微机械构件制造技术

一种微机械构件(100)，其具有：

【技术实现步骤摘要】
微机械构件


[0001]本专利技术涉及一种微机械构件。本专利技术还涉及一种用于制造微机械构件的方法。

技术介绍

[0002]在制造表面微机械传感器、例如惯性传感器或压力传感器时，存在以下必要性：必须借助蚀刻通路从腔体区域中去除牺牲层，以便能够制造可自由运动的结构，例如可运动的材料或膜。通常必须在进行去除之后将这些蚀刻通路再次封闭，以便能够实现所定义的腔体内压。
[0003]然而，例如在压力传感器的情况下，从层系统的上侧直接通向腔体区域中的蚀刻通路可能导致膜稳定性降低。在具有至少一个腔体区域之外的蚀刻通路的变型中，则必须为此确保横向的蚀刻通道横截面足够大，否则现存足够大量的蚀刻通道以便能够保证迅速、均匀和完全地去除功能层系统内的牺牲层。然而在制造功能层系统内的较大蚀刻通道横截面中，经常存在由于实现传感器元件所需的现存层厚度和横向的层尺寸所造成的限制。
[0004]但由于持续进展的小型化，在功能层系统中可供制造蚀刻通道使用的几何尺寸正在降低。为了在牺牲层蚀刻中避免例如多晶硅印制导线的底切理想地将牺牲层印制导线和功能层系统的其他层沉积在此外相对于如下介质耐刻蚀的电绝缘层上：借助该介质去除蚀刻通道中的和/或腔体区域中的牺牲层。在该蚀刻停止层的下方可以存在构成传感器元件的子结构(Unterbau)的其他层。
[0005]在所述两种蚀刻通路变型中，必须为了制造传感器元件的功能性而从腔体区域出发导引电印制导线。为此，必须使围绕腔体区域的横向蚀刻限界中断。若围绕电印制导线的电绝缘层在此也由一个或多个牺牲层的材料(例如SiO2)构成，则也沿着印制导线结构进行电绝缘层的蚀刻/去除。若需要较长蚀刻时间以去除腔体区域中的牺牲层，则也可以在腔体区域之外进行牺牲层材料的大面积去除。由于日益发展的小型化和与此相关的、在相邻构件/传感器之间的短路径，而由此可能产生相邻构件中非期望的腐蚀或非期望的至腔体的通风通路。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个任务是提供一种尤其涉及上述方面的经改善的微机械构件。
[0007]根据第一方面，该任务以一种微机械构件来解决，该构件具有：
[0008]‑
覆盖元件；
[0009]‑
布置在覆盖元件的下方的腔体；
[0010]‑
至少一个垂直蚀刻通道，其布置在覆盖元件的锚固结构之外；
[0011]‑
至少一个横向蚀刻通道，其从至少一个垂直蚀刻通道出发设置在蚀刻停止层的下方和腔体的下方，并布置在蚀刻停止层与硅衬底之间；和
[0012]‑
构造在至少一个横向蚀刻通道与腔体之间的至少一个通路蚀刻通道。
[0013]根据第二方面，该任务借助一种用于制造微机械构件的方法来解决，该方法具有以下步骤：
[0014]‑
在覆盖元件的下方构造腔体；
[0015]‑
构造布置在覆盖元件的锚固结构之外的至少一个垂直蚀刻通道；其中，借助至少一个横向蚀刻通道和通入腔体中的至少一个通路蚀刻通道执行腔体的构造，所述至少一个横向蚀刻通道从垂直蚀刻通道出发设置在蚀刻停止层的下方和腔体的下方并布置在蚀刻停止层与硅衬底之间。
[0016]以这种方式能够有利地通过延伸到横向蚀刻通路中的唯一垂直蚀刻通路从下方清空覆盖元件的下方的腔体区域。覆盖元件和电印制导线以这种方式能够有利地在很大程度上不受横向蚀刻通道的影响。有利地能够在必要时从垂直蚀刻通道出发设立横向蚀刻通道的交织网(Geflecht)，由此能够以简单的方式从下方通向腔体区域中地构造蚀刻通路。
[0017]以这种方式能够有利地支持：能够在腔体区域的下方和蚀刻停止层的下方的定义的位置处设置有至少一个横向蚀刻通道，从所述至少一个横向蚀刻通道出发能够提供通过蚀刻停止层的至少一个通路蚀刻通道，以用于从下方对腔体区域进行蚀刻技术上的清空。
[0018]由此能够以高效的方式分布用于清空腔体区域的气态蚀刻介质。以这种方式能够有利地在相对较短的时间内从下方清空腔体区域，而不仅如常规地所设置的那样，由原理所决定地以相对较长的蚀刻时间从侧面而来地清空。
[0019]以这种方式有利地能够将蚀刻介质非常高效地分布在腔体区域内，其中，蚀刻前端能够从通过蚀刻停止层的至少一个通路蚀刻通道和在蚀刻停止层与衬底之间的至少一个横向蚀刻通道出发开始从下方进入腔体区域。在结果上，以这种方式能够快速而高效地从下方大面积地清空较大的腔体区域。
[0020]微机械构件的优选扩展方案能够通过在优选实施方式中所列举的措施实现。
[0021]微机械构件的一种有利扩展方案的特征在于，垂直蚀刻通道构造为缝隙柱形的或管形的。由此有利地得出垂直蚀刻通道的不同几何构型。
[0022]微机械构件的其他的有利扩展方案的特征在于，在第一二氧化硅层中构造有在横向上对至少一个横向蚀刻通道限界的至少一个能够导电的限界元件和/或电绝缘的限界元件。
[0023]以这种方式能够构造导电的“Si插塞(Si
‑
Plugs)”，借助其有利地得出多种用于电接通微机械构件的不同元件的可能性。以这种方式也能够经由垂直蚀刻通道实现例如电衬底触点。此外，能够在制造至少一个横向蚀刻通道中将至少一个限界元件设置为横向蚀刻停止结构。在具有不能够导电的限界元件的变型中，同样能够实现所述优点。在两种变型中至关重要的是，所述限界元件是耐蚀刻的或者说相对于用于去除腔体区域中的一个或多个牺牲层的蚀刻介质具有较低的蚀刻速率。
[0024]微机械构件的另一有利扩展方案的特征在于，垂直蚀刻通道构造为与覆盖元件导电连接或与覆盖元件电绝缘。以这种方式能够实现用于电接通覆盖元件的不同可能性。
[0025]微机械构件的另一有利扩展方案的特征在于，至少一个横向蚀刻通道在第一二氧化硅层中被至少一个相对于牺牲层蚀刻介质耐蚀刻的导电的限界元件或电绝缘的限界元件限界。以这种方式能够将垂直蚀刻通道与其余的层系统导电连接或与其绝缘。
[0026]微机械构件的另一有利扩展方案的特征在于，至少一个横向蚀刻通道至少部分地构造在衬底内或至少部分地构造在衬底上方。由此有利地能够为至少一个横向蚀刻通道构造更大的横截面。
[0027]微机械构件的其他的有利扩展方案的特征在于，从至少一个垂直蚀刻通道出发和/或从至少一个横向蚀刻通道出发构造有多个横向蚀刻通道，其中，所述多个横向蚀刻通道构造为网状的和/或平行的。以这种方式能够有利地实现确定横向蚀刻通道整体的尺寸(Dimensionierung)。
附图说明
[0028]下面基于多个附图以其他特征和优点详细描述本专利技术。相同的或功能相同的元件在此具有相同的附图标记。附图尤其旨在说明对本专利技术至关重要的原理并且不一定按正确比例地实施。为清楚起见可以设置为，并未在所有附图中都标明所有附图标记。
[0029]在附图中示出：
[0030]图1至3：常规微机械构件的横截面图；
[0031]图4：所提出的微机械构件的一种实施方式的横截面图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微机械构件(100)，所述微机械构件具有：
‑
覆盖元件(10)；
‑
布置在所述覆盖元件(10)的下方的腔体(20)；
‑
至少一个垂直蚀刻通道(11)，其布置在所述覆盖元件(10)的锚固结构之外；
‑
至少一个横向蚀刻通道(12a...12n)，其从所述至少一个垂直蚀刻通道(11)出发设置在蚀刻停止层(3)的下方和所述腔体(20)的下方并布置在所述蚀刻停止层(3)与硅衬底(1)之间；和
‑
至少一个通路蚀刻通道(3a1...3an)，其构造在所述至少一个横向蚀刻通道(12a...12n)与所述腔体(20)之间。2.根据权利要求1所述的微机械构件(100)，其特征在于，所述至少一个垂直蚀刻通道(11)构造为缝隙形的或管形的。3.根据权利要求1或2所述的微机械构件(100)，其特征在于，在第一二氧化硅层(2)中构造有在横向上对所述至少一个横向蚀刻通道(12a...12n)限界的至少一个能够导电的限界元件(13a...13n)和/或电绝缘的限界元件(13a...13n)。4.根据前述权利要求中任一项所述的微机械构件(100)，其特征在于，所述至少一个垂直蚀刻通道(11)构造为与所述覆盖元件(10)导电连接或与所述覆盖元件(10)电绝缘。5.根据前述权利要求中任一项所述的微机械构件(100)，其特征在于，所述至少一个垂直蚀刻通道(11)构造为与所述至少一个能够导电的限界元件(13a...13n)导电连接或与所述至少一个能够导电的限界元件(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：