DE19803857A1 - Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegelanordnungen und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegelanordnungen und Verfahren zu deren Herstel­ lung.

Mikromechanische und elektrostatisch betriebene Spiegelanord­ nungen sind aus vielfältigen Veröffentlichungen bekannt. Derartige Lösungen benötigen hohe elektrische Spannungen für die Ablenkung. Damit sind besondere Maßnahmen gegen ein unge­ wolltes Berühren notwendig. Gleichzeitig ist der erreichbare Kippwinkel begrenzt, da die erzielbaren Kräfte kleiner als bei elektromagnetisch erzeugten Anordnungen sind.

Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegelan­ ordnungen sind unter anderem aus den Veröffentlichungen DE 41 00 358 (Schwingspiegelanordnung), DE OS 196 06 095 (Spiegelantriebsverfahren und -vorrichtung für ein Mikrospiegelfeld), EP 0 692 729 (Planarer Spiegel und Ver­ fahren zur Herstellung) und "Zweidimensionaler optischer Sili­ ziummikroscanner" in Proceedings of the International Symposium on Microsystems, Intelligent Materials and Robots, September 27-29, 1995, Sendai, Japan bekannt.

Bei diesen Lösungen befindet sich ein Permanentmagnet im oder am Träger für den Mikrospiegel. Die Spulenanordnung ist auf der, der Spiegeloberfläche gegenüberliegenden Oberfläche aufge­ bracht. Dabei handelt es sich um planare Spulenanordnungen, die als Luftspulen ausgeführt sind. Der elektrische Strom, der durch eine derartige planare Spulenanordnung fließt, führt zur Induktion eines Magnetfeldes, so daß diese Spulenanordnung zum korrespondierend plazierten Permanentmagneten des Trägers ange­ zogen wird. Die Spiegelfläche kippt.

Derartige Lösungen besitzen den Nachteil, daß der elektrische Strom durch die Spulenanordnung auf der Spiegelplatte fließt. Neben dem positiven Aspekt der Induktion erwärmt sich gleich­ zeitig die Spiegelplatte. Dadurch kann sich die Spiegelober­ fläche deformieren, so daß eine gezielte Ablenkung des Licht­ strahles nicht mehr vonstatten gehen kann. Das wird dadurch begünstigt, daß die Spulen nur als Luftspulen ausführbar sind. Weiterhin ist die Herstellung derartiger Anordnungen aufwendig. Entsprechend der Anzahl der Kipprichtungen müssen die gleiche Anzahl von elektrischen Spulenanordnungen auf der Spiegelplatte realisiert werden. Bei eindimensionalen Spiegeln sind das zwei elektrische Spulenanordnungen und bei einem zweidimensionalen Spiegel bereits vier elektrische Spulenanordnungen. Die Fläche der Spiegelplatte bei mikromechanischen Spiegelanordnungen ist meist durch das Gesamtsystem vorgegeben und begrenzt, so daß die Zahl der Windungen durch den Flächenbedarf der planaren Strukturen eingeschränkt ist. Gleichzeitig ist dabei die Höhe des fließenden elektrischen Stromes durch den Querschnitt der planaren Struktur bestimmt. Eine Erhöhung und damit ein größeres Magnetfeld ist nicht möglich.

Der in den Patentansprüchen 1, 2 und 18 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, mikromechanische Spiegel, die zum einen eine große Auslenkung besitzen und zum anderen mit einer Niederspannung betrieben werden, zu schaffen.

Dieses Problem wird mit den in den Patentansprüchen 1, 2 und 18 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Die mikromechanischen und elektromagnetisch betriebenen Spie­ gelanordnungen zeichnen sich durch einen einfachen Aufbau bei großen erreichbaren Kippwinkeln der Spiegel aus.

Grundlage dazu bildet eine elektromagnetische Kopplung zwischen den Spiegeln und einem Träger, mit dem die Spiegel über den sie umgebenden Rahmen verbunden sind. Dazu besitzt der Träger min­ destens eine elektrische Spulenanordnung, deren Windungen pa­ rallel zu der Spiegelfläche angeordnet sind.

Die elektrische Spulenanordnung befindet sich sowohl im Bereich der Kippbewegung des Spiegels als auch außerhalb desselben. Ein elektrischer Stromfluß in den Windungen der elektrischen Spulenanordnung führt zu einem Magnetfeld, dessen Feldlinien senkrecht zum stromdurchflossenen Leiter verlaufen. Dadurch wird die Schicht mit dem Magnetwerkstoff auf der Rückseite der Spiegelfläche in Richtung der elektrischen Spulenanordnung an­ gezogen oder abgestoßen und der Spiegel kippt. Mehrdimensional ablenkbare Spiegel sind durch den Einsatz mehrerer elektrischer Spulenanordnungen oder speziell verlegter Leiterschleifen (45°-Polarisation) leicht realisierbar.

Gegenüber elektrostatisch auslenkbaren Kippspiegeln sind mit einer derartigen Realisierung wesentlich geringere Spannungen notwendig. Besondere Maßnahmen gegen eine ungewollte Berührung sind nicht notwendig. Der dafür notwendige und zusätzliche Auf­ wand an Materialien und technologischen Herstellungsschritten sinkt.

Die elektrische Spulenanordnung befindet sich auf dem oder im Träger oder ist der Träger selbst.

Der elektrische Strom fließt durch die elektrische Spulenanord­ nung des Trägers, so daß eine damit verbundene Wärme leicht ab­ geführt werden kann. Zwangskühlungen in Form eines Luftstroms und/oder die Anordnung von Kühlelementen zur Erhöhung der wär­ meabstrahlenden Oberfläche sind einsetzbar.

Damit ist eine Erhöhung des fließenden elektrischen Stromes in der elektrischen Spulenanordnung gleichbedeutend einer Erhöhung der proportionalen magnetischen Feldstärke möglich.

Es sind gegenüber elektrostatisch betriebenen Kippspiegeln größere Abstände zwischen der Spiegelplatte und der Grundplatte realisierbar. Damit sind auch für größere Spiegelplatten größere Kippwinkel erreichbar.

Die Realisierung der elektrischen Spulenanordnung im Träger führt zu ökonomisch sehr günstig zu realisierenden Spiegelan­ ordnungen. Besonders vorteilhaft ist dieser Sachverhalt unter anderem bei Einrichtungen, die eine Vielzahl von Spiegeln auf­ weisen.

Die mikromechanischen und elektromagnetisch betriebenen Spie­ gelanordnungen zeichnen sich weiterhin dadurch aus, daß ent­ sprechend des Patentanspruchs 2 ein Doppelspiegel vorhanden ist. Dadurch sind zwei Lichtstrahlen identisch ablenkbar. Dieser Sachverhalt ist besonders für eine Überwachung oder Messung der Auslenkung des Spiegels vorteilhaft.

Das Verfahren zur Herstellung einer mikromechanischen und elektromagnetisch betriebenen Spiegelanordnung ist einfach zu realisieren und zeichnet sich durch nur wenige Verfahrens­ schritte aus. Die Spiegelanordnung mit einem Spiegel oder mehreren Spiegeln und der dazugehörige Träger werden separat voneinander komplett hergestellt und in einem nachfolgenden Verfahrensschritt miteinander verbunden. Dadurch ist eine unabhängige Vorkontrolle der Spiegelanordnung und des Trägers möglich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patent­ ansprüchen 3 bis 17 und 19 bis 21 angegeben.

Für den Magnetwerkstoff sind sowohl weichmagnetische als auch hartmagnetische Materialien nach der Weiterbildung des Patent­ anspruchs 3 einsetzbar. Der Einsatz hartmagnetischer Materia­ lien erhöht die erzielbaren magnetischen Kräfte.

Eine mit einer Suspension mit Partikeln eines Magnetwerkstoffes gespritzte Schicht nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4, ist leicht und ökonomisch zu realisieren.

Die Weiterbildung des Patentanspruchs 5 führt zu einer Schicht mit einem Magnetwerkstoff, deren Zusammensetzung durch die Folie bestimmt wird. Damit ist der Anteil der Magnetwerkstoffe mit der Folie vorgegeben. Die Prüfung der Zusammensetzung er­ folgt vor dem Aufbringen oder direkt während der Herstellung dieser Folie. Der Anteil und die Verteilung der Magnetwerk­ stoffe in der Folie ist vorbestimmbar, so daß leicht ein Spie­ gel mit definierten Eigenschaften realisiert werden kann.

Eine gedruckte Schicht nach der Weiterbildung des Patentan­ spruchs 6 gewährleistet gleichbleibende Schichtdicken, so daß der Anteil der Magnetwerkstoffe in der Schicht über die aufzu­ bringende Schichtdicke festgelegt ist.

Grundlage der Schichten der Weiterbildungen des Patentanspruchs 7 sind Keime oder eine geschlossene Schicht, die durch

• - Aufdampfen,
• - Sputtern oder
• - thermische oder ein elektrisches Entladungsplasma und che­ mische Abscheidung aus der Gasphase

auf der Oberfläche der Rückseite des Spiegels aufgebracht wer­ den oder wird. Das sind technisch ausgereifte Technologien. Eine chemische Verstärkung nach der Weiterbildung des Patentan­ spruchs 8 sichert eine dicke weich- oder hartmagnetische Schicht, so daß eine Ablenkung der Spiegel auch bei gering fließenden elektrischen Strömen in der elektrischen Spulen­ anordnung oder der elektrischen Luftspulenanordnung gegeben ist.

Durch die polarisierte Schicht aus oder mit dem Magnetwerkstoff nach den Weiterbildungen der Patentansprüche 9 oder 19 erhöhen sich die magnetischen Kräfte zum Auslenken des Spiegels.

Der Kern der elektrischen Spulenanordnungen nach der Weiterbil­ dung des Patentanspruchs 10 vergrößert die Induktivität. Damit ist ein höherer magnetischer Fluß oder ein geringerer elektri­ scher Strom zur Erzeugung des gleichen magnetischen Flusses gegenüber einer Luftspule gegeben. Die durch den fließenden elektrischen Strom hervorgerufene Erwärmung der elektrischen Spulenanordnungen wird verringert.

Die Weiterbildungen der Patentansprüche 11 bis 13 beinhalten günstige Varianten zur Ausgestaltung der elektrischen Spulen­ anordnungen.

Der Träger aus einem metallkaschierten Substrat entsprechend der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 ermöglicht die Nutzung der bekannten Technologien zur Herstellung von elektronischen Leiterplatten. Mit der Verwendung von Mehrebenenleiterplatten ist eine aus mehreren Lagen bestehende elektrische Spulenan­ ordnung realisierbar. Damit sind besonders ökonomische und miniaturisierbare Träger gegeben.

Elektrische Spulenanordnungen aus einem isolierten Metalldraht nach den Weiterbildungen der Patentansprüche 12 und 13 ver­ ringern den Anteil chemischer Bäder, deren ökologische Entsor­ gung zusätzliche ökonomische Aufwendungen notwendig macht.

Die Öffnung oder die Öffnungen im Träger nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 14 stellen eine besonders günstige Variante der Realisierung der Spiegelanordnung dar. Damit ist es wei­ terhin leicht möglich, Spiegelanordnungen mit Spiegeln unter­ schiedlicher Abmessungen herzustellen. Bei der Verwendung einer Mehrebenenleiterplatte, wobei im Randbereich der Öffnung durch die übereinanderangeordneten Windungen in Form von Leiterzügen die elektrische Spulenanordnung realisiert ist, ergibt sich eine besonders günstige Realisierungsvariante. Diese eignet sich vorteilhafterweise für die Herstellung von großen Stück­ zahlen an Spiegelanordnungen.

Die elektrische Spulenanordnung ist bei einem Träger nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 15 auch gegenüber der Spie­ gelfläche auf diesem oder im denselben plazierbar. Dadurch sind auch mehrere elektrische Spulenanordnungen auf dem oder im Träger leicht anordenbar.

Der Träger aus einem elektrischen Isolator nach der Weiterbil­ dung des Patentanspruchs 16 ermöglicht das Aufbringen oder die Integration von elektrischen Spulenanordnungen, die aus einem nichtisolierten Metall bestehen.

Die Weiterbildung des Patentanspruchs 17 verhindert, daß die Spiegelkanten auf dem Träger auftreffen. Eine Deformation oder ein Bruch des Spiegels wird verhindert.

Die Weiterbildung des Patentanspruchs 20 führt zur Realisierung eines Doppelspiegels.

Silizium als Spiegel nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 21 ergibt eine fast ermüdungsfreie Spiegelanordnung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden näher beschrieben.

Dazu zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht eines eindimensionalen Spiegels mit einer weichmagnetischen Schicht und zwei elektrischen Spulenanordnungen im Träger,

Fig. 2 einen Schnitt der Darstellung der Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines ersten eindimensionalen Spiegels mit einer hartmagnetischen Schicht und einer elektrischen Spulenanordnung im Träger und

Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines zweiten eindimensionalen Spiegels mit einer hartmagnetischen Schicht und einer elektrischen Spulenanordnung im Träger.

1. Ausführungsbeispiel

Die mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung besteht in einem ersten Ausführungsbeispiel aus min­ destens einem Spiegel 1, der über einen ihn umgebenden Rahmen 2 mit einem Träger 6 verbunden ist. Der Spiegel 1 ist über zwei Federn in Form von zwei Torsionsfedern 3a, 3b in dem den Spie­ gel 1 umgebenden Rahmen 2 aufgehängt. Die Torsionsfedern 3a, 3b sind an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Spiegels 1 mit­ tig angeordnet. Damit befinden sich diese in einer Symmetrie­ achse des Spiegels 1. Der Spiegel 1 kippt in dieser Symmetrie­ achse (Darstellung in der Fig. 1).

Der Spiegel 1 selbst besteht aus Silizium und die Spiegelfläche kann zur Erhöhung der Reflexion zusätzlich mit einem Metall (Gold, Silber oder Aluminium) beschichtet sein.

Die der Spiegelfläche gegenüberliegende Fläche weist eine aus einem weichmagnetischen Stoff bestehende oder einen weichmag­ netischen Stoff enthaltene Schicht 5 auf. Diese bedeckt ent­ weder die gesamte Fläche oder Teile dieser Fläche. Im zweiten Fall bleibt die oben beschriebene Symmetrieachse unbedeckt. Die Schicht 5 selbst besteht oder enthält einen weichmagnetischen Stoff in Form von unter anderem Eisen, Eisen-Nickel-, Eisen- Kobalt-, Eisen-Nickel-Kobalt-Legierungen oder Ferriten. Diese ist

• - aufgespritzt und selbstaushärtend oder aushärtbar,
• - eine Folie,
• - aufgedruckt und selbstaushärtend oder aushärtbar,
• - aufgedampft,
• - gesputtert oder
• - aus der Gasphase chemisch abgeschieden und thermisch oder in einem elektrischen Entladungsplasma erzeugt (z. B. durch Anwen­ dung von Laser-CVD - chemical vapor deposition).

Der Spiegel 1 ist mit dem Träger 6 verbunden, der ein elek­ trischer Isolator ist. Der Träger 6 ist dabei so ausgebildet, daß die Kippbewegung des Spiegels 1 nicht beeinträchtigt wird. Dazu weist der Träger 6 entsprechend der Anzahl, der Größe und der Position der Spiegel 1 Vertiefungen auf. Der Träger 6 be­ sitzt zwei elektrische Spulenanordnungen 7a, 7b. Diese sind links und rechts gegenüber der oben beschriebenen Symmetrie­ achse des Spiegels 1 auf der dem Spiegel 1 gegenüberliegenden Oberfläche des Trägers 6, im Träger 6 oder auf der dem Spiegel 1 zugewandten Oberfläche des Trägers 6 angeordnet (Darstellung in der Fig. 2).

Die elektrischen Spulenanordnungen 7a, 7b sind zum Ersten eine strukturierte Kupferschicht oder mehrere derartige Kupfer­ schichten auf dem oder im Träger 6. Zum Zweiten bestehen die elektrischen Spulenanordnungen 7a, 7b aus mehreren Windungen aus isoliertem Kupferdraht, die sich jeweils auf einem ferro­ elektrischen Kern 8a, 8b befinden. Die Windungen der elek­ trischen Spulenanordnungen 7a, 7b verlaufen parallel zur Spie­ gelfläche. Die Kerne 8a, 8b sind rechtwinklig zur Spiegelfläche angeordnet.

Korrespondierend zu den kippbaren Kanten des Spiegels 1 sind Anschlagelemente 9a, 9b auf dem Träger 6 in Richtung des Spie­ gels 1 angeordnet. Diese bestehen vorzugsweise aus einem ela­ stischen Material, so daß die Spiegelkanten beim Auftreffen nicht beschädigt werden.

Die elektrischen Spulenanordnungen 7a, 7b sind mit einer An­ steuerschaltung, die sich entweder direkt auf dem Träger 6 befindet oder separat angeordnet ist, elektrisch verbunden.

In einer Variante dieses Ausführungsbeispiels besteht die Schicht 5 aus einem hartmagnetischen und polarisierten Ma­ terial.

2. Ausführungsbeispiel

Die mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung besteht in einem zweiten Ausführungsbeispiel aus mindestens einem Spiegel 1, der über einen diesen umgebenden Rahmen 2 mit einem Träger 6 verbunden ist. Der Spiegel 1 ist über zwei Federn in Form von zwei Torsionsfedern 3a, 3b in dem den Spiegel 1 umgebenden Rahmen 2 aufgehängt. Die Torsions­ federn 3a, 3b sind an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Spiegels 1 mittig angeordnet. Damit befinden sich diese in einer Symmetrieachse des Spiegels 1. Dieser kippt in dieser Symmetrieachse.

Der Spiegel 1 selbst besteht aus Silizium und die Spiegelfläche kann zur Erhöhung der Reflexion zusätzlich mit einem Metall (Gold, Silber oder Aluminium) beschichtet sein.

Die der Spiegelfläche gegenüberliegende Fläche weist eine aus einem hartmagnetischen Stoff bestehende oder einen hartmagne­ tischen Stoff enthaltene und polarisierte Schicht 5 auf. Diese bedeckt die gesamte Fläche. Weiterhin ist sie so polarisiert, daß sich der Nord- und der Südpol an den kippenden Kanten be­ finden.

Die Schicht 5 selbst ist

• - aufgespritzt und selbstaushärtend oder aushärtbar,
• - eine Folie,
• - aufgedruckt und selbstaushärtend oder aushärtbar,
• - aufgedampft,
• - gesputtert oder
• - aus der Gasphase chemisch abgeschieden und thermisch oder in einem elektrischen Entladungsplasma erzeugt (z. B. durch Anwendung von Laser-CVD - chemical vapor deposition).

Diese Schicht (5) selbst reflektiert Lichtstrahlen oder weist eine Lichtstrahlen reflektierende Schicht auf. Damit ist ein Doppelspiegel vorhanden.

Der oder die Spiegel 1 ist oder sind mit einem Träger 6 ver­ bunden. Dieser besitzt eine Öffnung oder Öffnungen entsprechend der Anzahl und der Position des Spiegels 1 oder der Spiegel 1. Die Abmessungen der Öffnung oder Öffnungen sind größer als die jeweiligen Abmessungen des oder der Spiegel 1 einschließlich der Torsionsfedern 3a, 3b. Damit ist eine freie Kippbewegung gegeben.

Der Träger 6 selbst ist eine Mehrlagenleiterplatte (Darstellung in der Fig. 3). Durchgehende Leiterzüge sind um die Öffnung angeordnet. Die Anfänge und Enden der Leiterzüge der einzelnen Lagen sind so miteinander verbunden, daß eine elektrische Luftspulenanordnung 10 mit mehreren Wicklungslagen vorhanden ist.

Diese ist mit einer Ansteuerschaltung, die sich entweder direkt auf dem Träger 6 befindet oder separat angeordnet ist, elek­ trisch verbunden.

In einer weiteren Variante dieses Ausführungsbeispiels besteht die elektrische Luftspulenanordnung 10 aus mehreren gegen­ einander isolierten Drahtwindungen, die in der Öffnung ange­ ordnet sind. Die Abmessungen der Öffnung im Innenraum der Drahtwindungen entsprechen dabei denen der Öffnung des zweiten Ausführungsbeispiels (Darstellung in der Fig. 4).

Der Doppelspiegel (1) des zweiten Ausführungsbeispiels ist mit den gleichen Merkmalen auch als Einfachspiegel realisierbar. Dazu ist die Schicht (5) nicht spiegelnd oder es ist keine spiegelnde Schicht notwendig.

In einer weiteren Variante dieses Ausführungsbeispiels besteht die Schicht (5) aus einem weichmagnetischen Material oder diese enthält einen weichmagnetischen Stoff.

3. Ausführungsbeispiel

In einem dritten Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zur Her­ stellung einer mikromechanischen und elektromagnetisch betrie­ benen Spiegelanordnung aufgeführt.

Ein Siliziumwafer wird durch bekannte Verfahrensschritte derart strukturiert, daß ein oder mehrere Spiegel über zwei an sich gegenüberliegenden Kanten des Spiegels oder der Spiegel mittig angeordneten Torsionsbalken in einem den Spiegel umgebenden Rahmen aufgehängt sind. Die Torsionsbalken befinden sich damit in einer Symmetrieachse des Spiegels.

Der so vorbereitete Siliziumwafer wird anschließend auf der der Spiegelfläche gegenüberliegende Fläche vollständig oder teil­ weise

• - mit einem aufgedampften Magnetwerkstoff versehen,
• - mit einem Magnetwerkstoff gesputtert,
• - mit einer aus der Gasphase chemisch abgeschiedenen und ther­ misch oder in einem elektrischen Entladungsplasma erzeugten Schicht aus einem Magnetwerkstoff versehen,
• - mit einem einen Magnetwerkstoff enthaltenen Material besprüht oder bedruckt und danach getrocknet oder
• - mit einer einen Magnetwerkstoff enthaltenen Folie versehen.

Die Schicht auf der Rückseite des Spiegels besteht oder enthält einen weich- oder hartmagnetischen Magnetwerkstoff in Form von unter anderem Eisen, Eisen-Nickel-, Eisen-Kobalt-, Eisen- Nickel-Kobalt-Legierungen oder Ferriten.

Ein Träger wird entweder mit Vertiefungen korrespondierend zu den Spiegeln, einem Öffnungen korrespondierend zu den Spiegeln aufweisenden Abstandsrahmen oder Öffnungen ausgestattet. Die Tiefe der Vertiefungen oder die Dicke des Abstandsrahmens be­ stimmt den Kippwinkel der Spiegel.

Rechts und links der oben aufgeführten Symmetrieachse des Spie­ gels oder im Rand der Öffnung werden elektrische Spulenanord­ nungen auf dem Träger aufgebracht.

Die elektrischen Spulenanordnungen selbst sind Drahtwindungen, die aus einem isolierten Kupferdraht bestehen.

Der Träger mit Vertiefungen oder unter Verwendung des Abstands­ rahmens besitzt elektrische Spulenanordnungen mit einem fer­ romagnetischen Kern.

In einem nächsten Verfahrensschritt wird der Siliziumwafer mit dem Träger verbunden, vorzugsweise verklebt.

Bei der Herstellung einzelner Spiegel oder einer begrenzten Zahl von Spiegeln werden der Halbleiterwafer und der Träger vor Montage getrennt, so daß nur einzelne Spiegel oder die erfor­ derliche Anzahl von Spiegeln auf dem entsprechenden Träger montiert werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach dem dritten Ausführungsbeispiel besteht der Träger aus einem kupferkaschierten Substrat oder einer Mehrebenenleiterplatte. Durch bekannte Substraktiv- oder Additivverfahren werden die Windungen der elektrischen Spulenanordnungen als miteinander verbundene Leiterbahnen erzeugt.

Die Verfahrensschritte zur Herstellung der Spiegelanordnung einschließlich der Verbindung dieser mit dem Träger entsprechen denen des dritten Ausführungsbeispiels.

Claims (21)

1. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung, wobei mindestens ein Spiegel über mindestens eine Feder in einem den Spiegel umgebenden Rahmen aufgehängt ist, die Spiegelanordnung mit einem Träger verbunden ist und die Spiegelanordnung vorzugsweise aus Silizium und die Spiegel­ fläche vorzugsweise aus Silizium oder einem Metall besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die der Spiegelfläche gegenüber­ liegende Fläche eine aus einem Magnetwerkstoff bestehende oder einen Magnetwerkstoff enthaltene Schicht (5) besitzt, daß die Schicht (5) die gesamte Fläche bedeckt oder daß Teile dieser Fläche mit der Schicht (5) bedeckt sind, daß im Träger (6) oder auf dem Träger (6) mindestens eine elektrische Spulenanordnung (7) angeordnet ist oder daß die elektrische Spulenanordnung (7) der Träger (6) ist, daß sich die Windung oder die Windungen der elektrischen Spulenanordnung (7) parallel zur Spiegelfläche befinden und daß die elektrische Spulenanordnung (7) mit einer Ansteuerschaltung elektrisch verbunden ist.

2. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung, wobei mindestens ein Spiegel über mindestens eine Feder in einem den Spiegel umgebenden Rahmen aufgehängt ist, die Spiegelanordnung mit einem Träger verbunden ist und die Spiegelanordnung vorzugsweise aus Silizium und die Spiegel­ fläche vorzugsweise aus Silizium oder einem Metall besteht, dadurch gekennzeichnet, daß im Träger (6) eine elektrische Luftspulenanordnung (10) angeordnet ist oder daß die elektrische Luftspulenanordnung (10) der Träger (6) ist, daß die Windungen der elektrischen Luftspulenanordnung (10) parallel zur Spiegelfläche angeordnet sind, daß die Abmessung oder die Abmessungen des Querschnitts der Öffnung der elektrischen Luftspulenanordnung (10) größer als die Abmes­ sungen der Spiegelfläche des Spiegels (1) einschließlich der Feder ist oder sind, daß die der Spiegelfläche gegenüberlie­ gende Fläche eine aus einem Magnetwerkstoff bestehende oder einen Magnetwerkstoff enthaltene Schicht (5) besitzt, daß die Schicht (5) die gesamte Fläche bedeckt oder daß Teile dieser Fläche mit der Schicht (5) bedeckt sind, daß sich auf der Schicht (5) eine Lichtstrahlen reflektierende Schicht befindet oder daß die Schicht (5) eine Lichtstrahlen reflektierende Schicht ist und daß die elektrische Luftspulenanordnung (10) mit einer Ansteuerschaltung elektrisch verbunden ist.

3. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetwerkstoff ein weich- oder hartmagnetischer Magnetwerkstoff ist.

4. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Magnetwerkstoff enthaltene, aufgespritzte und selbstaushärtende oder aushärtbare Schicht (5) auf der der Spiegelfläche gegenüberliegenden Fläche des Spiegels (1) angeordnet ist.

5. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (5) auf der der Spiegelfläche gegenüber­ liegenden Fläche eine aufgebrachte und den Magnetwerkstoff enthaltene Folie ist.

6. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Magnetwerkstoff enthaltene, aufgedruckte und selbstaushärtende oder aushärtbare Schicht (5) auf der der Spiegelfläche gegenüberliegenden Fläche des Spiegels (1) angeordnet ist.

7. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine

• - aufgedampfte,
• - gesputterte oder
• - aus der Gasphase chemisch abgeschiedene und thermisch oder in einem elektrischen Entladungsplasma erzeugte Schicht (5) auf der der Spiegelfläche gegenüberliegenden Fläche des Spiegels (1) angeordnet ist.

8. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (5) chemisch verstärkt ist.

9. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung nach einem der Patentansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (5) aus oder mit dem Magnet­ werkstoff lateral polarisiert ist.

10. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Spulenanordnung (7) einen Kern (8) besitzt und daß der Kern (8) aus einem ferromagnetischen Material besteht.

11. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens eine additiv oder aus einer Metallschicht substraktiv erzeugte elektrische Spulenanordnung (7) oder elektrische Luftspulenanordnung (10) auf dem und/oder im Träger (6) befindet.

12. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine aus einem isolierten Metalldraht gewickelte elektrische Spulenanordnung (7) oder elektrische Luftspulen­ anordnung (10) auf dem und/oder im Träger (6) angeordnet oder Bestandteil des Trägers (6) ist.

13. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Metalldraht aus Kupfer besteht.

14. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (6) entsprechend der Anzahl der Spiegel (1) Öff­ nungen aufweist und daß die Abmessung oder die Abmessungen des Querschnitts der Öffnung größer als die Abmessungen der Spiegelfläche einschließlich der Feder sind.

15. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (6) entsprechend der Anzahl der Spiegel (1) Ver­ tiefungen aufweist, daß die Abmessung oder die Abmessungen des Querschnitts der Vertiefung größer als die Abmessungen der Spiegelfläche einschließlich der Feder sind und daß die Tiefe der Vertiefung größer als die entsprechende Abmessung bei größtem Auslenkwinkel des Spiegels (1) ist.

16. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (6) aus einem elektrischen Isolator besteht.

17. Mikromechanische und elektromagnetisch betriebene Spiegel­ anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Anschlagelement (9) korrespondierend zu jeder geschwenkten Kante des Spiegels (1) auf dem Träger (6) ange­ ordnet ist.

18. Verfahren zur Herstellung einer mikromechanischen und elektromagnetisch betriebenen Spiegelanordnung, wobei mindestens ein Spiegel über mindestens eine Feder in einem den Spiegel umgebenden Rahmen aufgehängt und die Spiegelanordnung mit einem Träger verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit mehreren Spiegeln versehene Halbleiterscheibe auf der der Spiegelfläche gegenüberliegenden Fläche vollständig oder teilweise

• - mit einer aufgedampften,
  gesputterten,
  aus der Gasphase chemisch abgeschiedenen und thermisch oder in einem elektrischen Entladungsplasma erzeugten Schicht aus einem Magnetwerkstoff versehen wird,
• - mit einem einen Magnetwerkstoff enthaltenen Material besprüht oder bedruckt und danach getrocknet wird oder
• - mit einer einen Magnetwerkstoff enthaltenen Folie versehen wird und
  daß die so behandelte Halbleiterscheibe oder Teile der so behandelten Halbleiterscheibe mit mindestens einem mit mindestens einer elektrischen Spulenanordnung versehenen Träger so befestigt wird oder werden, daß jeder Spiegel mindestens eindimensional frei kippbar ist.

19. Verfahren nach Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus oder mit dem Magnetwerkstoff lateral polarisiert wird.

20. Verfahren nach Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (5) mit einer Lichtstrahlen reflektierenden Schicht versehen wird.

21. Verfahren nach Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterscheibe aus Silizium besteht.