DE10009593A1 - Strukturkörper, insbesondere Infrarot-Sensor und Verfahren zur Erzeugung einer Mikrostruktur aus einem Funktionswerkstoff - Google Patents
Strukturkörper, insbesondere Infrarot-Sensor und Verfahren zur Erzeugung einer Mikrostruktur aus einem FunktionswerkstoffInfo
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Abstract
Es wird ein Strukturkörper, insbesondere ein Infrarot-Sensor (5), mit einem Tragkörper (12) und einer mit dem Tragkörper (12) zumindest bereichsweise in Verbindung stehenden Strukturierungsschicht (11) vorgeschlagen, wobei die Strukturierungsschicht (11) zumindest bereichsweise mindestens ein Mikrobauelement (17) aufweist. Die Strukturierungsschicht (11) ist weiter bereichsweise mit mindestens einer Ausnehmung (19) versehen, die zumindest weitgehend mit einem ausgehärteten Funktionswerkstoff (10), insbesondere einem Infrarot-Absorberwerkstoff, gefüllt ist, der beim Einfüllen flüssig war. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Erzeugung einer Mikrostruktur (18) aus einem Funktionswerkstoff (10) vorgeschlagen, bei dem zunächst im Bereich der Oberfläche einer Strukturierungsschicht (11) eine Ausnehmung (19) aus der Strukturierungsschicht (11) herausstrukturiert wird, die zumindest näherungsweise eine Negativstruktur der zur erzeugendenden Mikrostruktur (18) bildet, und bei dem dann die erzeugte Ausnehmung (19) zumindest weitgehend mit einem zunächst flüssigen Funktionswerkstoff (10) gefüllt wird. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung des vorgeschlagenen Strukturkörpers bzw. Infrarot-Sensors (5) sowie auch zum mechanischen Schutz empfindlicher Mikrobauelemente (17).
Description
Die Erfindung betrifft einen Strukturkörper, insbesondere
einen Infrarot-Sensor, und ein Verfahren zur Erzeugung einer
Mikrostruktur aus einem Funktionswerkstoff, nach der Gattung
der unabhängigen Ansprüche.
Viele Infrarot-Sensoren, wie sie beispielsweise in der An
meldung DE 199 32 308.9 vorgeschlagen worden sind, beruhen
auf dem Prinzip der Umwandlung von elektromagnetischer
Strahlung in Wärme, die dann thermoelektrisch oder thermore
sistiv mit Hilfe von Thermoelementen bzw. Bolometern gemes
sen wird. Voraussetzung für eine möglichst hohe Empfindlich
keit eines derartigen Sensors ist eine möglichst effiziente
Umsetzung von Infrarot-Strahlung in Wärme, was vielfach
durch ein geeignetes Absorbermaterial erreicht wird.
Neben herkömmlichen Absorbermaterialien wie beispielsweise
schwarzgefärbtes Gold oder strukturierte Mehrschichtsysteme
ist dazu in der Anmeldung DE 199 52 126.3 bereits eine ein
fache und kostengünstige Alternative vorgeschlagen worden.
Im Einzelnen werden dort strukturierte organisch/anor
ganische Polymere, beispielsweise Fotolacke, die zur Verbes
serung ihrer Eigenschaften gegebenenfalls mit Füllstoffen
versehen sein können, vorgeschlagen.
Beim Einsatz von Absorberschichten in IR-Sensoren ist es
stets notwendig, dass diese Schichten lediglich an bestimm
ten Stellen auf der Oberfläche der IR-Sensoren aufgebracht
werden, und eine definierte laterale Geometrie aufweisen.
Konkret werden Infrarot-Absorbermaterialien stets im Bereich
der sogenannten "heißen" Kontakte der Thermoelemente der IR-
Sensoren aufgebracht, so dass die Absorbermaterialien zumin
dest indirekt wärmeleitend mit diesen "heißen" Kontakten
bzw. Bereichen der Thermoelemente in Verbindung stehen.
Zum Aufbringen von Absorbermaterialien beispielsweise auf
IR-Sensoren wird bevorzugt bisher die Fotolithographie ein
gesetzt. Bei bestimmten dotierten Lacken, die mit Füllstof
fen, absorbierenden Zusätzen oder Farbstoffen versehen sind,
ist eine derartige fotolithographische Strukturierung jedoch
vielfach nicht möglich, da diese Lacke vielfach eine zu hohe
Viskosität aufweisen, um mit der geforderten Homogenität
aufgeschleudert zu werden. Darüber hinaus ist bei derartigen
Lacken vielfach die Absorption von Licht bereits so hoch,
dass eine ausreichende Durchbelichtung nicht mehr gewährlei
stet ist. Daneben weisen solche Lacke vielfach sehr lange
Entwicklungszeiten auf, während gleichzeitig bei der Ent
wicklung auf der Oberfläche der IR-Sensoren vorhandene Alu
miniumstrukturen chemisch angegriffen werden. Schließlich
eignen sich für fotolithographische Verfahren einsetzbare
Lacke vielfach nicht zum Aufbringen von Absorberstrukturen
auf dünnen Membranen, da diese Membranen bei der für die Fo
tolithographie ("Spin-On-Technik") typischen Vakuumansaugung
zerstört werden können.
Neben der Fotolithographie, bei der üblicherweise auf Grund
der leichteren Verarbeitung Positivlacke auf ein Substrat
aufgeschleudert, belichtet und entwickelt werden, sind aus
der Mikromechanik und Mikroelektronik auch weitere Verfahren
zum Aufbringen von Strukturieren von Lacken bereits bekannt.
So ist bereits vorgeschlagen worden, mit Hilfe der Mikrodo
siertechnik, beispielsweise unter Einsatz eines Kolben- oder
Schneckendispensers, mit einer Dosiernadel kleinste Mengen
von Lacken auf Substrate aufzubringen. In diesem Fall ist
auf Grund der fehlenden fotolithographischen Strukturierung
die Geometrie der durch Dispensen erzeugten Strukturen je
doch stark eingeschränkt. Im Einzelnen ist bisher das Auf
bringen von Lacken mit Hilfe der Mikrodosiertechnik nur in
Form von Punkten oder Linien auf der Oberfläche eines ent
sprechenden Substrates möglich. Die kreisrunde Form punktu
ell aufgebrachter Strukturen ist jedoch in vielen Fällen
nicht erwünscht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Entwicklung eines
Verfahrens, mit dem Mikrostrukturen eines Funktionswerkstof
fes mit lateralen Strukturgeometrien, die über Linien und
Kreise hinaus gehen, realisierbar sind. Darüber hinaus war
es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit diesem Verfahren
Strukturkörper herzustellen, die beispielsweise als Infra
rot-Sensoren geeignet sind.
Der erfindungsgemäße Strukturkörper und das erfindungsgemäße
Verfahren zur Erzeugung einer Mikrostruktur aus einem Funk
tionswerkstoff hat gegenüber dem Stand der Technik den Vor
teil, dass die Erzeugung von Ausnehmungen bzw. Kavernen
strukturen im Bereich der Oberfläche einer Strukturierungs
schicht in nahezu beliebiger Geometrie möglich ist.
Darüber hinaus hat das erfindungsgemäße Verfahren und der
eingesetzte Funktionswerkstoff den Vorteil, dass bei der
Verarbeitung des Funktionswerkstoffes bzw. im Laufe des er
findungsgemäßen Verfahrens auf Standardprozesse zurückge
griffen werden kann, und auch die Strukturierung von nicht
fotolithographisch verarbeitbaren Lecken bzw. Funktionswerk
stoffen möglich ist.
Weiter ist auch die Strukturierung bzw. das Aufbringen von
Mikrostrukturen aus einem Funktionswerkstoff auf dünnen Mem
branen ohne weiteres möglich.
Schließlich hat der erfindungsgemäße Strukturkörper und das
erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass damit bei der
Herstellung von Infrarot-Sensoren eine deutlich erhöhte Auf
lösung, insbesondere Ortsauflösung, erreicht wird. Dies er
gibt sich aus der nunmehr nahezu beliebigen Form der mit dem
Funktionswerkstoff gefüllten Ausnehmung, für die aus Wärme
verteilungsgründen eine eckige Form vielfach besonders vor
teilhaft ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen.
So ist es besonders vorteilhaft, während des Einfüllens
und/oder nach dem Einfüllen des Funktionswerkstoffes in die
Ausnehmung eine die Viskosität des flüssigen Funktionswerk
stoffes zumindest zeitweise erniedrigende Temperaturbehand
lung vorzunehmen. Auf diese Weise wird ein Verfließen des
eingefüllten Funktionswerkstoffes induziert und damit eine
möglichst gleichmäßige Bedeckung der erzeugten Kavernen
struktur bzw. Ausnehmung zu erzielt.
Gleichzeitig wird durch die laterale Begrenzung der erzeug
ten Ausnehmungen jedoch auch ein übermäßiges Verfließen des
eingefüllten Funktionswerkstoffes verhindert. Zudem verhin
dern die lateralen Begrenzungen auch ein Überfließen des
eingefüllten Funktionswerkstoffes während eventuell nachfol
gender Prozessschritte mit kritischen Temperaturen.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens sind darüber hin
aus vorteilhaft nunmehr auch Ausnehmungen bzw. Absorber
strukturen realisierbar, die eine Kreuzform aufweisen.
Um eine möglichst hohe Positioniergenauigkeit des in die er
zeugte Ausnehmung mittels einer Mikrodosier-Vorrichtung ein
gefüllten flüssigen Funktionswerkstoffes zu gewährleisten,
wird das Einfüllen im Übrigen vorteilhaft mit Hilfe einer
Bildverarbeitung kontrolliert bzw. vorgenommen.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und in den nach
folgenden Beschreibungen näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 einen Strukturkörper in Form eines Infra
rot-Sensors, Fig. 2 einen Querschnitt durch Fig. 1 vor dem
Einfüllen des Funktionswerkstoffes, Fig. 3 den auf Fig. 2
folgenden Verfahrensschritt beim Einfüllen des Funktions
werkstoffes und Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 1 nach dem
Einfüllen des Funktionswerkstoffes und dessen Verfließen.
Die Fig. 1 zeigt als Beispiel für einen Strukturkörper ei
nen Infrarot-Sensor 5 dessen Funktionsweise und prinzipiel
ler Aufbau bereits aus der Anmeldung DE 199 32 308.9 bekannt
ist.
Im Einzelnen zeigt Fig. 1 einen Tragkörper 12 aus einem be
vorzugt gut wärmeleitenden Material wie Silizium der rück
seitig eine Kaverne 20 aufweist und der eine Strukturierungsschicht
11 in Form einer zumindest bereichsweise frei
tragenden Membran trägt. Die Dicke der Strukturierungs
schicht 11 liegt typischerweise im Bereich von 300 nm bis
100 µm, insbesondere 1 µm bis 20 µm. Sie besteht bevorzugt
aus einem gegenüber dem Material des Tragkörpers 12 schlecht
wärmeleitenden Material wie beispielsweise einem Oxid oder
Nitrid, insbesondere Siliziumoxid oder Siliziumnitrid, oder
aus porösem Silizium. Als Material für den Tragkörper 12
eignet sich weiter neben Silizium auch eine Siliziumverbin
dung oder ein Metall wie beispielsweise Kupfer, Aluminium,
Gold, Silber, Cobalt oder Nickel.
Auf der Oberfläche der Strukturierungsschicht 11 sind in an
sich bekannter Weise als Mikrobauelemente 17 eine Vielzahl
von in Serie geschalteten, kreuz- oder sternförmig angeord
neten Thermoelementen vorgesehen. Diese Thermoelemente be
stehen jeweils aus einem ersten Thermomaterial 15 und einem
zweiten Thermomaterial 16 in Form von dünnen, auf der Ober
fläche der Strukturierungsschicht 11 aufgebrachten Leiter
bahnen. Diese Leiterbahnen sind dabei abwechselnd aus dem
ersten Thermomaterial 15 und dem zweiten Thermomaterial 16
aufgebaut, so dass sich im Bereich des Übergangs von dem er
sten Thermomaterial 15 auf das zweite Thermomaterial 16 je
weils ein Thermokontakt bildet. Die Anordnung der Mikrobau
elemente 17 bzw. im konkreten Fall der Thermoelemente er
folgt weiter derart, dass die Thermokontakte der Thermoele
mente abwechselnd zumindest indirekt wärmeleitend mit dem
Tragkörper 12 in Verbindung stehen und andererseits abwech
selnd auf das Zentrum der stern- oder kreuzförmigen Anord
nung der Thermoelemente hin orientiert sind, d. h. sich in
dem freitragenden Bereich der Strukturierungsschicht 11 be
finden, so dass diese Thermokontakte möglichst weit von dem
Tragkörper 12 entfernt sind und damit eine möglichst geringe
Wärmeleitung bzw. Wärmeabfuhr über den Tragkörper 12 auf
tritt.
Die in Fig. 1 erläuterte, an sich bekannte Anordnung der
Mikrobauelemente 17 in Form von Thermoelementen hat somit
das Ziel, abwechselnd sogenannte "heiße" Thermokontakte in
dem freitragenden Bereich bzw. in der Umgebung des Zentrums
der Strukturierungsschicht 11 anzuordnen und demgegenüber
abwechselnd sogenannte "kalte" Thermokontakte im Bereich der
von dem Tragkörper 12 gestützten Bereiche der Strukturie
rungsschicht 11 aufzubringen, so dass diese "kalten" Thermo
kontakte durch die gute Wärmeleitfähigkeit des Tragkörpers
12 gegenüber den "heißen" Thermokontakten eine geringere
Temperatur aufweisen. Auf diese Weise wird stets ein mög
lichst hoher Temperaturgradient zwischen den "heißen" Ther
mokontakten und den "kalten" Thermokontakten aufrechterhal
ten. Als erstes Thermomaterial 15 und zweites Thermomaterial
16 eignen sich beispielsweise die Materialpaare Platin/poly-
Silizium, Aluminium/poly-Silizium oder p-dotiertes poly-
Silizium/n-dotiertes poly-Silizium.
In Fig. 1 ist weiter dargestellt, dass die Strukturierungs
schicht 11 bereichsweise mindestens eine Ausnehmung 19 in
Form einer Kavernenstruktur aufweist, die zumindest weitge
hend mit einem Funktionswerkstoff 10 gefüllt ist und somit
eine Mikrostruktur 18 bildet. Die Ausnehmung 19 bzw. die Mi
krostruktur 18 ist dabei einerseits in unmittelbarer Nähe zu
den "heißen" Thermokontakten angeordnet, andererseits jedoch
derart, dass die Ausnehmung 19 bzw. die Mikrostruktur 18 die
Thermoelemente bzw. Mikrobauelemente 17 nicht überdeckt,
d. h. die Ausnehmung 19 befindet sich in dem von den Thermo
elementen begrenzten freien Bereich im Zentrum der Struktu
rierungsschicht 11 gemäß Fig. 1.
Alternativ sei an dieser Stelle betont, dass es ebenso mög
lich ist, die Mikrobauelemente 17 in bekannter Weise als in
nerhalb der Strukturierungsschicht 11 vergrabene Thermoelemente
auszuführen. In diesem Fall kann die Ausnehmung 19
auch oberhalb der "heißen" Thermokontakte der Thermoelemente
platziert sein, wobei die Ausnehmung 19 dann in der Tiefe
bevorzugt möglichst nahe an die vergrabenen "heißen" Thermo
kontakte heranreicht, sie jedoch bevorzugt beim Herausstruk
turieren der Ausnehmung 19 aus der Strukturierungsschicht 11
nicht ganz freilegt.
Die Ausnehmung 19 ist insgesamt bevorzugt derart plaziert
und hinsichtlich ihrer lateralen Ausdehnung und Tiefe derart
dimensioniert, dass der in die Ausnehmung 19 eingefüllte
Funktionswerkstoff 10 bereichsweise zumindest indirekt wär
meleitend mit den als Mikrobauelementen 17 auf der Oberflä
che der Strukturierungsschicht 11 angeordneten Thermoelemen
ten in Verbindung steht. Insbesondere dadurch, dass der
Funktionswerkstoff 10 lediglich mit den "heißen" Thermokon
takten der Thermoelemente wärmeleitend in Verbindung steht,
wird auf Grund der wärmeabsorbierenden Eigenschaften des
Funktionswerkstoffes 10, und der dadurch entstehenden Ver
stärkung des Temperaturgradienten über den einzelnen Thermo
elementen, eine Steigerung der Empfindlichkeit und der Mess
genauigkeit der Thermoelemente und damit des gesamten Infra
rot-Sensors 5 erreicht.
Der in die Ausnehmung 19 eingefüllte Funktionswerkstoff 10
ist beispielsweise ein dispensierbarer Lack in Form eines
Infrarot-Absorbermaterials, das gegebenenfalls mit einem
Füllstoff versehen ist. Geeignete derartige Funktionswerk
stoffe 10 sind in der Anmeldung DE 199 52 126.3 beschrieben.
Die Ausnehmung 19 ist bevorzugt eine oberflächlich aus der
Strukturierungsschicht 11 herausstrukturierte Kavernenstruk
tur mit in Draufsicht rechteckiger, quadratischer, runder
oder kreuzförmiger Oberflächenform. Sie weist eine typische
Tiefe von 10 nm bis 10 µm, insbesondere 200 nm bis 2 µm, eine
typische Länge von 1 pin bis 1000 µm, insbesondere von 100 µm
bis 600 µm, und eine Breite von 1 µm bis 1000 µm, insbe
sondere von 100 µm bis 600 µm, auf.
Der erläuterte Aufbau des Infrarot-Sensors 5 gemäß Fig. 1
bewirkt insgesamt, dass der Tragkörper 12 eine Wärmesenke
bildet, während der Funktionswerkstoff 10 ein wärme-
und/oder elektromagnetische Strahlung absorbierender Werk
stoff ist, so dass an dieser Stelle eine besonders starke
Wärmeabsorption auftritt.
Die Fig. 2 zeigt in vereinfachter Weise den ersten Verfah
rensschritt zur Erzeugung der Ausnehmung 19 im Bereich der
Strukturierungsschicht 11. Dazu wird unter Verwendung einer
geeigneten Ätzmaske eine an sich bekannte Kavernenätzung des
Materials der Strukturierungsschicht 11, ausgehend von der
Oberfläche der Strukturierungsschicht 11, vorgenommen. Diese
Kavernenätzung erfolgt beispielsweise über ein bekanntes
trocken- oder nasschemisches Ätzverfahren, wobei die einge
setzte Ätzmaskierung die spätere Geometrie der Mikrostruktur
18 bestimmt. Aus der Strukturierungsschicht 11 wird zunächst
somit die Ausnehmung 19 derart herausstrukturiert, dass sich
im Bereich der Oberfläche der Strukturierungsschicht 11 zu
mindest näherungsweise eine Negativstruktur der danach zu
erzeugenden Mikrostruktur 18 bildet. Im erläuterten Beispiel
ist die Oberflächenform der herausstrukturierten Ausnehmung
19 rechteckig.
Danach erfolgt dann in an sich bekannter Weise eine Ätzung
der Rückseite des Tragkörpers 12, so dass sich die Kaverne
20 ausbildet, die in der Tiefe bis zur Strukturierungs
schicht 11 reicht. Im erläuterten Beispiel ist auch die
Oberflächenform dieser Kaverne 20, von der Rückseite des
Tragkörpers 12 betrachtet, rechteckig. Im Übrigen ist die
Kaverne 20 bevorzugt derart dimensioniert, dass sie in allen
Dimensionen, d. h. Länge, Breite und Tiefe, deutlich größer
als die Ausnehmung 19 ist. An dieser Stelle sei zudem be
tont, dass die Ätzung der Kaverne 20 auch vor dem Erzeugen
der Ausnehmung 19 vorgenommen werden kann. Die vorhergehende
Ätzung der Ausnehmung 19 ist jedoch bevorzugt, da dies die
Strukturierungsschicht 11 entlastet.
Die Fig. 3 zeigt den nach dem Herausstrukturieren der Aus
nehmung 19 und der Kaverne 20 nachfolgenden Verfahrens
schritt, wobei mit Hilfe einer an sich bekannten Mikrodo
siervorrichtung, insbesondere eines Kolbendispensers oder
eines Schneckendispensers, die Ausnehmung 19 zumindest weit
gehend mit dem in diesem Stadium noch flüssigen Funktions
werkstoff 10 gefüllt wird. Um das Einfüllen des Funktions
werkstoffes 10 in die Ausnehmung 19 mit möglichst hoher Prä
zision ausführen zu können, wird dieses Einfüllen bevorzugt
mit Hilfe einer Mikrodosiervorrichtung mit integrierter
Bildverarbeitung vorgenommen bzw. mit Hilfe einer Bildverar
beitungsvorrichung kontrolliert.
Darüber hinaus erfolgt während des Einfüllens und/oder nach
dem Einfüllen des in diesem Stadium noch flüssigen Funkti
onswerkstoffes 10 in die Ausnehmung 19 gegebenenfalls eine
die Viskosität des flüssigen Funktionswerkstoffes 10 zumin
dest zeitweise erniedrigende Temperaturbehandlung. Dazu ge
eignete Temperaturen liegen typischerweise zwischen 50°C und
130°C. Durch diese Temperaturbehandlung wird einerseits ein
Verfließen des eingefüllten Funktionswerkstoffes 10 er
reicht, um eine möglichst gleichmäßige Bedeckung bzw. Aus
füllung der erzeugten Ausnehmung 19 sicherzustellen, ande
rerseits wird durch die laterale Begrenzung der Ausnehmung
19 jedoch gleichzeitig ein übermäßiges Verfließen des einge
füllten Funktionswerkstoffes 10 verhindert. Zudem verhindert
die Begrenzung auch ein mögliches Verfließen des eingefüll
ten Funktionswerkstoffes 10 während eventuell nachfolgender
Prozessschritte mit kritischen Temperaturen, d. h. Tempera
turen die Viskosität des eingefüllten Funktionswerkstoffes
10 erheblich erniedrigen.
Die Fig. 4 zeigt abschließend, wie die Ausnehmung 19 durch
den Funktionswerkstoff 10 gefüllt ist, so dass sich die fer
tige Mikrostruktur 18 gebildet hat. Um eine weitere bzw.
nachfolgende Änderung der Form dieser Mikrostruktur 18 in
diesem Stadium zu vermeiden, wird der eingefüllte flüssige
Funktionswerkstoff 10 abschließend nun in an sich bekannter
Weise, beispielsweise durch UV-Härtung oder eine Temperatur
behandlung, ausgehärtet.
Mit dem erläuterten Verfahren des Füllens der Ausnehmung 19
mit einem zunächst flüssigen, dann ausgehärteten Funktions
werkstoff 10 mit Hilfe einer Mikrodosiervorrichtung können
offensichtlich auch andere als rechteckige Mikrostrukturen
18 erzeugt werden. So ist es ohne Weiteres möglich, diese
Mikrostrukturen 18 auch als Infrarot-Absorberstrukturen in
Kreuzform zu realisieren. Beim Füllen einer kreuzförmigen
Ausnehmung 19 muss lediglich ein linienförmiges Auftragen
bzw. Einfüllen des Funktionswerkstoffes 10 in zwei Schritten
realisiert werden, wobei diese beiden Schritte beispielswei
se zwei senkrecht zueinander verlaufende Verfahrwege umfas
sen.
Weiter sei betont, dass das erläuterte Verfahren nicht nur
auf die Strukturierung von Absorberschichten für Infrarot-
Sensoren 5 anwendbar ist, sondern dass es auch eingesetzt
werden kann, um Mikrostrukturen 18 beispielsweise in Form
von Lackstrukturen in weitgehend beliebiger, jedoch defi
niert vorgegebener Form zu erzeugen. Derartige Mikrostruktu
ren 18 können beispielsweise als mechanischer Schutz von
empfindlichen Sensorelementen oder Aktorelementen, beispielsweise
für eine träge Masse eines Beschleunigungssen
sors, dienen.
Claims (16)
1. Strukturkörper, insbesondere Infrarot-Sensor (5), mit
einem Tragkörper (12) und einer mit dem Tragkörper (12) zu
mindest bereichsweise in Verbindung stehenden Strukturie
rungsschicht (11), wobei die Strukturierungsschicht (11) zu
mindest bereichsweise mindestens ein Mikrobauelement (17)
aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierungs
schicht (11) bereichsweise mindestens eine Ausnehmung (19)
aufweist, die zumindest weitgehend mit einem ausgehärteten,
beim Einfüllen in die Ausnehmung (19) flüssigen Funktions
werkstoff (10) gefüllt ist.
2. Strukturkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, dass der Funktionswerkstoff (10) ein dispensierbarer
Lack und/oder ein Infrarot-Absorbermaterial ist.
3. Strukturkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Funktionswerkstoff (10) einen Füll
stoff enthält.
4. Strukturkörper nach mindestens einem der vorangehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktions
werkstoff (10) zumindest indirekt bereichsweise mit dem Mi
krobauelement (17) in Verbindung steht.
5. Strukturkörper nach mindestens einem der vorangehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrobauele
ment (17) ein Sensorelement und/oder ein Aktorelement, insbesondere
ein Thermoelement, eine träge Masse eines Be
schleunigungssensors, oder ein Widerstandsdraht ist.
6. Strukturkörper nach mindestens einem der vorangehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturie
rungsschicht (11) eine bereichsweise freitragende Membran
(11) ist.
7. Strukturkörper nach mindestens einem der vorangehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung
(19) eine oberflächlich aus der Strukturierungsschicht (11)
herausstrukturierte Kavernenstruktur mit in Draufsicht
rechteckiger, quadratischer, runder oder kreuzförmiger Ober
flächenform ist.
8. Strukturkörper nach mindestens einem der vorangehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung
(19) eine Tiefe von 10 nm bis 10 µm, insbesondere von 200 nm
bis 2 µm, eine Länge von 1 µm bis 1000 µm, insbesondere von
100 µm bis 600 µm, und eine Breite von 1 µm bis 1000 µm,
insbesondere von 100 µm bis 600 µm, aufweist.
9. Strukturkörper nach mindestens einem der vorangehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper
(12) zumindest bereichsweise aus einem Halbleiter wie Sili
zium oder einem Metall wie Cu, Au, Al, Ag, Co oder Ni be
steht, und/oder dass die Strukturierungsschicht (11) zumin
dest bereichsweise aus einem Oxid oder Nitrid insbesondere
einem Siliziumoxid oder Siliziumnitrid, oder aus porösem Si
lizium besteht.
10. Strukturkörper nach mindestens einem der vorangehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturie
rungsschicht (11) bereichsweise mit mindestens einem Thermoelement
versehen ist, das einerseits bereichsweise zumindest
indirekt wärmeleitend mit dem Funktionswerkstoff (10) in
Verbindung steht, und das andererseits bereichsweise zumin
dest indirekt wärmeleitend mit dem Tragkörper (12) in Ver
bindung steht.
11. Strukturkörper nach mindestens einem der vorangehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper
(12) eine Wärmesenke bildet und der Funktionswerkstoff (10)
ein Wärme und/oder elektromagnetische Strahlung absorbieren
der Werkstoff ist.
12. Verfahren zur Erzeugung einer Mikrostruktur aus einem
Funktionswerkstoff im Bereich der Oberfläche einer Struktu
rierungsschicht, insbesondere Verfahren zur Erzeugung eines
Strukturkörpers nach mindestens einem der vorangehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Strukturie
rungsschicht (11) zunächst eine Ausnehmung (19) herausstruk
turiert wird, die zumindest näherungsweise eine Negativ
struktur der zur erzeugenden Mikrostruktur (18) bildet, und
dass dann die Ausnehmung (19) zumindest weitgehend mit einem
zunächst flüssigen Funktionswerkstoff (10) gefüllt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
dass das Füllen der Ausnehmung (19) mit Hilfe einer Mikrodo
siervorrichtung, insbesondere mit Hilfe eines Kolbendispen
sers oder eines Schneckendispensers, erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn
zeichnet, dass während des Einfüllens und/oder nach dem Ein
füllen des flüssigen Funktionswerkstoffes (10) in die Aus
nehmung (19) eine die Viskosität des flüssigen Funktions
werkstoffes (10) zumindest zeitweise erniedrigende Tempera
turbehandlung vorgenommen wird.
15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis
14, dadurch gekennzeichnet, dass der zunächst flüssige Funk
tionswerkstoff (10) nach dem Einfüllen in die Ausnehmung
(19) ausgehärtet wird.
16. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis
15, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfüllen des Funkti
onswerkstoffes (10) mit Hilfe einer Mikrodosiervorrichtung
mit integrierter Bildverarbeitung erfolgt und/oder dass das
Einfüllen des Funktionswerkstoffes (10) mit Hilfe einer
Bildverarbeitungsvorrichtung kontrolliert wird.
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