[發(fā)明專利]微機(jī)械結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310321717.1
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN103569939A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C.謝林
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號(hào): B81B7/00
• 分類號(hào): B81B7/00;B81C1/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 梁冰;楊國治

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微機(jī)械結(jié)構(gòu)和一種相應(yīng)的制造方法。

背景技術(shù)

從US?2010/0295138A1和US?2005/0095813A1中公開了微機(jī)械的（MEMS）結(jié)構(gòu)，其采用CMOS層用于實(shí)現(xiàn)微機(jī)械功能。

US?2011/0265574?A1公開了一種用于將MEMS功能后端集成到CMOS電路上的過程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種按照權(quán)利要求1的微機(jī)械結(jié)構(gòu)以及按照權(quán)利要求10的相應(yīng)的制造方法。

優(yōu)選的改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。

本發(fā)明基于的思想在于，提出一種在采用從一襯底中結(jié)構(gòu)化出（herausstrukturierten）的層以及采用CMOS層的前提下的CMOS-MEMS結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的微機(jī)械結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的制造方法允許采用穩(wěn)固的襯底材料，用于制造微機(jī)械的功能結(jié)構(gòu)，從而能夠舍棄厚的微機(jī)械的功能層的昂貴的沉積或者說昂貴的轉(zhuǎn)移鍵合（Transferbonden）。為此，利用已有的CMOS過程的靈活性來用于印制導(dǎo)線系統(tǒng)和可能的CMOS電路。

根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，在最上面的鈍化層和所述襯底的上側(cè)面之間具有一空腔。這樣，可以調(diào)節(jié)出一種針對所述微機(jī)械的功能結(jié)構(gòu)的定義的大氣和壓力。

根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述空腔橫向地通過由印制導(dǎo)線層以及位于這些印制導(dǎo)線層之間的鍍通孔構(gòu)成的堆疊順序部進(jìn)行限定。這能夠?qū)崿F(xiàn)氣相蝕刻過程沿著橫向方向的有目的性的停止。

根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述微機(jī)械的功能結(jié)構(gòu)被具有至少一個(gè)印制導(dǎo)線的印制導(dǎo)線系統(tǒng)撐開，所述印制導(dǎo)線系統(tǒng)在所述堆疊順序部處橫向地緊固。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)固的印制導(dǎo)線系統(tǒng)。

根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述空腔通過一封閉層進(jìn)行封閉。這樣，能夠調(diào)節(jié)出所述空腔中的任意的壓力。

根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述微機(jī)械的功能結(jié)構(gòu)具有一可偏轉(zhuǎn)的質(zhì)量裝置。這能夠?qū)崿F(xiàn)一種牢固的慣性傳感器、例如加速度傳感器或旋轉(zhuǎn)速率傳感器（Drehratensensors）。

根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，在所述質(zhì)量裝置上布置一個(gè)或多個(gè)以傳導(dǎo)性的材料包裹的、絕緣層的塊。這樣能夠提高質(zhì)量表面密度。

根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，在所述微機(jī)械的功能結(jié)構(gòu)下方在所述襯底中設(shè)置另一個(gè)空腔。這樣能夠構(gòu)造出電絕緣的和/或可偏轉(zhuǎn)的或者說可動(dòng)的功能結(jié)構(gòu)。

根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述襯底是單晶的硅襯底或者單晶的SOI襯底。單晶硅具有相對于所述印制導(dǎo)線系統(tǒng)LB的CMOS層的特別好定義的機(jī)械特性。此外，通過相比于多晶硅的很小的表面粗糙度，單晶硅具有提高的斷裂強(qiáng)度且因此具有更大的可靠性。此外，在單晶材料的情況下相比于多晶材料/CMOS層的材料，層應(yīng)力或者說應(yīng)力梯度以及不同的熱膨脹系數(shù)不起作用。

附圖說明

下面參照在附圖的示意圖中給出的實(shí)施例詳細(xì)闡釋本發(fā)明。其中:?

圖1a）-c）?示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的微機(jī)械結(jié)構(gòu)的示意圖，確切地說，圖1a是水平的橫截面圖，圖1b是沿圖1a中的直線A-A'的豎直的橫截面圖以及圖1c是沿圖1a中的直線B-B'的豎直的橫截面圖；

圖2a）-d）?在沿圖1a中的直線B-B'的豎直的橫截面圖中示出了用于闡釋根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的微機(jī)械結(jié)構(gòu)的制造方法的示意圖；以及

圖3?在沿圖1a中的直線B-B'的豎直的橫截面圖中示出了用于闡釋根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的微機(jī)械結(jié)構(gòu)的示意圖。

在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的或者功能相同的元件。

具體實(shí)施方式

圖1a）-c）示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的微機(jī)械結(jié)構(gòu)的示意圖，確切地說，圖1a是水平的橫截面圖，圖1b是沿圖1a中的直線A-A'的豎直的橫截面圖以及圖1c是沿圖1a中的直線B-B'的豎直的橫截面圖；

盡管不起限制作用，但本發(fā)明的實(shí)施方式參照加速度傳感器形式的微機(jī)械結(jié)構(gòu)來闡釋。

在圖1a）中，附圖標(biāo)記1表示一由單晶硅制成的襯底，所述襯底具有上側(cè)面OS。可替換的是，也可以例如采用SOI襯底（參見圖3）。