用于制造微机械层结构的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造微机械层结构的方法，包括以下步骤：‑提供第一保护层，其中，第一保护层结构化有至少一个进口，该进口填充以牺牲层材料，‑将包括至少一个功能层的功能层‑层结构施加到第一保护层上，‑在功能层‑层结构中通向第一保护层的至少一个进口地制造第一进口，使得在功能层‑层结构中的第一进口的宽度在功能层‑层结构的层的至少一个层中大于或等于第一保护层的至少一个进口的宽度，‑将第二保护层施加到功能层‑层结构上，使得第一进口填充以第二保护层的材料，‑使第二保护层和填充的第一进口结构化有通向第一保护层的第二进口，其中，第二进口具有等于或小于第一进口的宽度，使得在第二进口的宽度较小的情况下第二进口的壁通过第二保护层的材料形成，‑移除至少在第一保护层的进口中的牺牲层材料，并且‑移除至少在第二进口中的保护层材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造微机械层结构的方法
本专利技术涉及一种用于制造微机械层结构的方法。本专利技术还涉及一种微机械层结构。虽然本专利技术通常可以应用于任意的微机械层结构，但本专利技术参照呈具有压阻功能层的共振器的形式的微机械层结构进行描述。
技术介绍
微机械共振器例如作为节拍器使用在钟表中或者也使用在高时钟驱动的电子通信器具中，例如用于WiFi、蓝牙、NFC或类似物。为了制造这种共振器，制造微机械层结构，尤其使这些微机械层结构结构化并且施加牺牲层，所述牺牲层之后又被移除。为了移除牺牲层，经常使用气相蚀刻方法。微机械共振器的品质由相应的RC元件的电阻确定。在这里，所述品质影响微机械共振器的精度和电流消耗。电流消耗越小，共振器的品质越高。在这里，RC元件的电阻由电极和供应导线组成，其中，对于电极例如使用钨，以便实现较小的电阻，这能够实现共振器的小的电流消耗和高的品质。
技术实现思路
在实施方式中，本专利技术提供一种用于制造微机械层结构的方法，所述方法包括以下步骤：-提供第一保护层，其中，第一保护层结构化有至少一个进口，该进口填充以牺牲层材料，-将包括至少一个功能层的功能层-层结构施加到第一保护层上，-在功能层-层结构中通向第一保护层的所述至少一个进口地制造第一进口，使得在功能层-层结构中的第一进口在功能层-层结构的层的至少一个层中的宽度大于或等于第一保护层的所述至少一个进口的宽度，-将第二保护层这样施加到功能层-层结构上，使得第一进口填充以第二保护层的材料，<br>-使第二保护层和填充的第一进口结构化有通向第一保护层的第二进口，其中，第二进口具有等于或小于第一进口的宽度，使得在第二进口宽度较小的情况下第二进口的壁通过第二保护层的材料形成，-移除至少在第一保护层的进口中的牺牲层材料，并且，-移除至少在第二进口中的保护层材料。在另外的实施方式中，本专利技术提供一种通过根据权利要求1-10中任一项所述的方法制造的微机械层结构，该微机械层结构包括：尤其包含硅的第一保护层；布置在第一保护层上的功能层-层结构，包括至少一个功能层、尤其是压电层；布置在功能层-层结构上的、尤其包含硅的第二保护层，其中，布置有至少一个进口，该进口沿垂直方向延伸穿过功能层-层结构和保护层以用于露出微机械层结构的部件。在说明书中、优选在权利要求书中，概念“保护层”尤其理解为以下层，该层的材料相对于至少一个蚀刻方法、尤其是气相蚀刻方法是不敏感的。在此，保护层可以由硅制造并且用作为用于接触功能层的电极层。换言之，概念“保护层”同样理解为电极、导体轨或类似物。在说明书中、优选在权利要求书中，概念“进口”尤其理解为在相应层中的呈孔、沟槽、垂直通道、缝隙、开口或中断部或者类似物的形式的结构化部，该进口能够实现与一个或多个位于其下方的层和/或进口的流体连接。由此实现的优点中的一个优点是，通过保护层保护功能层免受由于另外的侵蚀性的过程步骤、尤其是以氟化氢的气相蚀刻的不利影响。另一优点是，保护用于实施之后的制造步骤的过程设施免受由于功能层的材料的污染。例如在约1000℃时进行外延硅的沉积，或者在约600-800°时进行共晶硅和二氧化硅的沉积，使得在这里由于高温实现功能层的材料析出，这污染了过程设施。通过施加保护层，不再需要针对该污染过程的单个过程设施，使得避免明显的额外费用。同样地，取消过程设施的费事的成本密集的清洁和重新校准。另外的优点是，相应的保护层由硅制造，使得该层可以同时用作为电极或用于功能层的电接触的电供应导线。另外的优点是，当尤其可以使用含金属的压电材料时，可以制造更好的共振器、即具有更高品质的共振器。作为用于功能层的材料例如可以使用-氮化铝，-锆钛酸铅(Bleizirkontitanat)，和/或-钪掺杂的氮化铝。作为用于包括金属或金属化合物或至少部分由其制造的电极层/导体轨的材料例如可以使用：-钨，-硅化钨，-钛，-氮化钛，-硅化钛，-铂，-钯，-铜，-钽，-钼，-硅化钽或类似物。本专利技术的其他特征、优点和另外的实施方式在下面描述或也可以由此公开。根据有利的扩展方案，在所述保护层的至少一个保护层的进口中沿横向方向移除保护层材料。由此优点是，能够实现限定的露出。此外，提高灵活性，因为在功能层-层结构中的功能层也可以借助于进口以不同的宽度露出并且这样可以不仅垂直地、而且横向地移除之前施加的保护层。根据另外的有利的扩展方案，借助于气相蚀刻实现牺牲层材料和/或保护层材料的移除。由此优点是，尤其可以采用可靠的和已知的方法来移除牺牲层。根据另外的有利的扩展方案，基于氟化氢实现牺牲层材料的移除，和/或，基于卤素氟化物实现保护层材料的移除。由此优点是，可以借助于不同的蚀刻物质有针对性地或选择性地移除牺牲层材料和/或保护层材料，而不进行相应的另外的材料的不期望的剥除。根据另外的有利的扩展方案，功能层-层结构的施加包括以下步骤：-将功能层施加到第一保护层上，-将电极层施加到所施加的功能层上，该电极层至少部分地包括金属和/或金属化合物、尤其是金属氮化物和/或金属硅化物。对于该电极层尤其使用高导电性的金属。由此优点是，由此一方面通常提高灵活性，因为多个层可以布置在功能层-层结构中，另一方面能够实现功能层借助于电极层的改善的、即较低欧姆的接触，该电极层至少部分地包含金属和/或金属化合物，例如由金属、金属氮化物或金属硅化物制造。在此，功能层的接触既可以通过至少部分地包含金属和/或金属化合物的电极层实现，也可以通过由硅制成的保护层实现。整体上，用于功能层的接触的、既在电极中也在供应导线中的电阻下降。根据另外的有利的扩展方案，在电极层中的第一进口制造有以下宽度，该宽度大于或等于位于其下的功能层的第一进口的宽度。由此能够以简单的方式在制造方法的进一步进程中在电极层的区域中沿横向方向涂覆保护层，该保护层随后沿横向方向保护电极层。根据另外的有利的扩展方案，在施加电极层之前将中间保护层施加在功能层上。以该方式例如可以防止，两个层、一侧的功能层和另一侧的、至少部分地包含金属和/或金属化合物的电极层的材料沿垂直方向相互反应。为此的示例是由氮化铝制造的功能层和由钨制造的电极层。根据另外的有利的扩展方案，在电极层的第一进口中的保护层材料在进口的上部区域中完全地移除，在下部区域中沿横向方向仅部分地移除。由此实现的优点中的一个优点是，由此可以更好地防止所述层、一侧的功能层和另一侧的电极层的材料的反应。根据另外的有利的扩展方案，在第一保护层上方的不同层中的进口以不同宽度制造，其中，第一进口的宽度尤其逐层地从上向下减小。以该方式，例如可以从上向下保留在相应层中的横向的保护层，使得该保护层在相应的后续过程中、例如移除牺牲层时受保护。根据另外的有利的扩展方案，在施加第二保护层之前沉积牺牲层材料以用于封闭第一进口，和/或，在结构化第二保护层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于制造微机械层结构的方法(10)，包括以下步骤：/n-提供第一保护层(3)，其中，所述第一保护层(3)结构化有至少一个进口(100)，该进口填充以牺牲层材料，/n-将包括至少一个功能层(4)的功能层-层结构(4、4’)施加到所述第一保护层(3)上，/n-在所述功能层-层结构(4、4’)中通向所述第一保护层(3)的所述至少一个进口(100)地制造第一进口(101)，使得在所述功能层-层结构(4、4’)中的所述第一进口(101)在所述功能层-层结构的层(4、4’)的至少一个层中的宽度大于或等于所述第一保护层(3)的所述至少一个进口(100)的宽度，/n-将第二保护层(5)施加到所述功能层-层结构(4、4’)上，使得所述第一进口(101)填充以所述第二保护层(5)的材料，/n-使所述第二保护层(5)和填充的所述第一进口(101)结构化有通向所述第一保护层(3)的第二进口(102)，其中，所述第二进口(102)具有等于或小于所述第一进口(101)的宽度，使得在所述第二进口(102)的宽度较小的情况下所述第二进口(102)的壁通过所述第二保护层(5)的材料形成，/n-移除至少在所述第一保护层(3)的进口(100)中的牺牲层材料，并且/n-移除至少在所述第二进口(102)中的保护层材料。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180111 DE 102018200377.71.用于制造微机械层结构的方法(10)，包括以下步骤：
-提供第一保护层(3)，其中，所述第一保护层(3)结构化有至少一个进口(100)，该进口填充以牺牲层材料，
-将包括至少一个功能层(4)的功能层-层结构(4、4’)施加到所述第一保护层(3)上，
-在所述功能层-层结构(4、4’)中通向所述第一保护层(3)的所述至少一个进口(100)地制造第一进口(101)，使得在所述功能层-层结构(4、4’)中的所述第一进口(101)在所述功能层-层结构的层(4、4’)的至少一个层中的宽度大于或等于所述第一保护层(3)的所述至少一个进口(100)的宽度，
-将第二保护层(5)施加到所述功能层-层结构(4、4’)上，使得所述第一进口(101)填充以所述第二保护层(5)的材料，
-使所述第二保护层(5)和填充的所述第一进口(101)结构化有通向所述第一保护层(3)的第二进口(102)，其中，所述第二进口(102)具有等于或小于所述第一进口(101)的宽度，使得在所述第二进口(102)的宽度较小的情况下所述第二进口(102)的壁通过所述第二保护层(5)的材料形成，
-移除至少在所述第一保护层(3)的进口(100)中的牺牲层材料，并且
-移除至少在所述第二进口(102)中的保护层材料。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述保护层(3、5)的至少一个保护层中的进口(100、101、102)中沿横向方向移除保护层材料。


3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，所述牺牲层材料和/或所述保护层材料的移除借助于气相蚀刻实现。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述牺牲层材料的移除基于氟化氢实现，和/或，所述保护层材料的移除基于卤素氟化物实现。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述功能层-层结构(4、4’)的施加包括以下步骤：
-将功能层(4)施加到所述第一保护层(3)上
-将电极层(4’)施加到施加的所述功能层(4)上，该电极层至少部分地包含金属和/或金属化合物、尤其是金属氮化物和/或金属硅化物。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述电极层(4’)中的第一进口(103)制造有以下宽度，该宽度大于或等于位于该电极层下方的所述功能层(4)的所述第一进口(101)的宽度。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，在施加所述电极层(4’)之前在所述功能层(4)上施加中间保护层(5、5’)。

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【专利技术属性】
技术研发人员：S·马约尼，
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