Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines strukturierten De ckelsubstrats für ein optisches Bauelement, ein Strukturiertes Deckelsubstrat sowie ein optisches Bauelement. Der Gegenstand der Anmeldung ist vorteilhaft im Gebiet der Optoelektronik, Photonik und Halbleiterfertigungstechnik ein- setzbar, insbesondere in Verbindung mit einer zum Emittieren und/oder Detek- tieren von ultraviolettem Licht (UV-Licht) eingerichteten optischen Kompo nente. Aus dem Stand der Technik sind lichtemittierende und/oder -detektierende Bauelemente, beispielsweise umfassend mit lichtemittierenden Dioden (LEDs) und/oder Photodioden bestückte planare Substrate, und entsprechende De ckelsubstrate zur Gehäusung solcher Bauelemente und Verfahren zur Herstel lung solcher Deckelsubstrate bekannt.

In jüngerer Zeit wurden im ultravioletten Spektralbereich emittierende LEDs (UV-LEDs) entwickelt. Während im UVA-Bereich (315 nm-400 nm Wellenlänge) emittierende LEDs (UVA-LEDs) bereits hohe Quantenausbeuten (wall-plug effi- ciency, WPE) von über 80 % erzielen, liegt die derzeit erzielbare WPE bei im UVB- Bereich(280 nm-315 nm) oder im UVC-Bereich (200 nm-280 nm) emit tierenden LEDs (UVB-LEDs, UVB-LEDs) aufgrund material- und fertigungstech nischer Einschränkungen deutlich darunter (beispielweise im Bereich von unter 5 %).

Daraus ergeben sich besondere Anforderungen an die Gehäusung von UV-LEDs, insbesondere UVB- oder UVC-LEDs, in entsprechenden Bauelementen. Etwa geht die geringe WPE mit erhöhten Wärmeverlusten bei gegebener Lichtleis tung einher, was mehrere Nachteile mit sich bringt.

Häufig ist etwa eine hermetische Versiegelung optischer Komponenten wie UV- LEDs zum Schutz vor Umwelteinflüssen erwünscht oder erforderlich. Insbeson dere bei einer thermomechanischen Fehlanpassung zwischen verschiedenen Komponenten eines Bauelements (etwa zwischen einem Quarzglas-Deckelsub strat und einem keramischen Bauelementesubstrat) kann eine erhöhte Wär meentwicklung innerhalb des Bauelements zu mechanischer Beanspruchung führen, die die hermetische Versiegelung beschädigen oder zerstören kann.

Zudem kann eine erhöhte Wärmeentwicklung - insbesondere bei unzureichen der Wärmeabfuhr - zu verringertem optischen Output, veränderten optischen Eigenschaften (Emissionsspektrum, räumliche Abstrahlcharakteristik) und/o der verringerter Lebensdauer von UV-LEDs bzw. von Bauelementen, die diese enthalten, führen.

Auch sollten diejenigen Bestandteile eines optischen Bauelements, die UV-Licht jeglicher Art ausgesetzt sind, sich durch hohe UV-Beständigkeit und - soweit erforderlich, etwa bei optischen Fenstern - durch hohe UV-Transparenz in den relevanten Wellenlängenbereichen auszeichnen.

5 Darüber hinaus ist es allgemein wünschenswert, optische Bauelemente kom pakt auszulegen und wirtschaftlich, insbesondere mit kostengünstigen Aus gangsmaterialien und in paralleler Fertigung, hersteilen zu können.

Der vorliegenden Anmeldung liegt vor dem Hintergrund des Standes der Tech

10 nik die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Deckelsubstrats, ein Deckelsubstrat sowie ein optisches Bauelement vorzuschlagen, die die oben genannten erwünschten Eigenschaften wenigstens zum Teil aufweisen und die beschriebenen Probleme vermeiden oder zumindest verringern.

15 Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, ein Deckelsub strat gemäß Anspruch 7 und ein optische Bauelement gemäß Anspruch 11. Vor teilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Verwendungen der Erfindung ergeben sich mit den Merkmalen der Unteransprüche.

20 Das vorgeschlagene Verfahren zum Herstellen eines strukturierten Deckelsub strats für ein optisches Bauelement umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen einer Substratlage,

Erzeugen einer Vielzahl von an einer Unterseite der Substratlage ange ordneten Vertiefungen,

25 Aufbringen einer optisch transparenten Dünnschicht auf die Unterseite der Substratlage und

Freistellen jeweils eines Teils der optisch transparenten Dünnschicht in einem Bereich jeder der Vertiefungen, so dass der jeweils freigestellte Teil der optisch transparenten Dünnschicht ein optisches Membranfenster bildet, wo

BO bei das Freistellen ein Ätzen von Teilen der Substratlage ausgehend von einer der Unterseite entgegengesetzten Oberseite der Substratlage umfasst.

Ein auf diese Weise strukturiertes Deckelsubstrat ermöglicht es, optische Bau elemente in kompakter Ausführung und in paralleler Fertigung, insbesondere

35 mittels Waferlevel-Packaging in hoher Packungsdichte und anschließender Ver einzelung der Bauelemente, herzustellen. Jedes der Membranfenster (oder jede von mehreren Gruppen von nebeneinanderliegenden Membranfenstern) kann dabei zur Ein- und/oder Auskopplung von Licht in ein Bauelement bzw. aus diesem Bauelement eingerichtet sein.

Das Verfahren eignet sich insbesondere dazu, eine thermomechanisch an Sili zium angepasste Substratlage zu verarbeiten, beispielsweise einen Silizium wafer oder einen Glaswafer aus einem Glasmaterial mit einem an einen Halb leiter, insbesondere Silizium, angepassten thermischen Ausdehnungskoeffi zienten (etwa Schott AF32, Corning Eagle XG, Hoya SD2, Schott Rayvolution). In Verbindung mit einem geeigneten Halbleiter-Bauelementesubstrat, insbeson dere einem Siliziumwafer, kann dadurch eine thermomechanische Belastung eines resultierenden Bauelements verringert werden, was insbesondere ein verbesserte Lebensdauer des Bauelements und eine robuste hermetische Ver siegelung erlaubt. Glas- und Siliziumwafer der genannten Art sind außerdem als kostengünstige Standardsubstrate erhältlich, was die Fertigungskosten senkt.

Als Glasmaterial wird hier insbesondere ein amorphes, anorganisches Material bezeichnet, dessen Viskosität sich bei steigender Temperatur kontinuierlich verringert. Ein an einen Halbleiter angepasster thermischer Ausdehnungskoef fizient (coefficient of thermal expansion, CTE) ist ein CTE, der dem des Halblei ters ähnelt, vorzugsweise so, dass er sich nicht um mehr als 2 ppm/K oder 1 ppm/K, insbesondere 0,5 ppm/K, von dem CTE des Halbleiters unterscheidet.

Bei einem aus einer optisch transparenten Dünnschicht gebildeten Membran fenster ist schon aufgrund der geringen Dicke die Absorption von Licht gering. Zudem eignet sich das Verfahren dazu, Materialien mit hoher UV-Transparenz, etwa Siliziumdioxid oder Silizium-Oxinitrid, als optisch transparente Dünn schicht zu verarbeiten, wodurch Deckelsubstrate für Bauelemente mit zur Emis sion und/oder Detektion von UV-Licht eingerichteten optischen Komponenten herstellbar sind.

Alternativ können Materialien mit hoher optischer Transparenz in anderen Wellenlängenbereichen, etwa im sichtbaren oder infraroten (IR) Bereich, als optisch transparente Dünnschicht verarbeitet werden. Beispielsweise kann Si lizium mit einer hohen Transparenz für infrarotes Licht (I R-Licht), insbesondere in einem Wellenlängenbereich von ca. 1200 nm bis 12000 nm oder länger, ver arbeitet werden, wodurch auch Deckelsubstrate für Bauelemente mit zur Emis sion und/oder Detektion von IR-Licht eingerichteten optischen Komponenten herstellbar sind.

Die genannten Materialien zeichnen sich zudem durch eine hohe UV-Bestän- digkeit aus, wodurch das Verfahren eine Grundlage für die Herstellung langle biger Bauelemente zur Verfügung stellen kann.

Im Gegensatz zu Verfahren, bei denen beispielsweise optische Fenster inner halb eines Glassubstrats durch teilweises Abtragen von Substratmaterial in der Weise gebildet werden, dass ein aus dem Substratmaterial gebildetes Fenster stehenbleibt, können mittels des vorgeschlagenen Verfahrens auf einfache Weise besonders dünne, dabei aber dennoch formstabile Membranfenster ge bildet werden. Zudem können die Membranfenster hohe Materialreinheit auf weisen. Beispielsweise können die Membranfenster aus hochreinem Silizium dioxid gebildet sein, ohne in der Glasverarbeitung häufig zugesetzte Fremdio nen aufzuweisen, die etwa die Absorptionseigenschaften des Fensters beein trächtigen und somit dessen UV-Transparenz und UV-Beständigkeit verringern können.

Als Dünnschicht wird hier eine nach Fertigung einer Substratlage auf diese auf gebrachte Schicht, insbesondere eine mittels Gasphasenabscheidung aufge brachte Schicht, mit gegenüber der Substratlage geringer Schichtdicke verstan den (wobei die Dünnschicht auch von der Substratlage selbst durch weitere Schichten getrennt sein kann). Die Gasphasenabscheidung kann dabei etwa plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PE-CVD) und/oder Nie derdruck-Gasphasenabscheidung (LP-CVD) und/oder andere Methoden der Gasphasenabscheidung umfassen. Die Schichtdicke kann beispielsweise höchs tens 20 miti, vorzugsweise höchstens 4 miti, in manchen Beispielen auch höchs tens 200 nm oder mehr als 20 pm betragen.

Als optisches Membranfenster wird entsprechend ein gegenüber einem umge bendem Materialbereich der Substratlage verdünnter, insbesondere als freilie gende Dünnschicht gebildeter, Materialbereich verstanden, der insbesondere gegenüber dem umgebenden Materialbereich der Substratlage eine höhere optische Transmission, wenigstens in einem vorgegebenen Wellenlängenbe reich, aufweist. Das Membranfenster ist dabei vorzugsweise aus einem ande ren Material bzw. anderen Materialien gebildet als der umgebende Material bereich der Substratlage.

Jede der Vertiefungen kann beispielsweise flach, schräg, oder kuppelförmig ge formt sein, wobei die Kuppelform etwa rotationssymmetrisch, exzentrisch und/oder elliptisch ausgeführt sein kann. Die Vertiefungen der Vielzahl von Ver tiefungen können identische oder unterschiedliche Formen aufweisen. Neben der erwähnten Vielzahl von Vertiefungen kann die Substratlage weitere Vertie fungen aufweisen, die beispielsweise dazu eingerichtet sein können, ein Ver einzeln von Deckelelementen und/oder ein Freilegen von Kontaktierungen zu ermöglichen.

Die Vertiefungen der Substratlage können auf verschiedene Weise erzeugt wer den. Etwa kann das Erzeugen der Vielzahl von an der Unterseite der Substrat lage angeordneten Vertiefungen die folgenden Schritte umfassen:

Bereitstellen eines Formsubstrats, das eine Vielzahl von an einer Ober seite des Formsubstrats angeordneten Formvertiefungen aufweist,

Verbinden der Unterseite der Substratlage mit der Oberseite des Formsubstrats, so dass jede der Formvertiefungen mit der Unterseite der Sub stratlage eine im Wesentlichen gasdicht verschlossene Kavität bildet,

Tempern der Substratlage und/oder des Formsubstrats zum Verformen der Substratlage durch einen gegenüber einem Umgebungsdruck erhöhten In nendruck in den Kavitäten, so dass jeweils eine der zu erzeugenden Vertiefun gen der Substratlage über jeder der Kavitäten erzeugt wird, und Ablösen des Formsubstrats von der Substratlage.

Mittels eines solchen, auch als heißviskose Umformung bezeichneten Verfah rens ist eine große Zahl verschiedener Formen der Vertiefungen - und damit der Membranfenster - erzeugbar. Heißviskose Umformung eignet sich insbe sondere, wenn die Substratlage ein Glasmaterial umfasst.

Die Formvertiefungen des Formsubstrats können beispielsweise eine runde o- der elliptische oder polygonale Grundrissform (etwa quadratische, rechteckige, rautenförmige oder trapezförmige Grundrissform mit polygonalen oderverrun- deten Ecken) aufweisen.

Zusätzlich zu den Formvertiefungen kann das Formsubstrat weitere Vertiefun gen aufweisen, beispielsweise Gasaustauschkanäle und/oder zum Bilden von zusätzlichen Vertiefungen in der Substratlage mittels heißviskoser Umformun gen eingerichtete Vertiefungen. Solche zusätzlichen Vertiefungen in der Sub stratlage können etwa dem Erzeugen von Hohlräumen zum Vereinzeln von De ckelelementen und/oder zum Freilegen von Kontaktierungen weiterverarbeite ter Bauelemente dienen.

Unter Tempern wird hier ein Temperaturbehandeln, beispielsweise ein zeitli ches kontrolliertes, insbesondere homogenes, Erwärmen und/oder Abkühlen, vorzugsweise bei definiert regelbarem Umgebungsdruck, verstanden. Die Form der Vertiefungen wird beim Tempern durch den Umgebungsdruck, einen Tem peraturverlauf des Temperaturbehandelns sowie ein in den Kavitäten einge schlossenes Gasvolumen bestimmt. Insbesondere wird beim Tempern eine von der Unterseite der Substratlage aus betrachtet konvexe Form der Vertiefungen hergestellt, wenn eine Prozesstemperatur des Temperaturbehandelns eine Er weichungstemperatur der Substratlage übersteigt und zugleich der Innendruck in den Kavitäten gegenüber dem Umgebungsdruck erhöht ist.

Zusätzlich kann das Erzeugen der Vertiefungen unter Anwendung der heißvis kosen Umformung ein Anordnen eines Gegenformanschlags, umfassend eine Vielzahl von Gegenformvertiefungen, auf die Oberseite der Substratlage vor dem Tempern umfassen, wobei jede der Gegenformvertiefungen beim Anord nen auf der Substratlage entgegengesetzt zu einer jeweiligen Formvertiefung des Formsubstrats angeordnet wird. Das Verfahren kann dann ferner ein Ablö sen des Gegenformanschlags von der Substratlage nach dem Tempern umfas sen. Mittels eines Gegenformanschlags kann die Bandbreite erzeugbarer For men der Vertiefungen in der Substratlage vergrößert und eine Reproduzierbar keit und/oder Gleichförmigkeit der erzeugten Formen der Vertiefungen verbes sert werden.

Das Verbinden der Unterseite der Substratlage mit der Oberseite des Formsub strats kann ein bekanntes Waferbondverfahren, insbesondere ein anodisches Bonden umfassen.

Die Formvertiefungen können auf verschiedene Weise herstellbar sein, bei spielsweise auf einfache Weise durch Ätzen unter Verwendung einer struktu rierten Passivierungsschicht, insbesondere einer lithographisch strukturierten Resistschicht. Dementsprechend kann das Bereitstellen des Formsubstrats die folgenden Schritte umfassen:

Bereitstellen eines Halbleiterwafers mit einer Passivierungsschicht, lithographisches Entfernen einer Vielzahl von Bereichen der Passivie rungsschicht,

Ätzen der Oberfläche des Halbleiterwafers in jedem der Bereiche, in de nen die Passivierungsschicht entfernt wurde, zum Erzeugen einer jeweiligen Formvertiefung der Vielzahl von Formvertiefungen,

Entfernen der Passivierungsschicht.

Alternativ zu der heißviskosen Umformung können die Vertiefungen der Sub stratlage auf andere Art und Weise erzeugt werden. Etwa kann das Erzeugen der Vielzahl von an der Unterseite der Substratlage angeordneten Vertiefungen die folgenden Schritte umfassen:

Aufbringen einer Passivierungsschicht auf die Substratlage,

Einbringen einer Vielzahl von Öffnungen in die Passivierungsschicht an der Unterseite der Substratlage, insbesondere mittels eines Trocken- oder Nassätzprozesses,

Ätzen der Substratlage ausgehend von den in die Passivierungsschicht eingebrachten Öffnungen, so dass jeweils eine der zu erzeugenden Vertiefun gen der Substratlage über jeder der Öffnungen erzeugt wird.

Das Erzeugen der Vertiefungen durch Ätzen eignet sich besonders für eine aus Silizium gebildete Substratlage. Das Ätzen der Substratlage erfolgt vorzugs weise mittels eines isotropen Ätzprozesses, kann jedoch auch mittels eines anisotropen Ätzprozesses erfolgen.

Eine Zusammensetzung der Passivierungsschicht kann entsprechend der Art der Substratlage gewählt werden. Beispielsweise kann die Passivierungsschicht für eine Silizium-Substratlage Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrid umfassen. Die Passivierungsschicht kann eine lithographisch strukturierbare Resistmaske sein oder umfassen. Es kann mehr als eine Passivierungsschicht vorgesehen sein, beispielsweise auf der Ober- und Unterseite der Substratlage.

Das Freistellen jeweils eines Teils der optisch transparenten Dünnschicht inner

5 halb jeder der Vertiefungen kann ein Aufbringen einer lithographisch struktu rierbaren Resistmaske und/oder ein LIDE-Verfahren (laser-induced deep et- ching) und in beiden Fällen nachfolgendes Ätzen umfassen.

Das Freistellen jeweils eines Teils der optisch transparenten Dünnschicht inner

10 halb jeder der Vertiefungen kann die folgenden Schritte umfassen:

Aufbringen, in der genannten Reihenfolge, einer ersten Ätzstopp schicht, der optisch transparenten Dünnschicht und einer zweiten Ätzstopp schicht auf die Unterseite des Deckelsubstrats vor dem Ätzen der zu entfernen den Teile der Substratlage,

15 Entfernen von freiliegenden Bereichen der ersten und zweiten Ätz stoppschicht nach dem Ätzen der zu entfernenden Teile der Substratlage.

Ist ein Freistellen der optisch transparenten Dünnschicht auf diese Weise vor gesehen, kann die optisch transparente Dünnschicht insbesondere ein Material

20 umfassen, das ohne Vorliegen der Ätzstoppschichten gemeinsam mit der Sub stratlage geätzt würde. Ist die Substratlage beispielsweise aus einem Glasma terial gebildet, kann durch die Ätzstoppschichten eine Siliziumdioxid-Dünn- schicht geschützt und somit zum Bilden des optischen Membranfensters ver wendet werden. Besteht die Substratlage aus Silizium, kann mittels geeigneter

25 Ätzstoppschichten auch das Membranfenster aus Silizium gebildet werden.

Die erste und/oder zweite Ätzstoppschicht kann Silizium umfassen. Die erste und/oder zweite Ätzstoppschicht kann mittels Gasphasenabscheidung, insbe sondere PE-CVD erzeugt oder erzeugbar sein. Das Entfernen von freiliegenden

BO Bereichen der Ätzstoppschichten kann ein Ätzen, etwa mittels KOH und/oder TMAH und/oder RIE umfassen.

Bei geeigneter Kombination von Substratlage (etwa Silizium) und optisch trans parenter Dünnschicht (etwa Siliziumdioxid) kann das Freistellen auch durch Ät

35 zen ohne separate Ätzstoppschichten erfolgen. Das Verfahren kann ein Planarisieren und/oder Polieren der Oberseite der Sub stratlage umfassen, insbesondere zum Einebnen von beim Herstellen der Viel zahl von Vertiefungen entstandenen Unebenheiten der Oberseite des De ckelsubstrats, wodurch eine Oberflächenbeschaffenheit des Deckelsubstrats verbessert werden kann. Das Planarisieren und/oder Polieren kann im Falle der heißviskosen Umformung vor oder nach dem Entfernen des Formsubstrats er folgen.

Das Verfahren kann ein einseitiges oder beidseitiges Aufbringen einer Antire flexbeschichtung auf das Deckelsubstrat, insbesondere die Membranfenster, umfassen. Die optische Transmission kann somit weiter verbessert werden. Die Antireflexbeschichtung kann insbesondere mittels Gasphasenabscheidung o- der thermischer Aufdampfung oder Atomlagenabscheidung erzeugt werden.

Das Verfahren kann ein Aufbringen einer zum hermetischen Verbinden des De ckelsubstrats mit einem Bauelementesubstrat eingerichteten strukturierten Fügematerialschicht, insbesondere einer Metallisierung, auf die Unterseite des Deckelsubstrats umfassen. Alternativ kann als Fügematerialschicht etwa eine Glasfrit-Beschichtung vorgesehen sein. Mittels der Fügematerialschicht ist das Deckelsubstrat für eine Weiterverarbeitung durch hermetisches Bonden auf ein Bauelementesubstrat, entsprechend der Art der Fügematerialschicht etwa mit tels eines Lötverfahrens oder eines Glasfritbondens vorbereitet.

Das Verfahren kann weiterhin ein Vereinzeln des Deckelsubstrats zu einzelnen Deckelelementen umfassen, wobei die Deckelelemente jeweils eines oder mehrere der optischen Membranfenster umfassen.

Das vorgeschlagene strukturierte Deckelsubstrat für ein optisches Bauelement umfasst: eine Substratlage, umfassend eine Vielzahl von die Substratlage von ei ner Oberseite zu einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite durchtre tenden Fensteröffnungen und eine an der Unterseite der Substratlage aufgebrachte optisch transpa rente Dünnschicht, wobei die optisch transparente Dünnschicht im Bereich jeder der Fens teröffnungen ein optisches Membranfenster ausbildet. Ein solches strukturiertes Deckelsubstrat ist insbesondere mittels des vorge schlagenen Verfahrens herstellbar und weist dementsprechend die bereits wei ter oben beschriebenen Vorteile auf.

5

Das Deckelsubstrat kann ein Glassubstrat, insbesondere ein an Silizium thermo mechanisch angepasstes Glassubstrat, oder ein Siliziumsubstrat sein oder um fassen.

10 Die optisch transparente Dünnschicht kann eine UV-transparente Schicht, ins besondere eine Siliziumdioxidschicht oder eine Silizium-Oxinitridschicht, sein oder umfassen. Die optisch transparente Dünnschicht kann eine im sichtbaren Wellenlängenbereich transparente Schicht sein oder umfassen. Die optisch transparente Dünnschicht kann eine IR-transparente Schicht, insbesondere

15 eine Siliziumschicht, sein oder umfassen. Die optisch transparente Dünnschicht kann mehrere als Schichtstapel angeordnete Einzelschichten umfassen.

Die optischen Membranfenster können, von der Unterseite der Substratlage aus betrachtet, konvex, insbesondere kuppelförmig, geformt sein. So geformte

20 Membranfenster weisen eine hohe Formstabilität auf und können insbeson dere mittels des oben beschriebenen Verfahrens erzeugt werden, wobei die Form der Membranfenster durch die Form der Vertiefungen der Substratlage vorgegeben wird.

25 Die optischen Membranfenster können gegenüber der Oberseite der Substrat lage versenkt angeordnet sein. Auf diese Weise können die Membranfenster vor mechanischen Einwirkungen geschützt sein. Alternativ können die Memb ranfenster mit der Oberseite der Substratlage bündig abschließen oder über diese hervorstehen.

BO

Die Substratlage kann in einem Bereich um jede der Fensteröffnungen eine an der Unterseite der Substratlage angeordnete Vertiefung aufweisen, wodurch das Deckelsubstrat vorteilhaft dazu eingerichtet ist, durch Verbinden mit einem Bauelementesubstrat eine Kavität zur Aufnahme einer optischen Komponente

35 zu bilden, insbesondere um eine geschlossene Bauteilgehäusung zu ergeben. Das Deckelsubstrat kann zu jedem der Membranfenster ein über dem jeweili gen Membranfenster (d. h. an der der Oberseite der Substratlage zugewandten Seite des Membranfensters) angeordnetes Gitter umfassen. Das Gitter kann insbesondere durch Ätzen aus der Substratlage erzeugt sein, wobei das Memb ranfenster mit dem Gitter fest verbunden oder gegenüber diesem beweglich sein kann. Durch die Gitter können die Membranfenster zusätzlich vor mecha nischen Einflüssen geschützt sein, insbesondere wenn hohe Innendrücke unter den Membranfenstern und/oder variable Umgebungsdrücke auftreten kön nen.

Die Membranfenster und/oder die darüber angeordneten Gitter (sofern vor handen) können Kantenmetallisierungen aufweisen, die etwa zur Formung von durchtretendem Licht und/oder zu einer projektionsbasierten Kanaltrennung eingerichtet sein können.

Das vorgeschlagene optische Bauelement umfasst ein Substratelement, auf dem eine zum Emittieren und/oder Detektie- ren von Licht, insbesondere UV-Licht, eingerichtete optische Komponente an geordnet ist, ein Deckelelement, umfassend ein in einer Fensteröffnung angeordne tes optisches Membranfenster, wobei die Fensteröffnung eine Substratlage des Deckelelements durchtritt, wobei das Deckelelement so mit dem Substratelement verbunden oder verbindbar ist, dass die optische Komponente in einer zwischen dem optischen Membranfenster und dem Substratelement gebildeten Kavität hermetisch ein geschlossen oder einschließbar ist, und wobei die optische Komponente zum Emittieren von Licht in einer das optische Membranfenster durchtretenden Richtung und/oder zum Erfassen von durch das optische Membranfenster in die Kavität eintretendem Licht in der Kavität angeordnet ist.

Eine mittlere Abstrahl- bzw. Einstrahlrichtung des eintretenden bzw. austreten den Lichts kann dabei beispielweise senkrecht zu einer die optische Kompo nente tragenden Oberfläche des Substratelements oder zu dieser Oberfläche abgewinkelt sein. Es kann vorgesehen sein, dass das Deckelelement durch Vereinzeln aus einem strukturierten Deckelsubstrat, umfassend eine Vielzahl von Fensteröffnungen mit jeweiligen optischen Membranfenstern, gebildet ist. Insbesondere kann ein solches strukturiertes Deckelsubstrat, aus dem das Deckelelement gebildet sein kann, ein strukturiertes Deckelsubstrat der oben vorgeschlagenen Art und/oder ein mittels des vorgeschlagenen Verfahrens hergestelltes Deckelsubstrat sein.

Das Deckelelement selbst kann eine Vielzahl von Fensteröffnungen mit jeweils darin angeordneten optischen Membranfenstern aufweisen. In diesem Fall kann das Deckelelement selbst ein strukturiertes Deckelsubstrat der oben vor geschlagenen Art und/oder mittels des oben vorgeschlagenen Verfahrens her gestellt sein. Entsprechend kann das Substratelement eine Vielzahl von Sockel bereichen, jeweils eingerichtet zum Aufnehmen einer optischen Komponente umfassen.

Es kann vorgesehen sein, dass das Substratelement durch Vereinzeln aus einem Bauelementesubstrat, umfassend eine Vielzahl von Sockelbereichen, jeweils eingerichtet zum Aufnehmen einer optischen Komponente, gebildet ist.

Das Bauelement kann durch Verbinden eines Deckelsubstrats und eines Bau elementesubstrats und anschließendes gemeinsames Vereinzeln zu Bauele menten oder durch getrenntes Vereinzeln eines Deckelsubstrats zu Deckelele menten und eines Bauelementesubstrats zu Substratelementen und anschlie ßendes Verbinden eines der Deckelelemente mit einem der Substratelemente herstellbar sein. Das Vereinzeln kann auch ausgelassen werden.

Das Substratelement umfasst vorzugsweise eine Halbleiterlage, insbesondere eine Siliziumlage. Das Deckelelement umfasst vorzugsweise eine Substratlage aus einem Material, das dem Substratelement thermomechanisch angepasst ist, insbesondere Silizium oder ein an Silizium thermomechanisch angepasstes Glasmaterial.

Das Deckelelement kann mittels einer Fügematerialschicht, insbesondere eines metallischen Bondrahmens (durch Löten), mit dem Substratelement verbun den sein, wobei die Fügematerialschicht vor dem Verbinden an dem Sub- stratelement und/oder dem Deckelelement angeordnet sein kann. Das De ckelelement kann alternativ durch Glasfritbonden, durch anodisches Bonden oder durch Laser-Direktverschweißung, insbesondere ohne Fügematerial schicht, mit dem Substratelement verbunden sein.

Die Kavitäten des Bauelements können mit einem Gas, beispielsweise Argon und/oder Sauerstoff und/oder synthetischer Luft, gefüllt sein.

Wesentliche Eigenschaften und Vorteile des Bauelements sind bereits oben in Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Verfahren und dem vorgeschlage nen Deckelsubstrat erläutert worden.

Das Bauelement ermöglicht ferner eine gute Wärmeableitung von der opti schen Komponente. Eine besonders gute Wärmeableitung kann durch Vorse hen von Wärmeleitelementen ermöglicht werden. Etwa kann das Substratele ment thermisch leitfähige Durchkontaktierungen (Vias), insbesondere mit Sil bersinterpaste gefüllte Vias, mit Kupfer gefüllte Vias und/oder in hoher Dichte angeordnete Lötbumps aufweisen. Die thermisch leitfähigen Vias können ins besondere zugleich zur Verwendung als elektrische Kontaktierungen eingerich tet sein.

Auch können durch die Ausführung des Substratelements mit einer Halbleiter lage Komponenten wie Vorverstärker, Zener-Dioden, Monitoring-Photodioden etc. bereits in die Halbleiterlage integriert werden, etwa durch einen CMOS- Prozess, der vor einem Bestückungsprozess durchführbar ist. Damit können ins besondere ein geringer Montageaufwand, hohe Miniaturisierung, Test- bzw. Selbsttestfähigkeiten (insbesondere in effizienter Weise auf Waferebene) und/oder ein geringer Stromverbrauch des Bauelements verwirklicht werden.

Das Bauelement ist ferner frei von organischen Hilfs- oder Fügestoffen erzeug bar, so dass Ausdünstungen, insbesondere von Kohlenwasserstoffen, und da mit einhergehende Trübungen des Membranfensters vermieden werden kön nen.

Das strukturierte Deckelsubstrat und das optische Bauelement können gemäß den im Zusammenhang mit dem Verfahren erwähnten Merkmalen weitergebil det werden; das Verfahren kann zusätzliche Schritte umfassen, die Merkmalen des Deckelsubstrats und/oder des Bauelements entsprechen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand Fig. 1 bis Fig. 18 erläutert. Dabei zeigen, jeweils in schematischen Teilquerschnitten,

Fig. 1 bis Fig. 9 verschiedene Zwischenprodukte eines Verfah rens zur Herstellung eines strukturierten Deckelsubstrats,

Fig. 10 ein strukturiertes Deckelsubstrat, hergestellt nach dem in Fig. 1 bis Fig. 9 illustrierten Verfahren,

Fig. 11 ein Waferlevel-Bauelement, umfassend das Deckelsub strat nach Fig. 10,

Fig. 12 zwei optische Bauelemente, hergestellt aus dem Wafer level-Bauelement nach Fig. 11,

Fig. 13 bis Fig. 16 verschiedene Zwischenprodukte eines Verfah rens zur Herstellung eines strukturierten Deckelsubstrats gemäß einem weiteren Beispiel,

Fig. 17 ein strukturiertes Deckelsubstrat gemäß einem weiteren Beispiel, hergestellt nach dem in Fig. 13 bis Fig. 16 illustrierten Verfahren,

Fig. 18 ein Bauelement gemäß einem weiteren Beispiel, umfas send das Deckelsubstrat nach Fig. 17.

Wiederkehrende und ähnliche Merkmale verschiedener Ausführungsformen sind in den Abbildungen mit identischen oder ähnlichen alphanumerischen Be zugszeichen versehen.

Fig. 1 bis Fig. 12 illustrieren ein erstes Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines strukturierten Deckelsubstrats 1 für ein optisches Bauelement sowie das mittels des Verfahrens erhältliche Deckelsubstrat 1 und mittels weiterer Verar beitung des Deckelsubstrats 1 erzeugbare optische Bauelemente 2, 2'.

Ein erster Schritt des Verfahrens umfasst ein Bereitstellen einer Substratlage 3 (Fig. 1). Die Substratlage 3 ist ein planarer Wafer, gebildet aus einem Glasma terial mit einem an Silizium angepassten thermischen Ausdehnungskoeffizien ten, etwa Schott AF32, Corning Eagle XG, Hoya SD2, oder Schott Rayvolution,.

Ein weiterer Schritt des Verfahrens umfasst ein Erzeugen einer Vielzahl von an einer Unterseite 4 der Substratlage 3 angeordneten Vertiefungen 5 (Fig. 2). In Fig. 1 bis Fig. 11 ist jeweils nur ein Teil der Substratlage 3 gezeigt, der eine der Vielzahl von Vertiefungen 5 umfasst. Die Substratlage 3 kann jedoch eine belie bige Anzahl von Vertiefungen 5 umfassen

Die Vertiefungen 5 werden in diesem Beispiel mittels heißviskoser Umformung erzeugt. Dementsprechend umfasst das Erzeugen der Vielzahl von an der Un terseite 4 der Substratlage 3 angeordneten Vertiefungen 5 zunächst ein Bereit stellen eines Formsubstrats 6, das eine Vielzahl von an einer Oberseite 7 des Formsubstrats angeordneten Formvertiefungen 8 aufweist (Fig. 1) sowie ein Verbinden der Unterseite 4 der Substratlage 3 mit der Oberseite 7 des Formsubstrats 6, so dass jede der Formvertiefungen 8 mit der Unterseite 4 der Substratlage 3 eine im Wesentlichen gasdicht verschlossene Kavität 9 bildet (Fig. 1).

Das Formsubstrat 6 ist in diesem Beispiel ein Siliziumwafer, kann jedoch auch ein anderes planares Substrat sein oder umfassen. Die Formvertiefungen 8 des Formsubstrats 6 können beispielsweise eine runde oder elliptische oder poly gonale (etwa quadratische, rechteckige, rautenförmige oder trapezförmige Form mit polygonalen oder verrundeten Ecken) Grundrissform aufweisen.

Das Formsubstrat 6 wird hier strukturiert, insbesondere mit den Formvertie fungen 8 versehen, bereitgestellt. Die Formvertiefungen 8 können auf im Rah men des vorgeschlagenen Verfahrens erzeugt werden, beispielsweise auf ein fache Weise durch Ätzen unter Verwendung einer strukturierten Passivierungs schicht, insbesondere einer lithographisch strukturierten Resistschicht, wie oben beschrieben. Dementsprechend kann das Bereitstellen des Formsubstrats die folgenden (hier nicht illustrierten) Schritte umfassen: Bereitstellen eines Halbleiterwafers mit einer Passivierungsschicht, lithographisches Entfernen einer Vielzahl von Bereichen der Passivie rungsschicht,

Ätzen der Oberfläche des Halbleiterwafers in jedem der Bereiche, in de nen die Passivierungsschicht entfernt wurde, zum Erzeugen einer jeweiligen Formvertiefung der Vielzahl von Formvertiefungen,

Entfernen der Passivierungsschicht.

Das Verbinden der Unterseite 4 der Substratlage 3 mit der Oberseite 7 des Formsubstrats 6 erfolgt mittels anodischen Bondens, kann jedoch auch mittels anderer Waferbond verfahren erfolgen.

Zusätzlich zu den Formvertiefungen 8 kann das Formsubstrat 6 weitere Vertie fungen umfassen, beispielsweise Gasaustauschkanäle und/oder zum Bilden von zusätzlichen Vertiefungen in der Substratlage 3 mittels heißviskoser Um formungen eingerichtete Vertiefungen.

Das Erzeugen der Vertiefungen 5 umfasst weiterhin ein Tempern der Substrat lage 3 und des Formsubstrats 6, beispielweise in einem Unterdruckofen. Beim Tempern wird ein Verformen der Substratlage 3 durch einen gegenüber einem Umgebungsdruck erhöhten Innendruck in den Kavitäten 9 erzielt, so dass je weils eine der zu erzeugenden Vertiefungen 5 der Substratlage 3 über jeder der Kavitäten 9 erzeugt wird (Fig. 2). Insbesondere übersteigt eine Prozesstempe ratur des Temperns eine Erweichungstemperatur der Substratlage 3, während zugleich der Innendruck in dem Kavitäten 9 gegenüber dem Druck im Ofen er höht ist, so dass eine von der Unterseite 4 der Substratlage 3 aus betrachtet konvexe Form der Vertiefungen 5 hergestellt wird.

Die Form der Vertiefungen 5 wird beim Tempern durch den Umgebungsdruck, einen Temperaturverlauf des Temperns sowie ein in den Kavitäten 9 einge schlossenes Gasvolumen bestimmt. Jede der Vertiefungen 5 kann beispiels weise flach, schräg, oder - wie im gezeigten Beispiel - kuppelförmig geformt sein, wobei die Kuppelform etwa rotationssymmetrisch, exzentrisch und/oder elliptisch ausgeführt sein kann. Die Vertiefungen 5 können (wie gezeigt) identi sche oder unterschiedliche Formen aufweisen. Die Bandbreite möglicher Formen der Vertiefungen 5 kann vergrößert werden, indem vorgesehen wird, dass vor dem Tempern ein Gegenformanschlag (nicht gezeigt), umfassend eine Vielzahl von Gegenformvertiefungen, mit einer der Unterseite 4 gegenüberliegenden Oberseite 11 der Substratlage 3 verbunden wird, wobei jede der Gegenformvertiefungen beim Anordnen auf der Substrat lage entgegengesetzt zu einer jeweiligen Formvertiefung des Formsubstrats an geordnet wird. Das Verfahren kann dann ferner ein Ablösen des Gegenforman schlags von der Substratlage 3 nach dem Tempern umfassen.

Das Erzeugen der Vertiefungen 5 umfasst schließlich ein Ablösen des Formsub strats 6 von der Substratlage 3 (Fig. 3), etwa mittels eines Silizium-Ätzverfah- rens und/oder durch Abschleifen.

Beim Erzeugen der Vertiefungen 5 entstehen durch Verformung der Substrat lage 3 Auswölbungen 10 an der Oberseite 11 der Substratlage 3, die den jewei ligen Vertiefungen 5 gegenüberliegen (Fig. 2 und Fig. 3).

Ein weiterer Schritt des Verfahrens umfasst daher ein Planarisieren und/oder Polieren der Oberseite 4 der Substratlage 3 zum Einebnen der Auswölbungen 10 (Fig. 4). Das Planarisieren und/oder Polieren erfolgt in diesem Beispiel nach dem Entfernen des Formsubstrats 6, kann jedoch auch davor erfolgen. Je nach gewünschter Oberflächenbeschaffenheit kann das Planarisieren bzw. Polieren auch ausgelassen werden.

Weitere Verfahrensschritte umfassen ein Aufbringen, in der genannten Reihen folge, einer ersten Ätzstoppschicht 12 (Fig. 5), einer optisch transparenten Dünnschicht 13 (Fig. 6) und einer zweiten Ätzstoppschicht 14 (Fig. 7) auf die Unterseite 4 der Substratlage 3.

Die erste und zweite Ätzstoppschicht 12, 14 sind vorzugsweise Siliziumschich ten, die mittels PE-CVD abgeschieden werden. Die optisch transparente Dünn schicht 13 ist hier vorzugsweise eine Siliziumdioxidschicht, die mittels PE-CVD abgeschieden wird. Eine Schichtdicke der optisch transparenten Dünnschicht 13 liegt hier typischerweise im Bereich von 3 pm bis 20 pm und kann beispiels weise ca. 10 pm betragen. Das Verfahren umfasst ein Freistellen jeweils eines Teils der optisch transpa renten Dünnschicht 13 in einem Bereich jeder der Vertiefungen 5 (im Folgen den Freistellungsbereich 16), so dass der jeweils freigestellte Teil der optisch transparenten Dünnschicht 13 ein optisches Membranfenster 15 bildet (Fig. 8 und Fig. 9).

Das Freistellen der optischen Dünnschicht 13 umfasst ein Ätzen der Freistel lungsbereiche 16 der Substratlage 3 ausgehend von der Oberseite 11 der Sub stratlage 3. Dabei werden die zu entfernenden Freistellungsbereiche 16 zu nächst mittels Einfalls von Laserlicht 17 im LIDE-Verfahren definiert und an schließend durch Ätzen (nass oder trocken) entfernt, so dass Fensteröffnungen 18 gebildet werden, innerhalb denen die in diesem Schritt noch von den Ätz stoppschichten 12 und 14 bedeckte optisch transparente Dünnschicht 13 frei liegt (Fig. 8).

Alternativ können die Freistellungsbereiche 16 auf andere Weise, etwa durch aufbringen einer lithographisch strukturierbaren Resistmaske, definiert wer den.

Das Freistellen jeweils eines Teils der optisch transparenten Dünnschicht 13 in nerhalb jeder der Vertiefungen 5 umfasst ferner ein Entfernen von freiliegen den Bereichen der ersten und zweiten Ätzstoppschicht 12, 14 nach dem Ätzen der Freistellungsbereiche 16 durch einen weiteren Ätzschritt, vorzugsweise ein Silizium-Nassätzen, so dass die aus der optisch transparenten Dünnschicht 13 gebildeten Membranfenster 15 innerhalb der Fensteröffnungen 18 freiliegen (Fig. 9).

Das Verfahren umfasst ferner ein Aufbringen einer zum hermetischen Verbin den des nun fertig gebildeten strukturierten Deckelsubstrats 1 mit einem Bau elementesubstrat eingerichteten strukturierten Metallisierung als Fügemateri alschicht 19 auf die Unterseite des Deckelsubstrats 1 (Fig. 10). Alternativ kann als Fügematerialschicht etwa eine Glasfrit-Beschichtung vorgesehen sein oder die Fügematerialschicht weggelassen und/oder auf ein mit dem Deckelsubstrat 1 zu verbindendes Bauelementesubstrat aufgebracht werden. Die optischen Membranfenster 15 des Deckelsubstrats 1 sind gegenüber der Oberseite 11 der Substratlage 3 versenkt angeordnet. Alternativ können die Membranfenster 15mit der Oberseite 11 der Substratlage 3 bündig abschließen oder über diese hervorstehen.

Dadurch, dass die Substratlage 1 in einem Bereich um jede der Fensteröffnun gen 15 die jeweilige an der Unterseite 4 der Substratlage 3 angeordnete Vertie fung 5 aufweist, ist das Deckelsubstrat 1 vorteilhaft dazu eingerichtet, durch Verbinden mit einem Bauelementesubstrat 20 zu dem in Fig. 11 gezeigten op tischen Bauelement 2 weiterverarbeitet zu werden.

Das Verbinden kann dabei mittels der als Fügematerialschicht 19 aufgebrach ten Metallisierung durch Löten erfolgen. Alternativ kann das Verbinden durch ein Glasfritbonden, durch anodisches Bonden oder durch Laser-Di rektver- schweißung, insbesondere ohne Fügematerialschicht, erfolgen.

Das Bauelementesubstrat 20 umfasst einen Silizium-Wafer 21, umfassend eine Vielzahl von Sockelbereichen 22, in denen jeweils eine optische Komponente 23 angeordnet ist. Jede der optischen Komponenten 23 ist mittels vertikal durch den Silizium-Wafer 21 durchgeführter Kontaktierungen 24 elektrisch an kontaktiert. Die Kontaktierungen 24 wirken zugleich als Wärmeleitelemente zur Abfuhr von Wärme aus dem Bauelement 2. Alternativ oder zusätzlich kön nen lateral an einer Oberfläche des Silizium-Wafers geführte Kontaktierungen vorgesehen sein.

Die optischen Komponenten 23 sind zum Emittieren und/der Detektieren von UV-Licht eingerichtete Komponenten, beispielweise UV-LEDs und/oder UV- Photodioden, Monitordioden, Zenerdioden, Treiber oder Signalverstärker.

Wie in Fig. 12 illustriert, umfasst das Verfahren weiterhin ein Vereinzeln des optischen Bauelements 2, das ein Waferlevel-Vorläuferbauelement ist, zu ein zelnen einsatzfertigen optischen Bauelementen 2'. Die optischen Bauelemente 2' sind somit in kompakter Ausführung und in paralleler Fertigung, insbeson dere mittels Waferlevel-Packaging in hoher Packungsdichte und anschließen der Vereinzelung der Bauelemente, herzustellen. Jedes der optischen Memb- ranfenster 15 ist dabei zur Ein- und/oder Auskopplung von Licht in das Bauele ment 2' bzw. aus diesem Bauelement 2' eingerichtet. Alternativ können die Bauelemente 2' durch getrenntes Vereinzeln des Deckelsubstrats 1 zu De ckelelementen und des Bauelementesubstrats 20 zu Substratelementen und anschließendes Verbinden jeweils eines der Deckelelemente mit einem der Substratelemente herstellbar sein. Weiter alternativ können die Bauelemente 2' durch getrenntes Vereinzeln des Deckelsubstrats 1 zu Deckelelementen und anschließendes Verbinden jeweils eines der Deckelelemente mit einer Position auf dem Bauelementesubstrat 20 herstellbar sein.

Jedes der optischen Bauelemente 2'umfasst ein Substratelement 25, auf dem eine der optischen Komponenten 23 angeordnet ist, und ein Deckelelement 26, umfassend jeweils eine der Fensteröffnungen 18 mit dem darin angeordneten optischen Membranfenster 15.

Das Deckelelement 26 ist so mit dem Substratelement 25 verbunden, dass die optische Komponente 23 in einer zwischen dem optischen Membranfenster und dem Substratelement 25 gebildeten Kavität (Komponentenkavität 27) her metisch eingeschlossen ist.

Dabei ist die optische Komponente 23 zum Emittieren von Licht in einer das optische Membranfenster 15 durchtretenden Richtung und/oder zum Erfassen von durch das optische Membranfenster 15 in die Kavität 27 eintretendem Licht in der Kavität 27 angeordnet. Eine mittlere Abstrahl- bzw. Einstrahlrich tung des eintretenden bzw. austretenden Lichts steht senkrecht zu einer die optische Komponente 23 tragenden Oberfläche des Substratelements 25, kann jedoch zu dieser Oberfläche auch abgewinkelt sein.

Fig. 13 bis Fig. 18 illustrieren ein zweites Beispiel eines Verfahrens zum Herstel len eines strukturierten Deckelsubstrats 1' für ein optisches Bauelement sowie das mittels des Verfahrens erhältliche Deckelsubstrat 1' und ein mittels weite rer Verarbeitung des Deckelsubstrats 1' erzeugbares optisches Bauelement 2". Im Folgenden werden das zweite Beispiel des Verfahrens sowie das Deckelsub strat 1' und das Bauelement 2" nur zusammenfassend beschrieben, wobei die Unterschiede gegenüber dem ersten Beispiel des Verfahrens, dem Deckelsub- strat 1 und den Bauelementen 2 und 2' hervorgehoben werden. Weitere As pekte können gemäß der obigen Beschreibung vorgesehen sein.

Wie im oben beschriebenen ersten Beispiel umfasst das Verfahren gemäß dem zweiten Beispiel die Schritte:

Bereitstellen einer Substratlage 3 (Fig. 13),

Erzeugen einer Vielzahl von an einer Unterseite 4 der Substratlage 3 an geordneten Vertiefungen 5 (Fig. 13 bis Fig. 15),

Aufbringen einer optisch transparenten Dünnschicht 13 auf die Unter seite 4 der Substratlage 3 (Fig. 16) und

Freistellen jeweils eines Teils der optisch transparenten Dünnschicht 13 in einem Bereich jeder der Vertiefungen 5, so dass der jeweils freigestellte Teil der optisch transparenten Dünnschicht 13 ein optisches Membranfenster 15 bildet, wobei das Freistellen ein Ätzen von Teilen der Substratlage 3 ausgehend von einer der Unterseite 4 entgegengesetzten Oberseite 11 der Substratlage 3 umfasst (Fig. 17).

In Fig. 13 bis Fig. 18 ist jeweils nur ein Teil der Substratlage 3 gezeigt, der eine der Vielzahl von Vertiefungen 5 umfasst. Die Substratlage 3 kann jedoch eine beliebige Anzahl von Vertiefungen 5 umfassen. Die Substratlage 3 ist in diesem Beispiel ein planarer Wafer, gebildet aus Silizium.

Die Vertiefungen 5 werden in diesem Beispiel mittels eines Ätzverfahrens er zeugt, das die folgenden Schritte umfasst:

Aufbringen einer ersten Passivierungsschicht 28 auf die Unterseite 4 der Substratlage 3 und einer zweiten Passivierungsschicht 29 auf die Oberseite 11 der Substratlage 3 (Fig. 13),

Einbringen einer Vielzahl von Öffnungen 30 in die erste Passivierungs schicht 28 (Fig. 13),

Ätzen der Substratlage 3 ausgehend von den in die erste Passivierungs schicht 28 eingebrachten Öffnungen 30, so dass jeweils eine der zu erzeugen den Vertiefungen 5 der Substratlage 3 über jeder der Öffnungen 30 erzeugt wird (Fig. 14).

Die Passivierungsschichten 28 und 29 umfassen Siliziumoxid und/oder Silizium nitrid. Das Einbringen der Öffnungen 30 erfolgt mittels eines Trocken- oder Nassätzprozesses (Fig. 13).

Das Ätzen der Substratlage 3 erfolgt zum Erzeugen der Vertiefungen 5 vorzugs weise mittels eines isotropen Ätzprozesses zum Erzeugen von kuppelförmigen Vertiefungen 5 (Fig. 14), kann jedoch je nach gewünschter Form der Vertiefun gen 5 auch mittels eines anisotropen Ätzprozesses erfolgen.

Nach dem Erzeugen der Vertiefungen 5 werden die Passivierungsschichten 28 und 29 von der Substratlage 3 entfernt (Fig. 15).

Die optisch transparente Dünnschicht 13 (Fig. 16) ist vorzugsweise eine mittels PE-CVD abgeschiedene Siliziumdioxid- und/oder Silizium-Oxinitridschicht, kann jedoch auch beispielsweise mittels thermischer Oxidation aufgebracht werden. Die optisch transparente Dünnschicht 13 kann optional durch Tempern nach verdichtet werden.

Zum Freistellen von Teilen der optisch transparenten Dünnschicht 13 werden zunächst Freistellungsbereiche 16 (Fig. 16) mittels einer lithographisch struktu rierbaren Lackmaske an der Oberseite 11 der Substratlage definiert (nicht ge zeigt) und anschließend die Freistellungsbereiche 16 durch ein Nass- oder Tro- ckenätzverfahren entfernt, so dass Fensteröffnungen 18 gebildet werden. In nerhalb jeder der Fensteröffnungen 18 ist die optisch transparente Dünn schicht 13 somit als Membranfenster 15 freigestellt und das strukturierte De ckelsubstrat 1' fertiggestellt (Fig. 17).

Wie oben beschrieben kann auch das Deckelsubstrat 1' durch Verbinden mit einem Bauelementesubstrat 20 zu dem in Fig. 18 gezeigten optischen Bauele ment 2" weiterverarbeitet werden, wobei eine optische Komponente 23 in ei ner zwischen dem optischen Membranfenster 15 und dem Bauelementesub strat 20 gebildeten Komponentenkavität 27 hermetisch eingeschlossen ist.

Das Verfahren (in den beschriebenen Beispielen oder anderen Beispielen) kann weitere Schritte umfassen, etwa ein Aufbringen einer einseitigen oder beidsei tigen Antireflexbeschichtung auf die Membranfenster 15 und/oder das De ckelsubstrat 1, ein Erzeugen von über den Membranfenstern 15 angeordneten Gittern, ein Aufbringen einer Kantenmetallisierung auf die Membranfenster 15 und/oder die darüber angeordneten Gitter und/oder eine Gasbefüllung der Komponentenkavitäten 27, etwa mit Argon und/oder Sauerstoff und/oder syn thetischer Luft.

Liste der Bezugszeichen

1, 1' strukturiertes Deckelsubstrat,

2, 2', 2" optisches Bauelement,

3 Substratlage,

4 Unterseite der Substratlage,

5 Vertiefung,

6 Formsubstrat,

7 Oberseite des Formsubstrats,

8 Formvertiefung,

9 Kavität,

10 Auswölbung,

11 Oberseite der Substratlage,

12 erste Ätzstoppschicht,

13 optisch transparente Dünnschicht,

14 zweite Ätzstoppschicht,

15 optisches Membranfenster,

16 Freistellungsbereich,

17 Laserlicht,

18 Fensteröffnung,

19 Fügematerialschicht,

20 Bauelementesubstrat,

21 Silizium-Wafer,

22 Sockelbereich,

23 optische Komponente,

24 Kontaktierung,

25 Substratelement,

26 Deckelelement,

27 Komponentenkavität,

28 erste Passivierungsschicht, 29 zweite Passivierungsschicht,

30 Öffnung.