DE102019212597A1

DE102019212597A1 - Micromechanical interferometer device and method for producing a micromechanical interferometer device

Info

Publication number: DE102019212597A1
Application number: DE102019212597.2A
Authority: DE
Inventors: Christoph Schelling; Reinhold Roedel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2019-08-22
Publication date: 2021-02-25
Also published as: WO2021032581A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine mikromechanische Interferometereinrichtung (1) umfassend eine erste Spiegeleinrichtung (SP1) und eine zweite Spiegeleinrichtung (SP2), wobei die erste und/oder die zweite Spiegeleinrichtung (SP1; SP2) eine oder mehrere durch die entsprechende Spiegeleinrichtung (SP1; SP2) durchgehende Ausnehmung (A1; ...; An) umfasst; zumindest eine Halterung (H1; ...; Hn), welche mit einem ersten Ende (E1) an der ersten Spiegeleinrichtung (SP1) oder an der zweiten Spiegeleinrichtung (SP2) oder an einer separaten Halterung (SEH) befestigt ist und sich durch die Ausnehmung (A1; ...; An) in der jeweils anderen Spiegeleinrichtung (SP2; SP1) hindurch erstreckt, ein Anschlagselement (AE1; ...; AEn), welches an der Halterung angeordnet ist und eine laterale Ausdehnung (D) umfasst, welche größer ist als eine laterale Ausdehnung der Ausnehmung (A1, ..., An).The present invention creates a micromechanical interferometer device (1) comprising a first mirror device (SP1) and a second mirror device (SP2), wherein the first and / or the second mirror device (SP1; SP2) one or more through the corresponding mirror device (SP1; SP2 ) comprises a continuous recess (A1; ...; An); at least one holder (H1; ...; Hn), which is fastened with a first end (E1) on the first mirror device (SP1) or on the second mirror device (SP2) or on a separate holder (SEH) and extends through the Recess (A1; ...; An) in the respective other mirror device (SP2; SP1) extends through, a stop element (AE1; ...; AEn) which is arranged on the holder and comprises a lateral extension (D), which is greater than a lateral extent of the recess (A1, ..., An).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikromechanische Interferometereinrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer mikromechanischen Interferometereinrichtung.The present invention relates to a micromechanical interferometer device and a method for producing a micromechanical interferometer device.

Stand der TechnikState of the art

Spektrale Filter können durch MEMS-Technologie miniaturisiert werden und beispielsweise als Fabry-Perot Interferometer (FPI) realisiert werden und vorteilhaft nach Wellenlängen spektral variabel (durchstimmbar) sein. Die Durchstimmbarkeit kann dadurch erzielt werden, dass eine Kavität bestehend aus zwei planparallelen, hochreflektierenden Spiegeln mit einem Abstand (Kavitätslänge) im Bereich optischer Wellenlängen eine starke Transmission nur für diejenigen Wellenlängen zeigt, bei denen die Kavitätslänge einem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge entspricht, wobei sich die Kavitätslänge etwa mittels elektrostatischer oder piezoelektrischer Aktuierung der Spiegelposition verändern lässt. Auf diese Weise kann ein spektral durchstimmbares Filterelement bereitgestellt werden. Bei FPIs mit Braggspiegeln (DBR-Spiegeln) ergeben sich je nach Zielwellenlängenbereich Spiegelmembrandicken deutlich unterhalb von 1000nm.Spectral filters can be miniaturized by MEMS technology and implemented, for example, as Fabry-Perot interferometers (FPI) and advantageously be spectrally variable (tunable) according to wavelengths. The tunability can be achieved in that a cavity consisting of two plane-parallel, highly reflective mirrors with a distance (cavity length) in the range of optical wavelengths shows a strong transmission only for those wavelengths at which the cavity length corresponds to an integral multiple of half the wavelength, whereby the cavity length can be changed by means of electrostatic or piezoelectric actuation of the mirror position. In this way, a spectrally tunable filter element can be provided. In FPIs with Bragg mirrors (DBR mirrors), mirror membrane thicknesses well below 1000 nm result, depending on the target wavelength range.

Für spektrometrische Anwendungen sind jedoch meist große Aperturen wünschenswert, sodass sich hohe Signal-zu-Rausch-Verhältnisse erzielen lassen. Da allgemein kleinere Spiegelmembranen eine bessere mechanische Robustheit aufweisen ist es notwendig, einen Kompromiss zwischen mechanischer Robustheit (Aperturdurchmesser) und optischer Funktionalität (Schichtdicke) sowie der Herstellbarkeit (Anzahl der Schichtpaare der Spiegel) zu finden. Um die Robustheit der Spiegelmembranen zu erhöhen, ist es möglich, Anschlagsstrukturen einzusetzen, wie etwa aus der DE 10 2012 200 957 A1 für Mikrofonmembranen bekannt.For spectrometric applications, however, large apertures are usually desirable so that high signal-to-noise ratios can be achieved. Since smaller mirror membranes generally have better mechanical robustness, it is necessary to find a compromise between mechanical robustness (aperture diameter) and optical functionality (layer thickness) as well as manufacturability (number of layer pairs of the mirror). In order to increase the robustness of the mirror membranes, it is possible to use stop structures such as those from the DE 10 2012 200 957 A1 known for microphone diaphragms.

In der DE 10 2010 031 581 A1 wird ein Fabry-Perot Interferometer mit zwei Spiegeln und Elektroden zum Aktuieren der Spiegel beschrieben.In the DE 10 2010 031 581 A1 describes a Fabry-Perot interferometer with two mirrors and electrodes for actuating the mirrors.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung schafft eine mikromechanische Interferometereinrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen einer mikromechanischen Interferometereinrichtung nach Anspruch 11.The present invention creates a micromechanical interferometer device according to claim 1 and a method for producing a micromechanical interferometer device according to claim 11.

Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred further developments are the subject of the subclaims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, eine mikromechanische Interferometereinrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer mikromechanischen Interferometereinrichtung anzugeben, durch welche eine Einschränkung bei der Auslenkung von Spiegeln erzielbar ist, wodurch eine verbesserte Robustheit der Spiegel und der Interferometereinrichtung gegenüber mechanischen Schockbelastungen erzielbar ist.The idea on which the present invention is based is to provide a micromechanical interferometer device and a method for producing a micromechanical interferometer device, by means of which a restriction in the deflection of mirrors can be achieved, whereby an improved robustness of the mirrors and the interferometer device against mechanical shock loads can be achieved.

Erfindungsgemäß umfasst die mikromechanische Interferometereinrichtung eine erste Spiegeleinrichtung und eine zweite Spiegeleinrichtung, welche sich im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken und wobei zumindest eine davon beweglich angeordnet ist, und wobei die erste und/oder die zweite Spiegeleinrichtung eine oder mehrere durch die entsprechende Spiegeleinrichtung durchgehende Ausnehmung(en) umfasst; zumindest eine Halterung, welche mit einem ersten Ende an der ersten Spiegeleinrichtung oder an der zweiten Spiegeleinrichtung oder an einer separaten Halterung befestigt ist und sich durch die Ausnehmung in der jeweils anderen Spiegeleinrichtung hindurch erstreckt, so dass ein zweites Ende der Halterung an einer relativ zum ersten Ende abgewandten Seite jener Spiegeleinrichtung mit der Ausnehmung angeordnet ist; ein Anschlagselement, welches an dem zweiten Ende angeordnet ist und eine laterale Ausdehnung umfasst, welche größer ist als eine laterale Ausdehnung der Ausnehmung.According to the invention, the micromechanical interferometer device comprises a first mirror device and a second mirror device, which extend essentially parallel to one another and at least one of which is movably arranged, and where the first and / or the second mirror device has one or more recess (s) passing through the corresponding mirror device ) includes; at least one holder, which is fastened with a first end to the first mirror device or to the second mirror device or to a separate holder and extends through the recess in the respective other mirror device, so that a second end of the holder on a relative to the first The end facing away from the side of that mirror device is arranged with the recess; a stop element which is arranged at the second end and comprises a lateral extension which is greater than a lateral extension of the recess.

Durch die Anschlagselemente kann eine Auslenkung der Spiegeleinrichtung mit der Ausnehmung begrenzt werden, etwa im Falle eines externen mechanischen Schocks, beispielsweise aus einer Druckwelle. Auf diese Weise können ein Reißen oder ein Verkleben der Spiegeleinrichtung verringert oder vermieden werden und die Robustheit der Interferometereinrichtung kann deutlich erhöht werden. Bei elektrostatisch aktuierbaren Spiegeleinrichtungen kann eine Berührung und ein nachfolgendes Zusammenschweißen der Aktuierungselektrode auf einer Spiegeleinrichtung mit ihrer Gegenelektrode, etwa durch einen sogenannten Pull-in, vermieden oder die Wahrscheinlichkeit dazu verringert werden.A deflection of the mirror device with the recess can be limited by the stop elements, for example in the event of an external mechanical shock, for example from a pressure wave. In this way, tearing or sticking of the mirror device can be reduced or avoided and the robustness of the interferometer device can be significantly increased. In the case of electrostatically actuatable mirror devices, a contact and subsequent welding together of the actuation electrode on a mirror device with its counter electrode, for example by means of a so-called pull-in, can be avoided or the probability of this being reduced.

Zumindest eine der Spiegeleinrichtungen kann elektrostatisch aktuiert werden, beispielsweise eine Aktuierungselektrode umfassen und auf eine Gegenelektrode zubewegt werden, insbesondere in einem optischen Bereich, in welchem die aktuierte Spiegeleinrichtung vorteilhaft parallel zur anderen Spiegeleinrichtung ausgelenkt werden kann. In einem nichtausgelenkten Zustand können die beiden Spiegeleinrichtungen in einem vorbestimmten ersten Abstand voneinander angeordnet sein.At least one of the mirror devices can be actuated electrostatically, for example comprise an actuation electrode and moved towards a counter electrode, in particular in an optical area in which the actuated mirror device can advantageously be deflected parallel to the other mirror device. In a non-deflected state, the two mirror devices can be arranged at a predetermined first distance from one another.

Eine separate Halterung kann einen Verbindungssteg zu einem Gehäuseteil umfassen und lateral versetzt von der Spiegeleinrichtung und von der Halterung ausgeformt sein. Die Halterung kann ein erstes und ein zweites Ende umfassen, welche sich an zwei gegenüberliegenden Seiten einer der Spiegeleinrichtungen befinden können, wenn die Halterung sich durch eine Ausnehmung dieser Spiegeleinrichtung erstreckt.A separate holder can comprise a connecting web to a housing part and be formed laterally offset from the mirror device and from the holder. The holder can comprise a first and a second end, which can be located on two opposite sides of one of the mirror devices when the holder extends through a recess of this mirror device.

Die Interferometereinrichtung kann als ein Fabry-Perot-Interferometer ausgeformt sein. Die Interferometereinrichtung kann vorteilhaft in einem Mikrospektrometer eingesetzt werden.The interferometer device can be designed as a Fabry-Perot interferometer. The interferometer device can advantageously be used in a microspectrometer.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der mikromechanischen Interferometereinrichtung umfassen die erste Spiegeleinrichtung und/oder die zweite Spiegeleinrichtung mehrere Einzelschichten.According to a preferred embodiment of the micromechanical interferometer device, the first mirror device and / or the second mirror device comprise a plurality of individual layers.

Die Spiegeleinrichtungen können jeweils eine oder mehrere Schichten umfassen, beispielsweise als ein dielektrischer Bragg-Spiegel ausgeformt sein. Dadurch kann ein Transmissions- und/oder Reflexionsverhalten der Spiegeleinrichtungen an gewünschte Vorgaben angepasst sein.The mirror devices can each comprise one or more layers, for example be shaped as a dielectric Bragg mirror. As a result, a transmission and / or reflection behavior of the mirror devices can be adapted to desired specifications.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der mikromechanischen Interferometereinrichtung umfasst das Anschlagselement eine Ausdehnung parallel zur Spiegeleinrichtung mit der Ausnehmung.According to a preferred embodiment of the micromechanical interferometer device, the stop element comprises an extension parallel to the mirror device with the recess.

Das Anschlagselement kann vorteilhaft die Spiegeleinrichtung, durch welche sich die Halterung erstreckt, bezüglich einer länglichen Erstreckungsrichtung der Halterung, in der Auslenkung der Spiegeleinrichtung auf die Position des Anschlagselements beschränken. Dies kann das Anschlagselement dadurch erzielen, dass dieses sich parallel zur wesentlichen Ausdehnungsrichtung der Spiegeleinrichtung erstrecken kann. Die Spiegeleinrichtung kann vorteilhaft auch als eine Membran ausgeformt sein.The stop element can advantageously limit the mirror device through which the holder extends, with respect to an elongated direction of extent of the holder, in the deflection of the mirror device to the position of the stop element. The stop element can achieve this in that it can extend parallel to the essential direction of extent of the mirror device. The mirror device can advantageously also be shaped as a membrane.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der mikromechanischen Interferometereinrichtung umfasst die erste Spiegeleinrichtung mehrere Halterungen und die zweite Spiegeleinrichtung mehrere Ausnehmungen für die Halterungen der ersten Spiegeleinrichtung, wobei die Halterungen in einem gleichen Abstand zueinander angeordnet sein können.According to a preferred embodiment of the micromechanical interferometer device, the first mirror device comprises a plurality of holders and the second mirror device comprises a plurality of recesses for the holders of the first mirror device, the holders being able to be arranged at the same distance from one another.

Durch mehrere Halterungen kann vorteilhaft ein bestimmter ausgedehnter Bereich der Spiegeleinrichtung in dessen maximaler Auslenkung beschränkt werden, etwa gegenüber einer Gegenelektrode oder zu einer Außenseite der Interferometereinrichtung hin.A certain extended area of the mirror device can advantageously be limited in its maximum deflection by means of a plurality of holders, for example in relation to a counter electrode or towards an outside of the interferometer device.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der mikromechanischen Interferometereinrichtung weisen das Anschlagselement und die Ausnehmung einen kreisförmigen Grundriss auf.According to a preferred embodiment of the micromechanical interferometer device, the stop element and the recess have a circular outline.

Ein kreisförmiger Grundriss kann ausgehend von der Ausnehmung in planarer Erstreckungsrichtung des Anschlagselements vorteilhaft symmetrisch die umliegenden Bereiche der Spiegeleinrichtung festhalten (symmetrische Kräfteverteilung). Des Weiteren kann ein kreisförmiges Anschlagselement vorteilhaft einfach hergestellt werden.Starting from the recess in the planar direction of extent of the stop element, a circular outline can advantageously hold the surrounding areas of the mirror device in place symmetrically (symmetrical distribution of forces). Furthermore, a circular stop element can advantageously be produced in a simple manner.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der mikromechanischen Interferometereinrichtung ist die erste Spiegeleinrichtung beweglich und umfasst eine Aktuierungselektrode an der Seite des zweiten Endes und die Interferometereinrichtung umfasst eine Gegenelektrode, welche der Aktuierungselektrode gegenüberliegend angeordnet ist.According to a preferred embodiment of the micromechanical interferometer device, the first mirror device is movable and comprises an actuation electrode on the side of the second end, and the interferometer device comprises a counter-electrode which is arranged opposite the actuation electrode.

Die Gegenelektrode kann an einem Substrat der Interferometereinrichtung angebracht sein und vorteilhaft einfach zur Aktuierung der gegenüberliegenden Spiegeleinrichtung genutzt werden. Bei der Gegenelektrode und/oder der Aktuierungselektrode kann es sich beispielsweise um eine Ringelektrode handeln.The counter electrode can be attached to a substrate of the interferometer device and can advantageously be used simply to actuate the opposite mirror device. The counter electrode and / or the actuation electrode can be a ring electrode, for example.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der mikromechanischen Interferometereinrichtung liegen das Anschlagselement und die Gegenelektrode bei einer unausgelenkten ersten Spiegeleinrichtung in einer gleichen Ebene und das Anschlagselement und die Gegenelektrode umfassen ein gleiches Material.According to a preferred embodiment of the micromechanical interferometer device, the stop element and the counter electrode lie in the same plane in the case of an undeflected first mirror device and the stop element and the counter electrode comprise the same material.

Das Anschlagselement und die Gegenelektrode können aus einem gleichen Material bestehen und in einem gleichen Herstellungsschritt hergestellt werden.The stop element and the counter electrode can consist of the same material and can be produced in the same production step.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der mikromechanischen Interferometereinrichtung ist die zumindest eine Halterung an einer der Spiegeleinrichtungen oder einer separaten Halterung befestigt und die Halterung erstreckt sich durch Ausnehmungen in der jeweils anderen oder in beiden Spiegeleinrichtungen hindurch und weist jeweils ein Anschlagselement auf jeder Seite der jeweiligen Spiegeleinrichtung auf.According to a preferred embodiment of the micromechanical interferometer device, the at least one holder is attached to one of the mirror devices or a separate holder and the holder extends through recesses in the other or in both mirror devices and has a stop element on each side of the respective mirror device.

Die Halterung kann sich durch zumindest zwei Spiegeleinrichtungen erstrecken und mit Anschlagselementen an Außenseiten beider Spiegeleinrichtungen die Auslenkung dieser gegenüber der jeweils anderen Spiegeleinrichtung bzw. gegenüber einer separaten Halterung einschränken.The holder can extend through at least two mirror devices and, with stop elements on the outer sides of both mirror devices, restrict the deflection of the latter relative to the respective other mirror device or relative to a separate holder.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der mikromechanischen Interferometereinrichtung umfasst die separate Halterung eine Kappe über einer der Spiegeleinrichtungen.According to a preferred embodiment of the micromechanical interferometer device, the separate holder comprises a cap over one of the mirror devices.

Die Halterungen können an dieser Kappe befestigt sein, wobei die Halterung dann nur an jenen Seiten der Spiegeleinrichtungen ein Anschlagselement aufweisen können, welche der Kappe abgewandt sind, oder auch an einer zur Kappe zugewandten Seite, wobei in diesem Fall die separate Halterung mit jenem Anschlagselement verbunden sein kann, welches der Kappe zugewandt ist.The brackets can be attached to this cap, the bracket then only having a stop element on those sides of the mirror devices which face away from the cap, or also on a side facing the cap, in which case the separate bracket is connected to that stop element which is facing the cap.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der mikromechanischen Interferometereinrichtung ist die separate Halterung lateral versetzt zur Ausnehmung angeordnet.According to a preferred embodiment of the micromechanical interferometer device, the separate holder is arranged laterally offset to the recess.

Durch eine laterale Versetzung neben die Spiegeleinrichtung kann die Halterung der Anschlagselemente über und unter der Ausnehmung besser mit den Spiegeleinrichtungen in Kontakt kommen, um diese bei einer Auslenkung festzuhalten, wobei eine etwaige Berührungsfläche der Spiegeleinrichtung mit der separaten Halterung minimiert werden kann.A lateral offset next to the mirror device allows the holder of the stop elements above and below the recess to come into better contact with the mirror devices in order to hold them in place when they are deflected, whereby any contact surface of the mirror device with the separate holder can be minimized.

Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Herstellen einer mikromechanischen Interferometereinrichtung ein Bereitstellen einer ersten Opferschicht; ein Aufbringen zumindest einer ersten Schicht für ein Anschlagselement auf die erste Opferschicht und Strukturieren der ersten Schicht und dadurch Ausformen zumindest eines Anschlagselements; ein Aufbringen einer zweiten Opferschicht auf das Anschlagselements und auf die erste Opferschicht; ein Aufbringen zumindest einer ersten Spiegelschicht für eine erste oder zweite Spiegeleinrichtung auf die zweite Opferschicht; ein Ausformen zumindest einer durchgehenden Ausnehmung in der ersten Spiegelschicht über dem zumindest einen Anschlagselement derart, dass eine laterale Ausdehnung der Ausnehmung geringer ist als eine laterale Ausdehnung des Anschlagselements; ein Aufbringen einer dritten Opferschicht auf die erste Spiegelschicht und Ausformen einer weiteren Ausnehmung in der zweiten und dritten Opferschicht über dem Anschlagselement und lateral innerhalb der Ausnehmung in der ersten Spiegelschicht derart, dass sich die weitere Ausnehmung bis zum Anschlagselement erstreckt; ein Aufbringen zumindest einer zweiten Spiegelschicht auf die dritte Opferschicht und Ausformen einer Halterung in der Ausnehmung derart, dass ein erstes Ende der Halterung an der zweiten Spiegelschicht oder an einer separaten Halterung befestigt wird und sich die Halterung durch die Ausnehmung in der ersten Spiegelschicht hindurch erstreckt, so dass ein zweites Ende der Halterung an einer relativ zum ersten Ende abgewandten Seite der ersten Spiegelschicht angeordnet wird, und mit dem Anschlagselement verbunden wird; und zumindest ein bereichsweises Entfernen der ersten, zweiten und dritten Opferschicht.According to the invention, in the method for producing a micromechanical interferometer device, a first sacrificial layer is provided; applying at least one first layer for a stop element to the first sacrificial layer and structuring the first layer and thereby forming at least one stop element; applying a second sacrificial layer to the stop element and to the first sacrificial layer; applying at least one first mirror layer for a first or second mirror device to the second sacrificial layer; forming at least one continuous recess in the first mirror layer above the at least one stop element in such a way that a lateral extension of the recess is less than a lateral extension of the stop element; applying a third sacrificial layer to the first mirror layer and forming a further recess in the second and third sacrificial layer over the stop element and laterally within the recess in the first mirror layer such that the further recess extends up to the stop element; applying at least one second mirror layer to the third sacrificial layer and forming a holder in the recess such that a first end of the holder is attached to the second mirror layer or to a separate holder and the holder extends through the recess in the first mirror layer, so that a second end of the holder is arranged on a side of the first mirror layer facing away from the first end, and is connected to the stop element; and at least regionally removing the first, second and third sacrificial layers.

Die erste Spiegelschicht kann auch mehrere Spiegelteilschichten umfassen und die erste oder zweite Spiegeleinrichtung bilden. Die zweite Spiegelschicht kann auch mehrere Spiegelteilschichten umfassen und jeweils die andere erste oder zweite Spiegeleinrichtung bilden.The first mirror layer can also comprise several mirror sublayers and form the first or second mirror device. The second mirror layer can also comprise a plurality of partial mirror layers and each form the other first or second mirror device.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Halterung aus der zumindest einen zweiten Spiegelschicht ausgeformt und mit dieser verbunden.According to a preferred embodiment of the method, the holder is formed from the at least one second mirror layer and connected to it.

Das Verfahren kann sich vorteilhaft auch durch die bereits in Verbindung mit der mikromechanischen Interferometereinrichtung genannten Merkmale und deren Vorteile auszeichnen und umgekehrt.The method can advantageously also be distinguished by the features already mentioned in connection with the micromechanical interferometer device and their advantages, and vice versa.

Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.Further features and advantages of embodiments of the invention emerge from the following description with reference to the accompanying drawings.

FigurenlisteFigure list

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.The present invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments specified in the schematic figures of the drawing.

Es zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht einer mikromechanischen Interferometereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine Draufsicht auf ein Anschlagselement und eine Spiegeleinrichtung auf eine planare Ausdehnung der Spiegeleinrichtung in einer mikromechanischen Interferometereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Seitenansicht einer mikromechanischen Interferometereinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 eine schematische Seitenansicht einer mikromechanischen Interferometereinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 eine schematische Seitenansicht einer mikromechanischen Interferometereinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 eine schematische Seitenansicht einer mikromechanischen Interferometereinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
7a - f Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Herstellen einer mikromechanischen Interferometereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Show it:

1 a schematic side view of a micromechanical interferometer device according to an embodiment of the present invention;
2 a plan view of a stop element and a mirror device on a planar extension of the mirror device in a micromechanical interferometer device according to an embodiment of the present invention;
3 a schematic side view of a micromechanical interferometer device according to a further embodiment of the present invention;
4th a schematic side view of a micromechanical interferometer device according to a further embodiment of the present invention;
5 a schematic side view of a micromechanical interferometer device according to a further embodiment of the present invention;
6th a schematic side view of a micromechanical interferometer device according to a further embodiment of the present invention; and
7a - f method steps of a method for producing a micromechanical interferometer device according to an embodiment of the present invention.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols denote identical or functionally identical elements.

1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer mikromechanischen Interferometereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 shows a schematic side view of a micromechanical interferometer device according to an embodiment of the present invention.

Die mikromechanische Interferometereinrichtung 1 umfasst eine erste Spiegeleinrichtung SP1 und eine zweite Spiegeleinrichtung SP2, welche sich im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken und wobei die zweite Spiegeleinrichtung SP2 beweglich angeordnet ist, und wobei die zweite Spiegeleinrichtung SP2 eine erste und eine zweite durchgehende Ausnehmung A1 und A2 umfasst.The micromechanical interferometer device 1 comprises a first mirror device SP1 and a second mirror device SP2 which extend essentially parallel to one another and wherein the second mirror device SP2 is movably arranged, and wherein the second mirror device SP2 a first and a second through recess A1 and A2 includes.

Die Interferometereinrichtung 1 umfasst eine erste Halterung H1, welche mit einem ersten Ende E1 an der ersten Spiegeleinrichtung SP1 befestigt ist und sich durch die erste Ausnehmung A1 hindurch erstreckt, so dass sich ein zweites Ende E2 der ersten Halterung H1 an einer der zweiten Spiegeleinrichtung SP2 zugewandten Seite befindet. Des Weiteren umfasst die Interferometereinrichtung 1 ein erstes Anschlagselement AE1, welches an dem zweiten Ende E2 der ersten Halterung H1 angeordnet ist und eine laterale Ausdehnung D umfasst, welche größer ist als eine laterale Ausdehnung der ersten Ausnehmung A1.The interferometer device 1 includes a first bracket H1 which with a first ending E1 at the first mirror device SP1 is attached and is through the first recess A1 extends therethrough so that a second end extends E2 the first bracket H1 at one of the second mirror device SP2 facing side is located. The interferometer device also includes 1 a first stop element AE1 which is at the second end E2 the first bracket H1 is arranged and comprises a lateral extent D which is greater than a lateral extent of the first recess A1 .

Die Interferometereinrichtung 1 umfasst eine zweite Halterung H2, welche mit einem ersten Ende E1 an der ersten Spiegeleinrichtung SP1 befestigt ist und sich durch die zweite Ausnehmung A2 hindurch erstreckt, so dass sich ein zweites Ende E2 der zweiten Halterung H2 an einer der zweiten Spiegeleinrichtung SP2 zugewandten Seite befindet. Des Weiteren umfasst die Interferometereinrichtung 1 ein zweites Anschlagselement AE2, welches an dem zweiten Ende E2 der zweiten Halterung H2 angeordnet ist und eine laterale Ausdehnung D umfasst, welche größer ist als eine laterale Ausdehnung der zweiten Ausnehmung A2.The interferometer device 1 includes a second bracket H2 which with a first ending E1 at the first mirror device SP1 is attached and is through the second recess A2 extends therethrough so that a second end extends E2 the second bracket H2 at one of the second mirror device SP2 facing side is located. The interferometer device also includes 1 a second stop element AE2 which is at the second end E2 the second bracket H2 is arranged and comprises a lateral extent D which is greater than a lateral extent of the second recess A2 .

In der 1 kann die erste Spiegeleinrichtung SP1 fest mit einem Substrat Sub verbunden sein und die zweite Spiegeleinrichtung SP2 kann in einem lateralen Innenbereich IB freigestellt sein und die erste und zweite Ausnehmung A1 und A2, oder auch weitere Ausnehmungen, aufweisen. Das erste Ende E1 kann mit der ersten Spiegeleinrichtung SP1 mechanisch fest verbunden sein, etwa darauf abgeschieden sein. Bei einer Auslenkung der zweiten Spiegeleinrichtung SP2 nach oben in der 1, also von der ersten Spiegeleinrichtung SP1 weg, kann diese Auslenkung vorteilhaft durch die Anschlagselemente AE1, AE2 begrenzt werden und eine größere kritische Auslenkung vermieden werden.In the 1 can the first mirror device SP1 be firmly connected to a substrate Sub and the second mirror device SP2 can be exposed in a lateral inner area IB and the first and second recesses A1 and A2 , or also have further recesses. The first ending E1 can with the first mirror device SP1 be mechanically firmly connected, for example deposited on it. When the second mirror device is deflected SP2 up in the 1 , so from the first mirror device SP1 away, this deflection can be advantageous through the stop elements AE1 , AE2 are limited and a larger critical deflection can be avoided.

Die Anschlagselemente AE1 und AE2 können eine Ausdehnung parallel zur zweiten Spiegeleinrichtung SP2 umfassen.The stop elements AE1 and AE2 can have an extension parallel to the second mirror device SP2 include.

2 zeigt eine Draufsicht auf ein Anschlagselement und eine Spiegeleinrichtung auf eine planare Ausdehnung der Spiegeleinrichtung in einer mikromechanischen Interferometereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 2 shows a plan view of a stop element and a mirror device on a planar extension of the mirror device in a micromechanical interferometer device according to an embodiment of the present invention.

Die Anschlagselemente (AE1 und AE2 oder auch weitere), und die erste Ausnehmung A1 und die zweite Ausnehmung (A2) aus der 1 können einen kreisförmigen Grundriss aufweisen, wobei sich das Anschlagselement jeweils über die laterale Ausdehnung der jeweiligen Ausnehmung hinaus erstrecken kann. Das Anschlagselement AE1 kann eine laterale Ausdehnung D umfassen, welche größer ist als eine laterale Ausdehnung der Ausnehmung A1. Das Anschlagselement AE1 kann sich kreisförmig in alle Richtungen von der Halterung H1 wegerstrecken, vorteilhaft mit den Randbereichen über die Ausnehmung A1 hinaus und vorteilhaft bereichsweise über der ersten oder zweiten Spiegeleinrichtung SP2.The stop elements ( AE1 and AE2 or more), and the first recess A1 and the second recess ( A2 ) from the 1 can have a circular outline, wherein the stop element can each extend beyond the lateral extent of the respective recess. The stop element AE1 may include a lateral extent D which is greater than a lateral extent of the recess A1 . The stop element AE1 can move circularly in all directions from the bracket H1 extend away, advantageously with the edge areas over the recess A1 beyond and advantageously in areas above the first or second mirror device SP2 .

3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer mikromechanischen Interferometereinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3 shows a schematic side view of a micromechanical interferometer device according to a further exemplary embodiment of the present invention.

In der 3 wird eine Interferometereinrichtung 1 mit einer ersten und einer zweiten Spiegeleinrichtung SP1 und SP2 gezeigt, wobei in einem Innenbereich IB beide Spiegeleinrichtungen freigestellt sein können. Die erste und zweite Halterung H1 und H2 können an der zweiten Spiegeleinrichtung SP2 befestigt sein, etwa mit einem jeweiligen ersten Ende E1, durch die jeweilige erste und zweite Ausnehmungen A1 und A2 in der ersten Spiegeleinrichtung SP1 verlaufen und an der von der zweiten Spiegeleinrichtung SP2 abgewandten Seite der ersten Spiegeleinrichtung SP1 jeweils ein zweites Ende E2 mit einem daran angeordneten Anschlagselement AE1 bzw. AE2 umfassen. Auf einem Substrat Sub kann eine Gegenelektrode GE angeordnet sein und einer Aktuierungselektrode AEL gegenüberliegen, welche an der ersten Spiegeleinrichtung SP1 angeordnet sein kann, vorteilhaft auch innerhalb des Innenbereichs IB. Außerhalb des Innenbereichs IB kann ein Randbereich RB die beiden Spiegeleinrichtungen SP1 und SP2 einspannen, etwa Reste von Opferschichten aus einer Herstellung der Interferometereinrichtung 1 umfassen. Die beiden oder weitere Halterungen H1 und H2 können sich durch die erste und zweite Ausnehmung A1 und A2 in der ersten Spiegeleinrichtung SP1 hindurch erstrecken, und Anschlagselemente AE1 und AE2 umfassen, welche dem Substrat Sub zugewandt sein können und der zweiten Spiegeleinrichtung SP2 abgewandt sein können.In the 3 becomes an interferometer device 1 with a first and a second mirror device SP1 and SP2 shown being in an indoor area IB both mirror devices can be free. The first and second brackets H1 and H2 can on the second mirror device SP2 be attached, for example with a respective first end E1 , through the respective first and second recesses A1 and A2 in the first mirror device SP1 run and at that of the second mirror device SP2 facing away from the first mirror device SP1 a second end each E2 with a stop element arranged thereon AE1 or. AE2 include. A counter electrode can be placed on a substrate Sub GE be arranged and an actuation electrode AEL opposite which on the first mirror device SP1 can be arranged, advantageously also within the interior IB . Outside the interior IB can be a border area RB the two Mirror devices SP1 and SP2 clamp, for example remains of sacrificial layers from a manufacture of the interferometer device 1 include. The two or more brackets H1 and H2 can pass through the first and second recess A1 and A2 in the first mirror device SP1 extend therethrough, and stop elements AE1 and AE2 which can face the substrate Sub and the second mirror device SP2 can be turned away.

Durch eine Auslenkung der ersten Spiegeleinrichtung SP1 über einen kritischen Punkt hinaus, etwa einem sogenannten Snap-in-Punkt, kann ein pull-in Effekt durch elektrostatische Instabilität erreicht werden, ab welchem die Spiegeleinrichtung und eine Gegenelektrode (nicht gezeigt) unkontrolliert aufeinander zubewegt werden können. Durch die Anschlagselemente kann die Auslenkung der ersten Spiegeleinrichtung SP1 über einen vorbestimmten Bereich hinaus verhindert werden. Der Snap-in-Punkt kann beispielsweise ab einem Verfahrweg der ersten Spiegeleinrichtung SP1 von einem Drittel des Abstands zwischen der Spiegeleinrichtung oder der darauf befindlichen Aktuierungselektrode und einer Gegenelektrode (elektrostatischer Spalt) erreicht sein. Die Spiegeleinrichtungen können sich beispielsweise auf einem gleichen elektrischen Potential befinden.By a deflection of the first mirror device SP1 Beyond a critical point, for example a so-called snap-in point, a pull-in effect can be achieved through electrostatic instability, from which point the mirror device and a counter electrode (not shown) can be moved towards one another in an uncontrolled manner. The deflection of the first mirror device can be achieved by the stop elements SP1 can be prevented beyond a predetermined range. The snap-in point can, for example, start from a travel path of the first mirror device SP1 of a third of the distance between the mirror device or the actuation electrode located on it and a counter electrode (electrostatic gap). The mirror devices can, for example, be at the same electrical potential.

4 zeigt eine schematische Seitenansicht einer mikromechanischen Interferometereinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4th shows a schematic side view of a micromechanical interferometer device according to a further exemplary embodiment of the present invention.

Die Ausführungsform der Interferometereinrichtung aus der 4 unterscheidet sich darin von jener der 3, dass die Anschlagselemente AE1 und AE2 in einer gleichen Ebene der Gegenelektrode GE angeordnet sein können, wenn sich die erste und zweite Spiegeleinrichtung SP1 und SP2 zueinander in einem unausgelenkten Zustand befinden. In den Ausführungsbeispielen der 3 - 6 kann ähnlich dem Ausführungsbeispiel der 4 ein Teilbereich des Innenbereichs IB eine Ausnehmung OB im Substrat Sub umfassen, welche einen optischen Bereich OB darstellen kann, in welchem durch die Spiegeleinrichtungen transmittiertes Licht durch das Substrat Sub ohne Beeinflussung durch das Substrat Sub hindurch gestrahlt werden kann. Die Anschlagselemente (AE1; ...; AEn) und die Gegenelektrode GE können ein gleiches Material umfassen. Durch eine Ausführung mit einem gleichen Material kann eine Herstellung der Interferometereinrichtung vereinfacht werden, beispielsweise die Gegenelektrode GE und die Anschlagselemente AE1 und AE2 als gleiche Schicht oder Schichtenfolge in einem gleichen Schritt bereitgestellt (abgeschieden) und strukturiert werden. Die Gegenelektrode GE und die Anschlagselemente AE1 und AE2 können unterschiedlich kontaktiert sein.The embodiment of the interferometer device from 4th differs from that of the 3 that the stop elements AE1 and AE2 in the same plane as the counter electrode GE can be arranged when the first and second mirror means SP1 and SP2 to each other are in an undeflected state. In the embodiments of 3 - 6th can be similar to the embodiment of 4th part of the interior IB a recess IF in the substrate Sub which comprise an optical area IF can represent in which light transmitted through the mirror devices can be radiated through the substrate Sub without being influenced by the substrate Sub. The stop elements ( AE1 ; ...; AEn) and the counter electrode GE can comprise the same material. An embodiment with the same material can simplify the manufacture of the interferometer device, for example the counter electrode GE and the stop elements AE1 and AE2 are provided (deposited) and structured as the same layer or layer sequence in the same step. The counter electrode GE and the stop elements AE1 and AE2 can be contacted in different ways.

5 zeigt eine schematische Seitenansicht einer mikromechanischen Interferometereinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 5 shows a schematic side view of a micromechanical interferometer device according to a further exemplary embodiment of the present invention.

Die Ausführungsform der 5 unterscheidet sich vorteilhaft darin von jener der 4, dass auch die obere zweite Spiegeleinrichtung SP2 an den Positionen der ersten und zweiten Halterung H1 und H2 jeweilige Ausnehmungen umfassen kann, durch welche sich die Halterungen durch die zweite Spiegeleinrichtung SP2 hindurch erstrecken können und an der zur ersten Spiegeleinrichtung SP1 abgewandten Seite der zweiten Spiegeleinrichtung SP2 jeweils weitere Anschlagselement umfassen können. Mit anderen Worten kann eine erste Halterung H1 an einer der ersten Spiegeleinrichtung SP1 abgewandten Seite der zweiten Spiegeleinrichtung SP2 an einem ersten Ende ein erstes Anschlagselement AE1 aufweisen. Die erste Halterung H1 kann zwischen der ersten und zweiten Spiegeleinrichtung SP1 und SP2 ein drittes Anschlagselement AE3 aufweisen und an einer der zweiten Spiegeleinrichtung SP2 angewandten Seite der ersten Spiegeleinrichtung SP1 an einem zweiten Ende ein zweites Anschlagselement AE2 aufweisen. Die erste Halterung H1 kann sich so durch eine erste Ausnehmung A1 in der ersten Spiegeleinrichtung SP1 und durch eine zweite Ausnehmung A2 in der zweiten Spiegeleinrichtung SP2 erstrecken.The embodiment of the 5 differs advantageously from that of the 4th that also the upper second mirror device SP2 at the positions of the first and second brackets H1 and H2 may comprise respective recesses through which the mounts extend through the second mirror device SP2 can extend therethrough and at the to the first mirror device SP1 remote side of the second mirror device SP2 each may include further stop elements. In other words, a first holder H1 on one of the first mirror device SP1 remote side of the second mirror device SP2 a first stop element at a first end AE1 exhibit. The first bracket H1 can between the first and second mirror means SP1 and SP2 a third stop element AE3 have and on one of the second mirror device SP2 applied side of the first mirror device SP1 a second stop element at a second end AE2 exhibit. The first bracket H1 can so through a first recess A1 in the first mirror device SP1 and through a second recess A2 in the second mirror device SP2 extend.

Die zweite Halterung H2 kann an einer der ersten Spiegeleinrichtung SP1 abgewandten Seite der zweiten Spiegeleinrichtung SP2 an einem ersten Ende ein viertes Anschlagselement AE4 aufweisen. Die zweite Halterung H2 kann zwischen der ersten und zweiten Spiegeleinrichtung SP1 und SP2 ein sechstes Anschlagselement AE6 aufweisen und an einer der zweiten Spiegeleinrichtung SP2 angewandten Seite der ersten Spiegeleinrichtung SP1 an einem zweiten Ende ein fünftes Anschlagselement AE5 aufweisen. Die zweite Halterung H2 kann sich so durch eine dritte Ausnehmung A3 in der ersten Spiegeleinrichtung SP1 und durch eine vierte Ausnehmung A4 in der zweiten Spiegeleinrichtung SP2 erstrecken. Die Halterungen können an einer separaten Halterung (nicht gezeigt) befestigt sein, und frei von einer Verbindung zu einer der Spiegeleinrichtungen sein. Die separate Halterung kann lateral hinter den Spiegeleinrichtungen mit einem Außenbereich der Interferometereinrichtung, etwa mit einem Gehäuse, verbunden sein, etwa durch Verbindungsstege angebunden und stabilisiert sein. Auf diese Weise kann eine Auslenkung in beide vertikale Richtungen begrenzt sein, und ein Auslenkungsschutz gegen kritische und zu große Auslenkungen der Spiegeleinrichtungen erreicht werden. Das zweite und das fünfte Anschlagselement AE2 und AE5 können in einem unausgelenkten Zustand der beiden Spiegeleinrichtungen vorteilhaft in einer gleichen Ebene angeordnet sein wie die Gegenelektrode GE. Die Verbindung mit der separaten Halterung kann auch in einer anderen Ebene erfolgen, soweit diese eine ausreichende mechanische Stabilität aufweist.The second bracket H2 can on one of the first mirror device SP1 remote side of the second mirror device SP2 a fourth stop element at a first end AE4 exhibit. The second bracket H2 can between the first and second mirror means SP1 and SP2 a sixth stop element AE6 have and on one of the second mirror device SP2 applied side of the first mirror device SP1 a fifth stop element at a second end AE5 exhibit. The second bracket H2 can so through a third recess A3 in the first mirror device SP1 and through a fourth recess A4 in the second mirror device SP2 extend. The mounts can be attached to a separate mount (not shown) and be free of a connection to any of the mirror devices. The separate holder can be connected laterally behind the mirror devices to an outer area of the interferometer device, for example with a housing, for example connected and stabilized by connecting webs. In this way, a deflection in both vertical directions can be limited, and deflection protection against critical and excessive deflections of the mirror devices can be achieved. The second and the fifth stop element AE2 and AE5 can in one In the undeflected state of the two mirror devices, it can advantageously be arranged in the same plane as the counter electrode GE . The connection with the separate holder can also take place in another plane, provided that this has sufficient mechanical stability.

6 zeigt eine schematische Seitenansicht einer mikromechanischen Interferometereinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 6th shows a schematic side view of a micromechanical interferometer device according to a further exemplary embodiment of the present invention.

Das Ausführungsbeispiel der 6 unterscheidet sich darin von dem Ausführungsbeispiel aus der 5, dass die erste und zweite Halterung H1 und H2 sich über die Position des ersten und vierten Anschlagselements AE1 und AE4 hinaus erstrecken können und jeweils mit einer Kappe K verbunden sein können, wobei die Kappe K den Innenbereich IB überspannen kann und an dem Randbereich RB fest verbunden sein kann. Die zweite Spiegeleinrichtung SP2 kann der Kappe K gegenüber lateral weiter freigestellt sein als zur ersten Spiegeleinrichtung SP1 hin. Die Verbindung der Halterungen H1 und H2 mit der Kappe K können jeweils die separate Halterung SEH darstellen.The embodiment of 6th differs from the embodiment from FIG 5 that the first and second bracket H1 and H2 the position of the first and fourth stop element AE1 and AE4 can extend out and each with a cap K can be connected, with the cap K the interior IB can span and at the edge area RB can be firmly connected. The second mirror device SP2 can the cap K be exposed laterally more than to the first mirror device SP1 down. The connection of the brackets H1 and H2 with the cap K can each use the separate bracket SEH represent.

7a - f zeigen Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Herstellen einer mikromechanischen Interferometereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 7a - f show method steps of a method for producing a micromechanical interferometer device according to an exemplary embodiment of the present invention.

In der 7a wird eine erste Opferschicht O1 in einem ersten Verfahrensschritt S1 bereitgestellt. Auf dieser ersten Opferschicht O1 wird in einem zweiten Verfahrensschritt S2 eine erste Schicht SAE für ein Anschlagselement (AE1; ...; AEn) angeordnet, etwa aufgebracht, und strukturiert und dadurch erfolgt ein Ausformen zumindest eines Anschlagselements (AE1; ...; AEn). Hierbei können gleichzeitig auch seitliche Verbindungsstege (nicht gezeigt) für eine Verbindung mit einer separaten Halterung erzeugt werden.In the 7a becomes a first layer of sacrifice O1 in a first process step S1 provided. On this first layer of sacrifice O1 is in a second process step S2 a first layer SAE for a stop element ( AE1 ; ...; AEn) arranged, for example applied, and structured and thereby at least one stop element ( AE1 ; ...; AEn). In this case, lateral connecting webs (not shown) for a connection with a separate holder can also be produced at the same time.

In der 7b wird in einem dritten Verfahrensschritt S3 eine zweite Opferschicht O2 auf das Anschlagselement (AE1; ...; AEn) und auf die erste Opferschicht O1 aufgebracht.In the 7b is in a third process step S3 a second sacrificial layer O2 on the stop element ( AE1 ; ...; AEn) and on the first sacrificial layer O1 upset.

In der 7c wird in einem vierten Verfahrensschritt S4 zumindest eine erste Spiegelschicht (SP1; SP2) für eine erste oder zweite Spiegeleinrichtung (SP1; SP2) auf die zweite Opferschicht O2 aufgebracht. In einem fünften Verfahrensschritt S5 wird zumindest eine durchgehende Ausnehmung (A1; ...; An) in der ersten Spiegelschicht (SP1; SP2) über dem zumindest einen Anschlagselement (AE1; ...; AEn) derart ausgeformt, dass eine laterale Ausdehnung der Ausnehmung (A1; ...; An) geringer ist als eine laterale Ausdehnung des Anschlagselements (AE1; ...; AEn).In the 7c is in a fourth process step S4 at least a first mirror layer ( SP1 ; SP2 ) for a first or second mirror device ( SP1 ; SP2 ) on the second sacrificial layer O2 upset. In a fifth process step S5 at least one continuous recess ( A1 ; ...; On) in the first mirror layer ( SP1 ; SP2 ) above the at least one stop element ( AE1 ; ...; AEn) shaped in such a way that a lateral expansion of the recess ( A1 ; ...; An) is less than a lateral extension of the stop element ( AE1 ; ...; AEn).

In der 7d wird in einem sechsten Verfahrensschritt S6 eine dritte Opferschicht O3 auf die erste Spiegelschicht (SP1; SP2) aufgebracht und eine weitere Ausnehmung Aw in die zweite und dritte Opferschicht über dem Anschlagselement (AE1; ...; AEn) und lateral innerhalb der Ausnehmung (A1; ...; An) in der ersten Spiegelschicht (SP1;SP2) derart ausgeformt, dass sich die weitere Ausnehmung Aw bis zum Anschlagselement (AE1; ...; AEn) erstreckt.In the 7d is in a sixth process step S6 a third layer of sacrifice O3 on the first mirror layer ( SP1 ; SP2 ) and a further recess Aw in the second and third sacrificial layer above the stop element ( AE1 ; ...; AEn) and laterally within the recess ( A1 ; ...; On) in the first mirror layer ( SP1 ; SP2 ) shaped in such a way that the further recess Aw extends up to the stop element ( AE1 ; ...; AEn).

In der 7e wird in einem siebten Verfahrensschritt S7 zumindest eine zweite Spiegelschicht (SP2, SP1) auf die dritte Opferschicht aufgebracht und eine Halterung (H1; ...; Hn) in der Ausnehmung (A1; ...; An) derart ausgeformt, dass ein erstes Ende E1 der Halterung an der zweiten Spiegelschicht SP2 oder an einer separaten Halterung befestigt wird und sich die Halterung durch die Ausnehmung (A1; ...; An) in der ersten Spiegelschicht (SP1) hindurch erstreckt und mit dem Anschlagselement (AE1; ...; AEn) verbunden wird. Die Halterung kann dabei das Material der zweiten Spiegelschicht umfassen und durch eine konforme Abscheidung die Seitenwände der Opferschichten in der weiteren Ausnehmung Aw bedecken.In the 7e is in a seventh process step S7 at least a second mirror layer ( SP2 , SP1 ) applied to the third sacrificial layer and a holder ( H1 ; ...; Hn) in the recess ( A1 ; ...; An) shaped such that a first end E1 the holder on the second mirror layer SP2 or is attached to a separate bracket and the bracket is pushed through the recess ( A1 ; ...; On) in the first mirror layer ( SP1 ) extends through and with the stop element ( AE1 ; ...; AEn) is connected. The holder can include the material of the second mirror layer and cover the side walls of the sacrificial layers in the further recess Aw by conformal deposition.

In den 7d und 7e wird hierbei bei der ersten und zweiten Spiegelschicht jeweils das Bezugszeichen SP1 oder SP2 gezeigt. Dadurch wird ausgedrückt, dass in der 7d die erste Spiegelschicht SP1, welche später die erste Spiegeleinrichtung darstellen kann, auf die zweite Opferschicht aufgebracht werden kann. Da aber auch die zweite Spiegeleinrichtung unten angeordnet sein kann, ist es demnach auch möglich die dafür nötige zweite Spiegelschicht SP2 auf der zweiten Opferschicht auszuformen. Im Falle der 7e kann demnach die obere Spiegelschicht der zweiten Spiegelschicht SP2 und dann im fertigen Bauelement der zweiten Spiegeleinrichtung SP 2 entsprechen (daher die gleichen Bezugszeichen). Das Bezugszeichen für die erste Spiegelschicht und - einrichtung SP1 ist für den Fall einer Alternative mit der oberen Spiegeleinrichtung als erste Spiegeleinrichtung SP1 genannt.In the 7d and 7e is the reference symbol for the first and second mirror layer SP1 or SP2 shown. This expresses that in the 7d the first mirror layer SP1 , which can later represent the first mirror device, can be applied to the second sacrificial layer. However, since the second mirror device can also be arranged at the bottom, the second mirror layer required for this is also possible SP2 to be formed on the second sacrificial layer. In case of 7e can accordingly be the upper mirror layer of the second mirror layer SP2 and then in the finished component of the second mirror device SP 2 correspond (therefore the same reference numerals). The reference number for the first mirror layer and device SP1 is for the case of an alternative with the upper mirror device as the first mirror device SP1 called.

In der 7f wird in einem achten Verfahrensschritt S8 die erste, zweite und dritte Opferschicht (O1; O2; O3) zumindest teilweise entfernt und die Spiegel und die Halterung freigestellt.In the 7f is in an eighth process step S8 the first, second and third sacrificial layer ( O1 ; O2 ; O3 ) at least partially removed and the mirror and the bracket exposed.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.Although the present invention has been fully described above on the basis of the preferred exemplary embodiment, it is not restricted thereto, but rather can be modified in many different ways.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102012200957 A1 [0003]
DE 102010031581 A1 [0004]

Claims

Micromechanical interferometer device (1) comprising - A first mirror device (SP1) and a second mirror device (SP2) which extend essentially parallel to each other and at least one of which is movably arranged, and wherein the first and / or the second mirror device (SP1; SP2) through one or more the corresponding mirror device (SP1; SP2) comprises a continuous recess (A1; ...; An); - At least one holder (H1; ...; Hn), which is fastened with a first end (E1) on the first mirror device (SP1) or on the second mirror device (SP2) or on a separate holder (SEH) and extends through the recess (A1; ...; An) in the respective other mirror device (SP2; SP1) extends through, so that a second end (E2) of the holder (H1; ...; Hn) at a relative to the first end ( E1) facing away from that mirror device (SP1; SP2) is arranged with the recess (A1; ...; An); - A stop element (AE1; ...; AEn) which is arranged at the second end (E2) and comprises a lateral extension (D) which is greater than a lateral extension of the recess (A1, ..., An) .

Micromechanical interferometer device (1) according to Claim 1 , in which the first mirror device (SP1) and / or the second mirror device (SP2) comprise several individual layers.

Micromechanical interferometer device (1) according to Claim 1 or 2 , in which the stop element (AE1; ...; AEn) comprises an extension parallel to the mirror device (SP1; SP2) with the recess (A1; ...; An).

Micromechanical interferometer device (1) according to one of the Claims 1 to 3 , in which the first mirror device (SP1) has several holders (H1; ...; Hn) and the second mirror device (SP2) has several recesses (A1; ...; An) for the holders (H1; ...; Hn) the first mirror device (SP1).

Micromechanical interferometer device (1) according to one of the Claims 1 to 4th , in which the stop element (AE1; ...; AEn) and the recess (A1; ...; An) have a circular outline.

Micromechanical interferometer device (1) according to Claim 4 , in which the first mirror device (SP1) is movable and comprises an actuation electrode (AEL) on the side of the second end (E2) and the interferometer device (1) comprises a counter electrode (GE) which is arranged opposite the actuation electrode (AEL).

Micromechanical interferometer device (1) according to Claim 6 , in which the stop element (AE1; ...; AEn) and the counter electrode (GE) lie in the same plane (EB) in the case of an undeflected first mirror device (SP1) and the stop element (AE1; ...; AEn) and the Counter electrode (GE) comprise the same material.

Micromechanical interferometer device (1) according to one of the Claims 1 to 7th , in which the at least one holder (H1; ...; Hn) is fastened to one of the mirror devices (SP1, SP2) or a separate holder (SEH) and the holder (H1; ...; Hn) extends through recesses ( A1; ...; An) extends through the other or both mirror devices (SP2; SP1) and has a stop element (AE1; ...; AEn) on each side of the respective mirror device (SP1; SP2).

Micromechanical interferometer device (1) according to one of the Claims 1 to 8th , in which the separate holder (SEH) comprises a cap (K) over one of the mirror devices (SP1; SP2).

Micromechanical interferometer device (1) according to one of the Claims 1 to 8th , in which the separate holder (SEH) is arranged laterally offset to the recess (A1; ...; An).

A method for producing a micromechanical interferometer device (1) comprising the steps: - providing (S1) a first sacrificial layer (O1); - Application (S2) of a first layer (SAE) for a stop element (AE1; ...; AEn) on the first sacrificial layer (O1) and structuring of the first layer (SAE) and thereby forming at least one stop element (AE1; ... ; AEn); - Application (S3) of a second sacrificial layer (O2) on the stop element (AE1; ...; AEn) and on the first sacrificial layer (O1); - Application (S4) of at least one first mirror layer (SP1; SP2) for a first or second mirror device (SP1; SP2) on the second sacrificial layer (O2); - Forming (S5) at least one continuous Recess (A1; ...; An) in the first mirror layer (SP1; SP2) above the at least one stop element (AE1; ...; AEn) such that a lateral extent of the recess (A1; ...; An) is less than a lateral extension of the stop element (AE1; ...; AEn); - Application (S6) of a third sacrificial layer (O3) on the first mirror layer (SP1; SP2) and forming of a further recess (Aw) in the second and third sacrificial layer (O2, O3) over the stop element (AE1; ...; AEn ) and laterally within the recess (A1; ...; An) in the first mirror layer (SP1; SP2) such that the further recess (Aw) extends up to the stop element (AE1; ...; AEn); - Applying (S7) at least one second mirror layer (SP2, SP1) to the third sacrificial layer (O3) and forming a holder (H1; ...; Hn) in the recess (A1; ...; An) in such a way that a the first end (E1) of the holder is attached to the second mirror layer (SP2) or to a separate holder (SEH) and the holder extends through the recess (A1; ...; An) in the first mirror layer (SP1), so that a second end (E2) of the holder (H1; ...; Hn) is arranged on a side of the first mirror layer (SP1) facing away from the first end (E1), and with the stop element (AE1; ...; AEn) is connected; and - at least regionally removing (S8) the first, second and third sacrificial layers (O1; O2; O3).

Procedure according to Claim 11 , in which the holder (H1; ...; Hn) is formed from the at least one second mirror layer (SP2) and is connected to it.