LAYOUTMASSNAHMEN ZUR BEGRENZUNG DER AUSBREITUNG VON OBERFLACHENRISSEN IN MEMSLAYOUT MEASURES TO LIMIT THE SPREAD OF SURFACES IN MEMS
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem mikromechanischen Bauelement bzw. von einem Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauelements.The invention is based on a micromechanical component or on a method for producing a micromechanical component.
Gängige mikromechanische Sensoren verwenden Membranen oder dünne Schichten als Sensorelemente bzw. als Träger für Sensorelemente. Dabei werden die Membranen bzw. die dünnen Schichten üblicherweise in einer Einfassung auf einem mikromechanischen Bauelement angeordnet. Wird nun das mikromechanische Bauelement beschädigt, so kann es zu einer Rissbildung und weiterhin zu einer Rissausbreitung kommen. Pflanzt sich der Riss über die Einfassung hinaus auf die Membran oder die dünne Schicht fort, so kann dies zu einer Veränderung der Sensorcharakteristik/-kennlinie führen . Im Extremfall kommt es durch eine derartige Beschädigung sogar zum kompletten Ausfall des Sensors. So ist beispielsweise bei einem Massenflusssensor, wie er in der DE 199 52 055 AI beschrieben ist, selbst bei einem Riss in der Membran eine weitere Luftmassenmessung möglich. Dagegen führt bei einem Drucksensor wie er beispielsweise in der DE 197 23 333 AI beschrieben wird, ein Riss in der Membran zu einem Totalausfall des Sensors. Zur Erkennung einer Beschädigung einer Sensormembran wird in der DE 197 35 666 AI ein Massenflusssensor beschrieben, bei dem durch ein Widerstandselement der Bruch eines dünnen Trägers erkannt wird. Das Widerstandselement kann dabei sowohl auf dem dünnen Träger als auch auf dem festen Träger angeordnet sein, auf dem der dünne Träger eingespannt ist.
Vorteile der ErfindungCommon micromechanical sensors use membranes or thin layers as sensor elements or as carriers for sensor elements. The membranes or the thin layers are usually arranged in an enclosure on a micromechanical component. If the micromechanical component is now damaged, cracks may form and crack propagation may continue. If the crack propagates beyond the border onto the membrane or the thin layer, this can lead to a change in the sensor characteristic / characteristic curve. In extreme cases, such damage can even cause the sensor to fail completely. For example, in the case of a mass flow sensor as described in DE 199 52 055 AI, a further air mass measurement is possible even if there is a crack in the membrane. In contrast, in a pressure sensor such as that described in DE 197 23 333 AI, a crack in the membrane leads to a total failure of the sensor. To detect damage to a sensor membrane, a mass flow sensor is described in DE 197 35 666 A1, in which the breakage of a thin carrier is detected by a resistance element. The resistance element can be arranged both on the thin support and on the solid support on which the thin support is clamped. Advantages of the invention
Der Erfindung beschreibt ein mikromechanisches Bauelement bzw. ein Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauelements, welches wenigstens einen ersten, einen zweiten und einen dritten Bereich aufweist. Der erste und der zweite Bereich des mikromechanischen Bauelements weist dabei vorteilhafterweise den gleichen Schichtaufbau auf. Zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich ist der dritte Bereich angeordnet. Während der Nutzung des mikromechanischen Bauelements beispielsweise als Halterung eines Sensorelements können auf den Bauelement Risse entstehen. Diese Risse können sich unter ungünstigen Umständen auf der Oberfläche des mikromechanischen Bauelements vergrößern bzw. ausbreiten. Beim Aufbau der drei Bereiche ist dabei vorgesehen, dass der dritte Bereich im Vergleich zum ersten und/oder zweiten Bereich höhere Anfälligkeit der Rissausbreitung aufweist. Erfindungsgemäß sind der dritte Bereich und die beiden anderen Bereiche derart gestaltet, dass die Rissausbreitung vorzugsweise im dritten Bereich an vorgebbaren Positionen auf den Bauelement gestoppt wird.The invention describes a micromechanical component or a method for producing a micromechanical component which has at least a first, a second and a third region. The first and the second region of the micromechanical component advantageously have the same layer structure. The third area is arranged between the first and the second area. During the use of the micromechanical component, for example as a holder for a sensor element, cracks can occur on the component. Under unfavorable circumstances, these cracks can enlarge or spread on the surface of the micromechanical component. In the construction of the three areas, the third area is more susceptible to crack propagation than the first and / or second area. According to the invention, the third area and the other two areas are designed such that the crack propagation is preferably stopped in the third area at predeterminable positions on the component.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das mikromechanische Bauelement eine Passivierungs- und/oder Deckschicht aufweist. Dabei können Risse vorzugsweise in der Passivierungs- und/oder Deckschicht entstehen, beispielsweise durch mech. Kerbwirkung nachOne embodiment of the invention provides that the micromechanical component has a passivation and / or cover layer. Cracks can preferably occur in the passivation and / or cover layer, for example by mech. Notch effect after
Beschädigung oder Verspannungen während einer Temperaturbelastung. Weiterhin breiten sich Risse vorwiegend an der Oberseite der Deckschicht aus. Als Passivierungs- und/oder Deckschicht kann dabei eine CVD-Oxidschicht verwendet werden. Vorzugsweise werden alle drei Bereiche mit der Passivierungs- und/oder Deckschicht gleichmäßig bedeckt.Damage or tension during temperature exposure. Cracks continue to spread mainly on the top of the top layer. A CVD oxide layer can be used as the passivation and / or cover layer. All three areas are preferably evenly covered with the passivation and / or cover layer.
Vorteilhafterweise weist wenigstens einer der drei Bereiche ein elektrisch leitfähiges Material auf, beispielsweise in Form einer Leiterbahn oder eines Widerstandselements. Darüber hinaus kann jedoch auch vorgesehen sein, dass in wenigstens einem der Bereiche ein mikroelektronisches Bauelement untergebracht ist. So kann beispielsweise als mikroelektronisches Bauelement eine piezoelektrische oder kapazitive Widerstandsschicht vorgesehen sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der erste und/oder der zweite Bereich des mikromechanischen Bauelements wenigstens einen Teil einer Leiterbahn auf. Zum Schutz der Leiterbahnen vor Oxidation und/oder sonstigen Umwelteinflüssen ist die Leiterbahn dabei durch eine Deckschicht bedeckt. Weiterhin kann der dritte Bereich den ersten und den zweiten Bereich elektrisch voneinander isolieren. Wie bereits erwähnt kann vorgesehen sein, dass das mikromechanische Bauelement als Einfassung für ein Sensorelement dient. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der erste oder der zweite Bereich als Einfassung einer Membran ausgestaltet ist. Erfindungsgemäß ist durch die Gestaltung des Schichtaufbaus der drei Bereiche vorgesehen, dass die Rissausbreitung vorzugsweise im dritten Bereich stattfindet. Der Schichtaufbau und die Gestaltung des dritten Bereich sind dabei so gewählt, dass ein Übergang des Risses vom dritten in den ersten oder zweiten Bereich verhindert wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der erste und der zweite Bereich im Schichtaufbau eine geringere mechanische Zugspannung als der Schichtaufbau im dritten Bereich aufweist.At least one of the three regions advantageously has an electrically conductive material, for example in the form of a conductor track or a resistance element. In addition, however, it can also be provided that a microelectronic component is accommodated in at least one of the regions. For example, a piezoelectric or capacitive resistance layer can be provided as the microelectronic component. In a development of the invention, the first and / or the second region of the micromechanical component has at least part of a conductor track. To protect the conductor tracks from oxidation and / or other environmental influences, the conductor track is covered by a cover layer. Furthermore, the third region can electrically isolate the first and the second region from one another. As already mentioned, it can be provided that the micromechanical component serves as an enclosure for a sensor element. In particular, it is provided that the first or the second region is designed as an enclosure of a membrane. According to the invention, the design of the layer structure of the three areas means that the crack propagation preferably takes place in the third area. The layer structure and the design of the third area are chosen such that a transition of the crack from the third to the first or second area is prevented. This can happen, for example, in that the first and the second area in the layer structure have a lower mechanical tensile stress than the layer structure in the third area.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung vonFurther advantages result from the following description of
Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.Embodiments or from the dependent claims.
Zeichnungendrawings
Die Figuren la bis lc zeigen beispielhafte Strukturen, wie der dritte Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich gestaltet werden kann. In Figur 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie AB durch den Aufbau des mikromechanischen Bauelements dargestellt. Figur 3 zeigt an einem Beispiel in Form eines Membransensors, wie die Strukturen der drei Bereiche gestaltet werden können, um eine Rissausbreitung an vorgegebenen Stellen auf dem Bauelement zu stoppen und zu verhindern, dass Risse auf die Membran gelangen.Figures la to lc show exemplary structures of how the third area between the first and the second area can be designed. FIG. 2 shows a cross section along line AB through the structure of the micromechanical component. FIG. 3 uses an example in the form of a membrane sensor to show how the structures of the three areas can be designed in order to stop crack propagation at predetermined locations on the component and to prevent cracks from reaching the membrane.
Ausführungsbeispielembodiment
Der Aufbau von mikromechanischen Bauelementen, die beispielsweise zur Einfassung vonThe construction of micromechanical components, for example, for edging
Membransensoren wie Drucksensoren und Massenflusssensoren verwendet werden, beruht im allgemeinen auf einer definierten Abfolge von dielektrischen Schichten (z.B. Siliziumoxid und Siliziumnitrid), Silizium und/oder von Materialien zur Widerstandsmessung (z.B. Platin,
Nickel, Poly-Silizium) bzw. Temperaturmessung. Eine genaue Darstellung der verschiedenen Möglichkeiten zur Realisierung kann beispielsweise in den eingangs erwähnten Schriften oder in gängigen Druckschriften nachgelesen werden und soll an dieser Stelle nicht weiter ausgeführt werden.Membrane sensors such as pressure sensors and mass flow sensors are generally based on a defined sequence of dielectric layers (e.g. silicon oxide and silicon nitride), silicon and / or materials for resistance measurement (e.g. platinum, Nickel, polysilicon) or temperature measurement. A precise representation of the various implementation options can be found, for example, in the fonts mentioned at the beginning or in common publications and should not be discussed further here.
Erwähnenswert ist jedoch, dass die mechanischen Spannungszustände der einzelnen abgeschiedenen Schichten zur Erzeugung einer optimalen Stabilität der Struktur aufeinander abgestimmt werden müssen. So ist eines der Ziele der Abstimmung der Spannungszustände, die Stabilität der Membran gegenüber potenzieller Zerstörung durch Risse, die in der Membraneinfassung induziert werden, zu erhöhen. Risse in der Membraneinfassung können dabei durch mechanische Beschädigung oder durch inhomogene mechanische Spannungen aufgrund von Temperaturbelastungen entstehen. Weiterhin kann die Rissbildung und - fortpflanzung ungünstig durch Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise Feuchte, beeinflusst werden.It is worth mentioning, however, that the mechanical stress states of the individual deposited layers have to be coordinated with one another in order to produce an optimal stability of the structure. One of the goals of the coordination of the stress states is to increase the stability of the membrane against potential destruction by cracks which are induced in the membrane border. Cracks in the membrane frame can result from mechanical damage or from inhomogeneous mechanical stresses due to temperature loads. Furthermore, crack formation and propagation can be adversely affected by environmental conditions, such as moisture.
Die Spannungszustände der abgeschiedenen Schichten sollten deshalb so eingestellt werden, dass die Membran an sich stabil ist und nicht aufgrund eines intrinsischen Stresses bricht die Schichten aufeinander haften - die Schichten und Membranen auch bei unterschiedlichen Temperaturbelastungen nicht brechen kein Risswachstum durch eine vorliegende Kerbwirkung nach Oberflächenbeschädigung stattfinden kann die Einwirkung von Feuchte keine Veränderung im Widerstandmaterial und der Rissneigung hervorruft.The tension states of the deposited layers should therefore be set so that the membrane itself is stable and does not break the layers adhering to one another due to intrinsic stress - the layers and membranes do not break even under different temperature loads exposure to moisture does not change the resistance material and the tendency to crack.
Durch die komplexen Schichtstrukturen, die bei modernen mikromechanischen Sensoren verwendet werden, können jedoch nicht immer alle Forderungen gleichzeitig erfüllt werden.Due to the complex layer structures used in modern micromechanical sensors, however, not all requirements can always be met at the same time.
Darüber hinaus werden die lokalen Spannungszustände der sukzessive abgeschiedenen Schichten durch Strukrurierungen darunter liegender Schichten, z.B. von Leiterbahnen zurIn addition, the local stress states of the successively deposited layers are determined by structuring the layers below, e.g. from conductor tracks to
Widerstandsmessung, veränder . Dies ist z.B. dadurch begründet, dass sich die einzelnen Schichten bei Temperaturbeaufschlägung gegenseitig in ihrer Spannungseinstellung
beeinflussen können. Eine mögliche Folge des unterschiedlichen Spannungszustandes kann eine unterschiedliche Anfälligkeit gegenüber Rissausbreitung bzw. Kerbwirkung sein.Resistance measurement, change. This is due, for example, to the fact that the individual layers mutually change their voltage setting when temperature is applied can influence. A possible consequence of the different stress condition can be a different susceptibility to crack propagation or notch effect.
Um eine Ausbreitung von Rissen, die vorzugsweise auf der Oberfläche des mikromechanischen Bauelements entstehen, zu verhindern, werden in der vorliegenden ErfindungIn order to prevent cracks from spreading, which preferably arise on the surface of the micromechanical component, the present invention relates to:
Layoutmaßnahmen insbesondere für die Leiterbahnen, vorgeschlagen, die die Rissausbreitung an vorbestimmten Stellen auf der Oberfläche stoppen. In den Figuren la bis lc sind verschiedene dritte Bereiche 110 aufgezeigt, die einen ersten Bereich 100 von einem zweiten Bereich 140 trennen. Die Strukturen, die die dritten Bereiche 110 aufweisen, ermöglichen es, eine Rissausbreitung, wie sie in Figur lb anhand des Risses 120 dargestellt ist, an einer vorgegebenen Stelle 130 zu beenden. Durch eine Kombination der Strukturen, wie sie beispielhaft in Figur la-c gezeigt werden, kann die Rissausbreitung in mehreren Richtungen unterbunden werden, da eine mehrfache Änderung des Verlaufs der Risse mit kleinen, alternierend positiven und negativen Krümmungsradien sehr unwahrscheinlich und nur selten zu beobachten ist.Layout measures, in particular for the conductor tracks, are proposed which stop the propagation of cracks at predetermined locations on the surface. Various third areas 110 are shown in FIGS. 1 a to 1 c, which separate a first area 100 from a second area 140. The structures which have the third regions 110 make it possible to stop crack propagation, as shown in FIG. 1b with the aid of the crack 120, at a predetermined point 130. A combination of the structures, as shown for example in Figure la-c, can prevent crack propagation in several directions, since a multiple change in the course of the cracks with small, alternating positive and negative radii of curvature is very unlikely and can rarely be observed ,
Ein Querschnitt entlang der Linie AB durch die Struktur in Figur la zeigt den Aufbau des mikromechanischen Bauelements. Auf einem Substrat 200 wurden eine oder mehrere Schichten 210 abgeschieden. Auf die letzte Schicht 210 werden teilweise Leiterbahnen 220 und 230 aufgebracht, die beispielsweise zur Ansteuerung eines mit dem mikromechanischenA cross section along the line AB through the structure in FIG. 1a shows the structure of the micromechanical component. One or more layers 210 were deposited on a substrate 200. Conductor tracks 220 and 230 are partially applied to the last layer 210, for example to control one with the micromechanical one
Bauelements verbundenen Sensorelements vorgesehen sind. Um jedoch eine Stopp-Struktur für Risse zu erzeugen, werden Strukturen wie sie in Figur la bis lc dargestellt sind, von den Leiterbahnen ausgespart. Auf die Leiterbahnen 220 und 230 werden eine oder mehrere Passivierungs- und/oder Deckschicht 240 aufgebracht, um die Leiterbahnen vor der Oxidation oder sonstigen schädigenden Umwelteinflüssen zu bewaren. Durch den in Figur 2 dargestelltenComponent connected sensor element are provided. However, in order to create a stop structure for cracks, structures as shown in FIGS. 1 a to 1 c are left out of the conductor tracks. One or more passivation and / or cover layers 240 are applied to the conductor tracks 220 and 230 in order to protect the conductor tracks from oxidation or other damaging environmental influences. By the shown in Figure 2
Aufbau von Leiterbahnen 220 und 230 mit einer abdeckenden Deckschicht 240 kommt es zur Ausbildung von verschiedenen Bereichen mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften. Wird die Deckschicht 240 gleichmäßig aufgebracht, so lassen sich beispielsweise der erste und der dritte Bereich durch einen Höhenversatz erkennen (siehe Figur 2). Zur Vereinfachung soll bei der Figur 2 davon ausgegangen werden, dass sowohl der erste als auch der zweite Bereich eine Leiterbahn 230 bzw. 220 aus dem gleichen Material aufweist. Daneben kann jedoch vorgesehen sein, dass eine der Leiterbahnen aus einem dielektrischen Material besteht oder lediglich auf einer Seite des dritten Bereichs 1 10 eine Leiterbahn vorgesehen ist. Im diesem Fall
könnte beispielsweise die markierte Fläche 220 in Figur 2 eine besondere Form der Dotierung oder Passivierung aufweisen.Construction of conductor tracks 220 and 230 with a covering cover layer 240 leads to the formation of different areas with different physical properties. If the cover layer 240 is applied uniformly, the first and third areas can be recognized by a height offset, for example (see FIG. 2). For simplification, it should be assumed in FIG. 2 that both the first and the second region have a conductor track 230 or 220 made of the same material. In addition, however, it can be provided that one of the conductor tracks consists of a dielectric material or that a conductor track is provided only on one side of the third region 110. In this case For example, the marked area 220 in FIG. 2 could have a special form of doping or passivation.
Vorausgesetzt, die markierten Flächen 220 und 230 bestehen aus dem gleichen Leitermaterial und die Deckungsschicht 240 wird gleichmäßig auf das mikromechanische Bauelement aufgebracht, so entstehen bei einer entsprechenden Wahl der Materialen erste und zweite Bereiche 100 bzw. 140, die eine niedrige Zugspannung in der Deckschicht aufweisen. Gleichzeitig führt diese Gestaltung des Bauelements zu einer lokal erhöhten Zugspannung in der oder den Deckschicht(en) im dritten Bereich 110. Diese erhöhte Zugspannung im dritten Bereich 1 10 führt leichter zu einer Rissbildung bzw. Rissausbreitung wie in den anderen beidenAssuming that the marked areas 220 and 230 consist of the same conductor material and the cover layer 240 is applied uniformly to the micromechanical component, first and second areas 100 and 140, which have a low tensile stress in the cover layer, are formed when the materials are selected accordingly , At the same time, this design of the component leads to a locally increased tensile stress in the cover layer (s) in the third region 110. This increased tensile stress in the third region 110 leads more easily to crack formation or crack propagation than in the other two
Bereichen 100 und 140. Trifft diese Rissfortbildung jedoch auf eine Struktur, die aus einem anderem Material bzw. einem anders ausgebildeten Schichtsystem besteht und eine Umlenkung des Risses mit kleinem Krümmungsradius erfordern würde, so kann dies die Ausbreitung des Risses hemmen. Diese Hemmwirkung ist um so größer, je unterschiedlicher die Materialien des ersten bzw. zweiten Bereichs und des dritten Bereichs sind und je kleiner die Krümmungsradien und je schmaler der Bereich 110 sind. So kann zum Beispiel nachgewiesen werden, dass sich bei der Verwendung von Platin als Leiterbahn- bzw. Widerstandsmaterial und CVD-Oxid als Passivierungs- und Deckschicht Risse in der Deckschicht bevorzugt im platinfreien Bereich fortpflanzen.Areas 100 and 140. However, if this crack development meets a structure that consists of a different material or a differently designed layer system and would require a deflection of the crack with a small radius of curvature, this can inhibit the spread of the crack. This inhibiting effect is greater, the more different the materials of the first or second region and the third region are and the smaller the radii of curvature and the narrower the region 110. For example, it can be demonstrated that when platinum is used as the conductor or resistance material and CVD oxide as the passivation and cover layer, cracks in the cover layer preferentially propagate in the platinum-free area.
Wird nun eine Struktur, wie sie in den Figuren la bis lc dargestellt ist, zwischen die Bereiche 100 und 140 angebracht, so wird ein Riss sich vorzugsweise entlang des dritten Bereichs 110 ausbreiten. Trifft der Riss bei seiner Ausbreitung jedoch auf einen Übergang vom dritten Bereich 110 in den ersten (100) oder zweiten (140) Bereich, so nimmt die Zugspannung in der Deckschicht derart ab, dass der Riss sich nicht weiter ausbreiten kann. Dieser Rissstopp, wie er beispielsweise in Figur lb im Bereich 130 dargestellt ist, wird dabei noch dadurch unterstützt, dass wie bereits erwähnt, eine mehrfache Änderung des Verlaufs der Risse mit kleinen, alternierend positiven und negativen Krümmungsradien sehr unwahrscheinlich und nur selten zu beobachten ist. Dadurch kann eine Struktur des dritten Bereichs 1 10, die sehr gezackt und verwinkelt ist, einen Rissstopp erzeugen oder zumindest die Rissausbreitung deutlich verlangsamen.
Die Ausbreitung von Rissen auf mikromechanischen Bauelementen kann gerade bei der Verwendung der Bauelemente als Einfassungen von dünnen Schichten oder Membranen, die als Sensorelemente verwendet werden, sehr verheerende Auswirkungen auf die Sensoreigenschaften haben. Ein Riss kann dabei den unwiderruflichen Ausfall des Sensors nach sich ziehen, wenn sich der Riss auf die Membran bzw. das Sensorelement ausbreitet .If a structure as shown in FIGS. 1 a to 1 c is now applied between the areas 100 and 140, a crack will preferably spread along the third area 110. However, if the crack encounters a transition from the third area 110 to the first (100) or second (140) area during its spreading, the tensile stress in the cover layer decreases in such a way that the crack cannot spread any further. This crack stop, as shown, for example, in FIG. 1b in area 130, is further supported by the fact that, as already mentioned, a multiple change in the course of the cracks with small, alternating positive and negative radii of curvature is very unlikely and can only be observed rarely. As a result, a structure of the third region 110, which is very jagged and angled, can generate a crack stop or at least significantly slow down the crack propagation. The spread of cracks on micromechanical components can have very devastating effects on the sensor properties, especially when the components are used as bezels for thin layers or membranes that are used as sensor elements. A crack can result in the irreversible failure of the sensor if the crack spreads to the membrane or the sensor element.
Ein mögliches Anwendungsbeispiel der vorgeschlagenen Erfindung in Form eines Membransensors ist in Figur 3 dargestellt. Dabei ist ein Sensorelement 300 auf einer Membran 310 dargestellt, die ihrerseits in einer Einfassung 330 untergebracht ist. Der kritische Übergang für eine Rissfortpflanzung ist in der Figur 3 als Membranrand 320 zwischen der Einfassung 330 und der Membran 310 eingezeichnet. Weiterhin sind im Bereich 340 Riss-Stoppstrukturen dargestellt, die eine Fortpflanzung eines mögliches Risses beispielsweise von der Einfassung 330 auf die Membran 310 verhindern.A possible application example of the proposed invention in the form of a membrane sensor is shown in FIG. 3. Here, a sensor element 300 is shown on a membrane 310, which in turn is housed in an enclosure 330. The critical transition for crack propagation is shown in FIG. 3 as a membrane edge 320 between the border 330 and the membrane 310. Crack stop structures are also shown in the region 340, which prevent a possible crack from propagating, for example, from the border 330 onto the membrane 310.
Neben der in Figur 3 dargestellten eckigen Form der Membran 300 kann jedoch auch jede andere Form einer Membran mit einer entsprechenden Gestaltung der Strukturen im dritten Bereich wenigstens teilweise umgeben sein. So werden oft runde, ovale oder sechseckige Membranen verwendet, die dann beispielsweise ebenfalls teilweise mit Riss-Stoppstrukturen gemäß der Figuren la bis c umgeben sein können.In addition to the angular shape of the membrane 300 shown in FIG. 3, however, any other shape of a membrane can also be at least partially surrounded with a corresponding design of the structures in the third region. Round, oval or hexagonal membranes are often used, which can then also be partially surrounded, for example, with crack stop structures according to FIGS. 1 a to c.
Bei der Herstellung eines Sensors nach Figur 3 werden üblicherweise die Membran 300 und wenigstens ein Teil der Einfassung 360 durch einen gleichartigen Aufbau der Schichtstrukturen realisiert. Dies hat zur Folge, dass Risse, die beispielsweise durch eine Beschädigung oder aufgrund von intrinsischem Stress in der Einfassung 360 in strukturierten Bereichen mit lokal erhöhter mech. Zugspannung, z.B. zwischen Leiterbahnen, entstehen und dann den Bereichen höchster Zugspannung folgen, sich bis zur Membran fortsetzen ohne auf nennenswerten Widerstand zu stoßen. Einerseits erfährt der Riss also bedingt durch das Layout - im diskutierten Fall der Leiterbahnen - eine gewisse Führung. Andererseits pflanzen sich aus energetischen Gründen Risse vorzugsweise geradlinig in einer Richtung fort. Richtungsänderungen mit kleinen Krümmungsradien werden daher nicht beobachtet (sieheIn the manufacture of a sensor according to FIG. 3, the membrane 300 and at least part of the surround 360 are usually realized by a similar structure of the layer structures. This has the consequence that cracks, for example due to damage or due to intrinsic stress in the casing 360 in structured areas with locally increased mech. Tensile stress, e.g. between conductor tracks, and then follow the areas of highest tensile stress, continue to the membrane without encountering any significant resistance. On the one hand, due to the layout - in the case of the conductor tracks discussed - the crack experiences a certain amount of guidance. On the other hand, for energy reasons, cracks propagate in a straight line, preferably in one direction. Changes in direction with small radii of curvature are therefore not observed (see
Figur lb). Somit können durch geeignete Layoutmaßnahmen die ersten (100), zweiten (140) und dritten (1 10) Bereiche derart gestaltet werden, dass eine Rissausbreitung auf der Oberfläche wenigstens teilweise auf einen definierten Bereich beschränkt bzw. deutlich vermindert wird.
Figure lb). The first (100), second (140) and third (1 10) areas can thus be designed by suitable layout measures in such a way that crack propagation on the surface is at least partially restricted or significantly reduced to a defined area.