[发明专利]微机电构件和用于微机电构件的制造方法

说明书

本发明涉及一种MEMS构件，其具有：衬底，在该衬底中从功能性上侧起构造空腔；埋藏式多晶硅层，在该多晶硅层中松弛地安置有作为第一电极的多晶硅膜片，所述多晶硅膜片至少部分地覆盖该空腔；Epi多晶硅层，在该Epi多晶硅层中松弛地安置有作为第二电极的电极结构，该电极结构在该多晶硅膜片上间距一自由空间地布置；通道开口，该通道开口流动地连接该MEMS构件的外部环境和该空腔，在该埋藏式多晶硅层、该Epi多晶硅层和/或该衬底的空腔的内壁中构造有一个或多个通道，所述通道连接该通道开口和该空腔，并且通道宽度不大于5微米。

技术领域

本发明涉及一种微机电(MEMS)构件。本发明还涉及一种用于微机电(MEMS)构件的制造方法。

背景技术

微机电结构(MEMS，”micro-electromechanical systems“)被用于不同的应用领域，例如用于小型传感器、致动器或者节拍器。这种微机电结构能够尤其基于所谓的APSM方法(”Advanced Porous Silicone Membrane“，先进的多孔硅膜片)制造，例如在文献EP 1306 348 B1,WO 02/02458 A1,DE 10 2004 036 032 A1,DE 10 2004 036 035 A1,EP 2138 450 A1,DE 100 65 026 A1或者DE 100 30 352 A1中说明的那样。

在文献DE 10 2007 019 639 A1中描述了一种微机电构件，该微机电构件具有由单晶硅构成的、直接固定在衬底的功能性的上侧上的膜片，用于盖住空腔。在从空腔出发指向膜片的外侧上悬挂有电极。该膜片和电极应可作为电容式压力传感器的传感元件被装入。文献DE 10 2013 213 071公开了电容式压力传感器，其在埋藏式多晶硅膜片下方具有衬底空腔，在该电容式压力传感器上方布置有由单晶硅和多晶硅构成的松弛地安置的电极。

发明内容

本发明提出一种MEMS构件和一种用于制造MEMS构件的方法。

本发明的第一意图是，如此改善用于电容式MEMS传感器装置，使得该传感器装置的膜片部件在晶片的粗加工时被保护以防湿气和/或污染颗粒进入，该MEMS传感器装置例如从晶片中通过锯削来分单。由此能简易地且有益地执行有待执行的加工工艺，而不存在损伤或损坏该MEMS传感器装置的敏感的传感部件的危险。

以上所解释的优点也在电容式传感器装置中或者在具有这种MEMS构件的麦克风中实现。

本发明的另一意图是，使MEMS传感器装置的测量敏感性或测量精确性得以改善。为此提出，充当压力膜片的多晶硅层的接合不固定在衬底上，而是在安置于其上的厚的多晶硅支撑层上，该多晶硅支撑层将多晶硅层划分为多个膜片区段。因此，多晶硅支撑层能设置支撑部位用于这些膜片区段，所述支撑部位用于悬挂该多晶硅层。在此尤其有利的是，多晶硅层的膜片区段的跨度通过相对于多晶硅支撑层的接触腐蚀来限定，这种接触腐蚀的腐蚀精确度能被尤其良好地调节。此外，多晶硅层以及多晶硅支撑层包括相同的基础材料，从而热应力只能最小地影响到传感器装置的精确性。

最后，本发明还有一个意图是，制造一种全差分的电容式MEMS传感器装置，在该电容式MEMS传感器装置中，通过在Epi多晶硅功能层上电镀地脱耦的连接以可自由运动的多晶硅中间层的运动将压力传递到薄的多晶硅层中的第一膜片结构上，该第一膜片结构与外部空腔处于流体连接。由此提供这样的优势：与传感器装置的电容无关地保留对所述薄的多晶硅层中吸收压力的膜片部件的跨度的选择，由此能够应用具有较小跨度和较高制造准确性的非常薄的膜片部件，而不会损害该传感器装置的测量敏感性。此外，多晶硅层、Epi多晶硅功能层和多晶硅中间层共同提供两个相互差分地工作的电容，从而无需再执行单独的参考电容。此外，传感器膜片与测量电容完全电地脱耦，从而从外部积聚在传感器膜片上的湿气和颗粒既不能形成短路也不能形成干扰信号。

本发明的实施方式的其它特征和优点从以下参照附图的说明得出。

附图说明