Beschreibung

Mikroelektromechanisches Bauelement und Herstellungsverfahren

Die vorliegende Erfindung betrifft mikroelektromechanische Bauelemente, in denen mikromechanische Komponenten mit elektronischen Schaltungen verbunden sind, zum Beispiel Sensoren, Aktuatoren oder Schalter.

Mikroelektromechanische Systeme umfassen

Halbleiterbauelemente mit elektronischen Schaltungen und mikromechanische Funktionselemente, die beweglich oder verformbar sind. Damit können unter anderem unterschiedliche Sensoren, Aktuatoren und Schalter realisiert werden. Mikromechanische Funktionselemente sind typischerweise aus Polysilizium. Bei der Herstellung wird üblicherweise eine Polysiliziumschicht auf eine Opferschicht aufgebracht und strukturiert. Die Opferschicht wird dann entfernt, um einen Zwischenraum zu bilden, der eine Bewegung oder Verformung von Strukturelementen der Polysiliziumschicht ermöglicht. Ein hierbei regelmäßig auftretendes Problem ist das Anhaften der freigelegten Strukturen auf der darunter vorhandenen Oberseite des Halbleiterträgers. Dieses Problem tritt insbesondere dann auf, wenn die Opferschicht mittels eines nasschemischen ätzprozesses entfernt wird und Rückstände einer wässrigen ätzlösung sowohl die Oberseite des Trägers als auch die Unterseite der freigelegten Strukturen benetzen.

In der WO 03/055791 A2 ist ein verbessertes ätzverfahren für mikromechanische Strukturen beschrieben, bei dem die ätzung in zwei Verfahrensschritten durchgeführt wird. Zunächst wird eine Siliziumoxidschicht unter der freizulegenden Struktur isotrop ausgeätzt. In dem zweiten Schritt wird zusätzlich ein

Trockenmittel verwendet, mit dem restliche Feuchtigkeit entfernt wird, so dass ein Anhaften der freigelegten Struktur vermieden wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit anzugeben, mit der mikromechanische Strukturelemente freigeätzt werden können, ohne dass die freigeätzten Strukturen auf einer Unterlagen anhaften.

Diese Aufgabe wird mit dem mikroelektromechanischen

Bauelement mit den Merkmalen des Anspruches 1 beziehungsweise mit dem Verfahren zur Herstellung eines mikroelektromechanischen Bauelementes mit den Merkmalen des Anspruches 9 gelöst. Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.

Bei dem mikroelektromechanischen Bauelement werden Abstandshalter auf der Oberseite eines Trägers in einem Zwischenraum zwischen einer mikromechanischen Schicht und dem Träger angeordnet. Die Abstandshalter besitzen eine Form, die sich zu der mikromechanischen Schicht hin verjüngt, und können insbesondere mit Spitzen oder Graten versehen sein. Mit dieser Formgebung wird die mögliche Berührungsfläche, in der die mikromechanische Schicht anhaften kann, minimiert. Ein Anhaften der Unterseite der freigeätzten mikromechanischen Schicht auf dem Träger wird auf diese Weise wirkungsvoll verhindert.

Die Abstandshalter können als Restanteile einer zwischen dem Träger und der mikromechanischen Schicht vorhandenen

Opferschicht hergestellt werden. Zu diesem Zweck wird die Opferschicht nicht vollständig entfernt, sondern nur soweit weggeätzt, dass die mikromechanische Schicht zumindest im

Umfang eines beweglich oder verformbar vorgesehenen Anteiles freigelegt ist und kleine Restanteile der Opferschicht auf der Oberseite des Trägers verbleiben. Hierbei wird ein isotroper ätzprozess eingesetzt, aus dem beim Unterätzen unter die mikromechanische Schicht eine zur mikromechanischen Schicht hin schmal oder spitz zulaufende Form der Restanteile der Opferschicht resultiert.

Es folgt eine genauere Beschreibung von Beispielen des Bauelementes und des Herstellungsverfahrens anhand der beigefügten Figuren.

Die Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Zwischenprodukt eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens.

Die Figur 2 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 1 nach dem Strukturieren der mikromechanischen Schicht.

Die Figur 3 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 2 nach dem Herstellen der Abstandshalter.

Die Figur 4 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens .

Die Figur 5 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 2 für ein weiteres Ausführungsbeispiel.

Die Figur 6 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 5 nach einem anisotropen ätzschritt.

Die Figur 7 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 6 nach dem Herstellen der Abstandshalter.

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Die Figur 8 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 5 für ein weiteres Ausführungsbeispiel.

Die Figur 9 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 6 für das weitere Ausführungsbeispiel der Figur 8.

Die Figur 10 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 7 für das weitere Ausführungsbeispiel der Figur 8.

Die Figur 11 zeigt einen Querschnitt durch ein

Zwischenprodukt einer weiteren Ausführungsform des Herstellungsverfahrens nach dem Herstellen einer Hartmaske.

Die Figur 12 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 11 nach dem Aufbringen einer weiteren Opferschicht, der mikromechanischen Schicht und einer Maske.

Die Figur 13 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 12 nach dem Herstellen der Abstandshalter.

Die Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Zwischenprodukt eines ersten Ausführungsbeispiels des Herstellungsverfahrens. Auf einem Träger 1 befindet sich eine Opferschicht 7, auf der eine Strukturschicht 20 aufgebracht ist. Der Träger kann zum Beispiel ein Halbleiterwafer oder ein anderes Substrat sein, das zumindest bereichsweise insbesondere mit elektronischen Schaltungen und oberseitigen Verdrahtungen versehen sein kann. Die Strukturschicht 20 kann zum Beispiel für mikromechanische Komponenten eines Sensors oder Aktuators vorgesehen sein. Auf der Oberseite der Strukturschicht 20 wird eine Maske 10 gebildet, die zum Beispiel eine fotolithographisch strukturierte Lackmaske sein kann. Die Maske 10 wird verwendet, um die Strukturschicht 20 zu

strukturieren, indem diejenigen Anteile der Strukturschicht 20 entfernt werden, die zwischen den in der Figur 1 eingezeichneten vertikalen gestrichelten Linien jeweils unter den öffnungen der Maske 10 vorhanden sind. Auf diese Weise können zum Beispiel Löcher unterschiedlicher Formen in der Strukturschicht 20 und/oder eine seitliche Berandung der Strukturschicht 20 hergestellt werden.

Die Figur 2 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 1 nach dem ätzprozess. Die Strukturschicht 20 ist in die mikromechanische Schicht 2 strukturiert worden, die in diesem Beispiel seitliche Ränder 6 und Löcher 5 aufweist. Die Opferschicht 7 wird jetzt durch einen ätzprozess selektiv zu dem Material der mikromechanischen Schicht 2 geätzt. Das ätzmittel greift in den Löchern 5 und an den Rändern 6 der mikromechanischen Schicht 2 die Opferschicht 7 an . In diesem Ausführungsbeispiel wird der ätzschritt nur isotrop durchgeführt. Das ätzen erfolgt so lange, bis die mikromechanische Schicht 2 von der Opferschicht 7 abgelöst ist und sich in der vorgesehenen Weise bewegen oder verformen kann. Anders als bei herkömmlichen Freiätzverfahren wird die Opferschicht 7 jedoch nicht vollständig entfernt. Es werden vielmehr von der Opferschicht 7 Restanteile 40 stehen gelassen, die die Abstandshalter bilden, dadurch die Oberseite des Trägers 1 mit einer gewissen Rauigkeit versehen und so ein Anhaften der mikromechanischen Schicht 2 auf der Oberseite des Trägers 1 verhindern.

Die Figur 3 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 2 nach dem ätzen der Opferschicht 7. Es sind jetzt nur noch

Restanteile der Opferschicht vorhanden, die die vorgesehenen Abstandshalter 4 bilden. Zwischen dem Träger 1 und der mikromechanischen Schicht 2 befindet sich ein Zwischenraum 3,

der die vorgesehene Beweglichkeit der mikromechanischen Schicht 2 ermöglicht. Wie in der Figur 3 erkennbar ist, sind die Abstandshalter 4 in einer Form ausgebildet, die sich nach oben zur mikromechanischen Schicht 2 hin verjüngt. Die Abstandshalter 4 laufen in Spitzen oder Grate aus, die eine so kleine Oberfläche aufweisen, dass die mikromechanische Schicht 2 nicht daran anhaftet. In der Figur 3 ist außerdem erkennbar, dass der zuvor durchgeführte ätzprozess infolge der unterschiedlichen Abmessungen der zwischen den Löchern vorhandenen Anteile der mikromechanischen Schicht 2 aus der Opferschicht 7 Abstandshalter 4 unterschiedlicher Höhe entstehen lässt. Auch das verringert die mögliche Berührungsfläche zwischen der Unterseite der mikromechanischen Schicht 2 und der Unterlage und verhindert ein Anhaften der mikromechanischen Schicht 2 an den trägerseitig nächstgelegenen Oberflächen.

Die Figur 4 zeigt ein Diagramm, anhand dessen die Herstellung der Abstandshalter erläutert werden soll. über dem Träger 1 ist im Abstand d die mikromechanische Schicht 2 angeordnet, von der in dem Querschnitt der Figur 4 ein beidseitig durch Löcher oder Ränder begrenzter Anteil dargestellt ist. Zwischen dem Träger 1 und der mikromechanischen Schicht 2 befindet sich ein Zwischenraum 3, der durch das isotrope ätzen der Opferschicht gebildet wird. Ausgehend von den unteren seitlichen Kanten des Anteils der mikromechanischen Schicht 2 erfolgt der ätzangriff in alle Richtungen, so dass in zeitlichen Abständen etwa die in der Figur 4 im Bereich des Zwischenraumes 3 eingezeichneten Konturen des jeweils noch vorhandenen Restanteils der Opferschicht gebildet werden .

Wenn der betreffende Anteil der mikromechanischen Schicht 2 beispielsweise einander gegenüberliegende Ränder aufweist, die parallel zueinander verlaufen, wird beim Unterätzen der mikromechanischen Schicht 2 unter diesen Rändern jeweils ein Volumen der Opferschicht entfernt, das beim Freilegen der Oberseite des Trägers etwa die Form eines Viertelzylinders mit dem Radius des Abstandes d besitzt, entsprechend den äußersten in der Figur 4 eingezeichnete ätzkonturen. Wenn die laterale Abmessung b zwischen den Rändern der mikromechanischen Schicht 2 größer ist als das Doppelte des Abstandes d, ist die mikromechanische Schicht 2 noch nicht vollständig von der Opferschicht abgelöst, wenn die Oberseite des Trägers 1 bereits soeben freigelegt ist. Es muss daher weiter geätzt werden, wobei sich die Oberfläche des Restanteils der Opferschicht immer weiter zur Mitte unter den Anteil der mikromechanischen Schicht 2 hin verschiebt. Wenn der eingezeichnete Radius r der ätzkontur erreicht ist, kann der ätzprozess gestoppt werden, da jetzt von der Opferschicht nur noch der eingezeichnete Abstandshalter 4 der Höhe h und der Breite w übrig ist. In dem Ausführungsbeispiel mit parallelen Rändern des Anteils der mikromechanischen Schicht 2 besitzt der Abstandshalter 4 eine Längserstreckung senkrecht zur Zeichenebene der Figur 4, wobei die zu der Zeichenebene der Figur 4 koplanaren Querschnitte des Abstandshalters jeweils dieselbe Form aufweisen.

Wenn der Anteil der mikromechanischen Schicht 2, der unterätzt wird, statt dessen beispielsweise in der Aufsicht kreisrund ist, wird der Abstandshalter rotationssymmetrisch ausgebildet. Falls der ätzprozess durch eine Mehrzahl von benachbart zueinander angeordneten Löcher in der mikromechanischen Schicht 2 erfolgt, besitzt der Abstandshalter 4 eine Mehrzahl von nach innen gewölbten

Oberflächen. Bei derartigen Ausgestaltungen kann die ätzrate richtungsabhängig variieren, da die Fläche, an der das ätzmittel angreift, in verschiedenen Richtungen unterschiedlich schnell größer wird. Wesentlich ist dabei jedoch, dass die gebildeten Abstandshalter in Richtung auf die mikromechanische Schicht 2 hin spitz zulaufen und so eine Fläche, in der die mikromechanische Schicht anhaften kann, minimiert wird. Durch den isotropen ätzprozess werden selbsttätig die nach innen gewölbten Oberflächen der Abstandshalter und die prononcierten Spitzen oder Grate hergestellt .

Für das beschriebene einfache Ausführungsbeispiel, bei dem die Querschnittsfläche des Abstandshalters 4 durch eine geradlinige Oberseite des Trägers 1 und zwei Kreisbögen dreieckig berandet ist, liest man aus der Figur 4 sofort ab, dass w = max{0, b - 2 (r ² -d ² ) ¹⁷² } und h = max{0, d - (max{r ² , Hb ² } - H b ² ) ^1/2 } , wobei max{x,y} = x, falls x > y, und max{x,y} = y sonst.

Der Radius r des ätzangriffes ergibt sich als Produkt aus

ätzrate und ätzzeit beziehungsweise als Integral der ätzrate über die Zeit.

Falls die Dicke der Opferschicht 7 wesentlich größer ist als die lateralen Abmessungen der Anteile der Strukturschicht 20 zwischen den Löchern oder Rändern, werden die Abstandshalter nur sehr klein, praktisch nur als Unebenheit der Oberseite des Trägers, und mit einer im Vergleich zur Breite w sehr geringen Höhe h ausgebildet. In diesem Fall kann das

Herstellungsverfahren in der im Folgenden beschriebenen Weise modifiziert werden, damit größere Abstandshalter hergestellt werden können.

Die Figur 5 zeigt einen Querschnitt für eine entsprechende Anordnung einer vergleichsweise dicken Opferschicht 7 auf dem Träger 1. Die Strukturschicht ist hier bereits in die mikromechanische Schicht 2 strukturiert worden und weist die in der Figur 5 dargestellten Löcher 5 auf. Statt sofort mit dem isotropen ätzen zu beginnen, wird in diesem Ausführungsbeispiel zunächst anisotrop in Richtung auf den Träger 1 geätzt, um die in der Figur 5 mit den gestrichelten Konturen dargestellten Aussparungen herzustellen.

Die Figur 6 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 5 nach dem anisotropen ätzen der Aussparungen in der durch die Pfeile angedeuteten ätzrichtung. Vorzugsweise erfolgt das anisotrope ätzen so weit, bis die unter den Aussparungen vorhandene Restschicht der Opferschicht 7 eine senkrecht zu der Oberseite des Trägers 1 gemessene Dicke aufweist, die möglichst genau der halben Breite der unter der mikromechanischen Schicht 2 noch in der ursprünglichen Dicke vorhandenen Anteile der Opferschicht 7 entspricht (entsprechend der Beziehung b = 2d in der Figur 4, wobei d jetzt die Restschichtdicke ist), da bei dieser Wahl der betreffenden Abmessungen die Abstandshalter besonders gut ausgebildet werden können. Anschließend wird die Opferschicht 7 mit einem isotropen ätzprozess bis auf die Restanteile 40 entfernt, die in der Figur 6 mit gestrichelten Linien eingezeichnet sind. Im unteren Bereich der Opferschicht 7 erfolgt der ätzeingriff in alle Richtungen etwa in der anhand der Figur 4 erläuterten Weise, so dass auch bei dieser Ausführungsform des Verfahrens die Restanteile 40 mit nach innen gewölbten Oberflächen und spitz zulaufenden Formen entsprechend dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet werden.

Die Figur 7 zeigt das Ergebnis dieses ätzverfahrens, das in zwei Stufen, zunächst isotrop und dann anisotrop, durchgeführt wird. Ein Vergleich der Figuren 3 und 7 zeigt, dass auch bei Ausführungsbeispielen mit einem sehr großen Abstand d zwischen der mikromechanischen Schicht 2 und dem

Träger 1 ausreichend hohe und spitz zulaufende Abstandshalter 4 hergestellt werden können, die ein Anhaften der mikromechanischen Schicht 2 auf der Trägeroberseite wirkungsvoll verhindern.

Die Figur 8 zeigt eine Anordnung für ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem auf die Opferschicht 7 und die strukturierte mikromechanische Schicht 2 eine weitere Maske 30 aufgebracht worden ist. Die weitere Maske 30 dient dazu, die Bereiche, in denen die Abstandshalter hergestellt werden, unabhängig von den Anteilen der mikromechanischen Schicht 2 zu variieren. Bei dem in der Figur 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Opferschicht 7 entsprechend dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel relativ dick ausgebildet. Es wird daher auch in diesem Beispiel zunächst anisotrop geätzt, um die in der Figur 8 mit gestrichelten Linien angedeuteten Aussparungen herzustellen.

Die Figur 9 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 8 eines Zwischenproduktes, das man durch anisotropes ätzen in der in der Figur 9 mit den Pfeilen angedeuteten Richtung erhält. Die mit einem anschließenden isotropen ätzprozess hergestellten Restanteile 40 der Opferschicht 7 sind in der Figur 9 mit gestrichelten Linien eingezeichnet.

Die Figur 10 zeigt das Ergebnis dieses isotropen ätzprozesses, mit dem die Abstandshalter 4 auf der Oberseite des Trägers 1 hergestellt werden. Zwischen dem Träger 1 und

der mikromechanischen Schicht 2 befindet sich auch in diesem Ausführungsbeispiel ein relativ hoher Zwischenraum 3. Im Unterschied zu der Ausgestaltung gemäß dem Querschnitt der Figur 7 befinden sich jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel der Figur 10 die Abstandshalter 4 nicht alle zentriert unter den jeweiligen Anteilen der mikromechanischen Schicht 2, sondern teilweise seitlich versetzt dazu. Das wird durch die Verwendung der weiteren Maske 30 erreicht. Eine derartige Modifikation der Positionen der Abstandshalter relativ zu den Anteilen der mikromechanischen Schicht 2 ist auch bei einer Anordnung gemäß der Figur 2 mit einer geringen vertikalen Abmessung des Zwischenraumes 3 möglich; bei geringem Abstand d der mikromechanischen Schicht 2 von dem Träger 1 kann auf den anisotropen ätzschritt verzichtet werden.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird die Strukturschicht nicht als mikromechanische Schicht eines mikromechanischen Bauelementes verwendet, sondern nur als Maskenschicht zur Herstellung der Abstandshalter. Die Figur 11 zeigt einen Querschnitt einer entsprechenden Anordnung, bei der auf den Träger 1 eine Opferschicht 7 und eine Strukturschicht 20 aufgebracht worden sind. Die Strukturschicht 20 ist zum Beispiel mittels einer fotolithographisch strukturierten Lackmaskenschicht zu einer Hartmaskenschicht 8 strukturiert worden. Diese Hartmaske wird verwendet, um in einem isotropen ätzschritt die Restanteile 40 der Opferschicht 7 in der mit gestrichelten Linien in der Figur 11 dargestellten Form auszubilden. Vorzugsweise wird die laterale Abmessung der einzelnen Anteile der Hartmaskenschicht 8 doppelt so groß wie die Dicke der

Opferschicht 7 gewählt (entsprechend der Beziehung b = 2d in der Figur 4) . Im Falle geradliniger Berandungen der Hartmaske werden bei dieser Wahl der Abmessungen unter den einander

gegenüberliegenden Rändern der Anteile der Hartmaske jeweils Viertelzylinder ausgeätzt. Im Bereich der öffnungen der Hartmaskenschicht 8 wird so die Oberseite des Trägers 1 von der Opferschicht 7 freigelegt, während die Spitzen der Restanteile 40 der Opferschicht die Unterseiten der

Hartmaskenschicht 8 gerade berühren. Diese Anordnung ist nicht zwingend, aber besonders bevorzugt für dieses Ausführungsbeispiel des Verfahrens. Statt einer Hartmaskenschicht kann auch eine strukturierte Lackmaske verwendet werden.

Nach dem Entfernen der Hartmaskenschicht 8 oder einer statt dessen verwendeten sonstigen Maske bleiben die in der Figur 12 dargestellten Abstandshalter 4 auf der Oberseite des Trägers 1 stehen. Es wird dann ganzflächig eine weitere

Opferschicht 9 aus einem Material aufgebracht, das bezüglich des Materials der zuvor verwendeten Opferschicht 7 und somit bezüglich der Abstandshalter 4 selektiv entfernt werden kann. Es kann auch für beide Opferschichten dasselbe Material, zum Beispiel Oxid oder vorzugsweise Nitrid verwendet werden. In diesem Fall wird das restliche Material der geätzten Opferschicht 7 durch Erhitzen verdichtet, um zu erreichen, dass das für die weitere Opferschicht 9 aufgebrachte Material derselben chemischen Zusammensetzung dennoch selektiv bezüglich der Abstandshalter 4 geätzt werden kann. Hierfür ist Nitrid besser geeignet als Oxid. Die weitere Opferschicht 9 kann insbesondere so dick hergestellt werden, dass sie eine im Wesentlichen ebene Oberseite aufweist. Gegebenenfalls kann die Oberseite auch in einem zusätzlichen Planarisierungsschritt eingeebnet werden. Es kann dann auf die Oberseite der weiteren Opferschicht 9 die mikromechanische Schicht 2 ganzflächig aufgebracht und mittels der Maske 10 strukturiert werden.

In der Figur 13 ist das Ergebnis dieses Ausführungsbeispiels nach dem Entfernen der weiteren Opferschicht 9 dargestellt. Auf dem Träger 1 befinden sich die Abstandshalter 4 und darüber die Anteile der mikromechanischen Schicht 2, die von dem Träger 1 durch den Zwischenraum 3 getrennt sind. Mit dieser Ausführungsform des Verfahrens lassen sich insbesondere auch bei Verwendung einer mikromechanischen Schicht mit unregelmäßiger Struktur Abstandshalter 4 herstellen, die alle dieselben Abmessungen, insbesondere dieselbe Höhe, aufweisen. In dem in der Figur 13 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Anteile der mikromechanischen Schicht 2 jeweils genau über den Abstandshaltern 4 angeordnet.

Es ist statt dessen auch möglich, die Anteile der mikromechanischen Schicht 2 seitlich versetzt zu den Abstandshaltern 4 anzuordnen, da die Abstandshalter 4 ja bereits ausgebildet sind, wenn die mikromechanische Schicht 2 strukturiert wird. Außerdem können die lateralen Abmessungen der Anteile der mikromechanischen Schicht 2 stärker variiert werden, als das in der Figur 13 dargestellt ist. Diese Ausführungsform des Verfahrens gestattet es auch, zum Beispiel zwei oder mehrere Abstandshalter unter einem Anteil der mikromechanischen Schicht 2 anzuordnen. Eine solche Ausgestaltung ist in der Figur 13 mit den gestrichelten

Linien angedeutet; hierbei sind auf der rechten Seite der Darstellung nicht zwei getrennte Anteile der mikromechanischen Schicht 2, sondern entsprechend der gestrichelten Kontur ein zusammenhängender Anteil vorhanden, unter dem sich in diesem Beispiel zwei der Abstandshalter 4 befinden .

Zum ätzen der Abstandshalter kann eine mikromechanische Schicht außer mit der für das mikromechanische Bauelement ohnehin vorgesehenen Struktur noch mit speziellen ätzlöchern versehen werden. Damit ist es möglich, die Form und Position der Abstandshalter gezielt im Hinblick auf deren Funktion zu optimieren. Die Strukturschicht und die Opferschicht sind aus Materialien zu wählen, die es gestatten, die Opferschicht selektiv in Bezug auf das Material der Strukturschicht zu entfernen. Als Materialien kommen insbesondere Silizium und Siliziumoxid in Frage. Das Silizium ist hierbei für die

Strukturschicht oder die Opferschicht vorgesehen, während das Siliziumoxid für die jeweils andere Schicht vorgesehen ist. Das Silizium kann amorph oder in Form von Polysilizium, für die Strukturschicht auch kristallin verwendet werden. Falls Siliziumoxid für die Strukturschicht verwendet wird, kann

Silizium oder Metall für die Opferschicht vorgesehen werden. Bei Verwendung von Silizium, insbesondere Polysilizium, für die Strukturschicht kann die Opferschicht auch SiGe sein. Wenn Germanium für die Opferschicht verwendet wird, kann die Strukturschicht SiGe oder Silizium sein. Die Materialien sind aber nicht auf diese Beispiele beschränkt.

Für eine Opferschicht aus Silizium können als ätzmittel z. B. Tetramethylammoniumhydroxid, SF ₆ oder XeF ₆ verwendet werden. Siliziumoxid, insbesondere Siθ2, kann mit wässriger HF oder anhydridem HF-Gas geätzt werden. Wenn die Opferschicht Metall oder Silizium ist und die Strukturschicht Siliziumoxid ist, kann als ätzmittel KOH (Kaliumhydroxid) verwendet werden. Germanium kann mit Wasserstoffperoxid (H2O2) geätzt werden. Für eine Opferschicht aus SiGe ist eines der folgenden ätzmittel geeignet:

K ₂ Cr ₂ O ₇ : HF : H ₂ O (Secco-Lösung) , HNO ₃ conc. : CrO ₃ : HF : H ₂ O, insbesondere im Verhältnis 1:1:2:2 (Wright-Lösung) ,

CH ₃ COOOH (Peroxyessigsäure) : HF : H ₂ O im Verhältnis 1:1:1, CH ₃ COOH (Essigsäure) : HF : H ₂ O ₂ oder HNO ₃ : HF : H ₂ O. Die Präzision des ätzvorganges kann dadurch erhöht werden, dass mittels einer in die Opferschicht hinein erfolgenden Implantation von Dotierstoff zumindest im Bereich der herzustellenden Abstandshalter die ätzrate verringert wird.

Be zugs zeichenl i ste

1 Träger

2 mikromechanische Schicht

3 Zwischenraum

4 Abstandshalter

5 Loch

6 Rand

7 Opferschicht

8 Hartmaskenschicht

9 weitere Opferschicht

10 Maske

20 Strukturschicht

30 weitere Maske

40 Restanteil der Opferschicht b laterale Abmessung d Abstand h Höhe eines Abstandshalters r Radius

W Breite eines Abstandshalters