DE10001361A1 - Verfahren zum Herstellen eines Mikroträgheitssensors - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Mikroträgheitssensors, bei dem eine dicke Siliziumschicht, die mit einem Glassubstrat verbunden ist, mit einem hohen Schnittverhältnis verarbeitet wird. Bei diesem Verfahren wird die Siliziumschicht mit dem Glassubstrat verbunden, wird die verbundene Siliziumschicht auf eine gewünschte Dicke poliert, wird eine Siliziumstruktur dadurch gebildet, daß das polierte Silizium durch reaktives Ionenätzen geätzt wird, und wird die Siliziumstruktur vom Boden getrennt, indem selektiv das Glas unter der Siliziumstruktur über Nuten im geätzten Silizium weggeätzt wird. Da die dicke Siliziumschicht, die mit Glas verbunden ist, mit einem hohen Schnittverhältnis verarbeitet wird, sind der Flächenbereich und die Stärke des Siliziums, mit dem gemessen wird, erhöht. Das Verfahren ist gleichfalls einfach, da nur eine Maske benutzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Mikroträgheitssensors, bei dem eine dicke Silizium­ schicht, die mit einem Glassubstrat verbunden ist, mit einem hohen Schnittverhältnis verarbeitet wird.

Es hat in der jüngsten Zeit eine intensive Forschungs- und Entwicklungstätigkeit auf dem Gebiet der elektrostati­ schen kapazitiven Mikroträgheitssensoren gegeben. Es wurden bereits Beschleunigungssensoren auf den Markt gebracht und es wurden Gyroskope entwickelt und in Anfängen vermarktet. Die gegenwärtige Forschungs- und Entwicklungstätigkeit bei Trägheitssensoren ist dabei darauf gerichtet, die Zuverläs­ sigkeit und die Leistung zu erhöhen und die Kosten herabzu­ setzen. Um das zu erreichen, muß der Meßbereich des Träg­ heitssensors groß sein und muß der Trägheitssensor aufgrund einer höhen Steifigkeit seiner Feinstruktur eine hohe Fe­ stigkeit haben. Das Verfahren zur Herstellung eines derarti­ gen Trägheitssensors muß darüberhinaus einfach sein.

Ein Verfahren, das bis heute in dieser Hinsicht ver­ wandt wird, besteht darin, Trägheitssensoren unter Verwen­ dung einer Siliziumschicht herzustellen, die mit einem Glas­ substrat verbunden ist, wie es in den Fig. 1A, 1B und 1C der zugehörigen Zeichnungen dargestellt ist. Dieses Verfahren ist in der US 5,492,596 dargestellt und wird im folgenden anhand der Fig. 1A bis 3B beschrieben.

Wie es in Fig. 1A dargestellt ist, wird zunächst ein mit dem Glassubstrat zu verbindendes Siliziumplättchen 100 um etwa 2 µm geätzt, um eine Vertiefung oder einen Raum 102 zu bilden. Wie es in Fig. 1B dargestellt ist, wird dann Bor in starkem Maße in die Oberfläche des Siliziumplättchens 100 diffundiert. Wie es in Fig. 1C dargestellt ist, wird an­ schließend die mit Bor dotierte Siliziumoberfläche 104 durch reaktives Ionenätzen (RIE) geätzt. Dabei muß die Ätztiefe etwas größer als die Dicke der mit Bor dotierten Silizium­ oberfläche 104 sein.

Wie es in den Fig. 2A bis 2C dargestellt ist, werden in der Zwischenzeit Metallelektroden 212 und 220 am Glassub­ strat ausgebildet.

Wie es in Fig. 3A dargestellt ist, wird dann das Glas­ substrat mit daran befindlichen Elektroden mit dem mit Bor dotierten Silizium verbunden. Wie es in Fig. 3B dargestellt ist, wird anschließend die Siliziumoberfläche 100, die nicht mit Bor dotiert ist, mit einem Ätzmittel mit einer anderen Ätzgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Borkonzentration, wie beispielsweise EDP, geätzt, so daß nur die mit Bor do­ tierte Oberfläche zurückbleibt.

Dieses Herstellungsverfahren ist kompliziert und die Tiefe, bis zu der eine starke Bordotierung möglich ist, ist begrenzt. Es ist daher schwierig, einen Aufbau mit großer Dicke von beispielsweise etwa 10 µm herzustellen und es wer­ den aufgrund der Unterschiede in der Bordotierungskonzen­ tration Spannungen erzeugt. Da weiterhin das Glassubstrat mit dem Silizium sehr eng verbunden wird, kommt das Silizium auch in der Vertiefung 102 durch die beim Verbinden anlie­ genden elektrischen Spannungen mit dem Glas in Berührung.

Im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Verfahren gibt es auch ein Verfahren, mit dem in relativ einfacher Weise Sensoren hergestellt werden können, indem nur einkristal­ lines Silizium verwandt wird, wie es in den Fig. 4A bis 4F dargestellt ist. Dieses Verfahren, das allgemein als ein­ kristallines reaktives Ätz- und Metallisierungsverfahren (SCREAM) bezeichnet wird, ist in der US 5,198,390 beschrie­ ben.

Wie es in Fig. 4A dargestellt ist, wird zunächst eine thermische Oxidschicht 314 auf einkristallinem Silizium 312 ausgebildet und wird ein Fotolackmuster vorgesehen. Wie es in Fig. 4B dargestellt ist, wird dann der sich ergebende Aufbau durch reaktives Ionenätzen (RIE) geätzt.

Wie es in Fig. 4C dargestellt ist, wird anschließend eine Siliziumoxidschicht 332 auf den Seitenflächen 324 und den Bodenflächen 326 ausgebildet. Wie es in Fig. 4D darge­ stellt ist, wird dann eine Metallschicht 334 niedergeschla­ gen und wird ein Fotolackmuster 338 auf dem sich ergebenden Aufbau ausgebildet. Wie es in Fig. 4E dargestellt ist, wer­ den somit die Metallschicht 334 und die Oxidschicht 332 teilweise entfernt. Dabei werden die Oxidschicht und die Metallschicht auf den Bodenflächen der durch die erste RIE Ätzung geätzten Löcher vollständig entfernt.

Wie es in Fig. 4F dargestellt ist, wird danach das Silizium unter dem Aufbau 354 unter Verwendung eines typi­ schen isotropen Siliziumätzmittels weggeätzt, wodurch ein Aufbau gebildet wird, der über dem Boden schwebt.

Dieses Verfahren ist relativ einfach, da nur ein ein­ kristallines Plättchen verwandt wird, es macht allerdings die Verwendung von zwei Masken erforderlich. Bei diesem Verfahren müssen darüberhinaus eine Metallschicht und eine Oxidschicht auf der Seitenfläche und der Bodenfläche einer schmalen und tiefen Rille oder Nut ausgebildet werden und muß darauf erneut ein Muster vorgesehen werden, so daß das Schnittverhältnis der geätzten Nut begrenzt ist. Es ist daher schwierig einen Aufbau herzustellen, der eine schmale und tiefe Nut hat. Die Verwendung eines einkristallinen Plättchens erhöht darüberhinaus die parasitäre Kapazität bei der Messung und das Fehlen einer Ätzstoppschicht nach dem RIE-Ätzen macht es schwierig, bis auf eine genaue Stärke herunter zu ätzen. Die Stärke des Aufbaus ist somit nicht vollständig gleichmäßig. Der Boden 354 einer Schwelle wird durch das anisotrope Siliziumätzen gleichfalls geätzt, was es schwierig macht, die Dicke der Schwelle gleichmäßig zu halten. Wenn auf der oberen Seitenwand 324 des Aufbaus eine Oxidschicht niedergeschlagen wird, kann auch das Silizium am oberen Teil 354' geätzt werden, während das Silizium am Bodenteil durch das isotrope Siliziumätzmittel über eine lange Zeitdauer geätzt wird.

Durch die Erfindung soll daher ein Verfahren zum Her­ stellen von Mikroträgheitssensoren geschaffen werden, bei dem eine dicke Siliziumschicht, die mit einem Glassubstrat verbunden ist, mit einem hohen Schnittverhältnis verarbeitet wird, um den Flächenbereich und die Dicke für die Messung zu erhöhen, so daß die Zuverlässigkeit und die Leistung der Sensoren verbessert sind, wobei die Verwendung von Glas, das dielektrisch ist, an Stelle von Silizium als Substrat eine parasitäre Kapazität ausschließt, die im allgemeinen bei einem Siliziumsubstrat auftritt, und der einfache Arbeits­ vorgang mit nur einer Maske die Herstellungskosten herab­ setzt.

Dazu umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstel­ len eines Mikroträgheitssensors die folgenden Schritte: (a) Verbinden einer dicken Siliziumschicht mit einem Glassub­ strat, (b) Polieren der mit dem Glassubstrat verbundenen dicken Siliziumschicht auf eine gewünschte Dicke, (c) Bilden einer Trägheitssensorstruktur durch anisotropes Ätzen der polierten dicken Siliziumschicht, (d) Ausbilden eines Vaku­ umraums durch Ätzen des Glases unter dem Silizium der Träg­ heitssensorstruktur und (e) Niederschlagen eines Metalls, das als Elektrode dient, auf der gesamten Oberfläche des Siliziums der Trägheitssensorstruktur, die geätzt wurde. Vorzugsweise besteht im Schritt (a) das Glassubstrat aus einem Borsilikatglas, wie es beispielsweise unter der Bezeichnung "Pyrex" auf dem Markt erhältlich ist, ist die dicke Siliziumschicht eine Schicht aus n+ oder p+ dotiertem Silizium und ist das Glassubstrat mit der dicken Silizium­ schicht anodisch verbunden.

Es ist weiterhin bevorzugt, daß das anisotrope Ätzen im Schritt (c) ein reaktives Ionenätzen (RIE) ist, bei dem ein Fotolackmuster verwandt wird, das auf der polierten dicken Siliziumschicht ausgebildet ist. Das reaktive Ionenätzen (RIE) erfolgt vorzugsweise mit einer Ätztrennschärfe des Glassubstrates zur dicken Siliziumschicht, die bei etwa 1 : 100 bis 1 : 300 liegt.

Es ist gleichfalls bevorzugt, das im Schritt (d) eine Fluorwasserstofflösung (HF) verwandt wird.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1A bis 1C, 2A bis 2C und 3A und 3B in Quer­ schnittsansichten die Schritte eines herkömmlichen Verfah­ rens der Herstellung von Mikroträgheitssensoren,

Fig. 4A bis 4F in Querschnittsansicht die Schritte eines weiteren herkömmlichen Verfahrens zum Herstellen von Mikroträgheitssensoren,

Fig. 5A bis 5F in Querschnittsansicht die Schritte eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen von Mikroträgheitssensoren,

Fig. 6 in einer perspektivischen Ansicht ein Mikrogyro­ skop im einzelnen, das nach dem Verfahren zum Herstellen von Mikroträgheitssensoren hergestellt wurde, das in den Fig. 5A bis 5F dargestellt ist,

Fig. 7 eine Draufsicht auf das Mikrogyroskop von Fig. 6,

Fig. 8 eine fotografische Aufnahme des Querschnittes eines Beschleunigungssensors, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von Mikroträgheitssensoren herge­ stellt wurde,

Fig. 9 eine fotografische Aufnahme eines Teils einer Draufsicht des in den Fig. 6 und 7 dargestellten Mikrogyro­ skops, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstel­ len von Mikroträgheitssensoren hergestellt wurde, und

Fig. 10 eine fotografische Aufnahme der Draufsicht auf einen Beschleunigungssensor, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von Mikroträgheitssensoren herge­ stellt wurde.

Wie es in den Fig. 5A bis 5F dargestellt ist, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Mikro­ trägheitssensors 1) Silizium mit einem Glassubstrat verbun­ den, 2) das verbundene Silizium auf eine gewünschte Stärke poliert, 3) eine Struktur gebildet, indem das polierte Sili­ zium durch reaktives Ionenätzen geätzt wird, und 4) eine Siliziumstruktur vom Glasboden dadurch isoliert, daß selek­ tiv das Glas unter dem Silizium über eine Rille im geätzten Silizium weggeätzt wird und werden 5) Metallelektroden nie­ dergeschlagen.

Wie es im einzelnen in Fig. 5A dargestellt ist, wird zunächst eine dicke Siliziumschicht 111 mit einem Glassub­ strat 112 verbunden. Das heißt, daß ein n+ oder p+ Silizium­ substrat 111 mit niedrigem Widerstand mit einem Borsilikat­ glas 112, das beispielsweise unter der Bezeichnung Pyrex von Corning unter der Nr. 7740 vertrieben wird, anodisch ver­ bunden wird.

Wie es in Fig. 5B dargestellt ist, wird dann das Sili­ zium 111 auf die gewünschte Stärke poliert. Dabei wird die Oberfläche des Siliziums durch mechanisches oder chemisches Polieren soweit poliert, daß es eine Stärke von etwa 40 µm hat.

Wie es in Fig. 5C dargestellt ist, wird dann das po­ lierte Silizium 111 anisotrop insbesondere durch reaktives Ionenätzen (RIE) geätzt, wodurch eine Trägheitssenorstruktur gebildet wird. Dieser Arbeitsvorgang wird dadurch ausge­ führt, daß Fotolackmusterschichten auf dem polierten Silizi­ um 111 ausgebildet werden. Bei einem üblichen reaktiven Ionenätzen wird die Oberfläche des Glases 112 kaum geätzt, da die Ätztrennschärfe von Glas 112 zum Silizium 111 bei etwa 1 : 100 bis 1 : 300 liegt. Wenn jedoch eine kürzlich ent­ wickelte ICP-RIE-Vorrichtung als Trockenätzvorrichtung be­ nutzt wird, kann ein Ätzen mit hohem Schnittverhältnis er­ reicht werden, so daß eine Nut 113 gebildet wird, die eine Breite von 2 µm und eine Tiefe von 40 bis 60 µm hat.

Wie es in Fig. 5D dargestellt ist, wird die sich daraus ergebende Struktur anschließend in einzelne Chips ge­ schnitten und wird das Glas unter der Unterfläche des Sili­ ziums der Trägheitssensorstruktur geätzt, wodurch ein Zwi­ schenraum gebildet wird, in dem die Trägheitssensorstruktur schwingen kann. Das heißt, daß das geätzte Plättchen in einzelne Chips mit einer Schneidmaschine geschnitten wird. Die aufgeschnittenen einzelnen Chips werden in eine Fluor­ wasserstofflösung 1 W getaucht, so daß die Fluorwasserstoff­ lösung in die Seitenfläche des Glassubstrates und der Nut 113 fließt und das Glas 112 unter der Bodenfläche 114 (Fig. 5C) des Siliziums der Trägheitssensorstruktur und das Glas 115 an der Seitenfläche eines Chips geätzt werden. In dieser Weise wird eine zentrale bewegliche Struktur mit schmalen Zwischenräumen 113 vom Glas an der Unterseite isoliert, wäh­ rend breite Teile 116 auf beiden Seiten der zentralen be­ weglichen Struktur weiterhin mit dem Glas in Kontakt stehen und in dieser Weise die zentrale Siliziumstruktur halten.

Wie es in Fig. 5E dargestellt ist, wird dann Elektro­ denmetall 118 auf die gesamte Oberfläche der geätzten Chips mit einer Zerstäubungseinrichtung niedergeschlagen. Obwohl Metall auf die gesamte Oberfläche der Chips niedergeschlagen wird, ist der Kontaktbereich 117 der Siliziumstruktur und das Glas 112 gegenüber der äußeren Seitenfläche des Silizi­ ums der Trägheitssensorstruktur hinterschnitten, so daß Metall am Kontaktbereich 117 nicht niedergeschlagen wird. Der Metallfilm, der auf der äußeren Seitenfläche des Silizi­ ums der Trägheitssensorstruktur niedergeschlagen ist, ist daher elektrisch gegenüber dem Metallfilm isoliert, der auf der äußeren Seitenfläche des Glases niedergeschlagen ist.

Wie es in Fig. 5F dargestellt ist, werden abschließend die einzelnen Chips mit einem äußeren Gehäuse verdrahtet wodurch die Herstellung des Mikroträgheitssensors abge­ schlossen wird.

Das oben beschriebene Verfahren zum Herstellen eines Mikroträgheitssensors ist sehr einfach, da es mit nur einer Maske und in fünf Schritten ausgeführt wird, wenn der Ver­ packungs- und Verdrahtungsschritt bei dem gesamten Herstel­ lungsvorgang nicht mitgezählt wird, da dieser kein wesentli­ cher Herstellungsschritt ist. Da weiterhin eine Unterfläche aus Glas vorgesehen ist, die somit vollständig als Ätzstopp­ schicht wirkt, wenn eine Siliziumstruktur durch reaktives Ionenätzen ausgebildet wird, kann die Dicke der gesamten Struktur gleichmäßig gehalten werden. Da eine Siliziumstruk­ tur auf dem Glas ausgebildet ist, das ein Isolator ist, ist jeder funktionelle Teil der Siliziumstruktur elektrisch von jedem anderen Teil durch das Glas isoliert. Es muß daher kein Isolierfilm auf der Oberfläche und den Seitenflächen der Siliziumstruktur ausgebildet werden und eine Ableitung einer parasitären Kapazität über das Substrat wird vermie­ den. Die Fluorwasserstofflösung, die ein selektives Glasätz­ mittel ist, reagiert weiterhin im allgemeinen nicht mit Silizium, so daß das Silizium nicht geätzt wird, während das Glas über ein langes Zeitintervall geätzt wird.

Fig. 6 und 7 zeigen eine detaillierte perspektivische Ansicht und eine detaillierte Draufsicht jeweils eines Mi­ krogyroskops, das nach dem obigen Verfahren zum Herstellen eines Mikroträgheitssensors hergestellt wurde.

Das Arbeitsprinzip des Mikrogyroskops besteht darin, daß eine Trägheitsmasse 8, die von einem Halteträger 12 gehalten ist, über eine Elektrode 7 an Masse gelegt wird. Die Summe einer Wechselspannung und einer Gleichspannung wird an die Trägheitsmasse 8 und an eine feste Elektrode 15 mit einer Kammstruktur 16 gelegt. Dabei wird die Trägheits­ masse 8 mit der Frequenz der Wechselspannung in der durch einen Pfeil x angegebenen Richtung durch eine elektrostati­ sche Kraft in Schwingung versetzt. Um die Schwingungsweite in Richtung des Pfeiles x so groß wie möglich zu machen wird die Frequenz der Wechselspannung so abgestimmt, daß sie mit der Resonanzfrequenz einer bestimmten Schwingungsmode des Aufbaus in x Richtung übereinstimmt. Diese Schwingungsweite wird unter Ausnutzung der Änderung in der Kapazität einer anderen Kammstruktur 20 überwacht.

Wenn für eine Winkelgeschwindigkeit in Richtung des Pfeiles z durch eine äußere Quelle an der Trägheitsmasse 8 gesorgt wird, die eine Schwingung hervorruft, erfährt die Trägheitsmasse 8 eine Corioliskraft Fc in Richtung des Pfei­ les y nach der folgenden Beziehung:

Fc = 2mΩ . V_x,

wobei m die Masse der Trägheitsmasse 8 bezeichnet, Ω die von außen anliegende Winkelgeschwindigkeit ist und V_x die Ge­ schwindigkeit der Schwingung in Anregungsrichtung d. h. in Richtung des Pfeiles x bezeichnet. Die Corioliskraft wird als sinusförmige Welle mit der gleichen Frequenz wie der Frequenz der Anregung ausgedrückt und versetzt die Träg­ heitsmasse 8 in eine Schwingung in Sensorrichtung d. h. in Richtung des Pfeiles y. Zu diesem Zeitpunkt ist die Schwi­ nungsfrequenz die Schwingungsfrequenz der Corioliskraft. Die Schwingungsweite in Richtung des Pfeiles y ist somit am größten, wenn die Resonanzfrequenz einer bestimmten Schwin­ gungsmode in Richtung des Pfeiles y gleich der Resonanzfre­ quenz einer Schwingungsmode in Richtung des Pfeiles x ist. Aus diesem Grunde muß die Resonanzfrequenz der Schwingung mit der des Sensorbetriebes bei einem Gyroskop konsistent sein.

Die Schwingung in Sensorrichtung d. h. in Richtung des Pfeiles y ändert den Abstand zwischen den Fingern der Kamm­ struktur 20 in der Trägheitsmasse 8 und der festen Elektro­ den 3 und 4. Eine Änderung in der Kapazität zwischen zwei Fingern aufgrund einer Änderung in diesem Zwischenraum wird gemessen, um die Corioliskraft zu erfassen. Die Winkelge­ schwindigkeit wird aus der erfaßten Corioliskraft ermittelt. Dabei wird die Kapazität dadurch berechnet, daß die Änderung in der Kapazität differenziert wird, die von den Elektroden 3 und 4 erhalten wird. Ein Gyroskop kann durch eine Elek­ trode 21 kraftausgeglichen werden.

Beim Gegenstand der Erfindung mit diesem Arbeitsprinzip ist der Halteträger 12 für die Trägheitsmasse 8 symmetrisch zur Schwingungsrichtung und zur Sensorrichtung beispiels­ weise unter 45° bezüglich der Achse x angeordnet, so daß eine Änderung in der Steifigkeit des Trägers aufgrund von Herstellungsfehlern tatsächlich einen Einfluß auf die Schwingungs- und Sensorseiten hat und somit eine Änderung auf der Schwingungsseite genauso groß wie die auf der Sen­ sorseite ist. Die Frequenzen in beiden Richtungen sind bei Unterschieden in der wirksamen Masse immer konstant. Dieses Mikrogyroskop ist nur ein Beispiel einer Vorrichtung, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Trägheitssensors hergestellt werden können. Andere Beispiele von Vorrichtungen, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können, werden im folgenden beschrieben.

Fig. 8 zeigt die fotografische Aufnahme des Querschnit­ tes eines Beschleunigungssensors, der nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren zum Herstellen eines Mikroträgheitssensors hergestellt wurde. Wie es in Fig. 8 dargestellt ist, ist das Glas teilweise geätzt, so daß ein zentraler fester Silizium­ teil 11 mit der Glasoberfläche 12 verbunden ist und eine sich bewegende Siliziumstruktur 13 in einem bestimmten Ab­ stand über der Glasoberfläche schwebt.

Fig. 9 zeigt eine fotografische Aufnahme eines Teils einer Draufsicht des Mikrogyroskops von Fig. 6 und 7, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Mikroträgheitssensors hergestellt wurde. Fig. 10 zeigt eine fotografische Aufnahme der Draufsicht auf einen Beschleuni­ gungssensor, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Mikroträgheitssensors hergestellt wurde.

Wie es oben beschrieben wurde, wird bei einem erfin­ dungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Mikroträgheits­ sensors Silizium mit einem Glassubstrat verbunden, wird das verbundene Silizium auf eine gewünschte Stärke poliert, wird eine Siliziumstruktur durch Ätzen des polierten Siliziums durch reaktives Ionenätzen ausgebildet und wird die Silizi­ umstruktur vom Boden dadurch gelöst, daß selektiv das Glas unter der Siliziumstruktur durch Nuten im geätzten Silizium weggeätzt wird. Bei diesem Verfahren wird eine dicke Silizi­ umschicht, die mit dem Glas verbunden ist, mit einem hohen Schnittverhältnis verarbeitet, so daß der Flächenbereich und die Stärke der Siliziummeßschicht erhöht sind, was die Zu­ verlässigkeit und die Leistung verbessert. Das einfache Verfahren, das nur eine Maske verwendet, kann weiterhin die Herstellungskosten eines Trägheitssensors herabsetzen. Die Glasbodenfläche wirkt darüberhinaus als Ätzstoppschicht während des reaktiven Ionenätzens, so daß die Stärke des gesamten Aufbaus gleichmäßig bleibt. Die Verwendung einer dicken und stabilen einkristallinen Siliziumschicht zur Bildung der Siliziumstruktur erhöht die Zuverlässigkeit des Sensors. Die Siliziumstruktur wird auf einem Glas ausgebil­ det, das ein Isolator ist, so daß die funktionellen Teile der Siliziumstruktur elektrisch gegeneinander isoliert sind. Es wird daher kein Isolationsfilm benötigt, der auf den Oberflächen und Seitenflächen der Siliziumstruktur ausgebil­ det wird, und eine Ableitung einer parasitären Kapazität über das Substrat wird vermieden. Eine Fluorwasserstofflö­ sung, die ein selektives Glasätzmittel ist, reagiert dar­ überhinaus im allgemeinen nicht mit Silizium, so daß das Silizium nicht geätzt wird, während das Glas über eine lange Zeitdauer geätzt wird.

Claims (11)

1. Verfahren zum Herstellen eines Mikroträgheitssensors bei dem

• a) eine dicke Siliziumschicht mit einem Glassubstrat verbunden wird,
• b) die verbundene Siliziumschicht auf eine gewünschte Stärke poliert wird,
• c) eine Trägheitssensorstruktur dadurch gebildet wird, daß die polierte dicke Siliziumschicht anisotrop geätzt wird,
• d) ein Vakuumraum dadurch gebildet wird, daß das Glas unter dem Silizium der Trägheitssensorstruktur geätzt wird und
• e) ein Metall als Elektrode auf der gesamten Oberflä­ che des Siliziums der Trägheitssensorstruktur niedergeschla­ gen wird, das geätzt worden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glassubstrat beim Schritt (a) ein Borsilikatglas ist und die dicke Siliziumschicht aus n+ oder p+ Silizium be­ steht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Schritt (a) das Glassubstrat anodisch mit der dicken Siliziumschicht verbunden wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (b) die Oberfläche der verbundenen Silizium­ schicht mechanisch oder chemisch. poliert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anisotrope Ätzen im Schritt (c) ein reaktives Ione­ nätzen (RIE) ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (c) das reaktive Ionenätzen erfolgt, nachdem ein Fotolackmuster auf der polierten dicken Siliziumschicht ausgebildet worden ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Schritt (c) das reaktive Ionenätzen mit einer Ätztrennschärfe des Glassubstrates zur dicken Silizi­ umschicht geätzt wird, die bei etwa 1 : 100 bis 1 : 300 liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Schritt (d) das Glassubstrat mit der darauf gebildeten Trägheitssensorstruktur in einzelne Chips aufge­ teilt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (d) die aufgeteilten einzelnen Chips in eine Fluorwasserstofflösung getaucht werden und die Fluorwasser­ stofflösung somit in die Nuten fließt und das Glas unter der Trägheitssensorstruktur wegätzt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (e) durch Zerstäuben ausgeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Schritt (e) die einzelnen Chips verpackt und verdrahtet werden.