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具有擴(kuò)散截止通道的微機(jī)械構(gòu)件的制作方法

文檔序號:11669188閱讀:305來源:國知局
具有擴(kuò)散截止通道的微機(jī)械構(gòu)件的制造方法與工藝

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)件時或者在襯底晶片與罩晶片之間的鍵合過程中設(shè)定內(nèi)壓或化學(xué)組分。在封裝時例如將罩與襯底連接,由此罩與襯底共同包圍空穴。通過設(shè)定在封裝時在周圍環(huán)境中存在的氣體混合物的大氣或壓力和/或化學(xué)組分,可以因此設(shè)定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設(shè)定在微機(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,在第一空穴中可以設(shè)定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的用于有針對性地設(shè)定微機(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密封地封閉進(jìn)入通道。

由de19537814a1公知用于設(shè)定微機(jī)械構(gòu)件的空穴中的內(nèi)壓的另一方法。這種方法設(shè)置用于制造轉(zhuǎn)速傳感器和加速度傳感器。在此,在襯底上制造多個懸置的粗的多晶功能結(jié)構(gòu),其中,在功能層下面布置埋入的導(dǎo)體軌和電極。這樣制造的微機(jī)械結(jié)構(gòu)在另一過程工序中通過罩晶片密封。根據(jù)應(yīng)用在封閉的容積中包含適合的壓力。

在轉(zhuǎn)速傳感器中例如包含非常低的壓力,該壓力例如是1mbar。這種情況是因?yàn)樵谵D(zhuǎn)速傳感器中共振地驅(qū)動可運(yùn)動的結(jié)構(gòu)的一部分。在壓力低的情況下,可以通過相對低的應(yīng)力由于小的阻尼而非常簡單地激勵振動。

與此相對,在加速度傳感器中不期望傳感器出現(xiàn)振動,這在施加外部加速度時是可能的。因此,這些傳感器在較高內(nèi)壓的情況下運(yùn)行。加速度傳感器的內(nèi)壓例如為500mbar。



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)置這樣的方法用于制造微機(jī)械構(gòu)件,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)件中時是這種情況。

該任務(wù)由此實(shí)現(xiàn),即

-在第四方法步驟中,構(gòu)造基本上布置在第一空穴與第二空穴之間的空隙,用于排出第一氣體混合物的至少一種第一微粒類型和/或第二氣體混合物的至少一種第二微粒類型。

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,通過該方法借助于空隙有針對性地抑制第一微粒類型從第一空穴向著第二空穴的方向并且到第二空穴中的第一擴(kuò)散和/或第二微粒類型類型從第二空穴向著第一空穴的方向并且到第一空穴中的第二擴(kuò)散。因此以有利的方式能夠?qū)崿F(xiàn),與現(xiàn)有技術(shù)相比可以減少或者說避免第一微粒類型在第二空穴中的存在和/或第二微粒類型在第一空穴中的存在。因此,與現(xiàn)有技術(shù)相比可以降低布置在第一空穴中的第一傳感器單元由于第二微粒類型的微粒而可能限制功能性或失效,和/或降低布置在第二空穴中的第二傳感器單元由于第一微粒類型的微粒而可能限制功能性或失效。因此,通過本發(fā)明以相對于現(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)械牢固以及具有長使用壽命的微機(jī)械構(gòu)件的方法。

通過根據(jù)本發(fā)明的方法尤其有利地避免或者說明顯減小輕氣體從具有高內(nèi)壓的空穴向著具有低內(nèi)壓的空穴、例如從第二空穴向著第一空穴的擴(kuò)散過程。

此外,根據(jù)本發(fā)明的方法有利的是,氣體例如分子氫(h2)或者輕的惰性氣體例如氦(he)和氖(ne)在場中出現(xiàn)的溫度、例如150℃的情況下通過例如氧化層和微機(jī)械構(gòu)件1或mems(microelectromechanicalsystem,微機(jī)電系統(tǒng))部件的其他層擴(kuò)散。例如在封裝過程或鍵合方法中由于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生這種氣體。但是這種氣體例如也由于在封裝過程中出現(xiàn)的高溫從傳感器晶片或者罩晶片擴(kuò)散出來。例如為了在加速度傳感器的空穴中或者在第二空穴中設(shè)定高的內(nèi)壓或高的第二壓力,使用氣體、例如分子氮(n2),該氣體不通過或者說很少地通過例如氧化物或氧化層擴(kuò)散。例如,在封裝過程中產(chǎn)生的或者說從襯底或者從罩?jǐn)U散出來的并且能夠良好地通過氧化物或者說氧化層擴(kuò)散的附加氣體與n2相比只構(gòu)成很少的分量。如果h2在使用壽命期間例如從加速度傳感器空穴或者第二空穴擴(kuò)散出來,則在加速度傳感器空穴或者說在第二空穴中的壓力只略微改變。這例如更少出現(xiàn)問題,因?yàn)榧铀俣葌鞲衅鲗τ谛〉膲毫ψ兓磻?yīng)也不敏感。更關(guān)鍵的是,例如h2分量可以擴(kuò)散到轉(zhuǎn)速傳感器空穴中或者第一空穴中,并且在那里例如由于小的內(nèi)壓和轉(zhuǎn)速傳感器對于壓力變化的高敏感性而導(dǎo)致轉(zhuǎn)速傳感器失效。

根據(jù)本發(fā)明的方法也有利的是,傳感器或傳感器芯的表面配有有機(jī)涂層,該涂層防止可運(yùn)動的結(jié)構(gòu)相互粘接,并且這些有機(jī)涂層在高溫時例如在鍵合過程中退化并且不再完全有效。通過根據(jù)本發(fā)明的方法可以以簡單并且成本有利的方式在mems元件或微機(jī)械構(gòu)件封閉之后抵制有機(jī)涂層至少部分釋放到空穴中并由此增加內(nèi)壓。

根據(jù)本發(fā)明,微粒優(yōu)選理解為原子或原子團(tuán)、例如分子或多個分子。與本發(fā)明相關(guān)地,所述微粒處于氣態(tài)、液態(tài)或者固態(tài)聚集態(tài),或者說是氣相、液相或固相的一部分,并且包括至少一個相對于它的周圍環(huán)境的相界面。根據(jù)本發(fā)明,微粒尤其理解為與微機(jī)械構(gòu)件的比例小的物體,即,具有最大延伸為微機(jī)械構(gòu)件的最大延伸的1/10的物體。

根據(jù)本發(fā)明,微粒類型理解為確定的微粒的類型。例如根據(jù)本發(fā)明設(shè)置,第一微粒類型基本上相當(dāng)于第二微粒類型。但是替代地例如也設(shè)置,第一微粒類型不同于第二微粒類型。但是根據(jù)本發(fā)明設(shè)置,第一微粒類型和第二微粒類型分別區(qū)別于第三微粒類型。根據(jù)本發(fā)明例如設(shè)置,第一微粒類型和/或第二微粒類型包括h2和/或輕的惰性氣體如he和ne。例如也設(shè)置,第三微粒類型包括n2。

根據(jù)本發(fā)明,基本上布置在第一空穴與第二空穴之間的空隙理解為,所述空隙這樣布置,使得所述空隙至少部分包括一平面,其中,所述平面與連接第一空穴和第二空穴的直線基本上垂直地相交。

與本發(fā)明相關(guān)地,這樣理解概念“微機(jī)械構(gòu)件”:該概念不僅包括微機(jī)械構(gòu)件而且包括微機(jī)電構(gòu)件。

本發(fā)明優(yōu)選設(shè)置用于制造具有一個空穴的微機(jī)械構(gòu)件或者說用于具有一個空穴的微機(jī)械構(gòu)件。但是本發(fā)明例如也設(shè)置用于具有兩個空穴或者具有多于兩個即三個、四個、五個、六個或多于六個空穴的微機(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間上先后地分別引入到多個微機(jī)械構(gòu)件的襯底或罩的吸收部分中,這些微機(jī)械構(gòu)件例如在一個晶片上共同制造。但是替代地也設(shè)置,將能量或熱量在時間上并行地引入到多個微機(jī)械構(gòu)件的襯底或罩的各個吸收部分中,例如在使用多個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。

按照優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置,空隙至少部分在布置在襯底與罩之間的鍵合層中構(gòu)造。由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),可以特別簡單并且成本有利地在鍵合方法過程中構(gòu)造空隙。此外,由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),可以在通過鍵合層擴(kuò)散時將第一微粒類型和/或第二微粒類型特別簡單并且有利地排出到周圍環(huán)境中。

按照優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置,空隙至少部分在布置在襯底與罩之間的層中構(gòu)造。由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),可以特別簡單并且成本有利地在層結(jié)構(gòu)化過程中構(gòu)造空隙。此外,由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),尤其可以在通過層擴(kuò)散時將第一微粒類型和/或第二微粒類型特別簡單并且有利地排出到周圍環(huán)境中。

按照優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置,空隙至少部分在布置在襯底與罩之間的另一層中構(gòu)造。由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),可以特別簡單并且成本有利地在另一層結(jié)構(gòu)化過程中構(gòu)造空隙。此外,由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),尤其可以在通過另一層擴(kuò)散時將第一微粒類型和/或第二微粒類型特別簡單并且有利地排出到周圍環(huán)境中。

按照優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置,空隙至少部分在襯底和/或在罩中構(gòu)造。由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),可以特別簡單并且成本有利地在襯底和/或罩結(jié)構(gòu)化過程中構(gòu)造空隙。此外,由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),尤其可以在通過襯底和/或罩?jǐn)U散時將第一微粒類型和/或第二微粒類型特別簡單并且有利地排出到周圍環(huán)境中。

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,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,其中,襯底或罩包括封閉的進(jìn)入開口,其中,微機(jī)械構(gòu)件包括基本上布置在第一空穴與第二空穴之間的空隙,用于排出第一氣體混合物的至少一種第一微粒類型和/或第二氣體混合物的至少一種第二微粒類型。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。

按照優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置,空隙至少部分在布置在襯底與罩之間的鍵合層中布置。由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),可以特別簡單并且成本有利地在鍵合方法過程中構(gòu)造空隙。此外,由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),尤其可以在通過鍵合層擴(kuò)散時將第一微粒類型和/或第二微粒類型特別簡單并且有利地排出到周圍環(huán)境中。

按照優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置,空隙至少部分在布置在襯底與罩之間的層中布置。由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),可以特別簡單并且成本有利地在層結(jié)構(gòu)化過程中構(gòu)造空隙。此外,由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),尤其可以在通過層擴(kuò)散時將第一微粒類型和/或第二微粒類型特別簡單并且有利地排出到周圍環(huán)境中。

按照優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置,空隙至少部分在布置在襯底與罩之間的另一層中布置。由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),可以特別簡單并且成本有利地在另一層結(jié)構(gòu)化過程中構(gòu)造空隙。此外,由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),尤其可以在通過另一層擴(kuò)散時將第一微粒類型和/或第二微粒類型特別簡單并且有利地排出到周圍環(huán)境中。

按照優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置,空隙至少部分在襯底和/或在罩中布置。由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),可以特別簡單并且成本有利地在襯底和/或罩結(jié)構(gòu)化過程中構(gòu)造空隙。此外,由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),尤其可以在通過襯底和/或罩?jǐn)U散時將第一微粒類型和/或第二微粒類型特別簡單并且有利地排出到周圍環(huán)境中。

按照優(yōu)選的擴(kuò)展方案設(shè)置,第一壓力小于第二壓力,其中,在第一空穴中布置用于測量轉(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。

圖4以示意性視圖示出由現(xiàn)有技術(shù)公知的微機(jī)械構(gòu)件。

圖5、圖6和圖7以示意性視圖示出根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施方式的微機(jī)械構(gòu)件的局部。

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,設(shè)定第一空穴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)壓力充注。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。

在圖3中示例性地示出第四方法步驟104,其中,

-在第四方法步驟104中,構(gòu)造基本上布置在第一空穴5與第二空穴之間的空隙1501,用于排出第一氣體混合物的至少一種第一微粒類型a和/或第二氣體混合物的至少一種第二微粒類型b。換言之,在第四方法步驟104中,在兩個mems空穴之間產(chǎn)生通道或空腔。在此例如設(shè)置,空隙1501至少部分在布置在襯底3與罩7之間的鍵合層1503中構(gòu)造。此外,例如附加或替代地設(shè)置,空隙1501至少部分在布置在襯底3與罩7之間的層1505中構(gòu)造。此外,例如附加或替代地設(shè)置,空隙1501至少部分在布置在襯底3與罩7之間的另一層1507中構(gòu)造。最后,例如附加或替代地設(shè)置,空隙1501至少部分在襯底3和/或罩7中構(gòu)造。

例如設(shè)置,

-在第五方法步驟中,以填充材料填塞空隙1501。換言之,例如設(shè)置,空隙1501包括填充材料。在此例如設(shè)置,填充材料對于第一微粒類型a和/或第二微粒類型b可擴(kuò)散通過。換言之,例如設(shè)置,如果通道或空隙1501被填滿,通道或空隙對于輕氣體來說向外或者說向著周圍環(huán)境9可擴(kuò)散通過。例如設(shè)置,填充材料包括一種塑性填料或多種塑性填料。

例如也設(shè)置,填充材料包括合成樹脂、尤其是模鑄樹脂。但是根據(jù)本發(fā)明使用相對于第一微粒類型a和/或第二微粒類型b可擴(kuò)散通過的填充材料。

在圖4中以示意性視圖示出由現(xiàn)有技術(shù)公知的微機(jī)械構(gòu)件1。在此示例性地示出襯底3、第一空穴5、罩7、封閉的進(jìn)入開口11、凝固的材料區(qū)域13以及周圍環(huán)境9。在圖4中示例性示出的微機(jī)械構(gòu)件1包括布置在第一空穴5中的第一傳感器單元1511和布置在第二空穴中的第二傳感器單元1513。此外,圖4示例性地示出布置在第二空穴中的第二微粒類型b、從第二空穴向著第一空穴3的方向擴(kuò)散的第二微粒類型b和已經(jīng)擴(kuò)散到第一空穴5中并且布置在第一空穴中的第二微粒類型b。附加地在圖4中布置有第三微粒類型c,該第三微粒類型不向著第一空穴5的方向擴(kuò)散。

在圖4中放大的視圖示出襯底3和罩7。此外,圖4示例性地示出鍵合層1503、層1505和另一層1507,其中,鍵合層1503、層1505和另一層1507布置在襯底3與罩7之間以及基本上布置在第一空穴5與第二空穴之間。

此外,在圖、圖6和圖7中以示意性視圖示出根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施方式的微機(jī)械構(gòu)件的局部。在此在圖5、圖6和圖7中示例性地示出,微機(jī)械構(gòu)件1包括基本上布置在第一空穴5與第二空穴之間的空隙1501,用于排出第一氣體混合物的至少一種第一微粒類型a和/或第二氣體混合物的至少一種第二微粒類型b。

在此,圖5示例性地示出,空隙1501至少部分在布置在襯底3與罩7之間的鍵合層1503中布置。在圖5中示例性地示出保護(hù)mems結(jié)構(gòu)或者說第一傳感器單元1511和第二傳感器單元1513的罩7或者說罩晶片。例如在第六方法步驟中,通過密封玻璃或者通過共晶的鍵合連接例如鋁-鍺(alge)合金或者銅-錫(cusn)合金或者通過直接鍵合方法如金-金(auau)將罩7或者說罩晶片施加到襯底3上。在此例如設(shè)置,在鍵合連接中的空隙1503構(gòu)造為縫隙形的中斷,該中斷使第一空穴5與第二空穴分開,或者說使加速度傳感器與轉(zhuǎn)速傳感器分開,并且至少在一側(cè)上一直延伸到芯片邊緣上或者說基本上垂直于圖5的圖形平面地至少在微機(jī)械構(gòu)件1的一側(cè)上與周圍環(huán)境9連接。這例如由此實(shí)現(xiàn),即,通過空出接觸面、尤其是罩7的第一表面和層1505的第二表面,同樣空出通道或者說空隙1501。因此能夠有利地實(shí)現(xiàn),可以已經(jīng)非常早地在分離芯片之前的工藝中構(gòu)造通道或空隙1501。

例如根據(jù)本發(fā)明設(shè)置,在襯底3與罩7之間并且基本上在第一空穴5與第二空穴之間布置截止結(jié)構(gòu)1509。替代地例如也設(shè)置,在襯底3與罩7之間并且基本在第一空穴5與第二空穴之間布置兩個或三個或四個或五個或六個或多于六個截止結(jié)構(gòu)1509。例如設(shè)置,截止結(jié)構(gòu)1509接觸地布置在襯底3和/或罩7上或者說布置到襯底3和/或罩7上。這在圖5中示例性地示出。這種截止結(jié)構(gòu)1509例如對于被液化或被涂油或被壓出的鍵合連接是有利的,因?yàn)檫@樣可以實(shí)現(xiàn)可靠打開的通道或者可靠打開的空隙1501。此外,借助于一個或多個截止結(jié)構(gòu)1509可以實(shí)現(xiàn)特別窄的空隙1501。

此外,例如也替代地或附加地設(shè)置,空隙1501至少部分在層1505中構(gòu)造。為此例如設(shè)置,為了在鍵合連接中實(shí)現(xiàn)通道或空隙1501,在傳感器晶片上蝕刻出通到最上面的mems層或者說層1505中的溝道。在此尤其設(shè)置,這樣構(gòu)造空隙1501,使得鍵合材料不達(dá)到空隙1501中,或者說不封閉該空隙。換言之,足夠窄地選擇縫隙或空隙1501,使得鍵合材料不擠入到縫隙中。

此外,例如也設(shè)置,在層1505下面或者說在mems層下面或者說在層1505的面對襯底3的一側(cè)上設(shè)計(jì)或構(gòu)造凹槽。例如設(shè)置,在此例如在襯底3或在另一層1507中構(gòu)造凹槽。在此例如借助于蝕刻步驟構(gòu)造凹槽。此外例如設(shè)置,在時間上在層1505沉積或生長之前構(gòu)造凹槽。因此能夠有利地實(shí)現(xiàn),根據(jù)制造方法而定,凹槽表現(xiàn)為在mems層或者說層1505上面向上或者說向著罩7的方向的形貌,從而在層1505的面向罩7的一側(cè)上構(gòu)造空隙1501。在此例如設(shè)置,應(yīng)用鍵合方法,其中,在鍵合方法中使用的鍵合材料不能補(bǔ)償所述形貌,使得在時間上在鍵和過程之后也保持構(gòu)造空隙1501。

例如設(shè)置,mems功能層或者說層1505鍵合到襯底3上。在此例如設(shè)置,實(shí)施直接鍵合方法。例如設(shè)置,在時間上在罩晶片或者說罩7施加到層1505上之前,將層1505鍵合到襯底3上。在此例如設(shè)置,空隙1501或者說通道設(shè)計(jì)或布置在功能層下面或者層1505下面。在此例如設(shè)置,在層1505中構(gòu)造空隙。換言之,例如在襯底中設(shè)有溝和/或?qū)系牢g刻到mems功能層中的下側(cè)中或者說蝕刻到層1505的面向襯底3的一側(cè)中。例如也設(shè)置,在襯底3中的溝道尤其在直接鍵合時是最小形貌差。最后例如也設(shè)置,尤其在直接鍵合時,對于局部地處于第一空穴5與第二空穴之間或者說在加速度傳感器空穴與轉(zhuǎn)速傳感器空穴之間的帶中的兩個鍵合配對體中的至少一個、尤其至少所述層或者襯底3的預(yù)處理進(jìn)行干擾,由此產(chǎn)生不連接的帶,該帶同樣可以如同通道一樣起作用,或者說實(shí)現(xiàn)空隙1501的功能,或者說構(gòu)造為空隙1501。

此外,圖6示例性地示出,空隙1501至少部分在布置在襯底3與罩7之間的層1505中布置。此外,圖6附加地示例性地示出,空隙1501至少部分在布置在襯底3與罩7之間的另一層1507中布置。在此例如設(shè)置,空隙1501借助于層1505中的進(jìn)入孔1515和各向同性的蝕刻步驟構(gòu)造。換言之,在最上面的mems功能層下面或者說在層1505的面向襯底3的一側(cè)上產(chǎn)生通道或者說空隙1501。在此例如設(shè)置,在時間上首先在最上面的mems層中或者在層1505中產(chǎn)生一行或者說多個進(jìn)入孔1515,并且在時間上接著通過各向同性的蝕刻步驟、例如通過高氟水(hf)氣體相態(tài)蝕刻使位于其下的層或者說另一側(cè)1507這樣地蝕刻,直到在位于mems層下面的材料或者說在另一層1507中出現(xiàn)貫通的通道或者說空隙1501,其中,層1507例如包括氧化層。例如設(shè)置,微機(jī)械構(gòu)件包括一行或多個進(jìn)入孔1515。由此能夠有利地實(shí)現(xiàn),僅略微地?fù)p害mems層或者說層1505的機(jī)械穩(wěn)定性,或者說具有對于微機(jī)械構(gòu)件1的功能性足夠的機(jī)械穩(wěn)定性。替代地例如也設(shè)置,在mems層中產(chǎn)生貫通的尤其基本上垂直于圖6中的圖形平面貫通走向的通道。如果期望特別節(jié)省重量并且節(jié)省材料的設(shè)計(jì)方案,并且盡管存在貫通走向的通道對于微機(jī)械構(gòu)件1的功能性也具有足夠的機(jī)械穩(wěn)定性,則這尤其是有利的。因此能夠有利地實(shí)現(xiàn),在根據(jù)本發(fā)明的方法中為了構(gòu)造通道或者說空隙1501可以使用標(biāo)準(zhǔn)的mems過程制造步驟。

最后,圖7示例地示出,空隙1501至少部分布置在襯底3中。此外,例如替代地或附加地也設(shè)置,空隙1501至少部分布置在罩7中。附加地,例如替代地或附加地也設(shè)置,空隙1501至少部分布置在埋入在襯底3中的導(dǎo)體軌中。此外,例如也設(shè)置,空隙1501至少部分布置在第三層中。

此外,根據(jù)本發(fā)明例如也設(shè)置,在襯底3或者在埋入在襯底3中的導(dǎo)體軌中或者在另一層1507中或者在埋入在另一層1507中的導(dǎo)體軌中或者在第三層中或者在埋入在第三層中的導(dǎo)體軌中這樣蝕刻窄的溝道,使得在時間上緊接著蝕刻步驟的沉積方法步驟或者生長方法步驟中,溝道雖然被蓋住,但是由于溝道的形貌仍然構(gòu)造空腔或者說空隙1501。根據(jù)本發(fā)明例如也設(shè)置,借助于多個組合的蝕刻方法和沉積方法產(chǎn)生或構(gòu)造這種空隙1501。

根據(jù)本發(fā)明例如也設(shè)置,在第四方法步驟中構(gòu)造其他的、尤其其他一個或其他兩個空隙或者其他三個空隙或者其他四個空隙或者其他五個空隙或者其他六個空隙或者多于六個的其他空隙1501,這些空隙基本上布置在第一空穴5與第二空穴之間,用于排出第一氣體混合物的至少一種第一微粒類型a和/或第二氣體混合物的至少一種第二微粒類型b。在圖7中示例性地示出三個空隙1501。例如也設(shè)置,在圖5、圖6和圖7中示例性地示出的空隙1501可以任意地相互組合。

例如設(shè)置,第二微粒類型b包括分子氫(h2)。因此以有利的方式提供一種方法,通過該方法例如防止或者說與現(xiàn)有技術(shù)相比可減少h2從mems空穴或者說從第二空穴向著另一mems空穴或者說第一空穴5的擴(kuò)散。替代地或附加地例如也設(shè)置,第二微粒類型b包括其他的輕氣體。因此能夠有利地實(shí)現(xiàn),例如防止或者說與現(xiàn)有技術(shù)相比可減少輕氣體從mems空穴或者說從第二空穴向著另一mems空穴或者說第一空穴5的擴(kuò)散。例如設(shè)置,第一微粒類型a是第一輕氣體的微粒,并且第二微粒類型b是第二輕氣體的微粒。例如設(shè)置,第一輕氣體相當(dāng)于第二的輕氣體。替代地也設(shè)置,第一輕氣體不同于第二輕氣體。

此外例如設(shè)置,微機(jī)械構(gòu)件1包括連接空隙1501和周圍環(huán)境9的第二進(jìn)入開口。例如附加地設(shè)置,微機(jī)械構(gòu)件1包括連接空隙1501和周圍環(huán)境9的第三進(jìn)入開口。例如設(shè)置,第二進(jìn)入開口和/或第三進(jìn)入開口基本上垂直于圖5、圖6和圖7的圖形平面地構(gòu)造。在空隙1501與周圍環(huán)境9之間存在連接的情況下有利的是,輕氣體如h2、he和ne對空氣的分壓力是非常小的,因此例如從加速度傳感器空穴或者說從第二空穴擴(kuò)散到空穴或者說空隙1501中的氣體向外或者說向著周圍環(huán)境9的方向排出。因此有利地實(shí)現(xiàn),氣體不再繼續(xù)擴(kuò)散到轉(zhuǎn)速傳感器空穴中或者說第一空穴中。

最后例如設(shè)置,在第四方法步驟104中,在微機(jī)械構(gòu)件1相互分開之前分別在晶片的多個微機(jī)械構(gòu)件1中構(gòu)造基本上布置在第一空穴5與第二空穴之間的空隙。但是例如也設(shè)置,晶片的多個微機(jī)械構(gòu)件1首先相互分開,接著在第四方法步驟104中在多個微機(jī)械構(gòu)件1中分別構(gòu)造基本上布置在第一空穴5與第二空穴之間的空隙。

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