[发明专利]微机械构件和用于制造微机械构件的方法

说明书

本发明涉及一种微机械构件(1)，尤其是转速传感器，具有具有主延伸平面的衬底(10)和至少一个质量振子(12)，质量振子(12)通过一个或多个弹簧元件(13)相对于衬底(10)能振动地支承，其中，至少一个弹簧元件(13)具有第一弹簧部分元件(14)和第二弹簧部分元件(15)，第一弹簧部分元件(14)和第二弹簧部分元件(15)在垂直于主延伸平面的垂直方向(18)上叠置地布置并且在该垂直方向(18)上彼此间隔开。本发明涉及一种制造微机械构件(1)的方法。

技术领域

本发明涉及一种微机械构件和一种用于制造微机械构件的方法。

背景技术

在现有技术中以各种不同的实施方式已知微机械构件及其制造方法。在出版物DE195 37 814 A1中例如说明了一种用于制造微机械传感器加速度传感器和转速传感器的方法。利用这种和类似的方法，产生也运动的硅结构，通过确定电容变化来测量其运动。这类方法的特征和进一步的讨论是，在第一步骤中通过蚀刻工艺制造可运动的硅结构，其中，在硅层中以大的纵横比产生沟槽(DE 42 41 045 C1)。在第二步骤中去除硅层下方的牺牲层(大多为氧化物层，参见例如DE 43 17 274 A1)。因此，获得了可相对于底座自由运动的硅结构。

此外，由DE 10 2011 080 978 A1已知一种方法，利用该方法可将多个可运动的MEMS结构上下叠置地布置。用这种和其他OMM技术(表面微机械技术)可以构建转速传感器。在所有这些方法中关键的是，功能层的结构化不是完全垂直地进行并且总是存在沟槽角度(即通过蚀刻产生的结构的侧壁的角度)的一定制造偏差。此外，总是存在沟槽结构的宽度一定制造偏差。趋势是，层越厚，沟槽结构的宽度波动越大。这些效果导致已知的OMM转速传感器的测量精度降低。

已知的OMM转速传感器大多基于以下基本概念：

两个质量块(可运动的OMM结构)反向平行地振动。通过科里奥利力，这些质量块垂直于各自的运动方向偏转，其中，两个质量块的垂直偏转也反向平行地进行。偏转被测量并且相应于要测量的转速。由于反向平行的偏转，可以在测量中清楚地区分施加在构件上的转速和引起平行偏转的加速度。

上面提到的非精确的垂直沟槽角度使得质量块也分别实施垂直于所希望运动方向的运动。这些质量块因而进行摆动运动。该摆动运动由于它们的运动方向而总是引起错误信号(所谓的Quadratur，正交差)。这种错误信号是不希望的并且降低了传感器的灵敏度。

对于旨在探测垂直于衬底平面的旋转的传感器，两个运动质量块也在该平面中受激振动，在此垂直于探测方向受激振动。然而，在这种情况下探测质量块在垂直于质量块运动方向的平面内的偏转。由于沟槽结构、特别是弹簧结构的宽度的偏差，可运动的质量块悬挂在刚度略微不同的弹簧上。弹簧悬挂装置中的这种不对称性导致平面中的摆动运动。这种摆动运动类似于第一个例子导致不希望的错误信号。

发明内容

在此背景下，本发明的一个目的是，提供一种用于转速传感器的装置和制造方法，其具有减小的正交差。此外，本发明的目的是，提供一种装置和制造方法，利用该装置和制造方法可以实现尺寸减小的转速传感器。

根据本发明，提出一种微机械构件，尤其是转速传感器，具有具有主延伸平面的衬底和至少一个质量振子，其中，质量振子通过一个或多个弹簧元件相对于衬底能振动地支承，其中，至少一个弹簧元件具有第一弹簧部分元件和第二弹簧部分元件，其中，第一弹簧部分元件和第二弹簧部分元件在垂直于主延伸平面的垂直方向上叠置地布置并且在该垂直方向上彼此间隔开。