DE4402085C2

DE4402085C2 - Verfahren zur mikrotechnischen Herstellung eines kapazitiven Differenzdrucksensors und mikrotechnisch hergestellter Differenzdrucksensor

Info

Publication number: DE4402085C2
Application number: DE4402085A
Authority: DE
Inventors: Carlos Horacio Mastrangelo
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1993-02-05
Filing date: 1994-01-25
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2014-01-26
Also published as: US5332469A; GB9401199D0; DE4402085A1; GB2274945B; JPH077161A; GB2274945A

Description

Vorgeschichte der Erfindung

Zum Aufbau von Mikrostrukturen muß zuerst eine Opferschicht auf ein Substrat aufgebracht und dann eine strukturelle Kom ponente oder Schicht auf die Opferschicht aufgebracht wer den. Die Opferschicht wird dann unter Belassung des Sub strates entfernt, wobei eine strukturelle Komponente am Sub strat anhaftet, sich jedoch in einem Abstand von diesem be findet. Zwei Arten von Verfahren werden gegenwärtig zum Ent fernen der Opferschicht verwendet. Die eine Verfahrensart ist das Naßtrennverfahren und die andere das Trockentrennver fahren. Bei jedem Verfahren gibt es jedoch Schwierigkeiten.

Bei einem typischen Naßtrennverfahren wird eine Ätzlösung oder ein Ätzmittel zwischen das Substrat und die strukturel le Schicht zum Entfernen der Opferschicht eingebracht. Dann wird die Opferschicht mit einer Spüllösung weggespült. Wäh rend die Ätz- und die Spüllösung aus dem kleinen Raum zwi schen der strukturellen Schicht und dem Substrat verdampfen, werden zwischen diesen beiden starke Kapillarkräfte erzeugt. Da das Volumen der unter der strukturellen Schicht einge schlossenen Flüssigkeit durch die Verdampfung abnimmt, wer den die Kapillarkräfte größer. Als Ergebnis dieser Kräfte be ginnt eine Durchbiegung der strukturellen Schicht in Rich tung auf die Oberfläche des Substrats. Falls die Kapillar kräfte ausreichend stark sind und die strukturelle Schicht ausreichend schwach ist, verformt sich diese bis zu dem Punkt, an dem sie das Substrat berührt. An diesem Punkt sind die zwischen den Flächen wirkenden Kräfte am größten, und die strukturelle Schicht kann für immer am Substrat haften. Deshalb besteht ein Bedarf an einem Verfahren, das die de struktiven Auswirkungen der mit den Naßätztechniken verbunde nen Kapillarkräfte vermeidet.

Zum Überwinden der destruktiven Auswirkungen der Kapillar kräfte sind Trockentrennverfahren entwickelt worden. Obwohl die Trockentrennverfahren zum Entfernen der Opferschichten nicht durch Kapillarkräfte gestört werden, haben sie ihre ei genen typischen Nachteile.

Zum Beispiel verlangt das Trocken trennverfahren von Saiki in der US-Patentschrift 3 846 166 das Aufbringen einer strukturellen Schicht auf einer Opfer harzschicht. Die Opferharzschicht wird mittels eines Plasmas entfernt. Da die Harzschicht jedoch bei niedrigen Tempera turen (zum Beispiel 300 bis 400°C) schmilzt oder sich zer setzt, können viele für den Aufbau der strukturellen Schicht erwünschte Werkstoffe, die höhere Aufbringtemperaturen ver langen, nicht auf die zerbrechliche Opferharzschicht aufge bracht werden. Zum Beispiel verlangt polykristallines Sili zium, ein für Mikrostrukturen bevorzugter Werkstoff, für das Aufbringen eine Temperatur von etwa 600°C.

Ähnlich lehrt Bly in der US-Patentschrift 4 849 070 ein Trocken trennverfahren zum Entfernen einer Opferschicht, bei dem die strukturelle Schicht auf der Oberseite einer massiven Schicht aufgebaut wird, die später zur Freigabe der struktu rellen Schicht sublimiert werden kann. Die Wahl der Werkstof fe für die strukturelle Schicht ist wieder auf Werkstoffe mit niedrigen Temperaturen beschränkt, da Werkstoffe mit hö heren Temperaturen ein Verschwinden der sublimierbaren Schicht vor dem Auftragen auf diese bewirkten. Zusätzlich lehrt Bly die Herstellung von bleibenden Säulen, die die strukturelle Schicht oberhalb des Substrats abstützen und ei nen Teil der fertigen Mikrostruktur bilden. Bei vielen Anwen dungen besteht jedoch ein Bedarf an Mikrostrukturen ohne sol che bleibenden Säulen.

Andere im Stand der Technik bekannte Trockentrennverfahren schließen Verfahren mit dem Gefrieren von Flüssigkeiten und einer Sublimation und Verfahren mit Fotolackauffüllung und Plasma-Ätzen ein. Unter bestimmten Umständen haben diese Ver fahren auch ihre eigenen Nachteile und Beschränkungen. Ver fahren mit Gefrieren von Flüssigkeiten und Sublimation kön nen unzuverlässig und schwer zu steuern sein. Das Gefrieren der Flüssigkeit zwischen der strukturellen Schicht und dem Sub strat kann zu einer die Mikrostruktur brechenden Volumenerhö hung führen. Das Verfahren mit dem Auffüllen von Fotolack und Plasma-Ätzen ist schwer durchzuführen. In erster Linie liegt dies daran, daß Zeit und ein kostspieliges Mischen der Lösung verlangt werden.

Aus WO 90/09677 ist ein Verfahren zum Herstellen einer stabilen Mikrostruktur bekannt, wobei die Mikrostruktur eine Oberfläche aufweist, die in naher Nachbarschaft zu der Oberfläche eines Substrates angeordnet ist und dieser gegenübersteht, wobei die Oberfläche des Substrates mit Hilfe eines Ätzverfahrens erzeugt wurde. Das Vermeiden von Adhäsionskräften wie sie bei Naß-Ätz verfahren auftreten, wird bei diesem bekannten Verfahren da durch vermieden, daß das Substrat und die Mikrostruktur in einer gefrierbaren Flüssigkeit gehalten werden, so daß die Mi krostruktur nach ihrer Ausbildung nicht austrocknet, die Flüs sigkeit an der Mikrostruktur und dem Substrat gefroren wird, und die gefrorene Flüssigkeit von der Mikrostruktur und dem Substrat sublimiert wird.

Aus Sensors and Actuators, 20 (1989), Seiten 117-122, ist es bekannt, mikrotechnisch hergestellte Strukturen durch Wegätzen einer Opferschicht herzustellen, auf der sie ausgebildet sind, indem das Naß-Ätzmittel zum Entfernen der Opferschicht mit Hilfe einer Spülflüssigkeit ausgespült und die Spülflüssigkeit anschließend gefroren und danach sublimiert wird. Auf diese Weise werden glatte Oberflächenschichten der mikrotechnisch hergestellten Strukturen erzielt.

Aus Journal of Micromechanics and Microengineering 2 (1992), Seiten 190-192, ist es weiterhin bekannt, die korrekte Foto lack-Aceton-Mischung für jede Dicke einer Stützschicht aus Fotolack zu bestimmen, die nach dem Naßätzen einer Opferschicht in den geätzten Hohlraum eingebracht wird, um zu verhindern, daß die mittels des Naß-Ätzens freigelegten Bereiche der frei geätzten Schicht an dem Substrat haften. Der Fotolack wird nach dem Trocknen mittels eines Plasmas entfernt.

Aus Proceedings IEEE Micro Electro Mechanical Systems, An Inve stigation of Micro Structures, Sensors, Actuators, Machines and Robots (30.1-2.2.1991, Nara, Japan), Seiten 63 bis 68, ist es bekannt, Mikrostrukturen durch T-förmige Brücken zu stützen, während eine Opferschicht mittels Naß-Ätzens entfernt wird. Die T-förmige Brücken bewirken, daß die Mikrostrukturen beim Ätzen, Spülen und Trocknen nicht brechen oder am Substrat anhaften. Anschließend erfolgt ein Trennen durch Anlegen eines kurzzeiti gen Stromimpulses.

Aus Technical Digest. IEEE Solid-State Sensor and Actuator Workshop. Conf. Hilton Head Island, SC, USA, 22.-25.6.1992, Seiten 63-68, ist es bekannt, stützende Strukturen aus polykri stallinem Silizium mittels kurzzeitiger Stromstöße zu schmel zen. Zum Berechnen der zum Schmelzen einer Struktur erforderli chen Zeit und der dabei freiwerdenden Kräfte werden Gleichungen angegeben.

Aus WO 93/21536 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen einer ge stützten Mikrostruktur bekannt, bei dem verhindert wird, daß Teile der Mikrostruktur während der Herstellung an dem Substrat oder anderen Teilen der Mikrostruktur haften bleiben, wobei ein lichtempfindliches Polymer über dem Substrat, einer Opfer schicht und einer zweiten Schicht abgeschieden wird und das lichtempfindliche Material Senken in der Opferschicht und der zweiten Schicht ausfüllt, indem bestimmte Abschnitte des lichtempfindlichen Polymers selektiv aus den Senken in der Op ferschicht und der zweiten Schicht derart entfernt werden, daß ein Teil des lichtempfindlichen Polymers zwischen der Mi krostruktur verbleibt und temporäre Säulen zwischen dem Sub strat und der zweiten Schicht ausbildet. Die verbleibenden Be reiche der Opferschicht werden entfernt, und es werden die ver bleibenden Bereiche des lichtempfindlichen Polymers mittels ei nes Sauerstoffplasma-Freilegungsverfahrens entfernt, so daß Probleme aufgrund von Adhäsionskräften von Flüssigkeiten, wie sie bei Naß-Ätzverfahren auftreten, vermieden werden.

Aus US 47 84 721 ist ein Verfahren zum mikrotechnischen Her stellen eines Gasdrucksensors bekannt. Dabei wird zuerst eine gezielt ätzbare Opferschicht auf einem Siliziumsubstrat abge schieden und anschließend eine Mehrzahl von Schichten aus Sili ziumnitrid auf die Opferschicht aufgebracht, um gewünschte Schaltelemente wie Heizwiderstände und Sensierwiderstände aus zubilden. Anschließend wird die Rückseite des Siliziumsubstrats ebenfalls mit Siliziumnitrid beschichtet und diese Schicht in weiteren Schritten so angeschnitten, daß in weiteren Verfah rensschritten zunächst das Substrat selbst von der Rückseite her selektiv herausgeätzt und anschließend die Opferschicht se lektiv geätzt wird. Danach wird eine Silizium-Ätzlösung in die so erzeugte Senke der Rückseite des Substrats eingebracht, um die angrenzende Schicht aus Siliziumnitrid unter Bildung eines Grabens herunterzuätzen.

Aus DE 41 33 009 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines ka pazitiven Drucksensors und eines Referenzkondensators bekannt, bei dem zuerst eine erste als Membran dienende Isolierschicht auf ein Substrat aufgebracht wird, über diese Isolierschicht eine Opferschicht selektiv aufgebracht wird und oberhalb dieser Opferschicht eine zweite Isolierschicht aufgebracht wird, die die Opferschicht abdeckt. In weiteren Verfahrensschritten wer den Druckleitungsöffnungen von oben in die zweite Isolier schicht eingebracht, die bis an die Opferschicht heranreichen, und durch die eine Flüssig-Ätzlösung zum Herausätzen der Opfer schicht eingeführt wird. Zur Fertigstellung des Drucksensors wird eine von der Rückseite des Substrats bis zur Unterseite der Membran reichende Öffnung in das Substrat geätzt, zur Ver vollständigung des Referenzkondensators wird eine von der Ober seite des Substrats bis zur Unterseite der Membran verlaufende Öffnung vorgesehen.

Zusammenfassende Beschreibung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines mikrotechnisch hergestellten kapazitiven Dif ferenzdrucksensors zu schaffen, bei dem die möglichen destruk tiven Auswirkungen der als Ergebnis der Naß-Ätztechnik erzeug ten Kapillarkräfte vermieden werden. Weiterhin ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen mikrotechnisch hergestellten kapazitiven Drucksensor herzustellen, bei dem die einen Hohl raum umschließenden Schichten frei von Spannungen und Dehnungen sind, wie sie bei der Verwendung von Naß-Ätztechniken durch Ka pillarkräfte verbleiben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 und durch einen Differenzdrucksensor gemäß dem Patentanspruch 13 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die bekannten Naß- Ätztechniken zum Ätzen einer Opferschicht mit einem Trocken- Ätzverfahren bzw. einem Trockentrennverfahren kombiniert.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des Differenzdrucksensors ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugt temporäre Säu len, die die strukturelle Schicht während des Naßätzens der Op ferschicht abstützen. Vorzugsweise aus einem Polymer herge stellt verhindern die Säulen, daß die strukturelle Schicht durch die Kapillarkräf te vom Substrat weggezogen werden, während die Ätz- und Spül lösungen verdampfen. Ein Verformen der strukturellen Schicht und ein ungewünschtes bleibendes Anhaften der strukturellen Schicht am Substrat werden vermieden. Die temporären Säulen verlaufen während der Naßätzstufe vom Substrat zur strukturellen Schicht und werden selbst nach dem Entfer nen der Opferschicht durch Trockenätzen mit Plasma unter Er zeugen einer Mikrostruktur, die keine Säulen ent hält, entfernt. Diese Stufe des Trockenätzens des Plasmas er fordert keine Flüssigkeiten. Kapillarkräfte treten daher nicht auf, und zusätzliche Stützen werden während dieser Stu fe nicht benötigt. Das Verfahren ist dem in der WO 93/21536 A1 offenbarten Verfahren ähnlich.

Das Verfahren zum Herstellen des mikrobearbeiteten Differenz drucksensors auf einem Halbleitersubstrat schließt die Stu fen des selektiven Implantierens eines Dotierstoffs in das Substrat zum Ausbilden einer Ätzstoppschicht ein. Eine Oberflächenschicht aus dem Halbleitermaterial, wird dann auf das Substrat aufgebracht, deckt die Ätzstopp schicht ab und bildet dadurch eine Membranfläche. Eine passi vierende leitende Schicht wird unter Ausbildung einer ersten Mem branelektrode auf die Membranfläche aufgebracht. Eine Opfer schicht wird selektiv auf die Membranfläche aufgebracht. Ei ne leitende strukturelle Schicht wird an der Oberflächen schicht so verankert, daß die Opferschicht unter Ausbildung einer zweiten Elektrode zwischen dem Substrat und der struk turellen Schicht liegt. Das Substrat wird von der der struk turellen Schicht gegenüberliegenden Seite selektiv wegge ätzt, so daß auf der Rückseite eine Öffnung ausgebildet wird, die an der Ätzstoppschicht endet. Die Ätzstoppschicht wird dann entfernt, so daß die rückseitige Öffnung an die Membranschicht ankoppelt. Mindestens eine tem porärer Säule wird zum Verlauf von der strukturellen Schicht in Richtung auf die Oberflächenschicht zum Vermeiden der Aus biegung zwischen diesen ausgebildet. Die Opferschicht wird entfernt, und dann werden die temporären Säulen entfernt. Der sich ergebende Differenzdrucksensor erzeugt eine Ände rung in der Ausgangskapazität, wenn ein Druck durch die rück seitige Öffnung ausgeübt wird und eine Ausbiegung der Mem bran und eine entsprechende Änderung in der Kapazität zwi schen der ersten und der zweiten Elektrode bewirkt. Auf dem Substrat am Drucksensor wird auch ein ohne eine Membran auf gebauter Referenzkondensator ausgebildet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Andere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus ei nem Studium der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnun gen. In diesen zeigt bzw. zeigen:

Fig. 1 ein Querschnitt durch das Substrat entlang der Schnittlinie 1-1 in Fig. 2 mit Darstellung der Druck- und Referenz-Sensorelemente,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Differenzdrucksensor,

Fig. 3 ein Schaubild mit Darstellung der Optimierung der Konstruktionsvariablen für den Differenzdrucksensor,

Fig. 4A bis 4O je ein Querschnitt durch den erfindungsgemä ßen Drucksensor und

Fig. 5 eine Darstellung der Sensorkennlinie.

Ins einzelne gehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen zur Messung von Flüssigkeits- und Gasdrücken geeigneten, mikrotechnisch hergestellten kapazitiven Sensor, der sich ohne Anwendung von Halbleiterscheiben-Bondierungstechniken her stellen läßt.

Der vorliegende Drucksensor wird auf die Messung von Diffe renzdrücken von Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Motor-, Auf hängungs- und Getriebeölen, optimiert. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 besteht diese Konstruktion aus einem Kondensator mit zwei Platten und einem Luft-Dielektrikum. Eine Platte ist eine Membran, die durch den den Spalt verengenden und ih re Kapazität verändernden Druck mechanisch verformt wird. Der Druck der Flüssigkeit wird über eine Drucköffnung auf die Rückseite der Membran ausgeübt. Ein Abgleichkondensator wird zur ratiometrischen Messung der Durchbiegung der Mem bran am Übertrager aufgebaut. Für die sich bewegende Elektro de verwendet diese Konstruktion eine Einkristall-Silizium- Membran und für die ortsfeste Elektrode polykristallines Si lizium. Diese Konstruktion nutzt die hohe Güte und Reprodu zierbarkeit der mechanischen Eigenschaften von Einkristall- Silizium für die analoge Membran und die Vielseitigkeit der mikrotechnischen Bearbeitung von polykristallinem Silizium für die Her stellung der aufgehängten Teile aus. Der sich durch den Spalt ergebende Abstand beträgt weniger als ein Mikrometer. Diese Kapazität ist groß genug für die Messung durch außer halb des Chips angeordnete Schaltungen.

Gemäß der Darstellung in Fig. 2 sind vier Bondierungsfelder a, b, c und d für die Elektroden zum leichten Anschluß an die Detektionsschaltung auf der gleichen Seite des Chips an geordnet. Diese Vorrichtungen lassen sich ohne Eichung mit einem Fehler von +10% in ihrer Kapazität-Druck-Abhängigkeit herstellen. Diese Herstellungsgenauigkeit und -reproduzier barkeit senkt die Sensorkosten beträchtlich.

Konstruktionsbeispiel

Zum Zwecke der Erläuterung wird die Konstruktion für diese Vorrichtung in einer Anwendung als Motoröl-Drucksensor ge zeigt. Es gibt vier hauptsächliche Konstruktionsveränderli che: die Membranbreite w, ihre Stärke t, den Elektrodenab stand d und die Stärke s der ortsfesten Elektrode. Der Sen sor muß mehrere Konstruktionskriterien erfüllen: a) Die Kapa zität des Sensors muß über einem vorgegebenen Minimum C_min liegen; b) die Vorrichtung muß einen vollen Druckbereich von P_r aufweisen, und sie muß dem Überdruck P_ov standhalten kön nen; c) die Einziehspannung (s. u.) der oberen Polysiliziumplatte muß größer als V_pmin sein; und d) die Veränderlichkeit der Lastdurchbiegungskurve aufgrund von Prozeßschwankungen muß unter einem Schwellwert ε_o liegen. Weiter müssen die Fläche und die Kosten zum Herabdrücken der Herstellungskosten auf ein Minimum auf einem Minimum gehalten werden.

Die Druckkonstruktionsprobleme können als ein Optimierungs problem mit Nebenbedingungen behandelt werden. Bei Nichtbeachtung der Restspan nungen wird die Gleichung, die die Kurve z_m der mittleren Lastdurchbiegung der Membran angibt, durch die Gleichungen

gegeben, wobei D die Biegesteifheit der Platte ist. Zur Verhinderung eines Anhaftens der Membran an der oberen Elektrode wird der Luftspalt d so gewählt, daß die Membran beim vollen Druckbe reich die Elektrode kaum berührt. Daraus ergibt sich d = z_m (P_r) oder

Die maximale Belastung in der Membran erfolgt an vier in der Mitte gelegenen Punkten ihrer Kanten. Diese muß kleiner als die Bruchspannung σ_s beim Überdruck P_ov sein, was zu einer Begrenzung in dem Verhältnis der Membran

führt, wobei β annähernd gleich 0,31 und für Einkristall-Si lizium σ_f annähernd gleich 600 MPa als ein sicherer Wert ist. Die Kapazität des Sensors ist

Die Einziehspannung des Kondensators ist die Spannung, an der die elektrische Kraft zwischen den Platten stark genug ist, um den Kondensator zusammenfallen zu lassen. Bei dieser Struktur ist die obere Elektrode nachgiebiger als die Mem bran, so daß sie diese Spannung bestimmt. Es kann gezeigt werden, daß für die Einziehspannung für eine eingeklemmte elastische Platte der Stärke s gilt

Der gesamte relative Fehler der maximalen Durchbie gung ergibt sich letztendlich zu

Die Minimierung der Fläche der Vorrichtung ist der ihrer Ko sten äquivalent. Diese Fläche ist verantwortlich für die Mem branfläche wie auch für den diese umschließenden Rand. Die gesamte Chipfläche des Sensors plus Referenzkondensator ist

wobei t_w die Stärke der Halbleiterscheibe, r der Außenrand des Chips und c die Sägeblattdicke ist. Die tatsächli che Optimierung wird am besten numerisch durchgeführt. Es ist jedoch instruktiv, in einer grafischen Weise durch sie durchzugehen. Die Gleichung (2) eliminiert eine der Konstruk tionsvariablen und beläßt nur drei. Auch die Gleichung (5) zeigt an, daß die ortsfeste Elektrode zum Maximieren der Ein ziehspannung so stark wie möglich gemacht werden sollte. Da mit verbleiben nur zwei Konstruktionsvariablen, die Membran breite w und deren Stärke t. Der mögliche Konstruktionsraum kann in der w-t-Ebene von Fig. 3 durch Auftragen der durch die verschiedenen Einschränkungen in dieser Ebene bestimmten Kurven aufgetragen werden.

Diese Kurven stellen die Grenzen des möglichen Konstruktions gebietes dar. Die Gleichung (3) begrenzt das mögliche Gebiet auf die Punkte in dem Quadranten unter der Geraden A. Die Ka pazitätseinschränkung der Gleichung (4) kombiniert mit der Gleichung (2) führt zu der Kurve

dargestellt durch die Kurve B. Die Einziehspannung der Glei chungen (5) und (2) führt zur Kurve C

Schließlich ist die Kurve D der Verlauf der Gleichung (6) mit ε_zm = ε_o. Zusätzliche den minimal erlaubten Spalt d d_min begrenzende Einschränkungen werden von der Kurve E aufer legt, da nach der Gleichung (4)

ist.

Die schraffierte Fläche ist das mögliche Konstruktionsge biet, und der Punkt P minimiert die Gesamtbreite (und die Ko sten) der Vorrichtung, während sämtliche Einschränkungen er füllt werden. Man beachte, daß nicht sämtliche Einschränkun gen aktiv sind, da die Einschränkungen für einige bestimmte Konstruktionsparameter außerhalb der Grenzen des möglichen Gebietes landen können.

Für diese besonderen Vorrichtungen ist die Membran bei einem Spalt von 0,7 µm 530 µm breit und 19 µm stark. Die sich erge bende Kapazität beträgt annähernd 3,5 pF pro Vorrichtung bei einer vollen Skalenbreite von 0,8 pF und kann Drücke bis zu ≈ 690 kPa messen. Jede Vorrichtung nimmt mit einem Abgleichkon densator 2,6 mm² Fläche ein und ergibt für jede 100 mm Halb leiterscheibe annähernd 3000 Vorrichtungen. Dieses Konstruk tionsverfahren kann auch für andere Druckbereiche verwendet wer den.

Beispiel für ein Herstellungsverfahren

Fig. 4 zeigt den Herstellungsablauf der bevorzugten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren beginnt in Fig. 4A mit einer Silizium-Halbleiterscheibe 10 vom p-Typ mit einer 100 Kristallgitterorientierung und mit einer Kon zentration von Bor von 10¹⁵ cm^-3. Zuerst wird das Silizium unter Verwendung eines SF₆ Plasma auf eine Tiefe von etwa 1 µm geätzt. Nach dem Entfernen des Resists 12 und Reinigen der Probe in einer Piranha-Lösung wird die Halbleiterscheibe zum Ausbilden der p+ Ätzstoppfläche 20 wieder strukturiert. Ei ne große Dosis an Bor 2 × 10¹⁶ cm^-2 mit einer Energie von 100 KeV wird auf die freiliegenden Flächen 20 ionen-implan tiert und die Halbleiterscheiben werden dann mit Piranha ge reinigt. Die Proben werden dann zur Wiederherstellung der kristallinen Struktur der ionen-implantierten Gebiete wäh rend 30 Minuten einer kurzen Ausheilung bei 900°C in einer trockenen Sauerstoffatmosphäre unterzogen. Das dünne Oxid wird dann gemäß der Darstellung in Fig. 4B mit 10 : 1 HF ent fernt.

In der nächsten Stufe wird eine 19 µm starke Schicht 30 aus Silizium bei einer Temperatur von 1150°C etwa fünf Minuten epitaxial zum Wachsen gebracht. Die Gleichförmigkeit des epi-Wachstums ist besser als 1%. Diese Schicht wird in situ p-Typ-dotiert mit einer Borkonzentration von 10¹⁵ cm^-3. Als nächstes wird die Passivierungsschicht 32 für die obere Elek trode zum Wachsen gebracht. Eine Schicht 34 aus 3 µm LPCVD- Niedrigtemperatur-Oxid (LTO) wird zum Wachsen gebracht und gemäß der Darstellung in Fig. 4C strukturiert. Das LTO wird in einer 5 : 1 BHF-Ätzlösung bis zum Erreichen der Silizium oberfläche geätzt. Unter Ausbilden der rückwärtigen Elektro de 40 werden die Proben als nächstes mit 5 × 10¹⁵ cm^-2 Arsen implantiert.

Nach dem Entfernen des Fotolacks und dem Reinigen mit Piran ha wird eine dünne 100 nm Schicht 42 aus LPCVD-Siliziumni trid mit niedriger Restspannung gemäß der Darstellung in Fig. 4D auf den oberen Oberflächen zum Wachsen gebracht. Der Sinn dieser Schicht liegt im Schutz der Oxidpassivierung vor der sich anschließenden Opferätzung und zum Ausbilden einer Maskenschicht für die rückseitige Öffnungsätzung. Eine 0,5 µm starke Opferschicht 50 aus LTO wird dann zum Wachsen gebracht und in der Plattenfläche strukturiert. Diese Oxidschicht wirkt wie eine Maske für die Nitridätzung. Eine Schicht aus Fotolack wird auch auf die Rückseite zu ihrem Schutz vor der LTO-Ätzung aufgezogen. Das LTO wird dann mit 5 : 1 BHF geätzt, und die Proben werden dann gereinigt. Das darunter liegende Nitrid wird dann in einer heißen H₃PO₄-Lösung bei 150°C geätzt. Als nächstes werden die Proben zum Entfernen der LTO-Maske in eine 5 : 1 BHF-Lösung getaucht.

Nach dem Reinigen der Halbleiterscheibe wird eine 0,7 µm starke Schicht 50 aus LTO für den Zwischenelektroden-Opfer oxidabstandhalter zum Wachsen gebracht. Nach dem Durchführen der Oxidlithographie wird das Ergebnis zum Erzielen der in Fig. 4E gezeigten Struktur mit 5 : 1 BHF strukturiert. Nach dem Entfernen des Resists werden die Proben in einer Piranha- Lösung gereinigt, und eine zweite 100 nm-Schicht 52 aus Ni trid mit niedriger Spannung wird zum Wachsen gebracht. Diese Schicht ist ein dielektrischer Abstandhalter, der bei einem Überdruck den elektrischen Kontakt der Kondensatorelektroden verhindert.

Als nächstes wird eine 2 µm-Schicht 60 aus undotiertem polykristallinen Silizium mit geringfügiger Zugspannung, die etwa eine Hälfte der Stärke der oberen Elektrode darstellt, aufge bracht. Die Proben werden dann mit Phosphor mit einer Dosis von 10¹⁶cm^-2 ionenimplantiert, um damit das polykristalline Silizium leitend zu machen. Nach dem Reinigen der Proben in Piranha werden die verbleibenden 2 µm der oberen Elektroden schicht 60 gemäß der Darstellung in Fig. 4F zum Wachsen ge bracht. Die Halbleiterscheibe wird dann zum Aktivieren des Borimplantates 30 Minuten bei 900°C geglüht.

Als nächstes wird die Lithographie der Elektrode aus dem po lykristallinen Silizium durchgeführt. Das 4 µm starke poly kristalline Silizium wird in einer 64 : 33 : 3 HNO₃ : H₂O : NH₄F-Lö sung bis zum Erreichen der Nitridschicht naß geätzt. Nach dieser Stufe werden die Halbleiterscheiben gereinigt, und ei ne 1 µm starke LTO-Schicht 66 wird zum Wachsen gebracht. Als nächstes wird gemäß der Darstellung in Fig. 4G die Lithogra phie des Kontaktloches der rückwärtigen Elektrode durchge führt und das Substrat geätzt. Die LTO-Schicht schützt die vorderseitige Elektrode 60 während der rückseitigen Membranätzung. Im Anschluß an diese Stufe wird die Vorderseite der Halblei terscheibe mit einer Doppellage Fotolack abgedeckt. Das LTO auf der Rückseite wird dann in einer 5 : 1 BHF-Lösung entfernt. Als nächstes wird die rückseitige Lithographie durchgeführt, und das rückseitige Nitrid 70 wird dann in ei nem SF₆-Plasma bis zum Silizium geätzt. Dadurch wird die rückseitige Öffnung 72 freigelegt. Der Fotolack wird dann entfernt und die Proben mit Piranha gereinigt.

Die Halbleiterscheiben werden dann in eine 2 Gew.-% TMAWH an isotrope Siliziumätzlösung (oder eine andere, wie EDP, KOH) getaucht und etwa 20 Stunden auf 80°C erwärmt. Diese Ätzung hält unter Ausbildung der in Fig. 4H gezeigten rückseitigen Öffnung 76 an der vergrabenen p+ Schicht 20 an. Nach dem Spü len werden die Proben etwa fünfzehn Minuten in eine 1 : 3 : 8 HNO₃ : HF : CH₃COOH-Lösung getaucht. Dies greift die p+ Schicht 20 an. Die Entfernung der p+ Schicht 20 erzeugt eine Ausspa rungskerbe oder eine hinterschnittene Fläche 76a. Diese er laubt eine genauere Steuerung der Abmessungen und des Verhal tens der Membran. Nach dem Reinigen mit Piranha und dem Spü len werden die Proben gemäß der Darstellung in Fig. 4I zum Entfernen des Nitrids 20 im Kontaktloch und auf der Rücksei te in ein heißes H₃PO₄-Bad getaucht. Dann werden die Proben zum Entfernen der LTO-Schutzschicht in 5 : 1 BHF getaucht. Die Halbleiterscheiben werden gereinigt und zum Entfernen irgend welcher in der Membran verbliebener Spannungen 30 Minuten in N₂ bei 1000°C geglüht.

Als nächstes wird die Lithographie der geätzten Plattenlöcher 80 durchgeführt. Diese Löcher 80 werden zum Verkürzen der Opferätzzeit der Platte und zum Ausbilden von Säulen ("Füßen") benutzt, die die Platte in ihrer Lage gegen den während der Opferätzung entwickelten Kapillardruck halten. Die Elektrodenlöcher 80 werden dann in einem Plasmareaktor mit SF₆ : C₂ClF₅ bis zur Nitridschicht 52 geätzt. Diese wird dann gemäß der Darstellung 4J, bis zum Erreichen des Oxids 50 in einem SF₆-Plasma geätzt. Als nächstes wird der Fotolack entfernt, und die Lithographie für die Säulen wird durchgeführt. Bei dieser Stufe werden einige der Elektrodenlöcher 80a mit Resist abgedeckt. Diese sind Zu gangslöcher für die Opferätzung. Die freiliegenden Löcher 80b werden für die Konstruktion der Säulen benutzt. Die Proben wer den dann in 5 : 1 BHF getaucht, die Opfer-LTO wird geätzt und ein kurzes Stück unter Bildung der Struktur von Fig. 4K hinter schnitten. Nach dieser Stufe werden die Proben piranhagerei nigt, und die Säulen werden dadurch gebildet, daß zunächst eine 5 µm-Schicht aus Parylen®-C 84 ausgebildet wird. Parylen® ist ein Polymer, daß aus der Gasphase abgesetzt wird. Dieses Polymer 84 füllt unter Ausbildung des polymeren Abstandshalters 85 bzw. der Säule unter der Platte die Hinterschneidung aus. Nach, dem Auftrag wird eine dünne, 100 nm starke Schicht 88 aus AlSi auf die Proben aufgedampft. Das Aluminium wird dann gemäß der Darstellung in Fig. 4L strukturiert und geätzt.

Die Halbleiterscheibe wird dann für etwa 45 Minuten einem Sau erstoffplasma bei 450 W ausgesetzt. Das dünne Aluminium dient als Maske 88 für die O₂-Ätzung. Nach dem Ätzen des Polymers 84 werden die Proben in ein Aluminiumätzmittel eingetaucht, und das ungeschützte Aluminium wird entfernt. Die sich vor dem Ät zen des Aluminiums ergebende Struktur wird in Fig. 4M gezeigt.

Die obere Elektrode weist Zugangslöcher 80a für die Opferät zung zum Entfernen des darunterliegenden LTO 60 auf. Zusätz lich weist die Platte Parylen®-Abstandhalter bzw. Säulen 85 auf, um sie während der Ätzung in ihrer Lage zu halten. Nach dieser Stu fe werden die Proben zum Entfernen der Opfer-LTO-Schicht für fünf bis zehn Minuten in eine konzentrierte HF-Lösung einge taucht. Die Parylenfüße® verhindern, daß die obere Elektrode die Membran berührt.

Als nächstes wird eine 1 µm-AlSi-Schicht 90 auf die Proben gesputtert, und die Metallisierungslithographie wird durchge führt. Das Metall wird in einem Aluminiumätzmittel unter Be lassung der AlSi-Flächen geätzt. Nach dem-Entfernen des Foto lacks in Aceton wird die endgültige Struktur von Fig. 4N er zielt.

Als nächstes werden die Proben gespalten und die Chips in Würfel geschnitten. Nach der Montage werden die zu Paketen zusammengefaßten Vorrichtungen zum Ätzen der Parylenfüße für etwa eine bis zwei Stunden bei 450 W in einen Sauerstoff- Plasma-Reaktor eingesetzt. Damit wird die obere Elektrode freigegeben. Die fertige Vorrichtung wird in Fig. 4O ge zeigt. Eine typische Kennlinie wird in Fig. 5 ge zeigt.

Überlegungen zu anderen Herstellungsverfahren

Die Opferschicht wird aus einer Gruppe von Opferschichtwerk stoffen, die sich mit nassen Ätztechniken entfernen lassen, ausgewählt. Die Opferschicht muß weiter mit der auf ihr abzu scheidenden strukturellen Schicht kompatibel sein und muß den für das Abscheiden der strukturellen Schicht erforderli chen Temperaturen widerstehen. Ebenso darf die Opferschicht an oder unter der für das Abscheiden der strukturellen Schicht erforderlichen Temperatur nicht sublimieren. Erläu ternd für Opferschichtwerkstoffe ist der bevorzugte Werk stoff Siliziumdioxid.

Die strukturelle Schicht wird auf der Opferschicht in solcher Weise abgeschieden, daß sie mindestens ein Ankerbein aufweist, wie zum Beispiel die Ecke einer Kante, wobei das Ankerbein durch eine Öffnung in der Opferschicht an der Substratoberflä che verankert ist.

Die die temporären Säulen bildende Schicht, die gegenüber dem Opferschichtätzmittel beständig ist, zum Beispiel ein schützen des Polymer, wie ein Fotolackpolymer, wird so auf die Oberflä che der strukturellen Schicht aufgetragen, daß sie mindestens eines der in dieser befindlichen Löcher abdeckt, während sie mindestens ein Loch unbedeckt läßt. Die Schutzschicht kann so mit bekannten Auftragetechniken aufgebracht werden, während mindestens ein Loch mit der lithographischen oder anderen im Stand der Technik bekannten Techniken unbedeckt bleibt. Die strukturelle Schicht wird dann in eine Opferschicht-Ätzmittel lösung eingetaucht. Damit werden Teile der Opferschicht dort entfernt, wo diese durch das unbedeckte Loch der strukturellen Schicht freiliegt. Das partielle Ätzen der Opferschicht durch die Löcher erstreckt sich vorzugsweise bis zum Substrat, um Leerstellen bzw. Hohlräume zu erzeugen, die später unter Bil dung von Säulen gefüllt werden können. Vorzugsweise schließen die Leerstellen hinterschnittene Flächen in der Opferschicht ein. Die die Säulen bildende Schicht wird dann mit einem für den besonderen gewählten Werkstoff geeigneten Trockenätzverfah ren entfernt.

Vorzugsweise ist die die Säule bildende Schicht das konform ab scheidbare Polymer Xylen, das sich zum wesentlichen Ausfüllen der hinterschnittenen Fläche als Dampf niederschlagen läßt. Eine die Säule bildende Schicht wird in die Leerstellen und die hinterschnittenen Flächen eingebracht und bildet polymere Säu len, die in die Opferschicht eingebettet sind und später wäh rend des Nachätzens der verbleibenden Opferschicht eine Stütze für die strukturelle Schicht bilden. Die Leerstelle kann mit oder ohne die bevorzugte hinterschnittene Fläche ausgebildet werden. Bei Fehlen der hinterschnittenen Flächen erzeugen Leerstellen Säulen, die nur die Oberseite der strukturellen Schicht überlappen und diese durch Adhäsion an ihr abstützen. In dieser Beziehung kann die Fläche, auf der eine Überlappung stattfindet, zum Ausbilden einer größeren oder kleineren Oberfläche für die Adhäsion geändert werden. Dies hängt von der für das Abstützen der strukturellen Schicht erforderlichen Adhäsionskraft ab.

Die Leerstellen können in der Opferschicht bis auf eine Tiefe unter der Tiefe zwischen der strukturellen Schicht und dem Substrat geätzt werden. Die Säulen, die von der strukturellen Schicht bis kurz vor das Substrat verlaufen, können dadurch gebildet werden. Während des Verdampfens der Ätz- und der Spüllösung wird sich die strukturelle Schicht etwas verbiegen. Vor der Berührung des Substrats wird sie jedoch durch die Säulen angehalten. Kürzere Säulen werden nicht bevorzugt, da der Abstand zwischen den Säulen jedoch enger sein muß, was mehr Löcher in der strukturellen Schicht verlangt und auf dieser zu einer geringeren für eine Anwendung verfügbaren freien Oberfläche führt.

Eine Maskenschicht, wie ein Film aus einem gegenüber einer Plasma-Ätzung widerstandsfähigen Werkstoff, wird in einem Muster über Abschnitte der die Säule bildenden Schicht aufgetragen, wobei diese Abschnitte die Löcher abdecken, durch die die Leerstellen gefüllt wurden. Dies wird durch Auftragen eines Films in im Stand der Technik bekannter Weise durch Dampf Vakuum oder andere Auftragetechniken erreicht, und ein Muster wird durch lithographische oder andere bekannte Verfahren ausgebildet. Vorzugsweise ist die Maskenschicht ein Film aus Aluminium oder einem anderen herkömmlichen Metall mit etwa 50 bis 100 Nanometern Stärke. Die Maskenschicht schützt jene Abschnitte der die Säulen bildenden polymeren Schicht, die mit dem Muster abgedeckt sind, vor einem Ätzen, und nach dem Auftragen werden die unge schützten Abschnitte der die Säule bildenden Schicht durch Trockenätzen, zum Beispiel durch Sauerstoff-Plasma-Ätzen, oder andere bekannte Verfahren entfernt.

Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung hier ge zeigt und beschrieben wurden, leuchtet es ein, daß diese Aus führungsformen nur als Beispiel gegeben wurden. Zahlreiche Änderungen, Abwandlungen und Ergänzungen werden Fachleuten ohne Abweichung vom Wesen der Erfindung einfallen.

Claims

1. Verfahren zur mikrotechnischen Herstellung eines kapazitiven Differenzdrucksensors auf einem Substrat (10), mit den folgenden Schritten:
selektives Implantieren eines Dotierstoffes in das Sub strat (10) zum Ausbilden einer Ätzstoppschicht (20),
Aufbringen einer Oberflächenschicht aus Halbleitermaterial auf das Substrat (10), um mindestens die erste Ätz stoppschicht (20) zum Ausbilden einer Membranschicht (30) auf dieser abzudecken,
Aufbringen einer passivierenden leitenden Schicht (40) auf die Membranschicht (30) zum Ausbilden einer ersten Membra nelektrode (40),
selektives Auftragen einer Opferschicht (50) auf die Mem branschicht (30) und die auf dieser befindliche passi vierende leitenden Schicht (40),
Verankern einer leitenden strukturellen Schicht an der Oberflächenschicht, so daß die Opferschicht (50) zum Aus bilden einer zweiten Elektrode (60) zwischen dem Substrat (10) und der strukturellen Schicht angeordnet ist,
selektives Ätzen des Substrats (10) von der Seite gegen über der strukturellen Schicht zum Ausbilden einer offenen rückseitigen Öffnung (76), die an der Ätzstoppschicht (20) endet,
selektives Entfernen der Ätzstoppschicht (20), so daß die rückseitige Öffnung unter Bildung einer Membran (30) an der Membranfläche (30) auf der Seite gegenüber der struk turellen Schicht ankoppelt,
Ausbilden mindestens einer durch die strukturelle Schicht zu der Oberflächenschicht hin verlaufenden temporären Säule (85), zum Herabsetzen der zwischen diesen Schichten stattfindenden Verformung aufgrund von Kapillarkräften beim nachfolgenden Naßätzen,
Entfernen der Opferschicht mittels Naßätzens zum Ausbilden eines Membranhohlraums (150) in den sich die Membran (30) nach Maßgabe des zu messenden Druckes ausbiegen kann, und Entfernen der mindestens einen temporären Säule (85) mit tels Trockenätzens, so daß ein durch die rückseitige Öff nung (76) ausgeübter Druck eine Ausbiegung der Membran (30) und eine entsprechende Änderung der Kapazität zwi schen der ersten und der zweiten Elektrode (40, 60) be wirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des Ausbildens mindestens einer temporären Säule (85) die folgenden Stufen umfaßt:
Ätzen mindestens eines Loches in die strukturelle Schicht,
Aufbringen eines selektiven Ätzmittels durch das mindestens eine Loch zum Ausbilden einer Leerstelle in der Opfer schicht (50),
Auftragen einer eine Säule (85) bildenden Schicht, die ge genüber dem Opferschichtätzmittel durch mindestens eines der Löcher in der strukturellen Schicht widerstandsfähig ist, um die Leerstelle im wesentlichen auszufüllen und eine in der Opferschicht (50) eingebettete und durch min destens ein Loch stützend an die strukturelle Schicht an gekoppelte Säule (85) auszubilden, und Aufbringen der die Säule bildenden Schicht auf mindestens einen Abschnitt der struk turellen Schicht, und
Entfernen der die Säule bildenden Schicht von der struktu rellen Schicht, ausgenommen dort, wo die die Säule bil dende Schicht über dem mindestens einen Loch verläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des Entfernens der die Säule (85) bildenden Schicht von der strukturellen Schicht die folgenden Stufen umfaßt:
Aufbringen eines gegenüber einem Plasma-Ätzen beständigen Materialfilms in einem Muster auf der Oberfläche der die Säule (85) bildenden Schicht, wobei das Muster über jedes Loch gelegt wird, durch das die die Säule bildende Schicht aufgebracht wird, um die Leerstelle im wesentlichen aufzufüllen,
Entfernen der die Säule bildenden Schicht von der strukturellen Schicht außerhalb des Musters mittels des Plasma-Ätzens und
anschließendes Entfernen des in dem Muster aufgebrachten Materialfilms.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des Aufbringens des Ätzmittels durch das mindestens eine Loch das Ausbilden einer Leerstelle einschließlich ei ner hinterschnittenen Fläche in der Opferschicht (50) ein schließt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des Aufbringens des Ätzmittels durch das mindestens eine Loch das Ausbilden der Leerstelle ausgehend von dem Loch in der strukturellen Schicht in Richtung auf das Sub strat (10) einschließt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des Aufbringens der gegenüber dem Opfer schichtätzmittel beständigen, eine Säule bildenden Schicht durch das mindestens eine Loch die Stufe des Einbringens eines Polymers durch Dampfauftrag in die Leerstelle einschließt.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des Aufbringens der gegenüber dem Opferschicht tz- mittel beständigen, eine Säule (85) bildenden Schicht die Stufe des konformen Aufbringens eines Polymers ein schließt.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des Ätzens des mindestens einen Loches das Ät zen mehrerer Löcher in die strukturelle Schicht umfaßt, und das Verfahren weiter die folgenden Stufen umfaßt:
Abdecken mindestens eines der zahlreichen Löcher mit ei ner gegenüber dem Opferschichtätzmittel beständigen Schutzschicht, und
Entfernen der Schutzschicht nach der Stufe des Ausbildens der mindestens einen temporären Säule (85), und
Aufbringen eines Ätzmittels durch das mindestens eine der zahlreichen Löcher zum Ausbilden des Membranhohlraums (150).

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe des Aufbringens der strukturellen Schicht das Aufbringen einer polykristallines Silizium enthaltenden Schicht umfaßt, und
die Stufe des Abdeckens des mindestens einen der zahlrei chen Löcher mit einer Schutzschicht durch Aufbringen ei nes fotoempfindlichen Polymers durchgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des Aufbringens der Opferschicht (50) die Stufe des Aufbringens einer hochtemperaturbeständigen Opfer schicht (50) einschließt, die durch Temperaturen von min destens annähernd 600°C im wesentlichen unbeeinflußt bleibt.

11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des selektiven Implantierens des Dotierstoffes weiterhin die Stufe des Bemessens der Ätzstoffschicht (20) auf annähernd die Größe der Membranschicht (30) - aber nicht größer als das geschlossene Ende der rückseitigen Öffnung (76) - einschließt, wodurch an der Membranschicht (30) nach der Stufe des Ätzens der rück seitigen Öffnung (76) und dem Entfernen der Ätzstopp schicht (20) eine Aussparungskerbe (76a) ausgebildet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Stufen des Auftragens der Opferflächenschicht, des Auftragens der passivierenden leitenden Schicht (40), des selektiven Aufbringens der Opferschicht (50), des Verankerns der leitenden strukturellen Schicht, des Aus bildens der mindestens einen temporären Säule (85), des Entfernens der Opferschicht (50) und dann des Entfernens der temporären Säule (85) jeweils entsprechende Stufen zum Ausbilden eines Referenzkondensators auf dem Substrat (10) einschließen, der aber in einem Abstand seitlich von der rückseitigen Öffnung (76) angeordnet wird.

13. Differenzdrucksensor, hergestellt nach dem Verfahren ge mäß einem der Ansprüche 1 bis 12, mit
einem Substrat (10),
einer Oberflächenschicht aus Halbleitermaterial auf einer Seite des Substrats (10) mit zwei darauf benachbart zu einander angeordneten passivierenden leitenden Schichten (40), die jeweils eine erste Membran-Elektrode bilden,
zwei jeweils oberhalb der leitenden Schichten (40) ange ordneten, überbrückenden leitenden strukturellen Schich ten (60) mit jeweils mindestens einer durch sie durchtre tenden Öffnung (80), die jeweils zweite Elektroden bilden und in der Oberflächenschicht verankert sind, wobei je weils ein Membranhohlraum (150) zwischen der ersten (40) und der zweiten (60) Elektrode gebildet ist, so daß diese Elektroden (40, 60) jeweils einen Kondensator bilden,
eine rückseitige Öffnung (76), die von der Seite des Sub strat gegenüber der einen Seite unterhalb einer der lei tenden Schichten (40) in das Substrat eintritt, um so eine flexible Membran (30) von verminderter Stärke auszu bilden, so daß durch die rückseitige Öffnung (76) aus geübter Druck eine Ausbiegung der flexiblen Membran (30) und eine entsprechende Änderung der Kapazität zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (40, 60) bewirkt.

14. Differenzdrucksensor nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß jede überbrückende leitende Schicht minde stens zwei durch sie durchtretende Öffnungen (80) zur Verbin dung mit dem dazwischen befindlichen Membranhohlraum (150) einschließt.

15. Differenzdrucksensor nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Oberflächenschicht polykristallines Si lizium ist.

16. Differenzdrucksensor nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine stützende Säule (85), die durch eine der Öff nungen (80) in den überbrückenden leitenden Schichten angekop pelt ist und durch den Membranhohlraum (150) zum effekti ven Anschlagen am Substrat (10) nach Maßgabe einer Durch biegung der überbrückenden leitenden Schicht verläuft.

17. Differenzdrucksensor nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß die stützende Säule (85) aus einem durch Trockenätztechniken entfernbaren Polymer gebildet ist.