(57)【要約】【課題】ミクロメカニカル構造部材の分野において、処理ガスと共に付加的な不活性ガスの薄膜によりキャッピングされたセンサー中への封入を改善する。【解決手段】基板と薄膜キャップと、基板および薄膜によって制限されている空洞とを備え、この空洞内に内圧を有する少なくとも１つの気相が封入されているミクロメカニカル構造部材の場合に、気相が非大気の組成を有する。【効果】薄膜キャップにより閉じ込められている空洞内に任意の内圧を実現させることができる。従来の閉鎖処理の場合、この圧力は、閉鎖の際に使用される処理圧に制限されている。【選択図】図２ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１）と薄膜キャップ（４）と、基板（１）および薄膜（４）によって制限されている空洞（６）とを備え、この空洞（６）内に内圧を有する少なくとも１つの気相（９）が封入されているミクロメカニカル構造部材において、気相（９）が非大気の組成を有することを特徴とする、前記ミクロメカニカル構造部材。
【請求項２】
内圧が約１００ミリバールを上廻る、請求項１記載のミクロメカニカル構造部材。
【請求項３】
内圧が約１０００ミリバールを上廻る、請求項１または２記載のミクロメカニカル構造部材。
【請求項４】
空洞（６）内にミクロメカニカル構造（２）が配置されている、請求項１から３までのいずれか１項に記載のミクロメカニカル構造部材。
【請求項５】
薄膜キャップ（４）が偏位可能な膜である、請求項１から４までのいずれか１項に記載のミクロメカニカル構造部材。
【請求項６】
空洞（６）内にポリマー（８）が封入されている、請求項１から５までのいずれか１項に記載のミクロメカニカル構造部材。
【請求項７】
基板（１）と薄膜キャップ（４）と、基板（１）および薄膜キャップ（４）によって制限されている空洞（６）とを備えているミクロメカニカル構造部材を製造する方法において、製造工程：
ポリマー（８）を空洞（６）内に配置する工程、
空洞（６）を閉鎖する工程、
ポリマー（８）の少なくとも一部分を分解することによって非大気の組成を有する気相（９）を空洞（６）内に形成させる工程を有することを特徴とする、前記ミクロメカニカル構造部材を製造する方法。
【請求項８】
ポリマー（８）を熱分解する、請求項７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と薄膜キャップと、基板および薄膜キャップによって制限されている空洞とを備え、この空洞内に内圧を有する少なくとも１つのガスが封入されているミクロメカニカル構造部材から出発する。また、本発明は、基板と薄膜キャップと、基板および薄膜キャップによって制限されている空洞とを備えているミクロメカニカル構造部材を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜によりキャップされたセンサーには、製造過程のために閉鎖処理の処理圧（大抵、ほんの２、３ミリバール）が封入される。シールガスキャッピングの方法は、キャッピングの際に使用される雰囲気による圧力封入を可能にする。
【０００３】
数多くのセンサー、例えば加速度センサーは、運転のために高い封入圧力を必要とする。これは、薄膜キャップの方法では簡単に表わすことができない。
【０００４】
欧州特許第０４１０１１０８号明細書の記載から、処理ガスと共に付加的な不活性ガスを薄膜によりキャッピングされたセンサー中に封入することは、公知である。
【特許文献１】欧州特許第０４１０１１０８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明には、上記に記載されたミクロメカニカル構造部材を改善するという課題が課された。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、基板と薄膜キャップと、基板および薄膜によって制限されている空洞とを備え、この空洞内に内圧を有する少なくとも１つの気相が封入されているミクロメカニカル構造部材において、気相が非大気の組成を有することによって解決される。
【０００７】
好ましいのは、約１００ミリバールを上廻る内圧である。特に好ましいのは、約１０００ミリバールを上廻る内圧である。
【０００８】
ミクロメカニカル構造部材の好ましい形式には、空洞内にミクロメカニカル構造が配置されていることが設けられている。好ましくは、このミクロメカニカル構造は、気相によって機械的に蒸発させることができる。
【０００９】
ミクロメカニカル構造部材の好ましい形式には、薄膜が偏位可能な膜（auslenkbare Membran）であることが設けられている。好ましくは、こうして作業範囲が気相の内圧によって調節可能である圧力センサーを作製することができる。
【００１０】
ミクロメカニカル構造部材の好ましい形式には、空洞内にポリマーが封入されていることが設けられている。好ましくは、ポリマーによって非大気の気相を形成させることができる。
【００１１】
本発明による方法は、ポリマーを空洞内に配置する工程、空洞を閉鎖する工程およびポリマーの少なくとも一部分を分解することによって非大気の組成を有する気相を形成させる工程を有する。本発明によれば、空洞を閉鎖する際の処理圧よりも高くともよい内圧が形成される。好ましくは、ポリマーは、熱分解される。
【００１２】
本発明によれば、薄膜キャップにより閉じ込められている空洞内に任意の内圧を実現させることができる方法が提案されている。完成後およびキャップの閉鎖後にガスまたはガス混合物に変換される、空洞内に配置された、例えばポリマー層の形のポリマーにより、規定された内圧を空洞内に封入することができる。この圧力は、ポリマーの容量によって規定される。これとは異なり、従来の閉鎖処理の場合、この圧力は、閉鎖の際に使用される処理圧に制限されている。
【００１３】
非大気の組成を有する気相は、分解によって生じる。例えば、この気相は、不活性ガス、例えばＣＯ2、ＣＯならびに短鎖状ＣxＨyＯzを生じる。更に、本明細書中で提案された方法は、１気圧を上廻る圧力を可能にする。これは、別の方法では実現不可能である。それによって、例えば空洞内に配置された機械的構造のために極めて強い蒸発に調節することができる。
【実施例】
【００１４】
図１ａおよびｂは、公知技術水準における薄膜によりキャッピングされたセンサーを略示する。図１ａは、凹所を備えた基板１を示し、この凹所内には、センサー構造２が導入されている。更に、犠牲層３が存在し、この犠牲層は、センサー構造２と薄膜キャップ４との間隔を規定する。犠牲層３上に配置された薄膜キャップ４中には、開口５が導入されており、この開口を通じて犠牲層３は、エッチングされうる。図１ｂにおいて、犠牲層３はエッチング除去されており、クロージャー層７により、開口５の形状のエッチング通路は、封止されている。付加的に空洞６内には、気相が、クロージャー層７の析出の際に使用される処理圧で封入される。この気相は、本質的な成分として典型的にはＡｒまたはＮ2からの成分を含有する。処理圧は、典型的には数１０ミリバールである。この処理圧は、同時にセンサーの運転圧力であり、特に蒸発によりセンサーの性質に影響を及ぼす。
【００１５】
図２ａ、ｂおよびｃは、薄膜キャップを備えた本発明によるミクロメカニカル構造部材を略示する。図２ａに記載のミクロメカニカル構造部材は、図１ａで示されたものに相当する。しかし、この場合には、犠牲層３以外に温度処理工程によって非可逆的に気相中に変換されうるポリマー８が導入される。直ぐ次の工程において、図２ｂによれば図１ｂと同様に犠牲層３は、エッチングされ、その後にキャップ層４中の開口５は、閉鎖される。一時的に再び処理圧は、空洞６内で生じる。ポリマー８は、なお損傷がなく、次の工程でポリマー８は、少なくとも部分的に熱分解される。図２ｃでポリマー８は、完全に分解される。ポリマーは、部分的に分解されることも可能である。熱分解可能なポリマーを使用する場合には、４３０℃の温度が必要である。非大気の組成を有する気相９は、分解によって生じる。例えば、この気相は、不活性ガス、例えばＣＯ2、ＣＯならびに短鎖状ＣxＨyＯzを生じる。それというのも、公知技術水準においては、莫大な容量の増加が前記処理と関連しているので、それによって空洞内で明らかに高い内圧９が封入される可能性があるからである。ポリマーブロック８および分解された含量に応じて、前記圧力は、規定されて調節されることができる。この場合には、明らかに１バールよりも高い圧力（１０００ミリバールを上廻る）が可能である。
【００１６】
本発明によれば、気相９は、非大気の組成を有する。非大気の組成とは、気相９が全体で、薄膜キャップ４の閉鎖の際にクロージャー層７によりミクロメカニカル構造部材の周囲に、即ち処理室中に存在する大気とは別の物質組成を有することを意味する。上記したように、前記の大気の本質的な成分は、Ａｒを含有するかまたはＮ2も含有する。
【００１７】
また、本発明によれば、気相９は、薄膜キャップ４の閉鎖の際にクロージャー層７によりミクロメカニカル構造部材の周囲に存在する大気の圧力よりも高い圧力を有する。
【００１８】
気相９は、一部分がクロージャー層７の形成の際に存在する大気から構成され、他の部分がポリマー８の分解生成物から構成されている。高い内圧の場合、気相９は、大部分がポリマー８の分解生成物からなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１ａ】公知技術水準における薄膜によりキャッピングされたセンサーを示す略図。
【図１ｂ】公知技術水準における薄膜によりキャッピングされたセンサーを示す略図。
【図２ａ】薄膜キャップを備えた本発明によるミクロメカニカル構造部材を示す略図。
【図２ｂ】薄膜キャップを備えた本発明によるミクロメカニカル構造部材を示す略図。
【図２ｃ】薄膜キャップを備えた本発明によるミクロメカニカル構造部材を示す略図。
【符号の説明】
【００２０】
１  基板、  ２  センサー構造、  ３  犠牲層、  ４  薄膜キャップ、  ５  開口、  ６  空洞、７  クロージャー層、  ８  ポリマーブロック、  ９  気相
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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