[发明专利]用于制造具有与载体机械脱耦的区域的衬底的方法，用于制造至少一个弹簧和衬底的方法

说明书

本发明公开了一种用于制造具有与载体机械脱耦的区域的衬底的方法，所述区域具有掷筛一个在其上布置的构件，其中，至少一个凹槽在衬底的正面被引入，蚀刻图案在衬底的背面被准备并且被这样各向异性的蚀刻，使得在衬底的背面上产生垂直通道并且随后在衬底的背面上引入空腔，其中，衬底正面上的至少一个凹槽与衬底背面上的空腔连接并且至少两个凹槽或凹槽的至少两个区段在衬底正面与空腔之间的至少一个区域中通过至少一个蚀空部相互连接。

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有与载体机械脱耦的区域的衬底的方法、一种用于制造至少一个弹簧的方法以及一种具有机械脱耦区域的衬底。

背景技术

在微机械压力传感器中作为机电换能器使用的半导体元件不仅接收直接通过作用到膜片上的压力影响而产生的机械应力，而且同样接收通过来自周围环境的机械干扰影响所引起的应力。这种干扰影响例如可以通过在其上装配有压力传感器的电路板或衬底的变形或通过不同材料和压力传感器的覆盖层或衬底的温度特性产生。

已知具有全面露出的压力传感器膜片的压力传感器。在此，一个或多个沟槽或者说凹槽在衬底的正面上围绕压力传感器被引入。随后，沟槽之间的接片通过在衬底的背面上引入空腔被露出并且形成用于接收机械力的弹簧。

发明内容

本发明所基于的任务可以视为，提出一种具有与衬底的其余区域或者说与载体机械脱耦的区域的衬底。本发明的另一任务可以视为，降低该机械脱耦的刚度。

该任务借助从属权利要求的相应主题被解决。本发明的有利构型是与从属权利要求分别相关的主题。

根据本发明的一方面，提供了一种用于制造具有与衬底机械脱耦的区域的衬底的方法，所述区域具有至少一个在该区域上布置的构件，其中，在衬底的正面上引入至少一个凹槽，在衬底的背面上准备蚀刻图案并且这样各向异性地蚀刻，使得在衬底的背面上产生垂直通道。随后，在衬底的背面上通过各向同性的蚀刻产生空腔，其中，使衬底正面上的所述至少一个凹槽与在衬底背面上的空腔连接。至少两个并排布置的凹槽或一个凹槽的至少两个区段在衬底正面和衬底背面上的空腔之间的至少一个区域中通过至少一个蚀空部相互水平连接，使得产生在所述至少两个凹槽或一个凹槽的所述至少两个区段之间布置的至少一个弹簧，该弹簧通过所述至少一个蚀空部沿其水平延伸部被划分为至少两个弹簧区段。在此，水平面相当于衬底表面的延伸或平行于该表面的延伸走向。垂直延伸相当于垂直于衬底表面延伸。

通过在衬底的正面中围绕布置有构件的区域引入凹槽或沟槽，形成在凹槽之间的接片。替代地，接片通过单独的凹槽实现，其中，凹槽例如可以圆形地或角螺旋地走向并且在至少一个区段中至少局部地具有所述单独的凹槽的至少一个相邻区段。相邻的区段同样可以形成接片。该接片通过从衬底的背面形成空腔被露出。由此，形成作为梁弹簧起作用的弹簧。所述弹簧使待脱耦区域与衬底的其余区域或者说载体连接。因此，弹簧可以使待脱耦区域与衬底之间的机械力脱耦。在此，弹簧具有垂直延展尺寸，该垂直延展尺寸相应于衬底正面的表面和衬底背面上的空腔之间的距离。弹簧根据其形状和延展尺寸具有与方向相关的刚度。弹簧梁沿垂直方向的刚度与其垂直延展尺寸的立方呈正比。通过将具有例如10μm的垂直延展尺寸的弹簧划分为两个彼此叠置的分别具有5μm的垂直延展尺寸的弹簧区段，可以使两个弹簧区段沿垂直方向的刚度降低到四分之一。在划分为三个垂直地彼此叠置的分别具有3.33μm的弹簧区段的情况下，可以使沿垂直方向的刚度以系数9减小。在此，沿水平方向的刚度不改变。所述至少两个凹槽或一个凹槽的至少两个区段在衬底正面与空穴之间的至少一个区域中通过至少一个蚀空部相互连接。在此，蚀空部使所述至少两个凹槽或一个凹槽的至少两个区段沿其整个水平延展部或仅部分地沿水平延展部连接。由此，由具有确定垂直延展尺寸的弹簧形成至少两个弹簧区段，所述弹簧区段垂直地彼此叠置并且通过蚀空部相互分开。通过该措施可以使弹簧沿垂直方向的刚度减小，由此可以实现待脱耦区域或者说构件与衬底或者说剩余衬底的改善的机械脱耦。在此，所述一个弹簧也可以是多个弹簧，这些弹簧有利地布置在待脱耦区域上或围绕待脱耦区域布置。在此，衬底可以是由硅或其他掺杂或未掺杂的半导体或非导体组成的晶片、基板、电路板、印刷电路板或类似物。