MEMS器件以及用于制造MEMS器件的方法技术

本公开涉及MEMS器件以及用于制造MEMS器件的方法。MEMS器件包括形成电容性感测布置的第一电极结构和第二电极结构。MEMS器件包括被布置在第一电极结构和第二电极结构之间对应的多个位置处的多个抗静摩擦凸块。投影到第二电极结构的主表面中的多个位置被分布为以便包括在主表面的第一主表面区域中的第一分布密度，并且以便包括在主表面的第二主表面区域中的不同的第二分布密度，第二主表面区域与第一主表面区域划界。

【技术实现步骤摘要】
MEMS器件以及用于制造MEMS器件的方法
本公开涉及MEMS器件以及用于制造MEMS器件的方法。本公开还涉及机械稳固的麦克风。
技术介绍
使用可偏转膜的微机电系统(MEMS)可以被实现用于多种使用情况，诸如麦克风、扬声器、压力传感器等。为防止膜结构和背板结构之间的静摩擦，抗静摩擦凸块可以被布置在膜结构和背板结构之间。存在对稳固MEMS器件的需求。进一步地，存在对用于制造稳固MEMS器件方法的需求。
技术实现思路
实施例提供了MEMS器件，包括形成电容性感测布置的第一电极结构和第二电极结构。MEMS器件包括被布置在第一电极结构和第二电极结构之间对应的多个位置处的多个抗静摩擦凸块。多个位置被分布为以便在多个位置被投影到其中的主表面的第一主表面区域中包括第一分布密度。多个位置在主表面的第二主表面区域中包括不同的第二分布密度，第二主表面区域与第一主表面区域划界。当第一电极结构和第二电极结构彼此邻接时，抗静摩擦凸块提供机械应力，使得抗静摩擦凸块接触另一电极结构，即，它们彼此形成机械接触或碰撞。通过将抗静摩擦凸块布置有不同的分布密度，被引入电极结构中的机械应力可以被调节，以便防止机械过载并且可以因此提供稳固的MEMS器件。另一实施例提供用于制造MEMS器件的方法。方法包括形成具有第一电极结构和第二电极结构的电容性感测布置。方法包括将多个抗静摩擦凸块布置在第一电极结构和第二电极结构之间对应的多个位置处。执行方法使得被投影到第二电极结构的主表面中的多个位置被分布为以便在主表面的第一主表面区域中包括第一分布密度，和以便在主表面的第二主表面区域中包括不同的第二分布密度，第二主表面区域与第一主表面区域划界。在从属权利要求中描述其他实施例。附图说明下面将参考附图描述实施例，其中：图1a示出根据实施例的MEMS器件的示意性侧视图，其中抗静摩擦凸块被布置具有第一和第二非零分布密度；图1b示出根据实施例的MEMS的示意性侧视图，其中第二分布密度为零；图2a示出根据实施例的电极结构的示意性俯视图，电极结构包括在电极结构的主侧处具有不同的非零分布密度的多个抗静摩擦凸块；图2b示出根据实施例的电极结构的示意性俯视图，其中图2a的分布密度中的一个分布密度为零。图3示出根据实施例的MEMS器件的示意性侧视图，其中为背板结构的电极结构包括开口；图4示出包括衬底结构的已知MEMS器件的示意性侧视图，衬底结构承载背板结构和膜结构；图5示出根据实施例和鉴于图4的MEMS器件的MEMS器件的示意性侧视图；图6示出根据实施例的MEMS器件的示意性侧视图，具有包括开口的电极结构，开口具有的尺寸或直径至少为100μm；图7示出根据实施例的MEMS器件的示意性侧视图，其中背板电极的中心部分与剩余部分绝缘；图8示出根据实施例的MEMS器件的示意性侧视图，其中锚固元件被布置在中心部分；图9示出根据实施例的MEMS器件的示意性侧视图，其中中心部分仅有绝缘膜制成；图10示出根据实施例的MEMS器件的示意性侧视图，MEMS器件被实现为双背板配置，两个背板都在中心处具有开口；图11示出根据实施例的MEMS器件的示意性侧视图，MEMS器件被实现为双背板配置，膜在中心处具有开口；图12示出根据实施例的MEMS器件的示意性侧视图，MEMS器件被实现为双膜结构，第一膜在中心处具有开口；图13示出根据实施例的MEMS器件的示意性侧视图，MEMS器件被实现为双膜结构，第二膜在中心处具有开口；以及图14示出根据实施例的方法的示意性流程图。具体实施方式即使在不同的附图中出现，在以下描述中的相等或等同的元素或具有相等或等同功能的元素由相等或等同的附图标记表示。在以下描述中，多个细节被阐述以提供对本专利技术实施例的更透彻的说明。然而，对于本领域技术人员明显的是，本专利技术的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在其他情况下，已知的结构和设备以框图形式示出而未详细地示出，以避免使本专利技术的实施例模糊。另外，除非另有具体说明，否则下文中描述的不同实施例的特征可以彼此组合。本文描述的实施例涉及具有电容性感测布置的微机电结构(MEMS)。这种电容性感测布置可以包括至少一个背板结构，该背板结构可以被称为定子电极或被认为是基本上静态或不可移动的电极。MEMS还包括至少一个可移动电极结构，例如，被配置为相对于背板结构可偏转的膜结构。尽管两个电极结构可以形成为相对于彼此可偏转，但是当将一个电极结构形成为固定的静态背板结构时，可以获得精确的测量结果。偏转可能导致电极结构之间变化的距离，并且因此导致电极之间变化的电容，该变化的电容是在电容性感测布置内待被评估的参数。例如，这种电容性感测布置可以用在麦克风结构、压力传感器结构或光声传感器结构中。MEMS器件可以以半导体技术制造和/或可以包括半导体材料。这种材料的示例为包括硅材料、砷化镓材料和/或不同半导体材料的层或晶片。MEMS器件可以包括一个或多个层序列或包括导电层、半导电层和/或绝缘层的层堆叠，以便实现相应的MEMS功能。在下文描述的实施例中，一个或多个背板电极或结构可以与至少一个膜结构或电极一起形成堆叠。背板结构和膜结构可以利用衬底结构在相应的外部区域处被保持、固定和/或夹紧。衬底结构可以包括例如非晶、多晶或诸如硅的晶体半导体材料。尽管膜结构在下文中被描述为仅包括导电层，但根据实施例，膜结构的一侧或两侧被绝缘材料覆盖，以增加稳固性和/或防止短路。图1a示出根据实施例的MEMS器件101的示意性侧视图。MEMS器件包括电极结构12和另一电极结构14，其中电极结构12和/或电极结构14中的至少一个电极结构相对于彼此可偏转。电极结构12和14形成电容性感测布置16。即，由于电极结构12和14之间变化的电容，电极结构12和14中的至少一个电极结构相对于另一电极结构14、12的偏转可以分别被检测、感测或测量。在电极结构12和14之间，多个抗静摩擦凸块181至1819可以被布置。该抗静摩擦凸块可以被布置在电极结构12处和/或在电极结构14处。用于制造具有抗静摩擦凸块的MEMS器件的简单方法是通过使用牺牲层中的凹部、填充凹部、然后在牺牲材料的顶部上布置电极结构来形成具有抗静摩擦凸块的MEMS器件。虽然这并不排除将抗静摩擦凸块的至少子集形成为石笋结构，但是将抗静摩擦凸块形成为石笋结构允许简单的工艺。即，抗静摩擦凸块181至1820可以被布置在可移动和/或不可移动的电极结构处。一些抗静摩擦凸块181至1820可能至少从电极结构12和/或14的侧部受到影响。备选地或附加地，一些抗静摩擦凸块可能至少受到MEMS器件101的设计影响，例如，电极结构12和14之间的距离和/或可能的邻接面积的尺寸，其中当使至少一个可偏转电极结构偏转时，电极结构12和14可能形成机械接触。每个抗静摩擦凸块被布置在相应的位置221至2220处，例如，在电极结构12处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS器件，包括：/n第一电极结构(12)和第二电极结构(14)，形成电容性感测布置；/n多个抗静摩擦凸块(18)，被布置在所述第一电极结构(12)和所述第二电极结构(14)之间对应的多个位置处(22)；/n其中被投影到所述第二电极结构(14)的主表面(14A)中的所述多个位置(22)被分布为以便在所述主表面(14A)的第一主表面区域(28

【技术特征摘要】
20190315 EP 19163178.71.一种MEMS器件，包括：
第一电极结构(12)和第二电极结构(14)，形成电容性感测布置；
多个抗静摩擦凸块(18)，被布置在所述第一电极结构(12)和所述第二电极结构(14)之间对应的多个位置处(22)；
其中被投影到所述第二电极结构(14)的主表面(14A)中的所述多个位置(22)被分布为以便在所述主表面(14A)的第一主表面区域(281)中包括第一分布密度(261)，并且以便在所述主表面(14A)的第二主表面区域(282)中包括不同的第二分布密度(262)，所述第二主表面区域(282)与第一主表面区域(281)划界。


2.根据权利要求1所述的MEMS器件，其中所述第二分布密度(262)比所述第一分布密度(261)小，特别的，所述第二分布密度(262)为零。


3.根据权利要求1或2所述的MEMS器件，其中所述多个抗静摩擦凸块(18)被布置在所述第一电极结构(12)处，其中所述第一电极结构(12)包括开口(34)，所述开口(34)形成所述第二主表面区域的至少一部分。


4.根据前述权利要求中一项所述的MEMS器件，其中所述第一电极结构(12)是背板结构，其中所述多个抗静摩擦凸块(18)的至少一部分被布置在所述背板结构处；以及
其中所述背板结构包括第一背板区域(66)和与所述第一背板区域(66)电绝缘的第二背板区域(64)，所述第二背板区域(64)至少部分地形成所述第二主表面区域(282)；或者
其中所述背板结构包括导电的第一背板区域(66)和不导电的第二背板区域(78)，所述第二背板区域(78)至少部分地形成所述第二主表面区域(282)。


5.根据前述权利要求中一项所述的MEMS器件，其中所述第二电极结构(14)包括开口(62)，所述开口(62)形成所述第二主表面区域(282)的至少一部分，并且所述开口(62)具有的直径至少为100μm。


6.根据前述权利要求中一项所述的MEMS器件，其中所述第一电极结构是第一背板结构(121)，所述MEMS器件还包括第二背板结构(122)，所述第二背板结构(122)被布置为使得成为膜结构的所述第二电极结构(14)被布置在所述第一背板结构(121)和所述第二背板结构(122)之间；其中所述多个抗静摩擦凸块是第一多个抗静摩擦凸块(181-18i)，第二多个抗静摩擦凸块(18i+1-18j)被布置在所述膜结构(14)和所述第二背板结构(122)之间对应的第二多个位置处；
其中被投影到所述膜结构的所述主表面(14A)中的所述第二多个位置被分布为以便在所述主表面(14A)的所述第一主表面区域(281)中包括第三分布密度(263)，并且以便在所述主表面(14A)的所述第二主表面区域(282)中包括不同的第四分布密度(264)。


7.根据权利要求6所述的MEMS器件，其中所述第二分布密度和所述第四分布密度在±10％的公差范围内相等。

【专利技术属性】
技术研发人员：M·菲尔德纳，A·沃瑟，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE