微机械装置和相应的制造方法与流程

本发明涉及一种微机械装置和一种相应的制造方法。

背景技术：

虽然也可以应用任意的微机械构件，但本发明和本发明基于的问题参照具有微芯片的构件进行阐释。

对微芯片提出关于密封性的高要求。例如所述微芯片必须经受所谓的湿度测试，而不出现例如通过氧化还原反应引起的腐蚀，如在芯片的锯切棱面上暴露的铝银金属堆叠的金属间腐蚀。金属堆叠连续地、即在整个芯片表面上全面地沉积并且因此也是密封玻璃连接部的基础，所述密封玻璃连接部例如由de102005040789a1已知。如果该金属堆叠在湿气的影响下腐蚀，那么从密封玻璃连接部消除附着基础并且可能会损害充分的密封性。根据现有技术的对应措施是局部移除在芯片外部区域中的金属，如在de10342155a1中描述的那样。

技术实现要素：

本发明公开了一种根据权利要求1所述的微机械装置和一种根据权利要求8所述的相应的制造方法。

微机械装置包括罩衬底，其中，在基础衬底的前侧中构造具有不平整的侧壁的至少一个环绕的沟槽；其中，基础衬底的前侧和沟槽涂覆有至少一个金属层；其中，沟槽的不平整的侧壁不一致(konform)地被金属覆盖，使得所述侧壁在垂直于前侧走向的方向上不形成电流路径；并且，其中，在沟槽的区域中在基础衬底和罩衬底之间构造有封闭介质、尤其是密封玻璃封闭部。

优选的扩展方案是各个从属权利要求的主题。

本发明实现以下可能性：制造具有降低的敏感性的微机械装置，在该微机械装置中在周围环境和封装的内部之间的金属腐蚀路径(电流路径)借助于沟槽结构中断，使得周围环境和封装的内部以电镀的方式分离，而不必对金属层进行特定地结构化。因此，金属层在内部保持完好并且在沟槽的不平整的侧壁上中断。由此能够特别有利地提高针对湿气和微机械装置的不同环境影响的稳固性。

根据本发明的微机械装置的优选扩展方案，金属层具有有以下组中的至少一种金属，该组由铝、银和金组成。通过这些金属能够特别有利地解决针对微机械装置提出的许多功能性任务。

根据本发明的微机械装置的优选扩展方案，基础衬底的前侧和沟槽涂覆有两个不同的金属层。由此得出多种附加的应用并且同时避免金属间腐蚀，所述金属间腐蚀例如会在使用具有非常不同的电化学电位的金属、如银/铝的应用中出现。

根据本发明的微机械装置的优选扩展方案，基础衬底和沟槽涂覆有由银组成的金属层，在该金属层上施加有由铝组成的金属层。由此能够特别有利地解决针对具有微芯片的微机械装置提出的许多任务，同时可以避免金属间腐蚀。

根据本发明的微机械装置的优选扩展方案，沟槽具有10微米至100微米的宽度和20微米至200微米的深度。通过选择该尺寸可以有效地中断在沟槽的两侧之间的电流路径。

根据本发明的微机械装置的优选扩展方案，沟槽的不平整的侧壁具有多个切口(einschnitt)，所述切口优选具有1微米至10微米的深度。由此可以特别可靠地中断在沟槽的两侧之间的电流路径。

根据本发明的微机械装置的另外的优选扩展方案，密封玻璃封闭部完全遮盖沟槽。

附图说明

下面参照在示意性附图中说明的实施例详细阐释本发明。在此：

图1：以横截面用于阐释根据本发明的第一实施方式的微机械装置的示意性示图；

图2：以俯视图示出用于阐释根据本发明的第一实施方式的微机械装置的示意性示图，没有示出罩衬底；和

图3：用于阐释根据第二实施方式的用于制造微机械装置的方法的示意性流程图。

在附图中相同的附图标记表明相同的或功能相同的元件。

具体实施方式

图1以横截面示出用于阐释根据本发明的第一实施方式的微机械装置的示意性示图。

在图1中，附图标记1表明微机械装置，该微机械装置具有带着前侧v和后侧r的基础衬底2。附图标记2a表明罩衬底，3表明环绕的沟槽，3a表明沟槽3的不平整的侧壁，4表明第一金属层并且4a表明第二金属层，5表明密封玻璃封闭部并且6表明在不平整的侧壁3a上由于金属层4、4a的不一致的构造而形成的中断的电流路径。

用于一个金属层和/或多个金属层的电镀分离的已知方法是金属在确定区域中的选择性移除，即金属的结构化，例如借助于光刻和随后的蚀刻。

该实施方式的核心是避免这种光刻和蚀刻步骤，其方式是，在将第一金属层4和附加的金属层4a施加在基础衬底2的前侧v之前已经构造具有不平整的侧壁3a的环绕的沟槽3，其中，在随后沉积第一金属层4和附加的金属层4a期间不平整的侧壁3a被不一致地覆盖。例如借助于所谓的挖沟或深反应离子蚀刻(drie)将35微米宽并且90微米深的沟槽3环绕地蚀刻在硅制成的基础衬底2的前侧v的区域中。

该沟槽3的侧壁3a具有对于该挖沟过程而言典型的切口。在这些局部的切口中，通过溅镀过程施加的第一金属4和第二金属4a不一致地沉积，即仅沉积在切口的下侧上。以该方式，在周围环境和封装的内部之间的电流路径6中断并且因此例如引起金属间腐蚀的氧化还原反应不能在内部进行。

基础衬底2的这种预结构化的优点是取消用于制造漆掩膜所需的工序，例如涂漆、曝光、冲洗、过程内控制、加热，并且取消金属蚀刻的必要性，这节省了过程费用，以及取消用于移除漆掩膜所需的工序，如在氧气等离子体中的灰化、特定湿法清洁、过程内控制或加热。上面提到的过程步骤的省略导致对金属层的负荷减小。由此可以防止杂质、表面增大的粗糙度、局部蚀刻、污染、改变的光学特性、温度负载、划痕、改变的化学特性，这例如在漆掩膜灰化时通过氧基的作用而产生。并且在基础衬底2的一些过程状态中不可能实现光刻并且因此完全取消这种金属结构化的必要性。

借助于深反应离子蚀刻(drie)或挖沟过程所制造的沟槽3在其侧壁3a上具有处于微尺度中的局部切口，所述切口在借助于阴极溅射或溅镀来沉积不同的金属4和4a时不被涂覆。由此在沟槽3的两侧之间的电路路径中断或者说是高阻的。相对于没有沟槽3的情况下2欧姆的电阻，相应的阻抗测量示出沟槽结构具有约600千欧的电阻。

图2以俯视图示出用于阐释根据本发明的第一实施方式的微机械装置的示意性示图，没有示出罩衬底。

本发明利用上面所述的沟槽3的功能来分隔开在暴露于环境影响的周围环境和严密封装的内部之间的电流路径。例如当在银铝堆叠中第一金属已经沉积为第一金属层4并且第二金属已经沉积为第二金属层4a时，基础衬底2与含电解质的介质、如nacl溶液的接触例如可以引起金属间腐蚀。这样在内部不再能够发生金属间腐蚀，因为为此所需的电子传输中断。在电化学意义上，腐蚀主要是金属在水、盐溶液和酸的影响下以及在不同金属间的氧化还原反应。

为了建立内部相对于周围环境的严密密封，例如使用密封玻璃封闭部5，该密封玻璃封闭部由于在接合过程期间的内聚力被拉到沟槽3中并且在此构造针对湿气密封的闭合部。

图3是用于阐释根据第二实施方式的用于制造具有微芯片的微机械装置的方法的示意性流程图，该微芯片具有针对金属腐蚀的降低的敏感性。

在步骤s01中提供基础衬底2。在步骤s02中，在该基础衬底2中构造具有不平整的侧壁3a的至少一个环绕的沟槽3，并且在步骤s03中将基础衬底2和沟槽3涂覆以例如有银制成的第一金属层4。在步骤s04中，还可以通过至少一个另外的金属层4a涂覆，该另外的金属层具有相对于第一金属4的金属不同的金属(例如铝)，并且在步骤s05中在沟槽3的区域中以本身已知的方式构造密封玻璃封闭部5。

虽然已经参照优选实施例描述本发明，但本发明不局限于此。尤其地，所提到的材料和拓扑仅是示例性的并且不限制于所阐释的例子。

用于根据本发明的微机械装置的特别优选的其他应用例如是具有增大的环境影响或化学反应气氛的应用。