双膜MEMS器件和用于双膜MEMS器件的制造方法与流程

实施例涉及双膜mems器件和用于双膜mems器件的制造方法，诸如mems压力转换器，声学mems传感器或以mems麦克风或mems扬声器为形式的mems声音转换器。实施例尤其涉及以具有在两个间隔的膜结构之间的介电的、柱状的、机械的连接元件的双膜mems麦克风为形式的声学mems传感器。

背景技术：

声学mems传感器，例如mems麦克风，以功能为条件地暴露于环境大气，并且因此经常暴露于污染物，例如颗粒，液体，湿气等。为了防止这些污染物引起声学mems传感器的故障或性能降低，这些声学mems传感器在应用内，例如在移动设备内，通过繁琐的栅格和特殊的端口受到保护。但由于机械保护元件以及声学mems传感器的具体结构，这些传感器的声学性能应该不会受到损害，即应该保留传感器输出信号的尽可能高的信噪比snr＝信噪比。

技术实现要素：

因此，存在对用于mems器件的方案的需要，例如声学mems传感器，以及存在对用于相应的制造方法的方案的需要，利用该制造方法能够获得声学mems传感器，该声学mems传感器具有尽可能好的声学特性，并且同时具有有效的粒子保护，即可移动膜和背板之间的间隙的机械保护。

根据一个实施例，用于双膜mems器件200的制造方法100包括以下步骤：在载体衬底222上提供120层布置220，其中该层布置220具有第一膜结构224、邻接该第一膜结构224的牺牲材料层226和在该牺牲材料层226中并且与该第一膜结构224间隔的反电极结构228，其中在该牺牲材料层226中形成有至少一个通孔230-1，...，230-n，该通孔直到该第一膜结构224并且与该反电极结构228分离；通过将第一填充材料层242施加到该通孔230-n的壁区域230-a处，在该通孔230-n中形成140填充材料结构240，以便在通孔230-n中邻接该第一填充材料层获得内部体积区域244；在具有该牺牲材料226和该填充材料结构240的该层布置220上结构化地施加160第二膜结构250，以气密地密封该内部体积区域244，其中该反电极结构228布置在由该牺牲材料226填充的位于该第一和第二膜结构224、250之间的中间区域238中并且分别与该第一和第二膜结构间隔布置；并且从该中间区域238中去除180该牺牲材料226，以暴露该中间区域238中的填充材料结构240，以在该第一和第二膜结构224、250之间获得至少一个机械连接元件240，该机械连接元件机械耦合到该第一和第二膜结构224、250之间并且与该反电极结构228机械解耦。

根据一个实施例，可以将第二填充材料246引入内部体积区域244中以获得填充材料结构240，其中该第二填充材料246与该第一填充材料不同。

根据一个实施例，可以将由多个填充材料层形成的层序列引入内部体积区域244以获得填充材料结构240，其中，至少一个另外的填充材料层具有不同于该第一填充材料层242的第二填充材料。

根据一个实施例，第一填充材料层242的材料具有比第二填充材料层246的材料更高的弹性模量。

根据一个实施例，第一填充材料层242具有氮化物材料，并且其中该第二填充材料层246具有氧化物材料。

根据一个实施例，在该第一和第二膜结构224、250之间的该填充材料结构240被构造成截头圆锥形、圆柱形或漏斗形。

根据一个实施例，借助于利用液态或气态的蚀刻剂或反应剂的各向同性蚀刻过程执行去除180该牺牲材料226的步骤，其中，该蚀刻剂具有蚀刻速率，该蚀刻速率对于该牺牲材料226比对于该第一填充材料大至少10倍。

根据一个实施例，借助于与牺牲层形成气态产物的反应剂执行去除180牺牲材料226的步骤，其中该反应剂具有蚀刻速率，该蚀刻速率对于该牺牲材料226比对于该第一填充材料大至少10倍。

根据一个实施例，在提供该层布置220的该步骤120之前，执行以下步骤以形成该层布置220：在该载体衬底222上形成以第一膜层或第一膜层堆叠为形式的该第一膜结构224，将牺牲材料226施加在该第一膜结构224上，在所施加的该牺牲材料226上形成以反电极层或反电极层堆叠为形式的该反电极结构228，将牺牲材料226施加到该反电极结构228上，并且将该至少一个通孔230-n引入该牺牲材料226中直到该第一膜结构224并且与该反电极结构228分离。

根据一个实施例，在该引入的步骤中，多个通孔被引入该牺牲材料226直到该第一膜结构，其中，该填充材料结构240被形成在该多个通孔230-n中，并且其中，在去除该牺牲材料226的步骤中，该多个通孔230-n中的填充材料结构240被暴露，以便在该第一和第二膜结构224、250之间获得多个机械连接元件，该机械连接元件机械耦合到该第一和第二膜结构224、250之间并且与该反电极结构228机械解耦。

根据一个实施例还蚀刻在该至少一个通孔230-n的区域224-a中的该第一膜结构224，以便在该至少一个通孔230-n的区域中获得该膜结构224的材料中的凹部，其中，蚀刻该膜结构的步骤在所述引入期间被执行或在引入该至少一个通孔到该牺牲材料226中直到该第一膜结构224之后并且在形成该填充材料结构240之前被执行。

根据一个实施例第一和第二膜结构还在大气负压或真空下严密地封闭，以便在双膜mems器件的第一和第二膜结构之间的中间区域中产生大气负压或真空。

在一个实施例中，双膜mems器件200包括在载体衬底222上的层布置220，其中，该层布置220具有第一和第二彼此间隔的膜结构224、250和布置在其间的反电极结构228，该反电极结构分别与该第一和第二膜结构224、250间隔，和在该第一和第二膜结构224、250之间的至少一个机械连接元件240，该机械连接元件机械耦合在该第一和第二膜结构224、250之间并且与该反电极结构228机械解耦，其中，该至少一个机械连接元件240具有材料结构240，该材料结构具有第一填充材料层242作为该机械连接元件的壁区域240，其中，通过被构造为壁区域的填充材料层242形成在该机械连接元件240中的内部体积区域244，并且其中介质246布置在该机械连接元件240的该内部体积区域244中，其中，该介质246所具有的弹性模量小于形成该壁区域的该第一填充材料层242的材料的弹性模量。

根据一个实施例，机械连接元件240被构造为中空体或空管。

根据一个实施例，第二填充材料246布置在该内部体积区域244中，其中该第二填充材料246与该第一填充材料层242的材料不同。

根据一个实施例，该填充材料结构240在该内部体积区域244具有由多个填充材料层形成的层序列，其中至少一个另外的填充材料层246具有与该第一填充材料层的材料不同的填充材料。

根据一个实施例，第一填充材料层的材料具有比另外的填充材料层的材料更高的弹性模量。

根据一个实施例，第一填充材料层242具有氮化物材料，并且其中该第二填充材料层具有氧化物材料。

根据一个实施例，在该第一和第二膜结构224、250之间的该填充材料结构240被构造成截头圆锥形、圆柱形或漏斗形。

声学mems传感器，诸如mems麦克风典型地构造为具有硅材料、氮化硅材料和氧化硅材料的层的序列。硅材料可以例如作为多晶硅或单晶硅存在。提到的材料仅作为示例呈现，其中，还可以使用其他半导体材料，例如所描述的硅材料和其他绝缘材料，例如所描述的氮化物材料和氧化物材料，只要可以获得相应的材料特性即可。然而为了简化以下描述，例如参考硅作为半导体材料并且参考氮化物和氧化物作为绝缘材料。例如，还可以使用碳作为牺牲层的材料，例如以无定形碳的形式。

因此氧化硅通常用作限定的中间区域内的牺牲层的材料，并且在mems麦克风的制造过程结束时从该中间区域溶解掉或蚀刻掉。对于具有两个膜结构的mems麦克风，例如硅膜结构，借助于机械连接元件也称为柱或连接柱能够使得两个膜结构彼此机械耦合。

按照根据本发明的方案现在可以实现的是，机械连接元件或连接柱不仅耐蚀刻剂，例如hf＝氢氟酸，并且也是电绝缘的，而且还比较柔性，即能够构造有低弹性模量杨氏模量。因此，一方面可以实现具有高信噪比的mems麦克风极其良好的声学特性，其中此外用于实施专门构造的机械连接元件或连接柱所需的工艺步骤可以非常容易地集成在mems器件的先前工艺流程中，从而在相应的mems器件的制造过程中所需的附加花费可以保持非常低。

通过在两个膜结构之间形成机械连接元件以用于该两个膜结构的机械耦合，不仅可以得到具有从中得到的非常好的电信号特性的mems器件的极好的声学特性，而且可以得到对于在两个膜结构之间的中间区域的极好的机械保护，该两个膜结构具有mems器件的位于其间的反电极结构定子结构。与先前的方法相比，所得到的电信号特性可以具有改善的总谐波失真thd特性以及改善的噪声特性snr。

机械的，例如柱形的连接元件例如可以非导电地构造，以将两个膜结构作为差分运行中的不同电极进行读取。此外，基于本方案的柱状连接元件的数量和尺寸可以极其容易地匹配相应的产品要求，并且因此极其容易地集成到先前的工艺流程中。

此外可以相对精确地设定或匹配机械连接元件的所得到的柔性。由于mems麦克风的声学特性强烈依赖于膜结构的柔性和屈服性，相应构造的mems麦克风的得到的电信号特性可以非常精确地匹配到所期望的额定参数，这通过借助于柔性连接元件来精确调节mems麦克风的双膜结构的所得到的柔性来进行。

另外，根据本方案，机械连接结构，即，机械连接元件具有带有多于一种材料的层序列，其中，外层的层材料耐蚀刻剂，例如hf，而内部材料是柔性构造的。因此，内部材料或介质由于具有外层材料的保护套而受到保护免受环境影响。

因此可以根据一个实施例通过保护层或包覆层内的涂层材料的和填充材料的材料特性的组合来调节柱状连接元件的所得柔性。

由于涂层材料，即形成壁区域的外层材料，可以构造得相对较薄并且仍然具有相对于周围环境，例如蚀刻剂，的保护功能，因此在一个实施例中柱状连接元件的所得到的柔性基本上通过保护层或包覆层内的填充材料的材料特性预设。

根据另一实施例，由构造有第一外部材料层的壁区域限定的内部体积区域被填充有在内部体积区域封闭时存在的周围环境气氛，从而柱状的机械连接元件也可以被构造为“中空体”或空管，其中然后外部材料层的厚度和材料特性预设了柱状机械连接元件的所得到的柔性。

附图说明

在下面例如参考附图更加详细地阐释装置和/或方法的实施例。图示：

图1a-d是根据一个实施例的用于制造双膜mems器件的示例性方法的示意图；

图2a-c是根据一个实施例的用于构造用于双膜mems器件的机械连接元件的填充材料结构的示例性方法步骤；和

图3a-e是根据一个实施例的双膜mems器件的示例性示意图以及根据一个实施例的双膜mems器件的柔性柱状机械连接元件的填充材料结构的示例性示意性详细表示。

具体实施方式

在下面具体借助附图更详细地解释本方案的实施例之前，要指出的是，在不同附图中的相同的功能相同或等同的元件、对象、功能块和/或方法步骤设有相同的附图标记，使得在不同实施例中示出的对具有相同附图标记的这些元件、对象、功能块和/或方法步骤的描述是可互换的或可以应用于彼此。

在下面现在图1a-d中借助示意图例如示出了用于制造具有柔性机械连接元件例如连接柱的双膜mems器件200参见图3a的方法100的原理过程。为了简化几何关系的描述，在图1a中还例如示出了x-y-z坐标系。其中，x-y平面代表图1a-d的图面。

在用于双膜mems器件200的制造方法100中，在步骤120中，首先在诸如半导体衬底或硅衬底的载体衬底222上提供层布置220，该层布置220具有第一膜结构224、与第一膜结构224相邻的牺牲材料层226和在牺牲材料层226中的反电极结构228，反电极结构也被称为也称为定子电极或背板。反电极结构228与第一膜结构224间隔并嵌入地布置在牺牲材料层226中。在牺牲材料层226中布置至少一个通孔230-1，通孔例如从牺牲材料层226或层布置220的第一即暴露的主表面区域226-1穿过牺牲材料层226延伸到第一膜结构224并且与反电极结构228分离地形成，即，不具有与反电极结构228的可能接触。

延伸到第一膜结构224的通孔230因此具有由侧壁230-a和第一膜结构224的暴露的区段224-a设置或限制的表面。

如图1a所示，除通孔230-1外，还示出了可选地设置在层布置220中的多个其他的通孔230-2，....230-n。在以下描述中，参考通孔230-1，其中，实施方案同样适用于其他的可选的通孔230-2....，230-n。

图1a中所示的通孔230-1可以例如具有圆柱形轮廓在y方向上，但是其中，通孔230-1也可以具有截头圆锥形轮廓或漏斗形轮廓，即部分截头圆锥形并且过渡到圆柱形轮廓。除了圆形横截面相对于x-z平面之外，通孔230-1还可以具有椭圆形、蛋圆形或者矩形的横截面。此外，通孔230-1还可以具有至少区段式凹形或凸起的外轮廓区段相对于x-z平面，外轮廓区段例如是由于用于在牺牲材料层226中形成通孔230-n的单独制造工艺，例如蚀刻工艺。

根据实施例，通孔230-1例如可以是柱形构造的，而另外的可选的通孔230-2可以周向地构造，例如构造有环形的横截面在x-z平面中。如这在下文该，可以在通孔230-2的环形轮廓内限定并形成mems器件200的双膜结构中的所谓的“通风或补偿口”。另外，可选的通孔230-n又可以是柱形构造的。

在下文中讨论了层布置220的其他可选元件，该元件在图1a中示例地被说明。

如图1a所示，第一膜结构224可以例如具有所谓的“分割”232，其中，被称为分割的是借助于绝缘层布置进行的膜结构的两个区域的细分或分界。借助于在膜结构中例如环绕布置的分割，可以进行mems麦克风的膜结构的电分离，其中，膜的可偏移区域布置在第一区域中，并且第二区域例如位于边缘处的保持结构中。随着分割膜结构，可以显著减少寄生效应，例如寄生电容。然而，图1a中所示的分割232仅被视为可选的。

在图1中还示出了可选的突起部234，该突起部可以构造为波纹或抗粘附元件。可以设置波纹以用于相应层中的应力补偿，同时可以设置也被称为“防粘凸块”的抗粘附元件或突起，以便在运行完成制造的mems麦克风中防止彼此可偏移的层结构例如可偏移的膜结构与反电极结构的“大面积”粘附或接触。这些抗粘附结构234也可以有利于清除或蚀刻掉牺牲材料层，以便防止相邻层结构的相互粘附。

在图1a中还可选地示出的凹部236可以在当前工艺级中的当前工艺流程中设置在牺牲材料层226的第一主表面区域226-1中，以便随后在另外的工艺步骤中在待布置在随后的工艺流程中的第二膜结构未在图1a中示出产生相应的波纹元件和/或防粘附元件。其中，这些波纹元件或抗粘附元件可以具有元件234的已经在前面描述的功能。

根据实施例，另外可以设置另外的层图1a-d中未示出作为中间层、绝缘层、具有嵌入的导体线路和/或以及钝化层的绝缘层。作为耐蚀刻剂的材料，例如对于另外的层可以使用氮化物材料。可以例如设置另外的中间层，以用于将膜结构和反电极结构锚固在边缘区域图1a中未示出处，而可以设置嵌入绝缘层中的导体线路中以用于接触膜结构和反电极结构。

在步骤140中，现在填充材料结构240可以被形成在柱状通孔230-1中或另外可选的通孔230-2、230-n中，办法是：具有第一填充材料的材料层242布置在通孔230-1或另外可选的通孔230-2、230-n的侧向壁区域230-a处和第一膜结构224的裸露的表面区域224-a上，以便在与第一填充材料242相邻的通孔230-1中获得内部体积区域244。

如图1b所示，填充材料结构240的材料层242与牺牲材料层226的主表面区域226-1以距离δy稍微偏置地构造，其中，这仅被视为示例，并且基于以下实施例借助图2a-b还被详细阐释。

如图1b所示，根据一个实施例填充材料结构240能够被构造为中空体或空管。

根据一个实施例，也可以将第二填充材料246引入内部体积区域244中以获得填充材料结构240，其中，第二填充材料246与第一填充材料242不同。

因此可以根据一个实施例通过保护层或包覆层内的涂层材料的材料特性和填充材料或填充介质的材料特性的组合来调节柱状连接元件的所得柔性。

根据一个实施例，还可以将由多个填充材料层形成的层序列引入内部体积区域244图1b中未示出，以获得填充材料结构240。在此，另外的填充材料层中的至少一个填充材料层具有与第一填充材料242不同的第二填充材料。

根据一个实施例，第一填充材料具有比第二填充材料246更高的弹性模量。因此例如第一填充材料242可以具有氮化物材料，例如氮化硅，其中，第二填充材料246例如可以具有氧化物材料，例如氧化硅。

根据通孔230-n穿过牺牲材料226的构造方案，所得填充材料结构240可以柱形、例如凸起、圆柱形或至少区段式锥形和圆柱形，即漏斗形地构造在第一和第二膜结构224、250之间。

在图1c和以下附图中，尚未再次绘制上述可选元件的附图标记以使表示更清楚。

正如图1c中示例所示，现在在步骤160中将第二膜结构250施加到层布置220上，即施加到牺牲层226的第一主表面区域226-1上并且另外施加或沉积到填充材料结构240上，以便严密地相对于周围环境封闭填充材料结构240的内部体积区域244。如图1c进一步示出，所施加的第二膜结构250的材料可以延伸到通孔230-1...230-n中，并且与填充材料结构240的材料层242齐平或形状配合，以获得内部体积区域244的严密的“封接”。

如在图1c中另外示例所示，可以在第二膜结构250上设置另外的可选层252，例如绝缘层或保护层。此外，图1c中示出了接近开口254，该接近开口可以在随后的蚀刻步骤中被设置为用于使得蚀刻剂接近中间区域238中的牺牲材料226的接近开口。

如在图1c中进一步举例说明，反电极结构228因而布置在第一和第二膜结构224、250之间的填充有牺牲材料226的中间区域238中，其中，例如反电极结构228等间隔居中地布置在第一和第二膜结构224、250之间并且还与填充材料结构240横向间隔布置。

如图1d所示，现在在随后的步骤180中，从中间区域238移除牺牲材料226，以便在中间区域238中的第一和第二膜结构224、250之间暴露填充材料结构240，以便在第一和第二膜结构224、250之间获得至少一个机械连接元件240，其中，机械连接元件240在第一和第二膜结构224、250之间机械耦合，也就是说，机械地连接到第一和第二膜元件224、250，并且与反电极结构228机械解耦。

根据一个实施例，另外可以设置另外的层图1a-d中未示出作为中间层、绝缘层、具有嵌入的导体线路和/或以及钝化层保护层的绝缘层。作为耐蚀刻剂的材料，例如对于其他层可以使用氮化物材料。可以设置另外的中间层，例如用于锚固膜结构和反电极结构，而可以设置嵌入绝缘层中的导体线路，以用于使得第一和第二膜结构和反电极结构进行电子接触。钝化层可以被设置为保护层，其中还可以例如设置导电接触元件，以便为膜结构或反电极结构提供电接触区域。膜结构和反电极结构与载体衬底的机械锚固例如在层布置220的边缘区域图1a-d中未示出中进行。

根据实施例，牺牲层226可以具有氧化物材料，例如氧化硅。然后，示例的蚀刻剂可用于蚀刻过程vhfvhf＝蒸汽hf。根据实施例，第一和第二膜结构和反电极结构可以具有半导体材料，例如多晶硅或单晶硅也或者硅锗sige。示例的蚀刻剂可具有用于湿法蚀刻过程的xef2、hcl，hno3+hf，koh，edp或tmah。

根据实施例，牺牲层226也例如可以具有碳，碳例如以无定形碳的形式。然后，示例的蚀刻剂可以是用于灰化过程的氧气，例如，作为o2等离子体。

关于去除牺牲材料的步骤180，即第一和第二膜结构224、250的可移动区段的自由蚀刻，指出的是，牺牲材料226的区域可以保留在层布置220的边缘区域中并且例如作为第一和第二膜结构的机械支承或支撑结构，并且位于其间的反电极结构可以是有效的。

去除中间区域238中的牺牲材料226的步骤180可以例如借助使用蚀刻剂的各向同性的湿蚀刻过程或干蚀刻过程来执行，其中，蚀刻剂具有蚀刻速率，对于牺牲材料226，蚀刻速率比暴露于蚀刻材料的第一填充材料242高至少5倍、10倍或20倍。

在下文现在描述用于双膜mems器件200的制造方法100的制造步骤的实施例，以便在提供步骤120中获得当前的层布置220。根据一个实施例，下面所示的原则上的方法步骤可以例如在提供层布置200的步骤120之前被执行。

因此首先第一膜结构224，以第一膜层堆叠为形式，例如由牺牲材料形成或施加在载体衬底222上，例如半导体衬底上，或布置在其上的绝缘层上。形成第一膜结构224的步骤可以例如借助于沉积过程来执行。随后可以将牺牲材料226施加到第一膜结构224上。然后反电极结构228可以以反电极层或反电极层堆叠的形式结构化地施加或沉积在所施加的牺牲材料226上。随后可以将另外的牺牲材料226施加到反电极结构228上。然后将至少一个通孔230-n引入牺牲材料226直到第一膜结构224并与反电极结构280分离。将至少一个柱状通孔230-n引入牺牲材料226的步骤可以例如用各向异性蚀刻过程来执行，其中第一膜结构224例如作为蚀刻过程的蚀刻停止层是有效的。在引入期间或在将至少一个通孔引入牺牲材料226直到膜结构之后并且在形成填充材料结构之前，也可以蚀刻在通孔中暴露的第一膜结构的区域，也就是说在至少一个通孔的区域中，以便在至少一个通孔的区域中获得该膜结构224的材料中的凹部，第一膜结构的这种蚀刻可以在随后将填充材料结构240引入至少一个柱状通孔中时有效，使得该填充材料结构240与第一膜结构的机械连接得到支持，即，在填充材料结构240和第一膜结构之间获得改进的机械连接。

如上所述，在将通孔引入牺牲材料层226的步骤中也可以将多个例如，柱状、线状或环状的通孔230-n引入到牺牲材料226中，直到第一膜结构224。在填充材料结构240的形成140中，填充材料结构240因此被引入多个通孔230-n中，其中，在去除牺牲材料的后续步骤中，填充材料结构被暴露在多个通孔中，以便获得第一和第二膜结构224、250之间的多个机械连接元件240，机械连接元件在第一和第二膜结构224、250之间机械耦合，即，与该第一和第二膜机械连接，并且与反电极结构228机械解耦。

如图1a-d中所示，通孔230-1，...，230-n通过牺牲材料层226或布置在牺牲材料中的填充材料结构240与反电极结构228间隔布置，从而在彼此耦合的第一和第二膜结构的机械偏移时在双膜mems器件200的运行期间，没有发生机械连接元件与反电极结构228的机械接触。在进一步的后续步骤图1a-d中未示出中，可以例如利用另外的蚀刻工艺、例如博世蚀刻工艺而将腔引入到载体衬底或半导体衬底222中，以便至少暴露膜结构224、250的可移动区段。

根据一个实施例，第一和第二膜结构224、250例如可以在大气负压或真空下严密封闭，以便在双膜mems器件的第一和第二膜结构之间的中间区域中产生大气负压或真空。然后中间区域也可以称为低压区域，其中，mems麦克风可以被称为真空麦克风。

因此低压区域可以具有压力，该压力通常可以小于环境压力或标准大气压力，声学mems传感器例如在正常操作条件下暴露给该环境压力或标准大气压力，例如在移动设备内。

根据一个实施例，低压区域中的压力可以基本上是真空或接近真空。备选地，低压区域中的压力可以小于环境压力或标准大气压力的约50％或40％、25％、10％或1％。标准大气压力通常可以是101.325kpa或1013.25mbar。低压区域中的压力还可以表示为绝对压力，例如小于50kpa、40kpa、30kpa、10kpa或通常小于1kpa。

通过在两个膜结构之间形成机械连接元件以用于其机械耦合并且可选地通过构造上述低压区域，不仅可以得到具有从中得到的非常好的电信号特性的mems器件的极好的声学特性，而且可以得到对于在两个膜结构之间的中间区域的极好的机械保护，该两个膜结构具有mems器件的位于其间的反电极结构定子结构。与先前的方法相比，所得到的电信号特性可以具有改善的总谐波失真thd特性以及改善的噪声特性snr。

机械的，例如柱形的连接元件例如可以非导电地构造，以将两个膜结构作为差分运行中的不同电极进行读取。此外，基于本方案的柱状连接元件的数量和尺寸可以极其容易地匹配相应的产品要求，并且因此极其容易地集成到先前的工艺流程中。

此外可以相对精确地设定或匹配机械连接元件的所得到的柔性。由于mems麦克风的声学特性强烈依赖于膜结构的柔性和屈服性，相应构造的mems麦克风的得到的电信号特性可以非常精确地匹配到所期望的额定参数，这通过借助于柔性连接元件来精确调节mems麦克风的双膜结构的所得到的柔性来进行。

下面现在借助图2a-c描述用于双膜mems器件200的制造方法100的制造区段的实施例，制造区段例如在图1a-d的步骤120和140之间执行，以便获得由第一和第二填充材料242、246形成的在形成140填充材料结构240的步骤中所获得的层序列。

如图2a所示，首先将具有在50和200nm之间、在130和150nm之间和通常约140nm的层厚的相对薄的氮化物层242形成到牺牲材料层226的第一表面区域226-1上，通孔230-1，...，230-n的壁区域230-a上以及第一膜结构224的暴露的表面区段224-a上，其中另外例如可以使用氮化物材料的lpcvd沉积lpcvd＝低压化学气相沉积＝化学低压气相沉积。在共形沉积工艺中，均匀的氮化物层242，即，第一填充材料层242均匀地也被引入牺牲材料层226中的相对深而窄的通孔230-1，...，230-n中。

牺牲材料层226中的通孔230-1，...，230-n可以例如具有对应于第一和第二膜结构224、250的距离的0.5至2.0μm的直径和2至5μm的深度。

在下文中，如图2a所示，使用teos原硅酸四乙酯将200nm至1.5μm、300至900nm或约500nm厚的氧化物层246作为第二填充材料246施加或引入牺牲材料层226的第一主表面区域226-1上和通孔230-1，...，230-n中。在下文中，例如从层布置220的第一表面区域226-1移除氧化物材料246，其中另外例如可以使用cmp工艺cmp＝化学机械抛光。得到的层布置220在图2b中示出。

在后续的方法步骤中，如图2c所示，现在去除布置在第一表面区域226-1上的氮化物层246，其中，具有第一和第二填充材料242、246的形成在通孔230-1，...，230-n中的层结构240保持作为填充材料结构240并且获得所得到的层布置220，如图2c所示。然后，仅在图2c中部分示出的层布置220对应于图1c中所示的层布置220。

现在在下面借助图3a描述双膜mems器件200的实施例，其中图3b-e以举例的方式示出了柔性连接元件230-n的所获得的填充材料结构240的扫描电子显微照片形式的详细表示。

如图3a所示，双膜mems器件200在载体衬底222上具有层布置220，其中，层布置220具有彼此间隔的第一和第二膜结构224、250以及布置在其间的反电极结构228，反电极结构分别与述第一和第二膜结构224、250间隔，和在该第一和第二膜结构224、250之间的至少一个机械连接元件240，该机械连接元件机械耦合在该第一和第二膜结构224、250之间并且与该反电极结构228机械解耦，其中，该至少一个机械连接元件240具有材料结构240，该材料结构具有第一填充材料层242作为该机械连接元件的壁区域240，其中，通过被构造为壁区域的填充材料层242形成在该机械连接元件240中的内部体积区域244，并且其中在机械连接元件240中的内部体积区域244中布置有介质或第二填充材料246，其中，该介质246的弹性模量小于形成该壁区域的该第一填充材料层242的材料的弹性模量。

根据一个实施例，机械连接元件240可以被构造为中空体或空管。

根据一个实施例，第二填充材料246可以布置在该内部体积区域244中，其中，该第二填充材料246与该第一填充材料层242的材料不同。

根据一个实施例，该填充材料结构240在该内部体积区域244可以具有由多个填充材料层242、246形成的层序列，其中，至少一个另外的填充材料层246具有与该第一填充材料层242的材料不同的填充材料。

根据一个实施例，第一填充材料层242的材料可以具有比另外的填充材料层246的材料更高的弹性模量。

根据一个实施例，第一填充材料层242可以具有氮化物材料，并且其中该第二填充材料层可以具有氧化物材料。

根据一个实施例，在该第一和第二膜结构224、250之间的该填充材料结构240可以是截头圆锥形、圆柱形或漏斗形构造的。

如图3a所示，牺牲材料226保持在层布置220的边缘区域220-a、220-b中，并且例如作为用于在衬底222上的第一和第二膜结构224、250和反电极结构228的机械支承结构或支托结构是有效的。此外，衬底222可以具有腔222-1，用于暴露双膜结构224、250的可移动区段。如图3a所示，第一和第二膜结构224、250例如可以包括可选的分割232。

因此，本方案适用于声学mems传感器，例如mems麦克风，其中，在mems麦克风中例如使用具有材料，如多晶硅/单晶硅、氮化硅和氧化硅的材料的层序列。氧化硅材料通常用作牺牲层，并且在制造过程结束时由mems麦克风的限定区域蚀刻出。对于“真空麦克风”，例如使用两个可移动膜结构224、250，其中，在两个膜224、250之间的中间空间或腔中存在大气负压。为了避免膜结构的崩溃或向内弯曲，例如使用机械连接元件240也称为柱用于保持两个膜结构224、250之间的固定中间空间。连接元件240具有例如以下特性。机械连接元件可以在膜结构224、250之间电绝缘地构造，以便实现膜结构224、250的差分读取过程。此外，机械连接元件可以相对于自由蚀刻化学物质稳定或耐受，例如相对于hf＝氢氟酸或其他蚀刻剂，其中，机械连接元件可以相对柔性构造。

根据本方案，因此在两个可移动膜结构之间设置机械连接元件作为间隔件，其中，这些间隔件可以电介地、蚀刻剂稳定且柔性具有低弹性模量构造。这根据本方案通过机械连接元件的多层构造方案实现，其中，机械连接元件240的最外层或壁区域相对于蚀刻剂是耐受的，其中，内部材料或空腔是柔性构造的。

双膜mems器件200可以根据上面的方法100制造。其中，那里的实施方案同样适用于双膜mems器件200的在图3a中所示的原则上的实施例。

图3b现在示出了以围绕双膜mems器件200的膜结构224、250中的通气口260的环绕的机械连接元件240或填充结构240的扫描电子显微镜图像的形式的详细表示。如图3b所示，填充材料结构240在第一膜结构224和第二膜结构250之间延伸，其中，第一填充材料层242构造为氮化物层，而第二填充材料层246具有氧化物材料。此外，在图3b中可以看到填充材料结构240和第二膜结构250多晶硅之间的形状配合的机械连接。

图3c现在以放大的局部示意图示出了具有第一膜结构224的图3b的填充材料结构240的连接区域。如图3c所示，第一膜结构224在通孔的区域中，即在填充材料结构240的区域中附加地蚀刻，或暴露给过蚀刻，从而在填充材料结构240和第一膜结构224之间产生扩大的机械接触区域224-a，机械接触区域可以导致连接元件240即填充材料结构240与第一膜结构224之间的改善的机械连接。换句话说，通过第一膜结构224的多晶硅材料的例如过蚀刻得到了在具有填充材料结构240的接触区域224-a中的第一膜结构224的材料的表面增大或粗糙化，这导致具有第一膜结构224的填充材料结构240、即机械连接元件的改善的机械锚固。

在图3d中现在示出了第一和第二膜结构224和250之间的柱形机械连接元件，其中显著示出了与位于其间的反电极结构228的机械解耦。

在图3e中现在示出了另一示例填充材料结构240的详细视图，其中，填充材料结构240在内部体积区域244中能够具有由多个填充材料层形成的层序列，其中，在图3e所示的层序列中，第一填充材料又是氮化物材料，连接至该氮化物材料的第二填充材料246又具有氧化物材料，其中在第二填充材料246中布置有第三填充材料248，该第三填充材料又例如具有氮化物材料。

描述了可以单独使用或与本文描述的特征和功能组合使用的本发明的另外的实施例和方面。

按照第一方面，用于双膜mems器件200的制造方法100包括以下步骤：在载体衬底222上提供120层布置220，其中该层布置220具有第一膜结构224，邻接该第一膜结构224的牺牲材料层226和在该牺牲材料层226中并且与该第一膜结构224间隔的反电极结构228，其中在该牺牲材料层226中形成至少一个通孔230-1，...，230-n，该通孔直到该第一膜结构224并且与该反电极结构228分离；通过将第一填充材料层242施加到该通孔230-n的壁区域230-a处，在该通孔230-n中形成140填充材料结构240，以便在通孔230-n中邻接该第一填充材料层获得内部体积区域244，在具有该牺牲材料226和该填充材料结构240的该层布置220上结构化地施加160第二膜结构250，以气密地密封该内部体积区域244，其中该反电极结构228布置在由该牺牲材料226填充的位于该第一和第二膜结构224、250之间的中间区域238中并且分别与该第一和第二膜结构间隔布置，并且从该中间区域238中去除180该牺牲材料226以暴露该中间区域238中的填充材料结构240，以在该第一和第二膜结构224、250之间获得至少一个机械连接元件240，该机械连接元件机械耦合到该第一和第二膜结构224、250之间并且与该反电极结构228机械解耦。

根据参照第一方面的第二方面，该制造方法100还可以具有以下步骤：将第二填充材料246引入该内部体积区域244中以获得该填充材料结构240，其中该第二填充材料246与该第一填充材料不同。

根据第三方面，参考第一方面，制造方法100还可以具有以下步骤：将由多个填充材料层形成的层序列引入该内部体积区域244以获得该填充材料结构240，其中至少一个另外的填充材料层具有不同于该第一填充材料层242的第二填充材料。

根据第四方面，参考第二方面，第一填充材料层242的材料可以具有比第二填充材料层246的材料更高的弹性模量。

根据第五方面，参考第一方面，第一填充材料层242可以具有氮化物材料，并且第二填充材料层246可以具有氧化物材料。

根据第六方面，参考第一方面，第一和第二膜结构224、250之间的填充材料结构200可以被构造成截头圆锥形、圆柱形或漏斗形。

根据第七方面，参考第一方面，除去180牺牲材料226的步骤借助于各向同性的蚀刻过程可以利用液态或气态蚀刻剂来进行，其中，该蚀刻剂可以具有蚀刻速率，该蚀刻速率对于该牺牲材料226比对于该第一填充材料大至少10倍。

根据第八方面，参考第一方面，可以在执行提供120层布置220的步骤之前执行用于形成层布置220的下述步骤：在该载体衬底222上形成以第一膜层或第一膜层堆叠为形式的该第一膜结构224，将牺牲材料226施加在该第一膜结构224上，在该施加的该牺牲材料226上形成以反电极层或反电极层堆叠为形式的该反电极结构228，将牺牲材料226施加到该反电极结构228上，和将该至少一个通孔230-n引入该牺牲材料226中直到该第一膜结构224并且与该反电极结构228分离。

根据第九方面，参考第八方面，在引入的步骤中，可以将多个通孔引入到牺牲材料226中直到第一膜结构，其中，该填充材料结构240被形成在该多个通孔230-n中，并且在去除该牺牲材料226的步骤中，该多个通孔230-n中的该填充材料结构240可以被暴露，以便在该第一和第二膜结构224、250之间获得多个机械连接元件，该机械连接元件机械耦合到该第一和第二膜结构224、250之间并且与该反电极结构228机械解耦。

根据第十方面，参考第一方面，该制造方法100还可以具有以下步骤：蚀刻在该至少一个通孔230-n的区域224-a中的该第一膜结构224，以便在该至少一个通孔230-n的区域中获得该膜结构224的材料中的凹部，其中，蚀刻该膜结构的步骤在所述引入期间被执行或在引入该至少一个通孔到该牺牲材料226中直到该第一膜结构224之后并且在形成该填充材料结构240之前被执行。

根据第十一方面，参考第一方面，方法100还可以具有以下步骤：在大气负压或真空下气密地封闭该第一和第二膜结构，以在该双膜mems器件的该第一和第二膜结构之间的该中间区域中产生大气负压或真空。

根据第十二方面，双膜mems器件200可以具有以下特征：载体衬底222上的层布置220，其中，层布置220具有彼此间隔的第一和第二膜结构224、250以及布置在其间的反电极结构228，反电极结构分别与述第一和第二膜结构224、250间隔，和在该第一和第二膜结构224、250之间的至少一个机械连接元件240，该机械连接元件机械耦合在该第一和第二膜结构224、250之间并且与该反电极结构228机械解耦，其中，该至少一个机械连接元件240具有材料结构240，该材料结构具有第一填充材料层242作为该机械连接元件的壁区域240，其中，通过被构造为壁区域的填充材料层242形成在该机械连接元件240中的内部体积区域244，并且其中介质246布置在该机械连接元件240的该内部体积区域244中，其中，该介质246的弹性模量小于形成该壁区域的该第一填充材料层242的材料的弹性模量。

根据第十三方面，参考第十二方面，该机械连接元件240可以被构造为中空体或空管。

根据第十四方面，参考第十二方面，第二填充材料246可以布置在该内部体积区域244中，其中，该第二填充材料246与该第一填充材料层242的材料不同。

根据第十五方面，参考第十二方面，填充材料结构240在内部体积区域244中能够具有由多个填充材料层形成的层序列，其中，至少一个另外的填充材料层246具有与该第一填充材料层的材料不同的填充材料。

根据第十六方面，参考第十二方面，该第一填充材料层的材料可以具有比该另外的填充材料层的材料更高的弹性模量。

根据第十七方面，参考第十二方面，第一填充材料层242可以具有氮化物材料并且该第二填充材料层可以具有氧化物材料。

根据第十八方面，参考第十二方面，第一和第二膜结构224、250之间的填充材料结构240可以被构造成截头圆锥形、圆柱形或漏斗形。

虽然已经结合用于在单晶半导体衬底中制作掩埋的中空结构的方法描述了一些方面，但是应该理解的是，这些方面也展示了相应的装置的描述，该装置用于在单晶半导体衬底中制作掩埋的中空结构，因此方法步骤或方法步骤的特征也应理解为相应的框或相应装置的器件。方法步骤中的一些或全部可以由硬件装置或使用硬件装置执行，例如使用微处理器、可编程计算机或电子电路。在一些实施例中，最重要的方法步骤中的一些或多个方法步骤可以由这样的装置执行。

上述的实施例仅是本实施例的原理的展示。显然的是，其它的专业人员能够明白这里所描述的装置和具体情况的变型方案和变体方案。因此目的是，实施例仅由所附权利要求的保护范围来限制，而不是由借助于实施例的描述和解释而呈现的具体细节来限制。