Anmelder: Grundfos Management a/s

Titel: Halbleiterbauelement

Unser Zeichen: GP 1548 WO

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement für einen Sensor, insbesondere für einen Druck- oder Differenzdrucksensor mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Derartige Halbleiterbauelemente, insbesondere zum Einsatz als Druckoder Differenzdrucksensor sind beispielsweise aus DE 297 24 622 UI bekannt. Sie bestehen aus einem Halbleitersubstrat, das in dem Bereich, welcher den späteren Membranbereich des Sensors bilden soll, ausgedünnt ausgebildet ist. In diesem Bereich sind auch die eigentlichen Messelemente in Form von Widerständen ausgebildet, die typischer Weise zu einer Messbrücke angeordnet sind und im späteren Einsatz aufgrund der Membrandehnung ihrer Widerstandseigenschaften ändern, was wiederum als Maß für den anstehenden Druck zur elektronischen Auswertung herangezogen wird. Das Siliziumsubstrat sowie die darin ausgebildeten Messelemente sind an der Ober- bzw. Unterseite des Substrats jeweils mit einer isolierenden Schicht, typischer Weise einer Oxidschicht versehen, die wiederum mit einer korrosionsfesten Metallschicht, beispielsweise einer Chromtantalschicht überzogen ist. Diese Metallschicht erstreckt sich bei bekannten Bauelementen zu beiden Seiten bis zum Rand und ist lediglich im Bereich der Anschlusskontakte unterbrochen. Sie ist amorph ausgebildet und schützt das Halbleiterbauelement vor einem Kontakt mit dem Medium dessen Druck gemessen wird. Diese schützende Metallschicht ist so dünn, dass sie die druckbedingte Bewegung der Membran praktisch nicht behindert anderer- seits aber einen zuverlässigen Schutz bildet.

Grundsätzlich hat sich ein so ausgebildetes Halbleiterbauelement bewährt. Es kommt jedoch vor, dass bei ungünstigen Prozessparametern die Metallschicht nicht vollständig auf dem Halbleiterbauelement haftet, was nachteilig ist. Darüber hinaus kann es durch Verunreinigungen 5 oder Prozessinstabilitäten dazu kommen, dass die Metallschicht in dem relevanten Bereich nicht homogen ist oder Fehlstellen aufweist, dies kann früher oder später zum Defekt eines solchen Halbleiterbauelements führen. Weiterhin hat sich gezeigt, dass insbesondere dann, wenn die Fläche des Halbleiterbauelements nicht völlig glatt ausgebil- 10 det ist, Fehlstellen in der Metallschicht besonders häufig dort auftreten, wo Abstufungen oder andere topografische Unebenheiten gegeben sind.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein 15 gattungsgemäßes Halbleiterbauelement so auszubilden, dass die vorgenannten Probleme vermindert oder nach Möglichkeit ganz vermieden werden und somit die Die Yield verbessert wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die in Anspruch 1 an- 20 gegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung angegeben.

Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement ist insbesondere für einen 25 Sensor, beispielsweise für einen Druck- oder Differenzdrucksensor bestimmt, kann jedoch auch für andere Zwecke vorgesehen sein. Es weist ein Halbleitersubstrat auf, in dem ein oder mehrere elektronische Bauelemente wie Widerstände, Transistoren oder dergleichen ausgebildet und verschaltet sind und das zumindest einseitig mit einer elektrisch iso- 30 lierenden Schicht und einer metallhaltigen amorphen Schutzschicht versehen ist. Gemäß der Erfindung ist die elektrisch isolierende Schicht

Patentanwälte Wilcken & Vollmann GP 1548 WO, 30/08/2007

von mindestens zwei amorphen metallhaltigen Schichten unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung überdeckt.

Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, das Halbleitersubstrat

5 mit den darin oder darauf ausgebildeten elektronischen Bauelementen und mit der darüber befindlichen elektrisch isolierenden Schicht nicht nur wie aus dem Stand der Technik bekannt mit einer metallhaltigen amorphen Schutzschicht zu versehen sondern mit mindestens zwei a- morphen metallhaltigen Schichten zu versehen, die eine unterschiedli-

10 che chemische Zusammensetzung aufweisen.

Diese überdeckung mit zwei Schichten unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung bringt bei geeigneter Wahl der chemischen Zusammensetzung und der Schichtdicken erhebliche Vorteile mit sich, die ins-

15 besondere darin liegen, dass der Schutz des Substrats gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbessert ist und das in mehrerlei Hinsicht, ohne die Beweglichkeit der Membran und die Wärmeleitfähigkeit zu beeinträchtigen und die Fertigungskosten merklich zu erhöhen. Durch die Anordnung von zwei amorphen Metallschichten kann die Fehlerra-

20 te der Halbleiterbauelemente erheblich gesenkt und damit die Die Y- ield erhöht werden, da eine Fehlstelle in einer der beiden metallhaltigen Schichten typischerweise nicht zum Defekt des Halbleiterbauelements führt, da die darüber oder darunter liegende metallhaltige Schicht weiterhin für den notwendigen Schutz sorgt.

25

Darüber hinaus kann durch geeignete Wahl der Zusammensetzung der metallhaltigen Schichten die Haftung der Schichten untereinander deutlich verbessert werden. Auch kann durch die Anordnung von zwei Schichten nicht nur die mechanische Stabilität, insbesondere der

30 Membran erhöht werden, sondern es können auch gezielt mechanische Spannungszustände in diesen Schichten erzeugt werden, um äu-

Patentanwälte Wilcken & Vollmann GP 1548 WO. 30/08/2007

ßere Spannungen zu kompensieren oder bestimmte Spannungszustän- de bei Belastung der Membran zu vermeiden.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass Fehlstellen, wie sie sonst 5 beim topographischen Kanten oder Verunreinigungen auf dem Substrat in der Schutzschicht gelegentlich auftreten, beim überdecken mit zwei amorphen metallhaltigen Schichten vermieden werden können. Das Aufbringen von zwei dünnen amorphen metallhaltigen Schichten unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung ergibt einen wesent- 10 lieh besseren Schutz als der Auftrag einer einzigen Metallschicht entsprechender Schichtdicke.

Als Metalle für die metallhaltigen Schichten können vorteilhaft Metalle wie Tantal, Titan, Eisen, Chrom, Nickel, Kupfer, Zirconium, Vanadium, 15 Niob, Molybdän, Wolfram, Mangan, Kobalt, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Hafnium, ütrium, Irridium, Osmium, Rhenium, Silber, Gold oder Platin eingesetzt werden.

Eine metallhaltige Schicht im Sinne der Erfindung besteht vorteilhaft aus

20 einem der oben genannten Metalle und einem weiteren gebundenen chemischen Element oder aus einer Legierung von Metallen, wie sie oben angegeben sind. Die oben genannten Metalle können binäre amorphe Metalllegierungen bilden mit einer Kristallisationstemperatur, die größer als 400° Kelvin ist, was für den in Rede stehenden Einsatz be-

25 sonders günstig ist.

Ein besonders guter Verbund der Schichten untereinander kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht werden, dass die Zusammensetzung der metallhaltigen Schichten so ge- 30 wählt wird, dass mindestens ein chemisches Element benachbarter Schichten übereinstimmt. Wenn das Substrat, was zum Stand der Technik zählt, mit einer isolierenden Schicht in Form einer Oxidschicht über-

Patentanwälte Wilcken & Vollmann GP 1548 WO, 30/08/2007

zogen ist, dann kann eine besonders gute Haftung der darauf liegenden metallhaltigen Schicht dann erzielt werden, wenn auch diese metallhaltige Schicht eine Sauerstoffverbindung, also auch eine Oxidschicht ist. Besonders vorteilhaft wird die isolierende Oxidschicht durch 5 eine amorphe Tantaloxidschicht überdeckt, die dann ihrerseits von einer amorphen Chromtantalschicht überdeckt ist. Auf diese Weise wird eine gute Haftung zwischen der Oxidschicht und der Tantaloxidschicht einerseits sowie der Tantaloxidschicht und der Chromtantalschicht andererseits erzielt. Sowohl die Tantaloxidschicht als auch die Chromtan- 10 talschicht bilden dabei jeweils für sich eine Schutzschicht, die für das an der Außenseite des Halbleiterbauelements anstehende Medium, z. B. Wasser, undurchlässig ist und darüber hinaus korrosionsbeständig ist.

Wenn das Halbleiterbauelement aus einem Halbleitersubstrat aus Silizi- 15 um aufgebaut ist, dann ist zweckmäßigerweise die isolierende Schicht aus Siliziumoxid gebildet, die Siliziumoxidschicht durch eine Tantaloxidschicht überdeckt, und diese wiederum von einer Chromtantalschicht überdeckt. Die isolierende Schicht kann auf beiden Seiten des Halbleitersubstrats ausgebildet sein, sie muss jedoch mindestens auf der Seite 20 ausgebildet sein, auf der die Leiterbahnen und Verdrahtungsträger sitzen, um eine elektrische Isolierung gegenüber der benachbarten, metallhaltigen Schicht zu bilden.

Vorteilhaft kann mindestens eine der metallhaltigen Schichten eigen- 25 spannungsinduziert ausgebildet sein. Bevorzugt ist dies nicht die oberste sondern die darunter liegende metallhaltige Schutzschicht. Grundsätzlich können sowohl Druckspannungen als auch Zugspannungen in eine oder auch beide der metallhaltigen Schichten induziert werden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch wenn Eigenspannungen in Form von 30 Druckspannungen in einer Größenordnung von 50 bis 800 MPa induziert werden, da durch eine solche Vorspannung die im Belastungsfalle sonst auftretenden Zugspannungen in der Membran kompensiert werden

Patentanwälte Wilcken & Vollmann GP 1548 WO, 30/08/2007

können, d. h. durch die induzierten Eigenspαnnungen das Halbleiter- element auch bei Belastung zugspannungsfrei bleibt, zumindest aber die Größe der auftretenden Zugspannungen vermindert wird. Außerdem hat die Druckspannungsbeaufschlagung einen günstigen Effekt 5 auf die Haftungseigenschaften. Beim Einsatz des Halbleiterbauelements als Druck- oder Differenzdrucksensor wird der eigentliche Membranbereich ausgedünnt. Im Membranbereich hat die Druckspannungsindu- zierung in mindestens einer der metallhaltigen Schichten den Vorteil, dass die Membran insgesamt weicher wird, d. h. sich schon bei geringe- 10 ren Kräften stärker verformt. Dies hat wiederum den positiven Effekt, dass ein damit gebildeter Sensor empfindlicher wird, also einen nach unten hin weiteren Messbereich erschließt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn in beiden aufeinander liegenden me- 15 tallhaltigen Schichten Druckspannungen induziert sind, wobei dann die in der weiter außen liegenden Schicht induzierten Druckspannungen größer als die in der weiter innen liegenden Schicht sein sollten. Dabei haben sich in der äußeren metallhaltigen Schicht induzierte Druckspannungen zwischen 10 und 800 MPa und in der inneren metallhaltigen 20 Schicht zwischen 10 und 200 MPa als besonders vorteilhaft herausgestellt.

Grundsätzlich ist die Anbringung der amorphen metallhaltigen Schutzschichten nur auf der Seite des Halbleiterelementes erforderlich, welche

25 dem Messmedium, beispielsweise bei der Druckmessung dem Fluid ausgesetzt wird, die andere Seite kann in geeigneter Weise durch das Sensorgehäuse oder andere Maßnahmen geschützt werden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn beide flächigen Seiten des Halbleiterbauelements, also beispielsweise beide Seiten der Membran bei einem

30 für die Druckmessung vorgesehenen Halbleiterbauelement entsprechend ausgestattet sind, dann kann im übrigen das Bauelement auch als Differenzdrucksensor eingesetzt werden, also von beiden Seiten flu-

Patentanwälte Wilcken & Vollmann GP 1548 WO, 30/08/2007

idbeαufschlαgt werden. Es wird dann vorteilhaft auch auf der Rückseite mit einer elektrisch isolierenden Schicht und mindestens zwei metallhaltigen amorphen Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung versehen, so wie dies weiter oben für die Ausstattung der Vorderseite des 5 Halbleitersubstrats schon beschrieben worden ist. Vorteilhaft werden die auf der Rückseite auf dem Substrat aufgedampften metallhaltigen Schichten in größerer Schichtdicke als auf der Vorderseite aufgebracht.

Das Auftragen der einzelnen Schichten erfolgt in an sich bekannter

10 Weise durch Aufdampfen im PVD- Verfahren (p_hysical vapor depositi- on). Dann werden nach dem Dotieren des Substrats zunächst an der Vorderseite die Oxidschicht und dann nachfolgend die beiden amorphen metallhaltigen Schutzschichten aufgetragen. Es hat sich gezeigt, dass beim nachfolgenden Auftragen der Schutzschichten auf der

15 Rückseite des Substrats ein deutlich besseres Prozessergebnis erzielt wird, wenn auf die elektrisch isolierende Schicht also typischerweise die Oxidschicht, insbesondere die Siliziumoxidschicht, nicht direkt eine Tantaloxidschicht wie auf der Vorderseite aufgetragen wird, sondern zunächst eine Einmetallschicht, vorteilhaft eine Tantalschicht auf die dann

20 nachfolgend eine Tantaloxidschicht aufgetragen wird. Hierdurch können prozessbedingte Unzulänglichkeiten kompensiert werden, so dass z. B. geringe nicht zu vermeidende Verunreinigungen keinen merklichen Einfluss auf die Qualität des späteren Halbleiterelementes haben. Die obere Schutzschicht der Rückseite besteht auch bei dieser Ausführung

25 vorteilhaft aus einer Chromtantalschicht. Das Auftragen einer Einmetallschicht vor dem Auftragen der metallhaltigen amorphen Schichten muss nicht notwendigerweise auf der Rückseite erfolgen, sondern zweckmäßigerweise stets auf der Seite, welche nach Drehen des Wa- fers durch Aufdampfen bearbeitet wird. Es kann ggf. auch vorteilhaft

30 sein, auf beiden Seiten eine Einmetallschicht vor Auftragen der metallhaltigen amorphen Schichten aufzudampfen.

Patentanwälte Wilcken & Vollmann GP 1548 WO, 30/08/2007

Zur Ausbildung eines Druck- oder Differenzdrucksensors ist das Substrat im mittleren Bereich zu einer Membran ausgedünnt, in diesen Bereich sind innerhalb des Substrates durch Dotierung piezoresistive Widerstände ausgebildet. 5

Vorteilhaft sind die Leitungsverbindungen zu und zwischen den elektronischen Bauelementen, also beispielsweise den Widerständen ebenfalls durch Dotierungen innerhalb des Substrates gebildet, und zwar vorteilhaft durch die Dotierung mit Bor. Dies führt dazu, dass die Leitungsver-

10 bindungen nicht wie beim Stand der Technik auf der Oberfläche des Substrats, sondern innerhalb des Substrats gebildet sind und bündig mit der Oberfläche abschließen, wodurch das Halbleiterelement im Bereich der Membran vollständig glatt ausgebildet sein kann. Dies hat nicht nur mechanische Vorteile sondern ermöglicht darüber hinaus eine

15 bessere Haftung und Aufbringung der amorphen metallhaltigen Schutzschichten und vermeidet somit die sonst gelegentlich auftauchenden Fehlstellen im Bereich topografischer Absätze.

Die metallhaltigen Schichten werden bei der Herstellung des Halbleiter- 20 bauelements, die typischer Weise in Form von Wafern erfolgt, so ausgebildet, dass sie mit Abstand zum Rand des Substrats enden. Dadurch dass die metallhaltigen Schichten dort, wo der Wafer später zur Erzeugung der einzelnen Halbleiterelemente mechanisch getrennt wird, ausgespart sind, können beim mechanischen Trennen keine Partikel 25 dieser Schichten in den stirnseitigen Bereich des Halbleiterelements gelangen und dadurch Fehlstellen bilden. Darüber hinaus enden die metallhaltigen Schichten mit Abstand zu den durch Bonden gebildeten elektrischen Anschlüssen auf dem Substrat, damit keine Kurzschlüsse entstehen. 30

Insbesondere für die Ausbildung eines Druck- oder Differenzdrucksensors aber auch für andere Sensoren ist es vorteilhaft, die Tantaloxid-

Patentanwälte Wilcken & Vollmann GP 1548 WO, 30/08/2007

schicht oder die Tαntαloxidschichten wenn diese beidseitig vorgesehen sind, in einer Dicke zwischen 200 und 800 nm herzustellen, vorzugsweise sollten diese eine Dicke zwischen 400 und 600 nm aufweisen. Soweit es die Chromtantalschichten angeht, ist eine Schichtdicke zwischen 400 5 und 1 100 nm zweckmäßig, besonders vorteilhaft sind Schichtdicken zwischen 600 und 850 nm.

Die ggf. insbesondere auf der Rückseite aufzubringende einmetallige Zwischenschicht z. B. aus Tantal weist zweckmäßig eine Dicke von 5 bis 10 25 nm, vorteilhaft zwischen 8 und 18 nm auf.

Vorteilhaft ist das Halbleitersubstrat im Randbereich des zu der Membran ausgedünnten Bereichs zum übrigen Substrat hin gerundet ausgebildet. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass die Haftung der aufge- 15 dampften Schichten in diesem Bereich verbessert wird und insbesondere in diesem Bereich möglicherweise auftretende Fehlstellen vermieden werden.

Das vorbeschriebene Halbleiterbauelement ist besonders vorteilhaft für 20 einen Druck- oder Differenzdrucksensor einsetzbar, die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht hierauf, es kann auch für andere Sensoren oder sonstige Anwendungen eingesetzt werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung darge- 25 stellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in stark vereinfachter Darstellung ein Halbleiterbauelement in Seitenansicht

30 Fig. 2 eine Draufsicht des Halbleiterbauelements gemäß Fig. 1 ,

Patentanwälte Wilcken & Vollmann GP 1548 WO, 30/08/2007

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung einen Längsschnitt durch einen

Abschnitt des Halbleiterbauelements und

Fig. 4 in weiter vergrößerter Darstellung einen Längsschnitt eines

5 anderen Abschnitts des Halbleiterbauelements.

Das anhand der Figuren dargestellte Halbleiterbauelement ist für einen Sensor in Form eines Druck- oder Differenzdrucksensors vorgesehen. Es besteht aus einem Halbleitersubstrat 1 aus Silizium, das in einem mittle-

10 ren Bereich zu einer Membran 2 ausgedünnt ist. Im Bereich der Membran 2 sind Halbleiterbauelemente in Form von Widerständen 3 durch Dotieren innerhalb des Substrats 1 ausgebildet. Die Widerstände 3 sind über Leiterbahnen 4 in an sich bekannter Weise zu einer Brückenschaltung verbunden. Die Leiterbahnen 4 sind durch Dotieren mit Bor eben-

15 falls innerhalb des Halbleitersubstrats 1 ausgebildet und zu Verdrahtungsträgern 5 geführt, so genannten Bondpads, die elektrisch mit den Leiterbahnen 4 und mechanisch mit dem Halbleitersubstrat 1 verbunden sind und die elektrischen Anschlüsse des Halbleiterbauelements bilden, an denen später durch Bonden die elektrische Verdrahtung er-

20 folgt.

Ein derartiges Halbleiterbauelement, wie es anhand der Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt ist, wird in dem in Fig. 2 durch die punktierten Linien 6 und 7 begrenzten Bereich, welcher außerhalb der Membran 2

25 sowie neben den Verdrahtungsträgern 5 liegt, eingespannt und abgedichtet, derart, dass der Membranbereich vom Medium, dessen Druck oder Differenzdruck zu erfassen ist, ein- oder beidseitig beaufschlagt werden kann, ohne dass die Verdrahtungsträger 5 mit dem Medium in Kontakt kommen.

30

Um den mit dem Medium in Kontakt kommenden Bereich des Halbleitersubstrats 1 , insbesondere die Membran 2 vor Korrosion und anderen

Patentanwälte Wilcken & Vollmann GP 1548 WO, 30/08/2007

durch das Medium ausgelösten, unerwünschten Einflüssen zu schützen, sind metallhaltige Schutzschichten 8 und 9 zu beiden Seiten vorgesehen. Um eine elektrische Isolierung zwischen den Schutzschichten und dem Halbleitersubstrat 1 zu bilden, ist das Substrat 1 beidseitig mit einer 5 Siliziumoxidschicht 10 versehen, die sich zu beiden Seiten flächig über das Halbleitersubstrat 1 erstreckt und lediglich, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, im Bereich der elektrischen Verbindung des Verdrahtungsträgers 5 mit dem innerhalb des Halbleitersubstrats 1 liegenden bordotierten Bereichs 4 unterbrochen ist. Diese beidseitig aufgebrachten Siliziumoxid-

10 schichten 10 weisen an der Vorderseite (in den Figuren 1 , 3 und 4 ist dies die Oberseite), also dort wo auch die Verdrahtungsträger 5 angebracht sind, eine Dicke c von etwa 500 nm auf wohingegen die Siliziumoxidschicht 10 an der Rück- bzw. Unterseite eine Dicke c von lediglich 350 nm aufweist.

15

An der Vorderseite ist die Siliziumoxidschicht 10 innerhalb des durch die Linie 7 definierten Bereichs, der bis nahe zum Rand des Halbleitersubstrats 1 heranreicht sowie mit Abstand zu den Verdrahtungsträgern 5 endet, mit einer Schutzschicht in Form einer amorphen Tantaloxid-

20 schicht 8 versehen, welche eine Schichtdicke von etwa 500 nm aufweist. Diese Tantaloxidschicht 8 bildet zum einen eine antikorrosive Schutzschicht für den darunter befindlichen Bereich des Halbleitersubstrats 1 sowie darüber hinaus auch eine Haftschicht für die darüber aufgebrachte amorphe Chromtantalschicht 9, welche ebenfalls eine

25 Schutzschicht bildet. Die Schichtdicke b der Chromtantalschicht beträgt etwa 800 nm.

Bei der Fertigung werden in an sich bekannter Weise eine Vielzahl derartiger Halbleiterbauelemente in Form eines Wafers gemeinsam gefer- 30 tigt, wobei die Schichten aufeinanderfolgend durch Aufdampfen hergestellt werden und nach Fertigstellen aller Schichten der Wafer in Einzelbauelemente mechanisch zerteilt wird. Nach Aufdampfen der Silizi-

Patentanwälte Wilcken & Vollmann GP 1548 WO, 30/08/2007

umoxidschichten 10 werden zunächst an der Vorderseite die Tantaloxidschicht 8 sowie nachfolgend die Chromtantalschicht 9 aufgedampft, wonach das Aufdampfen der Schichten auf der Rückseite erfolgt. Da beim Aufdampfen der tantalhaltigen Schichten 8, 9 auf der 5 Vorderseite nicht vollständig sichergestellt werden kann, dass geringe Mengen auch auf der Rückseite abgelagert werden, wird vor dem Aufbringen der Tantaloxidschicht 8 und der Chromtantalschicht 9 auf der Rückseite zunächst auf die Siliziumoxidschicht 10 eine Tantalschicht 1 1 aufgebracht. Diese Tantalschicht 1 1 weist eine Schichtdicke d von

10 15 nm auf, ist also extrem dünn, hierauf werden dann wie an der Vorderseite eine Tantaloxidschicht 8 sowie eine Chromtantalschicht 9 aufgedampft. Auch diese Schichten sind amorph und wie die Schutzschichten auf der Vorderseite nicht bis zum Rand des Substrats 1 geführt, sondern enden mit Abstand dazu.

15

Um die Haftung der Schichten auf der Rückseite des Substrats zu verbessern, welche durch den ausgedünnten Bereich der Membran 2 gestuft ausgebildet ist, ist der Bereich 12, in welchem die Membran 2 in den übrigen nicht ausgedünnten Bereich des Substrats 1 übergeht, im

20 übergangsbereich gerundet ausgebildet. Dieser übergangsbereich ist in Fig. 3 mit 12 gekennzeichnet.

Die amorphen Schutzschichten 8 und 9 können durch entsprechende Beeinflussung der Parameter beim Aufdampfen eigenspannungsindu-

25 ziert sein, je nach Anwendungsfalt eine oder beide der Schichten 8, 9 sowie an der Vorder- und/oder Rückseite. Bei dem vorstehend beschriebenen aus Silizium gebildeten Halbleitersubstrat 1 sind Eigenspannungen von etwa 500 MPa in der äußeren Schicht 9 und von etwa 100 MPa in der inneren Schicht 8 induziert, und zwar in Form von Druck-

30 Spannungen, damit bei Belastung der Membran 2, wie sie typischerweise durch Beaufschlagung mit einem Medium, dessen Druck- oder Diffe-

Patentanwälte Wilcken & Vollmann GP 1548 WO. 30/08/2007

renzdruck zu ermitteln ist, nicht zugbelαstet wird, zumindest die Zugbelastung verringert wird.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke des Sub- 5 strats ca. 600 μm, im ausgedünnten Membranbereich 2 beträgt die Dicke f etwa 20 μm. Die Schichtdicken der metallhaltigen amorphen Schutzschichten 8 und 9 auf der Rückseite des Substrats 1 sind etwa 30 % größer als die der entsprechenden Schichten 8, 9 auf der Vorderseite, wie sie oben im Einzelnen angegeben sind. 10

Patentanwälte Wilcken & Vollmann GP 1548 WO, 30/08/2007

Bezυgszeichenliste

1 Hαlbleitersubstrαt

2 Membran

3 Widerstände

4 Leiterbahnen

5 Verdrahtungsträger

6 Linie

7 Linie

10 8 Tantaloxidschichten

9 Chromtantalschichten

10 Siliziumoxidschichten

1 1 Tantalschicht

12 gerundeter Bereich von 1 , 2

15 α Schichtdicke von 8 b Schichtdicke von 9

C Schichtdicke von 10 d Schichtdicke von 1 1

20 e Dicke des Substrats f Dicke der Membran

Patentanwälte Wilcken & Vollmann GP 1548 WO, 30/08/2007