DE102016114451A1 - System und Verfahren für ein Mehrelektroden-MEMS-Bauelement - Google Patents

System und Verfahren für ein Mehrelektroden-MEMS-Bauelement Download PDF

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Abstract

Gemäß einer Ausführungsform enthält ein MEMS-Umformer einen Stator, einen vom Stator beabstandeten Rotor und eine Mehrelektrodenstruktur mit Elektroden mit unterschiedlichen Polaritäten. Die Mehrelektrodenstruktur wird an einem des Rotors und des Stators ausgebildet und ist konfiguriert zum Generieren einer abstoßenden elektrostatischen Kraft zwischen dem Stator und dem Rotor. Andere Ausführungsformen enthalten entsprechende Systeme und Vorrichtungen, die jeweils konfiguriert sind zum Durchführen entsprechender Ausführungsformverfahren.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein mikroelektromechanische Systeme (MEMS) und in besonderen Ausführungsformen ein System und ein Verfahren für ein Mehrelektroden-MEMS-Bauelement.
  • Umformer wandeln Signale von einem Bereich in einen anderen um. Beispielsweise sind einige Sensoren Umformer, die physikalische Signale in elektrische Signale umwandeln. Andererseits wandeln einige Umformer elektrische Signale in physikalische Signale um. Ein üblicher Typ von Sensor ist ein Drucksensor, der Druckdifferenzen und/oder Druckänderungen in elektrische Signale umwandelt. Drucksensoren haben zahlreiche Anwendungen einschließlich beispielsweise Atmosphärendruckerfassung, Höhenerfassung und Wetterüberwachung. Ein weiterer üblicher Typ von Sensor ist ein Mikrofon, das Schallsignale in elektrische Signale umwandelt.
  • Zu auf mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) basierenden Umformern zählt eine Familie von Umformern, die unter Verwendung von Mikrobearbeitungstechniken hergestellt werden. MEMS, wie etwa ein MEMS-Drucksensor oder ein MEMS-Mikrofon, sammeln Informationen aus der Umgebung durch Messen der Änderung eines physikalischen Zustands im Umformer und Transferieren des durch die Elektronik zu verarbeitenden Signals, die mit dem MEMS-Sensor verbunden ist. MEMS-Bauelemente können unter Verwendung von Mikrobearbeitungsfabrikationstechniken hergestellt werden, die den für integrierte Schaltungen verwendeten ähnlich sind.
  • MEMS-Bauelemente können ausgelegt werden, als Oszillatoren, Resonatoren, Beschleunigungsmesser, Kreisel, Drucksensoren, Mikrofone, Mikrolautsprecher und/oder Mikrospiegel zu fungieren, als Beispiel. Viele MEMS-Bauelemente verwenden kapazitive Erfassungstechniken zum Umwandeln des physikalischen Phänomens in elektrische Signale. Bei solchen Anwendungen wird die Kapazitätsänderung im Sensor unter Verwendung von Schnittstellenschaltungen in ein Spannungssignal umgewandelt.
  • Mikrofone und Mikrolautsprecher können auch als kapazitive MEMS-Bauelemente implementiert werden, die auslenkbare Membrane und starre Gegenelektroden enthalten. Für ein Mikrofon bewirkt ein Schallsignal als eine Druckdifferenz, dass die Membran ausgelenkt wird. Im Allgemeinen bewirkt die Auslenkung der Membran eine Änderung beim Abstand zwischen der Membran und der Gegenelektrode, wodurch die Kapazität geändert wird. Somit misst das Mikrofon das Schallsignal und generiert ein elektrisches Signal. Bei einem Mikrolautsprecher wird ein elektrisches Signal zwischen der Gegenelektrode und der Membran mit einer gewissen Frequenz angelegt. Das elektrische Signal bewirkt, dass die Membran mit der Frequenz des angelegten elektrischen Signals schwingt, was den Abstand zwischen der Gegenelektrode und der Membran ändert. Während die Membran schwingt, verursachen die Auslenkungen der Membran lokale Druckänderungen im umgebenden Medium und erzeugen Schallsignale, d. h. Schallwellen.
  • Bei MEMS-Mikrofonen oder -Mikrolautsprechern sowie bei anderen MEMS-Bauelementen, die auslenkbare Strukturen bei angelegten Spannungen für Erfassung oder Betätigung enthalten, ist ein Pull-In oder ein Kollaps ein häufiges Problem. Wenn eine Spannung an die Gegenelektrode und die Membran angelegt wird, besteht ein Risiko des Hängenbleibens, da sich die Membran und die Gegenelektrode während der Auslenkung näher zueinander bewegen. Dieses Hängenbleiben der beiden Platten wird oftmals als Pull-In oder Kollaps bezeichnet und kann in einigen Fällen zu einem Versagen des Bauelements führen. Ein Kollaps tritt im Allgemeinen auf, weil die durch eine Spannungsdifferenz zwischen der Membran und der Gegenelektrode verursachte Anziehungskraft mit abnehmendem Abstand zwischen der Membran und der Gegenelektrode schnell zunehmen kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform enthält ein MEMS-Umformer einen Stator, einen vom Stator beabstandeten Rotor und eine Mehrelektrodenstruktur mit Elektroden mit unterschiedlichen Polaritäten. Die Mehrelektrodenstruktur wird an einem des Rotors und des Stators ausgebildet und ist konfiguriert zum Generieren einer abstoßenden elektrostatischen Kraft zwischen dem Stator und dem Rotor. Andere Ausführungsformen enthalten entsprechende Systeme und Vorrichtungen, die jeweils konfiguriert sind zum Durchführen entsprechender Ausführungsformverfahren.
  • Für ein umfassenderes Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird nun auf die folgenden Beschreibungen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen:
  • 1 ein Systemblockdiagramm eines Ausführungsform-MEMS-Umformersystems;
  • 2a und 2b Schemadiagramme von Ausführungsform-Mehrelektrodenelementen;
  • 3a, 3b, 3c, 3d, 3e und 3f Seitenansichtsschemadiagramme von Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern;
  • 4a, 4b, 4c und 4d Draufsichtschemadiagramme von Ausführungsform-Mehrelektrodenumformerplatten;
  • 5 ein Perspektivansichtsquerschnittsdiagramm eines Ausführungsform-Mehrelektrodenumformers;
  • 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g, 6h, 6i, 6j, 6k und 6l Querschnitte von Ausführungsform-Mehrelektrodenelementen;
  • 7a, 7b, 7c, 7d und 7e Querschnitte von Ausführungsform-MEMS-Schallumformern;
  • 8 ein Blockdiagramm eines Ausführungsformverfahrens zum Ausbilden eines MEMS-Umformers;
  • 9a, 9b und 9c Blockdiagramme von Ausführungsformverfahren zum Ausbilden von Mehrelektrodenelementen; und
  • 10a und 10b Kraftdiagramme von zwei Umformern.
  • Entsprechende Zahlen und Symbole in den verschiedenen Figuren beziehen sich allgemein auf entsprechende Teile, sofern nicht etwas anderes angegeben ist. Die Figuren wurden gezeichnet, um die relevanten Aspekte der Ausführungsformen klar darzustellen und sie sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet.
  • Das Herstellen und Verwenden verschiedener Ausführungsformen werden nun unten ausführlich erörtert, um eine detaillierte Beschreibung veranschaulichender Ausführungsformen bereitzustellen. Es versteht sich jedoch, dass die hier beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen in einer großen Vielzahl spezifischer Kontexte anwendbar sind. Die erörterten spezifischen Ausführungsformen veranschaulichen lediglich spezifische Wege zum Herstellen und Verwenden verschiedener Ausführungsformen und sollten nicht in einem beschränkenden Sinne ausgelegt werden.
  • Eine Beschreibung erfolgt bezüglich verschiedener Ausführungsformen in einem spezifischen Kontext, nämlich Mikrofonumformern, und insbesondere MEMS-Mikrofonen und MEMS-Mikrolautsprechern. Einige der hier beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen enthalten MEMS-Umformersysteme, MEMS-Mikrofonsysteme, Dipolelektroden-MEMS-Umformer, Mehrpolelektroden-MEMS-Umformer und Fabrikationssequenzen für verschiedene Mehrelektroden-MEMS-Bauelemente. Bei anderen Ausführungsformen können Aspekte auch auf andere Anwendungen angewendet werden, die einen beliebigen Typ von Umformer involvieren, der eine auslenkbare Struktur gemäß beliebiger Art, wie in der Technik bekannt, enthält.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthalten MEMS-Mikrofone und MEMS-Mikrolautsprecher mehrere Elektroden auf der Membran, der Gegenelektrode oder beiden. Bei solchen Ausführungsformen werden separate Elektroden auf einer oder beiden der kapazitiven Platten des MEMS-Schallumformers strukturiert. Die separaten Elektroden und die andere kapazitive Platte oder andere separate Elektroden werden mit Spannungen versorgt, um ein elektrostatisches Feld mit einem Dipol- oder Mehrpolmuster auszubilden. Bei solchen Feldern können die Membran und die Gegenelektrode für gewisse Abstände angezogen und für andere Abstände abgestoßen werden. Somit enthalten verschiedene Ausführungsformen MEMS-Schallumformer, die in der Lage sind, sowohl anziehende als auch abstoßende elektrostatische Kräfte auszuüben. Solche Ausführungsform-MEMS-Schallumformer können mit höheren Vorspannungen und einem geringeren Risiko an Kollaps oder Pull-In arbeiten, was zu verbesserter Leistung führt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden mehrere Typen von Mehrelektrodenstrukturen ausgebildet. Verschiedene MEMS-Schallumformer enthalten Einzel- und Doppel-Gegenelektroden-MEMS-Mikrofone und MEMS-Mikrolautsprecher. Bei weiteren Ausführungsformen können Mehrelektrodenstrukturen in anderen Typen von MEMS-Bauelement ausgebildet werden, die auslenkbare Strukturen enthalten, wie etwa Drucksensoren, Kreisel, Oszillatoren, Aktuatoren und andere, als Beispiel.
  • 1 veranschaulicht ein Systemblockdiagramm eines Ausführungsform-MEMS-Umformersystems 100 mit einem MEMS-Umformer 102, einer applikationsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) 104 und einem Prozessor 106. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wandelt der MEMS-Umformer 102 physikalische Signale um. Bei Ausführungsformen, wo der MEMS-Umformer 102 ein Aktuator ist, generiert der MEMS-Umformer 102 physikalische Signale durch Bewegen einer auslenkbaren Struktur auf der Basis von Anregung von elektrischen Signalen. Bei Ausführungsformen, wo der MEMS-Umformer 102 ein Sensor ist, generiert der MEMS-Umformer 102 elektrische Signale durch Umwandeln physikalischer Signale, die bewirken, dass sich die auslenkbare Struktur bewegt und die elektrischen Signale generiert. Bei verschiedenen Ausführungsformen enthält der MEMS-Umformer 102 eine auslenkbare Mehrelektrodenstruktur, die ein elektrisches Feld vom Dipoltyp oder ein elektrisches Feld vom Mehrpoltyp erzeugt, wie hier unten weiter beschrieben wird.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der MEMS-Umformer 102 ein MEMS-Mikrofon sein. Bei anderen Ausführungsformen kann der MEMS-Umformer 102 ein MEMS-Mikrolautsprecher sein. Bei einigen Ausführungsformen kann der MEMS-Umformer 102 ein MEMS-Schallumformer sein, der Schallsignale sowohl erfasst als auch bewirkt. Beispielsweise kann der MEMS-Umformer 102 ein Kombinations-Schallsensor und -Aktuator für Hochfrequenzanwendungen wie etwa Ultraschallumformer sein. Bei einigen Ausführungsformen können kapazitive MEMS-Mikrofone eine Membran und Gegenelektrode mit kleineren Flächeninhalten und Trennabständen enthalten, als sie typischerweise in kapazitiven MEMS-Mikrolautsprechern angetroffen werden.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen generiert der ASIC 104 entweder die elektrischen Signale zum Anregen des MEMS-Umformers 102 oder empfängt die durch den MEMS-Umformer 102 generierten elektrischen Signale. Der ASIC 104 kann auch je nach verschiedenen Anwendungen Vorspannungs- oder Spannungsansteuersignale an den MEMS-Umformer 102 anlegen. Bei einigen Ausführungsformen enthält der ASIC 104 einen Analog-Digital-Wandler (ADW) oder einen Digital-Analog-Wandler (DAW). Der Prozessor 106 ist mit dem ASIC 104 gekoppelt und generiert Ansteuersignale oder stellt eine Signalverarbeitung bereit. Der Prozessor 106 kann ein dedizierter Umformerprozessor wie etwa ein CODEC für ein MEMS-Mikrofon sein oder kann allgemein ein Prozessor wie etwa ein Mikroprozessor sein.
  • Die 2a und 2b veranschaulichen Schemadiagramme von Ausführungsform-Mehrelektrodenelementen 110 und 111. 2a veranschaulicht ein Mehrelektrodenelement 110, das eine Dipolelektrode 114 und eine Elektrode 112 enthält. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Dipolelektrode 114 auf einer Gegenelektrode in einem MEMS-Mikrofon ausgebildet werden, als Beispiel, und die Elektrode 112 kann eine Membran im MEMS-Mikrofon sein. Die Dipolelektrode 114 enthält einen Pol mit einer positiven Polarität und einen Pol mit einer negativen Polarität. Bei solchen Ausführungsformen sind die positiven und negativen Polaritäten elektrische Potentiale relativ zueinander.
  • Somit können die positiven und negativen Polaritäten zwei verschiedene positive Spannungen bezüglich Masse beinhalten, zwei verschiedene negative Spannungen bezüglich Masse oder eine positive und eine negative Spannung bezüglich Masse. Die Elektrode 112 und die Dipolelektrode 114 werden mit Spannungen angesteuert, um das elektrische Feld wie gezeigt zu erzeugen (wobei die elektrischen Feldlinien nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind). Wie dargestellt, ist die Elektrode 112 mit einer negativen Polarität angegeben. Wenn sich die Elektrode 112 jenseits eines gewissen Abstands von der Dipolelektrode 114 befindet, kann die zwischen der Elektrode 112 und der Dipolelektrode 114 wirkende elektrostatische Kraft anziehend sein. Wenn sich die Elektrode 112 innerhalb des gewissen Abstands von der Dipolelektrode 114 befindet, kann die zwischen der Elektrode 112 und der Dipolelektrode 114 wirkende elektrostatische Kraft abstoßend sein. Somit ist, wenn sich die Membran mit der Elektrode 112 zur Gegenelektrode bewegt, mit der Dipolelektrode 114 die auf die Membran wirkende elektrostatische Kraft anfänglich anziehend und kann innerhalb eines gewissen Trennabstands abstoßend werden. Somit können in verschiedenen Ausführungsformen abstoßende elektrostatische Kräfte zwischen der Gegenelektrode und der Membran verwendet werden, um einen Kollaps oder ein Pull-In zu verhindern.
  • Bei anderen Ausführungsformen kann die Dipolelektrode 114 an der Membran angeordnet sein, und die Elektrode 112 kann an der Gegenelektrode angeordnet sein. Weiterhin kann eine zusätzliche Gegenelektrode mit einer der beiden Konfigurationen enthalten sein. Bei weiteren Ausführungsformen können die Dipolelektrode 114 und die Elektrode 112 in einem beliebigen Typ von MEMS-Bauelement mit beweglicher Struktur enthalten sein, die angelegte Spannungen besitzen oder Elektroden enthalten, als Beispiel.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können sowohl die Membran als auch die Gegenelektrode Dipolelektroden enthalten oder allgemeiner können sowohl die feste Struktur als auch die auslenkbare Struktur eines MEMS-Bauelements Dipolelektroden enthalten. 2b veranschaulicht ein Mehrelektrodenelement 111, das eine Dipolelektrode 116 und eine Dipolelektrode 118 enthält. Gemäß solchen Ausführungsformen ist die Dipolelektrode 116 an der Membran eines MEMS-Mikrofons angeordnet und die Dipolelektrode 118 ist an der Gegenelektrode des MEMS-Mikrofons angeordnet. Wie hier oben unter Bezugnahme auf 2a beschrieben, können in Abhängigkeit von den Spannungen, die an die Dipolelektrode 116 und die Dipolelektrode 118 angelegt werden, und dem Trennwiderstand dazwischen die auf beide Dipole wirkenden elektrostatischen Kräfte so ausgelegt werden, dass sie anziehend oder abstoßend sind. Die Dipolelektrode 116 und die Dipolelektrode 118 besitzen jeweils einen Pol mit einer negativen Polarität und einen Pol mit einer positiven Polarität, was verschiedene positive oder negative Spannungen bezüglich Masse beinhalten kann. Bei solchen Ausführungsformen kann das Mehrelektrodenelement 111 als ein Quadrupol bezeichnet werden. Bei verschiedenen weiteren Ausführungsformen kann eine beliebige Anzahl an Elektroden, einschließlich Dipolelektroden, auf einer Membran oder einer Gegenelektrode für einen MEMS-Schallwandler strukturiert sein, wie hier unten näher beschrieben. Bei anderen Ausführungsformen kann eine beliebige Anzahl an Elektroden, einschließlich Dipolelektroden, auf beweglichen oder festen Strukturen in einem MEMS-Bauelement strukturiert sein.
  • 3a, 3b, 3c, 3d, 3e und 3f veranschaulichen Seitenansichtsschemadiagramme von Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern 120a, 120b, 120c, 120d, 120e und 120f. 3a veranschaulicht den Mehrelektrodenumformer 120a mit einer isolierenden Platte 122, einer leitfähigen Platte 124 und Dipolelektroden 126 auf der isolierenden Platte 122. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen arbeitet jede der Dipolelektroden 126 mit der leitfähigen Platte 124, wie oben unter Bezugnahme auf 2a beschrieben. Die isolierende Platte 122 ist die Membran eines MEMS-Schallumformers, und die leitfähige Platte 124 ist bei einigen Ausführungsformen die Gegenelektrode des MEMS-Schallumformers. Bei anderen Ausführungsformen ist die isolierende Platte 122 die Gegenelektrode des MEMS-Schallumformers, und die leitfähige Platte 124 ist die Membran des MEMS-Schallumformers. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Membran (entweder die leitfähige Platte 124 oder die isolierende Platte 122) für einige Trennabstände eine anziehende Kraft und für andere Trennabstände eine abstoßende Kraft erfahren in Abhängigkeit von den durch die leitfähige Platte 124 und die Dipolelektroden 126 gebildeten elektrischen Felder.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird jede Dipolelektrode 126 mit einem positiven Pol an einer oberen Oberfläche der isolierenden Platte 122 und einem negativen Pol an einer unteren Oberfläche der isolierenden Platte 122 ausgebildet. Die isolierende Platte 122 kann bei einigen Ausführungsformen ein Isolator sein. Bei alternativen Ausführungsformen kann die isolierende Platte 122 einen Leiter oder Leiter enthalten, wobei isolierende Schichten an der oberen oder unteren Oberfläche des Leiters oder der Leiter ausgebildet sind. Bei anderen Ausführungsformen ist der positive 201 jeder Dipolelektrode 126 an der unteren Oberfläche der isolierenden Platte 122 ausgebildet, und der negative Pol jeder Dipolelektrode 126 ist an der oberen Oberfläche der isolierenden Platte 122 ausgebildet (entgegengesetzt wie gezeigt).
  • 3b veranschaulicht den Mehrelektrodenumformer 120b mit der isolierenden Platte 122, der leitfähigen Platte 124 und Dipolelektroden 128 auf der isolierenden Platte 122. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen arbeitet der Mehrelektrodenumformer 120b wie hier oben ähnlich unter Bezugnahme auf den Mehrelektrodenumformer 120a beschrieben, mit der Ausnahme, dass die Dipolelektroden 128 jeweils einen positiven Pol und einen negativen Pol enthalten, die auf einer gleichen Seite der isolierenden Platte 122 ausgebildet sind. Die Dipolelektroden 128 arbeiten mit der leitfähigen Platte 124, wie hier oben unter Bezugnahme auf 2a beschrieben. Bei solchen Ausführungsformen können die positiven und negativen Pole der Dipolelektroden 128 durch bestimmtes nicht gezeigtes isolierendes Material getrennt sein. Weiterhin ist die isolierende Platte 122 bei verschiedenen Ausführungsformen ein Isolator. Bei alternativen Ausführungsformen kann die isolierende Platte 122 einen Leiter enthalten, wobei isolierende Schichten an der oberen und unteren Oberfläche des Leiters ausgebildet sind. Bei solchen Ausführungsformen können die Dipolelektroden 128 immer noch durch die isolierende Platte 122 voneinander isoliert sein. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die Dipolelektroden 128 entweder auf der Ober- oder Unterseite der isolierenden Platte 122 ausgebildet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist die isolierende Platte 122 die Membran des MEMS-Schallumformers, und die leitfähige Platte 124 ist die Gegenelektrode des MEMS-Schallumformers in einigen Ausführungsformen. In anderen Ausführungsformen ist die isolierende Platte 122 die Gegenelektrode des MEMS-Schallumformers und die leitfähige Platte 124 ist die Membran des MEMS-Schallumformers. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Membran (entweder die leitfähige Platte 124 oder die isolierende Platte 122) in Abhängigkeit von den elektrischen Feldern, die durch die leitfähige Platte 124 und die Dipolelektroden 128 gebildet werden, eine anziehende Kraft für einige Trennabstände und eine abstoßende Kraft für andere Trennabstände erfahren.
  • 3c veranschaulicht den Mehrelektrodenumformer 120c mit der isolierenden Platte 122, der isolierenden Platte 132, den Dipolelektroden 130 auf der isolierenden Platte 122 und Dipolelektroden 134 auf der isolierenden Platte 132. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen arbeiten die Dipolelektroden 128 und die Dipolelektroden 134 wie hier oben unter Bezugnahme auf 2b beschrieben. Bei solchen Ausführungsformen enthält jede der Dipolelektroden 130 und der Dipolelektroden 134 einen positiven Pol und einen negativen Pol. Jede der Dipolelektroden 130 ist auf der isolierenden Platte 122 in einer Linie mit einer entsprechenden der auf der isolierenden Platte 132 ausgebildeten Dipolelektroden 134 ausgebildet. Für jeden Dipol der Dipolelektroden 130 und der Dipolelektroden 134 sind die Achsen von negativen zu positiven Polen der entsprechenden Dipole parallel zu einander und senkrecht zum Trennabstand zwischen den entsprechenden Dipolen angeordnet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind die isolierende Platte 122 und die isolierende Platte 132 Isolatoren. Bei alternativen Ausführungsformen können die isolierende Platte 122 und die isolierende Platte 132 Leiter enthalten, wobei isolierende Schichten auf der oberen oder unteren Oberfläche der Leiter ausgebildet sind. Bei solchen Ausführungsformen können die Dipolelektroden 130 und die Dipolelektroden 134 immer noch durch die isolierende Platte 122 beziehungsweise die isolierende Platte 132 voneinander isoliert sein. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die Dipolelektroden 130 und die Dipolelektroden 134 entweder auf der Ober- oder Unterseite der isolierenden Platte 122 beziehungsweise isolierenden Platte 132 ausgebildet sein. Jedes entsprechende Paar Dipole von den Dipolelektroden 130 und den Dipolelektroden 134 kann als ein Quadrupol bezeichnet werden, wie oben unter Bezugnahme auf 2b beschrieben.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist die isolierende Platte 122 die Membran des MEMS-Schallumformers, und die isolierende Platte 132 ist die Gegenelektrode des MEMS-Schallumformers. In anderen Ausführungsformen ist die isolierende Platte 122 die Gegenelektrode des MEMS-Schallumformers und die isolierende Platte 132 ist die Membran des MEMS-Schallumformers. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Membran (entweder die isolierende Platte 132 oder die isolierende Platte 122) in Abhängigkeit von den elektrischen Feldern, die durch die Dipolelektroden 130 und die Dipolelektroden 134 gebildet werden, eine anziehende Kraft für einige Trennabstände und eine abstoßende Kraft für andere Trennabstände erfahren.
  • 3d veranschaulicht den Mehrelektrodenumformer 120d mit der isolierenden Platte 122, der leitfähigen Platte 124 und den Elektroden 136. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Elektroden 136 miteinander verbunden werden oder mit separaten Ladungsquellen verbunden werden. Die Elektroden 136 können Ladungen mit einer ersten Polarität nahe der Mitte und Ladungen mit einer zweiten Polarität, der ersten Polarität entgegengesetzt, nahe der Peripherie enthalten. Die Ladungsverteilung kann durch eine diskontinuierliche Verteilung von Elektroden erreicht werden, wobei eine bestimmte Menge der Ladung auf den Elektroden 136 vorliegt, wie hier unten unter Bezugnahme auf 4c weiter beschrieben. Bei verschiedenen Ausführungsformen arbeiten die leitfähige Platte 124 und die Elektroden 136 auf eine ähnliche Weise wie hier oben unter Bezugnahme auf 2a und 2b beschrieben. Bei solchen Ausführungsformen existiert für einige Trennabstände eine anziehende Kraft zwischen der leitfähigen Platte 124 und der isolierenden Platte 122 mit den Elektroden 136. Für andere Trennabstände existiert eine abstoßende Kraft zwischen der leitfähigen Platte 124 und der isolierenden Platte 122 mit den Elektroden 136.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Elektroden 136 an einer oberen Oberfläche oder einer unteren Oberfläche der isolierenden Platte 122 ausgebildet werden. Die isolierende Platte 122 ist die Membran des MEMS-Schallumformers, und die leitfähige Platte 124 ist in einigen Ausführungsformen die Gegenelektrode des MEMS-Schallumformers. In anderen Ausführungsformen ist die isolierende Platte 122 die Gegenelektrode des MEMS-Schallumformers und die leitfähige Platte 124 ist die Membran des MEMS-Schallumformers. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Membran (entweder die isolierende Platte 122 oder die leitfähige Platte 124) in Abhängigkeit von den elektrischen Feldern, die durch die Elektroden 136 und die leitfähige Platte 124 gebildet werden, eine anziehende Kraft für einige Trennabstände und eine abstoßende Kraft für andere Trennabstände erfahren.
  • 3e veranschaulicht den Mehrelektrodenumformer 120e mit der isolierenden Platte 122, der isolierenden Platte 132, den Dipolelektroden 126 auf der isolierenden Platte 122 und den Dipolelektroden 138 auf der isolierenden Platte 132. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen arbeitet jede der Dipolelektroden 126 mit einer entsprechenden der Dipolelektroden 138, um auf ähnliche Weise zu funktionieren wie hier oben unter Bezugnahme auf das Mehrelektrodenelement 110 und das Mehrelektrodenelement 111 in den 2a und 2b beschrieben. Die isolierende Platte 122 ist die Membran des MEMS-Schallumformers, und die isolierende Platte 132 ist bei einigen Ausführungsformen die Gegenelektrode des MEMS-Schallumformers. Bei anderen Ausführungsformen ist die isolierende Platte 122 die Gegenelektrode des MEMS-Schallumformers, und die isolierende Platte 132 ist die Membran des MEMS-Schallumformers. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Membran (entweder isolierende Platte 122 oder isolierende Platte 132) für einige Trennabstände eine anziehende Kraft und für andere Trennabstände eine abstoßende Kraft je nach den elektrischen Feldern erfahren, die durch die Dipolelektroden 126 und die Dipolelektroden 138 ausgebildet werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist jede Dipolelektrode 126 mit einem positiven Pol an einer oberen Oberfläche der isolierenden Platte 122 und einem negativen Pol an einer unteren Oberfläche der isolierenden Platte 122 ausgebildet. Analog ist jede Dipolelektrode 138 mit einem positiven Pol an einer unteren Oberfläche der isolierenden Platte 132 und einem negativen Pol an einer oberen Oberfläche der isolierenden Platte 132 ausgebildet. Die isolierende Platte 122 und die isolierende Platte 132 können bei einigen Ausführungsformen jeweils ein Isolator sein. Bei anderen Ausführungsformen können die isolierende Platte 122 und die isolierende Platte 132 jeweils ein Leiter sein, wobei isolierende Schichten an der oberen und unteren Oberfläche ausgebildet sind. Bei alternativen Ausführungsformen ist der positiven Pol jeder Dipolelektrode 126 an der unteren Oberfläche der isolierenden Platte 122 ausgebildet, und der negative Pol jeder Dipolelektrode 126 ist an der oberen Oberfläche der isolierenden Platte 122 (gegenüber wie gezeigt) ausgebildet, während der positive Pol jeder Dipolelektrode 138 an der oberen Oberfläche der isolierenden Platte 132 ausgebildet ist und der negative Pol jeder Dipolelektrode 138 an der unteren Oberfläche der isolierenden Platte 132 ausgebildet ist (gegenüber wie gezeigt).
  • 3f veranschaulicht den Mehrelektrodenumformer 120f mit der isolierenden Platte 122, der isolierenden Platte 132, den Dipolelektroden 128 an der isolierenden Platte 122 und den Dipolelektroden 140 an der isolierenden Platte 132. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen arbeitet der Mehrelektrodenumformer 120f wie ähnlich hier oben unter Bezugnahme auf den Mehrelektrodenumformer 120e beschrieben, mit der Ausnahme, dass die Dipolelektroden 128 und die Dipolelektroden 140 jeweils einen positiven Pol und einen negativen Pol enthalten, die auf einer gleichen Seite der isolierenden Platte 122 beziehungsweise der isolierenden Platte 132 ausgebildet sind. Die Dipolelektroden 128 arbeiten mit Dipolelektroden 140 wie hier oben unter Bezugnahme auf den Mehrelektrodenumformer 120e in 3e beschrieben. Bei einigen Ausführungsformen können die positiven und negativen Pole der Dipolelektroden 128 und der Dipolelektroden 140 durch gewisses nicht gezeigtes isolierendes Material getrennt sein. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die Dipolelektroden 128 und die Dipolelektroden 140 an entweder der Ober- oder Unterseite der isolierenden Platte 122 beziehungsweise der isolierenden Platte 132 ausgebildet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist die isolierende Platte 122 die Membran des MEMS-Schallumformers, und die isolierende Platte 132 ist bei einigen Ausführungsformen die Gegenelektrode des MEMS-Schallumformers. Bei anderen Ausführungsformen ist die isolierende Platte 122 die Gegenelektrode des MEMS-Schallumformers, und die isolierende Platte 132 ist die Membran des MEMS-Schallumformers. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Membran (entweder isolierende Platte 132 oder isolierende Platte 122) für einige Trennabstände eine anziehende Kraft und für andere Trennabstände eine abstoßende Kraft je nach den elektrischen Feldern erfahren, die durch die Dipolelektroden 140 und die Dipolelektroden 128 ausgebildet werden.
  • 3a, 3b, 3c, 3d, 3e und 3f veranschaulichen die Mehrelektrodenumformer 120a, 120b, 120c, 120d, 120e und 120f gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die verschiedenen dargestellten Elektroden, wie etwa die Dipolelektroden 126, die Dipolelektroden 128, die Dipolelektroden 130, die Dipolelektroden 134 und die Elektroden 136 können in Ausführungsformen mit einer beliebigen Anzahl an Dipolelektroden enthalten sein. Das heißt, in den verschiedenen Figuren sind beispielsweise vier oder acht Dipolelektroden dargestellt; jedoch kann eine beliebige Anzahl an Dipolelektroden oder Elektroden in einer leitfähigen oder isolierenden Platte für eine Membran oder Gegenelektrode in verschiedenen Ausführungsformen enthalten sein. Analog können in verschiedenen anderen Ausführungsformen, die Strukturen ohne eine Membran oder Gegenelektrode enthalten, eine beliebige Anzahl an Dipolelektroden oder Elektroden enthalten sein.
  • Die 4a, 4b, 4c und 4d veranschaulichen Draufsichtsschemadiagramme von Ausführungsform-Mehrelektrodenumformerplatten 150a, 150b und 150c. 4a veranschaulicht eine Draufsicht auf die Mehrelektrodenumformerplatte 150a, die Teil einer Implementierung des oben unter Bezugnahme auf 3c beschriebenen Mehrelektrodenumformers 120c sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthält die Mehrelektrodenumformerplatte 150a erste Elektroden 154, zweite Elektroden 156, eine isolierende Platte 152, eine Verbindung 158 und eine Verbindung 160. Die ersten Elektroden 154 und die zweiten Elektroden 156 sind auf einer oberen oder unteren Oberfläche der isolierenden Platte 152 in einem kreisförmigen Muster ausgebildet. Bei solchen Ausführungsformen kann die isolierende Platte 152 eine Gegenelektrode oder eine Membran sein und kann eine zusätzliche Platte wie etwa eine isolierende Platte oder eine leitfähige Platte enthalten, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 3a–3f beschrieben, unter der isolierenden Platte 152 ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen besitzt die isolierende Platte 152 eine andere Form wie etwa rechteckig oder oval. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die ersten Elektroden 154 und die zweiten Elektroden 156 an einer oberen oder unteren Oberfläche der isolierenden Platte 152 in einem ovalen oder rechteckigen Muster angeordnet sein. Die zusätzliche Platte kann ähnliche oder identische Strukturen enthalten wie die Mehrelektrodenumformerplatte 150a oder kann beispielsweise eine leitfähige Platte enthalten. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die isolierende Platte 152 eine Implementierung der isolierenden Platte 122 und ist ein Isolator. Bei alternativen Ausführungsformen kann die isolierende Platte 152 einen Leiter oder mehrere Leiter enthalten, wobei isolierende Schichten an den oberen oder unteren Oberflächen des Leiters oder der Leiter ausgebildet sind.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen koppelt die Verbindung 158 die ersten Elektroden 154 an eine erste Ladungsquelle, und die Verbindung 160 koppelt die zweiten Elektroden 156 an eine zweite Ladungsquelle. Bei solchen Ausführungsformen bilden benachbarte Elektroden der ersten Elektroden 154 und der zweiten Elektroden 156 positive und negative Pole von Dipolelektroden. Bei einer Ausführungsform, wie ähnlich in 3c dargestellt, liefert die Verbindung 158 eine Ladung für positive Pole jeder Dipolelektrode, und die Verbindung 160 liefert eine Ladung für negative Pole jeder Dipolelektrode. Bei verschiedenen Ausführungsformen sind die Verbindung 160 und die Verbindung 158 einander gegenüber ausgebildet, wie gezeigt. Bei anderen Ausführungsformen können die Verbindung 160 und die Verbindung 158 mit beliebiger Orientierung ausgebildet sein und können übereinanderliegend ausgebildet sein.
  • 4b veranschaulicht eine Draufsicht auf die Mehrelektrodenumformerplatte 150b, die Teil einer Implementierung der hier oben unter Bezugnahme auf die 3a, 3b, 3e und 3f beschriebenen Mehrelektrodenumformer 120a, 120b, 120e oder 120f sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthält die Mehrelektrodenumformerplatte 150b die Elektroden 162, die isolierende Platte 152, die Verbindung 166 und die Verbindung 166. Elektroden 162 sind an einer oberen Oberfläche der isolierenden Platte 152 in einem kreisförmigen Muster ausgebildet. Die Verbindung 164 koppelt jede der Elektroden 162 an eine gemeinsame Ladungsquelle.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen können zusätzliche Elektroden unter Elektroden 162 oder unter der Isolationsplatte 152 ausgebildet sein. Bei solchen Ausführungsformen ist die Verbindung 166 an die zusätzlichen Elektroden gekoppelt. Bei einer Ausführungsform, wie hier oben unter Bezugnahme auf 3a beschrieben, können die an die Verbindung 164 gekoppelten Elektroden 162 die positiven Pole an einer oberen Oberfläche der isolierenden Platte 152 bilden und an die Verbindung 166 gekoppelte zusätzliche Elektroden können die negativen Pole an einer unteren Oberfläche der isolierenden Platte 152 für Dipolelektroden bilden. Bei einer anderen Ausführungsform, wie hier oben unter Bezugnahme auf 3b beschrieben, können die an die Verbindung 164 gekoppelten Elektroden 162 die negativen Pole an der oberen Oberfläche der isolierenden Platte 152 bilden, und an die Verbindung 166 gekoppelte zusätzliche Elektroden können die positiven Pole unter den negativen Polen an der oberen Oberfläche der isolierenden Platte 152 für Dipolelektroden ausbilden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie unter Bezugnahme auf die 3a, 3b, 3e und 3f beschrieben, kann eine zusätzliche Platte unter der isolierenden Platte 152 in der Mehrelektrodenumformerplatte 150b ausgebildet sein. Die zusätzliche Platte kann bei einigen Ausführungsformen eine leitfähige Platte beinhalten, wie unter Bezugnahme auf die 3a und 3b beschrieben. Die zusätzliche Platte kann bei anderen Ausführungsformen eine isolierende Platte beinhalten, wie unter Bezugnahme auf die 3e und 3f beschrieben. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die zusätzliche Platte ähnliche oder identische Strukturen wie die Mehrelektrodenumformerplatte 150b enthalten. Bei verschiedenen Ausführungsformen sind die Verbindung 164 und die Verbindung 166 einander gegenüber ausgebildet, wie gezeigt. Bei anderen Ausführungsformen können die Verbindung 164 und die Verbindung 166 mit einer beliebigen Orientierung ausgebildet sein und können übereinanderliegend ausgebildet sein.
  • 4c veranschaulicht eine Draufsicht auf die Mehrelektrodenumformerplatte 150c, die Teil einer Implementierung des hier oben unter Bezugnahme auf 3d beschriebenen Mehrelektrodenumformers 120d sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthält die Mehrelektrodenumformerplatte 150c die isolierende Platte 152, die Elektrode 168 und die Verbindung 158. Die Elektrode 168 enthält auf der isolierenden Platte 152 ausgebildete kreisförmige Elektrodenringe mit Unterbrechungen oder Diskontinuitäten nahe einem geraden Abschnitt, der sich radial als Verbindung 158 erstreckt. Bei solchen Ausführungsformen kann die Struktur der Elektrode 168 die Verteilung von Ladungen um die Elektrode 168 bewirken, wie unter Bezugnahme auf die Elektrode 136 in 3d beschrieben. Eine zusätzliche Platte kann unter der isolierenden Platte 152 in der Mehrelektrodenumformerplatte 150c ausgebildet sein. Die zusätzliche Platte kann bei einigen Ausführungsformen eine leitfähige Platte beinhalten, wie unter Bezugnahme auf 3d beschrieben. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die zusätzliche Platte eine isolierende Platte beinhalten, die strukturierte Elektroden besitzen kann.
  • 4d veranschaulicht eine Draufsicht auf eine Mehrelektrodenumformerplatte 150d, die Teil einer Implementierung des hier oben unter Bezugnahme auf 3c beschriebenen Mehrelektrodenumformers 120c sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthält die Mehrelektrodenumformerplatte 150d erste Elektroden 154, zweite Elektroden 156, die isolierende Platte 152, die Verbindung 158 und die Verbindung 160, wie hier oben unter Bezugnahme auf 4a beschrieben. Die Mehrelektrodenumformerplatte 150d ist ähnlich der Mehrelektrodenumformerplatte 150a mit der Ausnahme, dass die ersten Elektroden 154 und die zweiten Elektroden 156 einen Spalt enthalten, d. h. eine Unterbrechung oder Diskontinuität, an der Verbindung 160 beziehungsweise der Verbindung 158. Bei solchen Ausführungsformen können die ersten Elektroden 154, die zweiten Elektroden 156, die Verbindung 158 und die Verbindung 160 unter Verwendung einer einzelnen Maske strukturiert werden. Bei anderen Ausführungsformen können eine oder mehrere zusätzliche Schichten an dem Spalt oder den Spalten in den ersten Elektroden 154 oder zweiten Elektroden 156 ausgebildet sein.
  • 5 veranschaulicht ein Perspektivansichtsquerschnittsdiagramm eines Ausführungsform-Mehrelektrodenumformers 170, der eine Implementierung des hier oben unter Bezugnahme auf 3c beschriebenen Mehrelektrodenumformers 120c sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthält der Mehrelektrodenumformer 170 eine Deckplatte 171, eine Bodenplatte 172, Elektroden 174 und Elektroden 176. Die Deckplatte 171 kann eine Gegenelektrode für einen MEMS-Schallumformer sein, und die Bodenplatte 172 kann eine Membran des MEMS-Schallumformers sein. Die Deckplatte 171 ist bei einigen Ausführungsformen mit Perforationen 178 perforiert. Wie hier oben unter Bezugnahme auf den Mehrelektrodenumformer 120c in 3c gezeigt und ähnlich beschrieben, enthalten die Elektroden 174 abwechselnde Ladungspolaritäten, und die Elektroden 176 enthalten auch abwechselnde Ladungspolaritäten.
  • Die Deckplatte 171 und die Bodenplatte 172 können Isolatoren mit strukturierten Elektroden 174 beziehungsweise 176 sein. Bei anderen Ausführungsformen können die Deckplatte 171 und die Bodenplatte 172 Leiter mit isolierenden Schichten sein, die auf der oberen oder der unteren Oberfläche der Deckplatte 171 oder der Bodenplatte 172 ausgebildet sind. Weiterhin können Elektroden 174 und 176 auf der oberen oder unteren Oberfläche der Deckplatte 171 oder der Bodenplatte 172 ausgebildet sein. Bei anderen Ausführungsformen können die Deckplatte 171 oder die Bodenplatte 172 einen beliebigen Typ von Elektrodenkonfiguration enthalten, hier oben unter Bezugnahme auf die 3a–3f und 4a–4d beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die 3a–3f, 4a–4d und 5 erfolgt eine Beschreibung unter Bezugnahme auf Richtungen wie etwa unten oder oben, Oberseite oder Unterseite. Der Durchschnittsfachmann erkennt, dass diese Konfigurationen bei einigen Ausführungsformen vertauscht werden können. Weiterhin können die verschiedenen Elektroden- und Plattenkonfigurationen als eine Membran, eine Gegenelektrode oder beides in einigen Ausführungsformen für einen MEMS-Schallumformer angewendet werden. Die Beschreibung und Figuren stellen allgemeine Elektrodenkonfigurationen schematisch dar, ohne irgendein spezifisches Detail hinsichtlich Halbleiterstrukturen zum Implementieren der dargestellten Elektrodenkonfigurationen zu zeigen. Verschiedene Ausführungsform-Halbleiterstrukturen zum Implementieren der verschiedenen Ausführungsform-Elektrodenkonfigurationen werden hier unten unter Bezugnahme auf die anderen Figuren näher beschrieben.
  • Die 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g, 6h, 6i, 6j, 6k und 6l veranschaulichen Querschnitte von Ausführungsform-Mehrelektrodenelementen 200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g und 200h. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthalten die Mehrelektrodenelemente 200a–200h Bauelementschichten und Strukturen zum Ausbilden verschiedener Elektroden und Dipolelektroden für Ausführungsform-Mehrelektrodenumformer, wie hier oben unter Bezugnahme auf die anderen Figuren beschrieben. Die 6a–6l veranschaulichen Abschnitte von verschiedenen Ausführungsform-Elektroden und -Dipolelektroden. Die gleichen Bauelementschichten und Strukturierung können angewendet werden, um eine beliebige Anzahl Elektroden für Ausführungsform-Mehrelektrodenumformer auszubilden.
  • 6a veranschaulicht das Mehrelektrodenelement 200a mit einer Isolierschicht 202, ersten Elektroden 204 und zweiten Elektroden 206. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die Isolierschicht 202 aus Siliziumnitrid oder Siliziumdioxid ausgebildet. Bei weiteren Ausführungsformen kann die Isolierschicht 202 aus einem beliebigen Typ Oxid oder Nitrid ausgebildet werden. Die Isolierschicht 202 kann ein beliebiger Typ von Isolator sein, der sich für die Fabrikation und den Betrieb mit Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern eignet, wie etwa ein Polymer in alternativen Ausführungsformen.
  • Die ersten Elektroden 204 können als eine gemeinsame leitfähige Schicht ausgebildet und strukturiert werden. Die ersten Elektroden 204 werden bei einer Ausführungsform aus Polysilizium ausgebildet. Die ersten Elektroden 204 werden bei anderen Ausführungsformen aus Metall ausgebildet. Bei derartigen Ausführungsformen werden die ersten Elektroden 204 aus Aluminium, Silber oder Gold ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen werden die ersten Elektroden 204 aus einem beliebigen Leiter ausgebildet, der für die Fabrikation und den Betrieb mit Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern geeignet ist, wie etwa andere Metalle oder dotierte Halbleiter.
  • Ähnlich den ersten Elektroden 204 können die zweiten Elektroden 206 als eine gemeinsame leitfähige Schicht ausgebildet und strukturiert werden. Die zweiten Elektroden 206 werden bei einer Ausführungsform aus Polysilizium ausgebildet. Die zweiten Elektroden 206 werden bei anderen Ausführungsformen aus Metall ausgebildet. Bei solchen Ausführungsformen werden die zweiten Elektroden 206 aus Aluminium, Silber oder Gold ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen werden die zweiten Elektroden 206 aus einem beliebigen Leiter ausgebildet, der für die Fabrikation und den Betrieb mit Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern geeignet ist, wie etwa andere Metalle oder dotierte Halbleiter. Bei einigen anderen Ausführungsformen sind die Elektroden wie etwa die erste Elektrode 204 oder die zweite Elektrode 206 möglicherweise nur in der oberen Oberfläche oder nur in der unteren Oberfläche der Stützschicht wie etwa der Isolierschicht 202 enthalten anstatt sowohl an der oberen und unteren Oberfläche, wie gezeigt.
  • 6b veranschaulicht das Mehrelektrodenelement 200a mit einem anderen Querschnitt mit der Isolierschicht 202, ersten Elektroden 204, der zweiten Elektrode 206, den ersten elektrischen Verbindungen 208 und den zweiten elektrischen Verbindungen 210. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die ersten elektrischen Verbindungen 208 und die ersten Elektroden 204 als eine gemeinsame leitfähige Schicht ausgebildet und strukturiert werden. Somit können die ersten elektrischen Verbindungen 208 aus einem beliebigen der unter Bezugnahme auf die erste Elektrode 204 beschriebenen Materialien bestehen. Analog können die zweiten elektrischen Verbindungen 210 und die zweiten Elektroden 206 als eine gemeinsame leitfähige Schicht ausgebildet und strukturiert werden. Somit können die zweiten elektrischen Verbindungen 210 aus einem beliebigen der unter Bezugnahme auf die zweite Elektrode 206 beschriebenen Materialien bestehen. Die ersten elektrischen Verbindungen 208 und die zweiten elektrischen Verbindungen 210 bilden Verbindungen zwischen den verschiedenen Elektroden wie etwa den ersten Elektroden 204 und den zweiten Elektroden 206 und können Verbindungen 164 oder 166 bilden, wie hier oben unter Bezugnahme auf 4b beschrieben, als Beispiel.
  • 6c veranschaulicht das Mehrelektrodenelement 200b mit der leitfähigen Schicht 212, der unteren Isolierschicht 214, der oberen Isolierschicht 216, den ersten Elektroden 204 und den zweiten Elektroden 206. Bei verschiedenen Ausführungsformen werden die untere Isolierschicht 214 und die obere Isolierschicht 216 aus Siliziumnitrid oder Siliziumdioxid ausgebildet. Bei weiteren Ausführungsformen können die untere Isolierschicht 214 und die obere Isolierschicht 216 aus einem beliebigen Typ von Oxid oder Nitrid ausgebildet werden. Die untere Isolierschicht 214 und die obere Isolierschicht 216 können aus einem beliebigen Typ von Isolator ausgebildet werden, der sich für die Fabrikation und den Betrieb mit Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern eignet, wie etwa ein Polymer bei alternativen Ausführungsformen. Die ersten Elektroden 204 und die zweiten Elektroden 206 werden wie hier oben unter Bezugnahme auf die 6a und 6b beschrieben ausgebildet. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die leitfähige Schicht 212 mit verschiedenen Mustern und Strukturen strukturiert werden, um das um Mehrelektrodenelemente herum ausgebildete elektrische Feld zu formen. Bei einigen spezifischen Ausführungsformen kann die leitfähige Schicht 212 das elektrische Feld davor abschirmen, die leitfähige Schicht 212 zu kreuzen, indem das elektrische Feld an der leitfähigen Schicht 212 terminiert wird.
  • 6d veranschaulicht das Mehrelektrodenelement 200b mit einem anderen Querschnitt mit der leitfähigen Schicht 212, der unteren Isolierschicht 214, der oberen Isolierschicht 216, den ersten Elektroden 204, den zweiten Elektroden 206, den ersten elektrischen Verbindungen 208 und den zweiten elektrischen Verbindungen 210. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden die ersten elektrischen Verbindungen 208 und die zweiten elektrischen Verbindungen 210 wie hier oben unter Bezugnahme auf die 6a und 6b beschrieben ausgebildet. Die ersten elektrischen Verbindungen 208 und die zweiten elektrischen Verbindungen 210 bilden Verbindungen zwischen den verschiedenen Elektroden wie etwa den ersten Elektroden 204 und den zweiten Elektroden 206 und können Verbindungen 164 oder 166 bilden, wie hier oben unter Bezugnahme auf 4b beschrieben, als Beispiel.
  • 6e veranschaulicht das Mehrelektrodenelement 200c mit der leitfähigen Schicht 212, der unteren Isolierschicht 214, der oberen Isolierschicht 216, den zweiten Elektroden 206, einer Elektrodenisolierschicht 218 und dritten Elektroden 220. Bei verschiedenen Ausführungsformen werden die leitfähige Schicht 212, die untere Isolierschicht 214, die obere Isolierschicht 216 und die zweiten Elektroden 206 wie hier oben unter Bezugnahme auf die 6a, 6b, 6c und 6d beschrieben ausgebildet. Die Elektrodenisolierschicht 218 wird als eine Schicht ausgebildet und auf den zweiten Elektroden 206 strukturiert. Die Elektrodenisolierschicht 218 ist aus Siliziumnitrid oder Siliziumdioxid ausgebildet. Bei weiteren Ausführungsformen kann die Elektrodenisolierschicht 218 aus einem beliebigen Typ von Oxid oder Nitrid ausgebildet werden. Die Elektrodenisolierschicht 218 kann aus einem beliebigen Typ von Isolator ausgebildet werden, der sich für die Fabrikation und den Betrieb mit Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern eignet, wie etwa einem Polymer bei alternativen Ausführungsformen.
  • Die dritten Elektroden 220 können als eine gemeinsame leitfähige Schicht ausgebildet und auf der Elektrodenisolierschicht 218 strukturiert werden. Die dritten Elektroden 220 werden bei einer Ausführungsform aus Polysilizium ausgebildet. Die dritten Elektroden 220 werden bei anderen Ausführungsformen aus Metall ausgebildet. Bei solchen Ausführungsformen werden die dritten Elektroden 220 aus Aluminium, Silber oder Gold ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen werden die dritten Elektroden 220 aus einem beliebigen Leiter ausgebildet, der sich für die Fabrikation und den Betrieb mit Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern eignet, wie etwa anderen Metallen oder dotierten Halbleitern. Bei einigen Ausführungsformen kann die untere Isolierschicht 214 entfallen.
  • 6f veranschaulicht das Mehrelektrodenelement 200c bei einem weiteren Querschnitt mit der leitfähigen Schicht 212, der unteren Isolierschicht 214, der oberen Isolierschicht 216, zweiten Elektroden 206, zweiten elektrischen Verbindungen 210, der Elektrodenisolierschicht 218, einer Verbindungsisolierschicht 222, dritten Elektroden 220 und dritten elektrischen Verbindungen 224. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden die zweiten elektrischen Verbindungen 210 wie hier oben unter Bezugnahme auf die 6a und 6b beschrieben ausgebildet. Die dritten elektrischen Verbindung 224 können als eine gemeinsame leitfähige Schicht mit dritten Elektroden 220 ausgebildet und strukturiert werden. Somit können die dritten elektrischen Verbindungen 224 aus einem beliebigen der unter Bezugnahme auf die dritte Elektrode 220 beschriebenen Materialien bestehen. Die Verbindungsisolierschicht 222 kann als eine gemeinsame Isolierschicht mit der Elektrodenisolierschicht 218 ausgebildet und strukturiert werden. Somit kann die Verbindungsisolierschicht 222 aus einem beliebigen der unter Bezugnahme auf die Elektrodenisolierschicht 218 beschriebenen Materialien bestehen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen bilden die zweiten elektrischen Verbindungen 210 und die dritten elektrischen Verbindung 224 Verbindungen zwischen den verschiedenen Elektroden wie etwa den zweiten Elektroden 206 oder den dritten Elektroden 220 und können Verbindungen 164 oder 166 wie hier oben unter Bezugnahme auf 4b beschrieben bilden, als Beispiel. Die Verbindungsisolierschicht 222 liefert eine Isolation zwischen den zweiten elektrischen Verbindungen 210 und den dritten elektrischen Verbindungen 224. Bei einigen Ausführungsformen kann die untere Isolierschicht 214 entfallen.
  • 6g veranschaulicht das Mehrelektrodenelement 200d bei einem Querschnitt mit der leitfähigen Schicht 212, der unteren Isolierschicht 214, der oberen Isolierschicht 216, den zweiten Elektroden 206, den zweiten elektrischen Verbindungen 210, der Elektrodenisolierschicht 218, der Verbindungsisolierschicht 222, den dritten Elektroden 220 und den dritten elektrischen Verbindungen 224. Das Mehrelektrodenelement 200d ist ähnlich dem Mehrelektrodenelement 200c wie hier oben unter Bezugnahme auf 6f beschrieben, mit der Ausnahme, dass die zweiten elektrischen Verbindungen 210 und die dritten elektrischen Verbindungen 224 im Vergleich zu den zweiten Elektroden 206 und dritten Elektroden 220 gedünnt worden sind. Bei einigen Ausführungsformen erfordert das Dünnen der Verbindungsschichten möglicherweise eine zusätzliche Fotolithografie- und Maskensequenz. Mit Ausnahme des Dünnungsschritts werden die leitfähige Schicht 212, die untere Isolierschicht 214, die obere Isolierschicht 216, die zweiten Elektroden 206, die zweiten elektrischen Verbindungen 210, die Elektrodenisolierschicht 218, die Verbindungsisolierschicht 222, die dritten Elektroden 220 und die dritten elektrischen Verbindungen 224 wie hier oben unter Bezugnahme auf die 6a–6f beschrieben ausgebildet. Bei einigen Ausführungsformen kann die untere Isolierschicht 214 entfallen.
  • 6h veranschaulicht das Mehrelektrodenelement 200e mit der leitfähigen Schicht 226, der Isolierschicht 228 und der leitfähigen Schicht 230. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist das Mehrelektrodenelement 200e eine alternative Ausführungsform, die durch die leitfähige Schicht 226 und die leitfähige Schicht 230 ausgebildete dicke obere und untere Elektroden enthält, wobei die dünnere Isolierschicht 228 zwischen der leitfähigen Schicht 226 und der leitfähigen Schicht 230 ausgebildet ist. Bei einigen Ausführungsformen können die leitfähige Schicht 226, die Isolierschicht 228 und die leitfähige Schicht 230 eine Gegenelektrode oder eine Membran bilden. Weiterhin können die leitfähige Schicht 226 und die leitfähige Schicht 230 strukturiert werden, um elektrische Verbindungen oder Elektroden an verschiedenen Abschnitten der Membran oder Gegenelektrode auszubilden.
  • Die leitfähige Schicht 226 kann als eine gemeinsame leitfähige Schicht ausgebildet und strukturiert werden. Die leitfähige Schicht 226 ist bei einer Ausführungsform aus Polysilizium ausgebildet. Die leitfähige Schicht 226 ist bei anderen Ausführungsformen aus Metall ausgebildet. Bei solchen Ausführungsformen ist die leitfähige Schicht 226 aus Aluminium, Silber oder Gold ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen ist die leitfähige Schicht 226 aus einem beliebigen Leiter ausgebildet, der sich für die Fabrikation und den Betrieb mit Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern eignet, wie etwa anderen Metallen oder dotierten Halbleitern.
  • Analog zur leitfähigen Schicht 226 kann die leitfähige Schicht 230 als eine gemeinsame leitfähige Schicht ausgebildet und strukturiert werden. Die leitfähige Schicht 230 ist bei einer Ausführungsform auf Polysilizium ausgebildet. Die leitfähige Schicht 230 ist in anderen Ausführungsformen aus Metall ausgebildet. Bei solchen Ausführungsformen ist die leitfähige Schicht 230 aus Aluminium, Silber oder Gold ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen ist die leitfähige Schicht 230 aus einem beliebigen Leiter ausgebildet, der sich für die Fabrikation und den Betrieb mit Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern eignet, wie etwa anderen Metallen oder dotierten Halbleitern.
  • Die Isolierschicht 228 wird zwischen der leitfähigen Schicht 226 und der leitfähigen Schicht 230 als eine Schicht ausgebildet und strukturiert. Die Isolierschicht 228 wird aus Siliziumnitrid oder Siliziumdioxid ausgebildet. Bei weiteren Ausführungsformen kann die Isolierschicht 228 aus einem beliebigen Typ von Oxid oder Nitrid ausgebildet werden. Die Isolierschicht 228 kann aus einem beliebigen Typ von Isolator ausgebildet werden, der sich für die Fabrikation und den Betrieb mit Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern eignet, wie etwa ein Polymer bei alternativen Ausführungsformen.
  • 6i veranschaulicht das Mehrelektrodenelement 200f mit der Isolierschicht 202, zweiten Elektroden 206, der Elektrodenisolierschicht 218 und dritten Elektroden 220. In verschiedenen Ausführungsformen werden die Isolierschicht 202, die zweiten Elektroden 206, die Elektrodenisolierschicht 218 und die dritten Elektroden 220 wie hier oben unter Bezugnahme auf die 6a–6h beschrieben ausgebildet. Die zweiten Elektroden 206, die Elektrodenisolierschicht 218 und die dritten Elektroden 220 werden wie unter Bezugnahme auf 6e beschrieben strukturiert.
  • 6j veranschaulicht das Mehrelektrodenelement 200f bei einem anderen Querschnitt mit der Isolierschicht 202, den zweiten Elektroden 206, den zweiten elektrischen Verbindungen 210, der Elektrodenisolierschicht 218, der Verbindungsisolierschicht 222, den dritten Elektroden 220 und den dritten elektrischen Verbindungen 224. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden die zweiten elektrischen Verbindungen 210, die dritten elektrischen Verbindungen 224 und die Verbindungsisolierschicht 222 wie hier oben unter Bezugnahme auf die 6a–6h beschrieben ausgebildet.
  • Die 6k und 6l veranschaulichen Mehrelektrodenelemente 200g und 200h bei Querschnitten, die elektrische Verbindungen zwischen Elektroden gemäß zwei Implementierungen der Mehrelektrodenumformerplatte 150a zeigen, wie hier oben unter Bezugnahme auf 4a beschrieben. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die zweiten Elektroden 206 und die dritten Elektroden 220 ausgelegt werden, die Polarität abzuwechseln, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 3c und 4a beschrieben. Somit stellen die 6k und 6l elektrische Verbindungen dar, die für die zweiten Elektroden 206 und dritten Elektroden 220 vorgesehen sind, mit abwechselnder Polarität. Bei solchen Ausführungsformen werden die Isolierschicht 202, die zweiten Elektroden 206, die dritten Elektroden 220, die leitfähige Schicht 212, die untere Isolierschicht 214, die obere Isolierschicht 216, die zweiten elektrischen Verbindungen 210, die Verbindungsisolierschicht 222 und die dritten elektrischen Verbindungen 224 wie hier oben unter Bezugnahme auf die 6a–6j beschrieben ausgebildet. Bei solchen Ausführungsformen können die zweiten elektrischen Verbindungen 210 und die dritten elektrischen Verbindungen 224 dünner sein oder können eine gleiche Dicke besitzen wie die zweiten Elektroden 206 oder dritten Elektroden 220, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 6f und 6g beschrieben, als Beispiel. Bei einigen Ausführungsformen kann die untere Isolierschicht 214 entfallen.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 6a–6l beschrieben, können die verschiedenen Elektroden auf der oberen oder unteren Oberfläche der jeweiligen Stützoberfläche ausgebildet werden.
  • Die 7a, 7b, 7c, 7d und 7e veranschaulichen Querschnitte von Ausführungsform-MEMS-Schallumformern 231a, 231b, 231c, 231d und 231e. Die 7a, 7b, 7c, 7d und 7e beschreiben MEMS-Schallumformer gemäß spezifischen Ausführungsformen für Gegenelektroden und Membrane. Bei weiteren Ausführungsformen können beliebige der hier oben unter Bezugnahme auf die 3a–3f, 4a–4d, 5 und 6a–6l beschriebenen Umformerplatten- und Elektrodenausführungsformen entweder als Gegenelektrode, Membran oder beides in den unter Bezugnahme auf 7a, 7b, 7c, 7d und 7e beschriebenen Ausführungsformen enthalten sein. Der Fachmann versteht ohne Weiteres, dass die hierin unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen beschriebenen Strukturen und Verfahren kombiniert oder in zahlreiche Typen von MEMS-Schallumformern sowie andere Typen von Umformern integriert werden können.
  • 7a veranschaulicht MEMS-Schallumformer 231a mit einer einzelnen Gegenelektrode 238 und Membran 240. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthält der MEMS-Schallumformer 231a ein Substrat 232, eine Isolation 234, eine Strukturschicht 236, eine Gegenelektrode 238, eine Membran 240, eine Metallisierung 254, eine Metallisierung 256, eine Metallisierung 258 und eine Metallisierung 260. Das Substrat 232 enthält einen unter freigegebenen Abschnitten der Membran 240 und Gegenelektrode 238 ausgebildeten Hohlraum 233.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die Membran 240 aus der leitfähigen Schicht 244, der Isolierschicht 246 und der leitfähigen Schicht 248 ausgebildet. Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die Isolierschicht 246 aus Siliziumnitrid oder Siliziumdioxid ausgebildet. Bei weiteren Ausführungsformen kann die Isolierschicht 246 aus einem beliebigen Typ von Oxid oder Nitrid ausgebildet werden.
  • Die Isolierschicht 246 kann ein beliebiger Typ von Isolator sein, der sich für die Fabrikation und den Betrieb mit Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern eignet, wie etwa ein Polymer bei alternativen Ausführungsformen.
  • Die leitfähige Schicht 244 und die leitfähige Schicht 248 können als leitfähige Schichten auf der oberen beziehungsweise unteren Oberfläche der Isolierschicht 246 ausgebildet werden. Weiterhin werden die leitfähige Schicht 244 und die leitfähige Schicht 248 strukturiert, um Dipolelektroden 250 und elektrische Verbindungen 252 auszubilden. Die leitfähige Schicht 244 und die leitfähige Schicht 248 werden bei einer Ausführungsform aus Polysilizium ausgebildet. Die leitfähige Schicht 244 und die leitfähige Schicht 248 werden bei anderen Ausführungsformen aus Metall ausgebildet. Bei solchen Ausführungsformen werden die leitfähige Schicht 244 und die leitfähige Schicht 248 aus Aluminium, Silber oder Gold ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen werden die leitfähige Schicht 244 und die leitfähige Schicht 248 aus einem beliebigen Leiter ausgebildet, der sich für die Fabrikation und den Betrieb mit Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern eignet, wie etwa anderen Metallen oder dotierten Halbleitern.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen werden die Gegenelektrode 238 und die Membran 240 durch eine Strukturschicht 236 gestützt, die aus einem isolierenden Material ausgebildet ist. Die Strukturschicht 236 wird bei einer Ausführungsform aus Tetraethylorthosilikatoxid (TEOS-Oxid) ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen kann die Strukturschicht 236 aus Oxiden oder Nitriden ausgebildet werden. Bei alternativen Ausführungsformen wird die Strukturschicht 236 aus einem Polymer ausgebildet. Die Isolation 234 wird zwischen dem Substrat 232 und der Strukturschicht 236 ausgebildet. Die Isolation 234 ist bei einigen Ausführungsformen ein Nitrid wie etwa Siliziumnitrid. Bei anderen Ausführungsformen ist die Isolation 234 ein beliebiger Typ an isolierendem ätzbeständigem Material. Beispielsweise kann das Substrat 232 einer Rückseitenätzung durch das ganze Substrat unterzogen werden, wobei die Isolation 234 als ein Ätzstopp verwendet wird. Bei solchen Ausführungsformen ist die Isolation 234 ein Material, das selektiv viel langsamer geätzt wird als das Material des Substrats 232.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist das Substrat 232 Silizium. Das Substrat 232 kann auch ein beliebiger Typ von Halbleiter sein. Bei weiteren Ausführungsformen kann das Substrat 232 ein Polymersubstrat oder ein Laminatsubstrat sein.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die Gegenelektrode 238 aus der leitfähigen Schicht 242 gebildet und enthält Perforationen 241. Die Gegenelektrode 238 kann eine starre Gegenelektrodenstruktur sein, die im Wesentlichen unausgelenkt bleibt, während die Membran 240 in Relation zu Schallsignalen ausgelenkt wird. Bei verschiedenen Ausführungsformen besitzt die Gegenelektrode 238 eine größere Dicke als die Membran 240. Die leitfähige Schicht 242 ist bei einigen Ausführungsformen Polysilizium. Bei anderen Ausführungsformen ist die leitfähige Schicht 242 ein beliebiger Typ von Halbleiter wie etwa eine dotierte Halbleiterschicht. Bei noch weiteren Ausführungsformen ist die leitfähige Schicht 242 aus einem Metall wie beispielsweise Aluminium, Silber, Gold oder Platin ausgebildet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird die Metallisierung 254 in einem Via in der Strukturschicht 236 ausgebildet und bildet einen elektrischen Kontakt mit der leitfähigen Schicht 248. Analog wird die Metallisierung 256 in einem Via in der Strukturschicht 236 ausgebildet und bildet einen elektrischen Kontakt mit der leitfähigen Schicht 244, die Metallisierung 258 wird in einem Via in der Strukturschicht 236 ausgebildet und bildet einen elektrischen Kontakt mit der leitfähigen Schicht 242, und die Metallisierung wird in einem Via in der Strukturschicht 236 ausgebildet und bildet einen elektrischen Kontakt mit dem Substrat 232. Bei einigen Ausführungsformen werden die Metallisierung 254, die Metallisierung 256, die Metallisierung 258 und die Metallisierung 260 aus Aluminium ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen werden die Metallisierung 254, die Metallisierung 256, die Metallisierung 258 und die Metallisierung 260 aus einem beliebigen Typ von Metall ausgebildet, das für den Fabrikationsprozess geeignet ist, und anderen Materialien, die im MEMS-Schallumformer 231a verwendet werden.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen arbeiten die Dipolelektroden 250 mit der Gegenelektrode 238, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 2a, 3a, 3b und 4b beschrieben, als Beispiel. Bei zusätzlichen Ausführungsformen können die Gegenelektrode 238 und die Membran 240 derart umgeklappt werden, dass sich die Gegenelektrode 238 darüber befindet und die Membran 240 darunter befindet und näher am Hohlraum 233. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann ein Schallport unter dem Hohlraum 233 enthalten sein. Bei anderen Ausführungsformen kann ein Schallport über dem MEMS-Schallumformer 231a enthalten sein.
  • Die Membran 240 ist an einem Querschnitt dargestellt, der elektrische Verbindungen 252 zeigt, wie ähnlich hier oben unter Bezugnahme auf 6b beschrieben, doch enthalten Sektionen der Membran 240 auch strukturierte Elektroden, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 4a und 6a beschrieben, als Beispiel.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen ist der MEMS-Schallumformer 231a ein MEMS-Mikrofon. Bei anderen Ausführungsformen ist der MEMS-Schallumformer 231a ein MEMS-Mikrolautsprecher. Bei solchen Ausführungsformen sind die Größe der Membran und der Trennabstand zwischen der Gegenelektrode 238 und der Membran 240 möglicherweise größer für den MEMS-Mikrolautsprecher als für das MEMS-Mikrofon.
  • 7b veranschaulicht den MEMS-Schallumformer 231b mit einer einzelnen Gegenelektrode 238 und Membran 240. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthält der MEMS-Schallumformer 231b das Substrat 232, die Isolation 234, die Strukturschicht 236, die Gegenelektrode 238, die Membran 240, die Metallisierung 253, die Metallisierung 255, die Metallisierung 257, die Metallisierung 259 und die Metallisierung 260. Der MEMS-Schallumformer 231b ist ähnlich dem MEMS-Schallumformer 231a mit der Ausnahme, dass die Gegenelektrode 238 eine mehrschichtige Halbleiterstruktur ist, die Dipolelektroden 250 enthält, und die Membran 240 keine Dipolelektroden enthält.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die Membran 240 aus der leitfähigen Schicht 262 gebildet. Die leitfähige Schicht 262 ist bei einigen Ausführungsformen Polysilizium. Bei anderen Ausführungsformen ist die leitfähige Schicht 262 ein beliebiger Typ von Halbleiter wie etwa eine dotierte Halbleierschicht. Bei noch weiteren Ausführungsformen wird die leitfähige Schicht 262 aus einem Metall wie etwa beispielsweise Aluminium, Silber, Gold oder Platin ausgebildet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthält die Gegenelektrode 238 einen fünfschichtigen Halbleiterstapel mit der leitfähigen Schicht 264, der Isolierschicht 266, der leitfähigen Schicht 268, der Isolierschicht 270 und der leitfähigen Schicht 272. Die Gegenelektrode 238 enthält Perforationen 241. Bei verschiedenen Ausführungsformen werden die Dipolelektroden 250 aus der leitfähigen Schicht 264 ausgebildet und mit elektrischen Verbindungen 252 zusammengeschaltet, die ebenfalls aus der leitfähigen Schicht 264 ausgebildet werden.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die leitfähige Schicht 268 bei einigen Ausführungsformen Polysilizium. Bei anderen Ausführungsformen ist die leitfähige Schicht 268 ein beliebiger Typ von Halbleiter, wie etwa eine dotierte Halbleiterschicht. Bei noch weiteren Ausführungsformen wird die leitfähige Schicht 268 aus einem Metall wie etwa beispielsweise Aluminium, Silber, Gold oder Platin ausgebildet. Bei verschiedenen Ausführungsformen werden die leitfähige Schicht 268, die Isolierschicht 266 und die Isolierschicht 270 zu einer einzelnen Isolierschicht mit einer ähnlichen Kombination von Schichten wie die Membran 240 kombiniert, als Beispiel.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen werden die Isolierschicht 266 und die Isolierschicht 270 auf der oberen Oberfläche beziehungsweise der unteren Oberfläche der leitfähigen Schicht 268 ausgebildet. Die Isolierschicht 266 und die Isolierschicht 270 werden aus Siliziumnitrid oder Siliziumoxid ausgebildet. Bei weiteren Ausführungsformen können die Isolierschicht 266 und die Isolierschicht 270 aus einem beliebigen Typ von Oxid oder Nitrid ausgebildet werden. Die Isolierschicht 266 und die Isolierschicht 270 können ein beliebiger Typ von Isolator sein, der sich für die Fabrikation und den Betrieb mit Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern eignet, wie etwa ein Polymer bei alternativen Ausführungsformen.
  • Die leitfähige Schicht 264 und die leitfähige Schicht 272 können als leitfähige Schichten auf der oberen und unteren Oberfläche der Isolierschicht 266 beziehungsweise der Isolierschicht 270 ausgebildet werden. Weiterhin werden die leitfähige Schicht 264 und die leitfähige Schicht 272 strukturiert, um Dipolelektroden 250 und elektrische Verbindungen 252 auszubilden. Die leitfähige Schicht 264 und die leitfähige Schicht 272 werden bei einer Ausführungsform aus Polysilizium ausgebildet. Die leitfähige Schicht 264 und die leitfähige Schicht 272 werden bei anderen Ausführungsformen aus Metall ausgebildet. Bei solchen Ausführungsformen werden die leitfähige Schicht 264 und die leitfähige Schicht 272 aus Aluminium, Silber oder Gold ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen werden die leitfähige Schicht 264 und die leitfähige Schicht 272 aus einem beliebigen Leiter ausgebildet, der sich für die Fabrikation und den Betrieb mit Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern eignet, wie etwa anderen Metallen oder dotierten Halbleitern.
  • Die Gegenelektrode 238 ist an einem Querschnitt dargestellt, der elektrische Verbindungen 252 zeigt, wie ähnlich hier oben unter Bezugnahme auf 6d beschrieben, doch enthalten Sektionen der Gegenelektrode 238 auch strukturierte Elektroden, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 4a und 6c beschrieben, als Beispiel.
  • Die Metallisierung 253, die Metallisierung 255, die Metallisierung 257 und die Metallisierung 259 können wie hier oben unter Bezugnahme auf die Metallisierung 254, die Metallisierung 256, die Metallisierung 258 und die Metallisierung 260 in 6a beschrieben ausgebildet werden. Die Metallisierung 253 wird in einem Via in der Strukturschicht 236 ausgebildet und bildet einen elektrischen Kontakt mit der leitenden Schicht 262, die Metallisierung 255 wird in einem Via in der Strukturschicht 236 ausgebildet und bildet einen elektrischen Kontakt mit der leitfähigen Schicht 264, die Metallisierung 257 wird in einem Via in der Strukturschicht 236 ausgebildet und bildet einen elektrischen Kontakt mit der leitfähigen Schicht 268, und die Metallisierung 259 wird in einem Via in der Strukturschicht 236 ausgebildet und bildet einen elektrischen Kontakt mit 272.
  • 7c veranschaulicht den MEMS-Schallumformer 231c mit einer einzelnen Gegenelektrode 238 und Membran 240. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthält der MEMS-Schallumformer 231c das Substrat 232, die Isolation 234, die Strukturschicht 236, die Gegenelektrode 238, die Membran 240, die Metallisierung 254, die Metallisierung 258, die Metallisierung 260 und die Metallisierung 278. Der MEMS-Schallumformer 231c ist ähnlich dem MEMS-Schallumformer 231a mit der Ausnahme, dass die Membran 240 beide Pole von Dipolelektroden 250 enthält, auf einer gleichen Oberfläche ausgebildet. Bei solchen Ausführungsformen können die Dipolelektroden 250 vollständig an der oberen Oberfläche oder vollständig an der unteren Oberfläche der Isolierschicht 246 ausgebildet werden.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen enthält die Membran 240 die Isolierschicht 246, die leitfähige Schicht 248, die Isolierschicht 274 und die leitfähige Schicht 276. Die Isolierschicht 246 und die leitfähige Schicht 248 werden wie hier oben unter Bezugnahme auf 7c beschrieben ausgebildet. Die Isolierschicht 274 wird an einer oberen Oberfläche der leitfähigen Schicht 248 ausgebildet. Weiterhin wird die leitfähige Schicht 276 an einer oberen Oberfläche der Isolierschicht 274 ausgebildet. Die Isolierschicht 274 wird aus Siliziumnitrid oder Siliziumdioxid ausgebildet. Bei weiteren Ausführungsformen kann die Isolierschicht 274 aus einem beliebigen Typ von Oxid oder Nitrid ausgebildet werden. Die Isolierschicht 274 kann ein beliebiger Typ von Isolator sein, der für die Fabrikation und den Betrieb mit Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern geeignet ist, wie etwa ein Polymer bei alternativen Ausführungsformen.
  • Die leitfähige Schicht 248 und die leitfähige Schicht 276 werden strukturiert, um Dipolelektroden 250 und elektrische Verbindungen 252 auszubilden. Die leitfähige Schicht 276 wird bei einer Ausführungsform aus Polysilizium ausgebildet. Die leitfähige Schicht 276 wird bei anderen Ausführungsformen aus Metall ausgebildet. Bei solchen Ausführungsformen wird die leitfähige Schicht 276 aus Aluminium, Silber oder Gold ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen wird die leitfähige Schicht 276 aus einem beliebigen Leiter ausgebildet, der sich für die Fabrikation und den Betrieb mit Ausführungsform-Mehrelektrodenumformern eignet, wie etwa anderen Metallen oder dotierten Halbleitern.
  • Die Metallisierung 278 kann wie hier oben unter Bezugnahme auf die Metallisierung 254, die Metallisierung 256, die Metallisierung 258 und die Metallisierung 260 in 6a beschrieben ausgebildet werden. Die Metallisierung 278 wird in einem Via in der Strukturschicht 236 ausgebildet und bildet einen elektrischen Kontakt mit der leitfähigen Schicht 276.
  • Die Membran 240 ist an einem Querschnitt dargestellt, der elektrische Verbindungen 252 zeigt, wie ähnlich hier oben unter Bezugnahme auf 6j beschrieben, doch enthalten Sektionen der Membran 240 auch strukturierte Elektroden, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 4a und 6i beschrieben, als Beispiel.
  • 7d veranschaulicht den MEMS-Schallumformer 231d mit zwei Gegenelektroden, der Gegenelektrode 238 und der Gegenelektrode 239, und der Membran 240. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthält der MEMS-Schallumformer 231d das Substrat 232, die Isolation 234, die Strukturschicht 236, die Gegenelektrode 238, die Gegenelektrode 239 und die Membran 240. Der MEMS-Schallumformer 231d ist ähnlich dem MEMS-Schallumformer 231b mit dem Zusatz der zweiten Gegenelektrode 239.
  • Zur Verbesserung der Klarheit veranschaulicht 7d den MEMS-Schallumformer 231d an einem Querschnitt, der keine elektrischen Verbindungen 252 oder Metallisierung zum Ausbilden elektrischer Kontakte mit der leitfähigen Schicht 248, der leitfähigen Schicht 268 oder der leitfähigen Schicht 244 der Gegenelektrode 238; der leitfähigen Schicht 262 der Membran 240 oder der leitfähigen Schicht 248, der leitfähigen Schicht 268 oder der leitfähigen Schicht 244 der Gegenelektrode 239 zeigt. Solche elektrischen Verbindungen 252 und Metallisierung sind jedoch in verschiedenen Ausführungsformen enthalten. Beispielsweise veranschaulicht 7d den MEMS-Schallumformer 231d mit Gegenelektroden 238 und 239 mit Halbleiterstapeln, wie ähnlich hier oben unter Bezugnahme auf 6c beschrieben, doch enthalten Sektionen der Gegenelektroden 238 und 239 auch strukturierte Elektroden, wie hier oben unter Bezugnahme auf 4b und 6d beschrieben.
  • Die Gegenelektrode 238 und die Gegenelektrode 239 sind zur Identifikation der verschiedenen Strukturen und Schichten mit identischen Zahlen dargestellt. Somit gilt die hier oben bereitgestellte Beschreibung der verschiedenen Strukturen und Schichten unter Bezugnahme auf die Gegenelektrode 238 auch für die üblicherweise nummerierten Schichten und Strukturen der Gegenelektrode 239. Der Durchschnittsfachmann erkennt jedoch, dass die verschiedenen Schichten, beispielsweise der Gegenelektrode 238 und der Gegenelektrode 239, nicht die gleiche Schicht sind und in verschiedenen Ausführungsformen separat ausgebildet und strukturiert werden können.
  • 7e veranschaulicht den MEMS-Schallumformer 231e mit der Gegenelektrode 239 und der Membran 240. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthält der MEMS-Schallumformer 231e das Substrat 232, die Isolation 234, die Strukturschicht 236, die Gegenelektrode 238 und die Membran 240. Der MEMS-Schallumformer 231e ist ähnliche dem MEMS-Schallumformer 231a mit strukturierten Elektroden sowohl auf der Gegenelektrode 239 als auch der Membran 240.
  • Zur Verbesserung der Klarheit veranschaulicht 7e den MEMS-Schallumformer 231e an einem Querschnitt, der keine elektrischen Verbindungen 252 oder Metallisierung zum Ausbilden elektrischer Kontakte mit der leitfähigen Schicht 248, der leitfähigen Schicht 244, der leitfähigen Schicht 264 oder der leitfähigen Schicht 272 zeigt. Solche elektrischen Verbindungen 252 und Metallisierung sind jedoch in verschiedenen Ausführungsformen enthalten. Beispielsweise veranschaulicht 7e den MEMS-Schallumformer 231e mit Membran 240 und Gegenelektrode 238 mit Halbleiterstapeln, wie ähnlich hier oben unter Bezugnahme auf 6a beschrieben, doch enthalten Sektionen der Membran 240 und der Gegenelektroden 238 auch strukturierte Elektroden, wie hier oben unter Bezugnahme auf 4b und 6b beschrieben.
  • Die Membran 240 ist mit identischen Zahlen zur Identifikation der verschiedenen Strukturen und Schichten dargestellt. Somit gilt die hier oben bereitgestellte Beschreibung der verschiedenen Strukturen und Schichten unter Bezugnahme auf die Membran 240 auch für die üblicherweise nummerierten Schichten und Strukturen. Analog ist die Gegenelektrode 238 zur Identifikation der verschiedenen Strukturen und Schichten mit identischen Zahlen dargestellt, wobei die Isolierschicht 280 die Isolierschicht 266, die leitfähige Schicht 268 und die Isolierschicht 270 ersetzt. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Isolierschicht 280 beliebige der Merkmale der Isolierschicht 246 oder der Isolierschicht 266 und Isolierschicht 270 enthalten, wie hier oben beschrieben. Bei bestimmten Ausführungsformen ist die Isolierschicht 280 dicker als die Isolierschicht 246. Für die anderen Elemente der Gegenelektrode 238 gilt die hier oben bereitgestellte Beschreibung der verschiedenen Strukturen und Schichten unter Bezugnahme auf die Gegenelektrode 238 auch für die üblicherweise nummerierten Schichten und Strukturen.
  • Die unter Bezugnahme auf die 7a, 7b, 7c, 7d und 7e beschriebenen Ausführungsformen können so modifiziert werden, dass sie beliebige der hier oben unter Bezugnahme auf die 3a–3f, 4a–4d, 5 und 6a–6l beschriebenen Ausführungsform-Elektrodenstrukturen enthalten. Bei verschiedenen derartigen Ausführungsformen können sowohl die Membran als auch die Gegenelektrode oder die Gegenelektroden im Fall einer Doppel-Gegenelektroden-Struktur beliebige der hier oben unter Bezugnahme auf die 3a–3f, 4a–4d, 5 und 6a–6l beschriebenen Ausführungsform-Elektrodenstrukturen enthalten.
  • 8 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines Ausführungsform-Verfahrens zum Ausbilden eines MEMS-Umformers unter Verwendung einer Fabrikationssequenz 300, die die Schritte 302–322 beinhaltet. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen beginnt die Fabrikationssequenz 300 in Schritt 302 mit einem Substrat. Das Substrat kann aus einem Halbleiter wie etwa Silizium oder einem anderen Material wie etwa Polymer ausgebildet sein, als Beispiel. Eine Ätzstoppschicht wird in Schritt 304 auf dem Substrat ausgebildet. Die Ätzstoppschicht kann beispielsweise Siliziumnitrid oder Siliziumoxid sein. In Schritt 306 wird eine erste Gegenelektrode durch Ausbilden und Strukturieren von Schichten für die erste Gegenelektrode ausgebildet. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Gegenelektrode gemäß beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf die 6a–6l beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet und strukturiert werden, als Beispiel. Eine weitere Beschreibung von Ausführungsform-Bearbeitungsschritten zum Ausbilden der ersten Gegenelektrode werden hier unten unter Bezugnahme auf die 9a, 9b und 9c beschrieben.
  • In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet der Schritt 308 das Ausbilden und Strukturieren eines Strukturmaterials wie etwa TEOS-Oxid. Das Ausbilden und Strukturieren in Schritt 308 wird durchgeführt, um einen Abstand für eine Membran bereitzustellen. Die Strukturschicht kann strukturiert werden, um Antihaftreibungshöcker für die Membran auszubilden. Außerdem kann die in Schritt 308 ausgebildete Strukturschicht mehrere Abscheidungen und einen Planarisierungsschritt beinhalten, wie etwa ein chemisch-mechanisches Polieren (CMP). Der Schritt 310 beinhaltet das Ausbilden der Membranschicht und das Strukturieren der Membran. Die Membranschicht kann beispielsweise aus Polysilizium ausgebildet werden. Bei anderen Ausführungsformen kann die Membranschicht aus anderen leitfähigen Materialien wie etwa dotiertem Halbleiter oder einem Metall ausgebildet werden, als Beispiel. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Membran gemäß beliebigen der hier oben unter Bezugnahme auf die 6a–6l beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet und strukturiert werden, als Beispiel. Eine weitere Beschreibung von Ausführungsform-Bearbeitungsschritten zum Ausbilden der Membran wird hier unten unter Bezugnahme auf die 9a, 9b und 9c beschrieben. Das Strukturieren der Membranschicht in Schritt 310 kann einen fotolithografischen Prozess, als Beispiel, beinhalten, der die Membranform oder die -struktur definiert. Die Membran kann Antihaftreibungshöcker auf der Basis der in Schritt 308 ausgebildeten Struktur enthalten.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet der Schritt 312 das Ausbilden und Strukturieren von zusätzlichem Strukturmaterial wie etwa TEOS-Oxid. Ähnlich wie bei Schritt 308 kann das Strukturmaterial in Schritt 312 ausgebildet und strukturiert werden, um eine zweite Gegenelektrode von der Membran zu beabstanden und Antihaftreibungshöcker in der zweiten Gegenelektrode bereitzustellen. Schritt 314 beinhaltet das Ausbilden und Strukturieren der Schichten der zweiten Gegenelektrode. Bei einigen Ausführungsformen beinhaltet das Ausbilden und Strukturieren in Schritt 314 die Abscheidung von Schichten und das fotolithografische Strukturieren, als Beispiel. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Gegenelektrode wegfallen. Bei anderen Ausführungsformen, wo die zweite Gegenelektrode nicht wegfällt, kann die zweite Gegenelektrode gemäß einer der hier oben unter Bezugnahme auf 6a–6l beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet und strukturiert werden, als Beispiel. Eine weitere Beschreibung der Ausführungsform-Bearbeitungsschritte zum Ausbilden der zweiten Gegenelektrode werden hier unten unter Bezugnahme auf die 9a, 9b und 9c beschrieben.
  • Nach dem Schritt 314 enthält der Schritt 316 das Ausbilden und Strukturieren von zusätzlichem Strukturmaterial in verschiedenen Ausführungsformen. Das Strukturmaterial kann TEOS-Oxid sein. Bei einigen Ausführungsformen wird das Strukturmaterial als ein Opfermaterial oder ein Maskierungsmaterial für nachfolgende Ätz- oder Strukturierungsschritte abgeschieden. Der Schritt 318 beinhaltet das Ausbilden und Strukturieren von Kontaktpads. Das Ausbilden und Strukturieren der Kontaktpads in Schritt 318 kann das Ätzen von Kontaktlöchern in die existierenden Schichten beinhalten, um Öffnungen zur zweiten Gegenelektrode, Membran, ersten Gegenelektrode und Substrat sowie Öffnungen zu den als Teil der ersten Gegenelektrode, Membran oder zweiten Gegenelektrode ausgebildeten leitfähigen Schichten zum Implementieren verschiedener Elektroden oder Dipolelektroden beinhalten, wie hier oben unter Bezugnahme auf die anderen Figuren beschrieben. Nach dem Ausbilden der Öffnungen zu jeder jeweiligen Struktur oder Schicht können die Kontaktpads durch Abscheiden eines leitfähigen Materials wie etwa eines Metalls in den Öffnungen und Strukturieren des leitfähigen Materials zum Ausbilden separater Kontaktpads ausgebildet werden. Das Metall kann in verschiedenen Ausführungsformen Aluminium, Silber oder Gold sein. Alternativ kann die Metallisierung eine leitfähige Paste, als Beispiel, oder andere Metalle wie etwa Kupfer beinhalten.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet Schritt 320 das Durchführen einer rückseitigen Ätzung wie etwa einer Bosch-Ätzung. Die rückseitige Ätzung bildet in dem Substrat einen Hohlraum aus, der an einen Schallport für das hergestellte Mikrofon gekoppelt sein kann oder der einen Referenzhohlraum bilden kann. Der Schritt 322 beinhaltet das Durchführen einer Release-Ätzung, um Strukturmaterialien zu entfernen, die die erste Gegenelektrode, die Membran und die zweite Gegenelektrode schützen und sichern. Nach der Release-Ätzung in Schritt 322 kann die Membran bei einigen Ausführungsformen frei sein, sich zu bewegen.
  • Wie hier oben beschrieben, kann die Fabrikationssequenz 300 in spezifischen Ausführungsformen so modifiziert werden, dass sie nur eine einzelne Gegenelektrode und Membran enthält. Der Fachmann versteht ohne Weiteres, dass an der hier oben beschriebenen allgemeinen Fabrikationssequenz zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden können, um verschiedene Vorteile und Modifikationen bereitzustellen, die dem Fachmann bekannt sind, während immer noch verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten sind. Bei einigen Ausführungsformen kann die Fabrikationssequenz 300 implementiert werden, um einen MEMS-Mikrolautsprecher oder ein MEMS-Mikrofon zu implementieren, als Beispiel, oder bei anderen Ausführungsformen einen Drucksensor. Bei noch weiteren Ausführungsformen kann die Fabrikationssequenz 300 implementiert werden, um einen beliebigen Typ von MEMS-Umformer auszubilden, einschließlich Ausführungsform-Elektrodenstrukturen wie hierin beschrieben.
  • Die 9a, 9b und 9c veranschaulichen Blockdiagramme von Ausführungsform-Verfahren zum Ausbilden von Mehrelektrodenelementen unter Verwendung der Fabrikationssequenz 330, der Fabrikationssequenz 350 und der Fabrikationssequenz 370. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen bilden die Fabrikationssequenz 330, die Fabrikationssequenz 350 und die Fabrikationssequenz 370 Mehrelektrodenelemente wie hier oben unter Bezugnahme auf die 6a–6l beschrieben. Zudem beschrieben die Fabrikationssequenz 330, die Fabrikationssequenz 350 und die Fabrikationssequenz 370 Ausführungsform-Fabrikationssequenzen zum Ausbilden der ersten Gegenelektrode in Schritt 306, Ausbilden der Membran in Schritt 310 oder Ausbilden der zweiten Gegenelektrode in Schritt 314, wie hier oben unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
  • Die 9a veranschaulicht die Fabrikationssequenz 330 zum Ausbilden einer dreischichtigen Struktur mit strukturierten Elektroden wie etwa bei einigen Ausführungsformen einer Gegenelektrode oder Membran. Beispielsweise kann die Fabrikationssequenz 330 zum Ausbilden des Mehrelektrodenelements 200a oder des Mehrelektrodenelements 200e, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 6a, 6b und 6h beschrieben, verwendet werden. Die Fabrikationssequenz 330 beinhaltet die Schritte 332–342. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet Schritt 332 das Abscheiden oder Ausbilden einer ersten Schicht auf einer ersten Oberfläche. Die erste Schicht ist eine leitfähige Schicht. Bei derartigen Ausführungsformen kann ein strukturierbares Strukturmaterial wie etwa TEOS-Oxid die erste Oberfläche sein, wie hier oben unter Bezugnahme auf die Schritte 308, 312 oder 316 in 8 beschrieben, und die erste Schicht wird auf der TEOS-Oxidschicht ausgebildet oder abgeschieden. Die erste Schicht ist bei einigen Ausführungsformen Polysilizium. Bei anderen Ausführungsformen ist die erste Schicht ein Metall wie etwa Silber, Gold, Aluminium oder Platin. Bei weiteren Ausführungsformen ist die erste Schicht ein beliebiger Typ von Halbleiter wie etwa ein dotiertes Halbleitermaterial. Bei alternativen Ausführungsformen kann die erste Schicht ein anderes Metall wie etwa Kupfer sein. Die erste Schicht kann unter Verwendung eines der Verfahren abgeschieden oder ausgebildet werden, die dem Fachmann als mit dem für die Abscheidung oder Ausbildung gewählten Material kompatibel bekannt sind, wie etwa Elektroplattieren, chemische Dampfabscheidung (CVD) oder physikalische Dampfabscheidung (PVD), als Beispiel.
  • Nach Schritt 332 beinhaltet Schritt 334 das Strukturieren der ersten Schicht, um strukturierte Elektroden auszubilden. Bei solchen Ausführungsformen kann das Strukturieren von Schritt 334 einen lithografischen Prozess einschließlich dem Ausbringen eines Fotoresist, Strukturieren des Fotoresist unter Verwendung einer Maske für die Exposition und einer Entwicklerlösung und das Ätzen der ersten Schicht gemäß dem strukturierten Fotoresist beinhalten. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Schritt 334 Fotolithografie, Elektronenstrahllithografie, Ionenstrahl oder Lithografie beinhalten. Bei noch weiteren Ausführungsformen kann der Schritt 334 Röntgenlithografie, mechanisches Imprint-Strukturieren oder Mikroskalen-(oder Nanoskalen-)Drucktechniken enthalten. Noch weitere Ansätze zum Strukturieren der ersten Schicht können in einigen Ausführungsformen verwendet werden, wie der Fachmann ohne Weiteres versteht. In Schritt 334 kann die erste Schicht strukturiert werden, um konzentrische Kreise auszubilden, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 4a, 4b, 4c, 4d und 5 beschrieben.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Schicht auch elektrische Verbindungen enthalten, wie hier oben unter Bezugnahme auf die ersten elektrischen Verbindungen 208 in 6b beschrieben. Somit kann der Schritt 334 das Strukturieren der elektrischen Verbindungen beinhalten. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die elektrischen Verbindungen eine gedünnte erste Schicht beinhalten, wie oben unter Bezugnahme auf zweite elektrische Verbindungen 210 in 6g beschrieben, oder einen zusätzlichen Ausbildungs- und Strukturierungsschritt mit anderem Material.
  • Vor dem Schritt 336 kann ein zusätzlicher Schritt des Abscheidens oder Ausbildens einer Opferschicht und des Durchführens eines Planarisierungsschritts an der Opferschicht und der ersten Schicht enthalten sein. Beispielsweise kann ein chemisch-mechanisches Polieren (CMP) auf die Opferschicht und die erste Schicht angewendet werden. Bei verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet Schritt 336 das Abscheiden oder Ausbilden einer zweiten Schicht auf der strukturierten ersten Schicht. Die zweite Schicht ist eine Isolierschicht.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist die zweite Schicht ein Nitrid wie etwa ein Siliziumnitrid. Bei anderen Ausführungsformen ist die zweite Schicht ein Oxid wie etwa Siliziumoxid. Die zweite Schicht kann in weiteren Ausführungsformen ein anderer Typ von geeignetem Dielektrikum oder Isolator sein. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die zweite Schicht aus einem Polymer ausgebildet werden. Bei einer Ausführungsform kann die zweite Schicht ein TEOS-Oxid sein. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Schicht unter Verwendung eines der Verfahren abgeschieden oder ausgebildet werden, die dem Fachmann als mit dem für die Abscheidung oder Ausbildung gewählten Material kompatibel bekannt sind, wie etwa CVD, PVD oder thermische Oxidation, als Beispiel.
  • Der Schritt 338 beinhaltet das Strukturieren der zweiten Schicht. Das Strukturieren der zweiten Schicht kann unter Verwendung einer beliebigen der unter Bezugnahme auf Schritt 334 beschriebenen Techniken durchgeführt werden. Die zweite Schicht kann strukturiert werden, um bei einigen Ausführungsformen eine Membran oder eine Gegenelektrode auszubilden. Beispielsweise kann die zweite Schicht strukturiert werden, um eine kreisförmige Membran auszubilden. Bei Ausführungsformen, wo die Fabrikationssequenz 330 zum Ausbilden einer Gegenelektrode für einen MEMS-Schallumformer verwendet wird, kann die zweite Schicht auch strukturiert werden, um Perforationen auszubilden. Ähnlich kann bei anderen Ausführungsformen, die andere Strukturen für andere Typen von Umformern involvieren, die zweite Schicht gemäß dem spezifischen Typ von Umformer strukturiert werden.
  • Nach dem Schritt 338 enthält der Schritt 340 das Abscheiden oder Ausbilden einer dritten Schicht auf der zweiten Schicht. Die dritte Schicht ist eine leitfähige Schicht, die unter Verwendung beliebiger der unter Bezugnahme auf Schritt 332 beschriebenen Techniken oder Materialien ausgebildet werden kann.
  • Der Schritt 342 beinhaltet das Strukturieren der dritten Schicht, um strukturierte Elektroden und elektrische Verbindungen auszubilden. Das Strukturieren der dritten Schicht kann unter Verwendung einer beliebigen der unter Bezugnahme auf Schritt 334 verwendeten Techniken durchgeführt werden. In Schritt 342 kann die dritte Schicht strukturiert werden, um konzentrische Kreise oder andere Muster auszubilden, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 4a, 4b, 4c, 4d und 5 beschrieben. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die in den Schritten 334 und 342 ausgebildeten strukturierten Elektroden zusammen positive und negative Pole für Dipolelektroden bilden, wie hier oben unter Bezugnahme auf 3a und 6a beschrieben, als Beispiel.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Fabrikationssequenz 330 verwendet werden, um eine Gegenelektrode oder eine Membran auszubilden. Bei einigen Ausführungsformen kann entweder die erste Schicht oder die dritte Schicht entfallen. Beispielsweise kann bei Ausführungsformen zum Ausbilden von Mehrelektrodenplatten oder -strukturen, wie hier oben unter Bezugnahme auf 3c, 3d, 4a, 4c, 4d und 5 beschrieben, die erste Schicht oder die zweite Schicht entfallen. Die Fabrikationssequenz 330 kann auch zum Ausbilden einer geschichteten Mehrelektrodenstruktur für andere Typen von MEMS-Schallumformern verwendet werden.
  • 9b veranschaulicht die Fabrikationssequenz 350 zum Ausbilden einer fünfschichtigen Struktur mit strukturierten Elektroden wie etwa einer Gegenelektrode oder Membran bei einigen Ausführungsformen. Beispielsweise kann die Fabrikationssequenz 350 verwendet werden, um das Mehrelektrodenelement 200b auszubilden, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 6c und 6d beschrieben. Die Fabrikationssequenz 350 enthält die Schritte 352–369. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet der Schritt 352 das Abscheiden oder Ausbilden einer ersten Schicht auf einer ersten Oberfläche. Bei derartigen Ausführungsformen kann ein strukturierbares Strukturmaterial wie etwa TEOS-Oxid die erste Oberfläche sein, wie hier oben unter Bezugnahme auf die Schritte 308, 312 oder 316 in 8 beschrieben, und die erste Schicht wird auf der TEOS-Oxidschicht ausgebildet oder abgeschieden. Die erste Schicht ist eine leitfähige Schicht, die unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 332 in 9a beschriebenen Techniken oder Materialien ausgebildet wird.
  • Nach dem Schritt 352 beinhaltet der Schritt 354 das Strukturieren der ersten Schicht, um strukturierte Elektroden und elektrische Verbindungen auszubilden. Das Strukturieren der ersten Schicht in Schritt 354 kann unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 334 in 9a beschriebenen Techniken durchgeführt werden. In Schritt 354 kann die erste Schicht strukturiert werden, um konzentrische Kreise auszubilden, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 4a, 4b, 4c, 4d und 5 beschrieben.
  • Vor dem Schritt 356 kann ein zusätzlicher Schritt des Abscheidens oder Ausbildens einer Opferschicht und des Durchführens eines Planarisierungsschritts an der Opferschicht und der ersten Schicht enthalten sein. Beispielsweise kann ein chemisch-mechanisches Polieren (CMP) auf die Opferschicht und die erste Schicht angewendet werden. Bei verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet Schritt 356 das Abscheiden oder Ausbilden einer zweiten Schicht auf der strukturierten ersten Schicht. Die zweite Schicht in Schritt 356 ist eine Isolierschicht, die unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 336 in 9a beschriebenen Techniken oder Materialien ausgebildet werden kann. Der Schritt 358 beinhaltet das Strukturieren der zweiten Schicht. Das Strukturieren der zweiten Schicht in Schritt 358 kann unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 334 in 9a beschriebenen Techniken durchgeführt werden.
  • Nach dem Schritt 358 beinhaltet der Schritt 360 das Abscheiden oder Ausbilden einer dritten Schicht auf der zweiten Schicht. Die dritte Schicht in Schritt 360 ist eine leitfähige Schicht, die unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 332 in 9a beschriebenen Techniken oder Materialien durchgeführt werden kann. Bei bestimmten Ausführungsformen ist die dritte Schicht eine Polysiliziumschicht, die unter Verwendung eines CVD-Prozesses ausgebildet wird. Bei solchen bestimmten Ausführungsformen ist die dritte Polysiliziumschicht dicker als die zweite Schicht und eine vierte Schicht. Beispielsweise ist die dritte Schicht die Strukturschicht für eine Membran oder eine Gegenelektrode, während die zweite und vierte Schicht dünne Isolationsschichten sind. Der Schritt 362 beinhaltet das Strukturieren der dritten Schicht. Das Strukturieren der dritten Schicht in Schritt 362 kann unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 334 in 9a beschriebenen Techniken durchgeführt werden.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet der Schritt 364 das Abscheiden oder Ausbilden einer vierten Schicht auf der dritten Schicht. Die vierte Schicht in Schritt 364 ist eine Isolierschicht, die unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 336 in 9a beschriebenen Techniken oder Materialien ausgebildet werden kann. Der Schritt 366 beinhaltet das Strukturieren der vierten Schicht. Das Strukturieren der vierten Schicht in Schritt 366 kann unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 334 in 9a beschriebenen Techniken durchgeführt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die zweite Schicht, die dritte Schicht und die vierte Schicht zusammen eine Gegenelektrode oder Membran für einen MEMS-Schallumformer bilden. Somit können die zweite Schicht, die dritte Schicht und die vierte Schicht strukturiert werden, um bei solchen Ausführungsformen eine Membran oder eine Gegenelektrode auszubilden. Beispielsweise können die zweite Schicht, die dritte Schicht und die vierte Schicht in jedem separaten Strukturierungsschritt oder zusammen in einem einzelnen Strukturierungsschritt strukturiert werden, um eine kreisförmige Membran auszubilden. Bei Ausführungsformen, wo die Fabrikationssequenz 350 zum Ausbilden einer Gegenelektrode für einen MEMS-Schallumformer verwendet wird, können die zweite Schicht, die dritte Schicht und die vierte Schicht auch strukturiert werden, um Perforationen auszubilden. Analog können bei anderen Ausführungsformen, die andere Strukturen für andere Typen von Umformern involvieren, die zweite Schicht, die dritte Schicht und die vierte Schicht gemäß dem spezifischen Typ von Umformer strukturiert werden.
  • Der Schritt 368 beinhaltet das Abscheiden oder Ausbilden einer fünften Schicht auf der vierten Schicht. Die fünfte Schicht ist eine leitfähige Schicht, die unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 332 in 9a beschriebenen Techniken oder Materialien ausgeführt werden kann. Nach dem Schritt 368 beinhaltet der Schritt 369 das Strukturieren der fünften Schicht, um strukturierte Elektroden und elektrische Verbindungen auszubilden. Das Strukturieren der fünften Schicht in Schritt 369 kann unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 334 in 9a beschriebenen Techniken durchgeführt werden. In Schritt 369 kann die fünfte Schicht strukturiert werden, um konzentrische Kreise auszubilden, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 4a, 4b, 4c, 4d und 5 beschrieben. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die in den Schritten 354 und 369 ausgebildeten strukturierten Elektroden zusammen positive und negative Pole für Dipolelektroden bilden, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 3a und 6c beschrieben, als Beispiel.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Fabrikationssequenz 350 verwendet werden, um eine Gegenelektrode oder eine Membran auszubilden. Bei einigen Ausführungsformen können entweder die erste und zweite Schicht oder die vierte und fünfte Schicht entfallen. Beispielsweise können bei Ausführungsformen zum Ausbilden von Mehrelektrodenplatten oder -strukturen, wie hier oben unter Bezugnahme auf 3c, 3d, 4a, 4c, 4d und 5 beschrieben, die erste und zweite Schicht oder die vierte und fünfte Schicht entfallen. Die Fabrikationssequenz 350 kann auch zum Ausbilden einer geschichteten Mehrelektrodenstruktur für andere Typen von MEMS-Schallumformern verwendet werden.
  • 9c veranschaulicht die Fabrikationssequenz 370 zum Ausbilden einer sechsschichtigen Struktur mit strukturierten Elektroden wie etwa einer Gegenelektrode oder Membran bei einigen Ausführungsformen. Beispielsweise kann die Fabrikationssequenz 370 verwendet werden, um das Mehrelektrodenelement 200c oder Mehrelektrodenelemente 200d auszubilden, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 6e, 6f, 6g, 6k und 6l beschrieben. Die Fabrikationssequenz 370 enthält die Schritte 372–394. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet der Schritt 372 das Abscheiden oder Ausbilden einer ersten Schicht auf einer ersten Oberfläche. Bei derartigen Ausführungsformen kann ein strukturierbares Strukturmaterial wie etwa TEOS-Oxid die erste Oberfläche sein, wie hier oben unter Bezugnahme auf die Schritte 308, 312 oder 316 in 8 beschrieben, und die erste Schicht wird auf der TEOS-Oxidschicht ausgebildet oder abgeschieden. Die erste Schicht in dem Schritt 372 ist eine Isolierschicht, die unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 336 in 9a beschriebenen Techniken oder Materialien ausgebildet wird. Der Schritt 374 beinhaltet das Strukturieren der ersten Schicht. Das Strukturieren der ersten Schicht in Schritt 374 kann unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 334 in 9a beschriebenen Techniken durchgeführt werden.
  • Nach dem Schritt 374 beinhaltet der Schritt 376 das Abscheiden oder Ausbilden einer zweiten Schicht auf der ersten Schicht. Die zweite Schicht in Schritt 376 ist eine leitfähige Schicht, die unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 332 in 9a und unter Bezugnahme auf Schritt 360 in 9b beschriebenen Techniken oder Materialien ausgebildet werden kann. Bei bestimmten Ausführungsformen ist die zweite Schicht eine Polysiliziumschicht, die unter Verwendung eines CVD-Prozesses ausgebildet wird. Bei solchen besonderen Ausführungsformen ist die zweite Polysiliziumschicht dicker als die erste Schicht und eine dritte Schicht. Beispielsweise ist die zweite Schicht die Strukturschicht für eine Membran oder eine Gegenelektrode, während die erste und dritte Schicht dünne Isolationsschichten sind. Der Schritt 378 beinhaltet das Strukturieren der zweiten Schicht. Das Strukturieren der zweiten Schicht in Schritt 378 kann unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 334 in 9a beschriebenen Techniken durchgeführt werden.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet der Schritt 380 das Abscheiden oder Ausbilden einer dritten Schicht auf der zweiten Schicht. Die dritte Schicht in Schritt 380 ist eine Isolierschicht, die unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 336 in 9a beschriebenen Techniken oder Materialien durchgeführt werden kann. Der Schritt 382 beinhaltet das Strukturieren der dritten Schicht. Das Strukturieren der dritten Schicht in Schritt 382 kann unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 334 in 9a beschriebenen Techniken durchgeführt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die erste Schicht, die zweite Schicht und die dritte Schicht zusammen eine Gegenelektrode oder Membran für einen MEMS-Schallumformer bilden. Somit können die erste Schicht, die zweite Schicht und die dritte Schicht strukturiert werden, um bei solchen Ausführungsformen eine Membran oder eine Gegenelektrode auszubilden. Beispielsweise können die erste Schicht, die zweite Schicht und die dritte Schicht in jedem separaten Strukturierungsschritt oder zusammen in einem einzelnen Strukturierungsschritt strukturiert werden, um eine kreisförmige Membran auszubilden. Bei Ausführungsformen, wo die Fabrikationssequenz 350 zum Ausbilden einer Gegenelektrode für einen MEMS-Schallumformer verwendet wird, können die erste Schicht, die zweite Schicht und die dritte Schicht auch strukturiert werden, um Perforationen auszubilden. Analog können bei anderen Ausführungsformen, die andere Strukturen für andere Typen von Umformern involvieren, die erste Schicht, die zweite Schicht und die dritte Schicht gemäß dem spezifischen Typ von Umformer strukturiert werden.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet der Schritt 384 das Abscheiden oder Ausbilden einer vierten Schicht auf der dritten Schicht. Die vierte Schicht ist eine leitfähige Schicht, die unter Verwendung einer beliebigen der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 332 in 9a beschriebenen Techniken oder Materialien ausgeführt werden kann. Nach dem Schritt 384 beinhaltet der Schritt 386 das Strukturieren der vierten Schicht, um strukturierte Elektroden und elektrische Verbindungen auszubilden. Das Strukturieren der vierten Schicht in Schritt 386 kann unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 334 in 9a beschriebenen Techniken durchgeführt werden. In dem Schritt 386 kann die vierte Schicht strukturiert werden, um konzentrische Kreise oder andere Formen auszubilden, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 4a, 4b, 4c, 4d und 5 beschrieben.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die vierte Schicht auch elektrische Verbindungen enthalten, wie hier oben unter Bezugnahme auf die zweiten elektrischen Verbindungen 210 in 6f und 6g beschrieben. Somit kann der Schritt 386 das Strukturieren der elektrischen Verbindungen beinhalten. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die elektrischen Verbindungen eine gedünnte vierte Schicht enthalten, wie hier oben unter Bezugnahme auf die zweiten elektrischen Verbindungen 210 in 6g beschrieben, oder einen zusätzlichen Ausbildungs- und Strukturierungsschritt mit einem anderen Material.
  • Vor dem Schritt 388 kann ein zusätzlicher Schritt des Abscheidens oder Ausbildens einer Opferschicht und des Durchführens eines Planarisierungsschritts an der Opferschicht und der vierten Schicht enthalten sein. Beispielsweise kann ein CMP auf die Opferschicht und die vierte Schicht angewendet werden. Bei verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet der Schritt 388 das Abscheiden oder Ausbilden einer fünften Schicht auf der strukturierten vierten Schicht. Die fünfte Schicht in dem Schritt 388 ist eine Isolierschicht, die unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 336 in 9a beschriebenen Techniken und Materialien ausgebildet werden kann. Der Schritt 390 beinhaltet das Strukturieren der fünften Schicht, um eine Isolation auf den strukturierten Elektroden von Schritt 386 auszubilden. Das Strukturieren der fünften Schicht in Schritt 390 kann unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 334 in 9a beschriebenen Techniken durchgeführt werden. In dem Schritt 390 kann die fünfte Schicht strukturiert werden, um konzentrische Kreise auszubilden, die den konzentrischen Kreisen der strukturierten Elektroden von Schritt 386 entsprechen und sich darauf befinden, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 4a, 4b, 4c, 4d und 5 beschrieben.
  • Vor dem Schritt 392 kann wie vor dem Schritt 388 ein zusätzlicher Schritt des Abscheidens oder Ausbildens einer Opferschicht und des Durchführens eines Planarisierungsschritts an der Opferschicht und der fünften Schicht enthalten sein. Beispielsweise kann ein CMP auf die Opferschicht und die fünfte Schicht angewendet werden. Der Schritt 392 beinhaltet das Abscheiden oder Ausbilden einer sechsten Schicht auf der fünften Schicht. Die sechste Schicht ist eine leitfähige Schicht, die unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 332 in 9a beschriebenen Techniken oder Materialien ausgeführt werden kann.
  • Nach dem Schritt 392 beinhaltet der Schritt 394 das Strukturieren der sechsten Schicht, um strukturierte Elektroden auf den strukturierten Elektroden von Schritt 386 und der Isolation von Schritt 390 auszubilden. Der Schritt 394 kann auch das Ausbilden strukturierter elektrischer Verbindungen beinhalten. Das Strukturieren der sechsten Schicht in Schritt 394 kann unter Verwendung beliebiger der hier oben unter Bezugnahme auf Schritt 334 in 9a beschriebenen Techniken durchgeführt werden. In dem Schritt 394 kann die sechste Schicht strukturiert werden, um konzentrische Kreise auf den konzentrischen Kreisen der strukturierten Elektrode in Schritt 386 auszubilden, wie hier oben unter Bezugnahme auf 4b beschrieben. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die in den Schritte 386 und 394 ausgebildeten strukturierten Elektroden zusammen positive und negative Pole für Dipolelektroden ausbilden, wie etwa hier oben unter Bezugnahme auf die 3b und 6e beschrieben, als Beispiel.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die sechste Schicht auch elektrische Verbindungen enthalten, wie hier oben unter Bezugnahme auf die dritten elektrischen Verbindungen 224 in 6f und 6g beschrieben. Somit kann der Schritt 394 das Strukturieren der elektrischen Verbindungen beinhalten. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die elektrischen Verbindungen eine gedünnte sechste Schicht enthalten, wie hier oben unter Bezugnahme auf die dritten elektrischen Verbindungen 224 in 6g beschrieben, oder einen zusätzlichen Ausbildungs- und Strukturierungsschritt mit einem anderen Material.
  • Bei anderen Ausführungsformen werden die in Schritt 394 ausgebildeten strukturierten Elektroden möglicherweise nicht auf den strukturierten Elektroden von Schritt 386 platziert. Stattdessen beinhaltet der Schritt 394 das Strukturieren der Elektroden in beispielsweise konzentrischen Kreisen, die von den konzentrischen Kreisen der strukturierten Elektroden von Schritt 386 versetzt sind. Beispielsweise können Schritt 386 und Schritt 394 zusammen das Strukturieren von Elektroden beinhalten, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 4a, 6k und 6l beschrieben.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Fabrikationssequenz 370 verwendet werden, um eine Gegenelektrode oder eine Membran auszubilden. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Schicht entfallen. Als Beispiel kann in Ausführungsformen zum Ausbilden von Mehrelektrodenplatten oder -strukturen, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 3b, 3f, 6e, 6f und 6g beschrieben, die erste Schicht, die eine mit der Bodenseite der Platte (Membran oder Gegenelektrode) verbundene Isolierschicht ist, entfallen. Die Fabrikationssequenz 370 kann auch verwendet werden, um eine geschichtete Mehrelektrodenstruktur für andere Typen von MEMS-Umformern auszubilden.
  • Bei bestimmten Ausführungsformen beinhaltet die Fabrikationssequenz 370 das Ausbilden strukturierter Dipolelektroden auf einer oberen Oberfläche, d. h. als Schichten vier, fünf und sechs, wie hier oben unter Bezugnahme auf die 6e, 6f und 6g beschrieben, als Beispiel. Bei anderen Ausführungsformen können die Fabrikationssequenzen 370 modifiziert werden, um de strukturierten Dipolelektroden auf einer Bodenoberfläche auszubilden. Bei solchen Ausführungsformen können die Schritte 384–394 als erstes und die Schritte 372–382 als zweites ausgeführt werden. Somit können die erste Schicht, die zweite Schicht und die dritte Schicht beispielsweise eine Membran oder eine Gegenelektrode bilden, und die Dipolelektroden können entweder auf der oberen Oberfläche oder der unteren Oberfläche der Membran oder der Gegenelektrode ausgebildet werden, durch die erste Schicht, die zweite Schicht und die dritte Schicht ausgebildet.
  • Bei weiteren bestimmten Ausführungsformen kann die Fabrikationssequenz 370 modifiziert werden, um Strukturen wie hier oben unter Bezugnahme auf die 6i und 6j beschrieben auszubilden. Bei derartigen Ausführungsformen können die erste Schicht und die zweite Schicht, in den Schritten 372–378 ausgebildet, entfallen. Somit kann die dritte Schicht zuerst ausgebildet werden. Bei solchen Ausführungsformen wird die dritte Schicht als eine dickere Strukturschicht ausgebildet, wie hier unter Bezugnahme auf die Isolierschicht 202 in 6i und 6j beschrieben und gezeigt.
  • Bei weiteren Ausführungsformen werden Strukturvariationen und Materialalternativen für die Fabrikationssequenz 330, die Fabrikationssequenz 350 und die Fabrikationssequenz 370 in Betracht gezogen. Bei einigen alternativen Ausführungsformen kann eine Gegenelektrode oder Membran aus einer beliebigen Anzahl von Schichten, leitfähigen oder isolierenden, ausgebildet werden. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen die Gegenelektrode oder Membran Schichten aus Metallen, Halbleitern oder Dielektrika enthalten. Eine dielektrische Schicht kann verwendet werden, um eine leitfähige erfassende Schicht von Elektroden zu trennen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Gegenelektrode oder die Membran aus Silizium-auf-Isolator-(SOI) oder Metall- und dielektrischen Schichten ausgebildet werden. Die 10a und 10b zeigen Kraftdiagramme 400 und 410 von zwei Umformern. 10a veranschaulicht das Kraftdiagramm 400 eines typischen Umformers ohne eine Dipolelektrode mit einer Elektrostatikkraftkurve 402, einer Membranfederkraftkurve 404 und einer Summierungskraftkurve 406, die die Summe aus der Elektrostatikkraftkurve 402 und der Membranfederkraftkurve 404 ist. Wie gezeigt, wird die Summierungskraftkurve 406 bei kleineren Abständen zwischen der Membran und der Gegenelektrode sehr negativ, d. h. anziehend. Dieses Verhalten führt zu einem Pull-In oder einem Kollaps der Gegenelektrode und Membran und wird durch die Beziehung zwischen der elektrostatischen Kraft und dem Abstand zwischen den geladenen Platten verursacht, der den Abstand im Nenner der Gleichung für die elektrostatische Kraft enthält.
  • 10b veranschaulicht das Kraftdiagramm 410 eines Ausführungsform-Mehrelektrodenumformers mit einer Dipolelektrode mit Elektrostatikkraftkurve 412, Membranfederkraftkurve 414 und Summierungskraftkurve 416, die die Summe aus der Elektrostatikkraftkurve 412 und der Membranfederkraftkurve 414 ist. Wie gezeigt, wird die Summierungskraftkurve 416 bei kleineren Abständen zwischen der Membran und der Gegenelektrode zunehmend positiv, d. h. abstoßend. Dieses Verhalten verschiedener Ausführungsformen verhindert ein Pull-In oder einen Kollaps der Gegenelektrode und der Membran und wird durch die Anwesenheit der hier oben unter Bezugnahme auf die anderen Figuren beschriebenen verschiedenen Ausführungsform-Dipolelektroden verursacht.
  • Gemäß einer Ausführungsform enthält ein MEMS-Umformer einen Stator, einen vom Stator beabstandeten Rotor und eine Mehrelektrodenstruktur mit Elektroden mit unterschiedlichen Polaritäten. Die Mehrelektrodenstruktur wird an einem des Rotors und des Stators ausgebildet und ist konfiguriert zum Generieren einer abstoßenden elektrostatischen Kraft zwischen dem Stator und dem Rotor. Andere Ausführungsformen enthalten entsprechende Systeme und Vorrichtungen, die jeweils konfiguriert sind zum Durchführen entsprechender Ausführungsformverfahren.
  • Implementierungen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale enthalten. Bei verschiedenen Ausführungsformen enthält der Stator eine Gegenelektrode, der Rotor enthält eine Membran und der MEMS-Schallumformer ist ein MEMS-Mikrofon oder ein MEMS-Mikrolautsprecher. Bei einigen Ausführungsformen enthält die Mehrelektrodenstruktur eine erste Mehrheit von Dipolelektroden. Bei anderen Ausführungsformen enthält der Rotor die erste Mehrheit von Dipolelektroden und der Stator enthält eine leitfähige Schicht. Bei weiteren Ausführungsformen enthält der Stator die erste Mehrheit von Dipolelektroden und der Rotor enthält eine leitfähige Schicht. Bei spezifischen Ausführungsformen enthält der Stator die erste Mehrheit von Dipolelektroden und der Rotor enthält eine zweite Mehrheit von Dipolelektroden.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen enthält jede Dipolelektrode der ersten Mehrheit von Dipolelektroden einen positiven Pol und einen negativen Pol, die auf einer gleichen Oberfläche des Rotors oder des Stators ausgebildet sind. Bei einigen Ausführungsformen sind für jede Dipolelektrode der ersten Mehrheit von Dipolelektroden der positive Pol und der negative Pol durch eine Isolierschicht getrennt und als ein beschichteter Stapel auf der gleichen Oberfläche des Rotors oder des Stators ausgebildet. Bei weiteren Ausführungsformen sind für jede Dipolelektrode der ersten Mehrheit von Dipolelektroden der positive Pol und der negative Pol auf der gleichen Oberfläche des Rotors oder des Stators beabstandet ausgebildet.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die erste Mehrheit von Dipolelektroden als konzentrische Elektroden mit alternativen positiven und negativen Polen ausgebildet. Bei einigen Ausführungsformen enthält jede Dipolelektrode der ersten Mehrheit von Dipolelektroden einen auf einer ersten Oberfläche ausgebildeten positiven Pol und einen auf einer zweiten Oberfläche ausgebildeten negativen Pol, wobei die erste Oberfläche eine gegenüberliegende Oberfläche der zweiten Oberfläche ist und sich sowohl die erste Oberfläche als auch die zweite Oberfläche entweder am Rotor oder am Stator befinden. Bei weiteren Ausführungsformen enthält der MEMS-Umformer weiterhin eine zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche ausgebildete Isolierschicht. Bei noch weiteren Ausführungsformen enthält der MEMS-Umformer weiterhin eine leitfähige Schicht, die mit Isolierschichten ausgebildet ist, die zwischen der ersten Oberfläche und der leitfähigen Schicht und zwischen der zweiten Oberfläche und der leitfähigen Schicht ausgebildet sind. Bei solchen Ausführungsformen kann die erste Mehrheit von Dipolelektroden als konzentrische Elektroden auf der ersten Oberfläche und auf der zweiten Oberfläche ausgebildet sein. Die Mehrelektrodenstruktur kann eine aus einer leitenden Schicht ausgebildete erste diskontinuierliche Elektrode auf einer ersten Oberfläche des Rotors oder des Stators enthalten, wobei die erste diskontinuierliche Elektrode eine Mehrheit von ersten konzentrischen Elektrodenabschnitten enthält, die an eine erste Elektrodenverbindung gekoppelt sind und eine Unterbrechung in jedem Elektrodenabschnitt der Mehrheit von ersten konzentrischen Elektrodenabschnitten enthält.
  • Bei bestimmten Ausführungsformen enthält die Mehrelektrodenstruktur weiterhin eine aus der leitfähigen Schicht auf der ersten Oberfläche ausgebildete zweite diskontinuierliche Elektrode, wobei die zweite diskontinuierliche Elektrode eine Mehrheit von zweiten konzentrischen Elektrodenabschnitten enthält, die an eine zweite Elektrodenverbindung gekoppelt sind, und eine Unterbrechung in jedem Elektrodenabschnitt der Mehrheit von zweiten konzentrischen Elektrodenabschnitten enthält. Bei solchen Ausführungsformen sind die ersten konzentrischen Elektrodenabschnitte und die zweiten konzentrischen Elektrodenabschnitte in abwechselnden konzentrischen Strukturen angeordnet, so dass sich jeder erste konzentrische Elektrodenabschnitt der ersten konzentrischen Elektrodenabschnitte bei einem zweiten konzentrischen Elektrodenabschnitt der zweiten konzentrischen Elektrodenabschnitte befindet.
  • Gemäß einer Ausführungsform enthält ein MEMS-Bauelement mit einer auslenkbaren Struktur eine erste Struktur und eine zweite Struktur, wobei die erste Struktur von der zweiten Struktur beabstandet ist und die erste Struktur und die zweite Struktur konfiguriert sind zum Variieren eines Abstands zwischen Abschnitten der ersten Struktur und der zweiten Struktur während Auslenkungen der auslenkbaren Struktur. Bei solchen Ausführungsformen enthält die erste Struktur eine erste Elektrode, die konfiguriert ist, eine erste Ladungspolarität zu haben, und eine zweite Elektrode, die konfiguriert ist, eine zweite Ladungspolarität zu haben, wobei die zweite Ladungspolarität von der ersten Ladungspolarität verschieden ist. Die zweite Struktur enthält eine dritte Elektrode, die konfiguriert ist, die erste Ladungspolarität zu haben. Andere Ausführungsformen enthalten entsprechende Systeme und Vorrichtungen, die jeweils konfiguriert sind zum Durchführen entsprechender Ausführungsform-Verfahren.
  • Implementierungen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale enthalten. Bei verschiedenen Ausführungsformen enthält die erste Struktur die auslenkbare Struktur und die zweite Struktur enthält eine starre Struktur. Bei einigen Ausführungsformen ist das MEMS-Bauelement ein Schallumformer, die auslenkbare Struktur enthält eine auslenkbare Membran, und die starre Struktur enthält eine starre perforierte Gegenelektrode. Bei weiteren Ausführungsformen enthält die erste Struktur eine starre Struktur, und die zweite Struktur enthält die auslenkbare Struktur. Bei bestimmten Ausführungsformen ist das MEMS-Bauelement ein Schallumformer, die starre Struktur enthält eine starre perforierte Gegenelektrode und die auslenkbare Struktur enthält eine auslenkbare Membran.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Ausbilden eines MEMS-Bauelements das Ausbilden einer ersten Struktur, das Ausbilden einer Strukturschicht in Kontakt mit der ersten Struktur um einen Umfang der ersten Struktur herum und das Ausbilden einer zweiten Struktur. Die erste Struktur enthält eine Dipolelektrode mit einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode. Die zweite Struktur enthält eine dritte Elektrode. Bei solchen Ausführungsformen steht die Strukturschicht in Kontakt mit der zweiten Struktur um einen Umfang der zweiten Struktur und die erste Struktur ist durch die Strukturschicht von der zweiten Struktur beabstandet. Zu anderen Ausführungsformen zählen entsprechende Systeme und Vorrichtungen, die jeweils konfiguriert sind, entsprechende Ausführungsform-Verfahren durchzuführen.
  • Implementierungen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale enthalten. Bei verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Ausbilden der ersten Struktur das Ausbilden einer ersten Strukturschicht, das Ausbilden einer Mehrheit erster Elektroden auf einer oberen Oberfläche der ersten Strukturschicht und das Ausbilden einer Mehrheit von zweiten Elektroden auf einer unteren Oberfläche der ersten Strukturschicht. Bei einigen Ausführungsformen beinhaltet das Ausbilden der ersten Strukturschicht das Ausbilden einer ersten Isolierschicht. Das Ausbilden der ersten Strukturschicht kann das Ausbilden einer ersten leitenden Schicht, das Ausbilden einer ersten Isolierschicht auf einer oberen Oberfläche der ersten leitenden Schicht und das Ausbilden einer zweiten Isolierschicht auf einer unteren Oberfläche der ersten leitenden Schicht beinhalten.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Ausbilden der ersten Struktur das Ausbilden einer ersten Strukturschicht, das Ausbilden einer Mehrheit von ersten Elektroden auf einer ersten Oberfläche der ersten Strukturschicht und das Ausbilden einer Mehrheit von zweiten Elektroden auf der ersten Oberfläche der ersten Strukturschicht. Bei einigen Ausführungsformen beinhaltet das Ausbilden der ersten Strukturschicht das Ausbilden einer ersten leitenden Schicht und das Ausbilden einer ersten Isolierschicht zwischen der ersten leitenden Schicht und sowohl der Mehrheit von ersten Elektroden als auch der Mehrheit von zweiten Elektroden. Bei bestimmten Ausführungsformen werden die Mehrheit von ersten Elektroden und die Mehrheit von zweiten Elektroden auf und in Kontakt mit der ersten Isolierschicht ausgebildet. Die Mehrheit von zweiten Elektroden kann über der Mehrheit von ersten Elektroden liegend ausgebildet werden, und das Ausbilden der ersten Struktur kann weiterhin das Ausbilden einer zweiten Isolierschicht zwischen der Mehrheit von ersten Elektroden und der Mehrheit von zweiten Elektroden beinhalten.
  • Gemäß verschiedenen, hierin beschriebenen Ausführungsformen kann ein Vorteil MEMS-Umformer mit beweglichen Elektroden mit einem geringen Risiko an Kollaps, d. h. Pull-In, für die Elektroden aufgrund der hierin beschriebenen Aus führungsform-Mehrelektrodenkonfigurationen beinhalten.
  • Wenngleich die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf veranschaulichende Ausführungsformen beschrieben worden ist, soll die vorliegende Beschreibung nicht in einem beschränkenden Sinne ausgelegt werden. Verschiedene Modifikationen und Kombinationen der veranschaulichenden Ausführungsformen sowie andere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich dem Fachmann bei der Bezugnahme auf die Beschreibung. Deshalb sollen die beigefügten Ansprüche alle derartigen Modifikationen oder Ausführungsformen einschließen.

Claims (29)

  1. MEMS-Umformer (MEMS – Microelectromechanical Systems – mikroelektromechanische Systeme), umfassend: einen Stator; einen vom Stator beabstandeten Rotor und eine Mehrelektrodenstruktur mit Elektroden mit unterschiedlichen Polaritäten, wobei die Mehrelektrodenstruktur an einem des Rotors und des Stators ausgebildet ist und konfiguriert ist zum Generieren einer abstoßenden elektrostatischen Kraft zwischen dem Stator und dem Rotor.
  2. MEMS-Umformer nach Anspruch 1, wobei der Stator eine Gegenelektrode umfasst; der Rotor eine Membran umfasst; und der MEMS-Umformer ein MEMS-Mikrofon oder ein MEMS-Mikrolautsprecher ist.
  3. MEMS-Umformer nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Mehrelektrodenstruktur eine erste Mehrheit von Dipolelektroden umfasst.
  4. MEMS-Umformer nach Anspruch 3, wobei der Rotor die erste Mehrheit von Dipolelektroden umfasst und der Stator eine leitfähige Schicht umfasst.
  5. MEMS-Umformer nach Anspruch 3, wobei der Stator die erste Mehrheit von Dipolelektroden umfasst und der Rotor eine leitfähige Schicht umfasst.
  6. MEMS-Umformer nach Anspruch 3, wobei der Stator die erste Mehrheit von Dipolelektroden umfasst und der Rotor eine zweite Mehrheit von Dipolelektroden umfasst.
  7. MEMS-Umformer nach Anspruch 3, wobei jede Dipolelektrode der ersten Mehrheit von Dipolelektroden einen positiven Pol und einen negativen Pol umfasst, auf einer gleichen Oberfläche des Rotors oder des Stators ausgebildet.
  8. MEMS-Umformer nach Anspruch 7, wobei für jede Dipolelektrode der ersten Mehrheit von Dipolelektroden der positive Pol und der negative Pol durch eine Isolierschicht getrennt sind und als ein geschichteter Stapel auf der gleichen Oberfläche des Rotors oder des Stators ausgebildet sind.
  9. MEMS-Umformer nach Anspruch 7, wobei für jede Dipolelektrode der ersten Mehrheit von Dipolelektroden der positive Pol und der negative Pol auf der gleichen Oberfläche des Rotors oder des Stators beabstandet ausgebildet sind.
  10. MEMS-Umformer nach Anspruch 9, wobei die erste Mehrheit von Dipolelektroden als konzentrische Elektroden mit abwechselnden positiven und negativen Polen ausgebildet ist.
  11. MEMS-Umformer nach Anspruch 3, wobei jede Dipolelektrode der ersten Mehrheit von Dipolelektroden einen auf einer ersten Oberfläche ausgebildeten positiven Pol und einen auf einer zweiten Oberfläche ausgebildeten negativen Pol umfasst, wobei die erste Oberfläche eine gegenüberliegende Oberfläche der zweiten Oberfläche ist und sich sowohl die erste Oberfläche als auch die zweite Oberfläche entweder am Rotor oder am Stator befinden.
  12. MEMS-Umformer nach Anspruch 11, weiterhin umfassend eine zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche ausgebildete Isolierschicht.
  13. MEMS-Umformer nach Anspruch 11, weiterhin umfassend eine leitfähige Schicht, ausgebildet mit Isolierschichten, ausgebildet zwischen der ersten Oberfläche und der leitfähigen Schicht und zwischen der zweiten Oberfläche und der leitfähigen Schicht.
  14. MEMS-Umformer nach Anspruch 11, wobei die erste Mehrheit von Dipolelektroden als konzentrische Elektroden an der ersten Oberfläche und an der zweiten Oberfläche ausgebildet ist.
  15. MEMS-Umformer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Mehrelektrodenstruktur eine aus einer leitfähigen Schicht ausgebildete erste diskontinuierliche Elektrode an einer ersten Oberfläche des Rotors oder des Stators umfasst, wobei die erste diskontinuierliche Elektrode eine Mehrheit erster konzentrischer Elektrodenabschnitte umfasst, an eine erste Elektrodenverbindung gekoppelt und mit einer Unterbrechung in jedem Elektrodenabschnitt der Mehrheit erster konzentrischer Elektrodenabschnitte.
  16. MEMS-Umformer nach Anspruch 15, wobei die Mehrelektrodenstruktur weiterhin eine aus der leitfähigen Schicht ausgebildete zweite diskontinuierliche Elektrode an der ersten Oberfläche umfasst; die zweite diskontinuierliche Elektrode eine Mehrheit zweiter konzentrischer Elektrodenabschnitte umfasst, an eine zweite Elektrodenverbindung gekoppelt und mit einer Unterbrechung in jedem Elektrodenabschnitt der Mehrheit zweiter konzentrischer Elektrodenabschnitte; und die ersten konzentrischen Elektrodenabschnitte und die zweiten konzentrischen Elektrodenabschnitte in abwechselnden konzentrischen Strukturen angeordnet sind, so dass sich jeder erste konzentrische Elektrodenabschnitt der ersten konzentrischen Elektrodenabschnitte bei einem zweiten konzentrischen Elektrodenabschnitt der zweiten konzentrischen Elektrodenabschnitte befindet.
  17. MEMS-Bauelement mit einer auslenkbaren Struktur, wobei das MEMS-Bauelement Folgendes umfasst: eine erste Struktur, umfassend: eine erste Elektrode, die konfiguriert ist, eine erste Ladungspolarität zu besitzen, und eine zweite Elektrode, die konfiguriert ist, eine zweite Ladungspolarität zu besitzen, wobei die zweite Ladungspolarität von der ersten Ladungspolarität verschieden ist; eine zweite Struktur umfassend eine dritte Elektrode, die konfiguriert ist, die erste Ladungspolarität zu besitzen; und wobei die erste Struktur von der zweiten Struktur beabstandet ist, und die erste Struktur und die zweite Struktur konfiguriert sind, einen Abstand zwischen Abschnitten der ersten Struktur und der zweiten Struktur während Auslenkungen der auslenkbaren Struktur zu variieren.
  18. MEMS-Bauelement nach Anspruch 17, wobei die erste Struktur die auslenkbare Struktur umfasst und die zweite Struktur eine starre Struktur umfasst.
  19. MEMS-Bauelement nach Anspruch 18, wobei: das MEMS-Bauelement ein Schallumformer ist; die auslenkbare Struktur eine auslenkbare Membran umfasst; und die starre Struktur eine starre perforierte Gegenelektrode umfasst.
  20. MEMS-Bauelement nach Anspruch 17, wobei die erste Struktur eine starre Struktur umfasst und die zweite Struktur die auslenkbare Struktur umfasst.
  21. MEMS-Bauelement nach Anspruch 20, wobei: das MEMS-Bauelement ein Schallumformer ist; die starre Struktur eine starre perforierte Gegenelektrode umfasst; und die auslenkbare Struktur eine auslenkbare Membran umfasst.
  22. Verfahren zum Ausbilden eines MEMS-Bauelements, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden einer ersten Struktur umfassend eine Dipolelektrode mit einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode; Ausbilden einer Strukturschicht in Kontakt mit der ersten Struktur um einen Umfang der ersten Struktur; und Ausbilden einer zweiten Struktur umfassend eine dritte Elektrode, wobei die Strukturschicht mit der zweiten Struktur um einen Umfang der zweiten Struktur herum in Kontakt steht, und die erste Struktur durch die Strukturschicht von der zweiten Struktur beabstandet ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Ausbilden der ersten Struktur Folgendes umfasst: Ausbilden einer ersten Strukturschicht; Ausbilden einer Mehrheit erster Elektroden an einer oberen Oberfläche der ersten Strukturschicht; und Ausbilden einer Mehrheit zweiter Elektroden an einer unteren Oberfläche der ersten Strukturschicht.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Ausbilden der ersten Strukturschicht das Ausbilden einer ersten Isolierschicht umfasst.
  25. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Ausbilden der ersten Strukturschicht Folgendes umfasst: Ausbilden einer ersten leitenden Schicht; Ausbilden einer ersten Isolierschicht auf einer oberen Oberfläche der ersten leitenden Schicht; und Ausbilden einer zweiten Isolierschicht an einer unteren Oberfläche der ersten leitenden Schicht.
  26. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Ausbilden der ersten Struktur Folgendes umfasst: Ausbilden einer ersten Strukturschicht; Ausbilden einer Mehrheit erster Elektroden an einer ersten Oberfläche der ersten Strukturschicht; und Ausbilden einer Mehrheit zweiter Elektroden an der ersten Oberfläche der ersten Strukturschicht.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Ausbilden der ersten Strukturschicht Folgendes umfasst: Ausbilden einer ersten leitenden Schicht; und Ausbilden einer ersten Isolierschicht zwischen der ersten leitenden Schicht und sowohl der Mehrheit erster Elektroden als auch der Mehrheit zweiter Elektroden.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Mehrheit erster Elektroden und die Mehrheit zweiter Elektroden an und in Kontakt mit der ersten Isolierschicht ausgebildet werden.
  29. Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Mehrheit zweiter Elektroden über der Mehrheit erster Elektroden liegend ausgebildet wird; und das Ausbilden der ersten Struktur weiterhin das Ausbilden einer zweiten Isolierschicht zwischen der Mehrheit erster Elektroden und der Mehrheit zweiter Elektroden umfasst.
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