Neue oberflächenmikromechanische Technologie zur Herstellung kapazitiver Sensoren auf Basis von porösem Silizium

Inhalt:
Wir präsentieren eine neue oberflächenmikromechanische Technologie zur Herstellung von kostengünstigen, CMOS-kompatiblen, integrierten Sensoren auf Basis von porösem Silizium, die insbesondere für kapazitive und thermische Wandlerprinzipien geeignet ist. Die wesentlichen Prozessschritte sind: (i) die Erzeugung einer monokristallinen Si-Membran mit dem APSM (Advanced Porous Silicon Membrane)-Prozess, (ii) die Abscheidung eines dielektrischen, stressoptimierten und mit Zugangslöchern versehenen Schichtstapels auf der monokristallinen Membran, (iii) die vollständige Freistellung der Membran durch isotropes Si-Ätzen, sowie (iv) der optionale Verschluss der Zugangslöcher mittels einer Passivierungsschicht. Auf diese Weise wird die monokristalline Si-Membran elektrisch isoliert und kann als druckabhängige Elektrode gegenüber dem Substrat kapazitiv ausgewertet werden. Durch die dielektrische Aufhängung ergeben sich dabei deutlich niedrigere parasitäre Kapazitäten als bei einer Isolation über pn-Übergänge.