[发明专利]用于压力和惯性传感器设备的微机械构件

说明书

本发明涉及一种用于压力和惯性传感器设备的微机械构件，所述微机械构件具有衬底(10)、撑开的膜片(12)和布置在所述内部容积(16)中的振动质量(14)，所述衬底具有衬底表面(10a)，所述膜片具有朝向所述衬底表面(10a)定向的膜片内侧(12a)和远离所述衬底表面(10a)指向的膜片外侧(12b)，其中，所述膜片内侧(12a)邻接于内部容积(16)，在所述内部容积中封锁有参考压力(p₀)，并且其中，所述膜片(12)借助存在于其膜片外侧(12b)上的压力(p)与所述参考压力(p₀)之间的压力差能够被翘曲，其中，在所述膜片内侧(10a)上突出的且伸入到所述内部容积(16)中的传感器电极(18)借助所述膜片(12)的翘曲相对于所述衬底(10)能够被调整。同样地，本发明涉及一种压力和惯性传感器设备。另外，本发明涉及一种用于制造用于压力和惯性传感器设备的微机械构件的制造方法。

技术领域

本发明涉及一种用于压力和惯性传感器设备的微机械构件和一种压力和惯性传感器设备。同样地，本发明涉及一种用于制造用于压力和惯性传感器设备的微机械构件的制造方法。

背景技术

在DE 10 2006 024 671 A1中描述一种微机械结构元件，该微机械结构元件包括撑开的膜片，该膜片这样气密地密封膜片的膜片内侧与载体之间的内部容积，使得膜片借助存在于远离载体指向的膜片外侧上的压力与存在于内部容积中的参考压力之间的压力差能够被翘曲。此外，在内部容积中布置有振动质量。借助由该振动质量和同样布置在内部容积中的刚性电极形成的电容，应该能够测量微机械结构元件的加速度。附加地，借助由膜片和振动质量或者膜片和刚性电极形成的电容应该能够测量压力或者声音。

发明内容

本发明实现一种具有权利要求1的特征的用于压力和惯性传感器设备的微机械构件、一种具有权利要求7的特征的压力和惯性传感器设备和一种具有权利要求7的特征的用于制造用于压力和惯性传感器设备的微机械构件的制造方法。

本发明的优点

本发明实现用于将压力传感器结构和惯性传感器结构共同集成在微芯片上/中的有利的可能性。借助本发明实现的用于共同集成压力传感器结构和惯性传感器结构的可能性能够实现相应的微芯片的芯片面的特别好的充分利用，由此能够简化压力和惯性传感器设备的微型化并且能够在制造压力和惯性传感器设备时降低制造成本。

与在先描述的现有技术相比，本发明的特别的优点在于，根据本发明的微机械构件的构造允许与直接地或者间接地紧固在该微机械构件的衬底的衬底表面上的传感器对应电极共同作用，所述微机械构件具有在所述微机械构件的膜片的膜片内侧上突出的且伸入到内部容积中的传感器电极。因此，省去上文描述的现有技术的如下必要性：将振动质量或者与该振动质量共同作用的“刚性电极”用作用于膜片的对应电极。附加地，根据本发明的具有在膜片内侧上突出的且伸入到内部容积中的传感器电极的微机械构件的构造，允许将与传感器电极共同作用的传感器对应电极以与传感器电极具有相对较小的间距的方式直接地或者间接地布置在衬底表面上。因此，传感器电极和传感器对应电极之间的共同作用适合用于以相对较高的敏感性、良好的测量精度和可忽略不计的低误差频率验证或者测量存在于膜片外侧上的压力。

在微机械构件的一种有利的实施方式中，振动质量由半导体材料层的或者半导体材料层堆的至少一个半导体材料形成，其中，传感器电极至少部分地同样由该半导体材料层的或者该半导体材料层堆的至少一个半导体材料形成。因此，半导体材料层或者半导体材料层堆作为唯一的微机械功能层不仅能够用于形成振动质量、还能够用于形成传感器电极的至少一部分。这也便于微机械构件的在这里描述的实施方式的微型化。

作为有利的扩展方案，布置在所述内部容积中的且独立于所述振动质量形成的参考电极附加地能够由所述半导体材料层的或者所述半导体材料层堆的至少一个半导体材料形成。在这种情况下，参考电极到内部容积中的集成不/几乎不有助于增加微机械构件的在这里描述的实施方式的延展，在下文还将更详细地阐述该参考电极的功能。