschließt, beispielsweise dadurch dass der eine Teilbereich den anderen Teilbereich vollständig umschließt. Hierdurch ist es möglich, beispielsweise eine spannringartige Anordnung des Spannungszustandes der Membran zu erzeugen. Bevorzugt ist hierbei, dass der erste Teilbereich ein Innenbereich der Membran und der zweite Teilbereich ein als Spannring wirkender Außenbereich der Membran vorgesehen ist. Hierdurch ist es möglich, sehr definierte Spannungszustände innerhalb der Membran zu erzeugen. Ferner ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass der erste und zweite Teilbereich im Aufhängungsbereich der Membran vorgesehen ist, wobei sich der Aufhängungsbereich vom Außenbereich der Membran zum Substrat entlang einer Erstreckungsrichtung erstreckt und wobei in Draufsicht auf die Membranebene der erste Teilbereich in der Erstreckungsrichtung der Membran zugewandt und der zweite Teilbereich dem Membran abgewandt vorgesehen ist. Hierdurch ist es möglich, eine gewünschte Federsteifigkeit des Aufhängungsbereichs zu realisieren und damit die Membran in definierter Weise aufzuhängen. Ein weiterer Vorteil ist, dass die laterale Ausformung der Feder bzw. des Aufhängungsbereichs den Spannungszustand in der Membranebene bestimmen kann, während die Dicke der Federn, d. h. die Ausdehnung der Federn bzw. des Aufhängungsbereichs in eine Richtung senkrecht zur Membranebene, die Steifigkeit der Membran in diese Auslenkungsrichtung definiert. Hierbei ist unter der lateralen Ausformung der Feder bzw. des Aufhängungsbereichs die Variation der Materialspannungen im Aufhängungsbereich in der Membranebene und in der Erstreckungsrichtung des Aufhängungsbereichs von innen nach außen zu verstehen.alternative or cumulatively to a plane perpendicular to the membrane plane Electrode according to the invention it continues advantageous if the first or second portion of the membrane or the suspension area is present in different mechanical stress states such that at least one of the areas contiguous to the other area connects, for example, by the fact that one subarea is the other subarea Completely encloses. This makes it possible For example, a tension ring-like arrangement of the stress state to produce the membrane. In this case, it is preferable for the first subregion to be a Inner area of the membrane and the second portion as a clamping ring acting outdoor area the membrane is provided. This makes it possible, very defined stress conditions within to produce the membrane. Furthermore, it is preferred according to the invention in that the first and second partial regions are provided in the suspension region of the membrane is, with the suspension area from the outside area the membrane extends to the substrate along an extension direction and wherein in plan view of the membrane plane of the first portion facing in the direction of extension of the membrane and the second Part of the region is provided facing away from the membrane. This is it is possible a desired one Spring stiffness of the suspension area too realize and thus suspend the membrane in a defined manner. One Another advantage is that the lateral shape of the spring or of the suspension area can determine the state of stress in the membrane plane, while the Thickness of the springs, d. H. the extent of the springs or the suspension area in a direction perpendicular to the membrane plane, the rigidity of the Membrane defined in this direction of deflection. Here is under the lateral shape of the spring or the suspension area, the variation the material stresses in the suspension area in the membrane plane and in the extension direction of the suspension area of inside out to understand.

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass der Aufhängungsbereich mittels wenigstens eines im Wesentlichen senkrecht zur Membranebene verlaufenden und zumindest teilweise in das Substrat eingebrachten Grabens erzeugt vorgesehen ist. Hierdurch kann die Steifigkeit der Aufhängung in besonders einfacher Weise durch vergleichsweise genau reproduzierbare Prozessparameter eingestellt werden.According to the invention it is further provided that the suspension area by means of at least one substantially perpendicular to the diaphragm plane and at least partially into the substrate introduced trench generated is provided. As a result, the rigidity of the suspension can be adjusted in a particularly simple manner by comparatively precisely reproducible process parameters.

Ferner ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass der Graben parallel zur Membranebene im Wesentlichen einen runden, ovalen, dreieckigen, rechteckigen, wellenförmigen oder sternförmigen Verlauf aufweist. Hierdurch ist es möglich, die Aufhängung der Membran in weiten Grenzen den spezifischen Designanforderungen für den jeweiligen Anwendungszweck anzupassen.Further is preferred according to the invention, that the trench parallel to the membrane plane substantially one round, oval, triangular, rectangular, wavy or stellate History has. This makes it possible, the suspension of the membrane within wide limits of the specific design requirements for each To adapt to the application.

Ferner ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die im Aufhängungsbereich verlaufende Elektrode und eine weitere Elektrode im Bereich des Grabens gegenüberliegend vorgesehen sind. Hierdurch ist es mit einfachen Mitteln möglich, ein Auswertungsprinzip für die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung als mikromechanische Sensoranordnung etwa zu Detektion von Druckschwankungen, akustischen Schwingungen oder dergleichen einzusetzen.Further is preferred according to the invention, that in the suspension area extending electrode and another electrode in the region of Opposite Grabens are provided. This makes it possible with simple means, a Evaluation principle for the application of the device according to the invention as a micromechanical sensor arrangement, for example for detecting pressure fluctuations, use acoustic vibrations or the like.

Erfindungsgemäß ist ferner bevorzugt, dass ein weiteres Substrat mit dem Substrat verbunden vorgesehen ist, insbesondere gebondet ist. Hierdurch ist es mit einfachen Mitteln möglich, beispielsweise ein Glaswafer als Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzusehen, um beispielsweise die gesamte mikromechanische Vorrichtung besonders leicht und einfach in eine Drucksensoranordnung integrieren zu können.The invention is further preferred that another substrate is provided connected to the substrate is, in particular, bonded. This is done with simple means possible, For example, a glass wafer as part of the device according to the invention provide, for example, the entire micromechanical device particularly easy and easy to integrate into a pressure sensor arrangement to be able to.

Weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung betreffen ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung sowie eine Verwendung einer erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung gemäß den weiteren nebengeordneten Ansprüchen. In vorteilhafter Weise wird hierdurch eine genaue Einstellung des mechanischen Spannungszustandes innerhalb der Membran bzw. innerhalb des Aufhängungsbereichs durch vergleichsweise gut beherrschte Prozeßschritte möglich. Ebenso vorteilhaft ist die breite Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung als mikromechanisches Sensorelement und/oder als mikromechanisches Aktuatorelement, beispielsweise bei akustischen Anwendungen oder bei optischen Anwendungen, etwa als Mikrospiegel.Further objects The present invention relates to a process for the preparation a micromechanical according to the invention Device and a use of a micromechanical according to the invention Device according to the others sibling claims. Advantageously, this is an accurate adjustment of the mechanical stress state within the membrane or within of the suspension area by comparatively well controlled process steps possible. Equally advantageous the broad applicability of the device according to the invention as micromechanical Sensor element and / or as a micromechanical actuator element, for example in acoustic applications or in optical applications, such as as a micromirror.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention is illustrated in the drawings and in the following Description closer explained.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

Es zeigenIt demonstrate

1 eine schematische Darstellung einer Vorläuferstruktur einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Querschnittsdarstellung, 1 1 is a schematic representation of a precursor structure of a first embodiment of the device according to the invention in a cross-sectional representation,

2 eine schematische Darstellung der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Schnittdarstellung, 2 a schematic representation of the first embodiment of the device according to the invention in a sectional view,

3–17 schematische Darstellungen – teils in Draufsicht und teils in Schnittdarstellung – von Varianten der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 3 - 17 schematic representations - partly in plan view and partly in section - of variants of the first embodiment of the device according to the invention,

18 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 18 a schematic representation of a plan view of a second embodiment of the device according to the invention,

19–21 schematische Darstellungen – teils in Draufsicht und teils in Schnittdarstellung – von Varianten der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. 19 - 21 schematic representations - partly in plan view and partly in section - of variants of the second embodiment of the device according to the invention.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In 1 ist in schematischer Schnittdarstellung eine Vorläuferstruktur einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 50 dargestellt. Auf ein Substrat 1, welches insbesondere ein Halbleitermaterial, insbesondere Siliziummaterial umfasst, ist eine Schicht bzw. eine Schichtfolge 2 aufgebracht, die im Bereich einer Kavität bzw. Kaverne 10 eine Membran 20 bildet. In der Schicht bzw. Schichtfolge 2 sind die eigentlichen Schichten der Membran 20 vorgesehen, beispielsweise umfassend dielektrische Materialien wie Siliziumoxid und Siliziumnitrid oder elektrisch vergleichsweise gut leitfähige Leiterbahnen aus Metall, wie beispielsweise Aluminiun, Platin, Silizium oder dergleichen. Die Kaverne 10 bzw. Kavität 10 wird insbesondere von der Rückseite her in das Substrat 1 eingebracht, insbesondere mittels eines Ätzverfahrens eingebracht, wie beispielsweise eines DRIE-Ätzverfahrens (Dry Reactive Ion Etch-Verfahren). Hierdurch wird die eigentliche Membran 20 freigestellt bzw. die Membran wird als frei tragende Membran gebildet.In 1 is a schematic sectional view of a precursor structure of a first embodiment of a device according to the invention 50 shown. On a substrate 1 , which in particular comprises a semiconductor material, in particular silicon material, is a layer or a layer sequence 2 applied in the area of a cavity or cavern 10 a membrane 20 forms. In the layer or layer sequence 2 are the actual layers of the membrane 20 provided, for example, comprising dielectric materials such as silicon oxide and silicon nitride or electrically comparatively highly conductive interconnects of metal, such as Aluminiun, platinum, silicon or the like. The cavern 10 or cavity 10 is in particular from the back into the substrate 1 introduced, in particular by means of an etching process introduced, such as a DRIE etching process (Dry Reactive Ion Etch method). This will be the actual membrane 20 released or the membrane is formed as a free-carrying membrane.

In 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 50 in einer schematischen Schnittdarstellung gemäß der ersten Ausführungsform dargestellt. Von der Vorderseite der Membran 20 her (in 2 oben) wird mit Standardtechniken eine Struktur eingebracht, so dass Gräben 3 gebildet werden, die insbesondere im Bereich der Membran 20 einen vertikalen bzw. vertikal verlaufenden Aufhängungsbereich 60 der Membran 20 entstehen lassen. Vor dem Einbringen der Gräben 3 bzw. des Grabens 3 kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass Mittels eines separaten Ätzprozesses erst die Schicht 2 bzw. die Schichtfolge 2 geöffnet werden muss, so dass nachfolgend die Gräben 3 bzw. der Graben 3 in das Material des Substrats 1 eingebracht werden kann. Die mechanischen Eigenschaften des Aufhängungsbereichs 60 können durch die Vorgaben des Layouts des Grabens 3 und durch die vergleichsweise einfach zu kontrollierende Tiefe des insbesondere mittels eines Trench-Ätzverfahrens hergestellten Grabens 3 relativ einfach kontrolliert werden, so dass die Steifigkeit der Aufhängung der Membran 20 durch die Geometrie des Aufhängungsbereichs 60 in gut reproduzierbarer Weise kontrollierbar ist.In 2 is the device according to the invention 50 shown in a schematic sectional view according to the first embodiment. From the front of the membrane 20 her (in 2 above), a structure is introduced by standard techniques such that trenches 3 be formed, in particular in the area of the membrane 20 a vertical or vertical suspension area 60 the membrane 20 let arise. Before the trenches are introduced 3 or the trench 3 It may be provided according to the invention, that by means of a separate etching process only the layer 2 or the sequence of layers 2 must be opened so that after following the trenches 3 or the ditch 3 in the material of the substrate 1 can be introduced. The mechanical properties of the suspension area 60 can by the specifications of the layout of the trench 3 and by the comparatively easy to control depth of the trench produced in particular by means of a trench etching process 3 be relatively easily controlled, so that the rigidity of the suspension of the membrane 20 through the geometry of the suspension area 60 is controllable in a well reproducible manner.

Im Bereich des Grabens 3 ist es gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass eine Elektrode 61 und eine weitere Elektrode 62 gegenüberliegend angeordnet sind, so dass bei einer Auslenkung der Membran 20, welche zu einer Verbiegung des Aufhängungsbereichs 60 führt, eine Kapazitätsänderung zwischen den Elektroden 61, 62 resultiert. Zur Auswertung einer solchen Kapazitätsänderung müssen die Elektroden 61, 62 elektrisch voneinander isoliert sein.In the area of the ditch 3 it is provided according to the first embodiment of the invention that an electrode 61 and another electrode 62 are arranged opposite, so that at a deflection of the membrane 20 , which leads to a bending of the suspension area 60 leads, a change in capacitance between the electrodes 61 . 62 results. To evaluate such a capacitance change, the electrodes must 61 . 62 be electrically isolated from each other.

In den 3–17 sind weitere Varianten der ersten Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt.In the 3 - 17 Further variants of the first embodiment of the invention are shown schematically.

In 3 ist angedeutet, dass der Graben 3 insbesondere durch die Anwendung von unterschiedlichen Ätzprofilen nicht nur in seiner Tiefe einstellbar ist, sondern auch hinsichtlich seines Profils in vertikaler Richtung. Hierzu ist in 3 auf der linken Seite der Darstellung ein trapezförmiges Profil des Grabens 3 dargestellt und auf der rechten Seite der 3 ein Profil des Grabens 3 dargestellt, welches am tiefsten Punkt des Grabens 3 eine größere Ausdehnung aufweist, so dass beispielsweise eine Rißbildung des Substratmaterials mit Blick auf eine längere Lebensdauer der mikromechanischen Vorrichtung 50 vermieden wird und dass das Profil des Grabens 3 der Einstellung der Steifigkeit des Aufhängungsbereichs 60 und damit auch der Membran 20 dient.In 3 is implied that the ditch 3 in particular by the use of different etching profiles is adjustable not only in depth, but also in terms of its profile in the vertical direction. This is in 3 on the left side of the illustration a trapezoidal profile of the trench 3 shown and on the right side of the 3 a profile of the trench 3 represented, which at the lowest point of the trench 3 has a greater extent, so that, for example, a cracking of the substrate material with a view to a longer life of the micromechanical device 50 is avoided and that the profile of the trench 3 the adjustment of the rigidity of the suspension area 60 and thus also the membrane 20 serves.

In 4 ist in einer weiteren Variante der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 50 angedeutet, dass von der Rückseite des Substrats 1 mindestens ein weiterer Graben 4 in das Substrat 1 eingebracht werden kann. Zusammen mit dem Graben 3 kann hierdurch eine Membranaufhängung bzw. ein Aufhängungsbereich 60 realisiert werden, der einer Feder gleicht. Der weitere Graben 4 kann bei dieser Variante der ersten Ausführungsform der mikromechanischen Vorrichtung 50 auch gleichzeitig mit der Ätzung der Kaverne 10 durchgeführt werden, wobei der sogenannte ARDE-Effekt (Aspect Ratio Dependent Etch Rate) beim Ätzen ausgenutzt wird. Dies bedeutet, dass über das Layout des Ätzprozesses, insbesondere durch die Grabenbreite, unterschiedliche Grabentiefen eingestellt werden können. Der Rückseiten-Trench-Ätzprozeß kann weiterhin in einer alternativen Prozessführung auch gleichzeitig zum Vereinzeln der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtungen 50 ausgenutzt werden, in dem Vereinzelungsgräben 41 geätzt werden. Auch hier kann der ARDE-Effekt vorteilhaft genutzt werden.In 4 is in a further variant of the first embodiment of the device according to the invention 50 indicated that from the back of the substrate 1 at least one more ditch 4 in the substrate 1 can be introduced. Together with the ditch 3 can thereby a membrane suspension or a suspension area 60 be realized, which resembles a spring. The further ditch 4 can in this variant of the first embodiment of the micromechanical device 50 also simultaneously with the etching of the cavern 10 be carried out, wherein the so-called ARDE effect (Aspect Ratio Dependent Etch Rate) is used in the etching. This means that different trench depths can be set via the layout of the etching process, in particular by the trench width. The backside trench etching process can also simultaneously in an alternative process control for singulating the micromechanical devices according to the invention 50 be exploited in the separation trenches 41 be etched. Again, the ARDE effect can be used to advantage.

In 5 ist in einer schematischen Schnittdarstellung (obere Hälfte der 5) sowie in einer Draufsicht (untere Hälfte der 5) eine Variante der ersten Ausführungsform der mikromechanischen Vorrichtung 50 gezeigt, bei der das Substrat 1 mit einem weiteren Substrat 1' verbunden ist. Das weitere Substrat 1' kann z. B. ein Glaswafer sein, der ggf. strukturiert ist, was in 5 mit dem Bezugszeichen 10' angedeutet ist. Eine Ausnehmung 10' kann hierbei den Durchtritt zur Kaverne 10 bzw. der Kavität 10 herstellen. Das weitere Substrat 1' kann beispielsweise mit einem anodischen Bondprozess mit dem Substrat 1 verbunden werden. Hierdurch ist es möglich, dass der Graben 3 derart tief ausgeführt wird, dass bis auf einen verbleibenden Steg 65 das Material des Substrat 1 vollständig im Bereich des Grabens 3 vollständig entfernt ist. Hierdurch ist es (mit einem weiteren Substrat 1' aus nichtleitendem Material) erfindungsgemäß möglich, eine vollständige elektrische Isolierung der Membran 20 und des Aufhängungsbereichs 60 von dem restlichen Bereichen des Substrat 1 zu bewirken. Hierdurch ist es erfindungsgemäß möglich, im Bereich des Grabens 3 die Elektroden 61, 62 anzuordnen so dass ein Kondensator mit vertikalen (d.h. senkrecht zur Substratebene verlaufenden) Kapazitätsflächen gebildet wird. Hierbei werden die vertikal verlaufenden Elektroden 61, 62 entweder als zusätzliche Schicht auf die im Wesentlichen vertikal verlaufenen Wände des Grabens 3 aufgebracht oder aber es wird das (vergleichsweise niederohmige und ggf. dotierte) Material des Substrats 1 bzw. des Aufhängungsbereichs 60 als Elektrode verwendet. Zur elektrischen Anbindung der Elektrode 61 dient der Teilbereich 65, welcher bei der Ätzung des Grabens 3 stehen gelassen wurde. Dieser Teilbereich 65 oder Steg 65 dient damit als Leiterbahn. Alternativ hierzu kann die elektrische Anbindung auch durch eine auf dem weiteren Substrat 1' abgeschiedene strukturierte Metallbahn erzeugt werden. Über die Elektroden 61, 62 kann eine Kapazitätsänderung bei einer Auslenkung der Membran 20 abgegriffen werden. Die Kapazitätsänderung ergibt sich durch eine Variation des Abstandes des Aufhängungsbereiches 60 von dem Substrat 1 (in horizontaler Richtung), welche wiederum durch Druckänderungen an der Membran 20 hervorgerufen wird. In 5 sind weiterhin noch Kontaktierungsflächen 63, 64 angedeutet, die zum Anschluß der Elektroden 61, 62 dienen. Die Kontaktierungsfläche 63 ist hierbei über den Graben 3 (insbesondere im Bereich 65') vom Substrat 1 getrennt und über den Steg 65 mit der Elektrode 61 verbunden.In 5 is in a schematic sectional view (upper half of 5 ) and in a plan view (lower half of 5 ) A variant of the first embodiment of the micromechanical device 50 shown at the substrate 1 with another substrate 1' connected is. The further substrate 1' can z. B. be a glass wafer, which is possibly structured, which is in 5 with the reference number 10 ' is indicated. A recess 10 ' This can be the passage to the cavern 10 or the cavity 10 produce. The further substrate 1' can, for example, with an anodic bonding process with the substrate 1 get connected. This makes it possible for the trench 3 is executed so deep that, except for a remaining bridge 65 the material of the substrate 1 completely in the trench area 3 completely removed. This is it (with another substrate 1' made of non-conductive material) according to the invention possible, a complete electrical insulation of the membrane 20 and the suspension area 60 from the remaining areas of the substrate 1 to effect. This makes it possible according to the invention, in the region of the trench 3 the electrodes 61 . 62 to arrange so that a capacitor is formed with vertical (ie perpendicular to the substrate plane) capacity surfaces. Here are the vertical electrodes 61 . 62 either as an additional layer on the substantially vertical walls of the trench 3 applied or it is the (relatively low-resistance and possibly doped) material of the substrate 1 or the suspension area 60 used as an electrode. For electrical connection of the electrode 61 serves the subarea 65 , which in the etching of the trench 3 was left standing. This subarea 65 or footbridge 65 thus serves as a conductor track. Alternatively, the electrical connection can also be made by a on the other substrate 1' deposited structured metal sheet are generated. About the electrodes 61 . 62 may be a change in capacitance at a deflection of the membrane 20 be tapped. The capacitance change results from a variation of the distance of the suspension area 60 from the substrate 1 (in the horizontal direction), which in turn by pressure changes to the membrane 20 is caused. In 5 are still contact areas 63 . 64 indicated, for connecting the electrodes 61 . 62 serve. The contact surface 63 is here over the ditch 3 (especially in the area 65 ' ) from the substrate 1 separated and over the jetty 65 with the electrode 61 connected.

In einer weiteren Variante der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 50 ist es gemäß der 6 möglich, den an die Kaverne 10 angrenzenden Bereich 60' des Aufhängungsbereichs 60 mittels eines isotropen Ätzprozesses nachträglich noch abzudünnen. Hierzu ist insbesondere eine isotroper Ätzprozess wie beispielsweise CIF₃-, XeF₂- oder SF₆-Ätzen geeignet.In a further variant of the first embodiment of the device according to the invention 50 is it according to the 6 possible, to the cavern 10 adjacent area 60 ' of the suspension area 60 subsequently thinned out by means of an isotropic etching process. For this purpose, in particular an isotropic etching process such as, for example, CIF ₃ , XeF ₂ or SF ₆ etching is suitable.

In den 7–11 sind schematische Darstellungen in Draufsicht von weiteren Varianten der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 50 dargestellt. Hierbei wird insbesondere die Form des Grabens 3 sowie die Form der Membran 20 in der Membranebene 20a variiert. Beispielsweise ist in 7 ein runder Verlauf des Grabens 3, n 8 ein sternförmiger Verlauf des Grabens 3, in 9 ein rechteckiger bzw. quadratischer Verlauf des Grabens 3 und in 11 ein ovaler Verlauf des Grabens 3 beispielhaft dargestellt. In 10 ist eine weitere Variante der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 50 dargestellt, wobei bei einem runden Verlauf des Grabens 3 der Aufhängungsbereich 60 unterbrochen vorgesehen ist, so dass die Kavität 10 (in 10 nicht dargestellt) unterhalb der Membran 20 mit dem Graben 3 verbunden ist. Diese Variante der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 50 hat den Vorteil, dass bei einer vorgegebenen Auslenkung der Membran 20 eine größere laterale Verbiegung des Aufhängungsbereichs 60 erfolgt.In the 7 - 11 are schematic representations in plan view of further variants of the first embodiment of the device according to the invention 50 shown. In this case, in particular, the shape of the trench 3 as well as the shape of the membrane 20 in the membrane plane 20a varied. For example, in 7 a round course of the trench 3 , n 8th a star-shaped course of the trench 3 , in 9 a rectangular or square course of the trench 3 and in 11 an oval course of the trench 3 exemplified. In 10 is a further variant of the first embodiment of the device according to the invention 50 shown, with a round course of the trench 3 the suspension area 60 is provided interrupted so that the cavity 10 (in 10 not shown) below the membrane 20 with the ditch 3 connected is. This variant of the first embodiment of the device according to the invention 50 has the advantage that at a given deflection of the membrane 20 a greater lateral deflection of the suspension area 60 he follows.

In 12 ist eine weitere Variante der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 50 dargestellt, bei der – ähnlich dem Steg 65 oder Teilbereich 65 in 5 ein Bereich 65' nicht weggeätzt wurde, wodurch eine Verbindung zwischen dem Membran 20 und einer weiteren Schicht, etwa einer Kontaktierungsschicht 63, auf dem Substrat 1 möglich ist.In 12 is a further variant of the first embodiment of the device according to the invention 50 shown, in which - similar to the bridge 65 or subarea 65 in 5 an area 65 ' was not etched away, creating a bond between the membrane 20 and another layer, such as a contacting layer 63 , on the substrate 1 is possible.

Die in den 2–12 gezeigten Varianten der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 50 kann auch in komplexeren Schichtaufbauten integriert werden, wie dies entsprechend der Varianten gemäß der 13–17 dargestellt ist. In 13 und 14 sind jeweils schematische Schnittdarstellungen von Vorläuferstrukturen einer in 15 dargestellten Variante der ersten Ausführungsform der Vorrichtung 50 dargestellt. Auf die Schicht bzw. die Schichtenfolge 2 wird gemäß dieser Variante der Vorrichtung 50 beispielsweise eine dielektrische Schicht 110, beispielsweise PECVD-Oxid aufgebracht, insbesondere in nicht konformer Weise abgeschieden. Hierbei wird der Graben 3 oberflächlich verschlossen. Die Schichtdicke der dielektrischen Schicht 110 beträgt insbesondere bis zu 5 μm. Gemäß der weiteren in 14 dargestellten Vorläuferstruktur dieser Variante der ersten Ausführungsform der Vorrichtung 50 wird anschließend eine leitfähige Schicht 120 abgeschieden und strukturiert. Die leitfähige Schicht 120 umfasst beispielsweise Polysilizium, welches ggf. dotiert vorgesehen ist und das insbesondere bis zu einer Dicke von mehreren um bzw. mehreren 10 μm in Standard-Technologie abgeschieden und strukturiert wird. In die leitfähige Schicht 120 werden Zugangsöffnungen 125 geätzt, so dass durch anschließendes Opferschichtätzen der Schicht 110 ein Hohlraum 115 zwischen der Membran 20 und der leitfähigen Schicht 120 entsteht. Hierdurch kann eine im Wesentlichen horizontale Kondensatoranordnung in dem Graben 3 realisiert werden, so dass eine Auslenkung der Membran 20 kapazitiv ausgelesen werden kann, beispielsweise mit der in der 12 dargestellten Variante der ersten Ausführungsform der Vorrichtung 50. In den 13, 14 und 15 wurden keine Kontaktflächen explizit dargestellt, jedoch sind diese erfindungsgemäß ebenso vorgesehen.The in the 2 - 12 shown variants of the first embodiment of the device according to the invention 50 can also be integrated in more complex layer structures, as this according to the variants according to the 13 - 17 is shown. In 13 and 14 are respectively schematic sectional views of precursor structures of a 15 illustrated variant of the first embodiment of the device 50 shown. On the layer or the layer sequence 2 is according to this variant of the device 50 for example, a dielectric layer 110 , For example, deposited PECVD oxide, in particular deposited in a non-compliant manner. This is the ditch 3 superficially closed. The layer thickness of the dielectric layer 110 is in particular up to 5 microns. According to the other in 14 represented precursor structure of this variant of the first embodiment of the device 50 then becomes a conductive layer 120 isolated and structured. The conductive layer 120 includes, for example, polysilicon, which is optionally provided doped and which is deposited and patterned in particular to a thickness of several to several tens or more in standard technology. In the conductive layer 120 become access openings 125 etched, so that by subsequent sacrificial layer etching of the layer 110 a cavity 115 between the membrane 20 and the conductive layer 120 arises. This allows a substantially horizontal capacitor arrangement in the trench 3 be realized, so that a deflection of the membrane 20 Capacitive can be read, for example, with in the 12 illustrated variant of the first embodiment of the device 50 , In the 13 . 14 and 15 No contact surfaces were explicitly shown, but these are also provided according to the invention.

Alternativ zu der in den 13–15 dargestellten Variante der ersten Ausführungsform der Vorrichtung 50 ist es gemäß der 16 und 17 auch möglich, dass zunächst die dielektrische Schicht 110 und anschließend eine dünne leitfähige Schicht 121 abgeschieden und zusammen mit dem Trench-Graben 3 strukturiert werden. Anschließend wird eine dickere leitfähige Schicht 122, z. B. Silizium, im Epitaxeverfahren abgeschieden, womit der Trench-Graben verschlossen wird.Alternatively to the in the 13 - 15 illustrated variant of the first embodiment of the device 50 is it according to the 16 and 17 also possible that first the dielectric layer 110 and then a thin conductive layer 121 deposited and along with the trench ditch 3 be structured. Subsequently, a thicker conductive layer 122 , z. As silicon, deposited by epitaxy, whereby the trench trench is closed.

In den 18 bis 21 ist eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung 50 dargestellt.In the 18 to 21 is a second embodiment of the device 50 shown.

In 18 ist eine schematische Draufsicht auf die zweite Ausführungsform der Vorrichtung 50 dargestellt, wobei auch bei der zweiten Ausführungsform ein Substrat 1, eine Membran 20 sowie ein Aufhängungsbereich 60 bzw. eine Mehrzahl von Aufhängungsbereichen 60 zur Aufhängung der Membran 20 vorgesehen sind. Darüber hinaus ist in der Variante gemäß der 18 der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung 50 die Membran 20 in einen ersten Teilbereich 71 und einen zweiten Teilbereich 72 aufgeteilt, wobei die in den Materialien vorhandenen mechanischen Spannungen in den Teilbereichen 71, 72 unterschiedlich ausgebildet sind. Beispielsweise kann der in 18 dargestellte zweite Teilbereich 72 als sogenannter Spannring (im Außenbereich 26 der Membran 20) um den ersten Teilbereich 71 (im Innenbereich 25) der Membran 20 herumlaufen, so dass der zweite Teilbereich 72 beispielsweise als in Richtung Druckspannung modifizierter Teilbereich vorgesehen sein kann. Hieraus resultierend wird im ersten Teilbereich 71 ein Richtung Zugspannung modifizierter Teilbereich realisiert. Alternativ hierzu ist es gemäß einer weiteren Variante auch möglich, dass der erste Teilbereich 71, welcher dem Innenbereich 25 der Membran 20 entspricht, in Richtung Zugspannung modifiziert ist und dass der als Außenbereich 26 vorgesehene zweite Teilbereich 72 der Membran 20 resultierend hieraus relativ gesehen druckverspannt ist.In 18 is a schematic plan view of the second embodiment of the device 50 shown, wherein also in the second embodiment, a substrate 1 , a membrane 20 as well as a suspension area 60 or a plurality of suspension areas 60 for suspension of the membrane 20 are provided. In addition, in the variant according to the 18 the second embodiment of the device 50 the membrane 20 into a first subarea 71 and a second subarea 72 divided, wherein the existing in the materials mechanical stresses in the sub-areas 71 . 72 are formed differently. For example, the in 18 illustrated second section 72 as so-called tension ring (in the outer area 26 the membrane 20 ) around the first subarea 71 (indoor 25 ) of the membrane 20 walk around, leaving the second section 72 For example, can be provided as in the direction of compressive stress modified portion. This results in the first subarea 71 realized a direction tensile stress modified subregion. Alternatively, according to a further variant, it is also possible for the first subarea 71 which is the interior area 25 the membrane 20 corresponds, in the direction Zugspan is modified and that as an outdoor area 26 provided second subarea 72 the membrane 20 as a result, from a relative perspective, it is pressure-tight.

In den 19 und 20 sind Schnittdarstellungen von Varianten der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung 50 der in 18 in Draufsicht dargestellten Variante dargestellt. Auf dem Substrat 1 ist in der Schnittdarstellung eine Opferschicht 81 erkennbar, die entweder in das Substrat 1 eingebracht oder auf das Substrat 1 aufgebracht ist. Oberhalb der Opferschicht 81 ist eine weitere Schicht oder weitere Schichten zur Bildung der Membran 20 aufgebracht und mit dem Bezugszeichen 82 bezeichnet. Optional kann oberhalb der Opferschicht 81 eine Zwischenschicht 83 vorgesehen sein. Unterhalb der Membran 20 ist die Opferschicht 81 mittels eines Ätzverfahrens entfernt, so dass ein Hohlraum bzw. eine Kavität 84 entsteht. Die Membran 20 ist mittels des Aufhängungsbereichs 60 entweder lateral über Federn an Bereichen außerhalb der Membran oder vertikal im Bereich 72 nach unten am Substrat 1 (nicht dargestellt) aufgehängt. Der erste und zweite Teilbereich 71, 72 ist bei den Varianten gemäß den 19 und 20 unterschiedlich ausgebildet, nämlich bei der Variante gemäß 19 derart, dass die Materialzusammensetzung des ersten Teilbereichs 71 lediglich auf den Innenbereich 25 begrenzt ist und dass der zweite Teilbereich 72 im Außenbereich 26 der Membran 20 vorgesehen ist. Hierbei kann der zweite Teilbereich 72 durch Umwandlung der Materialzusammensetzung bzw. der Materialstruktur ausgehend von der Materialzusammensetzung des (ursprünglich dort vorhandenen) ersten Teilbereichs 71 erzeugt werden. Bei der Variante gemäß der 20 ist die Materialzusammensetzung des ersten Teilbereichs 71 durchgängig in der gesamten Membran 20 ausgebildet und es wird der zweite Teilbereich 72 dadurch im Außenbereich 26 der Membran 20 realisiert, dass eine verspannte Zusatzschicht 75 im Außenbereich 26 der Membran 20 aufgebracht wird. Über beide Varianten kann der lokale Verspannungszustand der Membranschicht 82 bzw. der Membranschichten 82 verändert werden. Die unterschiedlichen mechanischen Verspannungen ergeben sich hierbei im wesentlichen entweder durch intrinsische Zugverspannungen, durch Druckspannungen, durch Stoffbeimischungen oder durch thermisch erzeugte Verspannungen. Intrinsische Zugverspannungen resultieren beispielsweise aus während der Abscheidung ablaufenden atomaren Vernetzungsprozessen (z.B. bei einem LPCVD-Abscheidungsprozess etwa zur Abscheidung einer Nitridschicht). Druckspannungen entstehen durch physikalisch gerichtetes Abscheiden, wie beispielsweise bei Sputterprozessen. Bei Stoffbeimischungen durch Implantation oder Legierungsbildung werden einer Schicht Fremdatome mit anderen Bindungslängen beigemengt; die Folge ist ebenfalls eine Schichtverspannung. Thermisch erzeugte Verspannungen ergeben sich aus dem unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhalten verschiedener Materialien nach dem Abscheiden bei erhöhter Temperatur. Durch das lokale Aufbringen der Zusatzschicht 75 bzw. durch die Umwandlung – etwa durch eine Stoffbeimischung – eines Bereichs der Membran 20 mit einer intrinsischen oder thermisch erzeugten Verspannung ungleich der mittleren lokalen Verspannung kann der lokale Verspannungszustand einer Schicht oder einer Mehrzahl von Schichten (Schichtstapel) modifiziert werden. Dies ist erfindungsgemäß insbesondere sowohl in die Richtung einer zusätzlichen Verspannung als auch umgekehrt in die Richtung einer geringeren Verspannung möglich. Es ist besonders vorteilhaft, wenn der spannungsmodifizierte Bereich (etwa der zweite Teilbereich 72) zusammenhängend ausgebildet ist. Hierdurch kann die Spannungsveränderung auch auf andere Bereiche übertragen werden, die keine Änderung der Materialzusammensetzung erfahren haben bzw. die keine Zusatzschicht 75 aufweisen. Die Abmessungen und die Formgebung des verspannungsmodifizierten Bereichs bzw. der spannungsmodifizierten Bereiche bestimmen dabei, wie stark die Verspannung der unmodifizierten Bereich beeinflusst wird.In the 19 and 20 are sectional views of variants of the second embodiment of the device 50 the in 18 shown in plan view variant. On the substrate 1 is a sacrificial layer in the sectional view 81 recognizable, either in the substrate 1 placed or on the substrate 1 is applied. Above the sacrificial layer 81 is another layer or layers to form the membrane 20 applied and with the reference numeral 82 designated. Optionally, above the sacrificial layer 81 an intermediate layer 83 be provided. Below the membrane 20 is the sacrificial layer 81 removed by means of an etching process, so that a cavity or a cavity 84 arises. The membrane 20 is by means of the suspension area 60 either laterally over springs at areas outside the membrane or vertically in the area 72 down on the substrate 1 (not shown) hung. The first and second subarea 71 . 72 is in the variants according to the 19 and 20 designed differently, namely in the variant according to 19 such that the material composition of the first portion 71 only on the inside 25 is limited and that the second subarea 72 outside 26 the membrane 20 is provided. Here, the second subarea 72 by conversion of the material composition or the material structure starting from the material composition of the (originally there existing) first portion 71 be generated. In the variant according to the 20 is the material composition of the first section 71 throughout the entire membrane 20 trained and it becomes the second subarea 72 thereby outside 26 the membrane 20 Realized that a tense extra layer 75 outside 26 the membrane 20 is applied. About both variants, the local stress state of the membrane layer 82 or the membrane layers 82 to be changed. The different mechanical stresses arise here essentially either by intrinsic tensile stresses, by compressive stresses, by substance admixtures or by thermally generated tensions. Intrinsic tensile stresses, for example, result from atomic crosslinking processes occurring during the deposition (for example, in an LPCVD deposition process, for example, for depositing a nitride layer). Compressive stresses are caused by physically directed deposition, such as in sputtering processes. In the case of substance admixtures by implantation or alloy formation, impurities with other bond lengths are added to a layer; the consequence is also a layer tension. Thermally generated tensions result from the different thermal expansion behavior of different materials after deposition at elevated temperature. By the local application of the additional layer 75 or by the conversion - for example by a substance admixture - a region of the membrane 20 with an intrinsic or thermally generated stress unequal to the mean local strain, the local stress state of a layer or a plurality of layers (layer stacks) can be modified. According to the invention, this is possible in particular both in the direction of additional bracing and vice versa in the direction of lower bracing. It is particularly advantageous if the stress-modified region (for example the second subregion 72 ) is formed coherently. As a result, the voltage change can also be transferred to other areas which have not undergone any change in the material composition or which do not have an additional layer 75 exhibit. The dimensions and the shape of the stress-modified region or of the stress-modified regions thereby determine how strongly the strain of the unmodified region is influenced.

In 21 ist eine weitere Variante der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung 50 in Draufsicht dargestellt. Hierbei ist der erste und zweite Teilbereich 71, 72 nicht bei der Membran 20, sondern bei dem Aufhängungsbereich 60 vorgesehen. Der Aufhängungsbereich 60 weist beispielsweise ausgehend von der Membran 20 bis zum Substrat 1 hin eine Erstreckungsrichtung 60a auf, wobei entlang dieser Erstreckungsrichtung 60a in Draufsicht auf die Membran 20 der erste innenliegende Teilbereich 71 und der zweite außenliegende Teilbereich 72 vorgesehen ist. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, über die Verspannung innerhalb des Aufhängungsbereichs 60 auch eine Verspannung innerhalb der Membran 20 hervorzurufen. Beispielsweise ist es möglich, dass Zugkräfte bzw. eine Zugspannung in der Membran 20 dadurch realisiert werden, dass der erste Teilbereich 71 in Richtung einer größeren Druckspannung hin modifiziert wird. Es kommt dann zu einem Zug des Aufhängungsbereich in radialer Richtung nach außen. Diese Situation wird dadurch verstärkt, dass im zweiten Teilbereich 72 eine Zugpannung herrscht.In 21 is a further variant of the second embodiment of the device 50 shown in plan view. Here is the first and second subarea 71 . 72 not at the membrane 20 but at the suspension area 60 intended. The suspension area 60 has, for example, starting from the membrane 20 to the substrate 1 towards an extension direction 60a on, being along this extension direction 60a in plan view of the membrane 20 the first interior part 71 and the second outer portion 72 is provided. This makes it possible, for example, on the tension within the suspension area 60 also a tension within the membrane 20 cause. For example, it is possible that tensile forces or a tensile stress in the membrane 20 be realized by the fact that the first subarea 71 is modified in the direction of a greater compressive stress. It then comes to a train of the suspension area in the radial direction to the outside. This situation is reinforced by the fact that in the second subarea 72 a tensile stress prevails.

Claims

Micromechanical device ( 50 ) with a substrate ( 1 ) and with a membrane plane ( 20a ) having membrane ( 20 ), wherein the membrane ( 20 ) by means of a suspension area ( 60 ), characterized in that the suspension area ( 60 ) substantially perpendicular to the membrane plane ( 20a ) proceeding before being seen in the suspension area ( 60 ) at least two substantially perpendicular to the membrane plane ( 20a ) extending electrically isolated from each other electrodes ( 61 . 62 ) are provided.

Contraption ( 50 ) according to claim 1 or according to the preamble of claim 1, characterized in that the membrane ( 20 ) and / or the suspension area ( 60 ) at least a first subregion ( 71 ) and a second subregion ( 72 ), wherein the subregions ( 71 . 72 ) have different mechanical stress states, in particular due to intrinsic and / or thermal material tension.

Contraption ( 50 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first subregion ( 71 ) an interior area ( 25 ) of the membrane ( 20 ) and that the second subregion ( 72 ) acting as a clamping ring outside area ( 26 ) of the membrane ( 20 ) is provided.

Contraption ( 50 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second subareas ( 71 . 72 ) in the suspension area ( 60 ) of the membrane ( 20 ) is provided, wherein the suspension area ( 60 ) from the outside area ( 26 ) of the membrane ( 20 ) to the substrate ( 1 ) along an extension direction ( 60a ) and wherein in plan view of the membrane plane ( 20a ) the first subregion ( 71 ) in the extension direction ( 60a ) of the membrane ( 20 ) and the second subarea ( 72 ) of the membrane ( 20 ) is provided facing away.

Contraption ( 50 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the suspension area ( 60 ) by means of at least one substantially perpendicular to the membrane plane ( 20a ) and at least partially into the substrate ( 1 ) trench ( 3 ) is provided generates.

Contraption ( 50 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the trench ( 3 ) parallel to the membrane plane ( 20a ) has a substantially round, oval, triangular, rectangular, wavy or star-shaped course.

Contraption ( 50 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the suspension area ( 60 ) extending electrode ( 61 ) and another electrode ( 62 ) in the area of the trench ( 3 ) are provided opposite one another.

Contraption ( 50 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a further substrate ( 1' ) with the substrate ( 1 ) is connected, in particular bonded.

Method for producing a micromechanical device ( 50 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first subregion ( 71 ) and the second subarea ( 72 ) of the membrane ( 20 ) and / or the suspension area ( 60 ) is defined by means of a local modification of the material structure, wherein the modification is carried out by means of a deposition process and / or by means of selective implantation of a dopant and / or by means of selective material conversion, in particular oxidation or alloy formation.

Use of a micromechanical device ( 50 ) according to one of claims 1 to 8 as a micromechanical sensor element and / or as a micromechanical actuator element, in particular for acoustic vibrations or for light.