[发明专利]微机械装置和用于制造微机械装置的方法

说明书

本发明涉及一种微机械装置，其具有硅基底(100)，硅基底具有置于硅基底上的氧化物层(200)和置于氧化物层上的微机械功能层(300)，它们平行于主延伸平面(10)延伸，其中，至少在微机械功能层(300)和氧化物层(200)中构造空穴(320)。本发明的核心在于，在氧化物层(200)和/或微机械功能层(300)中构造入口通道(250)，入口通道从空穴(320)开始平行于主延伸平面(10)延伸并且在此在垂直于主延伸平面(10)的投影方向(20)上看延伸到空穴(320)外部的入口区域(400)中。本发明还涉及一种用于制造微机械装置的方法。

技术领域

本发明基于一种微机械装置，其具有硅基底，所述硅基底具有置于其上的氧化物层和置于其上的微机械功能层，它们平行于主延伸平面延伸，其中，至少在微机械功能层和氧化物层中构造有空穴。

背景技术

基于硅微机械的传感器在汽车制造和娱乐电子部件中使用，以用于测量加速度、转速、压力、磁场和其他变量。硅晶片技术带来了批量制造这些传感器的优点。娱乐电子部件领域中的主要发展趋势是结构元件的小型化、多个不同功能的集成以及成本降低。

不同的传感器元件越来越多地集成在一个构件中，例如加速度和转动速率传感器。这既可以在封装中也可以在晶片层级上实现。如果将设计用于通过空穴内部压力来进行不同阻尼的加速度和转速芯片放置在一个晶片上，则能够以两种不同的类型调设内部压力。专利US8546928B2说明了空穴内部压力借助于吸气剂的调设。专利DE102014202801说明了通过两阶段的方法、即借助于激光打孔或沟槽来打开并且利用激光熔化方法来再次封闭在晶片上的相邻腔中产生两个内部压力。该方法也适用于在空穴中包围特别低的内部压力或包围对温度特别敏感的介质。

发明内容

本发明基于一种微机械装置，其具有硅基底，该硅基底具有置于其上的氧化物层和置于其上的微机械功能层，它们平行于主延伸平面延伸，其中，至少在微机械功能层和氧化物层中构造有空穴。本发明的核心在于，在氧化物层或也在微机械功能层中构造有入口通道，所述入口通道从空穴开始平行于主延伸平面地延伸并且在此在垂直于主延伸平面的投影方向上看延伸到空穴外部的入口区域中。

本发明的一种有利构型设置为，在功能层中构造另外的入口通道，该另外的入口通道在入口区域中垂直于主延伸平面延伸并且与入口通道连接。有利地，由此可以实现该入口通道并且因此实现空穴。

本发明的一个有利构型设置为，另外的入口通道构造为DRIE沟槽。因此，能够有利地实现具有高的宽高比的通道并且因此在主延伸平面中实现低的面积消耗。

本发明的一个有利构型设置为，另外的入口通道在键合垫区域中通到微机械装置的外表面上。有利地，由此可以调设空穴中的气氛。在这种布置中，不必将另外的入口通道引导穿过罩。

有利的是，在入口区域旁边的部分区域中去除功能层，其方式是，在那里引入缺口。有利地，在入口区域中以激光脉冲熔化功能层的一部分，并且由此封闭入口通道。凝固后，材料局部地冷却并在此相对于较冷的环境收缩。这在材料内产生拉应力。该应力会在功能层的边缘处降低，因此有利的是在围绕熔化区附近将功能层在部分区域中尽可能大范围地去除。此外有利的是，使功能层的棱边尽可能靠近熔化区地设置。特别有利的是功能层的围绕熔化区的区域的窄和高的几何形状，以便能够良好地降低应力。

有利的是，功能层的棱边关于熔化区设置有小于熔化区的两倍直径的距离。

特别有利的是，熔化区设置到功能层的舌部上，该舌部的宽度小于熔化区的直径的5倍。

有利的是，舌部在垂直于入口区域的棱边的方向上的长度至少相当于舌部在平行于棱边的方向上的宽度的一半。

此外有利的是，功能层的厚度至少为该结构在平行于入口区域的棱边的方向上的宽度的五分之一。