用于传感器设备的微机械构件和用于传感器设备的微机械构件的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于传感器设备的微机械构件，其具有衬底、至少一个第一对应电极、至少一个第一电极和电容器密封结构，至少一个第一电极以能够调整的方式布置在所述至少一个第一对应电极的背离衬底的侧上，电容器密封结构气密地密封内部体积，内部体积具有存在于其中的至少一个第一对应电极和存在于其中的至少一个第一电极，其中，至少一个第一对应电极直接地或者间接地紧固在框架结构上，框架结构直接地或者间接地紧固在所述衬底上，并且至少一个第一对应电极至少部分地如此跨越所述空腔，使得能够通过至少一个开口在空腔与内部体积之间传输至少一种气体，开口构造在所述至少一个第一对应电极上和/或构造在至少一个第一对应电极中。应电极中。应电极中。

【技术实现步骤摘要】
用于传感器设备的微机械构件和用于传感器设备的微机械构件的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种用于传感器设备的微机械构件。本专利技术涉及一种用于传感器设备的微机械构件的制造方法。

技术介绍

[0002]由现有技术、例如由DE 10 2004 043 356 A1已知具有挖有沟槽的腔的传感器元件。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种根据本专利技术的用于传感器设备的微机械构件和一种根据本专利技术的用于传感器设备的微机械构件的制造方法。
[0004]方面的优点
[0005]本专利技术提出如下微机械构件：所述微机械构件除了其相应的内部体积之外还具有空腔，使得至少一种气体能够从其内部体积传递到其空腔中，相应的微机械构件的电极存在于所述内部体积内。在根据本专利技术的微机械构件的情况下，释放气体的(ausgasenden)物质、掺杂物质和形成的含碳气体能够从内部体积中如此分布到空腔中，使得确定的量的释放气体的物质/扩散(diffundierenden)物质导致内部体积中的相应的参考压力的变化更小，例如氢气、氮气、氧气(例如从TEOS、即原硅酸四乙酯中释放出来)，所述形成的含碳气体例如尤其是甲烷或者乙烷。因此，与现有技术相比，借助本专利技术提出的微机械构件更适合用于在遵守预给定的规定极限的情况下实施可靠且精确的测量、例如压力测量。
[0006]在传统的压力传感器中，释放气体效应和/或扩散效应通常导致相应的压力传感器中的参考压力的增加，并且因此导致相应的压力传感器的传感器信号的不期望的漂移。内部体积越小，“封闭”在内部体积中的参考压力的百分比增加越大，相应的微机械构件的电极存在于所述内部体积内。因此，在MEMS构件的继续进步的小型化进程中，该方面获得越来越大的权重(越来越大的影响)。
[0007]在微机械构件的一种有利的实施方式中，至少一个凹陷部结构化到衬底的衬底表面中，该衬底表面与在框架结构内的空腔邻接。通过这种方式能够附加地提高空腔的体积，该体积能够用于与内部体积的气体传输。因此，能够附加地借助至少一个凹陷部使释放气体/扩散对存在于内部体积中的参考压力的影响最小化。
[0008]在微机械构件的另一种有利的实施方式中，直接地或者间接地至少紧固在框架结构上的至少一个第一对应电极(Gegenelektrode)借助至少一个绝缘区域与框架结构和/或衬底电绝缘，所述绝缘区域由至少一种电绝缘材料形成，所述绝缘区域布置或者构造在框架结构内和/或框架结构与至少一个第一对应电极之间。因此，分别存在于至少一个对应电极上的电势能够与框架结构的和/或衬底的电势不同。
[0009]例如，电容器密封结构能够在至少一个第一电极的背离衬底的侧上包括张开的膜
片，该膜片的膜片内侧限界内部体积，并且当存在于膜片的背离内部体积的膜片外侧上的压力与存在于内部体积中的参考压力之间的压力差不等于零时，所述膜片是能够翘曲的，由此，至少一个第一电极是能够调整的，所述至少一个第一电极悬挂在膜片的膜片内侧上并且与所述膜片电连接。因此，微机械构件的这里描述的实施方式能够特别好地用作压力传感器(的至少一部分)。
[0010]作为有利的扩展方案，至少一个第一电极能够通过紧固在膜片内侧上的至少一个悬挂结构悬挂在膜片内侧上并且与膜片电连接，其中，微机械构件附加地还具有存在于内部体积中的至少一个第二电极，所述至少一个第二电极同样通过至少一个悬挂结构这样悬挂在膜片内侧上并且与膜片电连接，使得至少一个第二电极与至少一个第一电极一样是能够借助膜片的翘曲调整的，并且其中，微机械构件附加地还具有存在于内部体积中的至少一个第二对应电极，所述至少一个第二对应电极布置在至少一个第二电极的背离衬底的侧上。在将至少一个第一电极和至少一个第一对应电极在微机械构件的这种实施方式中用作至少一个第一电容器的同时，附加地还能够将至少一个第二电极和至少一个第二对应电极用作至少一个第二电容器。借助至少一个第一电容器的第一电容与至少一个第二电容器的第二电容之间求差，能够借助适合的测量电路、例如惠斯通电桥电路来确定更精确且更准确的测量值，由此能够实现测量敏感性的提高。
[0011]优选地，在这种情况下，至少一个第一对应电极和至少一个第二电极由第一电极层形成，至少一个第一电极和至少一个第二对应电极由第二电极层形成，其中，膜片借助至少一个膜片绝缘区域与由第二电极层形成的部件电绝缘，所述至少一个膜片绝缘区域由至少一种电绝缘材料和/或另外的至少一种电绝缘材料组成。因此，施加在膜片上的电势不损害由第二电极层形成的部件的至少一个电势。
[0012]在微机械构件的另一种有利的扩展方案中，至少一个第一电极通过紧固在膜片内侧上的至少一个悬挂结构悬挂在膜片内侧上并且与膜片电连接，其中，微机械构件附加地还具有存在于内部体积中的至少一个第二对应电极，所述至少一个第二对应电极在至少一个第一电极的背离衬底的侧上直接地或者间接地紧固在电容器密封结构和/或衬底上，并且所述至少一个第二对应电极具有至少一个连贯的凹槽，第一电极的至少一个悬挂结构被引导穿过所述至少一个连贯的凹槽。在这里描述的实施方式中，还能够将至少一个第一对应电极和至少一个第一电极用作至少一个第一电容器并且将至少一个第二对应电极和至少一个第一电极用作至少一个第二电容器。因此，由至少一个第一电容器的第一电容和至少一个第二电容器的第二电容进行的求差的优点也能够用于微机械构件的这里描述的实施方式。
[0013]优选地，在这种情况下，至少一个第一对应电极由第一电极层形成，至少一个第一电极由第二电极层形成，并且至少一个第二对应电极由第三电极层形成，其中，膜片借助至少一个膜片绝缘区域与由第三电极层形成的至少一个部件电绝缘，所述至少一个膜片绝缘区域由至少一种电绝缘材料和/或另外的至少一种电绝缘材料组成。因此，存在于膜片上的电势对从第三电极层中结构化出来的至少一个部件的至少一个电势没有影响。
[0014]优选地，至少一个绝缘区域的和/或至少一个膜片绝缘区域的至少一种电绝缘材料分别具有小于等于10
‑8S
·
cm
‑1的电导率和/或大于等于108Ω
·
cm的电阻率。有利地，至少一个绝缘区域的和/或至少一个膜片绝缘区域的至少一种电绝缘材料此外还对用于移除牺
牲材料/牺牲层的蚀刻介质具有高的耐蚀刻性。因此，至少一个绝缘区域和/或至少一个膜片绝缘区域有利地适合用于确保各自期望的绝缘。
[0015]通过实施相对应的用于传感器设备的微机械构件的制造方法也实现上述优点。明确指出的是，该制造方法能够根据微机械构件的上述实施方式来扩展。
附图说明
[0016]在下文中，根据附图阐述本专利技术的其他特征和优点。附图示出：
[0017]图1A至图1F中间产物的示意性横截面，用以阐述用于传感器设备的微机械构件的制造方法的第一实施方式；
[0018]图2A和图2B中间产物的示意性横截面，用以阐述用于传感器设备的微机械构件的制造方法的第二实施方式；
[0019]图3A至图3C中间产物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于传感器设备的微机械构件，所述微机械构件具有：衬底(10)；至少一个第一对应电极(38)，所述至少一个第一对应电极直接地或者间接地紧固在所述衬底(10)上；和至少一个第一电极(46)，所述至少一个第一电极以能够调整的方式布置在所述至少一个第一对应电极(38)的背离所述衬底(10)的侧上；和电容器密封结构(54)，所述电容器密封结构直接地或者间接地紧固在所述衬底(10)上，所述电容器密封结构气密地密封内部体积(56)，所述内部体积具有存在于其中的所述至少一个第一对应电极(38)和存在于其中的所述至少一个第一电极(46)；其特征在于，所述至少一个第一对应电极(38)直接地或者间接地至少紧固在框架结构(12)上，所述框架结构直接地或者间接地紧固在所述衬底(10)上，其中，所述框架结构(12)包围空腔(68)，并且所述至少一个第一对应电极(38)至少部分地如此跨越所述空腔(68)，使得通过构造在所述至少一个第一对应电极(38)上和/或构造在所述至少一个第一对应电极(38)中的至少一个开口(38a)能够在所述空腔(68)与所述内部体积(56)之间传输至少一种气体。2.根据权利要求1所述的微机械构件，其中，至少一个凹陷部(14)结构化到所述衬底(10)的以下衬底表面(10a)中：所述衬底表面与在所述框架结构(12)内的空腔(68)邻接。3.根据权利要求1或2所述的微机械构件，其中，直接地或者间接地至少紧固在所述框架结构(12)上的至少一个第一对应电极(38)借助至少一个绝缘区域(32)与所述框架结构(12)和/或所述衬底(10)电绝缘，所述绝缘区域由至少一种电绝缘材料形成，所述绝缘区域布置或者构造在所述框架结构(12)内和/或所述框架结构(12)与所述至少一个第一对应电极(38)之间。4.根据上述权利要求中任一项所述的微机械构件，其中，所述电容器密封结构(54)在所述至少一个第一电极(46)的背离所述衬底(10)的侧上包括张开的膜片(58)，所述张开的膜片的膜片内侧(58a)限界所述内部体积(56)，并且当存在于所述膜片(58)的背离所述内部体积(56)的膜片外侧(58b)上的压力与存在于所述内部体积(56)中的参考压力之间的压力差不等于零时，所述膜片是能够翘曲的，由此，悬挂在所述膜片(58)的膜片内侧(58a)上并且与所述膜片(58)电连接的所述至少一个第一电极(46)是能够调整的。5.根据权利要求4所述的微机械构件，其中，所述至少一个第一电极(46)通过紧固在所述膜片内侧(58a)上的至少一个悬挂结构(60)悬挂在所述膜片内侧(58a)上并且与所述膜片(58)电连接，其中，所述微机械构件附加地还具有存在于所述内部体积(56)中的至少一个第二电极(72)，所述至少一个第二电极同样通过所述至少一个悬挂结构(60)这样悬挂在所述膜片内侧(58a)上并且与所述膜片(58)电连接，使得所述至少一个第二电极(72)如所述至少一个第一电极(46)一样是借助所述膜片(58)的翘曲能够调整的，其中，所述微机械构件附加地还具有存在于所述内部体积(56)中的至少一个第二对应电极(74)，所述至少一个第二对应电极布置在所述至少一个第二电极(72)的背离所述衬底(10)的侧...

【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：