[发明专利]用于制造微机电结构的方法和微机电结构

说明书

提出用于制造微机电结构的方法，具有以下步骤：形成具有槽口的第一和第二功能层、第三功能层及三个布置其间的绝缘层，第三功能层的结构化横向区域限定可运动结构，绝缘层及第一和第二功能层分别具有布置在第三功能层结构化横向区域下方且相应于结构化横向区域垂直投影的横向区域；蚀刻绝缘层，完全去除第三绝缘层横向区域中的第三绝缘层并使可运动结构暴露，第一功能层的布置在第一功能层横向区域中的所有槽口通过窄的沟槽形成，其宽度小于第一与第三功能层之间的垂直距离的两倍，第一功能层如此形成，使得其在横向区域中具有通过沟槽与第一功能层的剩余部分分开的至少一个电绝缘部段。此外提出具有衬底及第一、第二和第三功能层的微机电结构。

技术领域

本发明涉及一种用于制造微机电结构的方法和一种微机电结构。

背景技术

用于制造微机械传感器、例如加速度传感器和转速传感器的方法从现有技术中以多种形式和变型已知。如此，例如在DE19537814 A1、DE4241045 C1和DE4317274 A1中描述如下方法：借助所述方法能够生产可运动的硅结构，所述可运动的硅结构的运动通过确定电容变化来测量。这类方法的特征在于，可运动的硅结构在第一步骤中通过蚀刻方法由厚的功能层制成，其中，功能层通过具有高的纵横比的沟槽来结构化。在第二步骤中，去除在功能层下方的牺牲层，从而产生相对于衬垫可自由运动的结构。此外，在可运动的结构下方能够布置薄的、由多晶硅制成的埋置功能层，所述埋置功能层例如用作用于可运动的或固定的硅结构的悬挂件或者能够用作电极或印制导线(Leiterbahn)。可运动的结构通常以罩密封保护。罩晶片能够借助不同的键合方法来施加到传感器晶片上，其中，在该罩中通常设置有腔。

对于这种制造方法来说重要的是，将牺牲层的厚度选择成显著大于埋置功能层的厚度，因为否则可运动的结构在水平偏移的情况下将冲击第一埋置多晶硅层的边缘。然而，在这些方法中不利的是，即使在埋置多晶硅层的厚度小的情况下也总是描绘可运动的层的下侧上的形貌(Topographie)，这就是说，多晶硅层的形貌结构对可运动的结构的下侧上的、在蚀刻时形成的结构施加影响，从而以这种方式能够在下侧上产生高度差、不平整、凸起以及其他缺陷(参见图1)。这种效应尤其是对于转速传感器来说是重要的。在转速传感器的情况下，通常激发可运动的质量以进行水平振荡运动，并且通过电容变化探测由科里奥利力引起的竖直偏移。每当可运动的结构扫过埋置电极面的边缘时，在可运动的结构与电极之间的电容由于可运动的结构的下侧上的形貌而发生变化。这导致具有振荡的双倍频率的干扰信号。这种干扰信号使转速信号的正确分析处理变得相当困难并且应不惜一切代价避免。

还从DE102011 080978 A1中已知一种方法，借助所述方法能够如此制造埋置多晶硅层，使得在蚀刻时在位于其上方的层中不出现形貌缺陷并且因此避免可运动的结构冲击埋置多晶硅层的边缘。此外，在该方法中有利的是，除了避免这种冲击以外也能够避免上述干扰信号。然而，在该方法中不利的是，其更加复杂并且制造成本相应地更高。另一缺点在于，在该方法中，在设置有埋置多晶硅面的位置处，在牺牲层中产生对牺牲层蚀刻具有直接影响的空腔，因为蚀刻在空腔的区域中极大加速地进行。这虽然一方面能够用于局部地实现强的掏蚀然而由此同时限制如下可能性：控制在未设置有埋置多晶层的区域中的掏蚀。