[发明专利]微机械结构和相应的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微机械结构和一种相应的制造方法。

背景技术

从US 2010/0295138A1和US 2005/0095813A1中公开了微机械的（MEMS）结构，其采用CMOS层用于实现微机械功能。

US 2011/0265574 A1公开了一种用于将MEMS功能后端集成到CMOS电路上的过程。

发明内容

本发明提出了一种按照权利要求1的微机械结构以及按照权利要求10的相应的制造方法。

优选的改进方案是从属权利要求的主题。

本发明基于的思想在于，提出一种在采用从一衬底中结构化出（herausstrukturierten）的层以及采用CMOS层的前提下的CMOS-MEMS结构。

根据本发明的微机械结构和相应的制造方法允许采用稳固的衬底材料，用于制造微机械的功能结构，从而能够舍弃厚的微机械的功能层的昂贵的沉积或者说昂贵的转移键合（Transferbonden）。为此，利用已有的CMOS过程的灵活性来用于印制导线系统和可能的CMOS电路。

根据一种优选的实施方式，在最上面的钝化层和所述衬底的上侧面之间具有一空腔。这样，可以调节出一种针对所述微机械的功能结构的定义的大气和压力。

根据另一种优选的实施方式，所述空腔横向地通过由印制导线层以及位于这些印制导线层之间的镀通孔构成的堆叠顺序部进行限定。这能够实现气相蚀刻过程沿着横向方向的有目的性的停止。

根据另一种优选的实施方式，所述微机械的功能结构被具有至少一个印制导线的印制导线系统撑开，所述印制导线系统在所述堆叠顺序部处横向地紧固。这样能够实现稳固的印制导线系统。

根据另一种优选的实施方式，所述空腔通过一封闭层进行封闭。这样，能够调节出所述空腔中的任意的压力。

根据另一种优选的实施方式，所述微机械的功能结构具有一可偏转的质量装置。这能够实现一种牢固的惯性传感器、例如加速度传感器或旋转速率传感器（Drehratensensors）。

根据另一种优选的实施方式，在所述质量装置上布置一个或多个以传导性的材料包裹的、绝缘层的块。这样能够提高质量表面密度。

根据另一种优选的实施方式，在所述微机械的功能结构下方在所述衬底中设置另一个空腔。这样能够构造出电绝缘的和/或可偏转的或者说可动的功能结构。

根据另一种优选的实施方式，所述衬底是单晶的硅衬底或者单晶的SOI衬底。单晶硅具有相对于所述印制导线系统LB的CMOS层的特别好定义的机械特性。此外，通过相比于多晶硅的很小的表面粗糙度，单晶硅具有提高的断裂强度且因此具有更大的可靠性。此外，在单晶材料的情况下相比于多晶材料/CMOS层的材料，层应力或者说应力梯度以及不同的热膨胀系数不起作用。

附图说明

下面参照在附图的示意图中给出的实施例详细阐释本发明。其中: 

图1a）-c） 示出了根据本发明的第一实施方式的微机械结构的示意图，确切地说，图1a是水平的横截面图，图1b是沿图1a中的直线A-A'的竖直的横截面图以及图1c是沿图1a中的直线B-B'的竖直的横截面图；

图2a）-d） 在沿图1a中的直线B-B'的竖直的横截面图中示出了用于阐释根据本发明的第一实施方式的微机械结构的制造方法的示意图；以及

图3 在沿图1a中的直线B-B'的竖直的横截面图中示出了用于阐释根据本发明的第二实施方式的微机械结构的示意图。

在附图中相同的附图标记表示相同的或者功能相同的元件。

具体实施方式

图1a）-c）示出了根据本发明的第一实施方式的微机械结构的示意图，确切地说，图1a是水平的横截面图，图1b是沿图1a中的直线A-A'的竖直的横截面图以及图1c是沿图1a中的直线B-B'的竖直的横截面图；

尽管不起限制作用，但本发明的实施方式参照加速度传感器形式的微机械结构来阐释。

在图1a）中，附图标记1表示一由单晶硅制成的衬底，所述衬底具有上侧面OS。可替换的是，也可以例如采用SOI衬底（参见图3）。