DE102020113760B3

DE102020113760B3 - MEMS-Vorrichtungen mit Stützstrukturen und zugehörige Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102020113760B3
Application number: DE102020113760.5A
Authority: DE
Inventors: Florian Brandl
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2021-11-04
Anticipated expiration: 2040-05-21
Also published as: US20210363001A1

Abstract

Eine MEMS-Vorrichtung enthält eine bewegliche MEMS-Struktur, eine erste Stützstruktur, bei der ein Rand der MEMS-Struktur befestigt ist, eine durch die MEMS-Struktur und die erste Stützstruktur begrenzte Kavität, und eine in der Kavität und bei dem Rand der MEMS-Struktur befestigte zweite Stützstruktur, die dazu ausgelegt ist, den Rand der MEMS-Struktur mechanisch zu stützen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft MEMS-Vorrichtungen mit Stützstrukturen sowie Verfahren zur Herstellung solcher MEMS-Strukturen.
Hintergrund
Mit MEMS (mikroelektromechanische Systeme)-Vorrichtungen können beispielsweise Drücke, Beschleunigungen, Licht, Gas, usw. erfasst werden. Hierfür können die MEMS-Vorrichtungen bewegliche MEMS-Strukturen aufweisen, die in Reaktion auf zu erfassende physikalische Größen ausgelenkt werden können. Eine Auslenkung einer MEMS-Struktur kann in ein Messsignal umgesetzt werden, aus dem auf die physikalische Größe geschlossen werden kann. Durch äußere Einflüsse, wie zum Beispiel mechanische Verspannungen der MEMS-Vorrichtung, können sich parasitäre und unerwünschte Signale ergeben, die zu einer Verfälschung von Messergebnissen führen können. Hersteller von MEMS-Vorrichtungen sind ständig bestrebt, ihre Produkte zu verbessern. Insbesondere kann es dabei wünschenswert sein, kostengünstige MEMS-Vorrichtungen mit verbesserten Messergebnissen bereitzustellen. Ferner kann es wünschenswert sein, zugehörige Verfahren zur Herstellung solcher MEMS-Vorrichtungen bereitzustellen.
Die Druckschrift US 2020 / 0 109 048 A1 betrifft Verfahren zur Herstellung von MEMS-Membranen mit Wellungen.
Die Druckschrift US 2020 / 0 071 157 A1 betrifft MEMS-Vorrichtungen und zugehörige Herstellungsverfahren.
Die Druckschrift US 2018 / 0 086 624 A1 betrifft MEMS-Vorrichtungen und zugehörige Herstellungsverfahren.
Die Druckschrift US 2018 / 0 002 168 A1 betrifft MEMS-Vorrichtungen und zugehörige Verfahren in Bezug auf einen Wandler.
Die Druckschrift DE 699 36 794 T2 betrifft einen Halbleitersensor mit einer Mikrohohlraumstruktur.
Die Druckschrift US 2006 / 0 280 319 A1 betrifft ein mikrobearbeitetes kapazitives Mikrofon.
Die Druckschrift US 2003 / 0 016 839 A1 betrifft eine erhöhte Mikrostruktur einer siliziumbasierten Vorrichtung.
Kurzdarstellung
Verschiedene Aspekte betreffen eine MEMS-Vorrichtung. Die MEMS-Vorrichtung umfasst eine bewegliche MEMS-Struktur und eine erste Stützstruktur, bei der ein Rand der MEMS-Struktur befestigt ist. Die MEMS-Vorrichtung umfasst ferner eine durch die MEMS-Struktur und die erste Stützstruktur begrenzte Kavität sowie eine in der Kavität und bei dem Rand der MEMS-Struktur befestigte zweite Stützstruktur, die dazu ausgelegt ist, den Rand der MEMS-Struktur mechanisch zu stützen, wobei die MEMS-Struktur auf einer von der Kavität abgewandten Oberfläche der MEMS-Struktur Vertiefungen an Stellen der darunterliegenden zweiten Stützstruktur aufweist.
Verschiedene Aspekte betreffen ein Verfahren zur Herstellung einer MEMS-Vorrichtung. Das Verfahren umfasst ein Abscheiden einer Opferschicht und ein Ausbilden von zumindest einer Öffnung in der Opferschicht. Das Verfahren umfasst ferner ein Abscheiden eines ersten Materials in der zumindest einen Öffnung der Opferschicht und ein Abscheiden eines zweiten Materials über der Opferschicht, wobei eine erste Stützstruktur und eine MEMS-Struktur ausgebildet werden, ein Rand der MEMS-Struktur bei der ersten Stützstruktur befestigt ist, und das in der zumindest einen Öffnung abgeschiedene Material eine zweite Stützstruktur ausbildet, die bei dem Rand der MEMS-Struktur befestigt ist und dazu ausgelegt ist, den Rand der MEMS-Struktur mechanisch zu stützen. Das Verfahren umfasst ferner ein Entfernen der Opferschicht, wobei eine durch die MEMS-Struktur und die erste Stützstruktur begrenzte Kavität ausgebildet wird, wobei die MEMS-Struktur auf einer von der Kavität abgewandten Oberfläche der MEMS-Struktur Vertiefungen an Stellen der darunterliegenden zweiten Stützstruktur aufweist.
Verschiedene Aspekte betreffen einen kapazitiven Drucksensor. Der kapazitive Drucksensor umfasst eine bewegliche MEMS-Struktur, wobei die bewegliche MEMS-Struktur aus Polysilizium gefertigt ist, und eine erste Stützstruktur, bei der ein Rand der MEMS-Struktur befestigt ist. Der kapazitive Drucksensor umfasst ferner eine durch die MEMS-Struktur und die erste Stützstruktur begrenzte Kavität sowie eine in der Kavität und bei dem Rand der MEMS-Struktur befestigte zweite Stützstruktur, die dazu ausgelegt ist, den Rand der MEMS-Struktur mechanisch zu stützen, wobei die zweite Stützstruktur aus mindestens einem von Folgendem gefertigt ist: monokristallinem Silizium, einem Oxid, einem Metall, einer Metalllegierung. Die zweite Stützstruktur ist von der ersten Stützstruktur beabstandet. Die zweite Stützstruktur erstreckt sich von einer Bodenelektrode bis zu einer Unterseite der MEMS-Struktur, wobei die Bodenelektrode aus Polysilizium gefertigt ist. Die bewegliche MEMS-Struktur und die zweite Stützstruktur sind aus unterschiedlichen Materialien gefertigt. Die Bodenelektrode und die zweite Stützstruktur sind aus unterschiedlichen Materialien gefertigt.
Figurenliste
Vorrichtungen und Verfahren gemäß der Offenbarung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Die in den Zeichnungen gezeigten Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu relativ zueinander wiedergegeben. Identische Bezugszeichen können identische Komponenten bezeichnen.

1 zeigt eine perspektivische Querschnittseitenansicht einer MEMS-Vorrichtung 100 gemäß der Offenbarung.
2 zeigt eine Draufsicht einer MEMS-Vorrichtung 200 gemäß der Offenbarung.
3 zeigt eine Draufsicht einer MEMS-Vorrichtung 300 gemäß der Offenbarung.
4 zeigt eine Draufsicht einer MEMS-Vorrichtung 400 gemäß der Offenbarung.
5 zeigt eine Draufsicht einer MEMS-Vorrichtung 500 gemäß der Offenbarung.
6 zeigt eine Draufsicht einer MEMS-Vorrichtung 600 gemäß der Offenbarung.
7 enthält die 7A bis 7E, welche eine Querschnittseitenansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer MEMS-Vorrichtung 700 gemäß der Offenbarung zeigen.
8 enthält die 8A bis 8F, welche eine Querschnittseitenansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer MEMS-Vorrichtung 800 gemäß der Offenbarung zeigen.
9 zeigt ein Balkendiagramm zur Veranschaulichung von Stressempfindlichkeiten von MEMS-Vorrichtungen mit unterschiedlichen beweglichen MEMS-Strukturen.
10 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung von Kapazitätsverschiebungen von MEMS-Vorrichtungen mit unterschiedlichen beweglichen MEMS-Strukturen, die sich durch einen Defekt in der beweglichen MEMS-Struktur ergeben können.

Detaillierte Beschreibung
Die nachfolgend beschriebenen Figuren zeigen MEMS-Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von MEMS-Vorrichtungen gemäß der Offenbarung. Dabei können die beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren in einer allgemeinen Weise dargestellt sein, um Aspekte der Offenbarung qualitativ zu beschreiben. Die beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können weitere Aspekte aufweisen, die in der jeweiligen Figur der Einfachheit halber nicht gezeigt sein können. Das jeweilige Beispiel kann allerdings um Aspekte erweitert werden, die in Verbindung mit anderen Beispielen gemäß der Offenbarung beschrieben sind. Somit können Ausführungen zu einer bestimmten Figur gleichermaßen für Beispiele anderer Figuren gelten.
In der 1 ist der Einfachheit halber nur ein Ausschnitt einer MEMS-Vorrichtung 100 gezeigt. Der dargestellte Ausschnitt kann im Folgenden auch als (druckempfindliche) MEMS-Zelle bezeichnet werden. Die MEMS-Vorrichtung 100 kann eine bewegliche MEMS-Struktur 2 und eine erste Stützstruktur 4 aufweisen. Die MEMS-Struktur 2 kann mit ihrem Rand bei der ersten Stützstruktur 4 befestigt sein. Mit anderen Worten kann die erste Stützstruktur 4 eine Aufhängung für die bewegliche MEMS-Struktur 2 bereitstellen und dazu ausgelegt sein diese mechanisch zu stützen. Durch die MEMS-Struktur 2 und die erste Stützstruktur 4 kann eine Kavität 6 der MEMS-Vorrichtung 100 begrenzt sein. Die MEMS-Vorrichtung 100 kann ferner eine in der Kavität 6 und bei dem Rand der MEMS-Struktur 2 befestigte zweite Stützstruktur 8 aufweisen, die dazu ausgelegt sein kann, den Rand der MEMS-Struktur 2 mechanisch zu stützen.
Die MEMS-Vorrichtung 100 kann zum Beispiel einen MEMS-Halbleiterchip aufweisen oder einem solchen entsprechen. Bei einem MEMS-Halbleiterchip kann es sich allgemein um einen Halbleiterchip mit einer oder mehreren MEMS-Strukturen handeln, die in den MEMS-Sensorchip integriert sein können. Im Beispiel der 1 ist beispielhaft eine bewegliche MEMS-Struktur 2 in Form einer Membran (oder eines Diaphragmas) dargestellt. Allgemein können MEMS-Strukturen eines oder mehreres von Folgendem aufweisen: Brücken, Membrane, Ausleger, Federbalken, Zungenstrukturen, Kammstrukturen, usw. Die MEMS-Vorrichtung 100 kann allgemein dazu ausgelegt sein, eine oder mehrere physikalische Größen, zum Beispiel Druck, Beschleunigung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Schall, usw., basierend auf einer Auslenkung der beweglichen MEMS-Struktur 2 zu erfassen. Beispiele für MEMS-Vorrichtungen sind allgemein Drucksensoren, Reifendrucksensoren, Beschleunigungssensoren, Gassensoren, Luftfeuchtigkeitssensoren, usw. Im Beispiel der 1 kann die MEMS-Vorrichtung 100 insbesondere die Funktion eines Drucksensors oder eines Mikrophons bereitstellen. In einem speziellen Fall kann die MEMS-Vorrichtung 100 als kapazitiver Drucksensor ausgeführt sein, bei dem die MEMS-Struktur 2 als bewegliche Elektrode und eine Bodenfläche 10 der Kavität 6 als feste Elektrode ausgeführt sein kann. Ein kapazitiver Drucksensor kann zum Beispiel in Form eines Wheatstone-Brückensensors ausgeführt sein.
In Antwort auf zu erfassende physikalische Größen (z.B. Luftdruck) kann die bewegliche MEMS-Struktur 2 in einer zu ihrer Oberfläche im Wesentlichen senkrechten Richtung ausgelenkt werden. Auslenkungen bzw. Bewegungen der MEMS-Struktur 2 können in elektrische Signale umgewandelt werden. Beispielsweise kann im Falle eines kapazitiven Drucksensors die bewegliche MEMS-Struktur 2 als bewegliche Kondensatorplatte relativ zur festen Kondensatorplatte ausgelenkt werden. Durch die Auslenkung kann sich der Abstand zwischen den Kondensatorplatten und somit die Kapazität des Kondensators ändern. Ein Logikchip (nicht gezeigt) bzw. ein oder mehrere darin enthaltene Schaltkreise können dazu ausgelegt sein, von der MEMS-Struktur 2 bereitgestellte Messsignale logisch zu verarbeiten. Bei dem Logikchip kann es sich beispielsweise um einen ASIC (Application Specific Integrated Circuit) handeln. In einem Beispiel kann der Logikchip Teil der MEMS-Vorrichtung 100 sein. In einem weiteren Beispiel kann der Logikchip als separate elektronische Komponente neben der MEMS-Vorrichtung 100 auf einer gleichen Platine angeordnet sein und mit der MEMS-Vorrichtung 100 elektrisch verbunden sein.
Die zweite Stützstruktur 8 kann dazu ausgelegt sein, den Rand der beweglichen MEMS-Struktur 2 zusätzlich mechanisch zu stützen bzw. mechanisch zu stabilisieren. Je größer der Abstand zwischen der zweiten Stützstruktur 8 und dem Rand der beweglichen MEMS-Struktur 2 ist, desto kleiner kann ein Flächeninhalt des auslenkbaren Teils der beweglichen MEMS-Struktur 2 sein und desto unempfindlicher kann die MEMS-Struktur 2 gegenüber zu erfassenden Drucksignalen sein. Ist der besagte Abstand zu groß gewählt, kann die MEMS-Struktur 2 nahezu oder im Wesentlichen druckunempfindlich werden, und ein Erfassen von Drucksignalen kann unmöglich werden. Der Abstand zwischen der zweiten Stützstruktur 8 und dem Rand der MEMS-Struktur 2 kann somit insbesondere so ausgestaltet bzw. gewählt sein, dass die MEMS-Struktur 2 immer noch dazu ausgelegt ist, Drucksignale zu erfassen, d.h. druckempfindlich zu bleiben.
Im Beispiel der 1 kann sich die zweite Stützstruktur 8 durchgehend von der Bodenfläche 10 der Kavität 6 bis zur Unterseite der beweglichen MEMS-Struktur 2 erstrecken. Eine solche Ausbildung der MEMS-Struktur 2 kann beispielsweise bei einem kapazitiven Drucksensor vorliegen. In einem weiteren Beispiel eines Mikrophons kann die MEMS-Vorrichtung 100 drei Elektroden und zwei übereinander angeordnete Kavitäten aufweisen. Hierbei kann für eine oder beide der Kavitäten jeweils eine zweite Stützstruktur bereitgestellt sein. Die jeweilige zweite Stützstruktur kann sich dabei von der Bodenfläche der jeweiligen Kavität bis zur Decke der jeweiligen Kavität erstrecken.
Im Beispiel der 1 kann die zweite Stützstruktur 8 eine Vielzahl von Säulen 12 umfassen bzw. durch eine solche ausgebildet sein. Die Säulen 12 können dabei in einer Reihe entlang des Randes der beweglichen MEMS-Struktur 2 angeordnet sein. Im Beispiel der 1 können die Säulen 12 zylinderförmig ausgebildet sein. In weiteren Beispielen können die Säulen 12 eine andere geometrische Form aufweisen, zum Beispiel würfelförmig, quaderförmig, usw. Eine vertikale Abmessung der zweiten Stützstruktur 8 bzw. eine Höhe der Kavität 6 in der z-Richtung kann zum Beispiel in einem Bereich von etwa 50 Nanometer bis etwa 2 Mikrometer, genauer von etwa 100 Nanometer bis etwa 1 Mikrometer liegen. Die zweite Stützstruktur 8 kann beispielsweise aus mindestens einem der folgenden Materialien gefertigt sein: polykristallinem Silizium, monokristallinem Silizium, einem Oxid, einem Metall, einer Metalllegierung.
Die MEMS-Struktur 2 kann auf einer von der Kavität 6 abgewandten Oberfläche der MEMS-Struktur 2 eine Vielzahl von Vertiefungen 32 aufweisen. Die Vertiefungen 32 können insbesondere an Stellen der darunterliegenden zweiten Stützstruktur 8 angeordnet sein. Die Vertiefungen 32 können insbesondere bei einer Herstellung der MEMS-Struktur 2 entstehen, wie es im Zusammenhang mit dem Verfahren der 7 gezeigt und beschrieben ist.
Eine Verwendung der zweiten Stützstruktur 8 gemäß der Offenbarung kann die im Folgenden beschriebenen technischen Effekte bereitstellen. Ein auf die MEMS-Vorrichtung 100 bzw. die bewegliche MEMS-Struktur 2 ausgeübter lateraler Stress (bzw. eine mechanische Verspannung) in der x- und/oder y-Richtung kann zu einer Verschiebung von durch die MEMS-Vorrichtung 100 gemessenen Druckwerten führen. Aus der weiter unten beschriebenen 9 geht hervor, dass die Verwendung der zweiten Stützstruktur 8 eine verringerte Stressempfindlichkeit eines kapazitiven Drucksensors bei lateralem Stress bereitstellen kann. Des Weiteren können bei einer Herstellung von MEMS-Vorrichtungen Defekte in der beweglichen MEMS-Struktur 2 oder bei einer Aufhängung der beweglichen MEMS-Struktur 2 auftreten. Aus der unten beschriebenen 10 geht hervor, dass eine Verwendung der zweiten Stützstruktur 8 eine geringe Auswirkung eines solchen Defekts auf die Kapazität eines kapazitiven Drucksensors bereitstellen kann und die MEMS-Zelle eine erhöhte Robustheit aufweisen kann.
Die in der Draufsicht der 2 gezeigte MEMS-Vorrichtung 200 kann eine (druckempfindliche) MEMS-Zelle 14 aufweisen, die der in der 1 gezeigten MEMS-Zelle ähnlich sein kann. Die MEMS-Vorrichtung 200 kann weitere Komponenten aufweisen, die der Einfachheit halber in der 2 nicht dargestellt sind. Beispielsweise kann die MEMS-Vorrichtung 200 eine weitere (druckempfindliche) MEMS-Zelle (nicht gezeigt) aufweisen. Die beiden (druckempfindlichen) MEMS-Zellen können beispielsweise Teil eines Wheatstone-Brückensensors sein. Ein solcher Wheatstone-Brückensensor kann zudem zwei (druckunempfindliche) Referenzzellen aufweisen, die in der 2 ebenfalls nicht gezeigt sind.
Im Beispiel der 2 kann die Fläche der beweglichen MEMS-Struktur 2 in einem nicht ausgelenkten Zustand im Wesentlichen in der x-y-Ebene angeordnet sein. Die bewegliche MEMS-Struktur 2 kann einen Gesamtflächeninhalt aufweisen, der innerhalb des befestigten Randes 16 der MEMS-Struktur 2 angeordnet sein kann. Mit anderen Worten kann der Gesamtflächeninhalt der MEMS-Struktur 2 durch die erste Stützstruktur 4 begrenzt sein. Die zweite Stützstruktur 8 kann eine innere Teilfläche der MEMS-Struktur 2 mit einem zweiten Flächeninhalt umschließen bzw. begrenzen. Ein Verhältnis des Flächeninhalts dieser Teilfläche zum Gesamtflächeninhalt kann größer sein als etwa 0,5, genauer größer als etwa 0,4, genauer größer als etwa 0,3, genauer größer als etwa 0,2, und noch genauer größer als etwa 0,1. Durch die Wahl eines solchen Flächenverhältnisses kann insbesondere gewährleistet sein, dass die durch die zweite Stützstruktur 8 begrenzte Teilfläche druckempfindlich bleibt. Die zwischen dem Rand 16 und der zweiten Stützstruktur 8 im Wesentlichen rahmenförmig ausgebildete Fläche kann im Gegensatz dazu nahezu oder im Wesentlichen druckunempfindlich sein.
Im Beispiel der 2 kann die MEMS-Struktur 2 eine im Wesentlichen rechteckige Form mit zwei kurzen Seiten und zwei langen Seiten aufweisen. Die Ecken der MEMS-Struktur 2 können dabei abgerundet sein. In weiteren Beispielen kann die Form der MEMS-Struktur 2 anders gewählt sein, zum Beispiel quadratisch, oval, elliptisch, kreisförmig, usw. In der 2 kann die zweite Stützstruktur 8 entlang des gesamten Randes 16 der MEMS-Struktur 2 verlaufen. Alternativ hierzu können in weiteren Beispielen ein oder mehrere Abschnitte des Randes 16 frei von der gegenüberliegenden zweiten Stützstruktur 8 sein. Die zweite Stützstruktur 8 kann von dem Rand 16 bzw. von der ersten Stützstruktur 4 beabstandet sein und im Wesentlichen parallel zum Rand 16 der MEMS-Struktur 2 verlaufen.
In der 2 ist ein (insbesondere maximaler) Abstand zwischen der zweiten Stützstruktur 8 bzw. einer Säule 12 und dem Rand 16 der MEMS-Struktur 2 mit d₁ bezeichnet. Dieser Abstand d₁ kann natürlicherweise von den Abmessungen der MEMS-Struktur 2 abhängen und insbesondere so gewählt sein, dass die von der zweiten Stützstruktur 8 umschlossene Fläche der MEMS-Struktur 2 druckempfindlich bleibt. In einem nicht beschränkenden Beispiel kann der Abstand d₁ kleiner sein als etwa 1 Mikrometer, genauer kleiner als etwa 900 Nanometer, genauer kleiner als etwa 800 Nanometer, genauer kleiner als etwa 700 Nanometer, genauer kleiner als etwa 600 Nanometer, und noch genauer kleiner als etwa 500 Nanometer.
Ferner ist in der 2 ein Abstand zwischen sich gegenüberliegenden Abschnitten der zweiten Stützstruktur 8 bzw. zwischen sich gegenüberliegenden Säulen 12 mit d₂ bezeichnet. Ein Verhältnis d₁/d₂ kann kleiner sein als etwa 0,2, genauer kleiner als etwa 0,1, und noch genauer kleiner als etwa 0,05. Ein (insbesondere maximaler) Abstand d₃ zwischen (direkt) benachbarten Säulen 12 der zweiten Stützstruktur 8 kann ebenfalls natürlicherweise von den Abmessungen der MEMS-Struktur 2 abhängen. In einem nicht beschränkenden Beispiel kann der Abstand d₃ kleiner sein als etwa 40 Mikrometer, genauer kleiner als etwa 30 Mikrometer, genauer kleiner als etwa 20 Mikrometer, genauer kleiner als etwa 10 Mikrometer, und noch genauer kleiner als etwa 5 Mikrometer.
Die in der Draufsicht der 3 gezeigte MEMS-Vorrichtung 300 kann den zuvor beschriebenen MEMS-Vorrichtungen der 1 und 2 zumindest teilweise ähnlich sein. Im Gegensatz zur 2 kann die zweite Stützstruktur 8 in der 3 eine Wandstruktur 18 aufweisen, die in der z-Richtung betrachtet eine geschlossene Kurve ausbilden kann. Die Kurve kann sich nahe des Randes 16 und im Wesentlichen parallel zu diesem erstrecken. In einem Beispiel kann in der MEMS-Vorrichtung 100 der 1 die Reihe der Säulen 12 durch eine geschlossene Wand ersetzt werden, die sich entlang des Randes der MEMS-Struktur 2 erstreckt und einen druckempfindlichen inneren Bereich der MEMS-Struktur 2 einschließen kann. Eine Abmessung der Wand in der z-Richtung kann einer Höhe der Kavität 6 entsprechen.
Die in der Draufsicht der 4 gezeigte MEMS-Vorrichtung 400 kann der MEMS-Vorrichtung 300 der 3 zumindest teilweise ähnlich sein. Im Gegensatz zur 3 kann die Wandstruktur 18 im Beispiel der 4 eine Vielzahl von Unterbrechungen 20 aufweisen. Mit anderen Worten kann die zweite Stützstruktur 8 in der 4 durch eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Wandsegmente ausgebildet sein. Im Beispiel der 4 können die Unterbrechungen 20 gleichmäßig über die Länge der Wandstruktur 18 verteilt sein. In weiteren Beispielen kann eine Verteilung der Unterbrechungen 20 entlang der Wandstruktur 18 ungleichmäßig sein. Eine Abmessung d₄ der Unterbrechungen 20 kann kleiner sein als eine Abmessung d₅ der zwischen zwei benachbarten Unterbrechungen 20 angeordneten Wandsegmente oder umgekehrt. Die Abmessungen der Unterbrechungen 20 können im Wesentlichen gleich sein oder sich voneinander unterscheiden.
Die in der Draufsicht der 5 gezeigte MEMS-Vorrichtung 500 kann der MEMS-Vorrichtung 200 der 2 zumindest teilweise ähnlich sein. Im Gegensatz zur 2 kann die zweite Stützstruktur 8 der MEMS-Vorrichtung 500 zusätzlich eine zweite Vielzahl von Säulen 12 umfassen, die in einer zweiten Reihe entlang der ersten Reihe von Säulen 12 angeordnet sein kann. Durch die zweite Reihe von Säulen 12 kann eine zusätzliche mechanische Stabilisierung des Randes 16 der MEMS-Struktur 2 bereitgestellt werden.
Die in der Draufsicht der 6 gezeigte MEMS-Vorrichtung 600 kann der MEMS-Vorrichtung 200 der 2 zumindest teilweise ähnlich sein. Im Gegensatz zur 2 kann der Rand 16 in der 6 eine Vielzahl von Einkerbungen 22 aufweisen. Im Beispiel der 6 können die Einkerbungen 22 jeweils die Form eines Kreisabschnitts aufweisen. Der Rand 16 kann dabei einen „Zahnrand“ ausbilden, der dem Rand einer Briefmarke ähnlich sein kann. In weiteren Beispielen können die Einkerbungen 22 eine andere Gestalt aufweisen, zum Beispiel quadratisch, rechteckig, oval, elliptisch, usw. Die Einkerbungen 22 können gleichmäßig entlang des Randes 16 der MEMS-Struktur 2 verteilt sein, wie es in der 6 gezeigt ist, oder nicht. Durch eine Verwendung von Einkerbungen 22 kann eine erhöhte Robustheit des Randes 16 bereitgestellt werden.
7 enthält die 7A bis 7E, welche eine Querschnittseitenansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer MEMS-Vorrichtung 700 gemäß der Offenbarung zeigen, die in der 7E gezeigt ist.
In der 7A kann eine Materialschicht 24 erzeugt werden, die in einer durch das Verfahren herzustellenden MEMS-Vorrichtung beispielsweise eine Bodenelektrode eines kapazitiven Drucksensors ausbilden kann. Die Materialschicht 24 kann beispielsweise aus Polysilizium gefertigt sein.
In der 7B kann eine Opferschicht 26 über der Materialschicht 24 abgeschieden werden. Das Material der Opferschicht 26 kann dazu ausgelegt sein, in einem späteren Prozessschritt wieder entfernt zu werden (vgl. 7E). Die Opferschicht 26 kann beispielsweise aus einem photostrukturierbaren Material, wie zum Beispiel Oxid und/oder Kohlenstoff, gefertigt sein.
In der 7C kann die Opferschicht 26 strukturiert werden, beispielsweise basierend auf einem photolithographischen Prozess. Dabei können insbesondere eine oder mehrere Öffnungen 28 in der Opferschicht 26 ausgebildet werden, die sich vollständig durch die Opferschicht 26 bis zur Materialschicht 24 erstrecken können. Ein zu einem späteren Zeitpunkt des Verfahrens in den Öffnungen 28 abgeschiedenes Material kann eine zweite Stützstruktur der herzustellenden MEMS-Vorrichtung ausbilden. In einem Beispiel kann eine Vielzahl von Öffnungen 28 in der Opferschicht 26 ausgebildet werden, wobei ein in der Vielzahl von Öffnungen 28 abgeschiedenes Material nach einem späteren Entfernen der Opferschicht 26 eine Vielzahl von Säulen aufweisen kann (vgl. 2). In einem weiteren Beispiel kann ein Graben in der Opferschicht 26 ausgebildet werden, wobei ein in dem Graben abgeschiedenes Material nach dem Entfernen der Opferschicht 26 eine Wandstruktur aufweisen kann (vgl. 3). In noch einem weiteren Beispiel können mehrere Grabensegmente in der Opferschicht 26 ausgebildet werden, wobei ein in den Grabensegmenten abgeschiedenes Material nach dem Entfernen der Opferschicht 26 eine Wandstruktur mit mehreren Wandsegmenten aufweisen kann (vgl. 4).
In der 7D kann eine Materialschicht 30 über der Materialschicht 24 und der Opferschicht 26 abgeschieden werden. Dabei können die Öffnungen 28 durch das Material der Materialschicht 30 gefüllt werden. Hierbei können sich auf der Oberseite der Materialschicht 30 Vertiefungen 32 an Stellen der vorhergehend darunterliegenden Öffnungen 28 ergeben. In einem Beispiel kann die Materialschicht 30 aus Polysilizium gefertigt sein.
In der 7E kann das Material der Opferschicht 26 entfernt werden, beispielsweise durch zumindest eines von einem nasschemischen Prozess, einem nasschemischen Waschprozess, einem Veraschungsprozess, usw. Beim Entfernen des Opfermaterials 26 kann eine Kavität 6 ausgebildet werden. Die gefertigte MEMS-Vorrichtung 700 kann die in vorhergehenden Beispielen beschriebenen Komponenten aufweisen.
8 enthält die 8A bis 8F, welche eine Querschnittseitenansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer MEMS-Vorrichtung 800 gemäß der Offenbarung zeigen, die in der 8F gezeigt ist.
Die in den 8A bis 8C gezeigten Prozessschritte können den Prozessschritten der 7A bis 7C ähnlich sein.
In der 8D können die Öffnungen 28 durch ein Material 34 gefüllt werden. Das Material 34 kann später eine zweite Stützstruktur der herzustellenden MEMS-Vorrichtung ausbilden. Beispielsweise kann das Material 34 ein Oxid oder eines der weiter oben für die zweite Stützstruktur genannten möglichen Materialien umfassen.
In der 8E kann eine Materialschicht 36 über der Materialschicht 24 und der Opferschicht 26 abgeschieden werden. Die Materialschicht 36 kann der Materialschicht 30 der 7D ähnlich und beispielsweise aus Polysilizium gefertigt sein. Da die Öffnungen 28 bereits vorher durch das Material 34 gefüllt wurden, müssen sich nicht notwendigerweise Vertiefungen auf der Oberseite der Materialschicht 36 ergeben, wie es im Zusammenhang mit der 7D beschrieben ist.
In der 8F kann das Material der Opferschicht 26 entfernt werden, wie es bereits im Zusammenhang mit der 7E beschrieben wurde. Die gefertigte MEMS-Vorrichtung 800 kann die in vorhergehenden Beispielen beschriebenen Komponenten aufweisen.
9 zeigt ein Balkendiagramm zur Veranschaulichung von Stressempfindlichkeiten von MEMS-Vorrichtungen mit unterschiedlichen beweglichen MEMS-Strukturen. Für die jeweilige MEMS-Struktur ist die Stressempfindlichkeit in Form eines Balkens dargestellt. Die Stressempfindlichkeit ist in der Einheit mbar/MPa auf der Hochwertachse aufgetragen. Die Stressempfindlichkeit gibt an, welche Verschiebung einer Druckmessung (in mbar) sich für die jeweilige MEMS-Struktur ergibt, wenn ein lateraler externer Stress (oder eine laterale mechanische Verspannung) (in MPa) auf die MEMS-Struktur wirkt. Bei den in der 9 dargestellten Daten handelt es sich um Messdaten.
Für den Fall einer herkömmlichen quadratischen MEMS-Struktur (vgl. „SquareCell“) kann sich eine vergleichsweise hohe Stressempfindlichkeit ergeben, welche eine Druckmessung dieser MEMS-Struktur vergleichsweise stark verschieben bzw. verfälschen kann. Bei einer herkömmlichen rechteckigen MEMS-Struktur (vgl. „RECT“) kann sich ebenfalls eine vergleichsweise hohe Stressempfindlichkeit ergeben. Die weiteren Balken des Diagramms zeigen Stressempfindlichkeiten für eine quadratische MEMS-Struktur mit einer zusätzlichen zweiten Stützstruktur (vgl. „SafeEdge“), eine quadratische MEMS-Struktur mit einer zusätzlichen zweiten Stützstruktur mit erhöhter Sensitivität (vgl. „SafeEdgeHS“) und eine rechteckige MEMS-Struktur mit einer zusätzlichen zweiten Stützstruktur (vgl. „SafeRect“). Jede dieser Stressempfindlichkeiten liegt deutlich unter den Stressempfindlichkeiten der herkömmlichen MEMS-Strukturen.
10 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung von Kapazitätsverschiebungen von MEMS-Vorrichtungen mit unterschiedlichen beweglichen MEMS-Strukturen. Die Kapazitätsverschiebungen können sich durch einen Defekt in der jeweiligen beweglichen MEMS-Struktur ergeben. In dem Diagramm der 10 ist eine Kapazitätsverschiebung (in fF) gegen die Größe eines Defekts in der jeweiligen MEMS-Struktur aufgetragen. Bei den dargestellten Daten handelt es sich um Simulationsdaten.
Die Kapazitätsverschiebungen sind gezeigt für eine herkömmliche quadratische MEMS-Struktur (vgl. „StandardSquare“), eine rechteckige MEMS-Struktur mit einer zusätzlichen zweiten Stützstruktur, wobei ein Defekt bei der kurzen Seite des Rechtecks angeordnet ist (vgl. „SafeEdge_shortside“) und eine rechteckige MEMS-Struktur mit einer zusätzlichen zweiten Stützstruktur, wobei ein Defekt bei der langen Seite des Rechtecks angeordnet ist (vgl. „SafeEdge_longside“). Die gezeigten Kurven haben im Wesentlichen lineare Verläufe und zeigen, dass die Kapazitätsverschiebung der jeweiligen MEMS-Struktur mit der Größe des Defekts zunimmt. Aus der 10 ist ersichtlich, dass die Kapazitätsverschiebungen für die MEMS-Strukturen mit zusätzlicher zweiter Stützstruktur deutlich geringer sind als die Kapazitätsverschiebung der herkömmlichen MEMS-Struktur. Die Kapazitätsverschiebungen für die MEMS-Strukturen mit zusätzlicher zweiter Stützstruktur können sogar in einem Bereich liegen, der nicht notwendigerweise detektierbar sein muss. Im Gegensatz hierzu kann die Kapazitätsverschiebung der herkömmlichen MEMS-Struktur bei einem hinreichend großen Defekt sogar zu einer Fehlfunktion führen.
Beispiele
Im Folgenden werden MEMS-Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von MEMS-Vorrichtungen anhand von Beispielen erläutert.
Beispiel 1 ist eine MEMS-Vorrichtung, umfassend: eine bewegliche MEMS-Struktur; eine erste Stützstruktur, bei der ein Rand der MEMS-Struktur befestigt ist; eine durch die MEMS-Struktur und die erste Stützstruktur begrenzte Kavität; und eine in der Kavität und bei dem Rand der MEMS-Struktur befestigte zweite Stützstruktur, die dazu ausgelegt ist, den Rand der MEMS-Struktur mechanisch zu stützen.
Beispiel 2 ist eine MEMS-Vorrichtung nach Beispiel 1, wobei: die MEMS-Struktur einen ersten Flächeninhalt aufweist, die zweite Stützstruktur eine Teilfläche der MEMS-Struktur mit einem zweiten Flächeninhalt umschließt, und ein Verhältnis des zweiten Flächeninhalts zum ersten Flächeninhalt größer ist als 0,5.
Beispiel 3 ist eine MEMS-Vorrichtung nach Beispiel 1 oder 2, wobei ein Verhältnis von einem Abstand zwischen der zweiten Stützstruktur und dem Rand der MEMS-Struktur zu einem Abstand zwischen sich gegenüberliegenden Abschnitten der zweiten Stützstruktur kleiner ist als 0,2.
Beispiel 4 ist eine MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei ein Abstand zwischen der zweiten Stützstruktur und dem Rand der MEMS-Struktur so ausgestaltet ist, dass die MEMS-Struktur dazu ausgelegt ist, Drucksignale zu erfassen.
Beispiel 5 ist eine MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei die zweite Stützstruktur von der ersten Stützstruktur beabstandet ist und im Wesentlichen parallel zum Rand der MEMS-Struktur verläuft.
Beispiel 6 ist eine MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei die zweite Stützstruktur eine erste Vielzahl von Säulen umfasst, die in einer ersten Reihe entlang des Randes der MEMS-Struktur angeordnet sind.
Beispiel 7 ist eine MEMS-Vorrichtung nach Beispiel 6, wobei ein maximaler Abstand zwischen benachbarten Säulen kleiner ist als 40 Mikrometer.
Beispiel 8 ist eine MEMS-Vorrichtung nach Beispiel 6 oder 7, wobei die zweite Stützstruktur eine zweite Vielzahl von Säulen umfasst, die in einer zweiten Reihe entlang der ersten Reihe angeordnet sind.
Beispiel 9 ist eine MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei die zweite Stützstruktur eine Wandstruktur umfasst, die in einer Draufsicht auf die MEMS-Struktur eine geschlossene Kurve ausbildet.
Beispiel 10 ist eine MEMS-Vorrichtung nach Beispiel 9, wobei die geschlossene Kurve eine Vielzahl von Unterbrechungen aufweist.
Beispiel 11 ist eine MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei die zweite Stützstruktur entlang des gesamten Randes der MEMS-Struktur verläuft.
Beispiel 12 ist eine MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei der Rand der MEMS-Struktur eine Vielzahl von Einkerbungen aufweist.
Beispiel 13 ist eine MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei sich die zweite Stützstruktur durchgehend von einer Bodenfläche der Kavität bis zu einer Unterseite der MEMS-Struktur erstreckt.
Beispiel 14 ist eine MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei die zweite Stützstruktur aus mindestens einem von Folgendem gefertigt ist: polykristallinem Silizium, monokristallinem Silizium, einem Oxid, einem Metall, einer Metalllegierung.
Beispiel 15 ist eine MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei die MEMS-Struktur auf einer von der Kavität abgewandten Oberfläche der MEMS-Struktur Vertiefungen an Stellen der darunterliegenden zweiten Stützstruktur aufweist.
Beispiel 16 ist eine MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei: die MEMS-Struktur eine Membran umfasst, und die MEMS-Vorrichtung einen kapazitiven Drucksensor oder ein Mikrophon umfasst.
Beispiel 17 ist ein Verfahren zur Herstellung einer MEMS-Vorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Abscheiden einer Opferschicht; Ausbilden von zumindest einer Öffnung in der Opferschicht; Abscheiden eines ersten Materials in der zumindest einen Öffnung der Opferschicht; Abscheiden eines zweiten Materials über der Opferschicht, wobei: eine erste Stützstruktur und eine MEMS-Struktur ausgebildet werden, ein Rand der MEMS-Struktur bei der ersten Stützstruktur befestigt ist, und das in der zumindest einen Öffnung abgeschiedene Material eine zweite Stützstruktur ausbildet, die bei dem Rand der MEMS-Struktur befestigt ist und dazu ausgelegt ist, den Rand der MEMS-Struktur mechanisch zu stützen; und Entfernen der Opferschicht, wobei eine durch die MEMS-Struktur und die erste Stützstruktur begrenzte Kavität ausgebildet wird.
Beispiel 18 ist ein Verfahren nach Beispiel 17, wobei das erste Material und das zweite Material identisch sind und durch einen gleichen Prozessschritt gleichzeitig abgeschieden werden.
Beispiel 19 ist ein Verfahren nach Beispiel 17 oder 18, wobei das Ausbilden der zumindest einen Öffnung in der Opferschicht umfasst: Ausbilden einer Vielzahl von Öffnungen in der Opferschicht, wobei ein in der Vielzahl von Öffnungen abgeschiedenes Material nach dem Entfernen der Opferschicht eine Vielzahl von Säulen umfasst, die in einer Reihe entlang des Randes der MEMS-Struktur angeordnet sind.
Beispiel 20 ist ein Verfahren nach einem der Beispiele 17 bis 19, wobei das Ausbilden der zumindest einen Öffnung in der Opferschicht umfasst: Ausbilden eines Grabens in der Opferschicht, wobei ein in dem Graben abgeschiedenes Material nach dem Entfernen der Opferschicht eine Wandstruktur umfasst, die in einer Draufsicht auf die MEMS-Struktur eine geschlossene Kurve ausbildet.

Claims

MEMS-Vorrichtung, umfassend: eine bewegliche MEMS-Struktur (2); eine erste Stützstruktur (4), bei der ein Rand (16) der MEMS-Struktur (2) befestigt ist; eine durch die MEMS-Struktur (2) und die erste Stützstruktur (4) begrenzte Kavität (6); und eine in der Kavität (6) und bei dem Rand (16) der MEMS-Struktur (2) befestigte zweite Stützstruktur (8), die dazu ausgelegt ist, den Rand (16) der MEMS-Struktur (2) mechanisch zu stützen, wobei die MEMS-Struktur (2) auf einer von der Kavität (6) abgewandten Oberfläche der MEMS-Struktur (2) Vertiefungen (32) an Stellen der darunterliegenden zweiten Stützstruktur (8) aufweist.
MEMS-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die MEMS-Struktur (2) einen ersten Flächeninhalt aufweist, die zweite Stützstruktur (8) eine Teilfläche der MEMS-Struktur (2) mit einem zweiten Flächeninhalt umschließt, und ein Verhältnis des zweiten Flächeninhalts zum ersten Flächeninhalt größer ist als 0,5.
MEMS-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Verhältnis von einem Abstand zwischen der zweiten Stützstruktur (8) und dem Rand (16) der MEMS-Struktur (2) zu einem Abstand zwischen sich gegenüberliegenden Abschnitten der zweiten Stützstruktur (8) kleiner ist als 0,2.
MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Abstand zwischen der zweiten Stützstruktur (8) und dem Rand (16) der MEMS-Struktur (2) so ausgestaltet ist, dass die MEMS-Struktur (2) dazu ausgelegt ist, Drucksignale zu erfassen.
MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Stützstruktur (8) von der ersten Stützstruktur (4) beabstandet ist und im Wesentlichen parallel zum Rand (16) der MEMS-Struktur (2) verläuft.
MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Stützstruktur (8) eine erste Vielzahl von Säulen (12) umfasst, die in einer ersten Reihe entlang des Randes (16) der MEMS-Struktur (2) angeordnet sind.
MEMS-Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein maximaler Abstand zwischen benachbarten Säulen (12) kleiner ist als 40 Mikrometer.
MEMS-Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die zweite Stützstruktur (8) eine zweite Vielzahl von Säulen (12) umfasst, die in einer zweiten Reihe entlang der ersten Reihe angeordnet sind.
MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Stützstruktur (8) eine Wandstruktur (18) umfasst, die in einer Draufsicht auf die MEMS-Struktur (2) eine geschlossene Kurve ausbildet.
MEMS-Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die geschlossene Kurve eine Vielzahl von Unterbrechungen (20) aufweist.
MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Stützstruktur (8) entlang des gesamten Randes (16) der MEMS-Struktur (2) verläuft.
MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rand (16) der MEMS-Struktur (2) eine Vielzahl von Einkerbungen (22) aufweist.
MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die zweite Stützstruktur (8) durchgehend von einer Bodenfläche (10) der Kavität (6) bis zu einer Unterseite der MEMS-Struktur (2) erstreckt.
MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Stützstruktur (8) aus mindestens einem von Folgendem gefertigt ist: polykristallinem Silizium, monokristallinem Silizium, einem Oxid, einem Metall, einer Metalllegierung.
MEMS-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: die MEMS-Struktur (2) eine Membran umfasst, und die MEMS-Vorrichtung einen kapazitiven Drucksensor oder ein Mikrophon umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer MEMS-Vorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Abscheiden einer Opferschicht (26); Ausbilden von zumindest einer Öffnung (28) in der Opferschicht (26); Abscheiden eines ersten Materials (30, 34) in der zumindest einen Öffnung (28) der Opferschicht (26); Abscheiden eines zweiten Materials (30, 36) über der Opferschicht (26), wobei: eine erste Stützstruktur (4) und eine MEMS-Struktur (2) ausgebildet werden, ein Rand (16) der MEMS-Struktur (2) bei der ersten Stützstruktur (4) befestigt ist, und das in der zumindest einen Öffnung (28) abgeschiedene Material (30, 34) eine zweite Stützstruktur (8) ausbildet, die bei dem Rand (16) der MEMS-Struktur (2) befestigt ist und dazu ausgelegt ist, den Rand (16) der MEMS-Struktur (2) mechanisch zu stützen; und Entfernen der Opferschicht (26), wobei eine durch die MEMS-Struktur (2) und die erste Stützstruktur (4) begrenzte Kavität (6) ausgebildet wird, wobei die MEMS-Struktur (2) auf einer von der Kavität (6) abgewandten Oberfläche der MEMS-Struktur (2) Vertiefungen (32) an Stellen der darunterliegenden zweiten Stützstruktur (8) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das erste Material (30) und das zweite Material (30) identisch sind und durch einen gleichen Prozessschritt gleichzeitig abgeschieden werden.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei das Ausbilden der zumindest einen Öffnung (28) in der Opferschicht (26) umfasst: Ausbilden einer Vielzahl von Öffnungen (28) in der Opferschicht (26), wobei ein in der Vielzahl von Öffnungen (28) abgeschiedenes Material nach dem Entfernen der Opferschicht (26) eine Vielzahl von Säulen (12) umfasst, die in einer Reihe entlang des Randes (16) der MEMS-Struktur (2) angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei das Ausbilden der zumindest einen Öffnung (28) in der Opferschicht (26) umfasst: Ausbilden eines Grabens in der Opferschicht (26), wobei ein in dem Graben abgeschiedenes Material nach dem Entfernen der Opferschicht (26) eine Wandstruktur (18) umfasst, die in einer Draufsicht auf die MEMS-Struktur (2) eine geschlossene Kurve ausbildet.
Kapazitiver Drucksensor, umfassend: eine bewegliche MEMS-Struktur (2), wobei die bewegliche MEMS-Struktur (2) aus Polysilizium gefertigt ist; eine erste Stützstruktur (4), bei der ein Rand (16) der MEMS-Struktur (2) befestigt ist; eine durch die MEMS-Struktur (2) und die erste Stützstruktur (4) begrenzte Kavität (6); und eine in der Kavität (6) und bei dem Rand (16) der MEMS-Struktur (2) befestigte zweite Stützstruktur (8), die dazu ausgelegt ist, den Rand (16) der MEMS-Struktur (2) mechanisch zu stützen, wobei die zweite Stützstruktur (8) aus mindestens einem von Folgendem gefertigt ist: monokristallinem Silizium, einem Oxid, einem Metall, einer Metalllegierung, wobei die zweite Stützstruktur (8) von der ersten Stützstruktur (4) beabstandet ist, wobei sich die zweite Stützstruktur (8) von einer Bodenelektrode bis zu einer Unterseite der MEMS-Struktur (2) erstreckt, wobei die Bodenelektrode aus Polysilizium gefertigt ist, wobei die bewegliche MEMS-Struktur (2) und die zweite Stützstruktur (8) aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, und wobei die Bodenelektrode und die zweite Stützstruktur (8) aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind.