本發(fā)明涉及一種用于傳感器裝置、麥克風(fēng)裝置和/或微型揚(yáng)聲器裝置的微機(jī)械構(gòu)件。同樣地，本發(fā)明涉及一種用于傳感器裝置、麥克風(fēng)裝置和/或微型揚(yáng)聲器裝置的微機(jī)械構(gòu)件的制造方法。

背景技術(shù)：

1、從de?10?2020?201?576?a1已知一種用于傳感器裝置的微機(jī)械構(gòu)件，該微機(jī)械構(gòu)件具有至少一個(gè)定子電極、至少一個(gè)致動(dòng)器電極和跨過(guò)電極的膜，該膜具有從電極離開地定向的膜外側(cè)。此外，在微機(jī)械構(gòu)件上構(gòu)造有在膜外側(cè)上突出的加強(qiáng)和/或保護(hù)結(jié)構(gòu)，所述加強(qiáng)和/或保護(hù)結(jié)構(gòu)例如應(yīng)作為保護(hù)格柵確保膜外側(cè)的顆粒保護(hù)以防止膜污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種用于傳感器裝置、麥克風(fēng)裝置和/或微型揚(yáng)聲器裝置的微機(jī)械構(gòu)件和一種用于傳感器裝置、麥克風(fēng)裝置、和/或微型揚(yáng)聲器裝置的微機(jī)械構(gòu)件的制造方法。

2、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)下述微機(jī)械構(gòu)件：所述微機(jī)械構(gòu)件基于其具有接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的相應(yīng)的覆蓋結(jié)構(gòu)來(lái)確保更可靠地保護(hù)相應(yīng)的微機(jī)械構(gòu)件的敏感面以免受環(huán)境影響、免受污染影響和免受損壞影響。尤其是，根據(jù)本發(fā)明的微機(jī)械構(gòu)件的接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)甚至在覆蓋結(jié)構(gòu)止擋在對(duì)象上時(shí)也確保其覆蓋結(jié)構(gòu)的高的穩(wěn)健性。由于在至少兩個(gè)接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間的相對(duì)小的間距，附加地還提高這種穩(wěn)健性。

3、為此，在本發(fā)明的微機(jī)械構(gòu)件中，即使是相對(duì)靈敏的敏感面(例如能翹曲的膜的作為敏感面使用的膜表面)幾乎不受到損壞風(fēng)險(xiǎn)。因此，在具有高的沖擊載荷的惡劣環(huán)境中，根據(jù)本發(fā)明的微機(jī)械構(gòu)件也可以可靠地使用。此外，這里所說(shuō)明的發(fā)明實(shí)現(xiàn)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有提高的使用壽命的微機(jī)械構(gòu)件。如以下將更準(zhǔn)確地解釋地，在根據(jù)本發(fā)明的微機(jī)械構(gòu)件的覆蓋結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)上的接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)此外可借助于本發(fā)明在沒(méi)有(實(shí)質(zhì)上的)工作上的額外花費(fèi)的情況下構(gòu)造。甚至是在至少兩個(gè)接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間的相對(duì)小的間距的構(gòu)造也可通過(guò)使用本發(fā)明而相對(duì)容易地實(shí)施。因此，本發(fā)明的使用不會(huì)/幾乎不會(huì)提高用于相應(yīng)的微機(jī)械構(gòu)件的制造成本。

4、如果含硅的凝膠在傳統(tǒng)上作為保護(hù)層(其用于能翹曲的膜的滿足敏感面的功能的膜表面)使用，則提高了可處于翹曲運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的總質(zhì)量。為此，在傳統(tǒng)上借助于含硅的凝膠“保護(hù)”的膜表面對(duì)構(gòu)造有能翹曲的膜的器具的加速更強(qiáng)烈地作出反應(yīng)。與之相比，在根據(jù)本發(fā)明的微機(jī)械構(gòu)件中，接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)在其覆蓋結(jié)構(gòu)上的構(gòu)造不導(dǎo)致可處于翹曲運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的總質(zhì)量的提高。因此，根據(jù)本發(fā)明的微機(jī)械構(gòu)件(連同能翹曲的膜的作為敏感面使用的膜表面)的加速對(duì)膜的翹曲沒(méi)有貢獻(xiàn)。因此，在使用本發(fā)明時(shí)對(duì)膜的作為敏感面使用的膜表面的提高的保護(hù)不影響膜的探測(cè)特性。

5、同樣地，微機(jī)械構(gòu)件的具有由于其接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)而更牢固地構(gòu)造的覆蓋結(jié)構(gòu)的構(gòu)造有助于對(duì)部分地制造的微機(jī)械構(gòu)件在其生產(chǎn)期間更好地保護(hù)。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的微機(jī)械構(gòu)件在其運(yùn)輸期間的損壞由于其覆蓋結(jié)構(gòu)(其帶有在內(nèi)側(cè)上突出的接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu))而被可靠地防止。

6、在微機(jī)械構(gòu)件的一種有利的實(shí)施方式中，在兩個(gè)相鄰的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間的間距位于100nm(納米)和1000nm(納米)之間的范圍內(nèi)。這里所說(shuō)明的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)相互間的間距有利地有助于提高分別構(gòu)造有其的覆蓋結(jié)構(gòu)的牢固性。

7、替代地或者補(bǔ)充地，對(duì)于至少兩個(gè)接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)中的每個(gè)，也可以定義其垂直于其相應(yīng)的最大長(zhǎng)度定向的寬度，并且加強(qiáng)結(jié)構(gòu)在覆蓋結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)上突出的高度可以大于至少兩個(gè)接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的寬度的算術(shù)平均值的一半。這也有助于提高相應(yīng)的覆蓋結(jié)構(gòu)的牢固性，從而即使在對(duì)象止擋在覆蓋結(jié)構(gòu)上的情況下也不會(huì)/幾乎不會(huì)擔(dān)心對(duì)覆蓋結(jié)構(gòu)的損壞或者微機(jī)械構(gòu)件的受其保護(hù)的敏感面的損壞。

8、有利地，微機(jī)械構(gòu)件的敏感面可以是能翹曲的膜的膜表面。因此，這里所說(shuō)明的發(fā)明也有利地有助于保護(hù)在其他情況下相對(duì)靈敏的敏感面以免受污染和損壞。

9、例如，能翹曲的膜可以由第一半導(dǎo)體層成形，至少兩個(gè)接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)可以由第二半導(dǎo)體層成形，并且覆蓋結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)錨固區(qū)域(至少兩個(gè)接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)錨固在所述至少一個(gè)錨固區(qū)域上)由第三半導(dǎo)體層成形。如根據(jù)隨后的說(shuō)明變得明確地，微機(jī)械構(gòu)件的在這里所說(shuō)明的實(shí)施方式可以相對(duì)簡(jiǎn)單且制造便宜地制造。

10、用于傳感器裝置、麥克風(fēng)裝置和/或微型揚(yáng)聲器裝置的相對(duì)應(yīng)的制造方法的實(shí)施也實(shí)現(xiàn)以上所解釋的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)明確地指出，根據(jù)微機(jī)械構(gòu)件的以上所解釋的實(shí)施方式的制造方法可以被擴(kuò)展。

11、在制造方法的一種有利的實(shí)施方式中，為了使加強(qiáng)結(jié)構(gòu)與微機(jī)械構(gòu)件的敏感面相鄰地布置并且為了構(gòu)造至少兩個(gè)接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，實(shí)施以下的子步驟：至少部分地用至少一個(gè)犧牲層覆蓋微機(jī)械構(gòu)件的敏感面；將半導(dǎo)體層沉積在至少一個(gè)犧牲層上；至少通過(guò)使位于兩個(gè)后來(lái)的相鄰的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間的穿過(guò)半導(dǎo)體層的至少一個(gè)溝槽結(jié)構(gòu)化來(lái)從半導(dǎo)體層至少結(jié)構(gòu)化出至少兩個(gè)接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，所述溝槽具有平行于敏感面定向的溝槽寬度，所述溝槽寬度相當(dāng)于在所述兩個(gè)后來(lái)的相鄰的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間的相應(yīng)的間距；使第二犧牲層沉積在半導(dǎo)體層上，由此，所述至少一個(gè)溝槽至少部分地用第二犧牲層的犧牲層材料填充；并且通過(guò)使至少兩個(gè)接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)中的每個(gè)的至少相應(yīng)的子表面從第二犧牲層露出和將另外的半導(dǎo)體層沉積在第二犧牲層上來(lái)形成加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)錨固區(qū)域，至少兩個(gè)接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)錨固在所述至少一個(gè)錨固區(qū)域上。這里所說(shuō)明的子步驟可以以成本便宜的方式借助于按標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體工藝實(shí)施。

12、優(yōu)選地，在沉積第二犧牲層時(shí)，在至少一個(gè)溝槽中分別包圍有空腔(66)。從根據(jù)以下的說(shuō)明變得明確地，空腔在溝槽中的構(gòu)造使借助于蝕刻工藝將至少第二犧牲層的犧牲層材料在后來(lái)除去變得容易和加速。這確保，在兩個(gè)相鄰的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間的間距相對(duì)小的情況下也在兩個(gè)相鄰的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間的中間區(qū)域中可靠地除去犧牲層材料。

13、在制造方法的另一有利的實(shí)施方式中，將覆蓋結(jié)構(gòu)錨固在另外的半導(dǎo)體層上，能翹曲的膜由所述另外的半導(dǎo)體層成形，所述膜具有微機(jī)械構(gòu)件的敏感面作為膜表面，其方式是，在沉積半導(dǎo)體層之前，使另外的導(dǎo)體層的至少一個(gè)子表面從至少第一犧牲層露出。借助于以此方式實(shí)現(xiàn)的覆蓋結(jié)構(gòu)在另外的半導(dǎo)體層上的錨固可以有利地確定/限定能翹曲的膜的可翹曲的區(qū)域，其方式是，防止在膜翹曲時(shí)另外的半導(dǎo)體層的位于膜周圍的周圍區(qū)域一同翹曲。

技術(shù)特征：

1.一種用于傳感器裝置、麥克風(fēng)裝置和/或微型揚(yáng)聲器裝置的微機(jī)械構(gòu)件，其具有：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)械構(gòu)件，其中，在兩個(gè)相鄰的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(24)之間的間距(d24)位于100nm和1000nm之間的范圍內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微機(jī)械構(gòu)件，其中，對(duì)于所述至少兩個(gè)接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(24)中的每個(gè)，能夠定義其垂直于其相應(yīng)的最大長(zhǎng)度定向的寬度，并且所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(24)在所述覆蓋結(jié)構(gòu)(12)的所述內(nèi)側(cè)(12a)上突出的高度大于所述至少兩個(gè)接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(24)的寬度的算術(shù)平均值的一半。

4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的微機(jī)械構(gòu)件，其中，所述微機(jī)械構(gòu)件的所述敏感面(10a)是能翹曲的膜(10)的膜表面(10a)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微機(jī)械構(gòu)件，其中，所述能翹曲的膜(10)由第一半導(dǎo)體層(26a)成形，所述至少兩個(gè)接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(24)由第二半導(dǎo)體層(26b)成形，并且所述覆蓋結(jié)構(gòu)(12)的至少一個(gè)錨固區(qū)域(28)由第三半導(dǎo)體層(26c)成形，所述至少兩個(gè)接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(24)錨固在所述錨固區(qū)域上。

6.一種用于傳感器裝置、麥克風(fēng)裝置和/或微型揚(yáng)聲器裝置的微機(jī)械構(gòu)件的制造方法，所述制造方法具有以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，其中，所述至少兩個(gè)接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(24)以在兩個(gè)相鄰的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(24)之間的100nm和1000nm之間的范圍內(nèi)的間距(d24)構(gòu)造。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制造方法，其中，為了將所述覆蓋結(jié)構(gòu)(12)與所述微機(jī)械構(gòu)件的所述敏感面(10a)相鄰地布置，并且為了構(gòu)造所述至少兩個(gè)接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(24)，實(shí)施以下的子步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其中，在沉積所述第二犧牲層(62)時(shí)，在所述至少一個(gè)溝槽(60)中分別包圍有空腔(66)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制造方法，其中，將所述覆蓋結(jié)構(gòu)(12)錨固在另外的半導(dǎo)體層(26a)上，由所述另外的半導(dǎo)體層形成能翹曲的膜(10)，所述能翹曲的膜具有所述微機(jī)械構(gòu)件的所述敏感面(10a)作為膜表面(10a)，其方式是，在沉積所述半導(dǎo)體層(26b)之前，使所述另外的半導(dǎo)體層(26a)的至少一個(gè)子表面(30a)從至少所述第一犧牲層(48)露出。

技術(shù)總結(jié)
一種用于傳感器裝置、麥克風(fēng)裝置和/或微型揚(yáng)聲器裝置的微機(jī)械構(gòu)件，該微機(jī)械構(gòu)件具有覆蓋結(jié)構(gòu)(12)，該覆蓋結(jié)構(gòu)具有覆蓋結(jié)構(gòu)(12)的朝向微機(jī)械構(gòu)件的敏感面(10a)定向的內(nèi)側(cè)(12a)，該內(nèi)側(cè)至少部分地跨過(guò)微機(jī)械構(gòu)件的敏感面(10a)，并且微機(jī)械構(gòu)件具有至少一個(gè)由覆蓋結(jié)構(gòu)(12)結(jié)構(gòu)化的空氣和/或介質(zhì)進(jìn)入開口(14)，空氣和/或介質(zhì)進(jìn)入開口分別從覆蓋結(jié)構(gòu)(12)的內(nèi)側(cè)(12a)延伸至覆蓋結(jié)構(gòu)(12)的從覆蓋結(jié)構(gòu)(12)的內(nèi)側(cè)(12a)離開地定向的外側(cè)(12b)，覆蓋結(jié)構(gòu)(12)具有至少兩個(gè)在覆蓋結(jié)構(gòu)(12)的內(nèi)側(cè)(12a)上突出的接片狀的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(24)，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)以在兩個(gè)相鄰的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(24)之間的50nm和1500nm之間的范圍內(nèi)的間距彼此平行地定向。

技術(shù)研發(fā)人員：A·丹嫩貝格,I·西蒙,S·馬赫,T·弗里德里希,U·努爾梅托夫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：羅伯特·博世有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19