微机械构件和用于传感器或麦克风装置的微机械构件的制造方法与流程

本发明涉及一种用于传感器或麦克风装置的微机械构件。本发明还涉及一种用于传感器或麦克风装置的微机械构件的制造方法。

背景技术：

1、在de102006055147a1中，公开了一种声换能器结构，其构造有膜片和对电极(gegenelektrode)，使得膜片和对电极之间的距离可以通过膜片上的声波撞击来改变。在对电极处构造有止挡结构，其以具有低氧含量的氧化硅氮化硅层被覆盖，并且应防止膜片粘附在对电极上以及防止接触止挡结构的膜片与对电极之间的电荷转移。

技术实现思路

1、本发明实现一种具有权利要求1特征的用于传感器或麦克风装置的微机械构件，以及一种具有权利要求5特征的用于传感器或麦克风装置的微机械构件的制造方法。

2、本发明的优点：

3、本发明实现微机械构件，在所述微机械构件中，其第一电极结构的至少一个止挡结构的稳定性与现有技术相比得到改善。不仅至少一个止挡结构的稳定性得到改善，而且可靠地防止同一微机械构件的第一电极结构与对应的第二电极结构之间的电气短路。因此，借助于本发明实现的微机械构件具有有利的长使用寿命。

4、在微机械构件的一个有利实施方式中，至少一个绝缘区域完全由至少一种电绝缘材料形成，所述电绝缘材料相应地具有小于10-8s/cm的电导率和大于108ω·cm的电阻率。因此，即使在过载的情况下，也不必/几乎不用担心在同一微机械构件的相应的第一电极结构和与之共同作用的第二电极结构之间发生电气短路。

5、例如，至少一个绝缘区域可以至少部分地由氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、未掺杂的硅和/或未掺杂的锗、氧化锗、氮化锗、氮氧化锗、碳化锗、氧化铝和/或另一种金属氧化物作为至少一个电绝缘材料来形成。因此，通常已经经常在半导体技术中使用的材料可以有利地用作所述至少一种电绝缘材料。这易于微机械构件的可制造性并有助于降低其制造成本。

6、尤其地，至少一个绝缘区域可以相应地这样成形，使得相应的绝缘区域至少部分地包围由至少一种电绝缘材料和/或导电材料形成的芯结构。通过选择至少一个绝缘区域的材料，该至少一个绝缘区域除了其电绝缘功能之外还可以满足附加功能，例如作为蚀刻停止层。通过选择芯结构的至少一种绝缘材料和/或导电材料，该芯结构还可以满足附加功能，例如作为蚀刻停止层和/或印制导线层。

7、在制造方法的一个有利实施方式中，执行以下子步骤：形成第二电极结构；在第二电极结构的后来朝向第一电极结构定向的侧上沉积出至少一个牺牲材料层；在牺牲材料层上沉积后来的第一电极结构的至少一种导电材料；通过后来的第一电极结构的至少一种导电材料结构化出至少一个凹槽，该凹槽相应地延伸直至牺牲材料层中；并且通过在至少一个凹槽中沉积至少一种电绝缘材料，在第一电极结构上构造出至少一个止挡结构和至少一个绝缘区域，由此，至少一个止挡结构构造为所述至少一个绝缘区域的、在电极表面上突出的突起部。在此描述的子步骤能够借助通常已经经常在半导体技术中使用的工艺来执行。因此，执行制造方法的在此描述的实施方式使得能够以相对较低的制造成本制造至少一个微机械构件。此外，在此提到的子步骤能够容易地在晶圆级上执行。

8、尤其地，首先可以在至少一个凹槽中并且在所述第一电极结构的相对表面的至少一个部分表面上沉积所述至少一个止挡结构的和所述至少一个绝缘区域的至少一种电绝缘材料，然后所述至少一个凹槽的剩余体积相应地用芯结构的至少一种电绝缘材料和/或至少一种导电材料填满，其中，所述至少一个止挡结构的和所述至少一个绝缘区域的、覆盖相对表面的所述至少一个部分表面的所述至少一种电绝缘材料附加地用至少一个芯结构的所述至少一种第二电绝缘材料和/或导电材料覆盖。所述至少一个芯结构的至少一种导电材料例如可以是硅、掺杂的硅、碳化硅、掺杂的碳化硅、锗、掺杂的锗、金属、金属硅化物、金属氮化物和/或金属氧化物、例如氧化铟锡(ito)。在这种情况下，不仅至少一个止挡结构具有有利的稳定性，而且整个第一电极结构通过构造至少一个芯结构实现附加的稳定。

9、替代地，所述至少一个凹槽也可以首先用所述至少一个止挡结构的和至少一个绝缘区域的至少一种电绝缘材料完全填满，该电绝缘材料附加地被沉积在所述第一电极结构的相对表面的至少一个部分表面上，然后可以这样沉积至少一种电绝缘材料和/或导电材料，使得所述至少一个止挡结构的和至少一个绝缘区域的、覆盖相对表面的至少一个部分表面的至少一种电绝缘材料用至少一种第二电绝缘材料和/或导电材料覆盖。通过这种方式，也可以实现第一电极结构的附加稳定。

10、在制造方法的另一有利实施方式中，执行以下子步骤：形成第二电极结构；在第二电极结构的、后来朝向第一电极结构定向的侧上沉积出至少一个牺牲材料层；在牺牲材料层中结构化出至少一个凹陷部；在牺牲材料层上沉积后来的第一电极结构的至少一种导电材料，由此通过用后来的第一电极结构的至少一种导电材料填满至少一个凹陷部来形成至少一个止挡结构；通过由后来的第一电极结构的至少一种导电材料结构化出相应地延伸直至牺牲材料层的至少一个分离沟槽，使得备有至少一个止挡结构的、由后来的第一电极结构的至少一种导电材料形成的至少一个部分体积相应地被至少一个分离沟槽完全框住；并且通过在至少一个分离沟槽中沉积至少一种电绝缘材料在第一电极结构上构造出至少一个绝缘区域。这里描述的子步骤也可以借助半导体技术的标准工艺来执行。因此，通过执行在此描述的制造方法的实施方式，也可以以相对较低的成本制造微机械构件。同样，在此描述的制造方法的实施方式可以有利地在晶圆级上执行。

11、作为有利的扩展方案，可以在至少一个分离沟槽中并且在第一电极结构的相对表面的至少一个部分表面上首先沉积所述至少一个绝缘区域的至少一种电绝缘材料，然后用至少一个芯结构的至少一种电绝缘材料和/或导电材料填满至少一个分离沟槽的剩余体积，其中，至少一个绝缘区域的、覆盖所述相对表面的至少一个部分表面的至少一种电绝缘材料用至少一个芯结构的所述至少一种电绝缘材料和/或导电材料覆盖。借助在此描述的扩展方案也可以实现第一电极结构的附加稳定。

技术特征：

1.一种用于传感器装置或麦克风装置的微机械构件，具有：

2.根据权利要求1所述的微机械构件，其中，所述至少一个绝缘区域(16)完全由所述至少一种电绝缘材料形成，所述电绝缘材料相应地具有小于10-8s/cm的电导率和大于108ω·cm的电阻率。

3.根据权利要求1或2所述的微机械构件，其中，所述至少一个绝缘区域(16)至少部分地由氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、未掺杂的硅和/或未掺杂的锗、氧化锗、氮化锗、氮氧化锗、碳化锗、氧化铝和/或另一种金属氧化物作为电绝缘材料来形成。

4.根据上述权利要求中任一项所述的微机械构件，其中，所述至少一个绝缘区域(16)相应地成形为使得相应的绝缘区域(16)至少部分地包围由至少一种电绝缘材料和/或导电材料形成的芯结构(20)。

5.一种用于传感器装置或麦克风装置的微机械构件的制造方法，具有以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制造方法，其中，执行以下子步骤：

7.根据权利要求6所述的制造方法，其中，首先在所述至少一个凹槽(32)中并且在所述第一电极结构(10)的相对表面(10c)的至少一个部分表面上沉积所述至少一个止挡结构(14)的和所述至少一个绝缘区域(16)的所述至少一种电绝缘材料，然后所述至少一个凹槽(32)的剩余体积相应地用至少一个芯结构(20)的至少一种电绝缘材料和/或导电材料填满，其中，所述至少一个止挡结构(14)的和所述至少一个绝缘区域(16)的、覆盖所述相对表面(10c)的所述至少一个部分表面的所述至少一种电绝缘材料附加地用所述至少一个芯结构(20)的至少一种第二电绝缘材料和/或导电材料覆盖。

8.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述至少一个凹槽(32)首先完全用所述至少一个止挡结构(14)的和所述至少一个绝缘区域(16)的至少一种电绝缘材料填满，所述电绝缘材料附加地在所述第一电极结构(10)的所述相对表面(10c)的至少一个部分表面上被沉积，然后将至少一种电绝缘材料和/或导电材料沉积成使得所述至少一个止挡结构(14)的和所述至少一个绝缘区域(16)的、覆盖所述相对表面(10c)的至少一个部分表面的所述至少一种电绝缘材料用至少一种第二电绝缘材料和/或导电材料覆盖。

9.根据权利要求5所述的制造方法，其中，执行以下子步骤：

10.根据权利要求9所述的制造方法，其中，在所述至少一个分离沟槽(42)中并且在所述第一电极结构(10)的相对表面(10c)的至少一个部分表面上首先沉积所述至少一个绝缘区域(16)的至少一种电绝缘材料，然后用至少一个芯结构(20)的至少一种电绝缘材料和/或导电材料填满所述至少一个分离沟槽(42)的剩余体积，其中，所述至少一个绝缘区域(16)的、覆盖所述相对表面(10c)的至少一个部分表面的所述至少一种电绝缘材料用所述至少一个芯结构(20)的所述至少一种电绝缘材料和/或导电材料覆盖。

技术总结本发明涉及一种用于传感器装置或麦克风装置的微机械构件，其中，第一电极结构(10)的电极表面(10a)朝向第二电极结构(12)定向；其中，所述第一电极结构(10)的至少一个部分结构(10b)完全由至少一种导电材料形成，并且所述第一电极结构(10)的电极表面(10a)和所述第一电极结构(10)的远离所述电极表面(10a)指向的相对表面(10c)是所述部分结构(10b)的外表面；其中，在所述第一电极结构(10)上构造出在所述电极表面(10a)上朝着所述第二电极结构(12)的方向突出的至少一个止挡结构(14)，并且其中，所述第一电极结构(10)包括由至少一种电绝缘材料形成的至少一个绝缘区域(16)，所述绝缘区域相应地至少从所述电极表面(10a)延伸至少直至所述第一电极结构(10)的所述相对表面(10c)，其中，所述至少一个止挡结构(14)或者构造为所述至少一个绝缘区域(16)的、在所述电极表面(10a)上朝着所述第二电极结构(12)的方向突出的突起部(16a)或者相应地被所述至少一个绝缘区域(16)框住。技术研发人员：P·施莫尔林格鲁贝尔,T·弗里德里希,H·韦伯,A·朔伊尔勒受保护的技术使用者：罗伯特·博世有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/13