微機械傳感器單元和用于制造微機械傳感器單元的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明基于一種根據權利要求1的前序部分的微機械傳感器單元。
【背景技術】
[0002]這樣的微機械傳感器單元例如由文獻DElO 2006 016 260A1已知并且允許在微機械傳感器單元中集中多個不同的傳感器元件，所述多個不同的傳感器元件對環(huán)繞其的大氣具有不同要求。在此，不同的傳感器元件，通常是加速度傳感器和轉速傳感器設置在不同的腔中并且優(yōu)選包括振動質量(Seismische Masse)。對于這樣的微機械裝置通常設定，同時、也就是在一個方法步驟中在襯底上制造不同的傳感器元件，由此在單個微機械傳感器單元中可實現不同的傳感器系統的特別小的和成本有利的組合。對于涉及的微機械傳感器單元在此存在以下技術挑戰(zhàn):在對于傳感器元件分別設定和大多不同的壓力下運行傳感器元件。也就是例如對于轉速傳感器盡可能小的壓力(例如I毫巴)是值得期望的，以便轉速傳感器的共振運行的振動質量僅僅經歷微不足道的阻尼，而加速度傳感器優(yōu)選在大約大500倍壓力的情況下運行。現有技術通常利用吸氣材料以調節(jié)期望的由腔到腔的不同的壓力。所述吸氣材料通常引入到設有低壓的腔中并且在活化的狀態(tài)下能夠俘獲氣體分子，由此腔中的氣壓降低。通?；罨鼩獠牧?，其方式是，溫度超過一個閾值。附加的并由此與額外成本有關的吸氣材料在微機械傳感器單元的生產中的應用在此證實為不利的。本發(fā)明所基于的任務是，提供一種微機械傳感器單元，其中，一方面在具有不同壓力的不同腔中集中傳感器元件并且另一方面可成本有利地并且沒有大的耗費地實現這些微機械傳感器單元。

【發(fā)明內容】

[0003]所述任務通過一種用于制造微機械傳感器單元的方法解決，微機械傳感器單元包括襯底和封閉罩。根據本發(fā)明設定，在第一方法步驟中如此接合襯底和封閉罩，使得形成第一腔和第二腔。在具有第一壓力的第一腔中設置第一傳感器元件，例如加速度傳感器，而在具有第二壓力的第二腔中設置第二傳感器元件，例如轉速傳感器。典型地直接在第一方法步驟之后在第一腔和第二腔中存在相同的壓力。根據本發(fā)明設定，隨后在第二方法步驟中制造引導到第一腔中的可封閉的通道。例如將通道集成到襯底中和/或封閉罩中。隨后在第三方法步驟中通過可封閉的通道改變第一腔中的第一壓力，其中，第一壓力是可調節(jié)的，所述第一壓力與第二腔中的第二壓力不同。
[0004]本發(fā)明相對于現有技術的優(yōu)點在于，在本發(fā)明中對于具有兩個腔的微機械傳感器單元的制造可以省去應用吸氣材料并且盡管如此可以在兩個腔中實現不同的壓力。特別有利的是，腔中的壓力可匹配于集成到腔中的傳感器元件的要求。尤其在根據本發(fā)明的方法中可能的是，省去對于吸氣材料的活化必要的溫度升高。由此可以有利地避免損害，所述損害否則可能通過所述溫度升高產生。此外，本發(fā)明提供一種盡可能簡單的途徑，以便改變腔中的壓力，其中，本發(fā)明的突出之處也在于，在連接襯底和封閉罩之后可以在幾乎每個任意時刻實施壓力變化。結果有利地可能的是，使得在制造鏈期間在對于制造有意義的或有利的時刻實現在第一腔中壓力的變化。在此可能的是，襯底包括分析處理晶片。這樣的分析處理晶片優(yōu)選具有印制導線、電極和分析處理裝置，通過它們第一和第二傳感器元件與電路板或芯片電通信連接。此外可以考慮，第一傳感器元件和/或第二傳感器元件集成在襯底中和/或封閉罩中或者是中間晶片的組成部分，所述中間晶片設置在襯底與封閉罩之間。此外可以考慮，襯底和封閉罩經由連接機構例如以膠粘物質的形式連接。優(yōu)選地，襯底和封閉罩借助于鋁鍺共晶鍵合方法或密封氣體鍵合方法相互連接。也可以考慮，第二方法步驟包括第二通道的制造并且在第三方法步驟中也通過第二通道確定在第二腔中的壓力。
[0005]本發(fā)明的有利的構型和擴展方案可從屬權利要求以及參照附圖的說明書得知。
[0006]在本發(fā)明的另一實施方式中設定，在第四方法步驟中以第一封閉機構和/或第二封閉機構封閉可封閉的通道。尤其第一封閉機構、尤其其粘性如此選擇，使得第一封閉機構雖然部分地侵入可封閉的通道中，然而在其硬化或變干之前沒有流經可封閉的通道。第二封閉機構的應用適合于當存在在微機械傳感器單元與第一傳感器單元之間的接觸區(qū)域中的氣體能夠持久地進入到第一腔中或從第一腔出來的危險時。由此可以有利地實現特別穩(wěn)定和穩(wěn)健的封閉，并且將在第一腔中的第一壓力盡可能長時間地保持恒定。
[0007]在本發(fā)明的另一實施方式中設定，在補充的方法步驟中實現用于容納第一封閉機構的凹部。尤其設定，用于容納第一封閉機構的凹部集成到襯底中和/或封閉罩中。所述凹部有利地實現了，第一封閉機構連同微機械傳感器單元形成盡可能齊平的終止并且由此第一封閉機構特別節(jié)省空間地并且穩(wěn)定地封閉可封閉的通道。在此可以考慮，補充的方法步驟在時間上在第一方法步驟之后或之前實施。
[0008]在本發(fā)明的另一實施方式中設定，
[0009]將第一封閉機構如此設置在用于容納第一封閉機構的凹部中，使得用于容納第二封閉機構的另一凹部通過第一封閉機構的容納來實現；和/或
[0010]將第二封閉機構如此設置在第一封閉機構上，使得第一封閉機構由第二封閉機構和微機械傳感器單元完全包圍。由此可以有利地實現可封閉的通道的特別穩(wěn)定和空氣密封的封閉。
[0011]在本發(fā)明的另一實施方式中設定，在第二方法步驟中:
[0012]以蝕刻方法實現可封閉的通道和/或用于容納第一封閉機構的凹部；和/或
[0013]通過用于實現通道的蝕刻方法僅僅蝕刻第一腔的以下區(qū)域:所述區(qū)域不是第一傳感器元件的組成部分。可封閉的通道的蝕刻具有的優(yōu)點在于，可以使用由半導體技術已知的技術并且不必設計新的方法。此外可以考慮，用于蝕刻的蝕刻方法可以利用蝕刻裝置，所述蝕刻裝置已經用于制造襯底或封閉罩。因此不必制造用于制造可封閉的通道的新的裝置，由此可以有利地節(jié)省用于購置這樣的裝置的資金。尤其有利的是，如此選擇用于蝕刻方法的位置，使得第一傳感器元件不受蝕刻方法損壞。此外有利的是，蝕刻方法實現盡可能窄的可封閉的通道，因為隨后有利地對第一封閉機構的材料需要下降并且該封閉相比于用于具有更大直徑的通道可更簡單地實現。
[0014]在本發(fā)明的另一實施方式中設定，微機械傳感器單元包括用于第二方法步驟的保護裝置，其中，所述保護裝置包括:蝕刻終止層、犧牲蝕刻區(qū)域和/或接片。所述保護裝置有利地用于基本上保護第一傳感器元件免于由于蝕刻方法的損壞。尤其使所述保護裝置或由所述保護裝置的組合匹配于相應的蝕刻方法。
[0015]在本發(fā)明的另一實施方式中設定，第一封閉機構至少部分地具有聚合物，而第二封閉機構至少部分地具有金屬。例如聚合物是光刻膠。通過材料選擇可以有利地實現可封閉的通道的盡可能空氣密封的或氣體密封的封閉。
[0016]在本發(fā)明的另一實施方式中，在第五方法步驟中結構化第二封閉機構。例如剪裁第二封閉機構并且由此微機械裝置的擴展減小。也可以考慮，磨削第二封閉機構并且由此能夠實現用于微機械傳感器單元的盡可能平的表面。
[0017]本發(fā)明的另一主題是微機械傳感器單元，其中，微機械傳感器單元包括第一和第二腔。根據本發(fā)明設定:在第一腔中在第一壓力下設置第一傳感器元件，而在第二腔中在第二壓力下設置第二傳感器元件。此外，微機械傳感器單元具有至少一個引導到第一腔中的可封閉的通道，所述通道用于確定第一腔中的第一壓力。
[0018]通過可封閉的通道，微機械傳感器單元具有特別穩(wěn)定和穩(wěn)健的用于確定第一腔中的第一壓力的裝置。典型地微機械裝置包括主延伸平面并且可封閉的通道沿垂直于主延伸平面的方向延伸。此外可以考慮，可封閉的通道如此設置在襯底和/或封閉罩上，使得襯底和/或封閉罩的部分在沒有通道的情況下沿垂直于主延伸平面的方向完全覆蓋第一傳感器元件和/或第二傳感器元件。由此有利地保護第一傳感器元件基本上免于污物或蝕刻氣體，它們可能通過可封閉的通道進入。
[0019]在本發(fā)明的另一實施方式中，以第一封閉機構和/或第二封閉機構封閉可封閉的通道。在此涉及特別