本發(fā)明涉及一種構件，至少包括一尤其ASIC（專用集成電路）結構元件形式的載體、一MEMS（微電子機械系統）結構元件和一蓋。該MEMS結構元件通過一托腳結構（Standoff-Struktur）裝配在該載體上并且該蓋布置在該MEMS結構元件的微機械結構上方。此外，本發(fā)明涉及一種用于制造這類混合集成的構件的方法，其中，在該載體上制造托腳結構，其中，使作為MEMS襯底起作用的SOI晶片的功能層結構化，并且其中，MEMS襯底面朝下地與該結構化的功能層一起裝配在載體的托腳結構上。

背景技術：
本發(fā)明的出發(fā)點是如由歐洲專利文獻0773443所已知那樣的構件。在該出版文獻中描述一種微機械加速度傳感器，該加速度傳感器以由ASIC襯底和MEMS襯底組成的芯片堆疊的形式實現。SOI晶片作為MEMS襯底起作用，在該SOI晶片的功能層中構造有一搖臂形的傳感器結構。MEMS襯底以倒裝芯片技術通過間距保持件裝配在ASIC襯底上，從而傳感器結構位于ASIC表面和SOI襯底之間的嚴密地封閉的空腔中。加速度引起搖臂結構的偏轉，該搖臂結構的偏轉在此借助傳感器結構上的測量電極和在ASIC表面上固定的電極容性地感測。此外，在已知的加速度傳感器的情況下，用于測量信號的分析電路集成在ASIC襯底上。

技術實現要素：
通過本發(fā)明提出措施，通過該措施明顯地提高在已知的構件概念的范圍中實現MEMS結構元件的微機械結構時的設計自由度。根據本發(fā)明，這由此實現，即，MEMS結構元件的微機械結構延伸經過MEMS結構元件的層結構的至少兩個功能層，其中，這兩個功能層通過至少一個中間層彼此分開，從而可以將它們相互獨立地結構化。因為以這種方式也可以將第三維度包括進MEMS結構元件的微機械結構的布局中，不僅在實現微機械結構時的設計自由度提高。MEMS結構元件的并且由此構件的芯片面可以整體上更有效地被使用，這與降低制造成本相關。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，兩個功能層都由單晶硅制成。在這種情況下，在層內——如果有的話——僅僅出現小的機械應力，這有利地影響構件的微機械性能。因此，相應于根據本發(fā)明的第一制造方案，使用簡單的SOI晶片作為MEMS襯底。在這種情況下，SOI襯底作為MEMS襯底的第二功能層起作用。然后，在MEMS襯底被裝配在載體或ASIC襯底上之后，SOI襯底被結構化為第二功能層，從而形成一微機械結構，該微機械結構延伸經過該功能層和SOI晶片的SOI襯底。此后，蓋晶片才被裝配在MEMS襯底的微機械機構的上方。因為SOI晶片的載體襯底通常比待產生的微機械結構的所力求達到的結構高度明顯更厚，SOI襯底在被裝配在載體上之后并且在結構化之前大多還回薄到一確定的厚度。在根據本發(fā)明的第二制造方案中，使用雙層的SOI晶片作為用于MEMS結構元件的初始襯底。這類SOI晶片包括兩個單晶的功能層，這些功能層通過絕緣層相互分開并且與SOI襯底分開。最上面的功能層還在SOI晶片被裝配在載體上之前就被結構化。SOI晶片的第二功能層作為MEMS襯底的第二功能層起作用并且在MEMS襯底被裝配在載體上之后，更確切地說，在SOI襯底被去除之后才被結構化。以這種方式形成微機械結構，該微機械結構延伸經過SOI晶片的兩個功能層。此后才在MEMS結構元件的微機械結構的上方裝配蓋晶片。如果為該微機械結構預先給定的結構高度應該被非常精確地遵守，則要尤其優(yōu)選第二制造方案。即，雙層的SOI晶片的兩個功能層的厚度都可非常精確地調整，而在回薄工藝中，如第一制造方案的范圍中所實施的那樣，出現顯著更高的厚度公差。在兩個制造方案中，將MEMS襯底的兩個功能層都相互獨立地結構化。兩個功能層的布局互補并且共同確定MEMS襯底的微機械結構的三維形狀。該微機械結構可以、但不必相對于兩個功能層之間的中間層對稱地設置。非對稱例如可以歸因于兩個功能層不同的層厚度。此外，兩個功能層的布局可以不同，從而微機械結構的至少一個區(qū)段延伸經過兩個功能層，而至少一個另外的區(qū)段僅延伸經過兩個功能層中的一個。通過該第三布局維度，產生用于MEMS結構元件的微機械結構的多種設計方案。根據本發(fā)明進一步發(fā)展的構件構想尤其適用于慣性傳感器構件的實現。在該應用中，MEMS結構元件的微機械結構包括至少一個可偏轉的震動質量并且設置有用于感測震動質量的偏轉的電路器件。這些震動質量布置在蓋和具有用于傳感器信號的分析電路的ASIC結構元件之間的空腔中。該空腔有利地嚴密封閉，從而保護微機械的傳感器結構免受臟污和侵入性測量環(huán)境的影響。此外，在該空腔內部可產生限定的壓力情況，以便因此積極地影響傳感器的阻尼行為。因為MEMS結構元件的微機械結構根據本發(fā)明延伸經過兩個功能層，可以在相對小的芯片面上實現大的震動質量。這有助于在小的構件大小的情況下實現高的測量靈敏度。在一些慣性傳感器類型中，例如在用于感測垂直于構件結構的層平面的加速度的傳感器構件中，震動質量的質量分布相對于其懸掛裝置或者支撐裝置不對稱。由于微機械結構的根據本發(fā)明的三維布局的可能性，這類傳感器設計也可特別簡單地在很小的芯片面上實現，其方式是，該震動質量包括至少一個延伸經過兩個功能層的區(qū)段和至少一個僅延伸經過兩個功能層中的一個的區(qū)段。此外，為了提高傳感器結構的測量靈敏度，還可以在震動質量中構造通風口，該通風口延伸經過該震動質量的整個厚度，即，延伸經過兩個功能層和中間層或者分別根據震動質量在哪些層中構造而定僅延伸經過兩個功能層中的一個。附圖說明如前面已經討論的，有不同的可能性，以有利的方式構型和進一步改進本發(fā)明。為此，一方面參考從屬于獨立權利要求的權利要求并且另一方面借助附圖參考對本發(fā)明的一個實施例的以下說明。圖1示出慣性傳感器構件100的根據本發(fā)明的結構的示意性剖視圖，以及圖2a-2d借助該構件結構的各個組件的示意性剖視圖闡明該慣性傳感器構件100的制造。具體實施方式圖1中所示的構件100涉及用于感測z加速度、即垂直于構件結構的層平面定向的加速度的慣性傳感器。為此，構件100包括一具有微機械的傳感器結構的MEMS結構元件10，在該微機械的傳感器結構中構造有搖臂式的震動質量11。這接下來還作更詳細地解釋。此外，MEMS結構元件10設置有用于感測該震動質量11的偏轉的器件，但是這些器件在這里未詳細示出。此外，構件100包括一具有用于MEMS結構元件10的傳感器信號的分析電路的ASIC結構元件20和一蓋30。構件100以晶片堆的形式實現。ASIC結構元件20作為構件100的載體起作用。MEMS結構元件10通過托腳結構21裝配在ASIC結構元件20上，從而確保傳感器結構11的可運動性。蓋30這樣布置在MEMS結構元件10的傳感器結構11上方并且裝配在MEMS結構元件10上，使得傳感器結構11布置在ASIC結構元件20和蓋30之間的封閉空腔22內。根據本發(fā)明，MEMS結構元件10以層結構的形式實現，其中，微機械的傳感器結構和尤其震動質量11延伸經過該層結構的兩個功能層3、5。這兩個功能層3、5通過絕緣的中間層4相互分開，從而兩個功能層3、5在電流關系上分開。震動質量11在此按搖臂的方式支承在一點上。為此，震動質量通過托腳結構21的唯一支撐位置23與ASIC結構元件20連接。因為震動質量11的質量分布關于該支承裝置非對稱，與構件結構的層平面垂直的加速度引起震動質量11繞其支承裝置的旋轉運動，這在圖1中通過箭頭表示。震動質量11關于其支承裝置的非對稱質量分布不僅要歸因于支撐位置23的偏心布置，還要歸因于：震動質量11在支撐位置23的一側上構造在兩個功能層3、5中，而它在支撐位置23的另一側上僅延伸經過功能層5，因為另一功能層3在該區(qū)域中被去除。因此，震動質量11在該一側上為在該另一側上的約兩倍厚。在此示出的實施例中，在震動質量11的該一側上構造有通風口7，該通風口延伸經過震動質量11的整個厚度，即，經過兩個功能層3和5以及中間層4。通風口7有助于傳感器結構11的去阻尼。下面借助圖2a至2d解釋用于制造前述慣性傳感器構件100的優(yōu)選方法方案。該方法從三個首先被相互獨立地處理的襯底開始。如已經提到的，在此描述的實施例中，ASIC結構元件20作為構件結構的載體起作用。因為這類ASIC結構元件通常不單獨地而是大量地以晶片集合（Waferverbund）的形式制造，概念“ASIC襯底20”以下用作概念“ASIC結構元件20”的同義詞。圖2a示出ASIC襯底20，該ASIC襯底已設置有用于構件100的MEMS傳感器功能的信號處理和分析處理電路，這在此未詳細示出。但是除此之外，ASIC襯底20也可以包括與MEMS無關的電路功能。在此不詳細描述ASIC襯底20的CMOS處理，因為該CMOS處理沒有通過本發(fā)明詳細指定。然后，使氧化硅層21在這里所示的ASIC襯底20上沉積和結構化。該結構化的氧化硅層21一方面用作用于ASIC襯底20相對于構件結構的其他部件的電絕緣并且另一方面構成用于MEMS襯底的裝配的托腳結構。托腳結構21包括用于傳感器結構的震動質量的支撐位置23和用于MEMS襯底的、圍繞的鍵合框架24（Bondrahmen）。因為晶片集合形式的MEMS結構元件10也在構件100的制造范圍內在中制成，以下將概念“MEMS結構元件”和“MEMS襯底”也作為同義詞使用。在此所述的制造方案中，雙層的SOI晶片被用作MEMS襯底10，該MEMS襯底由SOI襯底1、下氧化層2、下硅功能層3、另一氧化層4和上硅功能層5組成。這類SOI晶片例如可以通過熱氧化、硅直接鍵合（Siliziumdirektbonden）、深反應離子蝕刻（DRIE）步驟和化學機械拋光步驟（CMP）的重復次序來制造。圖2b示出在預處理之后的MEMS襯底10，其中，上硅功能層5已被結構化，以便將用于裝配的鍵合框架51暴露地放置在ASIC襯底20或者托腳結構21的鍵合框架24上并且將具有通風口7的、微機械的傳感器結構的下部暴露地放置在震動質量11中。為此，可以使用結構化方法，如它們在通常在微系統技術中那樣，例如光刻法與深反應離子蝕刻法相結合。在此，上氧化層4可以有利地用作蝕刻停止層。然后，MEMS襯底10面朝下地、即與結構化的上功能層5一起裝配在ASIC襯底20的托腳結構21上，這在圖2c中示出。MEMS襯底10和ASIC襯底20之間的連接優(yōu)選在鍵合過程中產生，例如通過低溫硅直接鍵合。一方面，這類連接很穩(wěn)定并且因此持久。另一方面，以這種方式，微機械的傳感器結構11可以被簡單地、嚴密地、密封地封閉在ASIC襯底20和蓋30之間形成的空腔22中。在MEMS襯底10的后側上的箭頭表示，SOI襯底1在裝配之后去除，例如通過深反應離子蝕刻或者KOH蝕刻。在此，氧化層2或者可以同樣地去除，或者它可以用作用于下功能層3的接下來的結構化步驟的硬掩膜。該結構化與上功能層5的結構化無關地進行，因為兩個功能層3和5通過作為蝕刻停止層起作用的氧化層4相互分開。與之相應地，下功能層3的布局也可以與上功能層5的布局無關地選擇，這通過圖2d示出。與功能層5不同，功能層3在支撐位置23的上方和支撐位置23的右邊的區(qū)域中被完全去除。與之相應地，震動質量11的質量分布相對于支撐位置23明顯不對稱，該質量分布的確由兩個功能層3和5共同構成。此外，從功能層3結構化出用于蓋晶片的裝配的鍵合框架31。圖2d示出在氧化層4選擇性地打開以通過沉積導電層、例如鋁或多晶硅電連接兩個功能層3和5之后的構件結構。但是該層在此未示出。隨后，傳感器結構和尤其震動質量11最終露出。為此，例如通過HF氣相蝕刻去除氧化層2和4的開放區(qū)域。該蝕刻過程應該足夠短或者在時間控制下，以便不損壞托腳結構21。在此之后，一以合適的方式預先結構化的蓋晶片被作為第三襯底裝配在已這樣處理的MEMS襯底10上。MEMS襯底10和蓋晶片之間的連接例如可以通過共晶的鍵合或者也可以借助玻璃釬焊料產生。在此之后，各個構件才從晶片集合中脫出。該分離例如通過鋸開來實現。先前描述的制造方法的結果是構件100，如它在圖1中所示的那樣。最后還要指出，根據本發(fā)明的構件構想不局限于傳感器應用，而是也可以在促進器構件的實現中轉換。