CN104203806B - 用于微机电的测量变换器的膜片装置和用于制造膜片装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微机电的膜片装置，所述微机电的膜片装置具有：基片，所述基片在表面上具有多个空隙；能够导电的第一电极层，所述第一电极层布置在所述基片的表面上并且所示第一电极层具有多个与所述空隙相一致的第一凹部；以及能够沿着与所述基片的有效的表面垂直的方向偏移的并且能够导电的膜片层，所述膜片层布置在所述第一电极层的上方并且以第一间距值与所述第一电极层隔开。

Description

用于微机电的测量变换器的膜片装置和用于制造膜片装置的 方法

技术领域

本发明涉及一种用于微机电的测量变换器的膜片装置和一种用于制造微机电的测量变换器用的、尤其是微机电的压力传感器、麦克风和扬声器用的膜片装置的方法。

背景技术

微型化的压力传感器和声学的信号变换器、比如麦克风或者扬声器用于不同的应用方案，比如用于便携式电信设备中的声学的构件。所述传感器和执行器在此可以由微机电的结构（MEMS“micro-electromechanical systems（微机电系统）”）来制造。

这样的传感器和信号变换器可以基于电容的作用原理，也就是说，向两个以预先确定的几何形状相对于彼此布置的膜片元件加载电压。通过所述电压的变化来诱发所述膜片的、相对于彼此的运动。作为替代方案，从外部诱发的膜片运动可以引起所述电容的以及由此所加载的电压的、能够检测的变化。

文献DE 102 47 847 A1比如公开了一种用于制造用于MEMS结构元件的膜片的方法，所述MEMS结构元件具有处于基片上的反电极。文献DE 10 2006 055 147 B4公开了一种用于制造声变换器结构的方法，该声变换器结构在处于基片上的反电极上方具有能振动的膜片。文献EP 2 071 871 A1公开了一种用于MEMS构件的膜片，所述MEMS构件具有用于降低在所述膜片中的机械应力的、起皱的边缘区域。

在此存在着对尤其是用于微机电的声学的信号变换器的膜片装置的需求，用所述膜片装置可以改进信号接收的敏感性并且可以相应地降低结构空间需求。

发明内容

本发明按照一个方面提供一种微机电的膜片装置，所述微机电的膜片装置具有：基片，所述基片在表面上具有多个空隙；能够导电的第一电极层，所述第一电极层布置在所述基片的表面上并且所述第一电极层具有多个与所述空隙相一致的第一凹部；以及能够沿着与所述基片的有效的表面垂直的方向偏移的并且能够导电的膜片层，所述膜片层布置在所述第一电极层的上方并且以第一间距值与所述第一电极层隔开。

本发明按照另一个方面提供一种微机电的结构元件，所述微机电的结构元件具有按本发明的微机电的膜片装置。在一种优选的实施方式中，所述微机电的结构元件可以包括压力传感器、麦克风或者扬声器。

按照另一个方面，本发明提供一种用于制造微机电的膜片装置、尤其是用于微机电的结构元件的膜片装置的方法，所述方法具有以下方法步骤：将空隙掏制到半导体基片的表面中；在所述基片的表面上构造能够导电的第一电极层，所述第一电极层具有多个与所述空隙相一致的第一凹部；在所述能够导电的第一电极层上构造氧化层；使能够导电的膜片层沉积在所述氧化层上；在所述基片以及所述能够导电的第一电极层中构造第一通孔；并且通过所述第一通孔对所述氧化层进行蚀刻，以释放所述能够导电的膜片层，从而使得所述膜片层能够相对于所述第一电极层偏移并且以第一间距值与所述第一电极层隔开。

本发明的构思是，设计建立在电容的作用原理的基础上的、具有凹部或者预先确定的波纹的、微机电的膜片装置的至少一个膜片，从而产生所述膜片装置的、电容的、垂直的区域，所述膜片装置的膜片区段在所述膜片进行垂直的运动时被相对于彼此侧向地移动。由此垂直的膜片运动引起所述垂直的区域的、线性地随着所述膜片偏移进行的电容变化。

这种膜片装置的显著的优点在于，即使在出现较小的垂直的膜片偏移时也引起较大的电容变化，或者在由于所述膜片之间的较小的电压变化而出现细微的电容变化时产生较高的膜片偏移。总之，对于这样的膜片装置来说，在出现较小的测量值变化时产生大得多的信号摆幅，也就是说产生所述膜片装置的更大的敏感性。

这样的、具有较高的敏感性的膜片装置可以以相应较低的尺寸来构造，因为提高了有效地起作用的、电容的表面。由此以有利的方式产生更小的结构空间需求和更为成本低廉的结构。

在将这样的膜片装置用在执行器中时，可以以更小的电压获得更高的、用于所述膜片的加速度值。对于传感器来说，出于同样的原因可以获得更大的信号摆幅。

所述按本发明的膜片装置的另一积极的效果是得到改进的机械稳定性和刚性，通过对于所述凹部及波纹的几何形状的选择可以调节所述机械稳定性及刚性。

按照根据本发明的膜片装置的一种实施方式，所述膜片层可以具有多个构造在所述第一凹部上方的第二凹部。由此可以建立所述电极层的、随着膜片层的垂直的运动而线性地变化的、与所述膜片层的搭接区域。

按照根据本发明的膜片装置的另一种实施方式，所述第二凹部可以被设计用于：在所述膜片层垂直于所述基片的表面偏移时无接触地嵌入到所述第一凹部中。由此也可以有利地从零位提供具有很高的加速度的、侧向的传感器电容或者执行器电容。

按照根据本发明的膜片装置的另一种实施方式，所述第二凹部可以具有外壁，所述外壁则具有比所述第一间距值大的、垂直的延伸度。作为替代方案，所述第二凹部可以具有外壁，所述外壁具有刚好与所述第一间距值一样大的、垂直的延伸度。通过这种方式，要么可以设计一种特别紧凑的并且平坦的膜片几何形状，要么可以设计一种在所述能够偏移的膜片层的零位中无寄生的电容的膜片几何形状。

按照根据本发明的膜片装置的另一种实施方式，所述第一凹部的外壁可以相对于所述第二凹部的外壁在平行于所述基片的表面的情况下具有第二间距值。通过对于所述第二间距值的设定，可以以有利的方式来设定所述膜片装置的敏感性。

按照根据本发明的膜片装置的另一种实施方式，所述膜片装置此外可以包括能够导电的第二电极层，所述第二电极层布置在所述膜片层的上方并且以所述第一间距值与所述膜片层隔开，并且所述第二电极层具有多个构造在所述第一凹部上方的第三凹部。通过这种双膜片结构可以获得所述膜片层的更大的加速度。

按照根据本发明的膜片装置的另一种实施方式，所述第二凹部的外壁可以相对于所述第三凹部的外壁在平行于所述基片的表面的情况下具有所述第二间距值。由此提供一种对称的双膜片结构，该双膜片结构获得所述膜片层的、较高的信号摆幅或者较大的加速度值。

按照根据本发明的膜片装置的另一种实施方式，所述第一电极层和所述基片可以具有多个构造在所述第一凹部中的第一压力补偿孔。这些压力补偿孔用于泄出在所述膜片层运动时在处于电极层与膜片层之间的间隙中存在的空气，使得流过所述压力补偿孔的流动阻力有利地小于沿着所述间隙的流动阻力。

按照另一种实施方式，所述第一电极层直接由所述基片构造。

按照根据本发明的膜片装置的另一种实施方式，所述膜片层可以具有多个在所述膜片层中构造在所述第二凹部之间的第二压力补偿孔。这些压力补偿孔用于泄出在所述膜片层运动时在处于电极层与膜片层之间的间隙中存在的空气，使得流过所述压力补偿孔的流动阻力有利地小于沿着所述间隙的流动阻力。

按照根据本发明的膜片装置的另一种实施方式，所述第二电极层可以具有多个构造在所述第三凹部中和/或构造在所述第三凹部之间的第三压力补偿孔。这些压力补偿孔用于泄出在所述膜片层运动时在处于第二电极层与膜片层之间的间隙中存在的空气，使得流过所述压力补偿孔的流动阻力有利地小于沿着所述间隙的流动阻力。

按照根据本发明的方法的一种实施方式，此外可以在能够导电的膜片层中构造至少一个第二通孔。该通孔而后可以用作压力补偿孔。

附图说明

本发明的实施方式的其他特征和优点从以下说明中参照附图来获得。

所描述的设计方案和改进方案，只要有意义，就可以任意地彼此组合。本发明的其他可能的设计方案、改进方案和实施方式也包括本发明的前面和下面关于实施例所描述的特征的、未明确地提到的组合。

附图应该促成对于本发明的实施方式的进一步的理解。它们示出了实施方式，并且结合说明书用于解释本发明的原理和方案。考虑到附图而获得其他的实施方式和所提到的优点中的许多优点。不必相对于彼此按比例地示出附图的元件。方向说明、比如“左边”、“右边”、“上方”、“下方”、“上面”、“下面”、“旁边”或类似说明在接下来的说明中仅仅用于解释的目的，并且不代表着限制或者普遍性。

附图示出：

图1是按照本发明的一种实施方式的、微机电的膜片装置的横截面示意图；

图2是按照本发明的另一种实施方式的、微机电的膜片装置的横截面示意图；

图3是按照本发明的另一种实施方式的、微机电的膜片装置的横截面示意图；

图4是按照本发明的另一种实施方式的、微机电的膜片装置的横截面示意图；

图5是按照本发明的另一种实施方式的、微机电的膜片装置的横截面示意图；

图6是按照本发明的另一种实施方式的、微机电的膜片装置的、俯视示意图；

图7是按照本发明的另一种实施方式的、微机电的膜片装置的、俯视示意图；

图8是按照本发明的另一种实施方式的、微机电的膜片装置的、俯视示意图；

图9到13是用于制造按照本发明的另一种实施方式的、微机电的膜片装置的方法的工艺步骤的示意图；并且

图14到18是用于制造按照本发明的另一种实施方式的、微机电的膜片装置的方法的工艺步骤的示意图。

具体实施方式

所示出的微机电的膜片装置（MEMS膜片装置）可以相应地用于微机电的结构元件（MEMS结构元件）、比如信号变换器或者测量变换器、MEMS传感器、MEMS执行器或者基于膜片的惯性传感器。这样的MEMS结构元件比如可以包括压力传感器、麦克风、扬声器或者其他声学的能量转换器。

本发明的意义上的“凹部”是组件的、所有垂直于或者基本上垂直于一个基本上平坦的组件的表面构造的形状偏差。尤其本发明的意义上的“凹部”是所述基本上平坦的组件的槽、折皱、卷边、凹槽、沟槽、凹槽或者类似的角状的或者波形的隆起。所述凹部在此可以沿着所述基本上平坦的组件的表面以有规律的或者不规律的间距彼此隔开的方式来布置。所述凹部可以具有多个垂直于所述基本上平坦的组件的侧向的伸长伸展的凹部区段。

两个基本上平坦的、平面平行地上下并且沿着其侧向的伸长彼此隔开地布置的组件在此可以具有凹部，所述凹部基本上如此彼此重合，使得各个凹部在所述基本上平坦的组件朝彼此运动时嵌入到彼此当中，而所述两个组件没有相互接触。换句话说，所述一个组件的凹部可以具有与所述另一个组件相类似的空间的造型，其中所述一个组件的凹部具有比所述另一个组件的凹部小的空间的尺寸。通过这种方式可以获得所述组件的、嵌入到彼此当中的啮合状态，从而可以进行所述两个基本上平面平行的组件的、垂直于其侧向的伸长的相对运动，而所述组件没有相互接触。

可以以类似的方式彼此平面平行地布置所述三个基本上平坦的组件，从而可以在相对于所述外部的组件进行向上和向下运动时使处于中间的组件与所述布置在外面的组件中的相应一个组件无接触地嵌入到彼此当中。

图1以横截面视图示出了微机电的膜片装置100的示意图。所述膜片装置100包括具有空隙的基片4和被施加到所述基片4的表面上的、能够导电的第一电极层1。所述第一电极层1比如可以是单晶的硅层。作为替代方案，所述电极层1也可以配设金属化层。在一种实施变型方案中，所述第一电极层1可以是处于绝缘硅晶片（Silizium-auf-Isolator-Wafer，“silicon on insulator”，SOI晶片）4上的第一功能层。所述第一电极层1可以具有第一凹部1a，所述第一凹部基本上与所述处于基片4中的空隙相一致地构造。在图1所示的实施例中，所述空隙构造为具有基本上垂直于基片4的表面的外壁的、长方形的槽，所述槽在预先确定的、比如恒定的深度范围内延伸到所述基片4的里面。

在所述第一电极层1的上方，可以布置有能够沿着与所述基片4的表面垂直的方向偏移的并且能够导电的膜片层2。在一种实施变型方案中，所述膜片层2比如可以由多晶硅（Polysilizium）构造。所述膜片层2可以在处于在图1中示出的剖切区域的外部的悬挂点上通过一根或者多根悬挂接片悬挂在所述基片上，从而使得所述膜片层2被摆动地支承在所述第一电极层1的上面。所述膜片层2以（垂直的）第一间距值x_G与所述第一电极层1隔开。所述间距值x_G比如可以处于0.1μ与10μ之间。

所述膜片层2在此具有第二凹部2a，所述第二凹部基本上如此布置在所述第一凹部1a的上方，从而使得所述第二凹部2a的外部的尺寸稍微小于所述第一凹部1a的相应的尺寸。由此所述第二凹部2a可以无接触地嵌入到所述第一凹部1a中。所述第二凹部2a的外壁2b以间距值y_G与所述第一凹部1a的外壁1b隔开。

通过比如在激励所述膜片层2时该膜片层2的垂直的运动，该膜片层2可以如在图1中通过虚线所勾画出来的那样基本上垂直于所述基片4的表面上下运动。比如向上的最大的偏移可能引起所述膜片层2的位置2U，而向下的最大偏移则可能引起所述膜片层2的位置2D。

此外，所述膜片装置100具有能够导电的第二电极层3，该第二电极层布置在所述膜片层2的上方并且以所述第一间距值x_G与所述膜片层2隔开。所述能够导电的第二电极层3比如可以由多晶硅或者金属化层来制成。所述第二电极层3可以具有多个构造在所述第一凹部1a的上方的第三凹部3a。对于所述第三凹部3a来说，在相对于所述第二凹部2a的比例中，基本上同样的情况适用于所述第二凹部2a的、相对于所述第一凹部1a的比例。换句话说，如此构造所述膜片装置100，从而使得所述凹部1a、2a、3a的几何结构如此彼此重合，从而能够如此实现所述膜片层2的、在处于电极层1与3之间的间隙中的运动，以便所述第二凹部2a无接触地与所述第一及第三凹部1a或者3a相啮合。

所述第一电极层1以及所述基片4可以具有构造在所述第一凹部1a的底部上的第一通孔或者压力补偿孔5a。通过所述第一压力补偿孔5a能够更换空气或者其他将所述第一电极层1与所述膜片层2之间的第一间隙6a填满的介质。优选如此设计所述第一压力补偿孔5a的大小，使得所述空气或者其他介质的、流过所述第一平衡孔5a的流动阻力小于沿着所述第一间隙6a的流动阻力。由此空气或者其他介质优选通过所述第一压力补偿孔5a泄出。

所述第二电极层3可以具有构造在所述第三凹部3a之间的第二通孔或者压力补偿孔5b。通过所述第二压力补偿孔5b，能够更换空气或者其他将所述第二电极层3与所述膜片层2之间的第二间隙6b填满的介质。优选如此设计所述第二压力补偿孔5b的大小，使得所述空气或者其他介质的、流过所述第二平衡孔5b的流动阻力小于沿着所述第二间隙6b的流动阻力。由此空气或者其他介质优选通过所述第二压力补偿孔5b泄出。

所述第一和第二压力补偿孔5a或者5b的数目在此原则上不受限制。尤其可以规定，不是在每个第一凹部1a中或者不是在每对第三凹部3a之间构造压力补偿孔5a或者5b。

所述第二凹部2a的外壁2b可以离开所述第三凹部3a的外壁在平行于所述基片4的表面的情况下具有和所述第二凹部2a的外壁2b离开所述第一凹部1a的外壁1b相同的第二间距值y_G。

图2以横截面视图示出了另一微机电的膜片装置200的示意图。所述微机电的膜片装置200与所述微机电的膜片装置100的区别主要仅仅在于：刚好将膜片层2与第一及第二电极层1或者3之间的垂直的间距x_G选择得与所述凹部2a和1a或者3a的垂直的延伸度x_k一样大。此外，在所述微机电的膜片装置200中，也可以在第三凹部3a的底部上构造通孔或者压力补偿孔5c。用所述膜片装置200可以有利地相对于所述膜片装置100以结构空间需求为代价来降低寄生的电容份额。

图3以横截面视图示出了另一微机电的膜片装置300的示意图。所述微机电的膜片装置300与所述微机电的膜片装置200的区别主要仅仅在于：取代具有凹部2的膜片层2而在所述第一与第二电极层1和3之间使用平面平行于所述基片4的表面构造的膜片层7，该膜片层能够在向上的最大的偏移7U与向下的最大的偏移7U之间相对于所述电极层1和3来运动。

图4以横截面视图示出了另一微机电的膜片装置400的示意图。所述微机电的膜片装置400与所述微机电的膜片装置100的区别主要仅仅在于：没有设置第二电极层3。换而言之，所述膜片层2在该膜片层2的凹部2a之间具有通孔或者压力补偿孔5d。

图5以横截面视图示出了另一微机电的膜片装置500的示意图。所述微机电的膜片装置500与所述微机电的膜片装置400的区别主要仅仅在于：刚好将膜片层2与第一电极层1之间的垂直的间距x_G选择得与所述凹部2a和1a的垂直的延伸度x_k一样大。通过这种方式，可以如上面所提到的那样以结构空间需求为代价来降低寄生的电容份额。

图6、7和8以俯视图示出了微机电的膜片装置的示意图。在图6、7和8中示出的膜片装置可以相当于图1到5的膜片装置100、200、300、400、500。在图6中，所述膜片层2为圆形，并且所述凹部2a构造为圆形的并且同心地布置的凹槽或者卷边。所述膜片层2可以通过悬挂接片8a、8b、8c悬挂在所述基片上。图6中的悬挂接片的数目示例性地为三个，但是其中同样可以考虑每种其他数目的悬挂接片。

在图7中所述具有纵向凹槽或者纵向卷边的膜片层2构造为凹部2a。对于所述膜片层2的悬挂在此通过悬挂接片8d来进行。在图8中，所述具有多边形的凹槽的膜片层2构造为凹部2a，从而比如产生所述膜片层2的蛋盒状的表面结构。当然也可以为在图8中的凹槽选择其他多边形的或者经过倒圆的结构。图7和8中的悬挂接片8d的数目示例性地为一个，但是其中同样可以考虑每种其他数目的悬挂接片8d。

用当前的、如在图1到8中所示出的那样的膜片装置100、200、300、400、500，在激励比如处于扬声器中的、线性的平面外驱动装置中的或者超声波发生器中的膜片时，可以从静止的位置实现所述膜片的较高的加速度。这一点有利地引起较高的声压，并且由此引起使用所述膜片装置的MEMS执行器的、有效的运行。

原则上适用这一点：所述声压p与所述膜片的加速度a成比例。所述膜片的加速度a从其运动方程式中获得。如果为了获得加速度而在平坦的膜片层与平面平行于该膜片层布置的电极层之间使用静电的力，并且另外假设，所述膜片层能够大概自由地运动，那么对于所述加速度a来说产生：

其中ε₀是真空中的介电常数，ε_r是在膜片与电极层之间的介质的介电常数，x是所述膜片的当前的偏移，x_G是膜片与电极层之间的间距，t是时间，U是在膜片与电极层之间加载的电压，m是所述膜片的质量，并且A是膜片与电极层的平面平行的面积。

在使用有弹性被悬挂的膜片的情况下，还必须额外地克服随着所述偏移而变得越来越大的弹力kx进行加速，其中k作为弹簧常数，从而以kx的量为幅度来降低所述加速度a。因此，如果延迟的力、比如弹力kx或者所述膜片的衰减变得特别地大，那么所述加速度a就总是特别地高。

如果所述电极层或者所述膜片层具有额外的凹部，也就是说具有一些区段，在这些区段中在所述膜片相对于所述电极层垂直地运动时使所述膜片层侧向地移动，那么对于作用于一垂直地相对于固定的电极层区段运动的膜片层区段上的静电的力F来说产生：

其中Cy是在垂直的膜片层区段与垂直的电极层区段之间的电容的数值，y_G是在垂直的膜片层区段与垂直的电极层区段之间的间距，并且Ly是所有垂直的膜片层区段的长度。所述垂直的膜片层区段在此可以是在图1、2、4和5中的区段2b。所述垂直的电极层区段在此可以是在图1到5中的区段1b。

利用这种额外的延迟的力，产生用于具有嵌套的凹部的膜片装置的、比如用于在图1到5中所示出的膜片装置100、200、300、400、500的总运动方程式：

其中ρ是膜片层材料的密度，d是膜片层的厚度，并且x_k是所述凹部的深度或者垂直的延伸度。由此可以通过所述垂直的凹部区段或者其几何的尺寸来提供能够调节的加速度项，该加速度项也允许从所述膜片的静止位置中获得较高的加速度。

利用如在图1到8中所示出的那样的膜片装置100、200、300、400、500，作为对策，对于检测用的膜片来说，比如对于麦克风来说，或者对于声学的压力传感器来说，通过所述膜片的、从静止位置中进行的加速度，可以有利地获得较高的信号摆幅。由此可以有效地并且以较高的测量敏感性来运行使用所述膜片装置的MEMS传感器。

平坦的膜片与平面平行于该膜片来布置的电极层之间的测量电容C_x为：

。

膜片与电极层之间的垂直的间距x的变化引起的电容变化：

也就是说，所述电容变化对于较小的偏移来说比较小。对于如结合图1到5的膜片装置100、200、300、400、500所解释的那样的、具有凹部的膜片层或者电极层来说，产生测量电容C_G：

。

因此，这样的测量电容C_G的电容变化为：

。

相对于平面平行的膜片和电极层，由此即使对于较小的偏移量或者较大的垂直的间距值来说也产生得到改进的信号摆幅。尤其可以通过所述凹部的几何形状来调节所述信号摆幅。

为了避免寄生的电容，像比如为所述膜片装置200或者500在图2和5中所示出的那样，可以将膜片层2与电极层1或者3之间的垂直的间距x_G选择得刚好与所述凹部2a和1a或者3a的垂直的延伸度x_k一样大。由此在所述膜片层2的静止位置中所述垂直的电容份额基本上是零。不过同时较小的偏移导致所述凹部2a和1a或者3a之间的搭接状态或者啮合状态的产生，这一点引起不会消失的垂直的电容份额。

图9到13示出了一种用于制造膜片装置的方法的工艺过程阶段。所述方法比如可以用于制造如在图1到8中所示出的那样的膜片装置100、200、300、400、500。

首先在基片4、比如SOI晶片中制造空隙4a。可以朝这些空隙4a中并且在所述基片4的表面上面加入能够导电的第一电极层1，其中所述电极层1具有多个与所述空隙4a相一致的第一凹部1a。此外，在所述空隙4a中比如可以通过在所述空隙4a中形成深沟（Trenchgräben）的方式来构造牺牲性接片（Opfersteg）4b。所述牺牲性接片4b可以为此用作用于构造氧化层4c的氧化点。图11中的氧化层完全填满所述空隙4a，并且覆盖着所述基片4的表面。如有必要可以进行化学-机械的加工步骤（CMP），用于使所述氧化层4c平面化并且变薄。而后比如可以通过光刻步骤选择性地在所述空隙4a中对所述氧化层4c进行蚀刻。

而后使能够导电的膜片层2沉积在所述氧化层4c上。所述能够导电的膜片层2比如可以通过多晶硅的淀积来构造。在此，所述膜片层2可以具有与所述空隙4a相一致的凹部2a。在所述基片4和所述能够导电的第一电极层1中可以构造第一通孔5a，可以通过所述通孔5a来对所述氧化层4c进行蚀刻。由此释放所述能够导电的膜片层2，从而使得所述膜片层2能够相对于所述第一电极层1偏移并且以第一间距值x_G与所述第一电极层1隔开。也可选可以在所述膜片层2中构造通孔5d。

图14到18示出了另一种用于制造膜片装置的方法的工艺过程阶段。所述方法比如可以用于制造如在图1到8中所示出的那样的膜片装置100、200、300、400、500。

与在图9中所示出的情况相类似，首先在基片4中构造空隙4a，在所述空隙的上方构造了电极层1。通过沉积过程以及随后定向的蚀刻过程，比如可以构造垂直地布置在所述空隙1a的外壁上的氮化物带（Nitridstreifen）。可以在所述基片4的表面以及所空隙4的上面形成氧化层9b、比如LOCOS氧化物。在另一个沉积过程中，比如可以在所述氧化层9b和氮化物层9a上面构造TEOS氧化层9c。而后，通过所述TEOS氧化层9c可以使比如由多晶硅构造的膜片层2沉积。

而后又可以在所述基片4和所述能够导电的第一电极层1中构造第一通孔5a，通过所述第一通孔可以对所述氧化层9b和9c进行蚀刻。由此释放所述能够导电的膜片层2，从而使得所述膜片层2能够相对于所述第一电极层1偏移并且以第一间距值x_G与所述第一电极层1隔开。也可选可以在所述膜片层2中构造通孔5d。

为了防止在所述凹部2a或者1a的外壁2b或者1b中出现畸变，比如可以在所述彼此垂直的层区段的对接线（Stoßlinie）上比如通过各向同性的蚀刻步骤或者真空退火措施来使弯曲半径倒圆。也可以使用类似的措施，用于改进在所述通孔5a到5d中的辐射阻抗。

Claims (10)

1.微机电的膜片装置（100、200、300），其具有：

- 基片（4），所述基片在表面上具有多个空隙（4a）；

- 能够导电的第一电极层（1），所述第一电极层布置在所述基片（4）的表面上并且所述第一电极层具有多个与所述基片（4）的空隙（4a）相一致的第一凹部（1a）；以及

- 能够沿着与所述基片（4）的表面垂直的方向偏移的并且能够导电的膜片层（2、7），所述膜片层布置在所述第一电极层（1）的上方并且以第一间距值（x_G）与所述第一电极层（1）隔开；

其特征在于，

能够导电的第二电极层（3），所述第二电极层布置在所述膜片层（2、7）的上方，并且所述第二电极层具有多个构造在所述第一凹部（1a）上方的第三凹部（3a），其中所述膜片层（2）具有多个构造在所述第一凹部（1a）上方的第二凹部（2a），并且其中所述第二凹部（2a）的外壁（2b）相对于所述第三凹部（3a）的外壁在平行于所述基片（4）的表面的情况下具有第二间距值（y_G），其中所述第一凹部（1a）、第二凹部（2a）和第三凹部（3a）彼此构造成，在所述膜片层（2）垂直于所述基片（4）的表面偏移时，使所述第二凹部（2a）无接触地嵌入到所述第一凹部（1a）和第三凹部（3a）中。

2.按权利要求1所述的膜片装置（100、200），其中所述第二凹部（2a）被设计用于：在所述膜片层（2）垂直于所述基片（4）的表面偏移时无接触地嵌入到所述第一凹部（1a）中。

3.按权利要求1或2所述的膜片装置（100），其中所述第二凹部（2a）具有外壁（2b），所述外壁具有比所述第一间距值（x_G）大的、垂直的延伸度。

4.按权利要求1或2所述的膜片装置（200），其中所述第二凹部（2a）具有外壁（2b），所述外壁具有刚好与所述第一间距值（x_G）一样大的、垂直的延伸度。

5.按权利要求1或2所述的膜片装置（200），其中，所述第一凹部（1a）的外壁相对于所述第二凹部（2a）的外壁（2b）在平行于所述基片（4）的表面的情况下具有第二间距值（y_G）。

6.按权利要求1或2所述的膜片装置（100、200、300），其中所述第一电极层（1）和所述基片（4）具有多个构造在所述第一凹部（1a）中的第一压力补偿孔（5a）。

7.按权利要求1或2所述的膜片装置（100、200、300），其中所述第一电极层（1）由所述基片（4）构造。

8.按权利要求1所述的膜片装置（100、200、300），其中所述第二电极层（3）具有多个构造在所述第三凹部（3a）中和/或构造在所述第三凹部（3a）之间的第三压力补偿孔（5b、5c）。

9.微机电的结构元件，其具有按权利要求1到8中任一项所述的微机电的膜片装置（100、200、300）。

10.按权利要求9所述的微机电的结构元件，其中所述微机电的结构元件是压力传感器、麦克风或者扬声器。