微机械结构和微机械传感器的制作方法

1.本发明涉及一种微机械结构和微机械传感器。背景技术：2.由现有技术已知微机械结构和微机械传感器。例如由文献de 10 2008 001 442 a1已知一种微机械传感器，在该微机械传感器中借助于第一探测机构可以确定振动质量沿第一方向的平移偏转并且借助于第二探测机构可以确定绕平行于振动质量的第二方向的旋转轴线的旋转偏转，其中由此可以求取微机械结构沿第一方向和沿第三方向的加速度，其中这三个方向是正交的。探测机构在此包括电极，这些电极分别或者设置在振动质量上或者设置在衬底上。技术实现要素：3.本发明的任务在于，提出一种改善的微机械结构，在该微机械结构中降低探测机构的电极接触的概率。本发明的另一任务在于，提出一种具有这种微机械结构的微机械传感器。4.所述任务通过本发明的内容解决。有利的改进在说明书和附图中给出。5.微机械结构具有衬底和相对于衬底可动的振动质量以及第一探测机构和第二探测机构。第一方向和基本上垂直于第一方向的第二方向限定衬底的主延伸平面。第一探测机构设定为用于探测振动质量沿第一方向的平移偏转。第二探测机构设定为用于探测振动质量绕旋转轴线的旋转偏转，其中该旋转轴线沿第二方向设置。振动质量与衬底通过锚固件和四个沿第二方向设置的扭转弹簧部段连接。第一探测机构具有电极结构，该电极结构包括固定在振动质量上的第一电极和固定在衬底上的第二电极。第一电极和第二电极具有沿第二方向和沿第三方向基本上二维的延展，其中第三方向垂直于主延伸平面。锚固件具有第一部段和第二部段，其中在第一部段与第二部段之间设置有间隙。一连接件连接两个第一电极，其中该连接件被引导通过该间隙。6.通过所述连接件实现第一电极的改善的机械稳定性。由此能实现微机械结构的延长的寿命，因为在由于机械不稳定性引起的第一电极与第二电极接触的情况下持久地降低第一探测机构的敏感性。也就是说，提高的机械稳定性实现改善的寿命。7.第一电极的改善的机械稳定性对于机械鲁棒性是有利的，例如在机械过载的情况下和/或在机械原因引起的崩溃(kollaps)期间。此外，通过所述连接件对于第一和第二电极的电气原因引起的崩溃的概率下降。因此，降低各电极通过电吸引而接触的概率。在没有所述连接件的情况下只能通过非常厚的第一电极实现可比的机械稳定性。于是，通过所述连接件可以在相同的机械鲁棒性的情况下节省质量和面积。8.在微机械结构的一个实施方式中，多个第一电极设置在锚固件的第一侧上，且多个第一电极设置在锚固件的与第一侧对置的第二侧上。第一横向结构将第一侧上的第一电极与连接件连接。第二横向结构将第二侧上的第一电极与连接件连接。由此进一步提高机械稳定性。9.在微机械结构的一个实施方式中，连接件具有至少一个第一隆起部。在第一隆起部的区域中连接件与衬底之间的间隔相比于在第一隆起部之外连接件与衬底之间的间隔减小。由此可以降低连接结构在衬底上对第一隆起部的机械撞击并且从而同样地提高微机械结构的机械稳定性。由此能实现微机械结构的延长的寿命。10.在微机械结构的一个实施方式中，连接件具有至少一个第二隆起部，在第二隆起部的区域中连接件与锚固件之间的间隔相比于在第二隆起部之外连接件与锚固件之间的间隔减小。由此可以降低连接结构在衬底上对第一隆起部的机械撞击并且从而同样地提高微机械结构的机械稳定性。11.两个上述实施方式可以组合。在该情况下，这些隆起部可如上面那样被称为第一和第二隆起部。如果仅仅设置第一隆起部或仅仅设置第二隆起部，那么这些隆起部也可以普遍地被称为隆起部。12.在微机械结构的一个实施方式中，振动质量具有框架，其中扭转弹簧部段邻接该框架和所述锚固件。第一电极邻接该框架。这能实现微机械结构的机械稳定性的进一步改善。13.在微机械结构的一个实施方式中，通过扭转弹簧部段、锚固件和框架形成两个外区域和两个内区域。该外区域设置在框架与各自两个扭转弹簧部段之间。该内区域各自设置在两个扭转弹簧部段、框架与锚固件之间。该连接件将各自设置在内区域之一中的第一电极相互连接。14.在微机械结构的一个实施方式中，框架沿第一方向具有关于锚固件和扭转弹簧部段不对称的质量分布。这能实现将振动质量沿第三方向的加速转换为绕旋转轴线的旋转偏转。15.在微机械结构的一个实施方式中，第二探测机构包括设置在框架上的第三电极和设置在衬底上的第四电极。这能实现电容式求取振动质量绕旋转轴线的偏转。16.微机械传感器包括所述微机械结构和一用于读取第一探测机构和第二探测机构的电气电路。17.在该微机械传感器的一个实施方式中，电气电路设置为用于求取由至少一个第一电极和至少一个第二电极形成的第一电容器的第一电容以及由至少一个第三电极和至少一个第四电极形成的第二电容器的第二电容。附图说明18.借助于下面的附图阐明本发明的实施例。示意图中：19.图1：示出微机械结构的俯视图；20.图2：示出图1的微机械结构的横截面；21.图3：示出图1的微机械结构的另一横截面；22.图4：示出另一微机械结构的俯视图；23.图5：示出图4的微机械结构的横截面；24.图6：示出另一微机械结构的俯视图；25.图7：示出图6的微机械结构的横截面；26.图8：示出另一微机械结构的俯视图；以及27.图9：示出微机械传感器。具体实施方式28.图1示出包括衬底2和振动质量3的微机械结构1的俯视图。图2示出图1的微机械结构1的在以a表示的截面线处的横截面。图3示出图1的微机械结构1的在以b表示的截面线处的横截面。在下文中，借助于图1至3描述微机械结构，其中可能的是，各单个元件并非在所有图中均可见。29.微机械结构1具有第一探测机构4和第二探测机构5。第一方向11和第二方向12限定该衬底的主延伸平面，其中该第一方向11与该第二方向12基本上相互垂直，特别是相互垂直。第一探测机构4设定为用于探测振动质量3沿第一方向11的平移偏转。第二探测机构5设定为用于探测振动质量3绕旋转轴线的转动偏转，其中该旋转轴线基本上平行于第二方向12，特别是平行于第二方向12。振动质量3通过一个锚固件6和四个扭转弹簧部段7与衬底2连接。在此，该锚固件6与该衬底2和这些扭转弹簧部段7连接，这些扭转弹簧部段7与该锚固件6和该振动质量3连接。30.第一探测机构4包括电极结构，该电极结构包括第一电极41和第二电极42，其中该第一电极41固定在振动质量3上且第二电极42固定在衬底上。第一电极41和第二电极42具有沿第二方向12和沿第三方向13基本上二维的延展，其中第三方向13基本上垂直于主延伸平面。换言之，第一电极41或第二电极42沿第一方向11的延展小于沿第二方向12或沿第三方向13的延展。31.锚固件6具有第一部段61和第二部段62。在第一部段61与第二部段62之间设置有间隙63。连接件8连接两个第一电极41并且通过该间隙引导。连接件8能实现通过连接件8连接的第一电极的改善的机械稳定性。32.如果基于沿第一方向11作用于振动质量3的加速度使得振动质量3沿第一方向11从静止位置偏转，那么与振动质量3连接的第一电极41相对于与衬底2连接的第二电极42移动。该移动可以探测为通过第一电极41和第二电极42形成的第一电容器的电容的变化。在此，该移动的程度与扭转弹簧部段7的第一弹性常数有关，其中该第一弹性常数给出关于作用于扭转弹簧部段7的力扭转弹簧部段7沿第一方向11的偏转的程度。33.图1至3中描述的微机械结构1的另外的特征是可选择的且构成优选实施方式。34.在锚固件6的第一侧64上设置有两个第一电极41，在锚固件6的与第一侧64对置的第二侧65上同样设置有两个第一电极41。第一侧64上的第一电极41借助于第一横向结构81与连接件8连接。第二侧65上的第一电极41借助于第二横向结构82与连接件8连接。可以设定，在第一侧64和第二侧65上各自设有与图1至3不同数量的第一电极41。35.振动质量3具有框架31。扭转弹簧部段7邻接框架31和锚固件6。第一电极41邻接框架。36.通过框架31、锚固件6和扭转弹簧部段7形成两个外区域34和两个内区域35。在此，外区域34设置在框架31与各自两个扭转弹簧部段7之间。内区域35各自设置在框架31、两个扭转弹簧部段7与锚固件6之间。连接件8将各自设置在内区域35之一中的第一电极41相互连接。特别是，连接件8将内区域35之一中的所有第一电极41与其他内区域35中的所有第一电极41连接。37.框架31具有第一质量32和第二质量33，它们各自关于第一方向11在外部设置在振动质量3上。因为第二质量33大于第一质量32，所以微机械结构3沿第三方向13的加速度引起振动质量3绕平行于第二方向12的旋转轴线的旋转。通过第一质量32和第二质量33给出不对称的质量分布，这对于该效果是必要的。38.第二探测机构5具有设置在框架31上的第三电极53和设置在衬底2上的第四电极54。如果基于沿第三方向13作用于振动质量3的加速度使得振动质量3绕平行于第二方向12的旋转轴线从静止位置旋转偏转，那么与振动质量3或框架31连接的第三电极53相对于与衬底2连接的第四电极54移动。该移动可以探测为通过第三电极53和第四电极54形成的第一电容器的电容的变化。在此，该移动的程度与扭转弹簧部段7的第二弹性常数有关，其中该第二弹性常数说明扭转弹簧部段7的扭转刚度的度量。代替示出的第二探测机构5也可以设有其他的第二探测机构5，利用这些其他的第二探测机构5可以探测绕平行于第二轴线12的旋转轴线的旋转偏转。39.给第一电极41中的每个配置有两个第二电极42，从而总是两个第二电极42和一个第一电极41是探测机构4的一部分。在每个探测机构中，在沿第一方向11偏转的情况下，由第一电极41和第二电极42之一形成的第一电容器的板间隔变小，而由第一电极41和第二电极42中的另一个形成的另一电容器的板间隔增大。40.图4示出另一微机械结构1的一个部分的俯视图，该微机械结构相应于图1至3的微机械结构1，如果在下文中不描述区别的话。在图4中特别是示出内区域35。在外区域34中，微机械结构1可以特别是与图1至3的微机械结构1相同。在内区域35中，在第一侧64和第二侧65上各自设有仅仅一个第一电极41和两个第二电极42。连接件8连接第一电极41。因为各自仅仅一个第一电极41设置在内区域35中，所以也不设有横向结构81、82。41.在锚固件6的各部段61、62与扭转弹簧部段7连接的区域中，锚固件6各自具有变细部66。可以设定，锚固件6在变细部66的区域中沿第三方向13未引导直至衬底2，从而邻接第一部段61的两个扭转弹簧部段7和邻接第二部段62的两个扭转弹簧部段7各自形成连续的扭转弹簧71。42.图4的微机械结构1的这两个设计方案也可以相互无关地设置在图1至3的微机械结构中。43.图5示出在图4中连接件8的以c表示的截面线处图4的微机械结构1的横截面。连接件8具有第一隆起部83。第一隆起部在此设置在连接件8与衬底2之间。通过第一隆起部83，相比于在第一隆起部83之外的区域减小衬底2与连接件8之间的间隔。第一隆起部83用于：如果振动质量3应基于作用于微机械结构1的沿第三方向13的力朝衬底2运动，则阻止振动质量3碰撞在衬底2上或至少使得该碰撞变得困难。特别是应阻止连接件8面式碰撞在衬底2上或者至少使得该面式碰撞变得困难。44.相比于图5的图示，也可以设有多个第一隆起部83。与图5的第一隆起部83相同的设计方案也可以设置在图1至3的微机械结构1中。在该情况下同样可以设定，附加或替换于在图5中示出的第一隆起部83，在第一横向结构81或第二横向结构82上设置一个或多个第一隆起部83。45.相比于图5的图示，框架31也可以如此设计，使得框架31沿第三方向13具有与第一电极41同样的延伸部。46.图6示出另一微机械结构1的一部分的俯视图，该另一微机械结构相应于图1至3的微机械结构1，如果在下文中不描述区别的话。图7示出在图6中以d表示的截面线处图6的微机械结构1的横截面。在图6中特别是示出内区域35。在外区域34中，微机械结构1特别是可以与图1至3的微机械结构1相同。连接件8具有两个第二隆起部84。通过第二隆起部84，相比于在第二隆起部84之外的区域减小连接件8与锚固件6之间的间隔。第二隆起部84用于：如果振动质量3应基于作用于微机械结构1的沿第一方向11的力运动，则阻止振动质量3碰撞在衬底2上或至少使得该碰撞变得困难。特别是应阻止连接件8面式碰撞在锚固件6上或者至少使得该面式碰撞变得困难。也可以设有多于两个第二隆起部84或仅仅一个第二隆起部84。替换地，连接件8和第一电极41也可以具有结合图4和5描述的特征。47.相比于图7的图示，也可以如此设计扭转弹簧部段7，使得扭转弹簧部段7沿第三方向13具有与第一电极41同样的延伸部。48.在图6和7中示出的第二隆起部84可以替换或附加于结合图5描述的第一隆起部83设定。如果仅仅设置第一隆起部83或仅仅设置第二隆起部84，则这些隆起部也可以普遍地称为隆起部83或隆起部84。49.图8示出另一微机械结构1的俯视图，该微机械结构相应于图1至3的微机械结构1，如果在下文中不描述区别的话。在外区域34中的第一电极41之间设有另外的连接件85，其各自将两个第一电极41相互连接。由此进一步提高微机械结构1的机械稳定性。在此，连接件8的设计方案可以如结合图1至7描述的那样。另外的连接件85可以如结合图5描述的那样具有第一隆起部83。50.在此，微机械结构1可以由硅构成。特别是，电极41、42、53、54也可以由硅组成，特别是由掺杂的硅组成。为了制造微机械结构可以设定，层式地如此设置硅和氧化硅，使得在例如借助于刻蚀工艺除去氧化硅之后保留由硅组成的所述微机械结构1。51.图9示出具有在图1至8中描述的微机械结构的微机械传感器9。微机械传感器9还具有电气电路91，利用该电气电路可以读取探测机构4、5。特别是，电气电路91可以设置为用于分析处理通过第一电极41和第二电极42形成的第一电容器的变化的电容以及分析处理通过第三电极53和第四电极54形成的第二电容器的变化的电容。52.虽然通过各优选实施例详细地描述了本发明，但是本发明不限于公开的示例，它们的其他变型可以由本领域技术人员导出，而不脱离本发明的保护范围。