CN103723675A - 用于微机械部件的制造方法和微机械部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于微机械部件的制造方法，所述制造方法具有下述步骤：在硅层（10）的现有的（110）-表面定向的情况下，通过在所述硅层（10）的正面（12）上至少实施与晶体定向相关的蚀刻步骤从至少一个单晶的硅层（10）至少部分地结构化出至少一个结构（42、46），其中在硅层（10）的现有的（110）-表面定向的情况下，在所述硅层（10）的正面（12）上额外地实施至少一个与晶体定向无关的蚀刻步骤以用于至少部分地结构化出至少一个结构（42、46）。此外，本发明还涉及一种微机械部件。

Description

用于微机械部件的制造方法和微机械部件

技术领域

本发明涉及一种用于微机械部件的制造方法。此外，本发明还涉及一种微机械部件。

背景技术

在出版物“Spezielle Herstellungsverfahren der Mikrosystemtechnik”（微系统技术的专门制造方法）（http://www.leb.eei.uni-erlangen.de/termine/ferienakademie/2008/mikrosystem/hoehne_SpezifischeVerfahren_Vortrag.pdf；第20页）中描述了一种用于在现有的（110）-表面定向的情况下借助于与晶体定向相关的蚀刻步骤在单晶的硅晶片的正面中形成竖直的沟道的方法。在此，（111）-结晶面作为蚀刻停止面起作用。

发明内容

本发明提供了具有权利要求1所述的特征的、用于微机械部件的制造方法，以及一种具有权利要求14所述的特征的微机械。

本发明实现了以高产量批量生产的方式制造微机械部件，其中同时保证了可靠地遵守单个组件的期望的结构化精度或者结构侧面对称性。

通过使用单晶的/单晶体的硅而能禁止在结构化多晶的硅时出现的晶粒效应。当在多晶的硅中存在晶粒时通常导致结构化时不精确，而借助于本发明能够利用在单晶的硅中出现的定义好的晶体面用于形成由单晶的硅结构化出至少一个结构的有利的形式。

优选提供一种高精度地定向的硅层以执行制造方法，所述硅层具有与（110）-晶体面小于0.05°、尤其是小于0.02°的错误定向，从而借助于至少所述与晶体定向相关的蚀刻步骤和所述与晶体定向无关的蚀刻步骤结构化出至少一个高度对称的结构侧面和/或至少一个高度对称的侧壁作为所述至少一个结构。通过提供包括一种具有与（110）-晶体面小于±0.05°的错误定向的表面的单晶的硅层，以及通过在该单晶的硅层的表面上执行与晶体定向相关的蚀刻步骤能够有利地较小地保持在制造方法中出现的误差角公差（这是两个对置的结构侧面彼此之间的角偏差以及该角偏差在基底上的进程（Gang））。例如，利用根据本发明的制造方法实现了，在整个晶片上把误差角公差压制到小于0.5°，尤其是小于±0.02°。与在干法蚀刻或者深度结构化时基于设备通常出现的至少±0.5°的误差角公差相比，这是有利地低值。

例如，可以提供高精度（110）-定向的硅层作为具有任意定向的承载晶片的SOI基底的构件层。因此，本发明能借助于相对价廉的材料实现。

此外，通过校准结构的与晶体定向相关的测试蚀刻能导出硅层的方位角的晶体定向，以及借助于导出的晶体定向能导出晶体上光刻掩膜的方位角的定向，其用于用来结构化出至少一个结构的、与晶体定向相关的蚀刻步骤。因此，更容易执行根据本发明的制造方法。

在制造方法的一种有利的实施方案中，执行各向异性的蚀刻步骤作为至少一个与晶体定向无关的蚀刻步骤。借助于各向异性的蚀刻步骤也可以不竖直地蚀刻/切开位于表面上的（111）-晶体平面，所述（111）-晶体平面在与晶体定向相关的蚀刻步骤中作为（111）-蚀刻停止面导致各向异性的蚀刻。因此，各向异性的蚀刻步骤也可以用于消除在执行的与晶体定向相关的蚀刻步骤之前或之后的不期望的效应。

尤其可以执行深反应离子蚀刻步骤（Deep Reactive Ion Etching）作为至少一个与晶体定向无关的蚀刻步骤。深反应离子蚀刻步骤能容易地和与晶体定向相关的蚀刻步骤组合起来。

在一种有利的实施方案中，在所述与晶体定向相关的蚀刻步骤之前执行所述至少一个与晶体定向无关的蚀刻步骤。然而，制造方法的可执行性不局限于蚀刻步骤的这种顺序。例如，也可以在所述至少一个与晶体定向无关的蚀刻步骤之前进行所述与晶体定向相关的蚀刻步骤或者在至少两个与晶体定向无关的蚀刻步骤之间进行所述与晶体定向相关的蚀刻步骤。

在一种优选的实施方案中，借助于所述与晶体定向无关的蚀刻步骤，在硅层中蚀刻出了经由至少局部地延缓所述与晶体定向相关的蚀刻步骤的（111）-蚀刻停止面的至少一个区域的至少一个沟道。

在这种情况下，尤其可以借助于与晶体定向无关的蚀刻步骤在硅层中，蚀刻出了经由至少局部地延缓所述与晶体定向相关的蚀刻步骤的（111）-蚀刻停止面的至少一个区域的至少一个沟道，所述（111）-蚀刻停止面定向为相对于所述硅层的（110）-晶体面倾斜了35°。因此，此处描述的制造方法保证了有利地使用两个垂直于（110）-晶体面定向的（111）-蚀刻停止面，尤其用于以高精度蚀刻出垂直于（110）-晶体面定向的、窄的沟道，而同时能禁止其它（111）-蚀刻停止面的不期望的效应。因此借助于本发明实现了单晶体的硅的更准确地结构化。尤其通过这种方式能形成具有大于1：1（深度：宽度）的宽高比的窄沟道。

在另一种有利的实施方案中，执行一种湿法化学蚀刻步骤作为所述至少一个与晶体定向相关的蚀刻步骤。这种湿法化学蚀刻步骤能简单地实施，且保证了有利地利用单晶硅的、垂直于（110）-晶体面定向的（111）-晶体面作为（111）-蚀刻停止面。此外，湿法化学蚀刻步骤能通过简单的方式与所述至少一个与晶体定向无关的蚀刻步骤、特别是与深反应离子蚀刻步骤组合起来。

在另一种有利的实施方案中，从单晶的硅层结构化出保持部和/或偏转部的至少一个分区域作为所述至少一个结构，所述保持部和/或偏转部具有与之连接的、独立的元件。例如，至少一个弹簧可以作为与保持部和/或偏转部的至少所述分区域连接的、至少一个独立的元件从单晶的硅层结构化出来。因此，所述制造方法能用于制造对结构精度和尤其是侧壁对称性具有高要求的执行器和/或传感器。在转速传感器中，根据本发明的制造方法尤其可以用于制造悬挂弹簧结构，所述悬挂弹簧结构具有对称的弹簧横截面和对置的侧沿的可忽略的侧面误差角。

保持部可以理解为一种从单晶的硅层结构化出的结构，所述结构（几乎）固定地和刚性地与非结构化的材料和/或基底连接。相对于此，偏转部优选可理解为一种从单晶的硅层结构化出的结构，所述结构可（一同）移动和/或（一同）弯曲。例如，偏转部可理解为一种从单晶的硅层结构化出的结构，通过所述结构使两个独立的结构、例如弹簧彼此连接。

在一种优选的实施方案中，形成了至少一个锤头状的结构，至少一个独立的元件通过所述结构过渡至保持部和/或偏转部的至少所述分区域中。如下文中更详细地描述的那样，通过这种方式可以有利地利用两个垂直于所述（110）-晶体面定向的（111）-蚀刻停止面的位置。

对此可以理解为，所述至少一个独立的元件设计为具有与保持部和/或偏转部的至少所述分区域接触的端部，所述端部具有一个第一侧面和一个第二侧面，所述第一侧面和第二侧面垂直于硅层的（110）-晶体面定向，且它们相对于保持部和/或偏转部的至少所述分区域的、朝着相应的独立的元件定向的侧壁如此定向，使得所述第一侧面以锐角的倾斜角以及所述第二侧面以钝角的倾斜角相对于侧壁倾斜。

在相应的微机械部件中也保证了在上述段落中描述的优点。也能对应于上述实施方案改进所述微机械部件。

附图说明

在下文中根据附图描述本发明的其它特征和优点。附图示出了：

图1A至1F示出了硅层的俯视图以用于阐明制造方法的一种实施方案；

图2A和2B示出了微机械部件的第一实施方案的示意性的部分图示；以及

图3A和3B是微机械部件的第二实施方案的俯视图和剖视图。

具体实施方式

图1A至1F是硅层的俯视图，用于阐述制造方法的一种实施方案。

在图1A中以俯视图示出的硅层10是单晶的硅层。硅层10例如可以是一种SOI-晶片（基于绝缘体的硅晶片）的层。硅晶片同样也可以用作硅层10。（高精度（110）-定向的）硅层10也可以被提供作为具有任意定向的承载晶片的SOI-基底的构件层。硅层10具有进一步结构化的正面12（外侧），所述正面优选具有（110）-晶体面的小于0.05°，尤其是小于0.02°的错误定向。因此，硅层10可以称为高精度定向的硅层10。简便起见，下文中如此描述该特征，即正面12（外侧）是（110）-晶体面12。这也可以描述为存在以（110）-表面定向的硅层10。硅层10同样也可以称为单晶的（110）-硅层10。

硅层10具有两个垂直于（110）-晶体面12定向的（111）-晶体面14，所述（111）-晶体面借助于其剖面轴在图1A中示意性地示出。两个垂直于（110）-晶体面12定向的（111）-晶体面14彼此以（约）70度的锐角α以及以（约）109度的钝角β定向。两个另外的（111）-晶体面16定向为相对于硅层的（110）-晶体面12倾斜（约）35度。

借助于下文描述的制造方法能从单晶的（110）-硅层10结构化出至少一个高度对称的结构侧面和/或至少一个高度对称的侧壁作为至少一个结构。在可选的方法步骤中，首先通过校准结构的与晶体定向相关的测试蚀刻能导出硅层10的方位角（azimuthale）的晶体定向，以及借助于导出的晶体定向能导出晶体上光刻掩膜的方位角的定向，其用于结构化出至少一个结构的、与晶体定向相关的蚀刻步骤。

图1B示出了通过执行下文描述的制造方法要从硅层10结构化出的结构的优选位置18。仅示例性地从单晶的硅层10结构化出保持部的至少一个分区域作为至少一个结构，所述保持部具有至少一个与之连接的、独立的元件。示出至少一个与保持部的至少所述分区域连接的独立的元件作为从单晶的硅层结构化出的至少一个弹簧或者弹簧条仅用于更好地使下文描述的方法形象化。要指出的是，多个不同设计的结构借助于下文描述的制造方法能至少部分地从硅层10结构化形成。

为了在期望的位置18至少部分地结构化出至少一个结构，能去除硅层10的区域20。在此处描述的制造方法中，这一点在硅层10的现有的（110）-表面定向的情况下通过在硅层10的正面12上执行与晶体定向相关的蚀刻步骤进行，并且在硅层10的现有的（110）-表面定向的情况下通过在所述硅层10的正面12上额外地执行至少一个与晶体定向无关的蚀刻步骤进行。在与晶体定向相关的蚀刻步骤期间，两个垂直于（110）-晶体面12定向的（111）-晶体面14作为蚀刻停止面用于形成垂直于（110）-晶体面12定向的壁22。然而，传统上当使用与晶体定向相关的蚀刻步骤时由于相对于（110）-晶体面12倾斜了（约）35°定向的另外的（111）-晶体面16通常出现“屏蔽效应”。换句话说，也可以如此描述，即相对于（110）-晶体面12倾斜了（约）35°定向的另外的（111）-晶体面16作为不期望的（111）-蚀刻停止面局部地停止/限制了期望的蚀刻过程。这样尤其会导致，在执行与晶体定向相关的蚀刻步骤之后残留了不期望的残留部24。

与晶体定向相关的蚀刻步骤尤其是可以为湿法化学的蚀刻步骤。例如，KOH可以用于执行与晶体定向相关的蚀刻步骤。湿法化学的蚀刻方法在作为蚀刻停止面的、垂直于（110）-晶体面12定向的（111）-晶体面14方面具有极高的选择性。垂直于（110）-晶体面12定向的（111）-晶体面14由于高的选择性在湿法化学的蚀刻步骤期间几乎不/不被蚀刻。因此，可以借助于湿法化学的蚀刻方法从单晶的硅层10的（110）-晶体面12结构化出垂直地定向的侧壁。在湿法化学的蚀刻方法中出现的误差角主要通过精确地调节（110）-正面12来定义。在这种情况下通常保证了低于0.01°的误差角。

湿法化学的结构化的其它优点是蚀刻腔的显著简化的结构，以及在硅层10的整个面上蚀刻率的极高的均匀性。在湿法蚀刻过程中，取消了在干燥的等离子蚀刻时在晶片上由于倾斜的离子进入而出现的侧面不对称。此外，在湿法蚀刻过程中，可以利用较薄的掩膜工作。在湿法化学的蚀刻时比在干法蚀刻时更好地定义了蚀刻停止和过渡。此外，可以批量处理晶片，相对于在干法蚀刻时单个-晶片-处理来说这是有利的。

如果与晶体定向相关的蚀刻步骤包括利用KOH的湿法化学的蚀刻，则来自薄的二氧化硅层和位于其上的氮化硅层的蚀刻掩膜12是适用的。这两个层可以一致地在热氧化中和随后的LPVCD分离中形成。

图1Ca和图1Cb示出了，如果人们尝试仅利用与晶体定向相关的蚀刻步骤去除（在图1B中简化示出的）区域20会出现什么情况。（因此，图1Ca和图1Cb未示出执行的方法步骤，而是仅用于理解下文进一步描述的方法步骤。）

图1Ca中示出了在与硅层10对应的比较层10’上施加的蚀刻掩膜26，在蚀刻掩膜中结构化形成贯通的开口28。蚀刻掩膜26被施加到比较层10’的（110）-晶体面12’上。

图1Cb示出了在执行与晶体定向相关的蚀刻步骤之后在比较层10’的相应的位置处的俯视图。通过执行与晶体定向相关的蚀刻步骤蚀刻掉比较层10’的、借助于蚀刻掩膜26的贯通的凹部28暴露出的区域。然而也额外地蚀刻掉比较层10’的位于蚀刻掩膜26下方的其它区域30。蚀刻掩膜26的借助于箭头32描述的这种掏蚀通过作为（111）-蚀刻停止面起作用的（111）-晶体面14和16限定。垂直于（110）-晶体面12’定向的（111）-晶体面14 的限定可以用于确定形成的蚀刻沟道的优选形状。然而，其它（111）-晶体面16--其定向为相对于比较层10’的（110）-晶体面12’倾斜了（约）35°的角度--作为不期望的（111）-蚀刻停止面引起了“阴影”。因此，在执行了与晶体定向相关的蚀刻步骤之后留下了不期望的（未蚀刻掉的）残留部24。残留部24会导致借助于所述与晶体定向相关的蚀刻步骤结构化出的至少一个结构的不精确性。例如，传统方式的残留部24在结构化出的弹簧形式中引起偏差，由此弹簧的弹簧常数与优选的值偏离。下文将说明，如何能借助于下文描述的方法步骤对待该缺点。

蚀刻掩膜的这种掏蚀表明，有利的是，除了精确地调节（110）-表面之外，还存在蚀刻掩膜26在（110）-表面上关于竖直的（111）-平面的高精度定向。蚀刻掩膜26的错误定向自动导致了，减小期望的结构宽度。由制造者装入Si-基底中的晶体定向通常规定为±0.2°。有时这可能不满足此处追求的要求，且因此通常额外的步骤，例如形成测试结构对精确地识别（111）-平面定向来说是有利的，利用与晶体定向相关的蚀刻步骤结构化所述测试结构。

像上文提到的那样，下文描述的制造方法还包括：在硅层10的现有的（110）-表面定向的情况下通过在所述硅层10的正面12上额外地实施至少一个与晶体定向无关的蚀刻步骤来进行至少一个结构的至少部分的结构化。根据图1D示出了与晶体定向无关的蚀刻步骤。例如，可以执行各向异性的蚀刻步骤作为所述至少一个与晶体定向无关的蚀刻步骤。优选地，执行深反应离子蚀刻步骤作为至少一个与晶体定向无关的蚀刻步骤。在此处描述的制造方法的实施方案中，在与晶体定向相关的蚀刻步骤之前进行至少一个与晶体定向无关的蚀刻步骤。然而，制造方法的可执行性不局限于蚀刻步骤的这种顺序。

减小不期望的倾斜的（111）-蚀刻停止面的影响的可能性在于，借助于在图1D中示出的与晶体定向无关的蚀刻步骤在硅层10中蚀刻出经由至少局部地延缓与晶体定向相关的蚀刻步骤的（111）-蚀刻停止面14或16的至少一个区域36的至少一个沟道34。尤其是可以借助于与晶体定向无关的蚀刻步骤在硅层10中蚀刻出经由至少局部地延缓与晶体定向相关的蚀刻步骤的（111）-蚀刻停止面16的至少一个区域36的至少一个沟道34，所述（111）-蚀刻停止面取向为相对于硅层10的（110）-晶体面12倾斜了（约）35°。因此，人们也可以把与晶体定向无关的蚀刻步骤描述为“倾斜的”（111）-蚀刻停止面16的切开。通过这种方式可以在随后的与晶体定向相关的蚀刻中使迅速地蚀刻的平面露出，由此被切开的“倾斜的”（111）-晶体面16失去了其作为（111）-蚀刻停止面的作用。借助于与晶体定向无关的蚀刻步骤蚀刻出的至少一个沟道34的位置和/或定向尤其可以如此确定，即垂直于（110）-晶体面12定向的（111）-晶体面14保持其作为（111）-蚀刻停止面的期望的作用。

执行至少一个与晶体定向无关的蚀刻步骤连同随后的与晶体定向相关的蚀刻步骤具有的优点是，可以放弃其它的前置的蚀刻步骤。因此，通常仅执行唯一的与晶体定向无关的蚀刻步骤就足够了。

图1E和F描述了另一种可能性，即减小不期望的倾斜的（111）-蚀刻停止面的影响。同时首先借助于与晶体无关的方法使硅层10结构化。在此保留的面的几何形状有意识地与蚀刻掩膜中的平行四边形状的开口不同。相反，可以借助于在蚀刻掩膜38中形成的贯通的凹部40把两个垂直于（110）-晶体面12定向的（111）-晶体面14的凸出的交点移动至经过预结构化的区域中。因为该区域在之前已经进行了结构化，所以在与晶体定向相关的结构化方法期间不会形成不期望的倾斜的（111）-蚀刻停止面。

图1F示出了由硅层10的（110）-晶体面12结构化出的结构作为弹簧42，所述弹簧在保持部的同样从硅层10结构化出的分区域46上张紧。要注意，借助于此处描述的制造方法能确定弹簧42在相对较小的偏差范围内的刚度。然而，此处描述的制造方法不仅适合用于弹簧42的结构化形成。

在借助于此处描述的制造方法结构化出弹簧42和保持部的分区域46时，不仅蚀刻掉了硅层10的借助于在蚀刻掩膜38中的凹部40暴露的区域，而且也出现了用于去除处于蚀刻掩膜26下方的其它区域30的、上文所述的掏蚀32。然而对掏蚀32来说取消了在结构化硅层10时传统的限制。由于之前实施了与晶体定向无关的蚀刻步骤，所以在图1F中描述的与晶体定向相关的蚀刻步骤期间“倾斜的”“切开的”（111）-晶体面16不作为（111）-蚀刻停止面起作用。

如在图1F中可看出的那样，在此处描述的方法中，垂直于（110）-晶体面12定向的（111）-晶体面14能用于结构化弹簧42的和分区域46的垂直于表面12定向的壁22。所述壁22能精确地沿两个方向定向，其中所述两个方向通过垂直于（110）-晶体面12延伸的（111）-蚀刻停止面14确定。

因此，总之在结构化硅层10时通过与晶体定向无关的蚀刻步骤和与晶体定向相关的蚀刻步骤的组合保证了有利的精度。在此优选地以与晶体定向相关的方式蚀刻掉制造公差敏感的区域。其余的区域可以借助于与晶体定向无关的蚀刻步骤如此结构化，即所述两个区域连接形成一个有利的整体设计。

如根据图1F能看出的那样，在此处描述的制造方法中形成了至少一个锤头状的结构44，设计为弹簧42的独立的元件通过所述结构过渡至保持部的至少所述分区域46中。这种情况也可以这样描述，即所述至少一个设计为弹簧42的独立的元件设计为具有与保持部的至少所述分区域46接触的端部48，所述端部具有第一侧面50和第二侧面52，所述第一侧面和第二侧面定向为垂直于硅层10的（110）-晶体面12。侧面50和52相对于保持部的至少所述分区域46的、朝着相应的独立的元件定向的侧壁54如此定向，使得所述第一侧面50以（未示出的）锐角的倾斜角α相对于侧壁54倾斜，所述倾斜角α尤其可以约为70°。所述第二侧面52能以钝角的倾斜角β相对于侧壁54倾斜，所述倾斜角β尤其可以约为109°。下文仍将更详细地讨论通过这种方式实现的至少一个独立的元件与保持部的至少所述分区域46的连接的其它细节和优点。（如果弹簧42或者另一种设计的独立的元件通过锤头状的结构44与偏转部连接，则这种锤头状的结构的上述实施方案相应地也适用。）

上述制造方法尤其可以用于制造执行器或传感器，例如加速度传感器和/或转速传感器。然而，也可以借助于所述制造方法制造其它微机械部件。

在制造方法的一个备选的实施方案中，在与晶体定向无关的蚀刻步骤之前执行与晶体定向相关的蚀刻步骤。尤其当执行深反应离子蚀刻步骤作为与晶体定向无关的蚀刻步骤时，其优点在于，仅需要通过薄的掩膜来保护借助于所述与晶体定向相关的蚀刻步骤结构化的分结构以用于执行所述与晶体定向无关的蚀刻步骤。在执行深反应离子蚀刻步骤时，（主要）通过垂直于表面12指向的物理的离子轰击引起结构化。因此，在深反应离子蚀刻步骤中，在侧壁上的薄二氧化硅层，例如具有50nm的层厚度的二氧化硅层作为掩膜就足够了。这种二氧化硅层例如可以通过热氧化有利地且基于设立的过程形成。

可选地，也可以在（111）-晶体面上实施借助于所述与晶体定向无关的蚀刻步骤结构化的分结构的平整和定向。在此首先执行所述与晶体定向无关的蚀刻步骤。接着不分离掩膜，而是通过与晶体定向相关的蚀刻对粗糙的、以较大的错误公差结构化出的分结构进行平整直至（111）-晶体面14。随后通过薄的二氧化硅层保护经平整的结构。接着可以借助于另一个与晶体定向无关的蚀刻步骤形成其余的设计元件。

图2A和2B示出了微机械部件的第一实施方案的示意性的部分图示。

在图2A和2B中示意性地示出的微机械部件借助于上述执行的制造方法来制造。所述微机械部件具有至少一个由至少一个单晶的硅层结构化出的结构42和46，所述结构包括保持部的至少一个分区域46，其具有至少一个连接在其上的独立的元件42。例如，至少一个连接在保持部的至少所述分区域46上的独立的元件42是至少一个弹簧42。

至少一个独立的元件42通过锤头状的结构44过渡至所述保持部的至少所述分区域46中，所述保持部承受（auffängen）与晶体定向相关的和与晶体定向无关的蚀刻步骤之间的校准公差。对此优选理解为：至少一个独立的元件42在一与所述保持部的至少所述分区域46接触的端部48处具有第一侧面50和第二侧面52，所述第一侧面和第二侧面定向为垂直于（之前的）硅层的（110）-晶体面，且它们相对于（保持部的所述分区域46的）朝着相应的独立的元件42定向的侧壁54如此定向，使得所述第一侧面50以锐角的倾斜角α以及所述第二侧面52以钝角的倾斜角β相对于侧壁54倾斜。人们也可以把独立的元件42在保持部的至少所述分区域46上的这种连接描述为锤头-过渡部。人们可以如此描述锤头状的结构44，即在沿着纵向延伸的独立的元件42的所述端部上，具有锐角的倾斜角α的第一棱边相对于具有钝角的倾斜角β的第二棱边关于纵向方向错开。例如，具有钝角的倾斜角β的第二棱边比具有锐角的倾斜角α的第一棱边更接近独立的元件42的中点/重心。

锐角的倾斜角α优选处于80°和60°之间的范围内，优选在75°和65°之间的范围内。所述锐角的倾斜角α尤其可以约为70°。相应地，所述钝角的倾斜角β优选处于100°和120°之间的范围内，优选在105°和115°之间的范围内。所述钝角的倾斜角β尤其可以约为109°。借助于这种倾斜角α和β能清楚地看出，结构42和46借助于上文描述的制造方法从单晶硅结构化出。（这也可以由此看出，即侧面50和52是垂直于（110）-晶体面12定向的（111）-晶体面14。）

此外还可以从微机械部件看出，借助于尤其是借助于深反应离子蚀刻步骤蚀刻的沟道34穿通蚀刻了定向为相对于（110）-晶体面倾斜了（约）35°角的（未示出的）（111）-晶体面16。通过这种方式可以保证，最多在结构42和46结构化出之后留下相对较少的残留部24。因此，尤其在一对于至少一个独立的元件42的移动和/或弯曲特性来说重要的区域中能以高精度结构化出期望的结构42和46。因此，确保了恰好在该区域中小的制造公差。

由于倾斜角α和β，设计为弹簧的独立的元件42的宽度显著增大。因为弹簧42的弹簧刚性以弹簧宽度的三次幂增大，所以柔性的弹簧42和机械刚性的锤头状结构44之间的机械的过渡部仅极小程度地移动。因此，可以如此选择锐角的倾斜角α和机械的过渡部之间的距离，即承受在该范围内扩大的公差。相对于具有锐角的倾斜角α的所述区域，大的倾斜角β的缺口应力相对较小。因此，制造出的微机械部件能承受机械负荷。

此外，在微机械部件中能承受在两个（111）-晶体面14的交叉处扩大的错误公差的影响。因为该交叉处可能处在弹簧42的固定部中且在那里出现最大的机械应力，所以扩大的公差过度地作用于弹簧的横截面对称和机械的负荷能力。然而该问题由此应对，即从这点出发取消具有小的制造公差的（111）-晶体面的锐角的倾斜角α。

因此，微机械部件具有一种设计，这种设计减小了基于切开倾斜的（111）-晶体面16而扩大的公差通过随后的与晶体定向相关的蚀刻对弹簧的横截面对称的影响。除了增大弹簧的横截面对称之外，还减小了竖直的（111）-晶体面的锐角的倾斜角处的缺口应力。另一点在于，通过倾斜角和仅最小化的倒圆避免了高的缺口应力。

图3A和3B示出了微机械部件的第二实施方案的俯视图和剖视图。

在图3A和3B中示意性示出的微机械部件也借助于上文执行的制造方法制成。图3A和3B的微机械部件是转速传感器的至少一部分。为此，微机械部件具有能被置于在一个平面内平移振荡的（振动感应的）质量体56，所述质量体通过弹簧42悬挂在保持部的至少一个分区域46上。在保持部和质量体56上形成了电极箱58以用作用于使质量体处于平移振荡的执行器。

转速传感器的旋转运动由于科里奥利力引起了质量体56与驱动方向和旋转轴正交的振荡的倾翻。振荡的质量体56的这种倾翻能借助于若干探测电极60测量，所述探测电极既设计在保持部上也设计在质量体56上。

微机械部件可以包括基础基底62，在其上施加了绝缘层64，例如二氧化硅层。在这种情况下，至少所述绝缘层64使基础基底62和单晶的（其余的）硅层10分开，所述硅层的离开基础基底指向的（其余的）正面12是单晶的（其余的）硅层10的（110）-晶体面12。可选地，在绝缘层64上可以有导电层66，在导电层中形成了安置在保持部上的探测电极60。转速传感器的电子组件的一部分也可以形成在导电层66中。当存在导电层66时，另一个绝缘层68、例如二氧化硅层使导电层66与单晶的（其余的）硅层10分开。为了实现具有小于0.05°的侧面错误定向的期望的高度对称的结构侧面，在对置的侧面中有利的是，硅层10的朝向基础基底62的界面具有与硅的（110）-晶体面小于0.05°的错误定向。

（其余的）硅层10可以通过键合连接与其它的层62至68连接。必要时，基础基底62也可以通过回滑（Rückschleifen）或者化学蚀刻去除，从而仅仍保留其残留部。

借助于上文执行的制造方法可以从单晶的（其余的）硅层10结构化出了至少所述弹簧42和所述质量体56。通过这种方式能以极小的公差制成公差敏感的弹簧42，同时存在具有较大的公差的较不敏感的区域。

本发明也不局限于转速传感器。例如，本发明也可以有利地用于其它惯性传感器或者具有对其弹簧常数的高要求的传感器。

Claims (18)

1. 一种用于微机械部件的制造方法，所述制造方法至少包括如下步骤：

在所述硅层（10）的现有的（110）-表面定向的情况下，通过在所述硅层（10）的正面（12）上至少实施与晶体定向相关的蚀刻步骤，从至少一个单晶的硅层（10）至少部分地结构化出至少一个结构（42、46）；

其特征在于，

在所述硅层（10）的现有的（110）-表面定向的情况下，在所述硅层（10）的正面（12）上额外地实施至少一个与晶体定向无关的蚀刻步骤以用于至少部分地结构化出至少一个结构（42、46）。

2. 根据权利要求1所述的制造方法，其中提供一种高精度地定向的硅层（10）以执行所述制造方法，所述硅层具有与所述（110）-晶体面小于0.05°，尤其是小于0.02°的错误定向，从而借助于至少所述与晶体定向相关的蚀刻步骤和所述与晶体定向无关的蚀刻步骤结构化出至少一个高度对称的结构侧面和/或至少一个高度对称的侧壁作为所述至少一个结构（42、46）。

3. 根据权利要求1或2所述的制造方法，其中提供所述高精度（110）-定向的硅层（10）作为具有任意定向的承载晶片的SOI基底的构件层。

4. 根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其中通过校准结构的与晶体定向相关的测试蚀刻能导出所述硅层（10）的方位角的晶体定向，以及借助于所述导出的晶体定向能导出晶体上光刻掩膜的方位角的定向，其用于用来结构化出至少一个结构（42、46）的、与晶体定向相关的蚀刻步骤。

5. 根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其中执行各向异性的蚀刻步骤作为所述至少一个与晶体定向无关的蚀刻步骤。

6. 根据权利要求5所述的制造方法，其中执行深反应离子蚀刻步骤作为所述至少一个与晶体定向无关的蚀刻步骤。

7. 根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其中在所述与晶体定向相关的蚀刻步骤之前执行所述至少一个与晶体定向无关的蚀刻步骤。

8. 根据权利要求7所述的制造方法，其中借助于所述与晶体定向无关的蚀刻步骤，在所述硅层（10）中蚀刻出了经由至少局部地延缓所述与晶体定向相关的蚀刻步骤的（111）-蚀刻停止面（14、16）的至少一个区域（36）的至少一个沟道（34）。

9. 根据权利要求8所述的制造方法，其中借助于所述与晶体定向无关的蚀刻步骤，在所述硅层（10）中蚀刻出了经由至少局部地延缓所述与晶体定向相关的蚀刻步骤的（111）-蚀刻停止面（16）的至少一个区域（36）的至少一个沟道（34），所述（111）-蚀刻停止面定向为相对于所述硅层（10）的（110）-晶体面倾斜了35°。

10. 根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其中从所述单晶的硅层（10）结构化出保持部和/或偏转部的至少一个分区域（46）作为所述至少一个结构（42、46），其具有与之连接的、独立的元件（42）。

11. 根据权利要求10所述的制造方法，其中至少一个弹簧（42）作为与所述保持部和/或偏转部的至少所述分区域（46）连接的、至少一个独立的元件（42）从所述单晶的硅层（10）结构化出来。

12. 根据权利要求10或11所述的制造方法，其中形成了至少一个锤头状的结构（44），所述至少一个独立的元件（42）通过所述结构过渡至所述保持部和/或偏转部的至少所述分区域（46）中。

13. 根据权利要求12所述的制造方法，其中所述至少一个独立的元件（42）设计为具有与所述保持部和/或偏转部的至少所述分区域（46）接触的端部（48），所述端部具有第一侧面（50）和第二侧面（52），所述第一侧面和第二侧面定向为垂直于所述硅层（10）的所述（110）-晶体面（12），且它们相对于所述保持部和/或偏转部的至少所述分区域（46）的、朝着相应的独立的元件（42）定向的侧壁（54）如此定向，使得所述第一侧面（50）以锐角的倾斜角（α）以及所述第二侧面（52）以钝角的倾斜角（β）相对于所述侧壁（54）倾斜。

14. 一种微机械部件，具有：

至少一个从至少一个单晶的硅层（10）结构化出来的结构（42、46），所述结构包括保持部和/或偏转部的至少一个分区域（46），其具有至少一个连接在其上的独立的元件（42）；

其特征在于，所述至少一个独立的元件（42）通过一个锤头状的结构（44）过渡至所述保持部和/或偏转部的至少所述分区域（46）中。

15. 根据权利要求14所述的微机械部件，其中所述硅层（10）具有与所述（110）-晶体面小于0.05°、尤其是小于0.02°的错误定向。

16. 根据权利要求14或15所述的微机械部件，其中所述至少一个独立的元件（42）在与所述保持部和/或偏转部的至少所述分区域（46）接触的端部（48）处具有第一侧面（50）和第二侧面（52），所述第一侧面和第二侧面定向为垂直于所述硅层（10）的所述（110）-晶体面（12），且它们相对于所述保持部和/或偏转部的至少所述分区域（46）的、朝着相应的独立的元件（42）定向的侧壁（54）如此定向，使得所述第一侧面（50）以锐角的倾斜角（α）以及所述第二侧面（52）以钝角的倾斜角（β）相对于所述侧壁（54）倾斜。

17. 根据权利要求14至16中任一项所述的微机械部件，其中连接在所述保持部和/或偏转部的至少所述分区域（46）处的、所述至少一个独立的元件（42）是至少一个弹簧（42）。

18. 根据权利要求14至17中任一项所述的微机械部件，其中所述微机械部件是转速传感器的至少一部分。

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