本發(fā)明涉及一種用于傳感器裝置、麥克風(fēng)裝置和/或微型揚聲器裝置的微機械構(gòu)件。本發(fā)明同樣涉及一種用于傳感器裝置、麥克風(fēng)裝置和/或微型揚聲器裝置的微機械構(gòu)件的制造方法。

背景技術(shù)：

1、由de?10?2020?201?576?a1已知一種用于傳感器裝置的微機械構(gòu)件，該構(gòu)件具有至少一個定子電極、至少一個執(zhí)行器電極和跨越電極的膜片，該膜片具有背離電極地指向的膜片外側(cè)。此外，在該微機械構(gòu)件上形成在膜片外側(cè)上突出的加固和/或保護(hù)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)例如作為保護(hù)格柵要保證膜片外側(cè)的顆粒物防護(hù)，以阻止膜片污染。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種具有權(quán)利要求1的特征的用于傳感器裝置、麥克風(fēng)裝置和/或微型揚聲器裝置的微機械構(gòu)件和一種具有權(quán)利要求6的特征的用于傳感器裝置、麥克風(fēng)裝置和/或微型揚聲器裝置的微機械構(gòu)件的制造方法。

2、發(fā)明優(yōu)點

3、本發(fā)明提供一種微機械構(gòu)件，該構(gòu)件由于其對應(yīng)的具有條形加固結(jié)構(gòu)的封蓋結(jié)構(gòu)而保證可靠保護(hù)對應(yīng)的微機械構(gòu)件的敏感面免受環(huán)境影響、免于污染和免于損壞。根據(jù)本發(fā)明的微機械構(gòu)件的條形加固結(jié)構(gòu)尤其也保證其封蓋結(jié)構(gòu)的高魯棒性，即使當(dāng)封蓋結(jié)構(gòu)撞擊在物體上時。在根據(jù)本發(fā)明的微機械構(gòu)件中，為此即使相對非常敏感的面，例如可拱曲的膜片的作為敏感面使用的膜片表面，也幾乎不遭受損壞風(fēng)險。因此，根據(jù)本發(fā)明的微機械構(gòu)件在帶有高沖擊負(fù)載的嚴(yán)苛環(huán)境中仍可以可靠使用。此外，這里說明的發(fā)明提供一種與現(xiàn)有技術(shù)相比提高了使用壽命的微機械構(gòu)件。如下面更精確解釋的那樣，條形加固結(jié)構(gòu)此外可借助本發(fā)明在沒有(明顯)額外工作量的情況下構(gòu)造在根據(jù)本發(fā)明的微機械構(gòu)件的封蓋結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)上。因此，使用本發(fā)明不/幾乎不增加對應(yīng)的微機械構(gòu)件的制造成本。

4、如果按傳統(tǒng)方式對于可拱曲的膜片的承擔(dān)敏感面的功能的膜片表面使用含硅凝膠作為保護(hù)層，則增加在拱曲運動中可偏移的總質(zhì)量。為此，傳統(tǒng)上借助含硅凝膠“保護(hù)的”膜片表面對于構(gòu)造有可拱曲的膜片的設(shè)備的加速反應(yīng)更強烈。與此相比，在根據(jù)本發(fā)明的微機械構(gòu)件中，在其封蓋結(jié)構(gòu)上構(gòu)造條形加固結(jié)構(gòu)不會導(dǎo)致在拱曲運動中可偏移的總質(zhì)量的增加。因此，帶有可拱曲的膜片的作為敏感面使用的膜片表面的本發(fā)明微機械構(gòu)件的加速度不/幾乎不有助于膜片的拱曲。因此，在使用本發(fā)明時提高的對膜片的作為敏感面使用的膜片表面的保護(hù)不影響膜片的探測行為。

5、同樣，微機械構(gòu)件構(gòu)造有通過其條形加固結(jié)構(gòu)而構(gòu)造得更堅固的封蓋結(jié)構(gòu)有助于對部分地已制造的微機械構(gòu)件在其加工期間進(jìn)行更好的保護(hù)。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的微機械構(gòu)件在其運輸期間由于其封蓋結(jié)構(gòu)帶有在內(nèi)側(cè)突出的條形加固結(jié)構(gòu)而可靠地阻止損壞。

6、在微機械構(gòu)件的一個有利實施方式中，對于所述至少兩個條形加固結(jié)構(gòu)中的每一個能夠限定其垂直于各自的最大長度定向的寬度，其中，兩個相鄰加固結(jié)構(gòu)之間的距離比所述至少兩個條形加固結(jié)構(gòu)的寬度的算術(shù)平均值大，至少是5倍。有利地，這里說明的加固結(jié)構(gòu)互相之間的距離有助于提高分別構(gòu)造有該距離的封蓋結(jié)構(gòu)的魯棒性。

7、替代地或補充地，對于至少兩個條形加固結(jié)構(gòu)中的每一個能夠限定其垂直于各自的最大長度定向的寬度，并且加固結(jié)構(gòu)在所述封蓋結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)上突出的高度可以比所述至少兩個條形加固結(jié)構(gòu)的寬度的算術(shù)平均值大，至少為2倍。這也有助于提高對應(yīng)的封蓋結(jié)構(gòu)的魯棒性，使得即使當(dāng)物體撞擊在封蓋結(jié)構(gòu)上時也不用/幾乎不用擔(dān)心封蓋結(jié)構(gòu)的損壞或者微機械構(gòu)件的被該封蓋結(jié)構(gòu)保護(hù)的敏感面的損壞。

8、有利地，微機械構(gòu)件的敏感面可以是可拱曲膜片的膜片表面。有利地，這里說明的發(fā)明因此也有助于保護(hù)否則相對非常敏感的面免于污染和免于損壞。

9、例如，可拱曲膜片可以是由第一半導(dǎo)體層成型的并且?guī)в兄辽賰蓚€條形加固結(jié)構(gòu)的封蓋結(jié)構(gòu)可以是由第二半導(dǎo)體層成型的。如根據(jù)下面的說明書示出的一樣，這里說明的微機械構(gòu)件實施方式可以相對簡單并且低成本地制造。

10、用于傳感器裝置、麥克風(fēng)裝置和/或微型揚聲器裝置的對應(yīng)制造方法的實施也提供上文解釋的優(yōu)點。要明確指出，根據(jù)上文解釋的微機械構(gòu)件實施方式可以進(jìn)一步拓展該制造方法。

11、在制造方法的一種有利實施方式中，為了將封蓋結(jié)構(gòu)與微機械構(gòu)件的敏感面相鄰地布置和同時構(gòu)造至少兩個條形加固結(jié)構(gòu)，實施下列子步驟：以至少一個犧牲層至少部分覆蓋微機械構(gòu)件的敏感面；將至少兩個互相平行定向的溝槽結(jié)構(gòu)化到至少一個犧牲層中，在兩個相鄰的溝槽之間具有不等于零的距離；并且在至少一個犧牲層上沉積半導(dǎo)體層，其中，所述至少兩個條形加固結(jié)構(gòu)通過以半導(dǎo)體層的材料填滿溝槽而成型。這里說明的子步驟能夠以低成本的方式借助標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體工藝實施。

12、優(yōu)選地，首先在微機械構(gòu)件的敏感面上如此形成第一犧牲層作為所述至少一個犧牲層，使第一犧牲層至少部分覆蓋微機械構(gòu)件的敏感面，其中，將至少三個互相平行定向的輔助溝槽結(jié)構(gòu)化到第一犧牲層中，在兩個相鄰輔助溝槽之間具有不等于零的距離，在結(jié)構(gòu)化輔助溝槽之后在第一犧牲層上如此沉積第二犧牲層作為所述至少一個犧牲層，使得輔助溝槽作為空腔被第二犧牲層覆蓋，并且，將至少兩個互相平行定向的溝槽結(jié)構(gòu)化到第二犧牲層中。如根據(jù)下面的說明書示出的一樣，空腔的構(gòu)造使得后面借助蝕刻工藝去除第一犧牲層的和第二犧牲層的犧牲層材料變得容易。

13、至少兩個互相平行定向的溝槽尤其可以如此結(jié)構(gòu)化到第二犧牲層中，使得每個溝槽沿著以垂直于敏感面定向的軸線在第一犧牲層中的投影處于兩個相鄰空腔之間。在這種情況下空腔如此定位，使得空腔加速用于去除第一犧牲層的和第二犧牲層的犧牲層材料的蝕刻過程并且同時使得兩個相鄰加固結(jié)構(gòu)之間的中間區(qū)域的犧牲層材料也能被可靠去除。

14、在制造方法的另一有利實施方式中，封蓋結(jié)構(gòu)錨定在另一半導(dǎo)體層上，帶有作為膜片表面的微機械構(gòu)件敏感面的可拱曲膜片由該另一半導(dǎo)體層成型，其方式是，在沉積所述半導(dǎo)體層之前，使該另一半導(dǎo)體層的部分表面被第一犧牲層和第二犧牲層暴露。借助以這種方式實現(xiàn)的在另一半導(dǎo)體層上錨定封蓋結(jié)構(gòu)，可以有利地確定/界定可拱曲膜片的可拱曲區(qū)域，其方式是，阻止在膜片拱曲時其他半導(dǎo)體層的圍繞膜片周圍的周圍區(qū)域隨之拱曲。

技術(shù)特征：

1.用于傳感器裝置、麥克風(fēng)裝置和/或微型揚聲器裝置的微機械構(gòu)件，具有：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機械構(gòu)件，其中，對于所述至少兩個條形加固結(jié)構(gòu)(24)中的每一個能限定其垂直于其各自的最大長度地定向的寬度，并且兩個相鄰的加固結(jié)構(gòu)(24)之間的距離比所述至少兩個條形加固結(jié)構(gòu)(24)的寬度的算術(shù)平均值大，至少是5倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微機械構(gòu)件，其中，對于所述至少兩個條形加固結(jié)構(gòu)(24)中的每一個能限定其垂直于其各自的最大長度地定向的寬度，并且所述加固結(jié)構(gòu)(24)在所述封蓋結(jié)構(gòu)(12)的內(nèi)側(cè)(12a)上突出的高度比所述至少兩個條形加固結(jié)構(gòu)(24)的寬度的算術(shù)平均值大，至少是2倍。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的微機械構(gòu)件，其中，所述微機械構(gòu)件的所述敏感面(10a)是可拱曲的膜片(10)的膜片表面(10a)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微機械構(gòu)件，其中，所述可拱曲的膜片(10)由第一半導(dǎo)體層(26)成型，并且，具有所述至少兩個條形加固結(jié)構(gòu)(24)的所述封蓋結(jié)構(gòu)(12)由第二半導(dǎo)體層(28)成型。

6.用于傳感器裝置、麥克風(fēng)裝置和/或微型揚聲器裝置的微機械構(gòu)件的制造方法，具有下列步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，其中，為了相鄰于所述微機械構(gòu)件的所述敏感面(10a)地布置所述封蓋結(jié)構(gòu)(12)并且為了同時構(gòu)造所述至少兩個條形加固結(jié)構(gòu)(24)，實施下列子步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其中，首先在所述微機械構(gòu)件的所述敏感面(10a)上如此形成第一犧牲層(48a)作為所述至少一個犧牲層(48a，48b)，使得所述第一犧牲層(48a)至少部分覆蓋所述微機械構(gòu)件的所述敏感面(10a)，其中，向第一犧牲層(48a)中結(jié)構(gòu)化至少三個互相平行地定向的輔助溝槽(60)，在兩個相鄰的輔助溝槽(60)之間具有不等于零的距離，其中，在結(jié)構(gòu)化所述輔助溝槽(60)之后在所述第一犧牲層(48a)上如此沉積作為所述至少一個犧牲層(48a，48b)的第二犧牲層(48b)，使得所述輔助溝槽(60)作為空腔(62)被所述第二犧牲層(48b)覆蓋，并且，向所述第二犧牲層(48b)中結(jié)構(gòu)化所述至少兩個互相平行地定向的溝槽(64)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其中，向所述第二犧牲層(48b)中如此結(jié)構(gòu)化所述至少兩個互相平行地定向的溝槽(64)，使得每個溝槽(64)沿著垂直于所述敏感面(10a)定向的軸線在所述第一犧牲層(48a)中的投影處于兩個相鄰的空腔(62)之間。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制造方法，其中，所述封蓋結(jié)構(gòu)(12)錨定在另一半導(dǎo)體層(26)上，由該另一半導(dǎo)體層成型出可拱曲的膜片(10)，所述膜片具有所述微機械構(gòu)件的所述敏感面(10a)作為膜片表面(10a)，其方式是，在沉積所述半導(dǎo)體層(28)之前使所述另一半導(dǎo)體層(26)的部分表面被所述第一犧牲層(48a)和所述第二犧牲層(48b)暴露。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于傳感器裝置、麥克風(fēng)裝置和/或微型揚聲器裝置的微機械構(gòu)件，具有封蓋結(jié)構(gòu)(12)，該封蓋結(jié)構(gòu)具有所述封蓋結(jié)構(gòu)(12)的朝向所述微機械構(gòu)件的敏感面(10a)定向的內(nèi)側(cè)(12a)，該內(nèi)側(cè)至少部分覆蓋所述微機械構(gòu)件的敏感面(10a)，該封蓋結(jié)構(gòu)還具有至少一個穿過所述封蓋結(jié)構(gòu)(12)結(jié)構(gòu)化的空氣和/或介質(zhì)進(jìn)入開口(14)，所述空氣和/或介質(zhì)進(jìn)入開口分別從所述封蓋結(jié)構(gòu)(12)的內(nèi)側(cè)(12a)延伸至所述封蓋結(jié)構(gòu)(12)的背離所述封蓋結(jié)構(gòu)(12)的內(nèi)側(cè)(12a)地定向的外側(cè)(12b)，其中，所述封蓋結(jié)構(gòu)(12)具有至少兩個在所述封蓋結(jié)構(gòu)(12)的內(nèi)側(cè)(12a)上突出的條形加固結(jié)構(gòu)(24)，所述加固結(jié)構(gòu)互相平行地定向，在兩個相鄰的加固結(jié)構(gòu)(24)之間具有不等于零的距離。

技術(shù)研發(fā)人員：S·馬赫,T·弗里德里希,A·丹嫩貝格,I·西蒙,U·努爾梅托夫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：羅伯特·博世有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2