本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的方法。

背景技術(shù)：

由wo2015/120939a1公知這種方法。如果期望在微機(jī)械構(gòu)件的空穴中有確定的內(nèi)壓，或者在空穴中應(yīng)包含具有確定的化學(xué)組分的氣體混合物，則通常在封裝微機(jī)械構(gòu)件時(shí)或者在襯底晶片與罩晶片之間的鍵合過程中調(diào)節(jié)內(nèi)壓或化學(xué)組分。在封裝時(shí)例如將罩與襯底連接，由此罩與襯底共同包圍空穴。通過調(diào)節(jié)在封裝時(shí)在周圍環(huán)境中存在的氣體混合物的大氣或壓力和/或化學(xué)組分，可以因此調(diào)節(jié)在空穴中的確定的內(nèi)壓和/或確定的化學(xué)組分。

通過由wo2015/120939a1已知的方法可以有針對性地調(diào)節(jié)在微機(jī)械構(gòu)件的空穴中的內(nèi)壓。通過該方法尤其可能的是，制造具有第一空穴的微機(jī)械構(gòu)件，其中，在第一空穴中可以調(diào)節(jié)第一壓力和第一化學(xué)組分，該第一壓力或第一化學(xué)組分不同于在封裝時(shí)刻的第二壓力和第二化學(xué)組分。

在根據(jù)wo2015/120939a1的用于有針對性地調(diào)節(jié)微機(jī)械構(gòu)件的空穴中的內(nèi)壓的方法中，在罩中或者說在罩晶片中或在襯底中或者說在傳感器晶片中產(chǎn)生到空穴的窄的進(jìn)入通道。接著以所期望的氣體和所期望的內(nèi)壓通過進(jìn)入通道充滿空穴。最后借助激光器局部地加熱圍繞進(jìn)入通道的區(qū)域，襯底材料局部液化并且在固化時(shí)密封地封閉進(jìn)入通道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)是，以相對于現(xiàn)有技術(shù)簡單并且成本有利的方式提供一種用于制造相對于現(xiàn)有技術(shù)機(jī)械牢固的以及具有長使用壽命的微機(jī)械構(gòu)件的方法。此外，本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種相對于現(xiàn)有技術(shù)緊湊的、機(jī)械牢固的并且具有長使用壽命的微機(jī)械構(gòu)件。根據(jù)本發(fā)明，這尤其適用于具有(第一)空穴的微機(jī)械構(gòu)件。通過根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的微機(jī)械構(gòu)件也還能夠?qū)崿F(xiàn)微機(jī)械構(gòu)件，在該微機(jī)械構(gòu)件中，在第一空穴中可以設(shè)定第一壓力和第一化學(xué)組分，并且在第二空穴中可以設(shè)定第二壓力和第二化學(xué)組分。例如設(shè)置這樣的用于制造微機(jī)械構(gòu)件的方法，對于該微機(jī)械構(gòu)件有利的是，在第一空穴中包含第一壓力并且在第二空穴中包含第二壓力，其中，第一壓力應(yīng)不同于第二壓力。例如當(dāng)用于轉(zhuǎn)速測量的第一傳感器單元和用于加速度測量的第二傳感器單元要集成到微機(jī)械構(gòu)件中時(shí)是這種情況。

該任務(wù)由此實(shí)現(xiàn)，即

-在第四方法步驟中，第一晶體層或第一無定型層或第一納米晶體層或第一多晶體層在襯底或罩的表面上沉積或者生長，和/或

-在第五方法步驟中，提供包括第二晶體層和/或第二無定型層和/或第二納米晶體層和/或第二多晶體層的襯底或者包括第二晶體層和/或第二無定型層和/或第二納米晶體層和/或第二多晶體層的罩。

由此以簡單并且成本有利的方式提供一種用于制造微機(jī)械構(gòu)件的方法，通過該方法借助于對所使用材料的結(jié)晶性有針對性的調(diào)節(jié)，可以在襯底或罩的在第三方法步驟中過渡到液態(tài)聚集態(tài)并且在第三方法步驟后過渡到固態(tài)聚集態(tài)的區(qū)域中和封閉進(jìn)入開口的材料區(qū)域中提高相對于裂紋形成和/或裂紋擴(kuò)展的阻力。

例如由此實(shí)現(xiàn)相對于裂紋形成和/或裂紋擴(kuò)展的阻力的提高，即，多晶體層的或多晶體襯底的晶界作為防止裂紋擴(kuò)展的障礙起作用。在此尤其微裂紋不會(huì)或者說只能以增加的消耗沿著晶軸穿過整個(gè)封閉部或者材料區(qū)域擴(kuò)展。更確切地說，微裂紋停止在晶界上。由此防止或者明顯妨礙封閉部的撕裂。例如也由此實(shí)現(xiàn)相對于裂紋形成提高的阻力，即，通過施加第一晶體層、無定型層、納米晶體層和多晶體層產(chǎn)生或引起第一應(yīng)力或者說第一應(yīng)力起作用，該第一應(yīng)力起到抵制在封閉部或材料區(qū)域中出現(xiàn)的或者說由封閉部或材料區(qū)域發(fā)出的第二應(yīng)力的作用，或者說補(bǔ)償該第二應(yīng)力。在此第一應(yīng)力例如是壓應(yīng)力。

此外，如果只局部加熱襯底材料并且加熱后的材料不僅在固化時(shí)而且在冷卻時(shí)相對于它的周圍收縮，通過根據(jù)本發(fā)明的方法更少出現(xiàn)問題。也更少出現(xiàn)問題的是，在封閉區(qū)域中能夠出現(xiàn)拉應(yīng)力。最后，根據(jù)應(yīng)力和材料自發(fā)出現(xiàn)的裂紋形成以及在微機(jī)械構(gòu)件受熱或機(jī)械負(fù)載的情況下的裂紋形成在繼續(xù)加工時(shí)或者在場中更不可能。

因此，提供一種用于制造微機(jī)械構(gòu)件或者組件的方法，通過該方法可以通過局部熔化產(chǎn)生通道的封閉部，其中，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)在微機(jī)械構(gòu)件中盡可能小的裂紋形成傾向。

在本發(fā)明上下文中，可以如此理解概念“微機(jī)械構(gòu)件”，即該概念不僅包括微機(jī)械構(gòu)件而且包括微電子機(jī)械構(gòu)件。

此外，在本發(fā)明上下文中，概念“晶體”可以理解為“單晶體”。因此在本發(fā)明上下文中，在使用概念“晶體“時(shí)意味著單晶體或者宏晶體，該宏晶體的原子或分子形成連續(xù)一致的、均勻的晶格。換言之，概念“晶體”意味著，每個(gè)原子與它的相鄰原子的所有距離基本上是清楚限定的。尤其在本發(fā)明上下文中，如此理解“晶體”，即，理論上的晶體尺寸或者晶粒尺寸有時(shí)候大于1cm或者無窮大。在本發(fā)明上下文中，如此理解概念“多晶體”或“納米晶體”，即指晶體固體，該晶體固體包括多個(gè)單晶體或者微晶或者晶粒，其中，晶粒通過晶界相互分開。尤其在本發(fā)明上下文中，如此理解“多晶體”，即晶體尺寸或者說粒徑尺寸達(dá)到1μm到1cm。此外，尤其在本發(fā)明上下文中，如此理解“納米晶體”，即晶體尺寸或晶粒小于1μm。此外，在本發(fā)明上下文中，如此理解概念“無定型”，即無定型層的或無定型材料的原子僅具有短程有序，但不具有長程有序。換言之，“無定型”意味著，每個(gè)原子僅與它的第一最近的相鄰原子的距離是清楚限定的，但與它的第二和其他最近的相鄰原子的距離不是清楚限定的。本發(fā)明優(yōu)選設(shè)置用于制造具有一個(gè)空穴的微機(jī)械構(gòu)件或者說用于具有一個(gè)空穴的微機(jī)械構(gòu)件。但是本發(fā)明例如也設(shè)置用于具有兩個(gè)空穴或者具有多于兩個(gè)即三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)或多于六個(gè)空穴的微機(jī)械構(gòu)件。

優(yōu)選地，通過借助于激光將能量或熱量引入到吸收該能量或熱量的襯底或罩的部分中來封閉進(jìn)入開口。在此優(yōu)選將能量或熱量在時(shí)間上先后地分別引入到多個(gè)微機(jī)械構(gòu)件的襯底或罩的吸收部分中，這些微機(jī)械構(gòu)件例如在一個(gè)晶片上共同制造。但是替代地也設(shè)置為，將能量或熱量在時(shí)間上并行地引入到多個(gè)微機(jī)械構(gòu)件的襯底或罩的各個(gè)吸收部分中，例如在使用多個(gè)激光束或者說激光裝置的情況下。

在從屬權(quán)利要求以及參照附圖的描述中可給出本發(fā)明的有利構(gòu)型和擴(kuò)展方案。

根據(jù)優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置，罩與襯底包圍第二空穴，其中，在第二空穴中存在第二壓力并且包含具有第二化學(xué)組分的第二氣體混合物。

根據(jù)優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置，在第六方法步驟中，第三晶體層或第三無定型層或第三納米晶體層或第三多晶體層在第一晶體層上或在第一無定型層上或在第一納米晶體層上或在第一多晶體層上沉積或生長。

根據(jù)優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置，在第七方法步驟中，第四晶體層或第四無定型層或第四納米晶體層或第四多晶體層在第三晶體層上或在第三無定型層上或在第三納米晶體層上或在第三多晶體層上沉積或生長。

根據(jù)優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置，在第八方法步驟中，第五晶體層或第五無定型層或第五納米晶體層或第五多晶體層在第四晶體層上或在第四無定型層上或在第四納米晶體層上或在第四多晶體層上沉積或生長。

根據(jù)優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置，在第十一方法步驟中，其他晶體層和/或其他無定型層和/或其他納米晶體層和/或其他多晶體層分別在晶體層上或在無定型層上或在納米晶體層上或在多晶體層上沉積或生長。

通過具有確定結(jié)晶度的層或?qū)影氖┘涌梢岳缛绱苏{(diào)節(jié)層應(yīng)力、優(yōu)選壓應(yīng)力，使得在材料區(qū)域或封閉部中出現(xiàn)的應(yīng)力能夠得到補(bǔ)償。

根據(jù)優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置，面對微機(jī)械構(gòu)件的周圍環(huán)境的層具有相比于其他層較低的熔化溫度。由此能夠有利地實(shí)現(xiàn)，使面對微機(jī)械構(gòu)件的周圍環(huán)境的層在第三方法步驟中可以有針對性地熔化。

根據(jù)優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置，在第九方法步驟中，

-襯底或罩和/或

-第一晶體層或第一無定型層或第一納米晶體層或第一多晶體層和/或

-第二晶體層或第二無定型層或第二納米晶體層或第二多晶體層和或

-第三晶體層或第三無定型層或第三納米晶體層或第三多晶體層和或

-第四晶體層或第四無定型層或第四納米晶體層或第四多晶體層和或

-第五晶體層或第五無定型層或第五納米晶體層或第五多晶體層被摻雜。因此以有利的方式通過材料摻雜實(shí)現(xiàn)相對于裂紋形成的阻力的提高。在此例如通過摻雜改變材料或者層的晶體結(jié)構(gòu)。改變的晶體結(jié)構(gòu)或材料結(jié)構(gòu)例如可以使材料相對于裂紋形成不敏感。

根據(jù)優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置，在第十方法步驟中，去除至少部分地布置在

-襯底或罩和/或

-第一晶體層或第一無定型層或第一納米晶體層或第一多晶體層和/或

-第二晶體層或第二無定型層或第二納米晶體層或第二多晶體層和或

-第三晶體層或第三無定型層或第三納米晶體層或第三多晶體層和或

-第四晶體層或第四無定型層或第四納米晶體層或第四多晶體層和或

-第五晶體層或第五無定型層或第五納米晶體層或第五多晶體層上和/或至少部分地在其中的氧化物，和/或使

-襯底或罩和/或

-第一晶體層或第一無定型層或第一納米晶體層或第一多晶體層和/或

-第二晶體層或第二無定型層或第二納米晶體層或第二多晶體層和或

-第三晶體層或第三無定型層或第三納米晶體層或第三多晶體層和或

-第四晶體層或第四無定型層或第四納米晶體層或第四多晶體層和或

-第五晶體層或第五無定型層或第五納米晶體層或第五多晶體層鈍化來防止氧化。由此例如能夠?qū)崿F(xiàn)減少有利于產(chǎn)生裂紋的缺陷原子。因此提高相對于裂紋形成的阻力。

本發(fā)明的另一主題是具有襯底和與襯底連接并且與襯底包圍第一空穴的罩的微機(jī)械構(gòu)件，其中，在第一空穴中存在第一壓力并且包含具有第一化學(xué)組分的第一氣體混合物，其中，襯底或罩包括封閉的進(jìn)入開口，其中，

-所述微機(jī)械構(gòu)件包括在襯底或罩的表面上沉積或生長的第一晶體層或第一無定型層或第一納米晶體層或第一多晶體層，和/或

-所述襯底或罩包括第二晶體層或第二無定型層或第二納米晶體層或第二多晶體層。由此以有利的方式提供緊湊的、機(jī)械牢固的并且成本有利的具有設(shè)定的第一壓力的微機(jī)械構(gòu)件。根據(jù)本發(fā)明的方法的所述優(yōu)點(diǎn)相應(yīng)地也適用于根據(jù)本發(fā)明的微機(jī)械構(gòu)件。

根據(jù)優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置，微機(jī)械構(gòu)件包括在第一晶體層或第一無定型層或第一納米晶體層或第一多晶體層上沉積或生長的第三晶體層或第三無定型層或第三納米晶體層或第三多晶體層。由此可以以有利的方式這樣調(diào)節(jié)層應(yīng)力、優(yōu)選是壓應(yīng)力，使得可以補(bǔ)償在材料區(qū)域或者封閉部中產(chǎn)生的應(yīng)力。

根據(jù)優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置，罩與襯底包圍第二空穴，其中，在第二空穴中存在第二壓力并且包含具有第二化學(xué)組分的第二氣體混合物。由此以有利的方式提供緊湊的、機(jī)械牢固的且成本有利的具有設(shè)定的第一壓力和第二壓力的微機(jī)械構(gòu)件。

根據(jù)優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置為，第一壓力小于第二壓力，其中，在第一空穴中布置有用于測量轉(zhuǎn)速的第一傳感器單元，并且在第二空穴中布置有用于測量加速度的第二傳感器單元。由此以有利的方式提供機(jī)械牢固的用于測量轉(zhuǎn)速和測量加速度的微機(jī)械構(gòu)件，該微機(jī)械構(gòu)件不僅對于第一傳感器單元而且對于第二傳感器單元具有優(yōu)化的運(yùn)行條件。

附圖說明

圖1以示意性視圖示出根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施方式的具有敞開的進(jìn)入開口的微機(jī)械構(gòu)件。

圖2以示意性視圖示出根據(jù)圖1的具有封閉的進(jìn)入開口的微機(jī)械構(gòu)件。

圖3以示意性視圖示出根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施方式的用于制造微機(jī)械構(gòu)件的方法。

具體實(shí)施方式

在不同的附圖中相同的部件總是設(shè)置有相同的參考標(biāo)記，并因此通常也分別只命名或提及一次。

在圖1和圖2中示出根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施方式的微機(jī)械構(gòu)件1的示意性視圖，該微機(jī)械構(gòu)件在圖1中具有敞開的進(jìn)入開口11并且在圖2中具有封閉的進(jìn)入開口11。在此微機(jī)械構(gòu)件1包括襯底3和罩7。襯底3和罩7相互間優(yōu)選密封地連接并且共同包圍第一空穴5。微機(jī)械構(gòu)件1例如如此構(gòu)造，使得襯底3和罩7附加地共同包圍第二空穴。然而，第二空穴在圖1中和在圖2中未示出。

例如在第一空穴5中、尤其在如圖2中所示的進(jìn)入開口11封閉的情況下存在第一壓力。此外，在第一空穴5中包含具有第一化學(xué)組分的第一氣體混合物。此外，例如在第二空穴中存在第二壓力，并且在第二空穴中包含具有第二化學(xué)組分的第二氣體混合物。優(yōu)選地，進(jìn)入開口11布置在襯底3中或罩7中。在這里的本實(shí)施例中，進(jìn)入開口11示例性地布置在罩7中。然而，根據(jù)本發(fā)明對此替代地也可以設(shè)置，進(jìn)入開口11布置在襯底3中。

例如設(shè)置，第一空穴5中的第一壓力小于第二空穴中的第二壓力。例如也設(shè)置，在第一空穴5中布置有在圖1中和圖2中未示出的用于轉(zhuǎn)速測量的第一微機(jī)械傳感器單元，而在第二空穴中布置有在圖1和圖2中未示出的用于加速度測量的第二微機(jī)械傳感器單元。

在圖3中以示意性視圖示出根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施方式的用于制造微機(jī)械構(gòu)件1的方法。在此，

-在第一方法步驟101中，在襯底3中或在罩7中構(gòu)造連接第一空穴5與微機(jī)械構(gòu)件1的周圍環(huán)境9的、尤其是狹長的進(jìn)入開口11。圖1示例性地示出在第一方法步驟101之后的微機(jī)械構(gòu)件1。此外，

-在第二方法步驟102中，調(diào)節(jié)第一空穴5中的第一壓力和/或第一化學(xué)組分或者說使第一空穴5通過進(jìn)入通道以所期望的氣體和所期望的內(nèi)壓力充滿。此外例如，

-在第三方法步驟103中，通過借助于激光將能量或熱量引入到襯底3的或罩7的吸收部分21中來封閉進(jìn)入開口11。例如替代地也設(shè)置，

-在第三方法步驟103中，僅優(yōu)選通過激光局部加熱環(huán)繞進(jìn)入通道的區(qū)域并且密封地封閉進(jìn)入通道。因此有利地可能的是，根據(jù)本發(fā)明的方法也設(shè)置其他不同于激光器的能量源來封閉進(jìn)入開口11。圖2示例性地示出第三方法步驟103之后的微機(jī)械構(gòu)件1。

在時(shí)間上在第三方法步驟103之后，在圖2中示例性示出的橫向區(qū)域15中在罩7的背離空穴5的表面上以及在垂直于橫向區(qū)域15到微機(jī)械構(gòu)件1的表面上的投影、即沿著進(jìn)入開口11并且向著第一空穴5的方向的深度中產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。該機(jī)械應(yīng)力、尤其是局部的機(jī)械應(yīng)力尤其存在于罩7的在第三加工步驟103中過渡到液態(tài)聚集態(tài)并且在第三方法步驟103后過渡到固態(tài)聚集態(tài)并且封閉進(jìn)入開口11的材料區(qū)域13與罩7的在第三方法步驟103中保持固態(tài)聚集態(tài)的剩余區(qū)域之間的界面上和界面附近。在此罩7的在圖2中封閉進(jìn)入開口11的材料區(qū)域13尤其關(guān)于它的橫向的、尤其平行于表面延伸的延伸尺度或成形部而言并且尤其關(guān)于它的垂直于橫向延伸尺度、尤其垂直于表面延伸的大小或造型結(jié)構(gòu)而言僅視為示意性的或者說示意性地示出。

如在圖3中示例地示出的那樣，附加地

-在第四方法步驟104中，第一晶體層或第一無定型層或第一納米晶體層或第一多晶體層在襯底3或罩7的表面上沉積或者生長，和/或

-在第五方法步驟中，提供包括第二晶體層和/或第二無定型層和/或納米晶體層和/或第二多晶體層的襯底3或者包括第二晶體層和/或第二無定型層和/或納米晶體層和/或第二多晶體層的罩7。

換言之，例如在第四方法步驟104中，將第二晶體材料層、不定型材料層、納米晶體材料層或優(yōu)選多晶體材料層或者由上述材料或?qū)訕?gòu)成的材料包施加到晶體襯底材料上或者晶體罩材料上或者施加到傳感器晶片上或者罩晶片上。這例如至少部分地發(fā)生在時(shí)間上前置于第一方法步驟101的第四方法步驟104中。換言之，例如設(shè)置，在時(shí)間上在第一方法步驟101之前實(shí)施第四方法步驟104。但是根據(jù)本發(fā)明替代地或附加地設(shè)置，在時(shí)間上在第三方法步驟103之后實(shí)施第四方法步驟104。

此外，例如尤其對于材料包或?qū)影臉?gòu)造，在第六方法步驟中，第三晶體層或第三無定型層或第三納米晶體層或第三多晶體層在第一晶體層上或在第一無定型層上或在第一納米晶體層上或在第一多晶體層上沉積或生長。此外，例如在第七方法步驟中，第四晶體層或第四無定型層或第四納米晶體層或第四多晶體層在第三晶體層上或在第三無定型層上或在第三納米晶體層上或在第三多晶體層上沉積或生長。此外，例如附加地在第八方法步驟中，第五晶體層或第五無定型層或第五納米晶體層或第五多晶體層在第四晶體層上或在第四無定型層上或在第四納米晶體層上或在第四多晶體層上沉積或生長。

尤其在使用層包時(shí)例如也設(shè)置，例如在第三方法步驟103中有針對性地只熔化最上面的層。

此外例如設(shè)置，代替晶體的襯底材料或罩晶片或傳感器晶片使用不定型的、納米晶體的或者優(yōu)選多晶體的襯底材料或罩材料。為此例如實(shí)施第五方法步驟。根據(jù)本發(fā)明例如設(shè)置，在時(shí)間上在第一方法步驟之前實(shí)施第五方法步驟。

此外例如也設(shè)置，對晶體的、多晶體的、納米晶體的或不定型的襯底材料、施加的層或?qū)影M(jìn)行摻雜。為此例如在第九方法步驟中，對

-底3或罩7和/或

-第一晶體層或第一無定型層或第一納米晶體層或第一多晶體層和/或

-第二晶體層或第二無定型層或第二納米晶體層或第二多晶體層和或

-第三晶體層或第三無定型層或第三納米晶體層或第三多晶體層和或

-第四晶體層或第四無定型層或第四納米晶體層或第四多晶體層和或

-第五晶體層或第五無定型層或第五納米晶體層或第五多晶體層進(jìn)行摻雜。尤其例如設(shè)置，以硼摻雜罩晶片或傳感器晶片或襯底3或罩7。此外例如設(shè)置，在時(shí)間上在第一方法步驟前實(shí)施第九方法步驟。此外例如也設(shè)置，在時(shí)間上在第五方法步驟后實(shí)施第九方法步驟。

此外例如設(shè)置，去除天然的氧化物或者說為防止重新氧化而鈍化。在此例如設(shè)置，從罩晶片或傳感器晶片或者從罩7或從襯底3去除天然氧化物。此外，在這里例如也設(shè)置，保護(hù)罩晶片或傳感器晶片或襯底3或罩7防止重新氧化。

此外例如附加地設(shè)置，摻雜的或未摻雜的襯底材料或施加的材料或材料包或襯底材料和施加的材料或材料包在局部加熱過程中、例如在第三方法步驟103中熔化。

最后設(shè)置，通過根據(jù)本發(fā)明的方法制造的微機(jī)械構(gòu)件1例如包括各種不同的和例如不同于現(xiàn)有技術(shù)的罩材料、多層罩或者改型的罩材料。