微机械传感器及用于制造微机械传感器的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的微机械传感器。
【背景技术】
[0002] 普遍已知所述微机械传感器。微机械传感器例如用于探测加速度和/或转速，其 中所述微机械传感器具有衬底和可相对于所述衬底运动的硅结构。
[0003] 所述可运动的硅结构例如包括两个可运动的质量块，它们沿着驱动面反向平行于 (antiparallel)彼此地运动，其中为了确定微机械传感器的转速容性地探测两个质量块从 驱动面出来的偏转运动。在此，驱动面可以基本上平行于或者垂直于衬底的主延伸面定向。
[0004] 所述可运动的硅结构的制造通常在两个彼此相继的步骤中实现，其中首先在蚀刻 方法中通过功能层的结构化产生硅结构。随后，暴露所述硅结构，其中去除衬底和硅结构之 间的牺牲层。
[0005] 已知的微机械传感器的不利在于，硅结构的在功能层的结构化期间产生的边缘 (也称作蚀刻边缘或者开槽边缘）相对于基本上垂直于衬底的主延伸面的法线方向通常倾 斜一个角度（也称作蚀刻角或者开槽角），使得由此引起两个可运动的质量块的偏差运动 (错误偏转）。在此，当所述微机械传感器处于静止位置时也出现错误偏转，从而引起所述 两个振动质量块（seismischenMasse)的回旋状（taumelartig)的运动，其中产生错误信 号（即所谓的正交信号）。通常，可以仅仅通过相对耗费的附加措施来减小正交补偿。
【发明内容】
[0006] 本发明的任务是，提出一种微机械传感器以及一种用于制造微机械传感器的方 法，使得所述微机械传感器与现有技术相比具有减小的正交信号。
[0007] 与现有技术相比，根据本发明的微机械传感器以及用于制造根据从属权利要求所 述的微机械传感器的根据本发明的方法具有以下优点：提供相对更紧凑且成本更有利的微 机械传感器，然而所述传感器与现有技术相比具有减小的正交。由此有利地能够实现，第一 和第二补偿元件（在本文档中也称作第一或第二附加结构）如此成形和/或布置在第一或 第二弹簧元件上，使得当弹簧结构通过蚀刻过程斜向地成形（即尤其具有非零的开槽角的 开槽边缘或者蚀刻边缘）时，弹簧结构自身则在机械上如直地蚀刻的弹簧一样、即不产生 任何回旋运动。在此，回旋运动涉及偏转运动与驱动方向的机械引起的错误偏转或者偏差， 其在质量元件的偏转运动期间沿着（平行于或者垂直于衬底的主延伸面定向的）驱动方向 出现。这尤其意味着，由于第一补偿元件在第一弹簧元件上的安装以及第二补偿元件在第 二弹簧元件上的安装有利地能够实现，甚至在非零的开槽角时尽可能防止通常在现有技术 中出现的回旋运动，即使微机械传感器处于静止位置。由此，与现有技术相比至少减小或者 甚至完全避免通过质量元件的回旋式的运动产生的正交错误信号（错误信号）。根据本发 明的一种优选的实施方式设置，第一和第二弹簧元件逐段地彼此耦合。此外，由于逐段地基 本上彼此平行并且尤其逐段地（机械地）彼此耦合的两个弹簧元件（即第一和第二弹簧元 件）的实现能够有利地实现，与现有技术相比通过以下减小正交信号：两个弹簧元件中一 个的错误偏转通过两个弹簧元件中的分别另一个弹簧元件来补偿（或者甚至有针对性地 过度补偿）。由此，提供具有可相对简单制造的用于机械的正交补偿的补偿元件的微机械传 感器，其中与现有技术相比附加地减小整个传感器的开发耗费和错误率。所述两个弹簧元 件优选构造为弹簧臂（Federbalken)，其中弹簧元件替代地也可以具有弯曲的形状、例如U 形。此外有利地能够实现，由于通过补偿元件的机械的正交补偿可以使用相对紧凑的分析 处理电路，从而与现有技术相比减小转速传感器的结构大小。两个补偿元件优选由第一层 构成而两个弹簧元件由第二层构成，其中所述第一层布置在衬底和第二层之间。此外，在第 二层的结构化期间优选至少部分成形所述补偿元件，使得第一弹簧结构宽度和第一宽度不 同并且使得第二弹簧结构宽度和第二宽度不同。通过这种方式有利地能够实现，如此提供 微机械传感器，使得第一和第二补偿元件的形状和/或布置与在第二功能层的结构化期间 实现的开槽角匹配。
[0008] 本发明的有利构型和扩展方案可由从属权利要求以及参照附图的描述中得出。
[0009] 根据一种优选的扩展方案设置，第一弹簧元件的边缘沿着纵向方向朝向衬底延 伸，
[0010] -其中，当纵向方向和法线方向彼此平行地定向时，第一补偿元件的第一宽度和 第二补偿元件的第二宽度基本上同样大，其中法线方向基本上垂直于衬底的主延伸面定 向，和/或，
[0011] -其中，当纵向延伸方向和法线方向彼此不平行地定向时，第一补偿元件的第一 宽度和第二补偿元件的第二宽度不同。
[0012] 由此根据本发明有利地能够实现，第一补偿元件的第一宽度和第二补偿元件的第 二宽度通过开槽角（所述开槽角围在法线方向和纵向方向之间）以自身调节的方式预给 定。由此，通过相对简单且有效的方式实现正交补偿。
[0013] 根据另一种优选的扩展方案设置，第一补偿元件如此与第一弹簧元件连接，使得 所述第一补偿元件至少部分地布置在衬底和第一弹簧元件之间，其中第二补偿元件如此与 第二弹簧元件连接，使得第二补偿元件至少部分地布置在衬底和第二弹簧元件之间。
[0014]由此，根据本发明有利地能够实现，在第一或第二弹簧元件上（尤其在相应的弹 簧元件下方）布置用于正交补偿的第一和第二补偿元件，以便在第二层的结构化期间至少 部分连同弹簧元件地构造补偿元件。通过这种方式有利地能够实现，通过自身调节的方式 来制造微机械传感器一一即根据在第二功能层的结构化期间实现的开槽角来匹配第一和 第二补偿元件的形状和/或布置。
[0015] 根据另一种优选的扩展方案设置，第一弹簧元件的第一横截面和第二弹簧元件的 横截面具有相同的横截面形状，其中第一弹簧结构宽度和第二弹簧结构宽度尤其同样大。
[0016] 由此，根据本发明有利地能够实现，主要通过第一和第二补偿元件实现所述正交 补偿。
[0017] 根据另一种优选的扩展方案设置，第一补偿元件在另一第一部分区域中平行于横 向方向沿着另一第一宽度延伸，其中第二补偿元件在另一第二部分区域中平行于横向方向 沿着另一第二宽度延伸，其中所述另一第一宽度大于第一弹簧结构宽度，和/或其中，所述 另一第二宽度要大于第二弹簧结构宽度。
[0018] 由此，根据本发明有利地能够实现，补偿元件如此布置在弹簧元件上，使得第一和 /或第二部分区域平行于横向方向超过弹簧元件地延伸，使得通过相对窄的第一部分区域 结合相对宽的第二部分区域（尤其通过L形的补偿元件）根据第二部分区域的（通过开槽 角所限定的）宽度（自身调节地）匹配弹簧结构的机械刚性。由此，有利地还能够实现，补 偿元件可以安置在弹簧元件上，然而与现有技术相比尽可能避免微机械传感器的结构高度 沿着法线方向的额外的增大。
[0019] 根据另一种优选的扩展方案设置，第一部分区域主要布置在第一弹簧元件的面向 所述第二弹簧元件的区域中，其中第二部分区域主要布置在第二弹簧元件的面向所述第一 弹簧元件的区域中。
[0020] 由此，根据本发明有利地能够实现，实现第一和第二补偿元件的与相应的开槽角 (自身调节的）适配的几何形状和/或布置，从而通过简单且有效的方式实现机械的正交补 偿。
[0021] 依照根据本发明的方法的一种优选的扩展方案设置，弹簧结构如此构造，使得第 一弹簧元件具有沿着横向方向延伸的第一弹簧结构宽度而第二弹簧元件具有沿着横向方 向延伸的第二弹簧结构宽度，其中在第四方法步骤中第一补偿元件如此构造，使得第一补 偿元件在第