微机械部件及微机械部件的制造方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104276540 A (43)申请公布日 2015.01.14 C N 1 0 4 2 7 6 5 4 0 A (21)申请号 201410315253.8 (22)申请日 2014.07.03 102013213071.6 2013.07.04 DE B81C 1/00(2006.01) B81B 3/00(2006.01) (71)申请人罗伯特博世有限公司 地址德国斯图加特 (72)发明人 A克尔布尔 J赖因穆特 J克拉森 (74)专利代理机构永新专利商标代理有限公司 72002 代理人侯鸣慧 (54) 发明名称 微机械部件及微机械部件的制造方法 (57) 摘要。

2、 本发明涉及一种微机械部件，具有：基片 (10)，其具有空穴(12)，所述空穴向内构造在所 述基片的功能性上侧(10a)中；至少部分导电的 薄膜(24)，其至少部分地张紧所述空穴；以及对 应电极(42)，其间隔开地布置在所述薄膜的从基 片远离地指向的外侧上，以使在对应电极和至少 部分导电的薄膜之间存在自由空间(52)；所述至 少部分导电的薄膜张紧在至少一个至少部分地覆 盖所述基片的功能性上侧的电绝缘材料上或其上 方；和至少一个压力入口(56)构造在空穴上，以 使所述至少部分导电的薄膜利用从所述微机械部 件的外部环境流入到所述空穴中的气体介质可向 内弯曲到所述自由空间中。本发明还涉及一种微 机械。

3、部件的制造方法。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书8页 附图12页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书8页 附图12页 (10)申请公布号 CN 104276540 A CN 104276540 A 1/2页 2 1.一种微机械部件，具有： 基片(10)，其具有空穴(12)，所述空穴(12)向内构造在所述基片(10)的功能性上侧 (10a)中； 至少部分导电的薄膜(24)，其使所述空穴(12)至少部分地张紧；以及 对应电极(42)，其间隔开地布置在所述薄膜(24)的从所述基片(10)远离地指向的外 侧上，以使在所。

4、述对应电极(42)和至少部分导电的薄膜(24)之间存在自由空间(52)； 其特征在于， 所述至少部分导电的薄膜(24)张紧在至少一个至少部分地覆盖所述基片(10)的功能 性上侧(10a)的电绝缘材料(20)上或其上方，和 至少一个压力入口(56)构造在所述空穴(12)上，以使所述至少部分导电的薄膜(24) 利用从所述微机械部件的外部环境流入到所述空穴(12)中的气体介质可向内弯曲到所述 自由空间(52)中。 2.根据权利要求1所述的微机械部件，其特征在于， 多个沟槽构造在所述基片(10)中，以使所述空穴(12)的底面(12a)被所述多个沟槽 分割。 3.根据权利要求1或2所述的微机械部件，其特。

5、征在于， 在所述至少部分导电的薄膜(24)的内侧(58)构造多个凹陷，所述凹陷被所述空穴 (12)暴露。 4.一种电容性传感器装置，其具有根据前述权利要求中任一项所述的微机械部件。 5.一种具有根据权利要求1至3中任一项所述的微机械部件的麦克风。 6.一种适用于微机械部件的制造方法，具有下述步骤： 构成至少部分导电的薄膜(24)，在基片(10)的功能性上侧(10a)中向内构造的空穴 (12)利用所述薄膜(24)至少部分被张紧；以及 构成对应电极(42)，其间隔开地布置在所述薄膜(24)的从所述基片(10)远离地指 向的外侧上，其中在所述对应电极(42)和至少部分导电的薄膜(24)之间形成自由空。

6、间 (52)； 其特征在于， 所述至少部分导电的薄膜(24)张紧在至少一个至少部分地覆盖所述基片(10)的功能 性上侧(10a)的电绝缘材料(20)上或其上方；以及 在所述空穴(12)处构造至少一个压力入口(56)，以便在气体介质从所述微机械部件 的外部环境流入到所述空穴(12)中时，所述至少部分导电的薄膜(24)向内弯曲到自由空 间(52)中。 7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于， 在构成所述至少部分导电的薄膜(24)之前，所述空穴(12)至少部分地填充至少一个 牺牲材料(16)，所述至少部分导电的薄膜(24)内侧(58)的至少一个材料沉积在所述牺牲 材料上方，并且其中所述牺牲材料。

7、(16)通过至少一个与所述薄膜(24)间隔开地构造的蚀 刻入口(50)蚀去。 8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于， 在构成所述至少部分导电的薄膜(24)之前，所述空穴(12)只部分地填充所述至少一 权 利 要 求 书CN 104276540 A 2/2页 3 个牺牲材料(16)，以便构成至少一个由所述至少一个牺牲材料(16)、至少一个电绝缘材料 (20)和/或至少部分导电的薄膜(24)内侧(58)的至少一个材料覆盖的第一空腔(18)。 9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于， 所述至少一个第一空腔在所述基片内的多个沟槽中构成，其中所述基片内的多个沟槽 分割所述空穴的底面。 10。

8、.根据权利要求7至9中任一项所述的制造方法，其特征在于， 在所述薄膜(24)内侧(58)的多个凹陷中，邻近后来蚀刻的牺牲材料(16)和/或至少 一个电绝缘材料(20)地构造至少一个第二空腔。 11.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于， 所述至少部分导电的薄膜(24)内侧(58)的至少一个材料被沉积为LPCVD层，在所述 LPCVD层中构造贯通的缺口，用于确定在所述LPCVD中后来构成的凹陷的位置，和其中所述 薄膜(24)利用向外拓展的生长过程在构成凹陷时增强在其中存在的至少一个第二空腔。 12.一种传感器装置的制造方法，具有下述步骤： 在所述传感器装置上和/或其中布置根据权利要求1至3。

9、中任一项所述的微机械部件 或者根据权利要求6至11中任一项所述的制造方法制造的微机械部件。 13.一种麦克风的制造方法，具有下述方法： 在所述麦克风上和/或其中布置根据权利要求1至3中任一项所述的微机械部件或者 根据权利要求6至11中任一项所述的制造方法制造的微机械部件。 权 利 要 求 书CN 104276540 A 1/8页 4 微机械部件及微机械部件的制造方法 技术领域 0001 本发明涉及一种微机械部件。本发明还涉及一种电容性传感器装置和麦克风。此 外，本发明还涉及一种微机械部件的制造方法，和电容性传感器装置的制造方法及麦克风 的制造方法。 背景技术 0002 在DE 10 2007 。

10、019 639 A1中描述了一种微机械部件，这种微机械部件具有用单 晶硅制成的薄膜，其中所述薄膜直接固定在基片的功能性上侧上，用于覆盖空腔。电极悬挂 在所述薄膜的从空腔远离地指向的外侧。所述薄膜和电极用作电容性压力传感器的传感器 元件。 发明内容 0003 本发明提供一种具有权利要求1的特征的微机械部件，一种具有权利要求4的特 征的电容性传感器装置，一种具有权利要求5的特征的麦克风，一种具有权利要求6的特征 的微机械部件制造方法，一种具有权利要求12的特征的电容性传感器装置制造方法和一 种具有权利要求13的特征的麦克风制造方法。 0004 利用在至少部分导电的薄膜和基片的功能性上侧之间布置至少。

11、一层电绝缘材料 能够提高所述薄膜的弯曲性能。此外，所述薄膜相对于所述基片的功能性上侧的附近区域 使用这种方式电绝缘，以便构成用至少一种材料制成的、在内侧对准空穴的薄膜。因此不再 使用常规的嵌入方法将导电的中间层嵌入到所述薄膜中。所述微机械部件因而具有适用于 所述薄膜的简单的层结构。特别地，所述薄膜可以是用一个单层制成的/织构的。 0005 此外，因为有利地装配这种具有至少一个压力入口的微机构部件，从所述基片的 远离功能性上侧指向的背面和/或从位于所述基片的功能性上侧和背面之间的所述微机 械部件的侧面对所述薄膜施加压力。本发明因此提高了构造电容性传感器装置和/或麦克 风的设计自由度。 0006 。

12、在一个有利的实施例中，在基片中构造多个沟槽，以便利用多个沟槽分割所述空 穴的底面。如下面更精确地阐述的，利用在多个沟槽中构造的至少一个空腔，在制造所述微 机械部件时更容易钻蚀所述薄膜。因此不再需要常规必需的、在所述薄膜中钻蚀出缺口/ 蚀孔。相应地，也不再必需接着用封闭层封闭所述被钻蚀的薄膜中的缺口/蚀孔。根据本 发明的微机械部件因此更容易和低成本地制造。 0007 作为替代或补充，也可在所述至少部分导电的薄膜的内侧构造多个凹陷，这些凹 陷被所述空穴暴露。钻蚀所述薄膜可容易在多个凹陷中构造至少一个第二空腔。因此在这 种情形下也简化了微机械部件的制造性能。 0008 如果电容性传感器装置或者麦克风。

13、安装有这种微机械部件，则所述电容性传感器 装置或者麦克风也具有上述优点。 0009 实施微机械部件的制造方法也实现了上述优点。 说 明 书CN 104276540 A 2/8页 5 0010 优选地，在构成至少部分导电的薄膜前，所述空穴至少部分地填充至少一个牺牲 材料，至少部分导电薄膜的内侧的至少一个材料沉积在这样的牺牲材料上方，其中所述牺 牲材料通过至少一个与所述薄膜间隔开构造的蚀刻入口被蚀去。在实施所述制造方法时， 因为在所述薄膜中可能不再形成缺口/蚀孔，可靠地保证所述薄膜的希望的弹性。 0011 在所述制造方法的一个有利实施例中，在构成所述至少部分导电的薄膜之前，所 述空穴只部分地填充至。

14、少一个牺牲材料，从而构成至少一个第一空腔，其中所述第一空腔 被所述至少一个牺牲材料和所述至少部分导电的薄膜的内侧的至少一个材料覆盖。这样保 证了在实施标准的蚀刻方法时所述薄膜的良好的钻蚀性能。 0012 特别地，所述至少一个第一空腔可在所述基片的多个沟槽中构成，所述多个沟槽 分割了所述空穴的底面。因此不用担心以这种方式暴露的薄膜以后蠕动(Sticking)。 0013 此外，在以后被蚀刻的牺牲材料附近和/或在至少一个电绝缘材料附近，在所述 薄膜内侧的多个凹陷中构成至少一个第二空腔。特别地，在这种情形下，在利用气相蚀刻法 移除牺牲材料时能够容易地实现所述薄膜的暴露。 0014 例如，所述至少部分。

15、导电的薄膜的内侧的至少一个材料被沉积为LPCVD层，在所 述LPCVD层中构造连续的缺口，以确定以后在所述缺口中形成的凹陷的位置，其中所述薄 膜利用外延的(epitaktischen)生长过程在构造凹陷时增强位于其中的至少一个第二空 腔。因此可使用简单的可实行的制造步骤构造所述至少一个第二空腔。 0015 电容性传感器装置的制造方法或麦克风的制造方法也可实现上述优点。 附图说明 0016 下面将参考附图，说明本发明的其它特征和优点，其中： 0017 图1A至1I示出了用于说明微机械部件制造方法的实施例的示意性俯视图和截面 图； 0018 图2a至2c示出了穿过微机械部件的第一实施例的截面图，其。

16、中图2b的横截面平 行于图2a的横截面，图2c的横截面垂直于图2a和2b的横截面进行指向； 0019 图3示出了穿过微机械部件的第二实施例的示意性截面图； 0020 图4示出了穿过微机械部件的第三实施例的示意性截面图。 具体实施方式 0021 图1A至1I示出了用于说明微机械部件的一个实施例的示意性俯视图和截面图。 0022 在这里所述的制造方法情形中，构成至少部分导电的薄膜，利用所述薄膜，在基片 10的功能性上侧10a中形成的空穴12被至少部分地张紧( berspannen)。空穴12优选 完全由至少部分导电的薄膜张紧。图1A示出了基片10的功能性上侧10a的俯视图。 0023 基片10包括。

17、优选一种半导体材料，例如硅。基片10尤其可以是半导体基片，例如 硅基片。然而应指出进一步描述的制造方法的可实施性不限于基片10确定的材料。 0024 为了在基片10中构造空穴12，可实施标准的蚀刻过程。可选地，为了蚀刻至少一 个空穴12，在待蚀刻的基片面上可施加保护层13。优选地，同时利用空穴12，在基片10的 功能性上侧10a中蚀刻至少一个通道14，通道14在以后的方法步骤中用作蚀刻入口。如下 面所详细描述的，至少一个通道14在操作已完成的微机械部件时用作压力入口。至少一个 说 明 书CN 104276540 A 3/8页 6 通到空穴12中的通道14优选从开始部段14a开始构成，开始部段1。

18、4a与空穴12分隔开地 构造在基片10中。特别地，至少一个通道14的至少一个开始部段14a适当布置，以使它们 的位置不被以后构成的薄膜覆盖。 0025 优选地，在形成至少部分地导电的薄膜之前，空穴12至少部分地填充牺牲材料 16。特别地，空穴12(和至少一个通道14)能够只部分地填充至少一个牺牲材料16，以便在 空穴12中形成至少一个第一空腔18。例如至少一个第一空腔18能够形成在基片10的多 个沟槽(未绘出)中，这些沟槽分割了空穴12的底面12a。然而，至少一个第一空穴18同 样能够嵌入在牺牲材料16中，如图1A所示的那样。 0026 至少一个牺牲材料16可以是例如氧化物，特别的氧化硅。特别。

19、合适的是，至少一 个空腔18被构造成使以后使用的蚀刻入口在空穴12中从所有区域相互通过至少一个第一 空腔18连接。于是在以后的牺牲蚀刻步骤中，至少一个牺牲材料16能够非常快且均匀地 被移除。 0027 接着，如图1B所示，基片10的功能性上侧10a至少部分地用至少一个电绝缘材料 20覆盖。空穴12、至少一个通道14和/或至少一个第一空腔18也能够用至少一个电绝缘 的材料20覆盖。例如，为此电绝缘材料20的至少一层全表面地沉积在基片10的功能性上 侧10a上。基片10的功能性上侧10a优选用至少一个层覆盖，其中这里至少一个层包括与 至少一个牺牲材料16相同的材料。特别地，为此沉积氧化层，例如氧化。

20、硅层。可选地，至少 一个接触孔22通过至少一个电绝缘材料20构成，以使基片10的功能性上侧10a的至少一 个接触面暴露。图1Ba示出了沿图1B的线A-A剖切的截面图，其中图1B的线A-A穿过 接触孔22。图1Bb的横截面沿图1B的线B-B延伸，并且图1B的线B-B垂直地穿过通道 14延伸。 0028 至少部分导电的薄膜24接着在至少部分地覆盖于基片10的功能性上侧10a的至 少一个电绝缘材料20上或其上方张紧。至少一个第一空腔18因而被至少一个牺牲材料 16、至少一个电绝缘材料20和/或至少部分导电薄膜24的内侧的至少一个材料覆盖。例 如为此第一半导体层和/或金属层26被沉积在至少一个电绝缘材。

21、料20上。第一半导体层 和/或金属层26可以是例如多晶硅层。 0029 例如LPCVD多晶硅层(低压化学蒸汽沉积)作为第一半导体层和/或金属层26被 沉积。含有半导体材料的半导体层和/或金属层26利用掺杂制成为至少部分导电的。优 选地，薄膜24/第一半导体层和/或金属层26垂直于基片10的功能性上侧10a的层厚在 200nm至8m之间。 0030 除至少部分导电的薄膜24外，还可构造有至少一个其它部件，例如用第一半导体 层和/或金属层26制成的至少一个触点28a和/或至少一个带状导线28b。在这里所述的 制造方法中，还构造有用第一半导体层和/或金属层26制成的参考薄膜24a。优选地，在空 穴1。

22、2和至少一个通到其中的通道14分开的位置处，所述参考薄膜24a覆盖至少一个电绝 缘材料20。(在下文中说明参考薄膜24a的功能。)优选地，至少一个电绝缘材料20的至 少一个区域位于至少一个通道14的至少一个开始部段14a上方，在构造第一半导体层和/ 或金属层26时，至少一个通道14的上述至少一个开始部段14a暴露。 0031 接着，至少一个绝缘层30a和30b被沉积在薄膜24上。在这里所述的制造方法实 施例中，除了对应电极外，还构造至少一个阻挡件，所述阻挡件具有指向薄膜24的接触凸 说 明 书CN 104276540 A 4/8页 7 起。 0032 为了得到接触凸起，首先第一绝缘层30a屏蔽。

23、在薄膜24上。如图1D所示，通过穿 过第一绝缘层30a构造至少贯通的缺口32，后来的接触凸起的位置和扩展可被暴露。此后， 构成第二绝缘层30b，第二绝缘层30b覆盖所述贯通的缺口32。绝缘层30a和30b优选具 有相同的材料，例如氧化物。在一个可选的方法步骤中，更多的接触孔34通过绝缘层30a 和30b构造，例如接触区域28a从第一半导体层和/或金属层26暴露。图1E示出了已构 造更多接触孔34以后的俯视图。图1Ea示出了穿过接触区域28a返回的截面，这个截面沿 着图1E的线C-C延伸。 0033 利用图1Eb的沿图1E的D-D延伸的横截面，用于构成接触凸起的有利方法示意 性地示出在后来的阻挡。

24、件上。因为以前构成的贯通缺口32(其中线D-D穿过贯通的缺口 32延伸)，两个绝缘层30a和30b组成的共同层结构具有凹陷36。凹陷36对应后来形成的 接触凸起的形状。 0034 通过两个半导体层和/或金属层38屏蔽，在制造方法的上述实施例中构成所述对 应电极，其中绝缘层30a和30b至少部分地被覆盖。例如多晶硅层可构成为第二半导体层 和/或金属层38。第二半导体层和/或金属层28可以是LPCVD-多晶硅层(低压化学蒸汽 沉积)。包括半导体材料的第二半导体层和/或金属层38利用掺杂形成至少部分导电的。 可选地，第二半导体层和/或金属层38利用CMP过程(化学机械抛光)使其平面化。优选 地，第二。

25、半导体层和/或金属层38垂直于基片10的功能性上侧10a，具有1-50m之间的 层厚。 0035 如图1F所示，还有金属喷涂40，例如用铝构成，屏蔽在第二半导体层和/或金属层 38上。利用金属喷涂可构成强化结构40a，至少一个触点40b和/或至少(未示出)线路 构成。 0036 图1G示出了已经用第二半导体层和/或金属层38构成对应电极42之后的俯视 图。对应电极42优选设有穿孔44，对应电极42通过穿孔44在另一方法步骤中完全被钻 蚀。除此之外，在这里所述制造方法中，参考电极42a还在参考薄膜24a的离开基片10的 方向上指向，参考薄膜24a用第二半导体层和/或金属层38构成。图1Ga示出了。

26、沿图1G 的线E-E穿过接触区域40剖切的横截面。 0037 至少一个阻挡件46具有至少一个接触凸起48，至少一个阻挡件46也用第二半导 体层和/或金属层38构成。至少一个阻挡件46优选与薄膜24电连接。图1Gb的横截面 沿线F-F延伸，线F-F恰好位于图1E的线D-D上方，并且延伸穿过接触凸起48。由此得 到，至少一个接触凸起48相对薄膜24的距离比对应电极42(和至少一个阻挡件46的其余 区域)更小。相反地，参考薄膜24a和参考对应电极42a之间的距离对应薄膜24和对应电 极42之间的距离。 0038 此外，至少一个触点49a和/或至少一个线路49b也能够用第二半导体层和/或 金属层构成。。

27、例如，对应电极42和参考电极42a设有共同的触点49a。此外，至少一个电绝 缘材料20的至少一个区域29位于至少一个通道14的至少一个开始部段14a上方，至少一 个电绝缘材料20的至少一个区域29在构造第二半导体层和/或金属层38恢复被暴露。 0039 接着，至少一个牺牲材料18、至少一个电绝缘材料20、第一绝缘层30a和/或第二 绝缘层30b至少部分地被蚀去优选地，为此使用气相蚀刻法，尤其是HF。至 说 明 书CN 104276540 A 5/8页 8 少一个牺牲材料18能够通过至少一个蚀刻入口50被蚀去，其中至少部分导电薄膜24内侧 的至少一个材料通过至少一个牺牲材料18被屏蔽，蚀刻入口5。

28、0在至少一个电绝缘材料20 的至少一个区域29的位置处通过至少一个通道14的开始部段14a(自动)构成。如图1H 所示，薄膜24的释放因至少一个这种蚀刻入口50而可能变得容易，这种蚀刻入口50部分 沿着其中一个通道14延伸。在空穴12内部，至少一个牺牲材料18被均匀地移除。 0040 图1Ha示出了沿图1H的线G-G剖切的横截面。如图1Ha所示，尽管使用了所述 蚀刻方法，至少一个电绝缘材料20的和/或绝缘层30a和30b的其余区域仍能够被保留， 如这里所希望的那样。相反地，可靠地保证空穴18上的至少一个牺牲材料18被完全移除。 对此，图1Hb示出沿图1H的线H-H穿过空穴12的横截面，图1H的。

29、线H-H位于图1G的线 F-F上方。由此得到在这里所述的制造方法中，对应电极46间隔开地布置在薄膜24的远 离基片10指向的外侧上，从而在对应电极46和至少部分导电的薄膜24之间构造自由空间 52。 0041 图1E示出了罩形晶片54作为罩壳固定在对应电极46的从基片10远离地指向的 侧上之后的俯视图。特别地，薄膜24和对应电极46能够利用罩形晶片54不透气地封闭。 如果希望在固定罩形晶片54后能够具体地(不透气地)密封蚀刻入口50。罩形晶片54于 是能够利用粘结方法，钎焊方法和/或(导电)粘结剂固定在微机械部件上。对此，例如用 密封玻璃粘合剂或者易熔粘合剂实现。特别地，可使用二元Al-Ge系。

30、统或者三元Al-Ge-Si 系统固定粘合罩形晶片54。有利地，如从图1Ia显示的沿图1I线I-I剖切的横截面看到 的，含有铝的金属喷涂40可在一侧用作外部接触的接触面，同时用作粘合连接55的部件。 0042 同时，在空穴12上构造至少一个压力入口56，以使在气体介质从微机械部件的外 部环境流入到空穴12中时，至少部分导电的薄膜24向内弯曲到自由空间52中。优选地， 如沿图1I线J-J剖切的、图1Ib显示的横截面所示的，至少一个压力入口56至少部分地 延伸到至少一个蚀刻入口50上方和/或至少一个通道14上方。同时，通过密封其它蚀刻 入口能够实现在薄膜24下方只有一个希望的压力入口56，因为压力入。

31、口56小的宽度和/ 或因为至少一个格栅而能够非常良好地阻止颗粒渗入到薄膜24下方。至少一个格栅(未 示出)能够例如用半导体层和/或金属层26和38的材料构成。 0043 在另一实施例中，全部蚀刻入口50都可被密封。在这种情形下，通过一个穿过基 片10的沟道构成基片10的背面的压力入口50。 0044 作为至少一个第一空腔18的上述实例的替代或者补充，在薄膜24内侧的多个凹 陷中还构成至少一个第二空腔，至少一个第二空腔界定后来蚀刻的牺牲材料18和/或至少 一个电绝缘材料20。在构成至少一个第二空腔的特别有利的步骤中，首先薄膜24内侧的 至少一个材料作为LPCVD层被屏蔽。接着，在LPCVD层中向。

32、内构造贯通的缺口，以使后来在 其中形成的凹陷的位置被暴露。特别地，在LPCVD层中可蚀刻所述贯通的缺口。此后，薄膜 24利用外延的生长过程，在构成凹陷(在内侧)时增强在其内已存在的至少一个第二空腔。 为此，以前构造的LPCVD层用作开始层/起始层，用于(快速)外延的生长过程。因为在外 延的生长过程中，一般只沉积所述开始层/或起始层材料，在外延的生长过程中，在薄膜24 内侧的内部形成凹陷。所述凹陷尤其能够构造在薄膜24的边缘区域上。因此也表明在凹 陷下方没有形成贯通薄膜24的开口。换而言之，所述凹陷也可转换为在薄膜24内侧上形 成的拱度。包围到所述凹陷中的至少一个第二空腔能够在钻蚀薄膜24过程中。

33、有利地用于 说 明 书CN 104276540 A 6/8页 9 改善蚀刻效率。 0045 进一步描述的微机械部件例如利用前述制造方法制造。然而也表明所述微机械部 件也可使用稍微修改的制造方法的实例制造。 0046 图2a至2c示出了微机械部件的第一实施例的横截面，其中图2b的横截面平行于 图2a的横截面，并且图2c的横截面垂直于图2a和2b的横截面。 0047 图2a至2c示意性示出的微机械部件包括基片10，基片10具有在基片10的功能 性上侧10a中向内构成的空穴12。空穴12由至少部分导电的薄膜24至少部分地张紧。附 加地，所述微机械部件具有对应电极42，对应电极42间隔开地布置在薄膜2。

34、4的从基片10 远离地指向的外侧上，以便在对应电极42和至少部分导电的薄膜24之间存在自由空间52。 至少部分导电的薄膜24张紧在基片10的功能性上侧10a中的至少一个上或其上方，至少 部分覆盖地电绝缘的材料20。此外，在空穴12上构造至少一个压力入口56，以使至少部分 导电的薄膜24利用从微机械部件的外部环境流入到空穴12中的气体介质向内弯曲到自由 空间52中。 0048 根据薄膜24和对应电极24构成的电容器的电容能够测定所述微机械部件外部环 境中存在的压力。所述微机械部件因而适用于电容性的传感器装置，利用这种传感器装置 可靠地确定压力。所述电容性传感器装置能够比较简单的且相对低成本地用已。

35、知的方法步 骤制造。对此研发费用比较小。此外，对于所述微机械部件，薄膜24因为它的布置而非常 有效地防止污染和其它有害的影响。 0049 在一个有利的实施例中，在基片10中可构造多个小沟，空穴的底面12a被该多个 沟槽分割。在至少部分导电的薄膜24内侧58上相应地也构造多个凹陷，这些凹陷被空穴 12暴露。如上所述，在制造所述微机械部件时可以这种方式形成空腔，使薄膜24容易暴露。 0050 薄膜24可用第一半导体层和/或金属层26构造。例如至少一个接触区域28a和 /或至少一个带状导线28b用第一半导体层和/或金属层26构成。使用第二半导体层和/ 或金属层38的材料构造对应电极42。此外，还可用。

36、第二半导体层和/或金属层38构成至 少一个接触区域60a、60b和60c，框架件62，和/或阻挡件46。有利地，具有对应电极42和 /或至少一个用第二半导体层和/或金属层38构成的部件穿孔44，这个结构使微机械部件 容易制造。 0051 图2a示出了第一触点60a，第一触点60a通过带状导线28b连接到对应电极42 上。(图2b示出了相应的触点60b，用于电连接至少部分导电的薄膜24。)在由层26和28 构造的部件之间存在至少一个绝缘层30a和30b的其余区域。以这种方式使至少部分导电 的薄膜24与对应电极42电绝缘。 0052 如图2b所述，至少一个阻挡件46与薄膜24和对应电极42电联接/。

37、分开。在薄 膜24严重翘曲时，通过形成这种阻挡件46能够阻止薄膜24和对应电极42之间的电短路。 优选地，为此在阻挡件46上构造至少一个接触凸起/至少一个突出的阻挡面48。因此在 薄膜24严重翘曲时，至少一个接触凸起48与薄膜24之间发生接触，这阻止薄膜24的进一 步翘曲。因此薄膜24和对应电极42之间的直接接触被可靠地阻止。因为在高装配压力时 薄膜24与对应电极之间直接接触，于是可停止薄膜24与对应电极42焊接。因为在薄膜24 和对应电极42之间直接接触时可能发生短路，这对赋值电子器件产生了损害，但现在也不 必担心这种损害。 说 明 书CN 104276540 A 7/8页 10 0053 。

38、优选地，至少一个接触凸起48构造得比较小。在薄膜24非常软时，以这种方式能 够阻碍它粘结在至少一个接触凸起48上。 0054 在一个改进方案中，在所述微机械部件上还构造一个参考电容。图2c示出了参考 薄膜24a和参考对应电极42a，其中参考薄膜24a牢固粘结在所述基片上，是用第一半导体 层和/或金属层26制成的，参考对应电极42是用第二半导体层和/或金属层38制成的， 参考对应电极42不可运动地布置在参考薄膜24a的从基片10远离地指向的侧上。在参考 对应电极42a可电粘结到对应电极42上时，参考薄膜24a可通过适当的触点60c接触。 0055 在微机械部件具有参考电容时，通过特别准确地测量薄。

39、膜24和对应电极42之间 的第一电容与参考薄膜24a和参考对应电极42a之间的第二电容的差推断外面邻近的压 力。因为温度影响和时效影响一般对两个电容的影响是相同的，以这种方式能够避免或至 少剧烈减小因时效过程或温度波动引起的电容漂移。 0056 在又一有利的改进方案中，至少一个罩壳，例如罩形晶片54，固定在微机械部件 上。在图2a至图2c所示的实施例中，罩形晶片54利用粘结连接55布置在框架件62上。 然而，作为粘结连接55的替代，罩壳也可利用钎焊连接或利用(导电的)粘接剂固定在所 述微机械部件上。在所述罩壳和对应电极之间的中间空间中包含尽可能小的内部压力作为 参考压力，这是有益的。优选包含小。

40、于100mbar的压力。为了在中间体积中达到尽可能稳 定的内部压力，可有利地在罩壳中设置凹陷以获得良好的体积与表面积比。例如在所述罩 壳中可使用栅格材料，在维持小压力时，所述栅格材料尽可能界定所述参考压力。 0057 图3示出了穿过微机械部件第二实施例的示意性横截面。 0058 在图3所示的微机械部件时，粘结到对应电极42上的触点60a从基片10向外构 造。于是构造/蚀刻穿过基片10的贯通缺口70(穿过硅)。在基片10的从部件24和42 远离地指向的背面72上，构造带状导线76和粘结连接78，通过带状导线76和粘结连接78 保证电接触到对应电极42，其中基片10的该背面72可选地用绝缘层74至。

41、少部分地覆盖。 0059 与前述优选实施例相反，图3的微机械部件具有在封装54和基片10之间延伸的 侧向通路80(位于第二半导体层和/或金属层38中)，侧向通路80从微机械部件的外部区 域延伸到第一半导体层和/或金属层26中的开口82。空穴12通过开口82而与侧向通路 80连接。因此，特别地在与穿过基片10延伸的缺口70结合时不需要构造封装53。 0060 图4示出了穿过微机械部件的第三实施例的示意性截面图。 0061 作为替换用罩壳向外构造的封装，图4示意性示出的微机械部件具有装配电路的 另外的基片84，例如ASIC。装配电路的另外的基片84例如提供有操作电路和/或赋值电 路，用于作为传感器。

42、元件操作微机械部件，和/或通过测定的传感器信号赋值。在装配电路 的另外的基片84上，带状导线76和粘结连接78因此可构造为使得装配电路的另外的基片 84的从薄膜24远离地指向的侧可能电接触和/或信号传输。电接触向外的这种导向使微 机械部件具有紧凑的结构，进而使微机械部件容易运行。薄膜34的压力加载能够通过基片 10构造的背面通路86实现，背面通路86优选通到空穴12中。 0062 微机械部件的所有上述实施例能够安装在电容性传感器装置中。以这种方式实 现的电容性传感器装置尤其能够实施压力传感器的功能。然而在一个有利的改进方案中， 所述电容性传感器装置也实施加速传感器、转速传感器和/或磁场传感器的。

43、功能。通过在 薄膜24上固定地震质量，上述微机械部件中每个的改进方案例如作为加速传感器(它的部 说 明 书CN 104276540 A 10 8/8页 11 件)。然而当在薄膜24上布置磁化部分时，每个上述微机械部件也可用于测量磁场。 0063 此外，上述阻挡件46也可粘结到适当的触点上。因此通过至少一个弹簧可调整地 布置的对应电极42的调整运动指向平行于薄膜24对齐的方向。所述微机械部件因而能够 构造为压力传感器和加速传感器的组合，其中对应电极42可用作地震质量。 0064 在电容性传感器装置的另一实施例中，也可构造多个微机械部件，其中每个微机 械部件分别具有一个薄膜24。在这种情形下，薄膜。

44、24的结构大小不同是有利的，以便适 用于至少一个敏感的薄膜24的不同测量区域，例如适用于不同的压力范围。特别地，不同 大小的薄膜24被平行地处理，以使各薄膜24的未完全线性化的变形进行线性化，使多个 不同的薄膜24的组合线性化或者得到非线性的特性曲线，利用所述非线性的特性曲线可 解决更大的测量区域/压力范围。可替代地，在电容性传感器装置上可平行地布置多个类 似的薄膜24，以提高传感器信号的总分辨率，其中同时使各薄膜24的大小和贯通翘曲度 保持是小的。 0065 另外，有利的是，除实现的压力传感器外，在气密连接的区域还布置一个转速传感 器、加速度传感器和/或磁场传感器。为此，可用第一半导体层和/。

45、或金属层26和/或第 二半导体层和/或金属层38构造更多的部件。所有这些传感器可选地可单通道、两通道或 三通道地执行。 0066 因此，根据本发明的技术也能够用于制造电容性传感器装置，其中这种电容性传 感器装置具有适用于不同物理量的多个敏感元件。根据本发明的技术在这里也允许电容性 压力传感器、电容性加速度传感器、电容性转速传感器和/或磁场传感器集成到同一芯片 上。 0067 所述电容性传感器装置能够用已知的电容性赋值电路运行，这里所述的已知的电 容性赋值电路例如是加速器传感器的赋值电路。特别地，组合的传感器能够通过一个纯电 容性赋值电路一起赋值。在电容性压力传感器适当布置的情形下，例如相同传感。

46、器装置的 加速度传感器的正面结构也适用于电容性压力传感器。这可通过适用于压力和加速度的总 界面的多路复用或者通过更多的界面通道简单地实现。 0068 有利的电容性传感器装置可例如安装在用户端设备中，例如尤其是移动电话中。 说 明 书CN 104276540 A 11 1/12页 12 图1A 图1B 说 明 书 附 图CN 104276540 A 12 2/12页 13 图1Ba图1Bb 图1C 说 明 书 附 图CN 104276540 A 13 3/12页 14 图1D 图1E 说 明 书 附 图CN 104276540 A 14 4/12页 15 图1Ea 图1Eb 图1F 说 明 书 。

47、附 图CN 104276540 A 15 5/12页 16 图1G 图1Ga 图1Gb 说 明 书 附 图CN 104276540 A 16 6/12页 17 图1H 图1Ha 图1Hb 说 明 书 附 图CN 104276540 A 17 7/12页 18 图1I 图1Ia 图1Ib 说 明 书 附 图CN 104276540 A 18 8/12页 19 图2a 说 明 书 附 图CN 104276540 A 19 9/12页 20 图2b 说 明 书 附 图CN 104276540 A 20 10/12页 21 图2c 说 明 书 附 图CN 104276540 A 21 11/12页 22 图3 说 明 书 附 图CN 104276540 A 22 12/12页 23 图4 说 明 书 附 图CN 104276540 A 23 。