DE4016471A1 - Mikromechanischer neigungssensor - Google Patents
Mikromechanischer neigungssensorInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Sensor zur Neigungsmessung nach der
Gattung des Hauptanspruchs.
Heute übernehmen in im Kfz-Bereich verwendeten Systemen Quecksilber
schalter die Aufgaben eines Neigungssensors. Eine Quecksilberkugel
wird unter der statischen Erdbeschleunigung entsprechend des
Neigungswinkels des Sensors aus ihrer Ruhelage ausgelenkt. Bei Über
schreiten eines definierten Winkels bewirkt diese Auslenkung die
Unterbrechung eines elektrischen Kontakts. Aus toxischen Gründen
wird die Verwendung dieser Quecksilberschalter in den nächsten
Jahren zunehmend verboten.
Aus der Patentanmeldung P 38 14 952 sind Sensoren auf der Basis der
Siliziummikromechanik bekannt, bei denen eine Zunge, die an einem
oder mehreren Stegen aufgehängt ist, durch eine senkrecht zur Chip
oberfläche angreifende Kraft aus ihrer Ruhelage ausgelenkt wird. Die
Auslenkung wird hier piezoresistiv über die Dehnung der Stege
bestimmt. Diese Sensoren werden vorzugsweise zur Beschleunigungs
messung eingesetzt. Sie weisen zusätzlich zu der Empfindlichkeit in
Bewegungsrichtung eine starke Querempfindlichkeit und Temperatur
empfindlichkeit auf.
Aus der DE-PS 36 25 441 sind mikromechanische Beschleunigungs
sensoren mit kapazitivem Signalabgriff bekannt. Die Auslenkung einer
an mehreren Stegen aufgehängten Siliziummasse, die als Mittel
elektrode eines Differentialkondensators ausgebildet ist, wird mit
Hilfe zweier fester Gegenelektroden detektiert.
Aus der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 39 27 163 ist
bekannt, daß in Halbleiterwafern weitere Strukturen herausätzbar
sind.
Der erfindungsgemäße Sensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß keine gesundheits
schädlichen Materialien verwendet werden. Vorteilhaft ist auch, daß
sich das Sensorelement mit herkömmlichen mikromechanischen Ferti
gungsverfahren und bekannten Verfahren zur Herstellung von Halb
leiterbauelementen einfach herstellen läßt. Die für die neigungs
abhängige Beschleunigungsmessung erforderliche seismische Masse läßt
sich durch Ausnutzung der gesamten Waferdicke beim Freilegen der
Siliziummasse leicht realisieren. Das kapazitive Erfassen der Aus
lenkung der Siliziummasse ist als besonders vorteilhaft anzusehen,
da die Signalauswertung in Form von Differenzkapazitäten eine
Verstärkung des Signals ermöglicht und den Einfluß störender Quer
beschleunigungen eliminiert.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen
Sensors möglich. Vorteilhaft ist die Kapselung des Sensorelements,
um innerhalb des Sensorelementes einen definierten Druck einzu
stellen, so daß die Siliziummasse optimal gedämpft ist. Eine
Kapselung verhindert außerdem die Verschmutzung des Sensorelements.
Zur Sicherstellung der Beweglichkeit der Siliziummasse werden
vorteilhafterweise Abdeckungen verwendet, die eine Kaverne im
Bereich der Siliziummasse und der Stege aufweisen. Besonders
vorteilhaft ist es, die beweglichen Siliziumstrukturen in ihrer
Gesamtdicke zu reduzieren und somit die Beweglichkeit sicherzu
stellen. Vorteilhaft ist es, die Elektroden in Form einer struk
turierten Metallisierung auf der Abdeckung zu realisieren. Falls
eine der Abdeckungen oder beide Abdeckungen strukturiert sind, ist
es von Vorteil, die als strukturierte Metallisierung ausgebildeten
Elektroden am Boden einer Kaverne im Bereich der Siliziummasse
anzuordnen. Als besonders vorteilhaft erweist sich, als Material für
die Abdeckungen entweder Pyrex-Glas oder Silizium zu wählen und die
Abdeckungen anodisch gegen das Sensorelement zu bonden. Die Sili
ziummasse läßt sich besonders vorteilhaft aus Siliziumwafern mit
(100)- oder (110)-Kristallorientierung herausätzen, da sich in
Wafern dieser Kristallorientierung mittels elektrochemischen,
anisotropen Ätzens besonders einfach Strukturen erzeugen lassen, bei
denen der Schwerpunkt der Siliziummasse möglichst weit von der Steg
achse entfernt liegt, so daß die Empfindlichkeit des Sensors
möglichst groß ist. Bei Siliziumwafern mit (100)-Kristallorien
tierung erweist sich als besonders vorteilhaft, die Lage der Steg
achse innerhalb der Waferoberfläche in (100)-Richtung zu wählen, da
man dadurch bei der Herstellung des Sensorelements die Anisotropie
eigenschaften des Ätzprozesses zur Unterätzung der Stege besonders
gut ausnutzen kann. Als Vorteil bei der Herstellung des Sensorele
ments erweist sich auch die Verwendung von Siliziumwafern, die durch
ein n- oder p-dotiertes Substrat und eine darauf aufgebrachte,
anders dotierte Epitaxieschicht gebildet werden. Wesentlich in
diesem Zusammenhang ist der Dotierungsübergang zwischen Substrat und
Epitaxieschicht. Der Dotierungsübergang kann aber auch durch eine
Diffusion erzeugt werden. Als vorteilhaft erweisen sich ein np-Über
gang, ein np⁺-Übergang und ein pp⁺-Übergang, da sie als Ätzstop
grenze für elektrochemische Ätzverfahren verwendet werden können.
Die Verdrillungsstege lassen sich aufgrund der Ätzstopeigenschaften
der Epitaxieschicht besonders vorteilhaft in der Epitaxieschicht
ausbilden. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Sensors
besteht darin, die Elektroden gegenüber der Unterseite der Silizium
masse anzubringen. Die elektrische Kontaktierung der als Konden
satorplatte dienenden Siliziummasse von der Wafervorderseite aus
kann dann vorteilhaft durch eine entsprechende Dotierung des die
Siliziummasse bildenden Substrats und/oder der Epitaxieschicht im
Bereich der Siliziummasse und/oder der Stege ermöglicht werden. Ein
besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Sensorstruktur ist, daß
sich durch Kombination zweier Sensoren sehr einfach Sensoren reali
sieren lassen, die die Neigungswinkel in mehrere Richtungen messen.
Ein weiterer Vorteil ist, daß die Herstellung des Sensors aus
Siliziumwafern, die einen Dotierungsübergang zwischen Substrat und
darauf aufgebrachter Epitaxieschicht aufweisen, ausschließlich in
der Halbleitertechnologie übliche Prozeßschritte umfaßt.
Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, daß das Sensorelement sowohl
durch Rückseitenätzung als auch durch Vorderseitenätzung des
Siliziumwafers unter Verwendung der Epitaxieschicht als Ätzstop
schicht mittels elektrochemischen Ätzens herstellbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 die Aufsicht auf das Sensorelement eines Sensors,
Fig. 2 einen Schnitt des Sensors nach Fig. 1 in der AA-Ebene,
Fig. 3 einen Schnitt des Sensors nach Fig. 1 in der BB-Ebene,
Fig. 4a bis 4c Schnitte durch verschiedene Sensorelemente,
Fig. 5a
und 5b Aufsichten auf verschiedene Sensorelemente,
Fig. 6 einen
weiteren Schnitt durch ein Sensorelement und
Fig. 7 die Anordnung
zweier Sensorelemente innerhalb eines Sensors.
In Fig. 1 ist mit 10 ein monokristalliner Siliziumwafer bezeichnet,
aus dem die Struktur des Sensorelementes herausgeätzt ist. Der
Siliziumwafer in diesem Beispiel hat eine (100)-Kristallorientie
rung, kann aber beispielsweise auch eine (110)-Kristallorientierung
haben. Mittels eines Ätzgrabens 13 ist eine Struktur freigelegt, die
aus einer Siliziummasse 16 und zwei Stegen 14 und 15 besteht. Die
Stege 14 und 15 dienen als Aufhängung der Siliziummasse 16 und sind
in einer Achse angeordnet, so daß die Siliziummasse 16 senkrecht zur
Chipoberfläche unter Verdrillung der Stege auslenkbar ist. Es ist
auch möglich, stellvertretend für die beiden Stege 14 und 15 mehrere
Stege oder eine alternative Aufhängung zu verwenden. Allerdings muß
gewährleistet sein, daß die Siliziummasse 16 unter Verdrillung der
Aufhängung auslenkbar ist.
Der Siliziumwafer 10 in diesem Beispiel wird aus einem n- oder
p-dotieren Substrat 9 und einer darauf aufgebrachten Epitaxieschicht
8 gebildet, die eine unterschiedliche Dotierung aufweist, so daß ein
Dotierungsübergang zwischen dem Substrat 9 und der Epitaxieschicht 8
besteht. Es kann sich dabei um einen pn-Übergang, einen np⁺-Über
gang oder auch einen pp⁺-Übergang handeln. In Fig. 2 ist außerdem
eine obere Abdeckung 11 dargestellt, die im Bereich der Silizium
masse 16 und der Stege 14 und 15 eine Kaverne 17 hat, wodurch eine
Behinderung der Auslenkbarkeit der Siliziummasse 16 durch die obere
Abdeckung 11 vermieden wird. Das Sensorelement ist auf eine untere
Abdeckung 12 aufgebracht, die im Bereich der Siliziummasse 16 eben
falls eine Kaverne 18 aufweist, wodurch eine Behinderung der Aus
lenkung der Siliziummasse 16 durch die untere Abdeckung 12 vermieden
wird. Alternativ dazu kann auch die Siliziummasse 16 an ihrer
Ober- und Unterseite in der Dicke reduziert sein. Sowohl die untere
Abdeckung 12 als auch die obere Abdeckung 11 bestehen aus Glas oder
Silizium und dienen zur Kapselung des Sensorelements. Im Sensorhohl
raum 21 wird ein definierter Druck eingestellt, so daß die Silizium
masse 16 optimal gedämpft ist. Die Ausbildung der Siliziummasse 16
erfolgt durch anisotropes naßchemisches Ätzen, wobei in Silizium
wafern der (100) -Kristallorientierung Strukturen mit trapezförmigem
Querschnitt auftreten und in Siliziumwafern mit (110)-Kristall
orientierung Strukturen mit rechteckigem Querschnitt auftreten. Die
Siliziummasse 16 erstreckt sich über die gesamte Dicke des Silizium
wafers 10. Die Stege 14 und 15 werden durch elektrochemisches Unter
ätzen gebildet. Als Ätzstop dient dabei der Dotierungsübergang
zwischen Substrat 9 und Epitaxieschicht 8. Ein pn-Übergang wird dazu
während des Ätzvorganges in Sperrichtung geschaltet. Die Ätzrate
sinkt bei Erreichen einer Raumladungszone infolge veränderter
elektrochemischer Potentiale an der Kristalloberfläche stark ab.
Dieser Effekt tritt auch bei einem np⁺- oder einem pp⁺-Übergang
auf, wobei hier das Anlegen einer Spannung nicht erforderlich ist.
Infolgedessen sind die Stege 14 und 15 nur in der Epitaxieschicht
ausgebildet. Um eine optimale Auslenkung der Siliziummasse 16 zu
erreichen, werden für die Stege 14 und 15 typischerweise die Maße
von 2 mm×20 µm×20 µm gewählt. Um den Sensor möglichst
empfindlich zu gestalten, muß der Schwerpunkt S der Siliziummasse 16
möglichst weit von der Stegachse entfernt liegen, so daß das bei
einer Drehung des Sensors um die Stegachse auftretende Drehmoment,
welches die Masse aus ihrer Ruhelage auslenkt, möglichst groß ist.
In Fig. 3 sind mit 19 und 20 zwei Elektroden bezeichnet, die am
Boden der Kaverne 17 aufgebracht sind. Sie bilden jeweils zusammen
mit der Siliziummasse 16 eine Kapazität. Die Elektroden 19 und 20
können beispielsweise in Form einer strukturierten Metallisierung
der oberen Abdeckung 11 realisiert werden. Bei einer Auslenkung der
Siliziummasse 16 unter Verdrillung der Stege 14 und 15 ändern sich
die Abstände zwischen der Siliziummasse 16 und der Elektrode 19 und
der Siliziummasse 16 und der Elektrode 20 gegenläufig. Z. B. führt
eine Vergrößerung des Abstands der Siliziummasse 16 zu der Elektrode
19 zu einer Verkleinerung ihres Abstandes zu der Elektrode 20 und
umgekehrt. Durch die Änderung der Abstände ändern sich auch die
Kapazitäten. Erfolgt die Auswertung der Auslenkung der Siliziummasse
16 durch Differenzbildung der Kapzitäten zwischen der Siliziummasse
16 und der Elektrode 19 einerseits und der Siliziummasse 16 und der
Elektrode 20 andererseits, so wird ein durch eine Neigung des
Sensors erzeugtes Signal verstärkt. Signale, die beispielsweise
durch eine Beschleunigung senkrecht zur Sensoroberfläche erzeugt
werden, werden bei der Auswertung durch Differenzbildung nicht
erfaßt, da sich die beiden Kapazitäten gleichsinnig ändern.
In Fig. 4a und 4b sind Sensorelemente dargestellt, deren Strukturen
mittels einer Rückseitenätzung eines Siliziumwafers 10 erzeugt
wurden, der aus einem n- oder p-dotierten Substrat und einer darauf
aufgebrachten Epitaxieschicht besteht, die eine andere Dotierung als
das Substrat aufweist, so daß zwischen Substrat und Epitaxieschicht
ein Dotierungsübergang auftritt. Fig. 4a zeigt ein Sensorelement
auf einem Siliziumwafer 10 mit (100)-Kristallorientierung. Beim
elektrochemischen anisotropen Ätzen der Rückseite bilden sich
V-förmige Ätzgräben 13 aus. Der in Fig. 4b dargestellte Silizium
wafer 10 weist eine (110)-Kristallorientierung auf, da sich beim
elektrochemischen anisotropen Ätzen der Rückseite Ätzgräben mit
senkrechten Wänden gebildet haben. Ein abschließender Ätzprozeß von
der Wafervorderseite ausgehend definiert dann die Sensorstruktur. In
Fig. 4c ist ebenfalls ein Sensorelement in einem zweischichtigen
Siliziumwafer 10 mit (100)-Kristallorientierung dargestellt. Im
Gegensatz zu dem in Fig. 4a dargestellten Sensorelement erfolgte
die Strukturierung hier ausgehend von der Vorderseite des Silizium
wafers 10. Bei beiden Herstellungsverfahren werden die Hauptseiten
des Siliziumwafers mit in der Mikromechanik üblichen Maskierungen
passiviert. Mit S ist jeweils der Schwerpunkt der Siliziummasse 16
bezeichnet. Je nach Kristallorientierung des Siliziumwafers 10 und
Prozeßführung bei der Herstellung des Sensorelements kann die Lage
des Schwerpunkts S der Siliziummasse 16 unterschiedlich gewählt
werden und damit die Empfindlichkeit des Sensors variiert werden.
Weitere Ausführungsformen eines Sensorelementes, das sich ohne Rück
seitenätzung herstellen läßt, sind in Aufsicht in den Fig. 5a und
5b dargestellt. Die Siliziummasse 16 wird hier aus Siliziumwafern
mit (100)-Kristallorientierung herausgeätzt, die einen Dotierungs
übergang zwischen Substrat und Epitaxieschicht aufweisen. Die Stege
14 und 15 werden innerhalb der Epitaxieschicht ausgebildet und sind
in einer der (100)-Richtungen orientiert. Die als Ätzstopschicht
wirkende Epitaxieschicht wird in einem ersten Ätzschritt im Graben
bereich strukturiert. Anschließend wird der Siliziumwafer 10 durch
elektrochemisches anisotropes Ätzen von der Vorderseite ausgehend
strukturiert. Hierbei werden die Stege 14 und 15 unterhalb der
Epitaxieschicht unterätzt und somit freigelegt. Bei der Unterätzung
der Stege ist darauf zu achten, daß die sich unter den Stegen
ausbildenden konvexen Ecken nicht frühzeitig angegriffen werden. Es
ist deshalb von Vorteil, im Design der Ätzmaske die konvexen Ecken
der Struktur mit geeigneten Eckenkompensationen zu versehen und/oder
die Stege sehr breit zu dimensionieren. Dadurch läßt sich die
laterale Ätzrate in (100)-Richtung ausnutzen. Erst kurz vor Ende der
Tiefenätzung muß die Epitaxieschicht z. B. durch Anlegen einer
Spannung in Sperrichtung passiviert werden.
Sind die Epitaxieschicht und das Substrat durch den Dotierungsüber
gang, beispielsweise durch einen np-Übergang, elektrisch voneinander
isoliert, so kann nicht die gesamte Siliziummasse als Mittelelek
trode des Differentialkondensators verwendet werden, da die Mittel
elektrode nur über die Stege abgegriffen werden kann. Dieses Problem
besteht nicht, wenn der Dotierungsübergang zwischen dem Substrat und
der Epitaxieschicht ein pp⁺-Übergang ist. Eine weitere Ausfüh
rungsform des Sensorelements, bei der die gesamte Siliziummasse 16
als bewegliche Elektrode des Differentialkondensators dient, ist in
Fig. 6 dargestellt. Der Siliziumwafer 10, aus dem das Sensorelement
herausgeätzt ist, besteht aus einem p-dotierten Substrat 9 und einer
darauf aufgebrachten n-dotierten Epitaxieschicht 8. Bei der Her
stellung des Sensorelements wird vor der Epitaxie das p-Substrat mit
einer p-Dotierung, vorzugsweise Bor, im Bereich der Siliziummasse 16
versehen. Nach der Epitaxie wird die n-Epitaxie im Bereich der
Siliziummasse, der Stege und der Anschlußzuleitungen ebenfalls mit
Bor dotiert. Ein nachfolgender Temperschritt treibt die Bor-Atome in
die Epitaxieschicht ein und ermöglicht den elektrischen Anschluß der
Siliziummasse. Derartige Prozeßschritte werden bei der Herstellung
von Bipolar-Ics zur Up-and-Down-Isolation sowie als Basisanschluß
diffusion verwendet.
Eine Anordnung zweier Sensoren, wie in Fig. 7 dargestellt, ermög
licht die definierte Messung eines Drehwinkels bis zu 360° um die
Drehachse 31. Während der erste Sensor mit den beiden Elektroden 201
und 191 der Siliziummasse 161 und den Stegen 141 und 151 ein Signal
proportional zum Sinus des Neigungswinkels liefert, liefert Sensor 2
mit den Elektroden 202 und 192 der Siliziummasse 162 und den Stegen
142 und 152 ein Signal proportional zum Cosinus des Drehwinkels. Die
Kombination der Signale ermöglicht die eindeutige Bestimmung des
Drehwinkels.
Eine Anordnung zweier Sensoren in einer Ebene mit zueinander
senkrecht stehenden Torsionsachsen ermöglicht darüber hinaus die
zweidimensionale Erfassung des Neigungswinkels.
Claims (17)
1. Sensor zur Neigungsmessung, wobei das Sensorelement aus einem
monokristallinen Siliziumwafer (10) hergestellt ist, aus dem
zumindest eine auslenkbare Siliziummasse (16) herausgeätzt ist, und
mit Mitteln zur Auswertung der Auslenkung der zumindest einen
Siliziummasse (16), dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine
Siliziummasse (16) durch einen Ätzgraben (13), der den Siliziumwafer
(10) vollständig durchdringt, freigelegt ist und durch zwei in einer
Achse liegende Stege (14, 15) mit dem Siliziumwafer (10) so ver
bunden ist, daß die Siliziummasse (16) durch eine Drehung um die
Stegachse unter Verdrillung der Stege (14, 15) auslenkbar ist, daß
das Sensorelement mit einer oberen Abdeckung (11) und/oder mit einer
unteren Abdeckung (12) verbunden ist, daß auf mindestens eine der
beiden Abdeckungen (11, 12) im Bereich der Siliziummasse (16)
mindestens zwei Elektroden (19, 20) aufgebracht sind und daß die
Auswertung der Auslenkung der Siliziummasse (16) durch Differenz
bildung der beiden Kapazitäten erfolgt, die die Siliziummasse (16)
mit den mindestens zwei Elektroden (19, 20) bildet.
2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere
Abdeckung (11) und/oder die untere Abdeckung (12) im Bereich der
Siliziummasse (16) eine Kaverne (17, 18) aufweist.
3. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege
(14, 15) und/oder die auslenkbare Siliziummasse (16) in ihrer Dicke
reduziert sind, so daß Abstände von den Stegen (14, 15) und der
Siliziummasse (16) zu der oberen Abdeckung (11) und der unteren
Abdeckung (12) bestehen.
4. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die mindestens zwei Elektroden (19, 20) mittels einer
strukturierten Metallisierung der strukturierten oder unstruk
turierten oberen Abdeckung (11) und/oder der strukturierten oder
unstrukturierten unteren Abdeckung (12) im Bereich der Siliziummasse
(16) ausgebildet sind.
5. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die untere Abdeckung (12) und/oder obere Abdeckung
(11) aus Silizium oder Glas sind.
6. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die untere Abdeckung (12) und/oder die obere Abdeckung
(11) durch anodisches Bonden mit dem Siliziumwafer (10) verbunden
sind.
7. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Siliziumwafer (10) (100)- oder (110)-Kristall
orientierung hat.
8. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Siliziumwafer (10) aus einem n- oder p-dotierten
Substrat (9) und einer anders dotierten Ätzstopschicht (8) gebildet
ist, so daß ein Dotierungsübergang zwischen Substrat (9) und Ätz
stopschicht (8) besteht.
9. Sensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Silizium
wafer (10) (100)-Kristallorientierung hat und daß die Stegachse in
einer der (100)-Richtungen orientiert ist, die in der Waferober
fläche liegen.
10. Sensor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der
Dotierungsübergang ein pn-Übergang ist und daß die Siliziummasse
(16) mittels einer Dotierung des Substrats (9) im Bereich der
Siliziummasse (16) und/oder einer Dotierung der Epitaxieschicht (8)
im Bereich der Siliziummasse (16) und/oder im Bereich der Stege (14,
15) in elektrischem Kontakt mit der Waferoberfläche steht.
11. Sensor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeich
net, daß das Substrat (9) im Bereich der Stege (14, 15) weggeätzt
ist.
12. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens ein weiterer Sensor nach einem der vorher
gehenden Ansprüche angefügt ist, dessen Stegachse senkrecht zur
Stegachse des ersten Sensors orientiert ist.
13. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer gleichartiger Sensor
angefügt ist, dessen Auslenkungsrichtung senkrecht zur Auslenkungs
richtung des ersten Sensors orientiert ist, so daß die Stegachsen
des ersten und des weiteren Sensors parallel orientiert sind.
14. Verfahren zur Herstellung eines Sensorelements für einen Sensor
nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Siliziummasse (16) durch anisotropes naßchemisches Ätzen von der
Rückseite des Siliziumwafers (10) ausgehend im Substrat (9) frei
gelegt wird, daß die Epitaxieschicht (8) als Ätzstop für die Rück
seitenätzung dient und daß das Freilegen der Siliziummasse (16) und
der Stege (14, 15) in der Epitaxieschicht durch isotropes oder
anisotropes Ätzen von der Vorderseite des Siliziumwafers (10)
ausgehend erfolgt.
15. Verfahren zur Herstellung eines Sensorelements für einen Sensor
nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Epitaxieschicht (8) im Ätzgrabenbereich in einem anisotropen Ätz
prozeß, vorzugsweise einem Trenchprozeß, entfernt wird, daß der
Siliziumwafer (10) im Ätzgrabenbereich in einem folgenden, elektro
chemischen, anisotropen Ätzprozeß von der Wafervorderseite ausgehend
durchgeätzt wird und daß eine Unterätzung der Stege (14, 15)
elektrochemisch erfolgt, wobei die Epitaxieschicht (8) als Ätzstop
dient.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Epitaxieschicht (8) mittels einer Passivierschicht passiviert wird,
in die mit fotolitographischen Mitteln eine Ätzmaske eingebracht
wird und daß die Struktur der Ätzmaske mit Eckenkompensationen für
die konvexen Ecken der Sensorstruktur des Sensorelements versehen
ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein p-Substrat (9) in einem Bereich, in dem die beweg
liche Siliziummasse (16) strukturiert werden soll, mit einer ersten
p-Dotierung (7) versehen wird, bevor eine n-Epitaxieschicht (8)
aufgebracht wird, daß nach dem Aufbringen der n-Epitaxieschicht (8)
diese mit einer zweiten p-Dotierung (6) in einem Bereich in dem die
bewegliche Siliziummasse (16) und die Stege (14, 15) strukturiert
werden sollen, versehen wird, so daß die erste p-Dotierung (7) und
die zweite p-Dotierung (6) ineinandergreifen.
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