本發明涉及一種根據權利要求1前序部分所述的方法。

背景技術：

由wo2015/120939a1公知這種方法。如果期望在微機械構件的空穴中有確定的內壓，或者在空穴中應包含具有確定的化學組分的氣體混合物，則通常在封裝微機械構件時或者在襯底晶片與罩晶片之間的鍵合過程中調節內壓或化學組分。在封裝時例如將罩與襯底連接，由此罩與襯底共同包圍空穴。通過調節在封裝時在周圍環境中存在的氣體混合物的大氣或壓力和/或化學組分，可以因此調節在空穴中的確定的內壓和/或確定的化學組分。

通過由wo2015/120939a1已知的方法可以有針對性地調節在微機械構件的空穴中的內壓。通過該方法尤其可能的是，制造具有第一空穴的微機械構件，其中，在第一空穴中可以調節第一壓力和第一化學組分，該第一壓力或第一化學組分不同于在封裝時刻的第二壓力和第二化學組分。

在根據wo2015/120939a1的用于有針對性地調節微機械構件的空穴中的內壓的方法中，在罩中或者說在罩晶片中或在襯底中或者說在傳感器晶片中產生到空穴的窄的進入通道。接著以所期望的氣體和所期望的內壓通過進入通道充滿空穴。最后借助激光器局部地加熱圍繞進入通道的區域，襯底材料局部液化并且在固化時密封地封閉進入通道。

技術實現要素：

本發明的任務是，以相對于現有技術簡單并且成本有利的方式提供一種用于制造相對于現有技術機械牢固的以及具有長使用壽命的微機械構件的方法。此外，本發明的任務是，提供一種相對于現有技術緊湊的、機械牢固的并且具有長使用壽命的微機械構件。根據本發明，這尤其適用于具有(第一)空穴的微機械構件。通過根據本發明的方法和根據本發明的微機械構件也還能夠實現微機械構件，在該微機械構件中，在第一空穴中可以設定第一壓力和第一化學組分，并且在第二空穴中可以設定第二壓力和第二化學組分。例如設置這樣的用于制造微機械構件的方法，對于該微機械構件有利的是，在第一空穴中包含第一壓力并且在第二空穴中包含第二壓力，其中，第一壓力應不同于第二壓力。例如當用于轉速測量的第一傳感器單元和用于加速度測量的第二傳感器單元要集成到微機械構件中時是這種情況。

該任務由此實現，即

-在第四方法步驟中，第一晶體層或第一無定型層或第一納米晶體層或第一多晶體層在襯底或罩的表面上沉積或者生長，和/或

-在第五方法步驟中，提供包括第二晶體層和/或第二無定型層和/或第二納米晶體層和/或第二多晶體層的襯底或者包括第二晶體層和/或第二無定型層和/或第二納米晶體層和/或第二多晶體層的罩。

由此以簡單并且成本有利的方式提供一種用于制造微機械構件的方法，通過該方法借助于對所使用材料的結晶性有針對性的調節，可以在襯底或罩的在第三方法步驟中過渡到液態聚集態并且在第三方法步驟后過渡到固態聚集態的區域中和封閉進入開口的材料區域中提高相對于裂紋形成和/或裂紋擴展的阻力。

例如由此實現相對于裂紋形成和/或裂紋擴展的阻力的提高，即，多晶體層的或多晶體襯底的晶界作為防止裂紋擴展的障礙起作用。在此尤其微裂紋不會或者說只能以增加的消耗沿著晶軸穿過整個封閉部或者材料區域擴展。更確切地說，微裂紋停止在晶界上。由此防止或者明顯妨礙封閉部的撕裂。例如也由此實現相對于裂紋形成提高的阻力，即，通過施加第一晶體層、無定型層、納米晶體層和多晶體層產生或引起第一應力或者說第一應力起作用，該第一應力起到抵制在封閉部或材料區域中出現的或者說由封閉部或材料區域發出的第二應力的作用，或者說補償該第二應力。在此第一應力例如是壓應力。

此外，如果只局部加熱襯底材料并且加熱后的材料不僅在固化時而且在冷卻時相對于它的周圍收縮，通過根據本發明的方法更少出現問題。也更少出現問題的是，在封閉區域中能夠出現拉應力。最后，根據應力和材料自發出現的裂紋形成以及在微機械構件受熱或機械負載的情況下的裂紋形成在繼續加工時或者在場中更不可能。

因此，提供一種用于制造微機械構件或者組件的方法，通過該方法可以通過局部熔化產生通道的封閉部，其中，該方法能夠實現在微機械構件中盡可能小的裂紋形成傾向。

在本發明上下文中，可以如此理解概念“微機械構件”，即該概念不僅包括微機械構件而且包括微電子機械構件。

此外，在本發明上下文中，概念“晶體”可以理解為“單晶體”。因此在本發明上下文中，在使用概念“晶體“時意味著單晶體或者宏晶體，該宏晶體的原子或分子形成連續一致的、均勻的晶格。換言之，概念“晶體”意味著，每個原子與它的相鄰原子的所有距離基本上是清楚限定的。尤其在本發明上下文中，如此理解“晶體”，即，理論上的晶體尺寸或者晶粒尺寸有時候大于1cm或者無窮大。在本發明上下文中，如此理解概念“多晶體”或“納米晶體”，即指晶體固體，該晶體固體包括多個單晶體或者微晶或者晶粒，其中，晶粒通過晶界相互分開。尤其在本發明上下文中，如此理解“多晶體”，即晶體尺寸或者說粒徑尺寸達到1μm到1cm。此外，尤其在本發明上下文中，如此理解“納米晶體”，即晶體尺寸或晶粒小于1μm。此外，在本發明上下文中，如此理解概念“無定型”，即無定型層的或無定型材料的原子僅具有短程有序，但不具有長程有序。換言之，“無定型”意味著，每個原子僅與它的第一最近的相鄰原子的距離是清楚限定的，但與它的第二和其他最近的相鄰原子的距離不是清楚限定的。本發明優選設置用于制造具有一個空穴的微機械構件或者說用于具有一個空穴的微機械構件。但是本發明例如也設置用于具有兩個空穴或者具有多于兩個即三個、四個、五個、六個或多于六個空穴的微機械構件。

優選地，通過借助于激光將能量或熱量引入到吸收該能量或熱量的襯底或罩的部分中來封閉進入開口。在此優選將能量或熱量在時間上先后地分別引入到多個微機械構件的襯底或罩的吸收部分中，這些微機械構件例如在一個晶片上共同制造。但是替代地也設置為，將能量或熱量在時間上并行地引入到多個微機械構件的襯底或罩的各個吸收部分中，例如在使用多個激光束或者說激光裝置的情況下。

在從屬權利要求以及參照附圖的描述中可給出本發明的有利構型和擴展方案。

根據優選的擴展方案設置，罩與襯底包圍第二空穴，其中，在第二空穴中存在第二壓力并且包含具有第二化學組分的第二氣體混合物。

根據優選的擴展方案設置，在第六方法步驟中，第三晶體層或第三無定型層或第三納米晶體層或第三多晶體層在第一晶體層上或在第一無定型層上或在第一納米晶體層上或在第一多晶體層上沉積或生長。

根據優選的擴展方案設置，在第七方法步驟中，第四晶體層或第四無定型層或第四納米晶體層或第四多晶體層在第三晶體層上或在第三無定型層上或在第三納米晶體層上或在第三多晶體層上沉積或生長。

根據優選的擴展方案設置，在第八方法步驟中，第五晶體層或第五無定型層或第五納米晶體層或第五多晶體層在第四晶體層上或在第四無定型層上或在第四納米晶體層上或在第四多晶體層上沉積或生長。

根據優選的擴展方案設置，在第十一方法步驟中，其他晶體層和/或其他無定型層和/或其他納米晶體層和/或其他多晶體層分別在晶體層上或在無定型層上或在納米晶體層上或在多晶體層上沉積或生長。

通過具有確定結晶度的層或層包的施加可以例如如此調節層應力、優選壓應力，使得在材料區域或封閉部中出現的應力能夠得到補償。

根據優選的擴展方案設置，面對微機械構件的周圍環境的層具有相比于其他層較低的熔化溫度。由此能夠有利地實現，使面對微機械構件的周圍環境的層在第三方法步驟中可以有針對性地熔化。

根據優選的擴展方案設置，在第九方法步驟中，

-襯底或罩和/或

-第一晶體層或第一無定型層或第一納米晶體層或第一多晶體層和/或

-第二晶體層或第二無定型層或第二納米晶體層或第二多晶體層和或

-第三晶體層或第三無定型層或第三納米晶體層或第三多晶體層和或

-第四晶體層或第四無定型層或第四納米晶體層或第四多晶體層和或

-第五晶體層或第五無定型層或第五納米晶體層或第五多晶體層被摻雜。因此以有利的方式通過材料摻雜實現相對于裂紋形成的阻力的提高。在此例如通過摻雜改變材料或者層的晶體結構。改變的晶體結構或材料結構例如可以使材料相對于裂紋形成不敏感。

根據優選的擴展方案設置，在第十方法步驟中，去除至少部分地布置在

-襯底或罩和/或

-第一晶體層或第一無定型層或第一納米晶體層或第一多晶體層和/或

-第二晶體層或第二無定型層或第二納米晶體層或第二多晶體層和或

-第三晶體層或第三無定型層或第三納米晶體層或第三多晶體層和或

-第四晶體層或第四無定型層或第四納米晶體層或第四多晶體層和或

-第五晶體層或第五無定型層或第五納米晶體層或第五多晶體層上和/或至少部分地在其中的氧化物，和/或使

-襯底或罩和/或

-第一晶體層或第一無定型層或第一納米晶體層或第一多晶體層和/或

-第二晶體層或第二無定型層或第二納米晶體層或第二多晶體層和或

-第三晶體層或第三無定型層或第三納米晶體層或第三多晶體層和或

-第四晶體層或第四無定型層或第四納米晶體層或第四多晶體層和或

-第五晶體層或第五無定型層或第五納米晶體層或第五多晶體層鈍化來防止氧化。由此例如能夠實現減少有利于產生裂紋的缺陷原子。因此提高相對于裂紋形成的阻力。

本發明的另一主題是具有襯底和與襯底連接并且與襯底包圍第一空穴的罩的微機械構件，其中，在第一空穴中存在第一壓力并且包含具有第一化學組分的第一氣體混合物，其中，襯底或罩包括封閉的進入開口，其中，

-所述微機械構件包括在襯底或罩的表面上沉積或生長的第一晶體層或第一無定型層或第一納米晶體層或第一多晶體層，和/或

-所述襯底或罩包括第二晶體層或第二無定型層或第二納米晶體層或第二多晶體層。由此以有利的方式提供緊湊的、機械牢固的并且成本有利的具有設定的第一壓力的微機械構件。根據本發明的方法的所述優點相應地也適用于根據本發明的微機械構件。

根據優選的擴展方案設置，微機械構件包括在第一晶體層或第一無定型層或第一納米晶體層或第一多晶體層上沉積或生長的第三晶體層或第三無定型層或第三納米晶體層或第三多晶體層。由此可以以有利的方式這樣調節層應力、優選是壓應力，使得可以補償在材料區域或者封閉部中產生的應力。

根據優選的擴展方案設置，罩與襯底包圍第二空穴，其中，在第二空穴中存在第二壓力并且包含具有第二化學組分的第二氣體混合物。由此以有利的方式提供緊湊的、機械牢固的且成本有利的具有設定的第一壓力和第二壓力的微機械構件。

根據優選的擴展方案設置為，第一壓力小于第二壓力，其中，在第一空穴中布置有用于測量轉速的第一傳感器單元，并且在第二空穴中布置有用于測量加速度的第二傳感器單元。由此以有利的方式提供機械牢固的用于測量轉速和測量加速度的微機械構件，該微機械構件不僅對于第一傳感器單元而且對于第二傳感器單元具有優化的運行條件。

附圖說明

圖1以示意性視圖示出根據本發明的示例實施方式的具有敞開的進入開口的微機械構件。

圖2以示意性視圖示出根據圖1的具有封閉的進入開口的微機械構件。

圖3以示意性視圖示出根據本發明的示例實施方式的用于制造微機械構件的方法。

具體實施方式

在不同的附圖中相同的部件總是設置有相同的參考標記，并因此通常也分別只命名或提及一次。

在圖1和圖2中示出根據本發明的示例實施方式的微機械構件1的示意性視圖，該微機械構件在圖1中具有敞開的進入開口11并且在圖2中具有封閉的進入開口11。在此微機械構件1包括襯底3和罩7。襯底3和罩7相互間優選密封地連接并且共同包圍第一空穴5。微機械構件1例如如此構造，使得襯底3和罩7附加地共同包圍第二空穴。然而，第二空穴在圖1中和在圖2中未示出。

例如在第一空穴5中、尤其在如圖2中所示的進入開口11封閉的情況下存在第一壓力。此外，在第一空穴5中包含具有第一化學組分的第一氣體混合物。此外，例如在第二空穴中存在第二壓力，并且在第二空穴中包含具有第二化學組分的第二氣體混合物。優選地，進入開口11布置在襯底3中或罩7中。在這里的本實施例中，進入開口11示例性地布置在罩7中。然而，根據本發明對此替代地也可以設置，進入開口11布置在襯底3中。

例如設置，第一空穴5中的第一壓力小于第二空穴中的第二壓力。例如也設置，在第一空穴5中布置有在圖1中和圖2中未示出的用于轉速測量的第一微機械傳感器單元，而在第二空穴中布置有在圖1和圖2中未示出的用于加速度測量的第二微機械傳感器單元。

在圖3中以示意性視圖示出根據本發明的示例實施方式的用于制造微機械構件1的方法。在此，

-在第一方法步驟101中，在襯底3中或在罩7中構造連接第一空穴5與微機械構件1的周圍環境9的、尤其是狹長的進入開口11。圖1示例性地示出在第一方法步驟101之后的微機械構件1。此外，

-在第二方法步驟102中，調節第一空穴5中的第一壓力和/或第一化學組分或者說使第一空穴5通過進入通道以所期望的氣體和所期望的內壓力充滿。此外例如，

-在第三方法步驟103中，通過借助于激光將能量或熱量引入到襯底3的或罩7的吸收部分21中來封閉進入開口11。例如替代地也設置，

-在第三方法步驟103中，僅優選通過激光局部加熱環繞進入通道的區域并且密封地封閉進入通道。因此有利地可能的是，根據本發明的方法也設置其他不同于激光器的能量源來封閉進入開口11。圖2示例性地示出第三方法步驟103之后的微機械構件1。

在時間上在第三方法步驟103之后，在圖2中示例性示出的橫向區域15中在罩7的背離空穴5的表面上以及在垂直于橫向區域15到微機械構件1的表面上的投影、即沿著進入開口11并且向著第一空穴5的方向的深度中產生機械應力。該機械應力、尤其是局部的機械應力尤其存在于罩7的在第三加工步驟103中過渡到液態聚集態并且在第三方法步驟103后過渡到固態聚集態并且封閉進入開口11的材料區域13與罩7的在第三方法步驟103中保持固態聚集態的剩余區域之間的界面上和界面附近。在此罩7的在圖2中封閉進入開口11的材料區域13尤其關于它的橫向的、尤其平行于表面延伸的延伸尺度或成形部而言并且尤其關于它的垂直于橫向延伸尺度、尤其垂直于表面延伸的大小或造型結構而言僅視為示意性的或者說示意性地示出。

如在圖3中示例地示出的那樣，附加地

-在第四方法步驟104中，第一晶體層或第一無定型層或第一納米晶體層或第一多晶體層在襯底3或罩7的表面上沉積或者生長，和/或

-在第五方法步驟中，提供包括第二晶體層和/或第二無定型層和/或納米晶體層和/或第二多晶體層的襯底3或者包括第二晶體層和/或第二無定型層和/或納米晶體層和/或第二多晶體層的罩7。

換言之，例如在第四方法步驟104中，將第二晶體材料層、不定型材料層、納米晶體材料層或優選多晶體材料層或者由上述材料或層構成的材料包施加到晶體襯底材料上或者晶體罩材料上或者施加到傳感器晶片上或者罩晶片上。這例如至少部分地發生在時間上前置于第一方法步驟101的第四方法步驟104中。換言之，例如設置，在時間上在第一方法步驟101之前實施第四方法步驟104。但是根據本發明替代地或附加地設置，在時間上在第三方法步驟103之后實施第四方法步驟104。

此外，例如尤其對于材料包或層包的構造，在第六方法步驟中，第三晶體層或第三無定型層或第三納米晶體層或第三多晶體層在第一晶體層上或在第一無定型層上或在第一納米晶體層上或在第一多晶體層上沉積或生長。此外，例如在第七方法步驟中，第四晶體層或第四無定型層或第四納米晶體層或第四多晶體層在第三晶體層上或在第三無定型層上或在第三納米晶體層上或在第三多晶體層上沉積或生長。此外，例如附加地在第八方法步驟中，第五晶體層或第五無定型層或第五納米晶體層或第五多晶體層在第四晶體層上或在第四無定型層上或在第四納米晶體層上或在第四多晶體層上沉積或生長。

尤其在使用層包時例如也設置，例如在第三方法步驟103中有針對性地只熔化最上面的層。

此外例如設置，代替晶體的襯底材料或罩晶片或傳感器晶片使用不定型的、納米晶體的或者優選多晶體的襯底材料或罩材料。為此例如實施第五方法步驟。根據本發明例如設置，在時間上在第一方法步驟之前實施第五方法步驟。

此外例如也設置，對晶體的、多晶體的、納米晶體的或不定型的襯底材料、施加的層或層包進行摻雜。為此例如在第九方法步驟中，對

-底3或罩7和/或

-第一晶體層或第一無定型層或第一納米晶體層或第一多晶體層和/或

-第二晶體層或第二無定型層或第二納米晶體層或第二多晶體層和或

-第三晶體層或第三無定型層或第三納米晶體層或第三多晶體層和或

-第四晶體層或第四無定型層或第四納米晶體層或第四多晶體層和或

-第五晶體層或第五無定型層或第五納米晶體層或第五多晶體層進行摻雜。尤其例如設置，以硼摻雜罩晶片或傳感器晶片或襯底3或罩7。此外例如設置，在時間上在第一方法步驟前實施第九方法步驟。此外例如也設置，在時間上在第五方法步驟后實施第九方法步驟。

此外例如設置，去除天然的氧化物或者說為防止重新氧化而鈍化。在此例如設置，從罩晶片或傳感器晶片或者從罩7或從襯底3去除天然氧化物。此外，在這里例如也設置，保護罩晶片或傳感器晶片或襯底3或罩7防止重新氧化。

此外例如附加地設置，摻雜的或未摻雜的襯底材料或施加的材料或材料包或襯底材料和施加的材料或材料包在局部加熱過程中、例如在第三方法步驟103中熔化。

最后設置，通過根據本發明的方法制造的微機械構件1例如包括各種不同的和例如不同于現有技術的罩材料、多層罩或者改型的罩材料。