CN109279569A - Mems器件和用于mems器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

根据一个实施例，用于双膜MEMS器件300的制造方法100包括以下步骤：在载体衬底210上提供120层布置200，其中层布置200具有彼此间隔的第一膜结构220和第二膜结构230以及布置在其间的反电极结构240，其中在反电极结构240与分别与该反电极结构间隔的第一膜结构和第二膜结构之间的中间区域260中布置有牺牲材料250，并且其中第一膜结构220具有朝向具有牺牲材料250的中间区域260的开口结构270；从中间区域部分去除140牺牲材料250，以获得在第一膜结构和第二膜结构之间的具有牺牲材料250的机械连接结构280，机械连接结构机械耦合到第一膜结构和第二膜结构之间并且与反电极结构机械解耦。

Description

MEMS器件和用于MEMS器件的制造方法
技术领域
实施例涉及双膜MEMS器件和双膜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。实施例尤其涉及相对于环境影响被保护的声学MEMS传感器。
背景技术
声学MEMS传感器例如MEMS麦克风是开放的器件，并且在功能上暴露于环绕的周围环境。因此，这种传感器容易受到具有可能穿透有源传感器结构的有机或无机颗粒、液体、湿气等的杂质或污染。这可能导致传感器故障或性能下降。移动电话制造商投入大量努力，以通过繁琐的网格和专用端口保护应用内的传感器，例如移动设备内的传感器。
另外，应该指出MEMS传感器在组件组装期间完全不受保护，使得生产线内可能的污染也会导致故障。因此需要昂贵的洁净室装置来尽可能地防止在生产收益中的其他出现的损害。
如上所述，例如MEMS麦克风在器件层面上受到机械保护元件(如格栅等)的部分保护。这是昂贵的并且经常限制零售层面的产品设计。
与此相反，在麦克风器件的层面上也存在设计电容结构的方案。电容结构包括例如穿孔的背板、可偏移的膜以及其间的气隙，其中例如敏感和有源的传感器电容，即气隙，由膜保护。根据麦克风的期望的壳体设计，例如当根据相对于声音端口的定位(声音开口)获得期望的保护效果时，当然也能够匹配麦克风的最终设计。此外，MEMS麦克风设计不应不利地损害麦克风的声学性能，也就是说，希望获得麦克风输出信号的尽可能高的信噪比(SNR＝信噪比)。
发明内容
因此需要MEMS器件、例如声学MEMS传感器的方案，以及相应制造方法的方案，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颗粒保护，即在可移动膜和背板之间的气隙的保护。
根据一个实施例，用于双膜MEMS器件300(MEMS＝微机电系统)的制造方法100包括以下步骤：在载体衬底210上提供120层布置200，其中层布置200具有彼此间隔的第一膜结构220和第二膜结构230以及布置在其间的反电极结构240，其中在反电极结构240与分别与该反电极结构间隔的第一膜结构220和第二膜结构230之间的中间区域260中布置有牺牲材料250，并且其中第一膜结构220具有朝向具有牺牲材料250的中间区域260的开口结构270；并且从中间区域260部分去除140牺牲材料250，以获得在第一膜结构220和第二膜结构230之间的具有牺牲材料250的机械连接结构280，该机械连接结构机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与反电极结构240机械解耦。
根据一个实施例，通过对牺牲材料的各向异性的蚀刻工艺来执行部分去除140的步骤。
根据一个实施例，第一膜结构220中的开口结构270在几何上被构造成在部分去除140牺牲材料的步骤中，获得在第一膜结构220和第二膜结构230之间的具有牺牲材料250的单个柱状机械连接元件280或者具有牺牲材料250的多个柱状机械连接元件280-n。
根据一个实施例，第二膜结构230也包括开口结构272，其中第一膜结构中的开口结构270和第二膜结构230中的开口结构272被构造成在部分去除140牺牲材料250的步骤中，获得在第一膜结构220和第二膜结构230之间的具有牺牲材料的单个柱状机械连接元件280或者具有牺牲材料的多个柱状机械连接元件280-n。
根据一个实施例，第一膜结构220中的开口结构270或者第一膜结构220中的开口结构270和第二膜结构230中的开口结构272被构造成基于在蚀刻工艺中蚀刻剂对于牺牲材料250的蚀刻速率和蚀刻选择性来形成具有牺牲材料的机械连接结构280；280-n，从而该连接结构280机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与反电极结构240机械解耦。
根据一个实施例，第一第二膜结构220中的开口结构270和/或第二膜结构230中的开口结构272具有圆形线上的单个开口270-n、272-n。
根据一个实施例，单个开口270-n、272-n对称地围绕第一膜结构220和/或第二膜结构230的几何中点M布置。
根据一个实施例，在第一膜结构220中的开口结构270和/或第二膜结构230中的开口结构272具有多个分布式的单个开口270-n、272-n，其中，在分布式的单个开口之间设置具有更大距离的区域，以预设连接元件280的位置。
根据一个实施例，在分布式单个开口270-n、272-n之间设置具有更大距离的多个区域，以预设多个连接元件280-n的位置。
根据一个实施例，在提供层布置的步骤120之前执行以下步骤：以第二膜层或第二膜层堆叠的形式在载体衬底上结构化地形成111第二膜结构；将牺牲材料施加113到第二膜结构上；以反电极层或反电极层堆叠的形式在所施加的牺牲材料上结构化地形成115反电极结构；将牺牲材料施加117到反电极结构上；并且以第一膜层或第一膜层堆叠的形式在牺牲材料上结构化地形成119第一膜结构。
根据一个实施例，用于双膜MEMS器件的制造方法150包括以下步骤：在半导体衬底上提供层结构布置，其中层布置具有彼此间隔的第一膜结构和第二膜结构以及布置在其间的反电极结构，其中在反电极结构与分别与反电极结构间隔的第一膜结构和第二膜结构之间的中间区域中布置有牺牲材料，其中在牺牲材料中形成具有至少一个柱状机械连接元件的机械连接结构，该至少一个柱状机械连接元件布置在第一膜结构和第二膜结构之间并且与反电极结构分离，并且具有不同于牺牲材料的填充材料，并且其中第一膜结构具有朝向具有牺牲材料的中间区域的开口结构；并且从中间区域去除牺牲材料，以暴露第一膜结构和第二膜结构之间的至少一个柱状机械连接元件，该至少一个柱状机械连接元件机械耦合到第一膜结构和第二膜结构之间并且与反电极结构机械解耦。
根据一个实施例，利用蚀刻剂通过各向异性的蚀刻工艺来执行去除牺牲材料的步骤，其中，蚀刻剂对牺牲材料所具有的蚀刻速率明显高于对填充材料所具有的蚀刻速率。
根据一个实施例，在提供层布置的步骤之前执行以下步骤：以第二膜层或第二膜层堆叠的形式在载体衬底上结构化地形成第二膜结构；将牺牲材料施加到第二膜结构上；以反电极层或反电极层堆叠的形式在所施加的牺牲材料上结构化地形成反电极结构；将牺牲材料施加到反电极结构上；引入至少一个柱状通道开口到牺牲材料中直到第一膜结构；以填充材料填充所述至少一个柱状通道开口，以获得机械连接结构；并且以膜层或膜层堆叠的形式在牺牲材料和填充材料上结构化地形成第一膜结构。
根据一个实施例，在引入步骤中，将通过牺牲材料直到第一膜层或第一膜层堆叠所构造的多个柱状通道开口引入到牺牲材料中，进一步地，在填充步骤中，利用填充材料来填充多个柱状通道开口，并且在从中间区域去除牺牲材料的步骤中，获得在第一膜结构和第二膜结构之间的多个机械连接元件，其中多个机械连接元件机械耦合到第一膜结构和第二膜结构之间并且与反电极结构机械解耦。
在一个实施例中，双膜MEMS器件300包括：在载体衬底210上的层布置200，其中层布置200具有彼此间隔的第一膜结构220和第二膜结构230以及布置在其间的反电极结构240；以及在第一膜结构220和第二膜结构230之间的具有牺牲材料250的机械连接结构280，该机械连接结构机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与反电极结构240机械解耦。
根据一个实施例，具有牺牲材料250的机械连接结构280包括单个柱状机械连接元件280或多个柱状机械连接元件280-n。
根据一个实施例，双膜MEMS器件300由方法100制造。
实施例由此涉及双膜MEMS器件，诸如声学MEMS传感器或电容可读的双膜声音转换器元件，以及其制造方法。
根据一个方面，选择两个膜结构中的至少一个膜结构的穿孔，使得在例如湿化学除去中间空间中的两个膜结构之间的牺牲材料的情况下，在第一膜结构和第二膜结构之间形成具有牺牲材料的机械连接结构，其中机械连接结构以至少一个柱状机械连接元件或柱状元件的形式被机械耦合到第一膜结构和第二膜结构之间并且与反电极结构分离布置。机械连接结构因此由中间空间中的针对性保留的牺牲材料形成，这是因为去除工艺或蚀刻工艺仅在获得期望的机械连接结构之前进行。
根据另一个方面，所述机械连接结构已经构造在位于中间区域中的牺牲材料中，并且具有与牺牲材料不同的填充材料。当从中间区域去除牺牲材料时，连接结构“自动”留在在第一膜结构和第二膜结构之间。
机械连接结构以在第一膜结构和第二膜结构之间的至少一个柱状机械连接元件的形式并且与反电极结构分离布置，并且具有与牺牲材料不同的填充材料。在从中间区域例如湿化学去除牺牲材料的情况下，现在在第一膜结构和第二膜结构之间构造有机械连接结构，其中机械连接结构又机械耦合到第一膜结构和第二膜结构之间并且与反电极结构机械解耦。
基于上述用于制造双膜MEMS器件(诸如双膜麦克风)的过程方式，MEMS器件的制造过程中所需的附加花费可以保持非常低，其中尤其以在MEMS器件的两个膜结构之间的柱状机械连接元件的形式的机械连接结构的制造步骤可以极其容易地集成到MEMS器件的到目前为止的工艺过程中。
为此，根据第一方面，牺牲材料“针对性地”不完全从第一膜结构和第二膜结构之间的中间空间中去除，以形成机械连接结构。在另一方面中，在布置在中间区域中的牺牲材料中，机械连接结构已经被构造并且具有与牺牲材料不同的填充材料，其中在从中间区域去除牺牲材料时，保留在第一膜结构和第二膜结构之间。不同于牺牲材料的填充材料例如具有抗蚀刻的材料。
通过构造机械耦合的双膜结构具有位于其间的反电极结构作为MEMS器件，例如可以获得MEMS器件的极其好的声学特性以及对两个膜结构之间的中间区域的极其好的机械保护。基于MEMS器件的这个构造方案，MEMS器件的设计基本上与被设置用于MEMS器件的相应壳体类型无关。因此双膜方案与来两个中间空间(即在相应的第一膜结构和第二膜结构与反电极结构(背板)之间的中间空间)的性能优势组合。特别地，实现了MEMS器件件的差分读出，其中此外，通过两个位于外部的膜结构而存在在两个方向上的保护优势。换句话说，这意味着，通过目前的MEMS器件设计可以使暴露于周围环境的敞开面最小化，并且具体而言不管MEMS器件的哪一侧面朝向声音开口。
基于具有在两个膜结构之间实施机械连接元件的双膜MEMS器件的当前的制造方法，除了增加的机械保护功能和机械稳定性之外，还可以显著相对于以前的方案改善电信号特性，例如THD特性(THD＝总谐波失真)以及噪声特性(SNR＝信噪比，信噪距离)。机械柱状连接元件可以例如被构造成非导电的，以便能够将两个膜结构作为差分运行中的不同电极进行读取。此外，基于当前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目前的工艺流程中。
附图说明
在下面例如参考附图更加详细地说明装置和/或方法的实施例。图示：
图1A-图1C示出根据实施例的用于制造双膜MEMS器件的示例性方法；
图2A-图2C示出根据另外实施例的用于制造双膜MEMS器件的示例性方法；
图3A-图3C示出根据另外实施例的用于制造双膜MEMS器件的示例性方法；
图4A-图4C示出根据另外实施例的用于制造双膜MEMS器件的示例性方法；
图5示出根据实施例的用于构造层结构作为制造方法的起点的示例性方法；
图6示出了根据实施例的示例性的双膜MEMS器件；
图7A-图7C示出根据另外实施例的用于制造双膜MEMS器件的示例性的另外的方法；并且
图8示出根据实施例的用于构造层结构作为另外的制造方法的起点的示例性方法。
具体实施方式
在下面具体借助附图更详细地解释本发明的实施例之前，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。
在下文现在借助图1A-图1C中的示意图根据实施例展示用于制造双膜MEMS器件300(MEMS＝微机电系统)的方法100的原理过程。为了简化几何关系的描述，在图1C中还例如示出了x-y-z坐标系。其中，x-y平面表示示图面。
在用于双膜MEMS器件的制造方法100中，在步骤120中，在诸如半导体衬底的载体衬底210上提供层布置200，其中层布置200具有彼此间隔的第一膜结构220和第二膜结构230以及布置在其间的反电极结构240。此外，在反电极结构240与分别与其间隔的第一膜结构220和第二膜结构230之间的中间区域260中布置有牺牲材料250。第一膜结构220包括开口结构270，该开口结构具有朝向具有牺牲材料250的中间区域260的至少一个访问开口270-n。在图1a中，例如示出了多个访问开口270-n，其中n＝1...4。
在步骤140中，现在将牺牲材料250从中间区域260部分去除，以便在第一膜结构220和第二膜结构230之间获得具有牺牲材料250的机械连接结构280。
图1B现在示例性示出了在步骤140中的中间阶段，其中仅去除邻近访问开口270-n的待去除的牺牲材料250的相对较小部分。
现在执行去除牺牲材料250的步骤140，直到获得机械连接结构280，机械连接结构例如构造为基本柱状的机械连接元件280的形式，机械连接元件机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与反电极结构240解耦，如图1C所示。
如在图1C中所示，机械连接结构280机械连接到第一膜结构220和第二膜结构230，即，机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间。此外，在去除步骤140中，从中间区域针对性地去除牺牲材料250，使得机械连接结构280不具有与反电极结构240的机械连接，即，机械连接结构280例如在x方向上可以相对于反电极结构240移动或偏移。
如图1C另外所示，反电极结构240在所构造的机械连接结构280的区域中具有“通道开口”或空隙242。
例如在图1C中所示的坐标系中，具有第一膜结构220和第二膜结构230以及布置在它们之间的机械连接结构280的双膜装置可以沿着相对于图面的垂直方向(x方向)偏移，其中，在正常运行中存在可能的最大偏移Δx。在牺牲材料250的部分去除140中，现在选择性地构造机械连接结构280，使得在双膜装置220、230的最大偏移Δx的区域中不发生与反电极结构240的机械接触，即机械连接结构280的在最大偏移区域Δx内的直径D小于反电极结构240的开口242的直径A0，机械连接结构280被布置成穿过该开口。
通道开口242因此被构造成使得开口242限定最小距离A0，其中，最小距离A0大于机械连接元件280的最大直径D。换句话说，这意味着，机械连接元件280的垂直投影(沿x方向)或横截面位于“通道开口”或空隙242内。这至少适用于双膜装置220、230相对于双膜MEMS器件300的中心平面M-1(平行于y-z平面)的最大(垂直)偏移区域Δx也或者适用于中间区域260的整个垂直尺寸。
例如可以通过对牺牲材料250的蚀刻工艺、例如各向异性的蚀刻工艺来执行部分去除牺牲材料250的步骤140。
在第一膜结构220中的开口结构270现在几何地(即，关于开口270-n的直径、数量和分布)被构造成在部分去除牺牲材料250的步骤140中，获得具有牺牲材料250或由牺牲材料250形成的单个柱状机械连接元件280。如图1C中所示，开口结构270可以具有多个开口270-N，...，其中n＝2、3、4，用于蚀刻工艺的蚀刻剂通过该开口获得对中间区域260和位于其里面牺牲材料250的访问。在第一膜结构220中的开口结构270现在被几何构造成基于在蚀刻工艺140中的用于牺牲材料250的所得到的蚀刻速率和蚀刻选择性，可重复地形成具有牺牲材料250的机械连接结构280，使得连接结构(例如作为柱状单个机械连接元件280)机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与反电极结构240机械解耦。
此外，牺牲材料250保持在层布置200的边缘区域200-A、200-B中，并且例如作为用于第一膜结构220和第二膜结构230和反电极结构240的机械支承结构或支托结构是有效的。
开口结构270的多个单个开口270-n，其中n＝2、3、4，...，例如关于层结构布置200的中轴线(对称轴线)M对称布置，例如在圆形线上(例如，在z-y平面上)，具有矩形的变化曲线或椭圆形的变化曲线等，单个开口分别具有对称轴线M作为中点。
根据另一实施例，第一膜结构还可以具有在第一膜结构220中的多个分布式单个开口270-n，例如作为穿孔，其中，例如围绕几何中轴线M的区域在第一膜结构220中具有带有在分布式单个开口之间的更大距离的单个开口也或者不具有单个开口，以便预设例如在几何中点M处的连接元件280的位置。
根据一个实施例，具有在分布式单个开口之间的更大距离的区域或不具有单个开口的区域也能够设置在与中轴线M偏置的位置处，以便在与几何中点M偏移的在第一膜结构220和第二膜结构230之间的位置处构造机械连接元件。
从而例如具有约200nm，例如在50nm和500nm之间，在100nm和300nm之间或在150nm和250nm之间的直径的通道开口270-n被设置在膜结构220中并且在5μm-10μm例如1μm-50μm或2μm-20μm的栅格中。膜结构中的通道开口270-n例如相对于双膜MEMS器件300的随后安装被设置在MEMS器件的侧面的壳体(未示出)中，该侧面远离声音端口，即声音开口。
理想地，柱状机械连接元件280具有基本柱体形的形状，其中然而例如由于膜结构220、230之间的单侧的蚀刻工艺，能够导致机械连接元件280的基本(稍微)截锥状的轮廓。由于蚀刻工艺根据图1A-图1C的实施例仅穿过第一膜结构220，因此柱状机械连接元件从第二膜结构230开始到第一膜结构220能够例如因此具有渐缩的凹形的外轮廓。该外轮廓仅被认为是示例性的，这是因为具有单个开口270-n的不同数量和不同分布的不同开口结构具有对柱状机械连接元件280的所得到的几何形状的影响。
根据图1A-图1C中的实施例，第一膜结构220例如与载体衬底210间隔布置，而第二膜结构230基本邻近于半导体衬底210或布置在载体衬底210中的腔210-1进行布置。根据实施例，当然也可能的是，第二膜结构230具有开口结构或穿孔270，而第一膜结构220被构造为基本闭合。
关于图1A-图1C中的方法步骤的以上实施方案然后同样适用于对应的构造方案，其中然后，蚀刻工艺从布置在第二膜结构230中的开口结构(未在图1A-图1C中示出)起被实施。
根据一个实施例，另外可以设置另外的层(图1A-图1C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。作为耐蚀刻材料，例如对于其他层可以使用氮化物材料。可以例如设置另外的中间层用于锚定膜结构和反电极结构，而嵌入在绝缘层中的导体线路可以被设置用于电接触。钝化层可以被设置为保护层。此外，例如可以设置导电接触元件244、246，以便为膜结构220、230或反电极结构240提供电接触区域。
根据实施例，牺牲层可以具有氧化物材料，例如氧化硅。根据实施例，第一膜结构220和第二膜结构230和反电极结构240可以具有半导体材料，例如(多晶或单晶)硅。示例性的蚀刻剂可以对于湿法蚀刻工艺包括例如HNO3+HF，KOH，EDP或TMAH。
以下，现在借助图2A至图2C描述用于制造双膜MEMS器件200的示例性方法100。
在用于双膜MEMS器件的制造方法100中，在步骤120中，在诸如半导体衬底的载体衬底210上提供层布置200，其中，层布置200具有彼此间隔的第一膜结构220和第二膜结构230以及布置在其间的反电极结构240。此外，在反电极结构240与分别与之间隔的第一膜结构220和第二膜结构230之间的中间区域260中布置有牺牲材料250。在图2A中所示的实施例中，现在两个膜结构220、230分别具有开口结构270、272，该开口结构具有朝向具有牺牲材料250的中间区域260的多个访问开口270-n、272-n，例如其中n＝2、3、4、5...。图2A示例性示出了四个访问开口270-n、272-n。
在步骤140中，现在将牺牲材料250从中间区域260部分去除，以便在第一膜结构220和第二膜结构230之间获得具有牺牲材料250的机械连接结构280。
图2B现在示例性示出了步骤140中的中间阶段，其中，仅去除邻近访问开口270-n、272-n的待去除的牺牲材料250的相对较小部分。现在执行去除牺牲材料250的步骤140，直到获得机械连接结构280，机械连接结构例如构造为基本柱状机械连接元件的形式，机械连接元件机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与反电极结构240解耦，如图2C所示。
如图2C中所示，机械连接结构280机械连接到第一膜结构220和第二膜结构230，即，机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间。此外，在去除牺牲材料250的步骤140中，从中间区域针对性地去除牺牲材料，使得机械连接结构280不具有与反电极结构240的机械连接，也就是说，机械连接结构280相对于反电极结构240是可移动的或可偏移的。
如图2C另外所示，反电极结构240在所构造的机械连接结构280的区域中具有“通道开口”或空隙242，“通道开口”或空隙被构造成使得开口242限定最小距离A0。通道开口242现在又被构造成使得在双膜装置220、230的最大偏移Δx的区域中不发生与反电极结构240的机械接触。
在第一膜结构220中的开口结构270或第二膜结构220230中的开口结构272几何地(即，关于直径、数量和分布)被构造成使得在部分去除140牺牲材料250的步骤中，基于在蚀刻工艺140中的用于牺牲材料250的蚀刻速率和蚀刻选择性，可重复地形成具有牺牲材料的机械连接结构280，从而该连接结构280机械耦合到第一膜结构和第二膜结构之间并且与反电极结构机械解耦。
此外，牺牲材料250保持在层布置200的边缘区域200-A、200-B中，并且例如作为用于第一膜结构220和第二膜结构230和反电极结构240的机械支承结构或支托结构是有效的。
第一膜结构220中的开口结构270或第二膜结构230中的开口结构272在圆形线上具有例如单个开口270-n、272-n，其中，圆形线相对于层结构220、230的几何中点或几何中轴线M布置在中心。第一连接结构280和第二连接结构282的单个开口270-n、272-n因此例如关于第一膜结构220和第二的膜结构230的几何中点M对称布置。
根据另一个实施例，开口结构270、272具有以第一膜结构220和/或第二膜结构230中的穿孔形式的多个分布式单个开口270-n、272-n，其中，设置具有在所述分布式单个开口270-n、272-n之间的更大距离的区域，以预设连接元件280的位置。具有在分布式单个开口270、272之间的更大距离的这些区域例如在第一膜结构220和第二膜结构230中例如关于在X方向上的投影彼此重叠或叠放地对称布置。
根据一个实施例，具有在分布式单个开口之间的更大距离的区域或不具有单个开口的区域也能够设置在与中轴线M偏置的位置处，以便在与几何中点M偏移的在第一膜结构220和第二膜结构230之间的位置处构造机械连接元件。
由于图2C的双面蚀刻工艺，所得到的被构造为柱形机械连接元件的连接结构280例如具有柱体形的外轮廓，其中，由于该蚀刻工艺，在两个膜结构220、230之间的外轮廓分别按照蚀刻速率也还可以关于理想的柱体形轮廓(略)凸起地构造。此外，取决于单个开口270-n、272-n的几何布置，可以获得机械连接元件280的圆的、圆形的也或者椭圆形的横截面。
从而例如具有约200nm，例如在50nm和500nm之间，在100nm和300nm之间或在150nm和250nm之间的直径的通道开口270-n、272-n被设置在两个膜结构220、230中的至少一个膜结构中并且在5μm-10μm例如1μm-50μm或2μm-20μm的栅格中。
在下文中，现在借助图3A-图3C描述用于制造双膜MEMS器件300的方法100，其中，第一膜结构220具有朝向具有牺牲材料250的中间区域260的开口结构270，其中，在第一膜结构220中的开口结构270此外在几何上被构造成形成多个柱状机械连接元件280-n作为连接结构280，其中，连接元件280-n具有牺牲材料250或由牺牲材料250形成，并且在第一膜结构220和第二膜结构230之间延伸。
与参照图1A-图1C描述的方法100不同，在借助图3A-图3C描述的方法100中，因此在第一膜结构220中的开口结构270在几何上被构造成形成多个柱状机械连接元件280-n作为连接结构280，因此，图1A-图1C的实施方案此外同样适用于借助图3A-图3C所描述的用于制造双膜MEMS器件300的方法100，也就是说，关于形成单个连接元件280的借助图1A-图1C的实施方案同样适用于形成多个连接元件280-n的相应连接元件280-n，如在图3A-图3C中描述的用于制造双膜MEMS器件300的方法100中获得的那样。
第一膜结构220包括开口结构270，该开口结构具有朝向具有牺牲材料250的中间区域260的多个访问开口270-n。在图3A中例如示出了五个访问开口270-n，其中n＝5。
在步骤140中，现在将牺牲材料250从中间区域260部分去除，以便在第一膜结构220和第二膜结构230之间获得具有牺牲材料250的机械连接结构280。
图3B现在示例性示出了步骤140中的中间阶段，其中，仅去除邻近访问开口270-n的待去除的牺牲材料250的相对较小部分。
现在执行去除牺牲材料250的步骤140，直到获得具有多个机械连接元件280-n的机械连接结构280，机械连接元件机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与反电极结构240解耦，如图3C所示。在去除步骤140中，从中间区域260针对性地去除牺牲材料250，使得机械连接元件280-n不具有与反电极结构240的机械接触，即，机械连接结构280例如在x方向上可以相对于反电极结构240移动或偏移。
此外，牺牲材料250保持在层布置200的边缘区域200-A、200-B中，并且例如作为用于第一膜结构220和第二膜结构230和反电极结构240的机械支承结构或支托结构是有效的。
如图3C另外所示，反电极结构240在所构造的机械连接结构280的区域中具有多个通道开口242-n，通道开口被构造成使得开口242限定最小距离AN，其中，机械连接元件280-n的横截面位于分别所配属的通道开口242-n内。这至少适用于双膜装置220、230的最大(垂直)偏移区域Δx，也或者适用于中间区域260的整个垂直尺寸。
例如可以通过对牺牲材料250的蚀刻工艺、例如各向异性的蚀刻工艺来执行部分去除牺牲材料250的步骤140。
在第一膜结构220中的开口结构270现在几何地(即，关于开口270-n的直径、数量和分布)被构造成使得在部分去除140牺牲材料250的步骤中，基于在蚀刻工艺140中的用于牺牲材料250的所得到的蚀刻速率和蚀刻选择性，可重复地形成具有牺牲材料250的机械柱状连接结构280-n，该机械连接结构机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与反电极结构240机械解耦。
理想地，柱状机械连接元件280-n具有基本柱体形的形状，然而例如由于单侧蚀刻工艺，从膜结构220、230中的一个膜结构开始，可能导致机械连接元件280-n的基本截锥状的形状。
根据图3A-图3C中的实施例，第一膜结构220例如与载体衬底210间隔布置，而第二膜结构230基本邻近于半导体衬底210或布置在载体衬底210中的腔210-1进行布置。根据实施例，当然也可能的是，第二膜结构230具有开口结构或穿孔270，而第一膜结构220被构造为基本闭合。以上关于图3A-图3C中的方法步骤的实施方案然后同样适用于层布置200的相应构造方案，其中然后，蚀刻工艺从布置在第二膜结构230中的开口结构(未在图3A-图3C中示出)起被实施。
在下文中，现在借助图4A-图4C描述用于制造双膜MEMS器件300的方法100，其中，第一膜结构220、开口结构270以及第二膜结构230具有另外的开口结构272，其中，在第一膜结构220中的开口结构270和第二膜结构230中的开口结构272在几何上被构造成在部分去除140牺牲材料250的步骤中，获得具有牺牲材料的多个柱状机械连接元件280，作为在第一膜结构220和第二膜结构230之间的机械连接结构280。
与参照图2A-图2C描述的方法100不同，现在在借助图4A-图4C描述的方法100中，在第一膜结构220中的开口结构270和在第二膜结构230中的开口结构272几何上被构造成形成多个柱状机械连接元件280-n作为连接结构280。因此，图2A-图2C的实施方案此外同样适用于借助图4A-图4C所描述的用于制造双膜MEMS器件300的方法100。
在图4A中所示的实施例中，现在两个膜结构220、230分别具有开口结构270、272，该开口结构具有朝向具有牺牲材料250的中间区域260的多个访问开口270-n、272-n，例如其中n＝2、3、4、5...。在图4A中例如示出了五个访问开口270-n、272-n，其中n＝5。
在步骤140中，现在将牺牲材料250从中间区域260部分去除，以便在第一膜结构220和第二膜结构230之间获得具有牺牲材料250的机械连接结构280。
图4B现在示例性示出了步骤140中的中间阶段，其中，仅去除邻近访问开口270-n、272-n的待去除的牺牲材料250的相对较小部分。现在执行去除牺牲材料250的步骤140，直到构造具有多个基本柱状机械连接元件280-n的机械连接结构280，机械连接元件机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与反电极结构240解耦，如图4C所示。此外，在去除牺牲材料250的步骤140中，从中间区域针对性地去除牺牲材料，使得机械连接结构280不具有与反电极结构240的机械连接，也就是说，机械连接结构280相对于反电极结构240是可移动的或可偏移的。
如图4C另外所示，反电极结构240在所构造的机械连接元件280-n的区域中具有多个通道开口242-n，通道开口被构造成使得开口242限定最小距离AN，使得在双膜装置220、230的最大偏移Δx的区域中不发生与反电极结构240的机械接触。
在第一膜结构220中的开口结构270或第二膜结构230中的开口结构272几何地(即，关于直径、数量和分布)被构造成基于蚀刻工艺140中蚀刻剂对于牺牲材料250的蚀刻速率和蚀刻选择性，可重复地形成具有牺牲材料的机械连接元件280-n，从而该连接元件280-n机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与反电极结构240机械解耦。
由于图4C的双面蚀刻工艺，所得到的柱状机械连接元件280-n例如具有柱体形外轮廓，其中，由于该蚀刻工艺，在两个膜结构220、230之间的外轮廓分别按照蚀刻速率也还可以关于理想的柱体形轮廓凸起地构造。此外，取决于几何布置，即关于单个开口的直径、数量、分布，可以获得机械连接元件280的圆的、圆形的也或者椭圆形的横截面。
下面现在借助图5描述用于双膜MEMS器件300的制造方法100的制造步骤，以获得在提供步骤120中存在的层结构布置200。根据一个实施例，下面所示的原则上的方法步骤例如在提供层结构布置200的步骤120之前被执行。
在步骤111中，例如首先膜结构230以第一膜层或第一膜层堆叠的形式结构化形成或施加在载体衬底210上，该载体衬底例如具有半导体衬底212和布置在其上的绝缘层214。施加步骤111可以例如通过沉积过程来执行。例如，所描述的膜层230可以形成上述的第二膜层230。
随后，在步骤113中，将牺牲材料250施加到(第二)膜结构230上。
在步骤115中，将反电极结构240以反电极层或反电极层堆叠的形式结构化施加或沉积在所施加的牺牲材料215上。
在步骤117中，(另外的)牺牲材料250被施加到反电极结构240上。
在步骤119中，随后将第一膜结构220以另外的膜层或另外的膜层堆叠的形式结构化施加或沉积在牺牲材料250上，使得牺牲材料250位于反电极结构240和分别与其隔开的第一膜结构220和第二膜结构230之间的中间空间中。
在另外的工艺步骤中，根据实施例，还可以构造双膜MEMS器件的其他元件，例如用于第一膜结构和第二膜结构以及反电极结构的接触结构，钝化层等。根据一个实施例，另外可以设置另外的层作为中间层、绝缘层、具有嵌入的导体线路和/或以及钝化层的绝缘层。作为耐蚀刻材料，例如对于其他层可以使用氮化物材料。可以例如设置另外的中间层用于锚定膜结构和反电极结构，而嵌入在绝缘层中的导体线路可以被设置用于电接触。钝化层可以被设置为保护层。
在另一个后续的步骤中，腔210-1可以例如利用蚀刻工艺(例如，博世蚀刻工艺)形成到半导体衬底或载体衬底210中，以暴露膜结构220、230或膜结构220、230的可移动区段。
如上所述，所得到的层结构布置200因此可以形成用于制造方法100的初始点。
现在,在下面借助图6描述双膜MEMS器件300的实施例。
例如，双膜MEMS器件300在载体衬底或半导体衬底210上具有层结构布置200，其中，层布置200具有彼此间隔的第一膜结构220和第二膜结构230以及布置在其间的反电极结构240，此外，具有牺牲材料250的机械连接结构280布置在第一膜结构220和第二膜结构230之间，其中，该机械连接结构280机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与反电极结构240机械解耦。
根据一个实施例，具有牺牲材料250的机械连接结构280包括单个柱状机械连接元件280或者可选的多个柱状机械连接元件280-n。
双膜MEMS器件300可以根据上面描述的方法100制造。其中，那里的实施方案同样适用于图6所示的双膜MEMS器件300的实施例。
在下文中，现在借助图7A-图7C描述用于制造双膜MEMS器件310的方法150的实施例。
在步骤180中，首先在载体衬底或半导体衬底210上提供层布置200'，其中，层布置200'具有彼此间隔的第一膜结构220和第二膜结构230以及布置在其间的反电极结构240。此外，在反电极结构240与分别与之间隔的第一膜结构220和第二膜结构230之间的中间区域260中布置有牺牲材料250，其中，在牺牲材料250中形成具有至少一个柱状机械连接元件280'-n的机械连接结构280'，所述至少一个柱状机械连接元件布置在所述第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与所述反电极结构240分离，并且具有不同于所述牺牲材料250的填充材料252，此外，两个膜结构220、230中的至少一个膜结构具有朝向具有牺牲材料250的中间区域260的开口结构270、272。
在另外的步骤190中，牺牲材料250现在从中间区域260如此程度地去除，以便暴露在第一膜结构220和第二膜结构230之间的至少一个柱状机械连接元件280'或(可选地)280'-n，使得至少一个柱状机械连接元件280'，280'-n机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与反电极结构240机械解耦。
图7B现在示例性示出了步骤190中的中间阶段，其中，仅去除邻近访问开口270-n、272-n的待去除的牺牲材料250的相对较小部分。现在执行去除牺牲材料250的步骤190，直到构造机械连接结构280'，280'-n，机械连接元件机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与反电极结构240解耦，如图7C所示。
此外，牺牲材料250保持在层布置200的边缘区域200'-A、200'-B中，并且例如作为用于第一膜结构220和第二膜结构230和反电极结构240的机械支承结构或支托结构是有效的。
根据一个实施例，通过各向异性的蚀刻工艺利用蚀刻剂能够执行去除牺牲材料250的步骤，其中，蚀刻剂对牺牲材料250所具有的蚀刻速率明显高于对填充材料280'，280'-n所具有的蚀刻速率。取决于是否膜结构220中的仅一个膜结构或膜结构220、230中的两个膜结构具有朝向具有牺牲材料250的中间区域260的开口结构270、272，蚀刻工艺可以从层布置200'的一侧或两侧执行。
下面现在借助图8描述用于双膜MEMS器件310的制造方法150的制造步骤，以获得在提供步骤180中存在的层结构布置200'。根据一个实施例，下面所示的原则上的方法步骤例如在提供层布置200'的步骤180之前被执行，其中，层布置200'可以施加到载体衬底210，例如半导体衬底上。
根据一个实施例，该方法例如还包括以下步骤：
例如以第二膜层或第二膜层堆叠的形式将第二膜结构结构化地形成在载体衬底上，
将牺牲材料施加到所述第二膜结构上，
以反电极层或反电极层堆叠的形式将反电极结构结构化地形成在所施加的所述牺牲材料上，
将所述牺牲材料施加到所述反电极结构上，
将至少一个柱状通道开口引入到所述牺牲材料中直至所述第一膜结构，
以所述填充材料填充所述至少一个柱状通道开口，以获得机械连接结构，并且
以膜层或膜层堆叠的形式在所述牺牲材料和所述填充材料上结构化地形成所述第一膜结构。
在另一个后续的步骤中，腔210-1可以例如利用蚀刻工艺(例如，博世蚀刻工艺)形成到半导体衬底或载体衬底中，以暴露膜结构或膜结构的可移动区段。
根据一个实施例，在引入步骤中，可以将多个柱状通道开口引入到牺牲材料中。通道开口例如通过牺牲材料被构造直到第二膜层或第二膜层堆叠。接着还能够在填充步骤中，用填充材料填充多个柱状通道开口，其中在从所述中间区域去除所述牺牲材料的步骤中，在所述第一膜结构和第二膜结构之间获得多个机械连接元件，其中，多个机械连接元件机械耦合到第一膜结构和第二膜结构之间并且与反电极结构机械解耦。
根据一个实施例，另外可以设置另外的层(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。作为耐蚀刻材料，例如对于其他层可以使用氮化物材料。可以例如设置另外的中间层用于锚定膜结构和反电极结构，而嵌入在绝缘层中的导体线路可以被设置用于电接触。钝化层可以被设置为保护层。
根据实施例，牺牲层可以具有氧化物材料，例如氧化硅。根据实施例，填充材料或机械连接结构可以具有抗蚀刻剂材料，例如氮化物材料。根据实施例，第一膜结构220和第二膜结构230和反电极结构240可以具有半导体材料，例如(多晶或单晶)硅。示例性的蚀刻剂可以对于湿法蚀刻工艺包括例如HNO3+HF，KOH，EDP或TMAH。
如上所述，当前方案例如能够适用于双膜MEMS器件，例如MEMS压力转换器，声学MEMS传感器或者以MEMS麦克风或MEMS扬声器为形式的声学MEMS转换器。
双膜MEMS器件利用单麦克风设计提供了非常好的声学性能和有效的保护，如粒子保护，这意味着不需要与壳体相关的MEMS器件设计。用于双膜MEMS器件的当前方案通过两个气隙(即在第一膜结构和第二膜结构与反电极结构之间)的存在结合了性能优势，由此获得差分可读的设计，并且进一步实现膜结构在两个方向上的保护优势。换句话说，这意味着，通过双膜MEMS器件构造可以使相对于周围环境暴露的敞开面最小化。
根据实施例，在两个膜结构220、230之间使用机械连接元件280或多个机械连接元件280-n，以最大化MEMS器件的声学特性，例如THD和SNR特性。机械连接元件，也被称为柱状连接元件或连接柱，可以例如是不导电的，以便实现第一膜结构和第二膜结构作为差分运行的两个电极。柱的数量和尺寸可以根据双膜MEMS器件的产品要求进行改变和调整。因此，每个膜结构可以提供不同的输出信号，其中，可以差分读出信号。此外，两个膜结构都实现了从膜结构所位于的相应侧的粒子保护。
例如，在读出过程中，可以将麦克风偏置电压或偏置电压施加到反电极结构(也可以是背板或后板)。柱状连接元件280因此在第一膜结构220和第二膜结构230之间形成机械耦合。此外，机械连接元件与反电极结构240机械解耦，即相对于反电极结构240可移动地构造。
为了暴露中间空间260，即反电极结构240与第一膜结构220和第二膜结构230之间的相应气隙，在膜结构220、230中的至少一个膜结构中，也或者在两个膜结构中设置例如以通道开口的形式的穿孔。所使用的穿孔的程度和通道开口的详细设计能够例如取决于以制造为条件的边界条件和所需的粒子保护程度。裸露蚀刻开口或释放开口的密度和尺寸可能与经穿孔的背板(即，反电极结构或后板)240的构造方案明显不同。通常，背板240的穿孔密度对于最小化的声学噪声尽可能高，而膜结构的穿孔密度尽可能小，以实现最大可能的或最大的粒子保护。
例如，两个膜结构220、230中的至少一个膜结构中以及5μm至10μm的栅格中的直径为200nm的通道开口是足够的，例如在膜结构中的相应开口是足够的，该开口位于MEMS器件远离声音端口(即声音开口)的侧部上，以便实现中间区域260中的牺牲层(即，在两个区段260-1、260-2中)的裸露蚀刻工艺。
为了实现背部体积的被限定的通风，需要两个膜结构中的每一个膜结构中的至少一个开口，前提条件是，在壳体中除此以外不设置通气口。为了进一步的环境保护，可以进一步设置一个或两个膜结构的疏水涂层，例如通过涂覆FDTS(全氟癸基三氯硅烷)。
由于柱状连接元件280机械地加强了膜结构220、230，穿孔开口可以被组合或者通过膜结构220、230中的槽替换，其中由此形成弹簧结构，弹簧结构例如使膜结构达到期望的屈服性或柔性，或使其更柔软。这种弹簧结构，该弹簧结构仅位于柱状机械连接元件280外部的膜结构的边缘附近或紧邻，将导致彼此机械耦合的膜结构220、230的活塞状运动。由于膜结构的主面是刚性或刚硬的板，因此该主面平行于背板移动，从而能够实现所得到的输出信号的提高。
此外，根据实施例，可以将柱状机械连接元件的数量减少到在两个膜结构220、230中间的唯一柱状机械连接元件280。MEMS麦克风的声学特性强烈依赖于膜结构的柔性和屈服性。与使用多个柱状机械连接元件相比，单个柱状机械连接元件为两个膜结构220、230提供更大的柔性。实际上，两个机械彼此连接的膜结构的第一机械模式的谐振频率可以与单膜结构的谐振频率紧密协调一致。因此，根据一个实施例，与双背板设计相比，例如通过保持相同的膜厚度和应力水平，单个中央柱状机械连接元件的布置可以提供非常类似的声学特性。
根据实施例，通过使用在蚀刻氧化物材料作为牺牲材料的有限“范围”，可以在“部分”蚀刻工艺中实现柱状连接元件，使得具有由牺牲材料形成的柱状单个连接元件或多个柱状连接元件的机械连接结构保留在中间空间260中。因此，不需要额外的制造工艺来形成机械连接结构280。
在10μm的牺牲氧化物的情况下，例如25μm的闭合膜环在中间空间260中留下5μm宽的柱。用于实现柱状连接元件的其他方案还可以在于，使用具有不同材料(如硅，氮化硅等)的附加蚀刻和沉积工艺。
利用当前方案所获得的双膜MEMS器件或MEMS麦克风可以极其容易地适应客户的系统要求。此外，可以提供另外的功能，例如防水等，而无需太多处理工作。此外，相应构造的双膜MEMS器件或MEMS麦克风可以被差分读出，并且同时具有足够的环境保护，例如粒子保护。
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300的制造方法100包括以下步骤：在载体衬底210上提供120层布置200，其中层布置200具有彼此间隔的第一膜结构220和第二膜结构230以及布置在其间的反电极结构240，其中在反电极结构240与分别与其间隔的第一膜结构220和第二膜结构230之间的中间区域260中布置有牺牲材料250，并且其中第一膜结构220具有朝向具有牺牲材料250的中间区域260的开口结构270，从所述中间区域(260)部分去除140所述牺牲材料250，以获得在所述第一膜结构220和第二膜结构230之间的具有所述牺牲材料250的机械连接结构280，所述机械连接结构机械耦合到所述第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与所述反电极结构240机械解耦。
根据参考第一方面的第二方面，在制造方法100中，可以借助对牺牲材料的各向异性的蚀刻工艺来执行部分去除140的步骤。
根据参考第一方面的第三方面，在制造方法100中，第一膜结构220中的开口结构270可以在几何上被构造成使得以便在部分去除牺牲材料的步骤140中，获得在第一隔膜结构220和第二隔膜结构230之间的具有牺牲材料250的单个柱状机械连接元件280或具有牺牲材料250的多个柱状机械连接元件280-n。
根据参考第一方面的第四方面，在制造方法100中，第二膜结构230也可以包括开口结构272，其中，第一膜结构220中的开口结构270和第二膜结构230中的开口结构272被构造成在部分去除140牺牲材料250的步骤中，获得在第一隔膜结构220和第二隔膜结构230之间的具有牺牲材料的单个柱状机械连接元件280或具有牺牲材料的多个柱状机械连接元件280-n。
根据参考第一方面的第五方面，在制造方法100中，第一膜结构220中的开口结构270或者所述第一膜结构220中的开口结构270和第二膜结构230中的开口结构272被构造成基于在所述蚀刻工艺中蚀刻剂对于所述牺牲材料250的蚀刻速率和蚀刻选择性来形成具有所述牺牲材料的机械连接结构280；280-n，从而该连接结构280机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与反电极结构240机械解耦。
根据参考第五方面的第六方面，在该制造方法100中，第一膜结构220中的开口结构270和/或第二膜结构230中的开口结构272具有在圆形线上的单个开口270-n、272-n。
根据参考第六方面的第七方面，在制造方法100中，单个开口270-n、272-n可以关于第一膜结构220和/或第二膜结构230的几何中点M对称布置。
根据参考第五方面的第八方面，在该制造方法100中，第一膜结构220中的开口结构270和/或第二膜结构230中的开口结构272可以具有多个分布式单个开口270-n、272-n。其中，设置具有在分布式单个开口之间的更大距离的区域，以预设连接元件280的位置。
根据参考第八方面的第九方面，在制造方法100中，设置具有在分布式单个开口270-n、272-n之间的更大距离的多个区域，以预设多个连接元件280-n的位置。
根据参考第一方面的第十方面，在制造方法100中，在提供120层布置的步骤之前，可以执行以下步骤：以第二膜层或第二膜层堆叠的形式将所述第二膜结构结构化地形成111在所述载体衬底上，将牺牲材料施加113到所述第二膜结构上，以反电极层或反电极层堆叠的形式将反电极结构结构化地形成115在所施加的所述牺牲材料上，将牺牲材料施加117到反电极结构上，以第一膜层或第一膜层堆叠的形式在牺牲材料上结构化地形成119第一膜结构。
按照第十一方面，用于双膜MEMS器件的制造方法150包括以下步骤：在半导体衬底上提供层结构布置，其中层布置具有彼此间隔的第一膜结构和第二膜结构以及布置在其间的反电极结构，其中在反电极结构与分别与反电极结构间隔的第一膜结构和第二膜结构之间的中间区域中布置有牺牲材料，其中在所述牺牲材料中形成具有至少一个柱状机械连接元件的机械连接结构，所述至少一个柱状机械连接元件布置在所述第一膜结构和第二膜结构之间并且与所述反电极结构分离，并且具有不同于所述牺牲材料的填充材料，并且其中第一膜结构具有朝向具有牺牲材料的中间区域的开口结构，并且从中间区域去除牺牲材料，以暴露在第一膜结构和第二膜结构之间的所述至少一个柱状机械连接元件，该连接元件被机械耦合到第一膜结构和第二膜结构之间并且与反电极结构机械解耦。
根据参考第十一方面的第十二方面，在制造方法150中，可以利用蚀刻剂借助各向异性的蚀刻工艺执行去除牺牲材料的步骤。其中，蚀刻剂对牺牲材料所具有的蚀刻速率明显高于对填充材料所具有的蚀刻速率。
根据参考第十一方面的第十三方面，在制造方法150中，在提供层布置的步骤之前，可以执行以下步骤：以第二膜层或第二膜层堆叠的形式将所述第二膜结构结构化地形成在所述载体衬底上，将牺牲材料施加到所述第二膜结构上，以反电极层或反电极层堆叠的形式将反电极结构结构化地形成在所施加的所述牺牲材料上，将牺牲材料施加到反电极结构上，引入至少一个柱状通道开口到牺牲材料中直到第一膜结构，以填充材料填充所述至少一个柱状通道开口，以获得机械连接结构，并且以膜层或膜层堆叠的形式在牺牲材料和填充材料上结构化地形成第一膜结构。
根据参考第十三方面的第十四方面，在制造方法150中，在引入的步骤中，可以将多个柱状通道开口插入到牺牲材料中，柱状通道开口通过牺牲材料直到第一个膜层或第一膜层堆叠而构造，其中此外在所述填充步骤中，以所述填充材料填充多个柱状通道开口，并且其中在从所述中间区域去除所述牺牲材料的步骤中，获得在所述第一膜结构和第二膜结构之间的多个机械连接元件，其中多个机械连接元件机械耦合到第一膜结构和第二膜结构之间并且与反电极结构机械解耦。
根据第十五方面，双膜MEMS器件300可以具有以下特征：载体衬底210上的层布置200，其中层布置200具有彼此间隔的第一膜结构220和第二膜结构230以及布置在其间的反电极结构240，以及在第一膜结构220和第二膜结构230之间的具有牺牲材料250的机械连接结构280，该机械连接结构机械耦合到第一膜结构220和第二膜结构230之间并且与反电极结构240机械解耦。
根据参考第十五方面的第十六方面，在双膜MEMS器件300中具有所述牺牲材料250的机械连接结构280包括单个柱状机械连接元件280或多个柱状机械连接元件280-n。
根据参考第十五方面的第十七方面，可以利用根据第一方面的方法100来制造双膜MEMS器件300。
尽管已经结合装置描述了一些方面，但显然的是，这些方面也表明对相应方法的描述，因此框或装置的器件也被理解为相应的方法步骤或方法步骤的特征。类似地，结合方法步骤或作为方法步骤被描述的方面也表示相应装置的相应块或具体情况或特征的描述。
上述的实施例仅表示本发明的原理的展示。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，本发明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在这里呈现的具体细节来限制。

Claims (17)

1.一种双膜MEMS器件(300)的制造方法(100)，具有以下步骤：
在载体衬底(210)上提供(120)层布置(200)，其中所述层布置(200)具有彼此间隔的第一膜结构(220)和第二膜结构(230)以及布置在其间的反电极结构(240)，其中在所述反电极结构(240)与分别与所述反电极结构间隔的所述第一膜结构(220)和所述第二膜结构(230)之间的中间区域(260)中布置有牺牲材料(250)，并且其中所述第一膜结构(220)具有朝向具有所述牺牲材料(250)的所述中间区域(260)的开口结构(270)，并且
从所述中间区域(260)部分去除(140)所述牺牲材料(250)，以获得在所述第一膜结构(220)和所述第二膜结构(230)之间的具有所述牺牲材料(250)的机械连接结构(280)，所述机械连接结构机械耦合到所述第一膜结构(220)和所述第二膜结构(230)之间并且与所述反电极结构(240)机械解耦。
2.根据权利要求1所述的制造方法(100)，其中，所述部分去除(140)的步骤借助于对所述牺牲材料的各向异性的蚀刻工艺来执行。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法(100)，其中，在所述第一膜结构(220)中的所述开口结构(270)在几何上被构造成在部分去除(140)所述牺牲材料的步骤中，获得在所述第一膜结构(220)和所述第二膜结构(230)之间的具有所述牺牲材料(250)的单个柱状机械连接元件(280)或者具有所述牺牲材料(250)的多个柱状机械连接元件(280-n)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法(100)，其中，所述第二膜结构(230)也具有开口结构(272)，所述第一膜结构(220)中的开口结构(270)和所述第二膜结构(230)中的开口结构(272)被构造成在部分去除(140)所述牺牲材料(250)的步骤中，获得在所述第一膜结构(220)和所述第二膜结构(230)之间的具有所述牺牲材料的单个柱状机械连接元件(280)或者具有所述牺牲材料的多个柱状机械连接元件(280-n)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法(100)，其中，所述第一膜结构(220)中的开口结构(270)或者所述第一膜结构中的开口结构(270)和第二膜结构(230)中的开口结构(272)被构造成基于在所述蚀刻工艺中蚀刻剂对于所述牺牲材料(250)的蚀刻速率和蚀刻选择性来形成具有所述牺牲材料的机械连接结构(280；280-n)，从而所述连接结构(280)机械耦合到所述第一膜结构(220)和所述第二膜结构(230)之间并且与所述反电极结构(240)机械解耦。
6.根据权利要求5所述的制造方法(100)，其中，所述第一膜结构(220)中的开口结构(270)和/或所述第二膜结构(230)中的开口结构(272)包括圆形线上的单个开口(270-n、272-n)。
7.根据权利要求6所述的制造方法(100)，其中，所述单个开口(270-n、272-n)对称地围绕所述第一膜结构(220)和/或所述第二膜结构(230)的几何中点(M)布置。
8.根据权利要求5所述的制造方法(100)，其中，所述第一膜结构(220)中的开口结构(270)和/或所述第二膜结构(230)中的开口结构(272)具有多个分布式的单个开口(270-n、272-n)，其中，在所述分布式的单个开口之间设置具有更大距离的区域，以预设连接元件(280)的位置。
9.根据权利要求8所述的制造方法(100)，其中，在所述分布式的单个开口(270-n、272-n)之间设置具有更大距离的多个区域，以预设所述多个连接元件(280-n)的位置。
10.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法(100)，其中，在提供(120)所述层布置的步骤之前执行以下步骤：
以第二膜层或第二膜层堆叠的形式在所述载体衬底上结构化地形成(111)所述第二膜结构，
将牺牲材料施加(113)到所述第二膜结构上，
以反电极层或反电极层堆叠的形式在所施加的所述牺牲材料上结构化地形成(115)所述反电极结构，
将牺牲材料施加(117)到所述反电极结构上，
以第一膜层或第一膜层堆叠的形式在所述牺牲材料上结构化地形成(119)所述第一膜结构。
11.一种双膜MEMS器件的制造方法(150)，具有以下步骤：
在半导体衬底上提供层结构布置，其中所述层布置具有彼此间隔的第一膜结构和第二膜结构以及布置在其间的反电极结构，其中在所述反电极结构与分别与所述反电极结构间隔的所述第一膜结构和所述第二膜结构之间的中间区域中布置有牺牲材料，其中在所述牺牲材料中形成具有至少一个柱状机械连接元件的机械连接结构，所述至少一个柱状机械连接元件布置在所述第一膜结构和所述第二膜结构之间并且与所述反电极结构分离，并且具有不同于所述牺牲材料的填充材料，并且其中所述第一膜结构具有朝向具有所述牺牲材料的所述中间区域的开口结构，并且
从所述中间区域去除所述牺牲材料，以暴露所述第一膜结构和第二膜结构之间的所述至少一个柱状机械连接元件，所述至少一个柱状机械连接元件机械耦合到所述第一膜结构和第二膜结构之间并且与所述反电极结构机械解耦。
12.根据权利要求11所述的制造方法(150)，其中，去除所述牺牲材料的步骤通过蚀刻剂借助各向异性的蚀刻工艺来执行，其中，所述蚀刻剂对所述牺牲材料所具有的蚀刻速率明显高于对所述填充材料所具有的蚀刻速率。
13.根据权利要求11或12所述的制造方法(150)，其中，在提供所述层布置的所述步骤之前执行以下步骤：
以第二膜层或第二膜层堆叠的形式在所述载体衬底上结构化地形成所述第二膜结构，
将牺牲材料施加到所述第二膜结构上，
以反电极层或反电极层堆叠的形式在所施加的所述牺牲材料上结构化地形成所述反电极结构，
将所述牺牲材料施加到所述反电极结构上，
将至少一个柱状通道开口引入到所述牺牲材料中直至所述第一膜结构，
以所述填充材料填充所述至少一个柱状通道开口，以获得所述机械连接结构，并且
以膜层或膜层堆叠的形式在所述牺牲材料和所述填充材料上结构化地形成所述第一膜结构。
14.根据权利要求13所述的制造方法(150)，
其中在所述引入的步骤中，将通过所述牺牲材料直到所述第一膜层或所述第一膜层堆叠所构造的多个柱状通道开口引入到所述牺牲材料中，
其中在所述填充的步骤中，以所述填充材料来填充多个柱状通道开口，以及
其中在从所述中间区域去除所述牺牲材料的步骤中，获得在所述第一膜结构和所述第二膜结构之间的多个机械连接元件，其中所述多个机械连接元件机械耦合到所述第一膜结构和所述第二膜结构之间并且与所述反电极结构机械解耦。
15.一种双膜MEMS器件(300)，具有以下特征：
在载体衬底(210)上的层布置(200)，其中所述层布置(200)具有彼此间隔的第一膜结构(220)和第二膜结构(230)以及布置在其间的反电极结构(240)，以及
在所述第一膜结构(220)和所述第二膜结构(230)之间的具有牺牲材料(250)的机械连接结构(280)，所述机械连接结构机械耦合到所述第一膜结构(220)和所述第二膜结构(230)之间并且与所述反电极结构(240)机械解耦。
16.根据权利要求15所述的双膜MEMS器件(300)，其中，具有所述牺牲材料(250)的所述机械连接结构(280)包括单个柱状机械连接元件(280)或多个柱状机械连接元件(280-n)。
17.根据权利要求15或16所述的双膜MEMS器件(300)，其中，利用具有根据权利要求1至10中任一项所述的方法(100)来制造所述双膜MEMS器件(300)。
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