用于微机械结构元件的层组件制造技术

用于微机械结构元件(200)的层组件(100)，其具有：第一层(10)，其既可用于所述结构元件(200)的电布线也可用作所述结构元件(200)的电极；和耐氧化物蚀刻的第二层(20)，其布置在第一层(10)的下方，其中，该第二层(20)基本上在一个平面内构造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于微机械结构元件的层组件。此外，本专利技术涉及用于制造用于微机械结构元件的层组件的方法。
技术介绍
微机械惯性传感器当今大多数以表面微机械技术制造。这里，除各种沉积和蚀刻技术外，借助气态的HF蒸气执行氧化硅的牺牲层蚀刻(所谓的气相蚀刻，英语为vaporphase etching)作为重要的制造步骤。在该步骤中，使微机械结构从下层溶解并且可运动，其方式是，去除微机械结构下方的氧化物牺牲层。当然，在该过程步骤中，在结构元件中存在或者裸露的全部氧化物都被作用。这在微机械功能结构的区域中是所希望的，在键合垫(Bondpads)的区域中这是不希望的并且对于在传感器核的内部以及外部安置的电气连接也是不希望的，因为这些连接会由于掏蚀而在机械上不稳定。在现有技术中，不希望的掏蚀的问题在键合垫和布线的区域中被不同地处理。在键合垫的区域中已知避免气相蚀刻情况下的掏蚀的解决方案。US 2012/0107993 Al公开了为避免掏蚀而使用氮化硅或者富硅的硅氮化物作为铝键合垫上面的印制导线之上和微机械功能层结构下方的印制导线之上的保护层。从DE 198 20 816 B4中获知使用多晶硅作为微机械传感器的键合垫的区域中掏蚀保护。DE 10 2004 059 911 Al公开了传感器核中的印制导线上的氮化物和氧化硅，用于在具有硅牺牲层技术和随后的短暂的气相蚀刻的过程流中的掏蚀保护。此外，从US 7 270 868 B2中获知在印制导线的下方使用相对厚的、结构化的氮化娃层。
技术实现思路
因此本专利技术的任务是提供一种用于微机械结构元件的、改进的层组件。根据第一方面，该任务通过一种用于微机械结构元件的层组件解决，其具有:第一层，它既可用于所述结构元件的电布线也可用作所述结构元件的电极；和耐氧化物蚀刻的第二层，它布置在第一层的下方，其中，该第二层基本上在一个平面中构造。提供这种方式，有利地可能的是，第一层能够可选地既用作电气的布线也用作电极。由于第二层基本上布置在一个平面中的事实，第一层和第二层能够在各一个单一的制造步骤中施加。以这种方式支持根据本专利技术的层组件的低成本的制造和多重可用性。提供耐蚀刻的第二层实现:第一层不被掏蚀并且由此在作为布置在其上的、可运动的微机械结构的电极使用的情况下不会被毁坏或者损伤。在第一层作为电气的印制导线应用的情况下，第一层由此能够比常规的印制导线实施得窄的多。结构元件内的导线引导由此灵活得多并且强烈简化。根据第二方面，所述任务通过用于制造用于微机械结构元件的层组件的方法解决，该方法包括步骤:-准备衬底；-在衬底上沉积氧化物层；-在氧化物层上沉积耐氧化物蚀刻的第二层；-沉积第一层；-给第一层掺杂；-结构化第一层；和-在第一层上和在第二层上沉积另外的氧化物层。所述层组件和所述方法的有利的扩展是从属权利要求的主题。所述层组件的一种有利的扩展设置，第二层构造为富硅的硅氮化物层。以这种方式使用一种材料，其耐氧化物蚀刻并且以这种方式能够有效地阻止第一层的掏蚀。所述层组件的另一种实施方式的特征在于，第二层的厚度在约0.5μπι到约I μπι之间。由此，第二层采用这样的尺寸，通过该尺寸一方面能够可靠地避免第一层的掏蚀并且由此能够使该层组件上的附加电容最小化。所述层组件的另一种实施方式的特征在于，所述第二层整面地布置在第一层的下方。由此支持第二层的节省时间和低成本的施加。所述层组件的另一种实施方式的特征在于，所述第二层在第一层的下方结构化地构造。当第二层不能整面地布置在第一层的下方时该变体方案是适合的。此外，以这种方式能够将机械压力对晶片(英语为Waferbow)的作用保持得小。【附图说明】下面通过另外的特征和优点根据多幅图详细说明本专利技术。这里，所有说明的特征与它们在说明和图中的表示无关以及与它们在权利要求中的引用关系无关地构成本专利技术的主题。相同的或者功能相同的元件具有相同的参考标记。在附图中示出:图1a和Ib微机械结构元件的两个常规的层组件；图2微机械结构元件的两个另外的常规的层组件；图3用于微机械结构元件的、两个另外的常规的层组件；图4a和4b根据本专利技术的、用于微机械结构元件的层组件的两种实施方式；图5方法的一种实施方式的原理流程；和图6微机械结构元件的方框连接图。【具体实施方式】以下将气相蚀刻理解为使用气态HF气体(氟化氢)的气相蚀刻。这种蚀刻方法也已知为所谓的“牺牲层蚀刻”。图1a示出用于微机械结构元件(未图示)的、在所述气相蚀刻前的常规的层组件100可以看到衬底50，在所述衬底上面布置有氧化物层40(例如氧化硅)。在氧化物层40上布置有第一层10 (例如由多晶硅制成)，该第一层作为用于该结构元件的、电气的印制导线作用。可运动的微机械功能层30布置在所述第一层10的上方，其中，在第一层10和功能层30之间布置有另外的氧化物层40。图1b表示气相蚀刻后的图1a的结构。可以看到，第一层10通过气相蚀刻的过程被部分掏蚀，从而印制导线的区域超过处于其下的氧化物层40突出。在微机械功能层30的不利的、止挡在印制导线上的运动的情况下，这会有害地导致电气的印制导线的损坏或者折断。印制导线的掏蚀或者迫使非常宽的印制导线引导(Leiterbahnfuehrung)，由此印制导线不完全从衬底50脱开，或者，在处于上面的、被完全掏蚀的印制导线情况下可能代表布线设计的非常大的限制，它在那时必须是无承载的。图2表示两个另外的常规的层组件100。在图2左边的区域内看到第二层20，该第二层作为具有氮化硅(Si3N4)或者富硅的硅氮化物的保护层构造在作为印制导线作用的第一层10的上方。这里，第二层20布置在第一层10和氧化物层40上面。不利地，对于将第一层10作为电极使用的情况，如在图2的右面区段中所示，必须在电极的上方打开或者去除第二层20。这在技术方面费事并且由此昂贵以及为需要附加的蚀刻过程用于第二层20。对于布置在电极上方的、可运动的微机械结构，能够通过电极求取电容改变。为此目的通常在电极的附近存在空腔(未图示)，通过所述空腔来感测电容性的载荷改变。图3表示另外的、已知的层组件100，其具有用于保护作为印制导线作用的第一层10的第二层20。在图3的左边图示中看到，第二层20仅布置在作为电气的印制导线作用的第一层10的上方。在图3右面区段内表示的、另外的、已知的层组件100中可看到，第一层10作为电极作用，其中，在这种情况下，第二层20完全布置在电极的下方。将第一层10作为电气的印制导线或者作为电极的所提到的应用如下实现:首先将作为印制导线作用的第一层10施加或者汽化渗镀在氧化物层40上。在下一制造步骤中沉积第二层20并且在进一步的制造步骤中将另外的、作为电极作用的第一层10沉积在第二层20上。由此，图3的结构的相应的制造过程费事并且成本高。结果，第二层20因此在第一层10被构造为印制导线和构造为电极的情况下布置在不同的平面内。在用氮化硅或者富硅的硅氮化物覆盖印制导线的情况下应注意，氮化硅能够接收和存储高的电荷密度，也就是说氮化硅保护层通过印制导线通常被强烈地充电。如果这种处于下面的印制导线还应作为起作用的电极使用，例如在Z传感器的情况下，则必须将电极上方的第二层20除去，因为第二层20的电载荷会干扰电极的运行。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于微机械结构元件(200)的层组件(100)，所述层组件具有：‑第一层(10)，所述第一层既能够用于所述结构元件(200)的电布线也能够用作所述结构元件(200)的电极；和‑耐氧化物蚀刻的第二层(20)，所述第二层布置在所述第一层(10)的下方，其中，所述第二层(20)基本上构造在一个平面中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A·格罗塞，H·施塔尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE