[发明专利]微机械元件和微机械元件的制造方法

说明书

背景技术

本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的微机械元件。

这种微机械元件已经广为人知。例如，从文献DE102007044806A1已公开了一种包括一个第一晶片和一个第二晶片的微机械元件，其中，第一晶片具有至少一个结构元件和第二晶片具有至少一个对应的结构元件，其中，第一晶片和/或第二晶片具有一个功能区，所述功能区由一个密封区包围。

在共晶的键合时，通常是使两种在其相图上具有一个最低熔点，即，所谓的共晶点的材料接触。在相应的温度和相应的混合条件时这两种材料熔化并且形成一个共晶体。在此，材料的熔化在低于各键合材料的熔化温度之下进行。

因为用于共晶的键合的两种材料必须直接接触，因此，各个层、即一个承载衬底和一个罩形衬底所处的晶片被在压力下压并且被施加一定的温度。通常，各个层在事先已被结构化，目的在于，只有一个晶片上的确定的区域，即，典型地包围晶片或者说承载衬底或罩形衬底的内部的结构区的边缘区才相互连接。当加热到共晶点并且达到液相时，在这一时刻发生共晶体的局部流动，所述流动不受控地也可以在承载衬底或罩形衬底的边缘区之外扩展。如果这时发生液相或共晶体进入承载衬底或罩形衬底的结构区中，这会导致，例如，本来是可运动的传感器结构、例如加速度传感器或转速传感器的可运的质量局部地被固定，这样一个微机械元件以后不再能够使用，由此造成废品率以及制造成本的提高。

发明内容

按照本发明的微机械元件和按照并列独立权利要求所述的制造微机械元件的按照本发明的方法与现有技术相比，其优点在于，通过合适的截止结构避免了共晶体(或焊料)流入承载衬底和/或罩形衬底的待保护的区域，尤其是，承载衬底和/或罩形衬底的结构区——例如，避免共晶体流入传感器核心，例如，加速度传感器或转速传感器的核心。按照本发明，这是通过下述方式解决，即，在第一边界区内或第二边界区内设置一个截止槽。这样的一个截止槽既可以设置在(承载衬底的)第一边界区内也可以设置在(罩形衬底的)第二边界区内。作为设置一个或多个截止槽的替换方案，按照本发明也可以规定，在第一或第二边界区内设置一个截止凸起，即，例如一种所谓的隔板结构。作为其替换方案，在这里按照本发明也可以规定，在第一边界区内设置一个截止凸起和在第二边界区内设置另一个截止凸起。此外，按照本发明同样可以规定，在第一边界区内或第二边界区内既设置一个截止槽又设置一个截止凸起。在这里，或是在第一边界区内设置所述截止凸起和在第二边界区内设置所述截止槽，或者反过来设置，或者在第一边界区内或者第二边界区内既设置截止槽又设置截止凸起，或者无论是在第一边界区内还是在第二边界区内都是既设置有截止槽又设置有截止凸起。通过这种方式有利地和以简单的方式，可以有效地避免共晶体或液相侵入、尤其是侵入承载衬底和/或罩形衬底的结构区，例如，在为加速度传感器或转速传感器或显微镜时。此外，在使用截止凸起或所谓的隔板结构时还有利的是，可以使共晶体的挤压高度、即在承载衬底的第一连接区内的以及罩形衬底的第二连接区内的或者说在第一连接区与第二连接区之间的所述一个连接层或多个连接层均匀化，即，不仅在一个单个的微机械元件的整个连接区上使它们更加均匀地构型，而且还能够在多个微机械元件身上可复现地和以微小的挤压高度的分散实现承载衬底和罩形衬底的连接的制造过程。

按照本发明，设置尤其是由一种热氧化物材料构成的截止凸起。尤其是按照本发明以有利的方式优选规定，截止凸起是一种施加到承载衬底的材料上和/或罩形衬底的材料上的或者说形成在承载衬底或罩形衬底的表面区域内的材料，尤其是结构化的层的形式，尤其是由一种氧化物材料构成，优选由热氧化物材料构成。这尤其是因此有利，因为——尤其是与以下述方式进行的截止凸起的结构化相反，即，由承载衬底的材料和/或罩形衬底的材料选择性地蚀刻承载衬底的材料和/或罩形衬底的材料，其典型结果是导致在一个晶片的整个表面具有相对差的蚀刻均匀性(Uniformity of etchin g)，大约为+/-5％的精度范围——在这里可以沉积或形成一个一种氧化物材料(尤其是氧化硅，和尤其是热氧化物(硅)材料)的层，并且在一个晶片的整个表面上具有相对好的层厚均匀性(Uniformity)，例如，层厚均匀性处于沉积的氧化物层的层厚的+/-1％的范围中(例如，氧化物层在其形成之后随即被蚀刻(尤其是在BOE中)，这可以选择硅)，其中，热氧化物层的层厚例如在0.5-2.5微米这一量级。

原则上对于隔片厚度的设计适用这样的要求，即连接材料在连接区内到处都可被置于相互接触和通过隔片厚度和隔片与连接区之间的距离形成的容积能够可靠地接收流动的共晶体。