EP1357571A1 - Microelectromechanical system and its method of manufacture - Google Patents

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EP1357571A1
EP1357571A1 EP02405334A EP02405334A EP1357571A1 EP 1357571 A1 EP1357571 A1 EP 1357571A1 EP 02405334 A EP02405334 A EP 02405334A EP 02405334 A EP02405334 A EP 02405334A EP 1357571 A1 EP1357571 A1 EP 1357571A1
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EP
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micro
element
surface
position
substrate
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Withdrawn
Application number
EP02405334A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Ralf Strümpler
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ABB Research Ltd
Original Assignee
ABB Research Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H59/00Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
    • H01H59/0009Electrostatic relays; Electro-adhesion relays making use of micromechanics
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/12Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/20Bridging contacts
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/50Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/0036Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS]
    • H01H2001/0042Bistable switches, i.e. having two stable positions requiring only actuating energy for switching between them, e.g. with snap membrane or by permanent magnet
    • HELECTRICITY
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    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/0036Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS]
    • H01H2001/0078Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS] with parallel movement of the movable contact relative to the substrate

Abstract

The micro-electromechanical system has a substrate (S) and a pair of micro-elements (1,2) having facing surfaces (3a,4a) generated via a structuring method with a minimum separation characteristic. One of the micro-elements is bistable and is switched into a second bistable state in which the separation of the surfaces is less than the minimum separation characteristic. An Independent claim for a manufacturing method for a micro-electromechanical system is also included.

Description

Technisches Gebiet technical field

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der mikro-elektromechanischen Systeme, insbesondere The invention relates to the field of micro-electromechanical systems, in particular

  • auf ein Mikro-elektromechanisches System gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie a micro-electro-mechanical system according to the preamble of claim 1 and
  • auf ein Verfahren zur Herstellung eines mikro-elektromechanischen Systems gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 21. to a method for manufacturing a micro-electro-mechanical system according to the preamble of claim 21st
Stand der Technik State of the art

Eine derartiges, den Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 21 bildendes mikro-elektromechanischen System (micro electro-mechanical system, MEMS) und ein entsprechendes Verfahren sind beispielsweise aus DE 198 00 189 A1 bekannt. A such, the preamble of claims 1 and 21 forming micro-electromechanical system (Micro Electro-Mechanical System, MEMS) and a corresponding method are known from DE 198 00 189 A1. Dort ist ein mikromechanischer Schalter beschrieben, welcher ein flächiges Trägersubstrat, ein auf dem Trägersubstrat festgesetztes Kontaktstück, eine bewegliche Elektrode und eine fest mit dem Trägersubstrat verbunden Gegenelektrode umfasst. There, a micromechanical switch is described which comprises a flat supporting substrate, a fixed set on the carrier substrate contact piece, a movable electrode and a fixed connected to the support substrate counter electrode. Die bewegliche Elektrode hat ein freies Ende und ein festes, mit dem Trägersubstrat verbundenes Ende. The movable electrode has a free end and a fixed end connected to the carrier substrate end. Die bewegliche Elektrode und die Gegenelektrode weisen einander zugewandte Oberflächen auf. The movable electrode and the counter electrode each have facing surfaces. Durch elektrostatische Anziehungskräfte zwischen diesen einander zugewandten Oberflächen kann die bewegliche Elektrode derart gebogen, das heisst elastisch verformt werden, dass sich das freie Ende der beweglichen Elektrode der Gegenelektrode und dadurch auch dem Kontaktstück annähert, bis es zum Kontakt zwischen dem freiem Ende der beweglichen Elektrode und dem Kontaktstück kommt. By electrostatic attraction forces between these surfaces facing each other, the movable electrode can be bent in such a way, which means are elastically deformed that the free end of the movable electrode the counter electrode and thereby also the contact piece approximates until the contact between the free end of the movable electrode and the contact piece comes. Die Bewegung des freien Endes der beweglichen Elektrode erfolgt dabei lateral, das heisst parallel zu dem flächigen Trägersubstrat. The movement of the free end of the movable electrode takes place laterally, ie parallel to the flat supporting substrate.

Die elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen den einander zugewandten Oberflächen der beweglichen Elektrode und der Gegenelektrode wird durch das Anlegen einer Spannung zwischen der beweglichen Elektrode und der Gegenelektrode erzeugt. The electrostatic attraction forces between the mutually facing surfaces of the movable electrode and the counter electrode is generated by applying a voltage between the movable electrode and the counter electrode. Um einen Kurzschluss, das heisst einen elektrischen Kontakt zwischen der beweglichen Elektrode und der Gegenelektrode zu vermeiden, sind Stopper in die Gegenelektrode eingebracht, die über die der beweglichen Elektrode zugewandte Oberfläche der Gegenelektrode herausragen und nicht auf demselben Potential liegen wie die Gegenelektrode. A short circuit, that is to avoid electrical contact between the movable electrode and the counter electrode are placed stoppers in the counter electrode, which protrude on the side facing the movable electrode surface of the counter electrode, and do not lie on the same potential as the counter electrode. Zu demselben Zwecke können auch Federn vorgesehen sein, die auf der der Gegenelektrode abgewandten Seite der beweglichen Elektrode angebracht sind und die Bewegung der beweglichen Elektrode in Richtung der Gegenelektrode einschränken. For the same purpose also springs may be provided, which are mounted on the counter electrode side remote from the movable electrode and restrict the movement of the movable electrode toward the counter electrode. Zusätzlich kann zu demselben Zwecke auch noch die der Gegenelektrode zugewandte Oberfläche der beweglichen Elektrode mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehen sein. In addition, the surface facing the counter electrode surface of the movable electrode can for the same purpose also be provided with an electrically insulating layer.

Die elektrostatische Anziehungskraft Fzwischen zwei parallelen Oberflächen der Fläche A im Abstand d bei Anliegen einer Schaltspannung U zwischen den beiden Oberflächen ist gegeben durch The electrostatic attraction force Fzwischen two parallel surfaces of area A at a distance d with application of a switching voltage U between the two surfaces is given by F = ε 0 · A · U 2 F = ε 0 * A * U 2 /( / ( 2d 2 2d 2 ) )

Die Kraft nimmt also linear mit der Fläche, quadratisch mit der Spannung und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes zu. The force increases linearly with the surface, the square of the voltage and inversely proportional to the square of the distance to.

Das in der genannten DE 198 00 189 A1 offenbarte Mikrosystem wurde unter Einsatz eines Siliziumtiefenätzprozesses aus dem Trägersubstrat erzeugt. The method disclosed in the aforementioned DE 198 00 189 A1 microsystem was generated using a Siliziumtiefenätzprozesses from the carrier substrate. Dabei wird nach Aufbringen einer Maske auf das Trägersubstrat an den Stellen, an denen die Maske geöffnet ist, Material aus dem Trägersubstrat herausgeätzt. In this case, by applying a mask to the carrier substrate at the locations where the mask is opened, etched material from the carrier substrate. Dadurch entstehenden Gräben oder Ätzkanäle, die mindestens eine für das Ätzverfahren charakteristische minimale Breite haben. Resulting trenches or etch channels, which have at least one characteristic of the etching minimum width.

Um eine Beweglichkeit des freie Endes der beweglichen Elektrode zu erreichen, wird ein Opferschichtprozess angewendet, der das freie Ende der beweglichen Elektrode von dem Trägersubstrat trennt. In order to achieve mobility of the free end of the movable electrode, a sacrificial layer process is applied, which separates the free end of the movable electrode of the carrier substrate. Dazu wird eine im Trägersubstrat unterhalb der beweglichen Teile des mikromechanischen Schalters angeordnete Opferschicht durch einen Ätzprozess selektiv entfernt, wobei die Opferschicht an Stellen, an denen eine Verbindung zum Substrat erwünscht ist, wie an der Gegenelektrode, dem festgesetzten Kontaktstück und dem festen Ende der beweglichen Elektrode, weiterbesteht. For this purpose, one below the moving parts of the micromachine switch disposed in the carrier substrate sacrificial layer is selectively removed by an etching process, wherein the sacrificial layer at locations at which a connection is desired to the substrate, such as on the counter electrode, the contact piece and fixed to the fixed end of the movable electrode , persists.

DE 42 05 029 C1 zeigt ein elektrostatisch betriebenes mikro-elektromechanisches Relais, das horizontal arbeitet. DE 42 05 029 C1 discloses an electrostatically operated micro-electro-mechanical relay that operates horizontally. Das heisst die Schaltbewegung dieses Relais verläuft im wesentlichen senkrecht zu einem Trägersubstrat. This means that the switching movement of this relay is substantially perpendicular to a carrier substrate. Aus einem Silizium-Substrat wird eine zungenförmige Elektrode mit Kontaktstück freigeätzt. Of a silicon substrate, a tongue-shaped electrode with contact piece is etched. Das Substrat wird dann derart auf ein Gegensubstrat mit einer Gegenelektrode und einem Gegenkontakt aufgebracht, dass die Elektrode mit der Gegenelektrode einen keilförmigen Spalt einschliesst. The substrate is then applied to such a counter substrate having a counter electrode and a mating contact that the electrode with the counter electrode includes a wedge-shaped gap. Durch Anlegen einer Schaltspannung zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode sind diese aufeinander zu bewegbar, wodurch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Kontakt und Gegenkontakt erreichen lässt. By applying a switching voltage between the electrode and the counter electrode, these are movable towards each other, thereby possible to achieve an electrically conductive connection between the contact and mating contact. Grosse Kontaktkräfte sind durch relativ breite Elektroden erreichbar. Large contact forces can be achieved by relatively wide electrodes.

In DE 197 36 674 C1 ist ebenfalls ein mikro-elektromechanisches Relais und ein Verfahren zu dessen Herstellung offenbart, das horizontal arbeitet. In DE 197 36 674 C1 is also a micro-electro-mechanical relay and a method is disclosed for the production thereof, which operates horizontally. Ein beweglicher Kontakt ist an einer einseitig an einem Substrat befestigten Ankerzunge angebracht, die im Ruhezustand vom Substrat weggekrümmt ist. A movable contact is mounted on a cantilevered on a substrate anchor tongue, which is curved away from the substrate in the rest state. Zur Erzeugung einer hohen Kontaktkraft wirkt dieser Kontakt mit einem Festkontakt zusammen, welcher an einer ebenfalls vom Substrat weggekrümmten Federzunge befestigt ist. This contact acts to produce a high contact force with a fixed contact, which is fixed to a likewise curved away from the substrate spring tongue. Die Krümmung der Kontakte wird durch das Aufbringen einer Zugspannungsschicht auf beiden Kontakten realisiert. The curvature of the contacts is realized by the application of a tensile stress layer on both contacts. Das Erreichen einer hohen Reproduzierbarkeit einer derart erzeugten Krümmung der Kontakte und damit der Kontaktabstände im Ruhezustand (geöffnet) ist fertigungstechnisch nicht einfach. Achieving a high reproducibility of a thus produced curvature of the contacts and the contact distances at rest (open) has been designed in not easy.

In US 5'638'946 und US 6'057'520 sind weitere horizontal arbeitende MEMS Schalter beschrieben. In US 5'638'946 and US 6'057'520 more horizontally operating MEMS switches are described.

J. Qiu et al., "A Centrally-Clamped Parallel-Beam Bistable MEMS Mechanism", Proc. J. Qiu et al., "A Centrally-Clamped parallel beam bistable MEMS Mechanism", Proc. of MEMS 2001, Interlaken, Schweiz, Jan. 20-22, 2001, zeigt einen bistabil schaltbaren mikro-elektromechanischen Mechanismus. of MEMS 2001, Interlaken, Switzerland, January 20 to 22, 2001, shows a bistable switchable micro-electro-mechanical mechanism. Dieser besteht aus zwei parallelen, beidseitig aufgehängten Federzungen oder Membranen, die einen kosinusförmigen Verlauf beschreiben. This consists of two parallel spring tongues on both sides suspended or membranes describing a cosine curve. In der Mitte sind die Federzungen miteinander verbunden, und an ihren Enden sind sie an einem Trägersubstrat festgesetzt. In the middle of the spring tongues are connected to one another, and at their ends they are fixed to a supporting substrate. Dieses bistabile Mikro-Element wird mittels lonentiefätzen und Opferschichttechnologie aus dem Silizium-Trägersubstrat erzeugt, so dass die Federzungen lateral beweglich sind und zwei stabile Zustände aufgewiesen werden. This bistable micro-element is produced by means lonentiefätzen and sacrificial-layer technology from the silicon supporting substrate, so that the spring tongues are laterally movable, and two stable states are exhibited. Durch Anwenden einer senkrecht zu den Federzungen und parallel zu dem Trägersubstrat gerichteten Kraft ist der bistabile Mechanismus zwischen den beiden stabilen Zuständen hin- und herschaltbar, wobei die jeweilige zur Anfangsposition spiegelbildliche Endposition durch ein Schnappen des Mechanismus schliesslich selbständig erreicht wird. By applying one of the bistable mechanism between the two stable states to the spring tongues and directed parallel to the carrier substrate back and force is perpendicular herschaltbar, wherein the respective mirror-image end position to the initial position is achieved by a snapping mechanism of the finally independently. Um einerseits elastische Beweglichkeit und anderseits mechanische Stabilität des Mikro-Elementes zu erreichen, sind die 3 mm langen Federzungen nur 10 µm bis 20 µm breit, aber 480 µm hoch. In order to achieve on the one hand and on the other elastic mobility mechanical stability of the micro-element, the 3 mm long spring tongues are only 10 microns to 20 microns wide, but 480 microns high.

Weitere lateral bewegliche mikro-elektromechanische Mechanismen sind in M. Taher, A. Saif, "On a Tunable Bistable MEMS - Theory and Experiment", Journal of Microelectromechanical Systems, Vol. 9, 157-170 (Juni 2000) beschrieben. . More laterally movable micro-electromechanical mechanisms A. Saif, "On a bistable MEMS Tunable - Theory and Experiment" in M. Taher, Journal of Microelectromechanical Systems, Vol 9, 157-170 (June 2000) described.

In US 5'677'823 ist ein elektrostatisch schaltbares bistabiles Speicherelement offenbart, welches horizontal arbeitet. In US 5'677'823 a electrostatically switchable bistable memory element is disclosed which operates horizontally. Ein im wesentlichen parallel zu einem Trägersubstrat ausgerichteter, brückenartiger beweglicher Kontakt ist oberhalb von einem fest mit dem Trägersubstrat verbundenem Festkontakt angeordnet. A substantially to a carrier substrate aligned parallel, bridge-like movable contact is arranged above a permanently connected to the carrier substrate fixed contact. An seinen beiden Enden ist der bewegliche Kontakt an dem Trägersubstrat festgesetzt, während er in seiner Mitte von dem Trägersubstrat weggewölbt (erste stabilen Position) oder in Richtung des Trägersubstrates gewölbt ist (zweite stabile Position). At its two ends the movable contact to the supporting substrate is fixed, while curved away in the center of the carrier substrate (first stable position) or curved in the direction of the supporting substrate (second stable position). In der zweiten stabilen Position berühren sich der bewegliche Kontakt und der Festkontakt: der Schalter ist geschlossen. In the second stable position the movable contact and the fixed contact touch: the switch is closed. In der ersten stabilen Position ist der Schalter geöffnet. In the first stable position of the switch is open. Die Bistabilität des Schalters ergibt sich durch mechanische Spannungen, welche bei der Herstellung des Schalters in den beweglichen Kontakt eingebracht werden. The bistability of the switch results from mechanical stresses which are introduced during the production of the switch in the movable contact. Ebenfalls unterhalb des beweglichen Kontaktes sind seitlich neben dem Festkontakt zwei Elektroden angeordnet. Also below the movable contact two electrodes are arranged laterally adjacent to the fixed contact. Durch Anlegen von elektrischen Spannungen an den beweglichen Kontakt und an diese Elektroden können Kontakt und Elektroden elektrisch aufgeladen werden, so dass sich elektrostatische Anziehungs- oder Abstossungskräfte zwischen diesen ergeben, durch welche der Schalter zwischen den beiden stabilen Positionen hin- und hergeschaltet werden kann. By applying electric voltages to the movable contact and to these electrodes and contact electrodes can be electrically charged, so that the electrostatic attractive or repulsive forces arising between them, through which the switch between the two stable positions can be moved back and hergeschaltet.

Ein anderer horizontal arbeitender bistabiler MEMS-Mechanismus ist in Sun et al., "A Bistable Microrelay Based on Two-Segment Multimorph Cantilever Actuators", IEEE Catalog Nr. 98CH36176, beschrieben. Another horizontal working bistable MEMS mechanism is described in Sun et al., "A Micro Bistable relay Based on Two-Segment multimorph cantilever Actuators", IEEE Catalog no. 98CH36176.

Darstellung der Erfindung Summary of the Invention

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein mikro-elektomechanisches System (MEMS) der eingangs genannten Art zu schaffen, welches ein flexibleres MEMS-Design ermöglicht. It is therefore an object of the invention to provide a micro-elektomechanisches system (MEMS) of the type mentioned in the introduction, which enables a more flexible MEMS design. Insbesondere sollen eine verbesserte Schaltbarkeit und neue Funktionalitäten ermöglicht werden. In particular, an improved ability to switch and new functionality to be enabled. Diese Aufgabe löst ein MEMS mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. This object is achieved by a MEMS having the features of claim 1.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von MEMS zu schaffen. It is another object of the invention to provide an improved method for the production of MEMS. Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 21. This object is achieved by a method having the features of claim 21st

Verbesserte Schaltbarkeit kann beispielsweise bedeuten, dass ein Schaltvorgang bereits bei geringeren Schaltspannungen auslösbar ist. Improved ability to switch can mean for example that a switching operation can be triggered even at low switching voltages. Neue Funktionalitäten können beispielsweise die Realisierung von spannungslos geschlossen Anschlüssen oder von Mikro-Relais mit sowohl spannungslos geöffneten wie auch spannungslos geschlossenen Anschlüssen bedeuten. New functionality can mean both energized open as well as closed-energized terminals such as the implementation of energized closed connections or micro-relay.

Das erfindungsgemässe MEMS umfasst ein Substrat sowie ein erstes Mikro-Element und ein zweites Mikro-Element, wobei The inventive MEMS comprises a substrate and a first micro-element and a second micro-element,

  • das erste Mikro-Element und das zweite Mikro-Element mit dem Substrat verbunden sind, the first micro-element and the second micro-element are connected to the substrate,
  • das erste Mikro-Element eine erste Fläche aufweist und das zweite Mikro-Element eine zweite Fläche aufweist, welche Flächen einander zugewandt sind und durch ein Strukturierungsverfahren erzeugt sind, the first micro-element having a first surface and the second micro-element has a second surface, which surfaces face each other and are generated by a patterning process,
  • das erste Mikro-Element einen Schaltteil beinhaltet, durch den es bistabil zwischen einer Initialposition und einer Arbeitsposition schaltbar ist, und the first micro-element incorporates a switching part, by which it is bistable switchable between an initial position and a working position, and
  • der Abstand zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche in der Arbeitsposition des ersten Mikro-Elementes kleiner als ein durch das Strukturierungsverfahren erzeugbarer Minimalabstand zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche ist. is the distance between the first surface and the second surface in the working position of the first micro-element is less than a producible by the patterning process minimum distance between the first surface and the second surface.

Es wird also ein erstes, zwischen den zwei stabilen Positionen Initialposition und Arbeitsposition schaltbares Mikro-Element derart in Verbindung mit einem zweiten Mikro-Element eingesetzt, dass das erste Mikro-Element nach Umschalten von der Initialposition in die Arbeitsposition einen geringeren Abstand zu dem zweiten Mikro-Element aufweist als in der Initialposition. a first, stable between the two positions it is therefore initial position and working position switchable micro-element so used in combination with a second micro-element that the first micro-element after switching from the initial position into the working position at a smaller distance to the second micro- element has, as in the initial position. Beide Mikro-Elemente sind mit dem Substrat verbunden und unter Einsatz eines Strukturierungsverfahrens erzeugt. Both micro-elements are connected to the substrate and produced using a patterning method. Der genannte geringere Abstand in der Arbeitsposition ist erfindungsgemäss kleiner als ein für das Strukturierungsverfahren charakteristischer Minimalabstand zwischen den zwei Mikro-Elementen. Said lower spacing in the working position according to the invention is smaller than a characteristic of the patterning methods minimum distance between the two micro-elements.

Auf diese Weise wird erreicht, dass neue Freiheitsgrade bei dem Design von MEMS gewonnen werden, da prozesstechnisch vorgegebene Randbedingungen überwunden werden. In this way ensures that new degrees of freedom be gained in the design of MEMS because of process engineering given constraints are overcome. Verschiedenste Mikro-Aktoren können neu oder einfacher oder in verbesserter Form realisiert werden. A wide variety of micro-actuators can be new or simply realized in an improved form or.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes weist das zweite Mikro-Element ein mit dem Substrat fest verbundenes erstes festes Ende sowie einen beweglichen Teil auf, wobei in der Arbeitsposition des ersten Mikro-Elementes der bewegliche Teil des zweiten Mikro-Elementes durch elektrostatische Kräfte zwischen dem ersten Mikro-Element und dem zweiten Mikro-Element von einer Ausschaltposition in eine Einschaltposition bewegbar ist, und wobei die beiden Mikro-Elemente im Bereich der Stelle, an der der genannte geringere Abstand zwischen den beiden Mikro-Elementen vorliegt, Berührungsstellen aufweisen und elektrisch nichtleitend ausgebildet sind. In a preferred embodiment of the subject invention, the second micro-element to a firmly connected to the substrate first fixed end and a movable part, wherein in the working position of the first micro-element, the movable part of the second micro-element by electrostatic forces between the first micro-element and the second micro-element from a switched-off position into a switch-on position is movable, and wherein the two micro-elements in the region of the location at which said smaller distance between the two micro-elements is present, contact points comprise and constructed to be electrically non-conductive are. Dass Berührungsstellen vorliegen heisst, dass der genannte geringere Abstand null beträgt. means that there are points of contact, that said lower spacing is zero.

Somit wird es ermöglicht, elekrostatisch arbeitende Aktoren herzustellen, deren elektrostatisch schaltbare Elektroden (Elektrode und Gegenelektrode) einander berühren. Thus, it becomes possible to produce elekrostatisch working actuators whose electrostatically switchable electrodes contact (electrode and counter-electrode) to each other. Die dadurch erreichten kleinen oder verschwindenden Elektrodenabstände haben eine verbesserte Schaltbarkeit zur Konsequenz. The thus achieved little or disappearing electrode spacings have improved the ability to switch the consequence. Ein Schalten des Aktors bei sehr geringen Schaltspannungen ist möglich. An actuator switching at very low switching voltages is possible.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist zusätzlich das erste Mikro-Element derart ausgebildet, dass es eine angepasste Gegenelektrode beinhaltet, die der Form des zweiten Mikro-Elementes angepasst ist: Die angepasste Gegenelektrode ist derart geformt, dass sich in der Einschaltposition des zweiten Mikro-Elementes die angepasste Gegenelektrode und das zweite Mikro-Element im Bereich der genannten Berührungsstellen grössflächig überlappen. In a further advantageous embodiment of the subject invention, the first micro-element is additionally configured such that it includes a matched counter electrode which is adapted to the shape of the second micro-element: The adjusted counter electrode is formed such that in the switch-on of the second micro- the customized item generated counter electrode and the second micro-element in the area of ​​said contact points overlap grössflächig. In der Einschaltposition des zweiten Mikro-Elementes schmiegen sich also die angepasste Gegenelektrode und das zweite Mikro-Element aneinander an. In the switch-on of the second micro-element, therefore, the customized counter electrode and the second micro-element cling to each other. Dadurch wird eine Maximierung der Flächen erreicht, zwischen denen die elektrostatischen Anziehungskräfte wirken, was grössere elektrostatischen Anziehungskräfte und somit eine verbesserte Schaltbarkeit zur Folge hat. Characterized a maximization of the surfaces is achieved between which act the electrostatic attractive forces, which has greater electrostatic attraction forces and thus an improved ability to switch the result. Ein Schalten des Aktors bei sehr geringen Schaltspannungen wird ermöglicht. An actuator switching at very low switching voltages is possible.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die genannte angepasste Gegenelektrode zusätzlich einen zweiten Abschnitt, der gegenüber dem sich an das zweite Mikro-Element anschmiegenden Abschnitt der Gegenelektrode stufenförmig zurückversetzt ist. In a further advantageous embodiment, said adjusted counter electrode further comprises a second portion which is stepped back with respect to the osculating itself to the second micro-element portion of the counter electrode. In der Einschaltposition des zweiten Mikro-Elementes schliessen dabei dieser zweite Abschnitt der angepassten Gegenelektrode und das zweite Mikro-Element einen Spalt ein. In the switch-on of the second micro-element while the second portion of the adjusted counter electrode and the second micro-element include a gap. Auf diese Weise kann eine Kraft, die das zweite Mikro-Element in seiner Einschaltposition auszuüben vermag, massgeschneidert und sehr gross gewählt werden, indem die Länge, Breite und Höhe des Spaltes entsprechend dimensioniert wird. In this way can be tailored and selected very large a force that is able to exert the second micro-element in its on position, by the length, width and height of the gap is dimensioned accordingly. Die auf diese Weise gross wählbare Kraft kann beispielsweise eine Kontaktkraft des zweiten Mikro-Elementes auf ein oder zwei elektrische Kontakte sein, die das zweite Mikro-Element in seiner Einschaltposition kontaktiert, wodurch ein sicherer elektrischer Kontakt herstellen lässt. The large-selectable in this manner power may be, for example, a contact force of the second micro-element to one or two electrical contacts, which contacts the second micro-element is in its ON position, thereby forming a secure electrical contact can be produced.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Wechselschaltrelais realisiert. In a further preferred embodiment, a change of switching relay is realized.

In anderen vorteilhaften Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden Relais oder Wechselschaltrelais mit spannunglos geschlossenen Anschlüssen realisiert. In other advantageous embodiments of the subject invention relays or changing switching relays are realized with spannunglos closed ports.

Insbesondere ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der bewegliche Teil des zweiten Mikro-Elementes durch Schalten des ersten Mikro-Elementes von der Initialposition in die Arbeitsposition elastisch verformbar. In particular, in a preferred embodiment, the movable part of the second micro-element can be elastically deformed by switching the first micro-element from the initial position into the working position. Dadurch ist es möglich, spannungslos geschlossene Anschlüsse zu realisieren. This makes it possible to realize energized closed ports.

Das erfindungsgemässe Verfahren beinhaltet nach der Strukturierung zweier Mikro-Elemente mit einander zugewandten Flächen das Umschalten des bistabil schaltbaren Mikro-Elementes. The inventive method includes, after the patterning of two micro-elements with surfaces facing each other the switching of the bistable switchable micro-element. Dadurch können neue oder verbesserte MEMS, wie die oben genannten, hergestellt werden. This allows new or improved MEMS, such as those mentioned above were prepared.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und den Figuren hervor. Further preferred embodiments are evident from the dependent claims and the figures.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief Description of Drawings

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. In the following, the subject invention will be described with reference to preferred exemplary embodiments which are illustrated in the accompanying drawings. Es zeigen: Show it:

Fig. 1 Fig. 1
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen MEMS mit kosinusförmigem bistabilen Element, in Aufsicht; a schematic representation of an inventive MEMS with kosinusförmigem bistable element in top view;
Fig. 2 Fig. 2
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen MEMS mit schwingungsbauchförmigem bistabilen Element, in Aufsicht; a schematic representation of an inventive MEMS with schwingungsbauchförmigem bistable element in top view;
Fig. 3 Fig. 3
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen MEMS mit kosinusförmigem bistabilen Element und angepasster Gegenelektrode, in Aufsicht; a schematic representation of an inventive MEMS with kosinusförmigem bistable element and adapted counter electrode in plan view;
Fig. 4 Fig. 4
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Mikro-Relais mit kosinusförmigem bistabilen Element und angepasster Gegenelektrode, in Aufsicht; a schematic representation of an inventive micro-relay with kosinusförmigem bistable element and adapted counter electrode in plan view;
Fig. 5 Fig. 5
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Mikro-Wechselschalt-Relais mit zwei kosinusförmigen bistabilen Elementen und angepasster Gegenelektrode, in Aufsicht; a schematic representation of an inventive micro-exchange switching relay with two cosinusoidal bistable elements and adapted counter electrode in plan view;
Fig. 6 Fig. 6
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Mikro-Relais mit kosinusförmigem bistabilen Element und gestufter Gegenelektrode, in Aufsicht; a schematic representation of an inventive micro-relay with kosinusförmigem bistable element and stepped counter electrode in plan view;
Fig. 7 Fig. 7
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Mikro-Relais mit kosinusförmigem bistabilen Element und gestufter Gegenelektrode und zweiteiligem beweglichen Teil des zweiten Mikro-Elementes, in Aufsicht; a schematic representation of an inventive micro-relay with kosinusförmigem bistable element and stepped counter electrode and two-movable part of the second micro-element, in a plan view;
Fig. 8 Fig. 8
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Wechselschalt-Relais mit monostabilem zweiten Mikro-Element und NO- und NC-Anschlüssen, in Aufsicht; a schematic representation of an inventive exchange switching relay with monostable second micro-element and NO and NC terminals in plan view;
Fig. 9 Fig. 9
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Wechselschalt-Relais mit bistabilem zweiten Mikro-Element und NO- und NC-Anschlüssen, in Aufsicht; a schematic representation of an inventive exchange switching relay bistable second micro-element and NO and NC terminals in plan view;
Fig. 10a Fig. 10a
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Mikro-Relais mit NC-Anschluss, Zustand: erstes Mikro-Element in Initialposition; a schematic representation of an inventive micro-relay with NC terminal, Condition: the first micro-element in the initial position; in Aufsicht; in supervision;
Fig. 10b Fig. 10b
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Mikro-Relais mit NC-Anschluss, Zustand: erstes Mikro-Element in Arbeitsposition, zweites Mikro-Element in Ausschaltposition; a schematic representation of an inventive micro-relay with NC terminal, Condition: the first micro-element into the working position, second micro-element in the off position; in Aufsicht; in supervision;
Fig. 10c Fig. 10c
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Mikro-Relais mit NC-Anschluss, Zustand: erstes Mikro-Element in Arbeitsposition, zweites Mikro-Element in Einschaltposition; a schematic representation of an inventive micro-relay with NC terminal, Condition: the first micro-element into the working position, second micro-element in the on position; in Aufsicht; in supervision;
Fig. 11a Fig. 11a
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen horizontal arbeitenden Mikro-Relais mit NC-Anschluss, geschnittene Seitenansicht; a schematic representation of an inventive horizontally operating microrelay with NC port side sectional view;
Fig. 11b Fig. 11b
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen horizontal arbeitenden Mikro-Relais mit NC-Anschluss, in Aufsicht; a schematic representation of an inventive horizontally operating microrelay with NC terminal, in plan view;

Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. The reference symbols used in the drawings and their meaning are summarized in the reference numeral list. Grundsätzlich sind in den Figuren gleichwirkende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In principle, equivalent parts are given the same reference numerals in the figures.

Wege zur Ausführung der Erfindung Ways of carrying out the invention

Fig. 1 zeigt eine schematisch eine Aufsicht auf ein erstes erfindungsgemässes mikro-elektromechanisches System (MEMS). Fig. 1 shows a schematically a plan view of a first inventive micro-electro-mechanical system (MEMS). Es umfasst ein erstes Mikro-Element 1 und ein zweites Mikro-Element 2, welche beide starr mit einem Substrat S verbunden sind. It comprises a first micro-element 1 and a second micro-element 2, both of which are rigidly connected to a substrate S.

Das Substrat S ist eine Scheibe (Wafer) aus einkristallinem Silizium, bei der eine der zwei grössten Oberflächen eine Hauptfläche des Substrates bildet. The substrate S is a disc (wafer) made of monocrystalline silicon, wherein one of the two major surfaces constituting a main surface of the substrate. In Fig. 1 liegt diese Hauptfläche in der Papierebene. In Fig. 1, this major surface is located in the plane of the paper. Unter Einsatz von lonentiefätzen (DRIE, dry reactive ion etching) und Opferschichttechnologie wurden das erste Mikro-Element 1 und das zweite Mikro-Element 2 aus dem Substrat S geformt. Using lonentiefätzen (DRIE dry reactive ion etching) and sacrificial layer technology, the first micro-element 1 and the second micro-element 2 were molded from the substrate S.

Das Strukturierungsverfahren DRIE hat die Eigenschaft, ein materialabtragendes Verfahren zu sein; The patterning method DRIE has the property of being an abrasive process; es ist ein Ätzverfahren. it is an etching process. Es hat weiter die Eigenschaft, gut zur Erzeugung schmaler und doch tiefer Kanäle, Spalten oder Gräben geeignet zu sein, wodurch dem DRIE eine Vorzugsrichtung zugesprochen werden kann, welche die Richtung des bevorzugten Materialabtrages angibt und somit senkrecht zur Hauptfläche des Substrates liegt. It has also the property to be good for producing narrower yet deeper channels, gaps or grooves capable of which a preferred direction may be attributed to the DRIE, which indicates the direction of preferential material removal, and thus is perpendicular to the main surface of the substrate. Senkrecht wiederum zu dieser Vorzugsrichtung ist die Breite eines mittels DRIE erzeugten Grabens nach unten, also zu schmalen Gräben, begrenzt. Perpendicular to turn this preferred direction, the width of a trench produced by DRIE is down, so to narrow trenches limited. Das heisst, dass es eine durch das Strukturierungsverfahren (beispielsweise DRIE) gegebene minimale erzeugbare Grabenbreite gibt. This means that there is a by the patterning process (for example, DRIE) given minimum producible grave width. Für die zwei Flächen, welche die seitlichen Begrenzungen eines solchen Grabens bilden, gibt es somit einen Minimalabstand. For the two surfaces forming the lateral boundaries of such a trench, there is thus a minimum distance. Details, wie mittels lonentiefätzen und Opferschittechnologie die Mikro-Elemente 1,2 aus dem Substrat geformt werden können, ist dem Fachmann bekannt und können beispielsweise auch der genannten Offenlegungsschrift DE 198 00 189 A1 entnommen werden, die hierdurch mit ihrem gesamten Offenbarungsgehalt in die Beschreibung aufgenommen wird. Details, such as micro-elements 1,2 can be formed from the substrate by means lonentiefätzen and Opferschittechnologie is known in the art and also the said Offenlegungsschrift DE 198 00 189 A1, for example, be removed, which are hereby incorporated in the description by their entire disclosure content becomes.

Mittels DRIE erzeugte Mikro-Elemente haben typischerweise Seitenflächen, die fast senkrecht zu der Hauptfläche des Substrates S ausgerichtet sind, oder anders ausgedrückt: (Lokale) Flächennormalenvektoren der Seitenflächen verlaufen praktisch parallel zur Hauptfläche des Substrates S. Derartige Mikro-Elemente besitzen somit im wesentlichen die Form eines geraden (rechtwinkligen) Prismas, deren Grundfläche parallel zu der Hauptfläche des Substrates S ausgerichtet ist. Means typically DRIE generated micro-elements have side surfaces that are oriented almost perpendicular to the main surface of the substrate S, in other words, the (local) surface normal vectors of the side surfaces virtually parallel to the main surface of the substrate S. Such micro-elements thus have substantially the form of a straight (right angle) prism whose base surface is oriented parallel to the main surface of the substrate S. Zudem ist typischerweise die Höhe eines solchen Mikro-Elementes (senkrecht zur Haupfläche) sehr gross gegenüber der (schmalsten) Breite eines solchen Mikro-Elementes. In addition, typically the amount of such micro-element (perpendicular to Haupfläche) is very large compared to the (narrowest) width of such a micro-element. Das erste Mikro-Element und das zweite Mikro-Element sind von dieser Art. The first micro-element and the second micro-element are of this type.

Das erste Mikro-Element 1 ist als ein bistabil elastischer MEMS-Mechanismus ausgebildet, wie er in der genannten Publikation J. Qiu et al., "A Centrally-Clamped Parallel-Beam Bistable MEMS Mechanism", Proc. The first micro-element 1 is designed as a bistable elastic MEMS mechanism as in the said publication J. Qiu et al., "A Centrally-Clamped Parallel Beam Bistable MEMS Mechanism", Proc. of MEMS 2001, Interlaken, Schweiz, Jan. 20-22, 2001, beschrieben ist. of MEMS 2001, Interlaken, Switzerland, January 20 to 22, 2001, is described. Details zu Ausgestaltungsformen, Eigenschaften und zur Herstellung eines derartigen Mikro-Elementes können dieser Publikation entnommen werden, welche hierdurch mit ihrem gesamten Offenbarungsgehalt in die Beschreibung aufgenommen wird. Details of embodiments, features, and for manufacturing such a micro-element of this publication can be found, which is hereby incorporated in the description by their entire disclosure content. Das erste Mikro-Element 1 ist an einem ersten Ende 6 und einem zweiten Ende 7 auf dem Substrat S festgesetzt. The first micro-element 1 is fixed at a first end 6 and a second end 7 on the substrate S. Dazwischen weist das erste Mikro-Element 1 zwei parallel verlaufende, kosinusförmig gekrümmte Federzungen auf, die in der Mitte 8 zwischen den beiden Enden 6,7 miteinander verbunden sind. Therebetween, the first micro-element 1 has two parallel, curved cosine spring tongues, which are joined in the middle 8 between the two ends 6,7 to each other. In Anbetracht ihrer geringen Breite und ihrer grossen Höhe (senkrecht zur Substrat-Hauptfläche) kann man diese Federzungen auch als parallele Membrane auffassen. can be understood, this spring tongues as parallel membrane in view of its narrow width and its great height (perpendicular to the substrate principal surface).

Das erste Mikro-Element 1 ist bistabil zwischen einer Initialposition A und einer Arbeitsposition B schaltbar (letztere in Fig. 1 gestrichelt dargestellt). The first micro-element 1 is bistable switchable between an initial position A and an operative position B (shown in dotted lines in the latter Fig. 1). Das heisst, das Mikro-Element 1 weist zwei mechanisch stabile Zustände oder Positionen A und B auf, zwischen denen es unter Aufbringung einer lateralen, also substratparallelen Kraft hin- und herbewegbar ist; That is, the micro-element 1 has two mechanically stable states or positions A and B between which it is movable back and forth with the application of a lateral, ie substrate parallel force; die Bewegung findet dabei im wesentlichen lateral statt. the movement takes place here substantially laterally. Eventuelle Zwischenpositionen sind nicht stabil, sondern führen selbständig zu einem raschen Übergang in einen der zwei stabile Zustände A oder B. Der Übergang erfolgt durch vorzugsweise elastische Verformung des ersten Mikro-Elementes 1. Das erste Mikro-Element 1 besteht hier also lediglich aus einem Schaltteil 5, durch welchen es bistabil schaltbar ist. Any intermediate positions are not stable, but perform independently to a rapid transition in one of the two stable states A or B. The transition is carried out by preferably elastic deformation of the first micro-element 1. The first micro-element 1 is here therefore only of a switching part 5, by which it is bistable switching.

Das erste Mikro-Element 1 weist auf der dem zweiten Mikro-Element 2 zugewandten Seite eine mittels DRIE geformte Seitenfläche auf, die als erste Fläche 3a bezeichnet wird. The first micro-element 1 has the second micro-element 2 side facing a shaped by means of DRIE side surface, which is referred to as the first surface 3a. Diese erste Fläche 3a weist eine erste Beschichtung 3b auf, welche elektrisch isolierend ist und deren äussere, also von der ersten Fläche 3a abgewandte Oberfläche die erste Oberfläche 3 des ersten Mikro-Elementes 1 bildet. This first area 3a has a first coating 3b which is electrically insulating and the outer, so facing away from the first surface 3a of surface forms the first surface 3 of the first micro-element. 1 Die erste Beschichtung 3b wird typischerweise durch Oxidation des Siliziums erzeugt. The first coating 3b is typically generated by oxidation of the silicon.

Das zweite Mikro-Element 2 umfasst ein erstes festes Ende 10 auf, an dem es auf dem Substrat S festgesetzt ist, und einen beweglichen Teil 11; The second micro-element 2 comprises a first fixed end 10, to which it is fixed on the substrate S, and a movable part 11; es ist dem ersten Mikro-Element 1 benachbart angeordnet. it is disposed adjacent to the first micro-element. 1 Auf derjenigen Seite des zweiten Mikro-Elementes, die dem ersten Mikro-Element 1 zugewandt ist, weist das zweite Mikro-Element 2 eine mittels DRIE geformte Seitenfläche auf, die als zweite Fläche 4a bezeichnet wird. On the side of the second micro-element that is facing the first micro-element 1, the second micro-element 2 by means of a shaped DRIE side surface, which is referred to as a second surface 4a. Diese zweite Fläche 4a weist eine zweite Beschichtung 4b auf, welche elektrisch isolierend ist und deren äussere, also von der zweiten Fläche 4a abgewandte Oberfläche die zweite Oberfläche 4 des zweiten Mikro-Elementes 2 bildet. This second surface 4a has a second coating 4b which is electrically insulating and the outer, so facing away from the second surface 4a of the surface forms the second surface 4 of the second micro-element. 2 Die erste Oberfläche 3 und die zweite Oberfläche 4 sind einander zugewandte Oberflächen, wie auch die erste Fläche 3a und die zweite Fläche 4a einander zugewandt sind. The first surface 3 and the second surface 4 are facing surfaces, as well as the first surface 3a and the second surface 4a facing each other. Die zweite Beschichtung 4b wird ebenfalls typischerweise durch Oxidation des Siliziums erzeugt. The second coating 4b is also typically generated by oxidation of the silicon.

Nach der Formung der ersten Fläche 3a und der zweiten Fläche 4a mittels DRIE befindet sich das erste Mikro-Element 1 in der Initialposition A und das zweite Mikro-Element 2 in einer Ausschaltposition A'. After forming the first surface 3a and the second surface 4a by means of DRIE is the first micro-element 1 in the initial position A and the second micro-element 2 in an off position A '. Da die Flächen 3a und 4a mittes DRIE geformt sind, haben sie einen Abstand voneinander, der mindestens so gross ist wie ein durch DRIE gegebener Minimalabstand. Because the faces 3a and 4a Mittes DRIE are formed, they have a distance apart which is at least as large as a value given by DRIE minimum distance. Mit dem Abstand der Flächen voneinander ist der Abstand gemeint, den solche zwei Punkte voneinander haben, die einander am nächsten liegen, wobei der eine Punkt auf der ersten Fläche 3a und der andere Punkt auf der zweiten Fläche 4a liegt. With the distance between the surfaces from each other, the distance is meant to have such two points from each other, which are closest to each other, wherein the one point on the first surface 3a and the other point on the second surface 4a is located. Der Abstand ist also die Breite des Grabens zwischen der ersten Fläche 3a und der zweiten Fläche 4a an seiner engsten Stelle. The distance is thus the width of the trench between the first surface 3a and the second surface 4a at its narrowest point. In Fig. 1 ist diese Stelle an einer Ecke des ersten festen Endes 10 des zweiten Mikro-Elementes 2 und nahe den ersten Ende 6 des ersten Mikro-Elementes 1 an der Membran des ersten Mikro-Elementes 1, die die erste Fläche 3a aufweist. In Fig. 1, this point is at a corner of the first fixed end 10 of the second micro-element 2 and near the first end 6 of the first micro-element 1 at the membrane of the first micro-element 1, which has the first surface 3a.

Die Initialposition A des ersten Mikro-Elementes 1 ist eine herstellungsbedingte Anfangsposition. The initial position A of the first micro-element 1 is a production-related initial position. Die Anordnung des ersten Mikro-Elementes 1 und des zweiten Mikro-Elementes 2 ist derart gewählt, dass nach einem Umschalten des ersten Mikro-Elementes 1 von der Initialposition A in die Arbeitsposition B der Abstand der ersten Fläche 3a von der zweiten Fläche 4a kleiner ist als der genannte, durch das Herstellungsverfahren (beispielsweise DRIE) gegebene Minimalabstand. The arrangement of the first micro-element 1 and the second micro-element 2 is chosen such that after switching the first micro-element 1 from the initial position A to working position B, the distance of the first surface 3a of the second surface 4a is smaller given as said, by the manufacturing method (for example, DRIE) minimum distance. Bei dem MEMS in Fig. 1 ist der Abstand sogar null, das heisst, in der Arbeitsposition A berühren sich das erste Mikro-Element 1 und das zweite Mikro-Element 2. In der Arbeitsposition A kann ein bestimmungsgemässes Zusammenwirken des ersten Mikro-Elementes 1 mit dem zweitem Mikro-Element 2 innerhalb des MEMS stattfinden. In the MEMS in FIG. 1, the distance is even zero, that is, in the working position A to touch the first micro-element 1 and the second micro-element 2. In the working position A may be an intended cooperation of the first micro-element 1 take place with the second micro-element 2 within the MEMS.

Das MEMS in Fig. 1 stellt einen Mikro-Aktor dar, der von dem ersten Mikro-Element 1 und dem zweiten Mikro-Element 2, zusammen mit dem Substrat S gebildet wird. The MEMS in FIG. 1 illustrates a micro-actuator, which is formed by the first micro-element 1 and the second micro-element 2, together with the substrate S. Dabei wirkt das zweite Mikro-Element 2 als eine bewegliche, elektrostatisch schaltbare Elektrode und das bistabil schaltbare erste Mikro-Element 1 als eine dazugehörige elektrostatische Gegenelektrode. Here, the second micro-element 2 acts as a movable electrode electrostatically switchable and bistable switchable first micro-element 1 as a corresponding electrostatic counter electrode. Das erste Mikro-Element 1 befindet sich in der Arbeitsposition A. The first micro-element 1 is in the working position A.

Die Funktionsweise des Mikro-Aktors, wenn er in der Arbeitsposition B ist, ist im wesentlichen aus dem Stand der Technik bekannt: An dem ersten festen Ende 6 des ersten Mikro-Elementes 1 ist eine Kontaktierungselektrode C, und an dem ersten festen Ende 10 des zweiten Mikro-Elementes 2 ist eine Kontaktierungselektrode C' vorgesehen. The operation of the micro-actuator, when in the working position B, is substantially known from the prior art: On the first fixed end 6 of the first micro-element 1 is a Kontaktierungselektrode C, and to the first fixed end 10 of the second micro-element 2 is a Kontaktierungselektrode C 'are provided. Diese Kontaktierungselektroden C,C' dienen zum Anlegen von Schaltspannungen an die Mikro-Elemente 1,2, durch welche sich die Mikro-Elemente elektrostatisch aufladen, so dass elektrostatische Kräfte zwischen den Mikro-Elementen 1 und 2 wirken. These contact electrodes C, C 'are provided for applying switching voltages to the micro-elements 1.2, through which the micro-elements electrostatically charged, so that electrostatic forces between the micro-elements act. 1 and 2 Dafür muss das Material, aus dem die Mikro-Elemente gemacht sind, ausreichend leitfähig sein, was beispielsweise durch entsprechende Dotierung des Siliziums erreicht wird. For this purpose, the material from which the micro-elements are made must be sufficiently conductive, which is achieved for example by appropriate doping of the silicon. Durch die elektrostatischen Kräfte zwischen den Mikro-Elementen (genauer: zwischen der ersten Oberfläche 3 und der zweiten Oberfläche 4) ist der bewegliche Teil 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 von der Ausschaltposition A' in eine Einschaltposition B' des zweiten Mikroelementes 2 bewegbar. Due to the electrostatic forces between the micro-elements (more precisely, between the first surface 3 and the second surface 4) of the movable member is moved from the off position A 'in a switch-on position B' of the second micro-element 2 11 of the second micro-element. 2 Die Einschaltposition B' ist in Fig. 1 gestrichelt dargestellt. The switch-B 'shown in FIG. 1 by dashed lines. In dem MEMS in Fig. 1 ist eine entgegengesetzte Aufladung der Mikro-Elemente 1,2 und damit eine anziehende elektrostatische Kraft vorgesehen. In the MEMS in FIG. 1 is an opposite charge of the micro-elements 1.2 and thus an attractive electrostatic force is provided. Zum Zurückschalten des zweiten Mikro-Elementes 2 in die Ausschaltposition A' werden die Ladungen der Mikro-Elemente 1,2 abgebaut. To return the second micro-element 2 to the off position A ', the charges of the micro-elements 1,2 are reduced. Dass keine unerwünschten Entladungen stattfinden, insbesondere, wenn sich die Mikro-Elemente 1,2 berühren, wird durch die nichtleitenden Beschichtungen 3b,4b erreicht. That no undesirable discharges take place, particularly when the micro-elements touch 1,2, 4b is achieved by the non-conductive coatings 3b.

Wie Gleichung (1) entnommen werden kann, nimmt die elektrostatische Kraft umgekehrt proportional zum Abstand ab. As equation (1) can be removed, the electrostatic force increases in inverse proportion to the distance. Das erfindungsgemässe MEMS aus Fig. 1 hat somit den grossen Vorteil, schon mit kleineren Schaltspannungen schaltbar zu sein als sie für ein MEMS benötigt würden, dessen Abstand zwischen Elektrode und Gegenelektrode grösser oder gleich dem durch das Strukturierungsverfahren gegebenen Minimalabstand ist. The inventive MEMS in FIG. 1 thus has the great advantage of being switched even with smaller switching voltages as they would be required for a MEMS, whose distance between the electrode and the counter electrode is greater than or equal to the given by the patterning process minimum distance.

Der Mikro-Aktor in Fig. 1 kann beispielsweise als optischer Mikro-Schalter eingesetzt werden, indem ein zu schaltender Lichstrahl durchgelassen oder durch den beweglichen Teil 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 unterbrochen wird, je nachdem, ob sich das zweite Mikro-Element 2 in der Ausschaltposition A' oder in der Einschaltposition B' befindet. The micro-actuator of FIG. 1 can be used by passed in to switching light beam or is interrupted by the movable part 11 of the second micro-element 2, depending on whether the second micro-element 2, for example, as an optical micro-switches is in the off position A 'or in the switch-B'. Ebensogut ist auch das Umlenken eines Lichtstrahls mit dem Mikro-Aktor in Fig. 1 möglich, beispielsweise wenn in dem beweglichen Teil 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 ein reflektierender Bereich angeordnet ist (nicht dargestellt). Equally well to the deflection of a light beam to the micro-actuator in Fig. 1 is possible, for example when in the movable part 11 of the second micro-element 2, a reflective area is arranged (not shown). Die Einschaltposition B' liegt per definitionem dann vor, wenn geeignete Schaltspannungen anliegen; The switch-B 'is, by definition, present if appropriate switching voltages are applied; anderenfalls liegt der Ausschaltposition A' vor. otherwise there is the off position A 'before.

Das bistabil schaltbare erste Mikro-Element 1 wird als eine elektrostatische Elektrode oder Gegenelektrode eingesetzt. The bistable switchable first micro-element 1 is used as an electrostatic electrode or counter electrode.

Die Ausführungsform in Fig. 1 wurde sehr ausführlich beschrieben. The embodiment in Fig. 1 has been described in great detail. Aus Gründen der Klarheit und Übersichtlichkeit werden im folgenden einige der bereits erwähnten Details der Funktionsweise der erfindungsgemässen MEMS, die dem Fachmann nunmehr klar geworden sein sollten, nicht mehr extra erwähnt. For the sake of clarity and are hereinafter referred to some of the aforementioned details of the workings of the inventive MEMS, which should have become clear by now in the art, not specially mentioned.

Fig. 2 zeigt ein MEMS, das weitgehend dem MEMS aus Fig. 1 entspricht; Fig. 2 shows a MEMS, which largely corresponds to the MEMS in FIG. 1; allerdings ist das erste Mikro-Element 1 anders aufgebaut. However, the first micro-element 1 is constructed differently. Das erste Mikro-Element 1 ist hier als ein anderer lateral, bistabil und vorzugsweise elastisch schaltbarer Mechanismus ausgebildet. The first micro-element 1 is here than another laterally, and preferably bistable elastic mechanism switchable formed. Das erste Mikro-Element 1 ist auch hier an einem ersten Ende 6 und einem zweiten Ende 7 auf dem Substrat S festgesetzt. The first micro-element 1 is fixed on the substrate S also here at a first end 6 and a second end. 7 Dazwischen weist das erste Mikro-Element 1 aber einen gekrümmte Federzunge auf, der die Form eines Schwingungsbauches aufweist. but in between, the first micro-element 1 to a curved spring tongue, which has the shape of an antinode. In Anbetracht seiner geringen Breite und seiner grossen Höhe (senkrecht zur Substrat-Hauptfläche) kann man diese Federzunge ebenfalls als eine Membran bezeichnen. In view of its narrow width and its great height can also refer to this spring tongue as a membrane (perpendicular to the substrate principal surface).

In der Initialposition A, also in dem Zustand, in welchem das erste Mikro-Element 1 strukturiert wird, beschreibt das erste Mikro-Element 1 einen symmetrischen Schwingungsbauch, in der Arbeitsposition B einen asymmetrischen Schwingungsbauch (letzterer in Fig. 2 gestrichelt gezeichnet). is in the initial position A, that is, in the state in which the first micro-element 1 structured in the first micro-element 1 describes a symmetrical antinode in the working position B an asymmetrical antinode (the latter shown in phantom in Fig. 2). Der asymmetrische Schwingungsbauch stellt die zweite stabile Position des ersten Mikro-Elementes 1 dar und kommt dadurch zustande, dass ein mit dem Substrat S fest verbundener Anschlag das erste Mikro-Element 1 in der Arbeitsposition B berührt und zu der entsprechenden Verformung des ersten Mikro-Elementes 1 führt. The asymmetrical antinode represents the second stable position of the first micro-element 1, and arises from the fact that a firmly connected to the substrate S stop, the first micro-element 1 B touches in the working position and the corresponding deformation of the first micro-element 1 executes. Dieser Anschlag wird hier durch ein entsprechend ausgebildetes und angeordnetes erstes festes Ende 10 des zweiten Mikro-Elementes 2 gebildet. This stop is formed here by a correspondingly designed and arranged first fixed end 10 of the second micro-element. 2 Der entsprechende Berührungspunkt liegt zweckmässigerweise rechts von einer Verbindungsstrecke, die von dem zweiten Ende 7 zu dem ersten Ende 6 des ersten Mikro-Elementes 1 verläuft, wenn der symmetrische Schwingungsbauch in der Initialposition A links von dieser Verbindungsstrecke angeordnet ist. The corresponding point of contact is conveniently right of a connection path extending from the second end 7 towards the first end 6 of the first micro-element 1 when the symmetrical antinode in the initial position A to the left of this link is arranged. Der Wert einer parallel zu dieser Verbindungsstrecke geführten Lagekoordinate des Berührungspunktes beträgt nicht 0.5 (kein asymmetrischer Schwingungsbauch) und liegt vorzugsweise zwischen 0.52 und 0.92 der Länge der Verbindungsstrecke; The value of a run parallel to said link positional coordinate of the touch point is not 0.5 (no asymmetrical antinode) and is preferably between 0:52 and 0.92 of the length of the link; er beträgt hier etwa 0.84. He here is about 0.84. Der Anschlag kann auch durch ein entsprechend geformtes erstes Ende 6 oder zweites Ende 7 des ersten Mikro-Elementes 1 gebildet werden oder als ein separat auf dem Substrat S feststehender Anschlag (welcher dann als zum ersten Mikro-Element 1 gehörig zu betrachten ist). The stop may be formed by a correspondingly shaped first end 6 and second end 7 of the first micro-element 1 or as a separately on the substrate S fixed stop (then as a first micro-element 1 to be considered belonging which is).

Wie bei der Ausführungsform von Fig. 1 wird das bistabile Mikro-Element 1 in der Initialposition A erzeugt (strukturiert), wobei der Abstand zwischen ersten Mikro-Element 1 und dem zweiten Mikro-Element 2 mindestens so gross ist wie ein durch das Strukturierungsverfahren gegebener Minimalabstand (zwischen diesen Mikro-Elementen 1,2). As with the embodiment of FIG. 1, the bistable micro-element 1 in the initial position A is generated (structured), wherein the distance between the first micro-element 1 and the second micro-element 2 is at least as large as a value given by the patterning method minimum distance (between the micro-elements 1.2). Noch im Rahmen der Herstellung des MEMS wird nach Aufbringen von Beschichtungen 3b,4b das erste Mikro-Element 1 von der Initialposition A in die Arbeitsposition B geschaltet, wobei in der Arbeitsposition B der Abstand zwischen den beiden Mikro-Elementen 1,2 kleiner ist als der genannte Minimalabstand. Still in the context of the manufacture of the MEMS, after applying coatings 3b, 4b, the first micro-element 1 from the initial position A is switched to the work position B, wherein in the working position the distance between the two micro-elements is less B 1.2 as said minimum distance. In dem MEMS werden also zwei Mikro-Elemente mit einem durch das Strukturierungsverfahren nicht herstellbar kleinem Abstand voneinander realisiert (durch Ausnutzen der bistabilen Schaltbarkeit eines der Mikro-Elemente). In the MEMS thus two micro-elements with a non-producible small by structuring methods distance from each other are realized (by taking advantage of the bistable switching capability of the micro-elements). Für weitere Details zu der Ausführungsform von Fig. 2 wird auf das im Zusammenhang mit Fig. 1 geschriebene verwiesen. For further details on the embodiment of FIG. 2, reference is made to the written in connection with FIG. 1,.

Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemässes MEMS, das weitgehend dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht; Fig. 3 shows an inventive MEMS, which largely corresponds to the embodiment shown in FIG. 1; allerdings besteht hier das erste Mikro-Element 1 nicht nur aus einem Schaltteil 5, sondern umfasst zusätzlich noch eine Elektrode 9. Die Elektrode 9 weist einen länglichen Teil auf, der die erste Fläche 3a, die erste Beschichtung 3b und die erste Oberfläche 3 des ersten Mikro-Elementes 1 beinhaltet. However, there is here the first micro-element 1, not only from a switching portion 5, but still an electrode additionally comprises 9. The electrode 9 has an elongated portion, the first surface 3a, the first coating 3b and the first surface 3 of the first micro element 1 includes. Dieser Teil ist mittels eines weiteren länglichen Teiles, welcher etwa senkrecht zu dem genannten ausgerichtet ist, mit dem Schaltteil 5 in der Mitte 8 zwischen den Enden 6,7 des ersten Mikro-Elementes 1 verbunden. This part is connected by means of another elongated member that is oriented approximately perpendicular to said, to the switching portion 5 in the middle 8 between the ends 6,7 of the first micro-element. 1

Da die Elektrode 9 an dem Schaltteil 5 befestigt ist, bewegt sie sich mit dem Schaltteil 5 mit, wenn von der Initialposition A zur Arbeitsposition B (und ggf. wieder zurück) geschaltet wird. Since the electrode 9 is fixed to the switching portion 5, it moves with the switching portion 5, if from the initial position A to working position B (and possibly back again) is switched. Werden durch Anlegen geeigneter Schaltspannungen elektrostatische Anziehungskräfte zwischen dem ersten Mikro-Element 1 (natürlich in der Arbeitsposition A) und dem zweiten Mikro-Element 2 erzeugt, so wird der bewegliche Teil 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 elastisch verformt und nähert sich der Elektrode 9: Es wird von der Ausschaltposition A' in die Einschaltposition B' geschaltet. Be by applying appropriate switching voltages electrostatic attraction forces between the first micro-element 1 (of course, in the working position A) and generates the second micro-element 2, the movable part 11 of the second micro-element 2 is elastically deformed and approaches the electrode 9 It is switched from the off position A 'in the switch-on position B'. Die Form der Elektrode 9, und insbesondere die Form der ersten Oberfläche 3, ist vorzugsweise derart geformt, dass sich die erste Oberfläche 3 und die zweite Oberfläche 4 in der Einschaltposition vollflächig berühren. The shape of the electrode 9, and in particular the shape of the first surface 3 is preferably formed such that the first surface 3 and the second surface 4 in the switch-on to touch the entire surface. Das heisst, dass es eine flächenhafte Berührung zwischen den beiden Oberflächen 3,4 gibt, was nicht bedeutet, dass sich die beiden Oberflächen 3,4 vollständig berühren müssen. This means that there is a planar contact between the two surfaces 3,4, which does not mean that the two surfaces have to 3.4 completely touching. Die erste Oberfläche 3 ist also an die Form der zweiten Oberfläche 4 in der Einschaltposition angepasst. The first surface 3 is so adapted to the shape of the second surface 4 in the on position. Die beiden Oberflächen 3,4 sind in der Einschaltposition B' aneinander angeschmiegt. The two surfaces 3,4 are nestled together in the on position B '. Man kann eine solche Elektrode 9 als eine angepasste Elektrode 9 bezeichnen. Can be described such an electrode 9 as an adapted electrode. 9 Durch die angepasste Elektrode 9 wird die für die elektrostatischen Kräfte wirksame Fläche maximiert und die wirksamen Abstände minimiert. Owing to the matched electrode 9 which is effective for the electrostatic forces area is maximized and minimizing the effective distances. Folglich kann schon bei geringen Schaltspanungen geschaltet werden. Consequently, already are switched at low Schaltspanungen. Für weitere Details zu der Ausführungsform von Fig. 3 wird auf das im Zusammenhang mit Fig. 1 geschriebene verwiesen. For further details on the embodiment of Fig. 3, reference is made to the written in connection with FIG. 1,.

Fig. 4 zeigt ein MEMS, das ein Mikro-Relais darstellt. Fig. 4 shows a MEMS, which is a micro-relay. Das Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend dem vom Fig. 3. Es umfasst ebenfalls eine (angepasste) Elektrode 9 und ein kosinusförmig ausgebildetes bistabil elastisch schaltbares Mikro-Element 1. Zusätzlich weist das zweite Mikro-Element 2, oder genauer: der bewegliche Teil 11 des zweiten Mikro-Elementes 2, einen Kontaktbereich 16 auf, der elektrisch leitfähig ist. The embodiment largely corresponds to the 3d of Fig also it includes a (customized) electrode 9 and a cosine formed elastically bistable switchable micro-element 1. In addition, the second micro-element 2 or, more precisely, the movable part 11 of the second micro- item generated 2, a contact portion 16 which is electrically conductive. Vorzugsweise ist der Kontaktbereich 16 im Bereich desjenigen Endes des beweglichen Teils 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 angeordnet, das nicht an das erste feste Ende 10 des zweiten Mikro-Elementes 2 grenzt. Preferably, the contact region 16 is arranged in the region of that end of the movable part 11 of the second micro-element 2 that is not adjacent to the first fixed end 10 of the second micro-element. 2 Der Kontaktbereich 16 bildet einen Teil einer Seitenfläche des zweiten Mikro-Elementes 2 und ist vorzugsweise als eine Beschichtung ausgebildet, die mittels Aufdampf- oder Sputter-Techniken auf das zweite Mikro-Element 2 aufgebracht wird. The contact area 16 forms a part of a side surface of the second micro-element 2 and is preferably designed as a coating which is applied to the second micro-element 2 by means of vapor deposition or sputtering techniques.

Weiter umfasst das MEMS noch zwei auf dem Substrat S festgesetzte, elektrisch leitfähige Fixkontakte 17,18. Further, the MEMS comprises two fixed on the substrate S, electrically conductive Fixkontakte 17,18. Die Anordnung der Fixkontakte 17,18 und des Kontaktbereichs 16 ist derart gewählt, dass bei Anliegen geeigneter Schaltspannungen an dem ersten Mikro-Element 1 und dem zweiten Mikro-Element 2 (also in der Einschaltposition B' des zweiten Mikro-Elementes 2) der Kontaktbereich 16 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Fixkontakt 17 und dem Fixkontakt 18 erzeugt. The arrangement of the Fixkontakte 17,18 and the contact region 16 is selected such that upon application of an appropriate switching voltage to the first micro-element 1 and the second micro-element 2 (that is, in the switch-B 'of the second micro-element 2) of the contact area 16 produces an electrically conductive connection between the Fixkontakt 17 and the Fixkontakt 18th Im Ausschaltzustand A' ist dies nicht der Fall. In the OFF A 'this is not the case. Es liegt also ein elektrostatisches Mikro-Relais vor, durch welches mittels der Schaltspannungen ein von den Fixkontakten 17,18 gebildeter Anschluss geschaltet werden kann. There is therefore an electrostatic micro-relay, through which a formed by the Fixkontakten 17.18 connection can be switched by means of switching voltages.

Sehr vorteilhaft an dieser, aber auch an den weiter unten diskutierten Ausführungsformen ist, dass der Abstand im geöffneten Zustand zwischen dem Kontaktbereich 16 des zweiten Mikro-Elementes 2 und den Fixkontakten 17,18 wählbar ist und fertigungstechnisch sehr gut reproduzierbar ist. It is very advantageous in this, but also to the embodiments discussed below, that the distance in the open state between the contact portion 16 of the second micro-element 2 and the Fixkontakten 17,18 is selectable and has been designed in very reproducible.

Der Kontaktbereich 16 ist in Fig. 4 auf derjenigen Seite des zweiten Mikro-Elementes 2 angeordnet, die dem ersten Mikro-Element 1 zugewandt ist, also auf der Seite, die auch die Oberfläche 4 beinhaltet. The contact region 16 is located in Fig. 4 on the side of the second micro-element 2, which is facing the first micro-element 1, ie on the side, which includes the surface 4. Durch attraktive elektrostatische Kräfte zwischen dem ersten Mikro-Element 1 und dem zweiten Mikro-Element 2 ist ein elektrischer Kontakt zwischen den Fixkontakten 17,18 bewirkbar. By attractive electrostatic forces between the first micro-element 1 and the second micro-element 2, an electrical contact between the Fixkontakten 17,18 is effected.

Es ist auch möglich (nicht dargestellt), die Fixkontakte 17,18 so anzuordnen, dass sie sich in demjenigen Bereich des Substrates S befinden, der auf der dem ersten Mikro-Element 1 abgewandten Seite des zweiten Mikro-Elementes 2 liegt. It is also possible (not shown), 17,18 to arrange the Fixkontakte that they are located in that region of the substrate S, which is on the first micro-element 1 opposite side of the second micro-element. 2 Der Kontaktbereich 16 wird dann entsprechend auf derjenigen Seite des beweglichen Teils 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 angeordnet, die dem ersten Mikro-Element 1 abgewandt ist. The contact region 16 is then positioned accordingly on the side of the movable part 11 of the second micro-element 2 which is remote from the first micro-element. 1 Derart aufgebaut kann das Relais mittels abstossender elektrostatischer Kräfte geschaltet werden. So configured, the relay means of repulsive electrostatic forces can be switched. Selbstverständlich ist es auch möglich, dieses Mikro-Relais oder das in Fig. 4 abgebildete Mikro-Relais ohne (angepasste) Elektrode 9 aufzubauen (analog zu dem Aufbau in Fig. 1). Naturally, it is also possible to construct this micro-relay or the one shown in Fig. 4 microrelay without (adjusted) electrode 9 (analogous to the construction in Fig. 1).

Fig. 5 zeigt ein erfindungsgemässes Mikro-Wechselschalt-Relais. Fig. 5 shows an inventive micro-exchange switching relay. Es beinhaltet alle Merkmale eines solchen MEMS, wie es im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben wurde. It includes all the features of such a MEMS, as described in connection with Fig. 4. Darüber hinaus umfasst das MEMS aber noch ein drittes Mikro-Element 1' und zwei weitere Fixkontakte 17',18'; In addition, the MEMS but still comprises a third micro-element 1 'and two other Fixkontakte 17', 18 '; und das zweite Mikro-Element 2 weist einen weiteren elektrisch leitfähigen Kontaktbereich 16' auf, welcher auf einer Seite des beweglichen Teils 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 angeordnet ist, die der Seite gegenüberliegt, die den Kontaktbereich 16 aufweist. and the second micro-element 2 has a further electrically conductive contact region 16 'which is arranged on one side of the movable part 11 of the second micro-element 2, which is opposite to the side having the contact portion sixteenth Das dritte Mikro-Element 1' und die weiteren Fixkontakte 17',18' sind bezüglich des länglich ausgebildeten beweglichen Teils 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 spiegelbildlich angeordnet zu dem ersten Mikro-Element 1 und den Fixkontakten 17,18. The third micro-element 1 'and the other Fixkontakte 17', 18 'are with respect to the elongated movable part 11 of the second micro-element 2 disposed in mirror image to the first micro-element 1 and the Fixkontakten 17,18. Natürlich muss die Anordnung nicht genau spiegelbildlich sein; Of course, the arrangement need not be an exact mirror image; es genügt, wenn das dritte Mikro-Element 1' in einem Bereich des Substrates S mit dem Substrat verbunden ist, der auf der dem ersten Mikro-Element 1 abgewandten Seite des zweiten Mikro-Elementes (2) liegt und die weiteren Fixkontakte 17',18' in einem Bereich des Substrates S mit dem Substrat verbunden sind, der auf der den Fixkontakten 17,18 abgewandten Seite des zweiten Mikro-Elementes 2 liegt. it is sufficient if the third micro-element 1 'is connected in a region of the substrate S with the substrate, on the first micro-element 1 opposite side of the second micro-element (2) and the further Fixkontakte 17', 18 'are connected in a region of the substrate S with the substrate, which is on the side facing away from the Fixkontakten 17,18 of the second micro-element. 2 Der Aufbau des dritten Mikro-Elementes 1' entspricht dem Aufbau des ersten Mikro-Elementes 1. Die weiteren Fixkontakte 17',18' sind gleichartig ausgebildet wie die Fixkontakte 17,18. The structure of the third micro-element 1 'corresponds to the structure of the first micro-element 1. The other Fixkontakte 17', 18 'are formed of the same kind as the Fixkontakte 17,18.

Das Zusammenwirken zwischen dem dritten Mikro-Element 1' und dem zweiten Mikro-Element (2) und den weiteren Fixkontakten (17',18') entpricht dem oben beschriebenen Zusammenwirken zwischen dem ersten Mikro-Element 1 und dem zweiten Mikro-Element 2 und den Fixkontakten 17,18. The interaction between the third micro-element 1 'and the second micro-element (2) and the further Fixkontakten (17', 18 ') Complies the interaction described above between the first micro-element 1 and the second micro-element 2 and the Fixkontakten 17.18. Bei Anliegen geeigneter Schaltspannungen an dem dritten Mikro-Element 1' und dem zweiten Mikro-Element 2 kann eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den weiteren Fixkontakten 17',18' durch den weiteren Kontaktbereich 16' geschaffen werden. Upon application of an appropriate switching voltages at the third micro-element 1 18 'and the second micro-element 2 may be an electrically conductive connection between the further Fixkontakten 17' 'by the further contact portion 16' are created. Somit liegt mit diesem Ausführungsbeispiel ein Drei-Positionen-Schalter oder ein Wechselschaltrelais vor, das drei definierte Zustände hat: (1.) Kontakte zwischen beiden Fixkontaktpaaren 17,18;17',18' offen, (2.) Kontakte zwischen den weiteren Fixkontakten 17',18' offen und Kontakte zwischen den Fixkontakten 17,18 geschlossen und (3.) Kontakte zwischen den Fixkontakten 17,18 offen und Kontakte zwischen den weiteren Fixkontakten 17',18' geschlossen. Thus, there is with this embodiment, a three-position switch or a changeover switch relay before having three defined states: (1) contact between two Fixkontaktpaaren 17,18; 17 ', 18' open, (2) contacts between the further Fixkontakten 17 ', 18' open and contacts between the Fixkontakten 17,18 closed and (3) contacts open between the Fixkontakten 17,18 and contacts between the further Fixkontakten 17 ', 18' closed.

Fig. 6 zeigt ein weiteres erfindungsgemässes MEMS, welches weitgehend dem MEMS aus Fig. 4 entspricht. Fig. 6 shows a further inventive MEMS, which largely corresponds to the MEMS in FIG. 4. Es enthält die Merkmale des MEMS aus Fig. 4, wofür auf den entsprechenden Teil der Beschreibung verwiesen wird. It includes the characteristics of the MEMS in FIG. 4, for which please refer to the corresponding part of the description. Allerdings ist die Elektrode 9 des ersten Mikro-Elementes 1 hier speziell ausgebildet. However, the electrode 9 of the first micro-element 1 is specially designed here. Die Elektrode 9 weist eine (optional stufenförmige) Ausnehmung auf. The electrode 9 has a (optional step-shaped) recess. Die Elektrode 9 umfasst eine spaltbildende Oberfläche 12, welche gegenüber der ersten Oberfläche 3 des ersten Mikro-Elementes 1 stufenförmig zurückversetzt ist. The electrode 9 comprises a gap-forming surface 12 which is stepped back with respect to the first surface 3 of the first micro-element. 1 Man kann diese Elektrode 9 als eine gestufte Elektrode 9 bezeichnen. One can refer to this electrode 9 as a stepped electrode. 9 Bei diesem MEMS werden attraktive elektrostatische Kräfte zum Schalten von der Ausschaltposition A' in die Einschaltposition B' eingesetzt. In this MEMS attractive electrostatic forces for the switching of the switch-off position A are used 'in the switch-on position B'. Befindet sich das erste Mikro-Element 1 in der Arbeitsposition B und das zweite Mikro-Element 2 in der Einschaltposition B', so schliessen die spaltbildende Oberfläche 12 und das zweite Mikro-Element 2, oder genauer: der bewegliche Teil 11 des zweiten Mikro-Elementes 2, einen Spalt 13 ein. the first micro-element 1 is in the working position B and the second micro-element 2 in the switch-on position B ', so closing the gap-forming surface 12 and the second micro-element 2, or more precisely, the movable part 11 of the second micro- element 2, a gap 13 a. Dadurch kann die Grösse einer Kontaktkraft, die von dem zweiten Mikro-Element 2 auf die Fixkontakte 17,18 ausgeübt wird, gewählt werden. Thereby, the size of a contact force exerted by the second micro-element 2 to the Fixkontakte 17,18 may be selected. Insbesondere kann dadurch ein sehr guter, sicherer Kontakt und eine grosse Kontaktkraft ereicht werden. In particular by a very good, reliable contact and a large contact force can be reached. Die Wahl der Geometrie des Spaltes erlaubt eine gezielte Vorausbestimmung und Wahl der Kontaktkraft. The choice of the geometry of the gap allows targeted predetermination and election of the contact force. Insbesondere kann zu diesem Zweck die Länge des Spaltes und die Breite des Spaltes (also der Abstand zwischen beweglichen Teil 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 und der spaltbildenden Oberfläche 12) sowie gegebenenfalls des Verlaufs der Breite des Spaltes gewählt werden. In particular, the length of the gap and the width of the gap (the distance between the movable part 11 of the second micro-element 2 and the gap-forming surface 12 so) and optionally the course of the width of the gap can be selected for this purpose. Typischerweise ist die Länge des Spaltes um etwa eine Grössenordnung, vorzugsweise um etwa zwei Grössenordnungen grösser als die Breite des Spaltes. Typically, the length of the gap by about one order of magnitude, preferably by about two orders of magnitude greater than the width of the gap. Vorteilhaft wird ein (etwa) gleichmässig breiter Spalt gewählt, und die erste Oberfläche 3 berührt die zweite Oberfläche 4 vollflächig. a (about) is chosen uniformly wide gap advantageous and the first surface 3 in contact with the second surface 4 over the entire surface. Die relative Anordnung der Mikro-Elemente 1,2 und der Fixkontakte 17,18 auf dem Substrat hat sorgfältig zu erfolgen. The relative arrangement of the micro-elements 1,2 and the Fixkontakte 17,18 on the substrate must be carried out carefully.

Weiterhin hat ein solches MEMS den Vorteil, dass eventuell auftretende Probleme beim Schalten von der Einschaltposition B' in die Ausschaltposition A', die durch ein langsames oder schlechtes Ablösen des beweglichen Teils 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 von der Elektrode 9 (das heisst genauer: von der ersten Oberfläche 3) beispielsweise aufgrund von Oberflächeneffekten auftreten können, verringert werden können. Furthermore, such MEMS has the advantage that problems that may arise when switching from the on position B 'to the off position A' (by a slow or poor peeling of the movable part 11 of the second micro-element 2 from the electrode 9 is to say the closer : may occur from the first surface 3) for example due to surface effects, can be reduced. Der (Luft-) Spalt 13 erlaubt ein rasches Ablösen des beweglichen Teils 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 von der Elektrode 9 beim Schalten von der Einschaltposition B' in die Ausschaltposition A', während trotzdem in der Einschaltposition B' grosse elektrostatische Anziehungskräfte zwischen dem ersten Mikro-Element 1 und dem zweiten Mikro-Element 2 wirken, wenn die Spaltbreite entsprechend gering gewählt wurde. The (air) gap 13 allows rapid detachment of the movable part 11 of the second micro-element 2 from the electrode 9 when switching from the on position B 'to the off position A', while still in the on position B 'large electrostatic attraction forces between the first micro-element 1 and the second micro-element 2 in effect when the gap width is selected correspondingly low.

In Fig. 7 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In Fig. 7 a further advantageous embodiment of the invention is shown. Sie entspricht weitgehend der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform und wird ausgehend davon beschrieben. It is similar to the embodiment shown in Fig. 6 and will be described on the basis thereof. Der bewegliche Teil 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 ist hier speziell ausgebildet. The movable part 11 of the second micro-element 2 is specially designed here. Er weist einen ersten Bereich 14 und einen zweiten Bereich 15 auf, wobei der erste Bereich 14 weniger steif, also leichter verformbar, ausgebildet ist als der zweite Bereich 15. Und der erste Bereich ist zwischen dem festen ersten Ende 10 des zweiten Mikro-Elementes 2 und dem zweiten Bereich 15 angeordnet. It comprises a first portion 14 and a second portion 15, wherein the first region is 14 less stiff, that is easily deformable, is formed as the second region 15 and the first region is between the fixed first end 10 of the second micro-element 2 and the second region 15 are arranged. Der Kontaktbereich 16 ist vorteilhaft im zweiten Bereich 15 angeordnet, insbesondere im Bereich des dem ersten Bereich 15 gegenüberliegenden Endes des zweiten Bereiches 16. Vorzugsweise umfasst der zweite Bereich 15 mindestens denjenigen Bereich des beweglichen Teils 11, in dem sich der bewegliche Teil 11 und das zweite Mikro-Element 2 nicht gegenüberstehen. The contact region 16 is advantageously arranged in the second region 15, in particular in the area of ​​the first region 15 the opposite end of the second portion 16. Preferably, the second portion 15 comprises at least that region of the movable part 11, in which the movable member 11 and the second micro element 2 do not face each other. Besonders vorteilhaft ist eine (geringe) Überlappung des zweiten Bereichs 15 mit dem Bereich des beweglichen Teils 11, in dem sich der bewegliche Teil 11 und das zweite Mikro-Element 2 gegenüberstehen. Especially advantageous is a (low) overlap of the second region 15 with the region of the movable part 11, in which the movable part 11 and the second micro-element 2 face each other. In dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel mit abgestufter Elektrode 9 umfasst der zweite Bereich 15 vorteilhaft mindestens auch noch denjenigen Bereich des beweglichen Teils 11, in dem sich der bewegliche Teil 11 und die spaltbildende Oberfläche 12 gegenüberstehen. In the example shown in Fig. 7 embodiment with graded electrode 9, the second region 15 advantageously comprises also at least that portion of the movable part 11, in which the movable member 11 and the gap-forming surface located opposite are 12. Besonders vorteilhaft ist in diesem Fall, wenn der zweite Bereich 15 auch noch eine (geringe) Überlappung mit der ersten Oberfläche 3 aufweist. It is particularly advantageous in this case when the second portion 15 also comprises a (low) overlap with the first surface. 3 Vorteilhaft findet im Einschaltzustand B' eine vollflächige Berührung zwischen der ersten Oberfläche 3 und einem Teil der zweiten Oberfläche 4 statt, wobei dieser Teil der zweiten Oberfläche 4 komplett im ersten Bereich 14 liegt. Advantageously, a full-surface contact between the first surface 3 and a portion of the second surface 4 is in the ON state B 'instead of, said part of the second surface 4 is complete in the first region fourteenth

Die grössere Steifigkeit des zweiten Bereichs 15 gegenüber dem ersten Bereich 14 wird im Ausführungsbeispiel aus Fig. 7 dadurch erreicht, dass der zweite Bereichs 15 dicker oder breiter ausgebildet ist als der erste Bereich 14. Es ist auch möglich, den zweiten Bereich 15 schwerer biegbar zu machen, beispielsweise indem man dort eine Beschichtung aufbringt; The greater stiffness of the second portion 15 opposite the first region 14 is achieved in the embodiment of Fig. 7 in that the second portion 15 is formed thicker or wider than the first range 14. It is also possible for the second region 15 heavy bendable to make, for example by applying a coating therein; zum Beispiel auf eine Grundfläche des geraden prismatischen Körpers, der den zweiten Bereich 15 bildet, oder auf mindestens eine der Seitenflächen. For example, a base area of ​​the straight prismatic body, which forms the second region 15, or on at least one of the side surfaces. Mittels eines entsprechend (gross, lang) ausgebildeten Kontaktbereiches, der als Beschichtung aussgebildet ist, könnte dies erreicht werden. By means of a corresponding (large, long) formed contact area which is aussgebildet as a coating, this could be achieved.

Durch die zwei verschieden steifen Bereiche 14,15 wird schon bei geringen Schaltspannungen und Anziehungskräften zwischen den beiden Mikro-Elementen 1,2 ein Schalten des zweiten Mikro-Elementes 2 von der Ausschaltposition A' in die Einschaltposition B' ermöglicht; Due to the two different rigid portions 14,15 even at low switching voltages and attractive forces between the two micro-elements, 1.2 a switching of the second micro-element 2 is made possible by the off position A 'in the switch-on position B'; der bewegliche Teil 11 (genauer: der erste Bereich 14) des zweiten Mikro-Elementes 2 schmiegt sich, abrollend, schon bei geringen Anziehungskräften an die Elektrode 9 an. the movable part 11 (more precisely, the first region 14) of the second micro-element 2 nestles, unroll, even with small forces of attraction to the electrode 9 at. Dies, während im zweiten Bereich und vorzugsweise im Kontaktbereich 16 keine oder nur eine geringe Verformung des zweiten Mikro-Elementes 2 zu erwarten ist. This, while in the second region and preferably in the contact region 16 no or only a slight deformation of the second micro-element 2 can be expected. Ein sicherer elektrischer Kontakt kann auf diese Weise mittels des Kontaktbereiches 16 zwischen den Fixkontakten 17,18 hergestellt werden. A reliable electrical contact can be produced in this way by means of the contact area 16 between the Fixkontakten 17,18.

Die genannten Merkmale können selbstverständlich auch sinngemäss auf die weiter oben und auf die weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiele angewandt werden (Fig. 1 bis Fig. 6 und Fig. 8 bis Fig. 11b). The features mentioned can of course also mutatis mutandis to the above, and applied to the below-described embodiments (FIG. 1 to FIG. 6 and FIG. 8 to FIG. 11b).

Fig. 8 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, nämlich ein Wechselschalt-Relais, welches ausser einem Normally-Open-Anschluss (NO-Anschluss) zusätzlich auch noch einen Normally-Closed-Anschluss (NC-Anschluss) umfasst. Fig. 8 shows a further advantageous embodiment of the invention, namely, a change of switching relay, which besides a normally-open terminal (NO terminal), in addition also a normally closed port includes (NC terminal). NO-Anschluss bedeutet, dass der Anschluss bei Nichtanliegen einer geeigneten Schaltspannung geöffnet ist (spannungslos geöffnet), wie dies in den oben aufgeführten Ausführungsbeispielen (Fig. 4 bis Fig. 7) der Fall ist. NO connection means that the connection is open when not concern a suitable switching voltage (open-energized), as in the above embodiments (Fig. 4 to Fig. 7) is the case. NC-Anschlüsse, welche bei Nichtanliegen einer geeigneten Schaltspannung geschlossen sind (spannungslos geschlossen), sind hingegen schwierig realisierbar, und werden aber in dieser Ausführungsform realisiert. however, NC terminals which are closed when not concern a suitable switching voltage (energized closed), are difficult to realize and are realized but in this embodiment. Insbesondere ist hier ein NC-Anschluss in einem mittels DRIE strukturierten MEMS realisiert. In particular, here a NC terminal is realized in a structured by means of DRIE MEMS.

Das MEMS in Fig. 8 ist spiegelbildlich aufgebaut und umfasst ein erstes Mikro-Element 1, ein drittes Mikro-Element 1', ein viertes Mikro-Element 19 und ein fünftes Mikro-Element 20, welche alle bistabil schaltbar sind und eine stabile Initialposition A (durchgezogen gezeichnet) und eine stabile Arbeitsposition B (gestrichelt gezeichnet) aufweisen. The MEMS in FIG. 8 is constructed in mirror image and comprises a first micro-element 1, a third micro-element 1 ', a fourth micro-element 19 and a fifth micro-element 20, all of which are capable of bistable switching and a stable initial position A (drawn-through line) and a stable working position B (shown in phantom) have. Sie sind hier als derartige bistabile Mikro-Elemente ausgebildet, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 1 genauer beschrieben sind (zwei parallele, kosinusförmige, in ihrer Mitte verbundene Federzungen). They are designed as such a bistable micro-elements, such as are described in more detail in connection with Fig. 1 (two parallel cosinusoidal, connected in its center spring tongues). Die Position, in der diese Mikro-Elemente mittels DRIE strukturiert werden, ist die Initialposition A. Das erste Mikro-Element 1 und das dritte Mikro-Element 1' entsprechen einander weitgehend in ihrer Funktion. The position in which these micro-elements are structured by means of DRIE, the initial position A. The first micro-element 1 and the third micro-element 1 'correspond to each other substantially in their function. Sie bestehen nur aus einem Schaltteil 5. Das vierte Mikro-Element 19 und das fünfte Mikro-Element 20 entsprechen einander ebenfalls weitgehend in ihrer Funktion. They consist only of a switching part 5. The fourth micro-element 19 and the fifth micro-element 20 correspond to each other also largely in their function. Sie weisen je eine Kontaktierungselektrode D,D' (zum Anlegen eines zu schaltenden Signals, beispielsweise eines elektrischen Stroms) sowie eine elektrisch leitfähige Kontaktelektrode 21,22 auf. They each have a Kontaktierungselektrode D, D '(for applying a switching signal to, for example an electric current), and an electrically conductive contact electrode 21,22 on. Die Leitfähigkeit der Kontaktelektroden 21,22 wird vorzugsweise durch eine metallische Beschichtung erzeugt. The conductivity of the contact electrodes 21,22 is preferably formed by a metallic coating. Die Kontaktelektroden 21,22 sind länglich, fingerförmig ausgebildet und etwa in der Mitte 8 zwischen den beiden Enden des jeweiligen Mikro-Elementes 19,20 an dem jeweiligen Mikro-Element 19,20 befestigt. The contact electrodes 21,22 are elongated, finger-shaped and formed approximately in the center between the two ends 8 of the respective micro-element 19,20 attached to the respective micro-element 19,20. Ferner weist das MEMS noch zwei fest mit dem Substrat S verbundene Fixelektroden 17,18 auf (zum Anlegen einer weiteren zu schaltenden elektrischen Stroms). Further, the MEMS two integral with the substrate S connected to Fixelektroden 17,18 (for applying a further electric current to be switched).

Das MEMS in Fig. 8 umfasst weiterhin ein zweites Mikro-Element 2. Das zweite Mikro-Element 2 ist ein monostabil schaltbares Mikro-Element; . The MEMS in Figure 8 further comprises a second micro-element 2. The second micro-element 2 is a monostable switchable micro-element; es weist also nur eine stabile Position auf. so it has only one stable position. Es umfasst ein erstes festes Ende 10 und ein zweites festes Ende 10', welche Enden 10,10' auf dem Substrat S festgesetzt sind, sowie einen zwischen diesen beiden festen Enden 10,10' angeordneten beweglichen Teil 11. Der bewegliche Teil 11 ist als eine, vorzugsweise schwingungsbauchförmig, gebogene Struktur ausgebildet, die an den beiden festen Enden 10,10' des zweiten Mikro-Elementes 2 befestigt ist und einen elektrisch leitfähigen Kontaktbereich 16 aufweist. It comprises a first fixed end 10 and a second fixed end 10 ', which ends 10,10' are fixed on the substrate S, and a fixed between these two ends 10,10 'arranged movable part 11. The movable part 11 is as formed a, preferably antinode shaped, curved structure, which is fixed to the two fixed ends 10,10 'of the second micro-element 2 and has an electrically conductive contact region sixteenth Der bewegliche Teil 11 weist weiterhin eine zweite Oberfläche 4 auf, welche von einer optionalen zweiten Beschichtung 4b gebildet wird, und welche zweite Oberfläche 4 einer ersten Oberfläche 3 des ersten Mikro-Elementes 1 zugewandt ist. The movable part 11 further includes a second surface 4 which is formed by an optional second coating 4b, and which second surface 4 facing a first surface 3 of the first micro-element. 1 Analog verhält es sich mit einer vierten Oberfläche 4' des zweiten Mikro-Elementes 2 und einer dritten Oberfläche 3' des dritten Mikro-Elementes 1'. Analogously, it is the same with a fourth surface 4 'of the second micro-element 2 and a third surface 3' of the third micro-element 1 '.

Die zweite Oberfläche 4 ist zwischen dem ersten festen Ende 10 und dem Kontaktbereich 16 angeordnet. The second surface 4 is arranged between the first fixed end 10 and the contact portion sixteenth Analog ist die vierte Oberfläche 4' zwischen dem zweiten festen Ende 10' und dem Kontaktbereich 16 angeordnet. Similarly, the fourth surface 4 'between the second fixed end 10' and the contact area 16 is arranged. Nach der Strukturierung des zweiten Mikro-Elementes 2 befindet sich der bewegliche Teil 11 in der Ausschaltposition A', der stabilen Position des zweiten Mikro-Elementes 2. After the patterning of the second micro-element 2, the movable member 11 is in the off position A ', the stable position of the second micro-element. 2

Aufgrund der Existenz des oben schon erwähnten Minimalabstandes zwischen zwei mittels DRIE erzeugten Mikro-Elementen oder Oberflächen sind die bistabilen Mikro-Elemente 1,1',19,20 von dem zweiten Mikro-Element 2 beabstandet mit mindestens einem solchen Minimalabstand. Due to the existence of the above-mentioned minimum distance between two already generated by DRIE micro-elements or surfaces, the bistable micro-elements 1,1 ', 19,20 of the second micro-element 2 spaced with at least such a minimum distance are. Nach Aufbringen der optionalen nichtleitenden Beschichtungen 3b,3b' des ersten beziehungsweise dritten Mikro-Elementes 1,1' und der optionalen elektrisch leitfähigen Beschichtungen der Kontaktelektroden 21,22 werden im Rahmen des erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens des MEMS die bistabilen Mikro-Elemente 1,1',19,20 von der Initialposition A in die Arbeitsposition B geschaltet. After application of the optional non-conductive coatings 3b, 3b 'of the first and the third micro-element 1,1' and the optional electrically conductive coatings of the contact electrodes 21,22 be within the scope of the inventive manufacturing method of the MEMS the bistable micro-elements 1,1 ', 19,20 switched from the initial position A to working position B. Dadurch wird der Abstand zwischen den Mikro-Elementen oder Oberflächen geringer als der genannte Minimalabstand; Thereby, the distance between the micro-elements or surfaces is less than said minimum distance; in Fig. 8 berühren sich die Mikro-Elemente sogar. in Fig. 8, the micro-elements even touch. Insbesondere berühren beide Kontaktelektroden 21,22 den Kontaktbereich 16. Dadurch wird eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontaktelektroden 21,22 und somit der NC-Anschluss erzeugt. In particular, both contact electrodes 21,22 touch the contact region 16. As a result, an electrically conductive connection between the two contact electrodes 21,22, and thus the NC terminal generated. Auf diese Weise wird ein spannungslos geschlossener, aber lösbarer Kontakt realisiert. Thus, a closed-energized, but releasable contact is realized. Die Oberflächen 3,4 und die Oberflächen 3',4' berühren sich auch jeweils. The surfaces 3,4 and the surfaces 3 ', 4' touch each other also in each case. Dadurch können bereits durch Anlegen relativ geringer Schaltspannungen zwischen dem zweiten Mikro-Element 2 und dem ersten Mikro-Element 1 und zwischen dem zweiten Mikro-Element 2 und dem dritten Mikro-Element 1' ausreichend grosse elektrostastische Anziehungskräfte zwischen dem zweiten Mikro-Element 2 und den Mikro-Elementen 1,1' erzeugt werden, die zu einem Schalten des zweiten Mikro-Elementes 2 von der Ausschaltposition A' in die Einschaltposition B' führen. Characterized a relatively low switching voltages between the second micro-element 2 and the first micro-element 1, and between the second micro-element 2 and the third micro-element 1 sufficiently large elektrostastische attractive forces between the second micro-element 2 and can already by applying ' 'are produced which to a switching of the second micro-element 2 by the switch-off position a' the micro-elements 1,1 'leading into the switch-B. In der Einschaltposition B' ist nun der NC-Anschluss geöffnet, während der NO-Anschluss geschlossen ist. In the switch-B 'of the NC terminal is now open, while the NO terminal is closed. Aufgrund seiner Monostabilität schaltet das zweite Mikro-Element 2 beim Nichtanliegen einer geeigneten Schaltspannung von selbst wieder in die Ausschaltposition: NC-Anschluss geschlossen, NO-Anschluss geöffnet. Due to its stability, the mono second micro-element 2 on upon non-application of an appropriate switching voltage by itself in the off position: NC port closed, open NO terminal.

Zahlreiche Modifikationen der Ausführungsform von Fig. 8 sind denkbar und vorteilhaft: Hier einige Beispiele: . Various modifications of the embodiment of Figure 8 are conceivable and advantageous: Here are some examples:

  • Es ist möglich, das MEMS nicht spiegelsymmetrisch aufzubauen. It is possible to not build the MEMS mirror symmetry.
  • Man kann auf die Fixkontakte 17,18 verzichten und hat dann ein NC-Anschluss-Mikro-Relais. You can do without the Fixkontakte 17.18 and then has an NC connection micro-relay.
  • Man kann auf die Mikro-Elemente 19,20 verzichten und hat dann ein NO-Anschluss-Mikro-Relais. You can do without the micro-elements 19,20 and has a NO port micro-relay.
  • Wenn auf die Fixkontakte 17,18 oder auf die Mikro-Elemente 19,20 verzichtet wird, reicht es, wenn der Kontaktbereich 16 des zweiten Mikro-Elementes 2 nur auf einer Seite elektrisch leitfähig ist. When omitting the Fixkontakte 17,18 or on the micro-elements 19,20, it is sufficient if the contact area 16 of the second micro-element 2 is electrically conductive only on one side.
  • Man kann die Mikro-Elemente 1,1' mit (angepassten, optional: gestuften) Elektroden 9 versehen (siehe Fig. 3 bis Fig. 7). One can micro-elements 1,1 'with (matched, optional: stepped) provided electrodes 9 (see FIG 3 to FIG. 7.).
  • Man kann die Kontaktierungselektroden 21,22 anders ausbilden; One can otherwise form the contact electrodes 21,22; oder ganz auf sie verzichten und dann mittels des vorzugsweise elektrisch leitend beschichteten Schaltteils den Kontaktteil 16 des zweiten Mikro-Elementes 2 kontaktieren. or completely without them and then contacting the contact portion 16 of the second micro-element 2 by means of preferably electrically conductive coated shifting member.
  • Es ist möglich, die Mikro-Elemente 1,1' auf der anderen Seite des zweiten Mikro-Elementes 2 anzuordnen, also in dem Bereich des Substrates S, der auf der den Fixkontakten 17,18 abgewandten Seite des zweiten Mikro-Elementes 2 liegt. It is possible to arrange the micro-elements 1,1 'on the other side of the second micro-element 2, ie in the area of ​​the substrate S, which is on the side facing away from the Fixkontakten 17,18 of the second micro-element. 2 Dann ist das Mikro-Relais durch elektrostatische Abstossungskäfte schaltbar. Then the micro-relay is switched by electrostatic Abstossungskäfte.
  • Es ist auch möglich, das erste Mikro-Element 1 in einem anderen Bereich (des Substrates S, bezüglich des zweiten Mikro-Elementes 2) anzuordnen als das dritte Mikro-Element 1'. It is also possible that the first micro-element 1 in another area (of the substrate S, with respect to the second micro-element 2) to be arranged as the third micro-element 1 '.
  • Man kann auf das dritte Mikro-Element 1' verzichten und nur das erste Mikro-Element 1 als elektrostatische Gegenelektrode zu dem zweiten Mikro-Element 2 als beweglicher Elektrode einsetzen. One can dispense with the third micro-element 1 'and use only the first micro-element 1 as an electrostatic counter-electrode to the second micro-element 2 as the movable electrode.
Die genannten Merkmale können gemeinsam oder auch einzeln oder in beliebiger Kombination vorteilhaft sein. These features can be advantageous jointly or individually or in any combination.

Fig. 9 zeigt ein Wechselschalt-Relais, welches ausser einem Normally-Open-Anschluss (NO-Anschluss) zusätzlich auch noch einen Normally-Closed-Anschluss (NC-Anschluss) umfasst. Fig. 9 shows a change of switching relay, which besides a normally-open terminal (NO terminal), in addition also a normally closed port includes (NC terminal). Das MEMS ist sehr ähnlich aufgebaut wie das in Fig. 8 beschriebene; The MEMS is very similar to the one described in Fig. 8; für entsprechende Merkmale wird auf den obigen Text verwiesen. for corresponding features are referred to the above text. Allerdings ist das zweite Mikro-Element 2 hier nicht monostabil, sondern bistabil ausgeführt. However, the second micro-element 2 is not carried out monostable here but bistable. Insbesondere hat es einen Aufbau mit zwei parallelen, kosinusförmigen, in ihrer Mitte verbundenen Federzungen, wie er im Zusammenhang mit Fig. 1 detailliert beschrieben ist. In particular, it has a structure with two parallel cosinusoidal, connected in its center spring tongues, such as is described in detail in connection with FIG. 1,. Die beiden stabilen Positionen des zweiten Mikro-Elementes 2 sind die Ausschaltposition A' und die Einschaltposition B'. The two stable positions of the second micro-element 2, the switch-off position A 'and the switch-on position B'. Ein grosser Vorteil der Bistabilität des zweiten Mikro-Elementes 2 ist, dass es keiner anliegenden Schaltspannung bedarf, um das zweite Mikro-Element 2 in der Ausschaltposition A' oder der Einschaltposition B' zu halten. A great advantage of the bistability of the second micro-element 2 is that it requires no switching voltage applied to hold the second micro-element 2 in the switch-off position A 'or the switch-B'. Nach Anlegen einer geeigneten Schaltspannung und dem dadurch hervorgerufenen Schaltvorgang in den anderen Zustand A',B' verbleibt das zweite Mikro-Element 2 selbsttätig in diesem Zustand A',B'. After applying an appropriate switching voltage and the switching operation caused thereby in the other state A ', B', the second micro-element 2 remains automatically in this state, A ', B'. Dadurch kann jedes der beiden Kontaktpaare, an denen ein zu schaltendes Signal anliegt (Fixelektroden 17,18 beziehungsweise Mikro-Elemente 19,20) ein NO-Anschluss oder ein NC-Anschluss sein. As a result, each of the two pairs of contacts to which a signal is to be switched (Fixelektroden 17,18 or micro-elements 19,20) may be a NO port or NC terminal.

Ausserdem weist das MEMS in Fig. 9 zwei weitere bistabil schaltbare Mikro-Elemente auf: das sechste Mikro-Element 23 und das siebte Mikro-Element 24. Diese sind hier ebenfalls mit zwei parallelen, kosinusförmigen, in ihrer Mitte verbundenen Federzungen aufgebaut und haben jeweils eine (angepasste) Elektrode 9. Sie sind in dem Bereich des Substrates S angeordnet, der auf derjenigen Seite des zweiten Mikro-Elementes 2 liegt, die den Mikro-Elementen 1,1' abgewandt ist. In addition, the MEMS in Figure 9 two further bistable switchable micro-elements:. The sixth micro-element 23 and the seventh micro-element 24. These are here also constructed with two parallel cosinusoidal, connected in its center spring tongues and each having a (customized) electrode 9. They are arranged in the region of the substrate S, which is on the side of the second micro-element 2 which is remote from the micro-elements 1,1 '. Die Mikro-Elemente 23,24 wirken in analoger Weise mit dem zweiten Mikro-Element 2 zusammen wie die Mikro-Elemente 1,1'. The micro-elements 23,24 cooperate in a similar manner to the second micro-element 2 as the micro-elements 1,1 '. Zum Beispiel weist dazu das zweite Mikro-Element 2 eine sechste Fläche 26a und eine achte Fläche 26a' auf, die mit einer fünften Fläche 25a (des sechsten Mikro-Elementes 23) beziehungsweise einer siebten Fläche 25a' (des siebten Mikro-Elementes 24) zusammenwirken. For example, to this, the second micro-element 2 has a sixth surface 26a and an eighth surface 26a ', which having a fifth surface 25a (the sixth micro-element 23) and a seventh surface 25a' (the seventh micro-element 24) interact. Mittels elektrostatischer Anziehnugskräfte zwischen dem zweiten Mikro-Element 2 und dem sechsten Mikro-Element 23 (genauer: zwischen den entsprechenden Flächen oder Oberflächen) beziehungsweise dem siebten Mikro-Element 24 (genauer: zwischen den entsprechenden Flächen oder Oberflächen) kann das zweite Mikro-Element 2 von dem Einschaltzustand B' in den Ausschaltzustand A' geschaltet werden. By means of electrostatic Anziehnugskräfte between the second micro-element 2 and the sixth micro-element 23 (more precisely, between the respective faces or surfaces) and the seventh micro-element 24 (more precisely, between the respective faces or surfaces), the second micro-element 2 are switched from the on state B 'to the off state A'.

Es sind mehrere vorteilhafte Modifikationen dieser Ausführungsform denkbar: Several advantageous modifications of this embodiment possible:

  • Es ist möglich, das MEMS nicht spiegelsymmetrisch aufzubauen. It is possible to not build the MEMS mirror symmetry.
  • Man kann auf die Fixkontakte 17,18 verzichten. You can do without the Fixkontakte 17.18.
  • Man kann auf die Mikro-Elemente 19,20 verzichten. You can do without the micro-elements 19,20.
  • Wenn auf die Fixkontakte 17,18 oder auf die Mikro-Elemente 19,20 verzichtet wird, reicht es, wenn der Kontaktbereich 16 des zweiten Mikro-Elementes 2 nur auf einer Seite elektrisch leitfähig ist. When omitting the Fixkontakte 17,18 or on the micro-elements 19,20, it is sufficient if the contact area 16 of the second micro-element 2 is electrically conductive only on one side.
  • Man kann die Mikro-Elemente 1,1' mit (angepassten, optional: gestuften) Elektroden 9 versehen (siehe Fig. 3 bis Fig. 7). One can micro-elements 1,1 'with (matched, optional: stepped) provided electrodes 9 (see FIG 3 to FIG. 7.).
  • Man kann die Mikro-Elemente 23,24 ohne angepasste Elektroden 9 einsetzen. 9 one can use the micro-elements 23,24 without matched electrodes.
  • Man kann die Kontaktierungselektroden der Mikro-Elemente 19,20 anders ausbilden; One can otherwise form the contact electrodes of the micro-elements 19,20; oder ganz auf sie verzichten und dann mittels des vorzugsweise elektrisch leitend beschichteten Schaltteils den Kontaktteil 16 des zweiten Mikro-Elementes 2 kontaktieren. or completely without them and then contacting the contact portion 16 of the second micro-element 2 by means of preferably electrically conductive coated shifting member.
  • Es ist möglich, das Mikro-Relais durch elektrostatische Abstossungskäfte zu schalten; It is possible to switch the microrelay by electrostatic Abstossungskäfte; oder es mittels elektrostatischer Abstossungskäfte und elektrostatischer Anziehungskäfte zu schalten. or to turn it on by means of electrostatic Abstossungskäfte and electrostatic Anziehungskäfte.
  • Man kann auf eines, zwei oder drei der Mikro-Elemente 1,1',23,24 verzichten; One can dispense with one, two or three of the micro-elements 1,1 ', 23,24; insbesondere auf die diagonal einander gegenüberleigenden Mikro-Elemente 1,24 oder die Mikro-Elemente 1',23. in particular diagonally to each other gegenüberleigenden micro-elements or 1.24 micro-elements 1 ', the 23rd
  • Wenn ein Schaltvorgang durch Zusammenwirken mindestens zweier Mikro-Elemente 1,1',23,24 mit dem zweiten Mikro-Element 2 erzeugt wird, ist es besonders vorteilhaft, wenn mindestens eine der entsprechenden Schaltspannungen mit einer zeitlicher Verzögerung relativ zu mindestens einer der anderen Schaltspannungen angelegt wird. When a switching operation by cooperation of at least two micro-elements 1,1 ', is generated 23,24 with the second micro-element 2, it is particularly advantageous if at least one of the respective switching voltages having a time delay relative to at least one of the other switching voltages is applied. Dadurch kann die Bewegung, welche der bewegliche Teil 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 beim Schaltvorgang macht, unterstützt werden. Thereby, the movement, which makes the movable part 11 of the second micro-element 2 during the switching operation, are supported. Insbesondere kann der asymmetrischen Bewegung der zwei parallelen, kosinusförmig gekrümmten Federzungen des zweiten Mikro-Elementes 2 Rechnunng getragen werden. In particular, the asymmetric movement of the two parallel cosinusoidal arcuate spring tongues of the second micro-element 2 Rechnunng can be carried. Es können auch entsprechend angepasste zeitliche Schaltspannungsprofile benutzt werden. It can also be used appropriately adapted temporal switching voltage profiles.
  • Wenn statt eines kosinusförmigen bistabilen zweiten Mikro-Elementes 2 ein schwingungsbauchförmiges eingesetzt wird, werden vorteilhaft die Fixkontakte 17,18 oder das vierte und/oder fünfte Mikro-Element 19,20 derart angeordnet, dass mindestens einer von diesen für die Asymmetrische Ausbildung des Schwingungsbauches sorgt. If instead of a bistable cosinusoidal second micro-element 2 an antinode shaped is used, the Fixkontakte 17,18 or the fourth and / or fifth micro-element 19,20 are advantageously arranged such that at least one of these for the asymmetric design of the antinode provides ,
Die genannten Merkmale können gemeinsam oder auch einzeln oder in beliebiger Kombination vorteilhaft sein. These features can be advantageous jointly or individually or in any combination.

Fig. 10a bis Fig. 10c zeigen eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung in verschiedenen Positionen. Fig. 10a to Fig. 10c show a further advantageous embodiment of the invention in different positions. Es handelt sich bei diesem MEMS um ein Mikro-Relais mit einem NC-Anschluss, welcher im allgemeinen nur schwer realisierbar ist. It is in this MEMS is a micro-relay with an NC connection, which is difficult to achieve in general. Das MEMS wird ausgehend von dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben, da es die gleichen Bestandteile aufweist. The MEMS will be described starting from the state shown in Fig. 4 embodiment, since it comprises the same constituents. Fig. 10a zeigt das MEMS, in dem Zustand, den es nach der Strukturierung mittels DRIE hat: Das erste Mikro-Element 1 befindet sich in der Initialposition A. Fig. 10b zeigt das MEMS in einem Zustand, in welchem das erste Mikro-Element 1 sich in der Arbeitsposition B befindet, und sich das zweite Mikro-Element 2 in dem Ausschaltzustand A' befindet. FIG. 10a shows the MEMS, in the condition that it has after the patterning by means of DRIE. The first micro-element 1 is in the initial position A. Figure 10b shows the MEMS in a state in which the first micro-element 1 is in the working position B, and the second micro-element 2 is in the off-A '. Fig. 10c zeigt das MEMS in einem Zustand, in welchem das erste Mikro-Element 1 sich in der Arbeitsposition B befindet, und sich das zweite Mikro-Element 2 in dem Einschaltzustand B' befindet. Fig. 10c shows the MEMS in a state in which the first micro-element 1 B is located in the working position, and the second micro-element 2 is in the ON state B '.

Im Unterschied zu den weiter oben diskutierten Ausführungsformen ist es hier so, dass das erste Mikro-Element 1 nach dem Umschalten von der Initialposition A in die Arbeitsposition B nicht nur einfach dem zweiten Mikro-Element 2 näher kommt als der durch DRIE gegebene Minimalabstand und das zweite Mikro-Element 2 nur (leicht) berührt. In contrast to the above discussed embodiments, it is here such that the first micro-element 1 after switching from the initial position A to working position B not only simply the second micro-element 2 is closer than the given by DRIE minimum distance and second micro-element 2 only (easily) be affected. Vielmehr ist hier die Anordnung der Mikro-Elemente 1,2 auf dem Substrat S und die Ausgestaltung der Mikro-Elemente 1,2 derart gewählt, dass das erste Mikro-Element 1 in der Arbeitsposition B eine Kraft auf den beweglichen Teil 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 ausübt, die zu einer (deutlichen) elastischen Verformung des beweglichen Teils 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 führt (siehe Fig. 10b). Rather, here the arrangement of the micro-elements 1,2 on the substrate S and the configuration of the micro-elements 1,2 is selected so that the first micro-element 1 in the working position B, a force to the movable part 11 of the second micro- 2 exerts item generated, which leads to a (significant) elastic deformation of the movable part 11 of the second micro-element 2 (see Fig. 10b). Der bewegliche Teil 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 wird derart verformt, dass der elektrisch leitfähige Kontaktbereich 16 des zweiten Mikro-Elementes 2 die Fixkontakte 17,18 leitend verbindet: Der NC-Anschluss ist geschlossen. The movable part 11 of the second micro-element 2 is deformed in such a manner that the electrically conductive contact portion 16 of the second micro-element 2 conductively connects the Fixkontakte 17,18: the NC terminal is closed. Es wird ein spannungslos geschlossener, aber lösbarer Kontakt realisiert; There is realized a closed-energized, but releasable contact; in einem unter Einsatz von DRIE strukturierten MEMS. in a structured using DRIE MEMS. Anders ausgedrückt: Durch das Schalten des ersten Mikro-Elementes 1 von der Initialposition A in die Arbeitspositon B wird ein Schaltvorgang des zweiten Mikro-Elementes 2 hervorgerufen. In other words, by switching the first micro-element 1 from the initial position A to B Arbeitspositon a switching operation of the second micro-element 2 is caused. Da keine Schaltspannung dafür anliegen muss, befindet sich das zweite Mikro-Element 2 nach diesem Schaltvorgang in der Ausschaltposition A'. Since no switching voltage must be applied for is the second micro-element 2 according to this switching operation in the switch-off position A '. Um den NC-Anschluss wieder zu öffnen, muss eine geeignete Schaltspannung zwischen dem ersten Mikro-Element 1 und dem zweiten Mikro-Element 2 angelegt werden. To open the NC terminal again, a suitable switching voltage between the first micro-element 1 and the second micro-element 2 must be applied. Mittels elektrostatischer Anziehungskräfte wird der NC-Anschluss geöffnet, und das zweite Mikro-Element 2 geht in den Einschaltzustand B' (siehe Fig. 10c). By means of electrostatic attraction forces of the NC terminal is opened, and the second micro-element 2 is in the ON state B '(see Fig. 10c).

In Kombination mit weiter oben genannte Merkmalen können auf der Grundlage der Figuren 10a-10c weitere vorteilhafte Ausführungsformen geschaffen werden. In combination with above mentioned features 10a-10c further advantageous embodiments can be created on the basis of the figures. Insbesondere kann auf die Elektrode 9 verzichtet werden. In particular, the electrode can be dispensed with. 9 Oder die Elektrode 9 kann anders ausgebildet werden. Or the electrode 9 can be formed differently. Insbesondere kann man vorteilhaft die Elektrode 9 derart ausbilden und die Mikro-Elemente 1,2 derart zueinander anordnen, dass die Berührungsstellen zwischen den beiden Mikro-Elementen 1,2 (wenn das erste Mikro-Element 1 in der Arbeitsposition A ist und das zweite Mikro-Element 2 in der Ausschaltposition A' ist) im wesentlichen auf einer Geraden liegen mit der Mitte 8 in der Initialposition A und der Mitte 8 in der Arbeitsposition. In particular, it is advantageous to form the electrode 9 in such a way and the micro-elements 1,2 arranged one another such that the contact points between the two micro-elements, 1.2 (when the first micro-element 1 is in the working position A and the second micro- element 2 'is in the off position a) substantially lie on a straight line with the center 8 in the initial position a and the center 8 in the working position. Dadurch kann eine geringe mechanische Belastung des ersten Mikro-Elementes 1 erreicht werden, wobei gleichzeitig grosse Kontaktkräfte auf die Fixkontakte 17,18 ausgeübt werden können (sichere Kontakte). This can achieve a low mechanical load on the first micro-element 1, at the same time large contact forces can be exerted on the Fixkontakte 17.18 (secure contacts).

Auch ist es vorteilhaft, in Analogie zu der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform, ein zweites Paar Fixkontakte 17',18' (nicht dargestellt in Fig. 10) vorzusehen, wobei diese Fixkontakte 17',18' derart anzuordnen sind, dass der Kontaktbereich 16 des zweiten Mikro-Elementes 2 diese Fixkontakte 17',18' elektrisch leitend miteinander verbindet, wenn das zweite Mikro-Element 2 sich in der Einschaltposition B' befindet. It is also advantageous to provide in analogy to the embodiment illustrated in Fig. 5 embodiment, a second pair Fixkontakte 17 ', 18' (not shown in Fig. 10), said Fixkontakte 17 ', 18' to be arranged in such a way that the contact area 16 of the second micro-element 2 this Fixkontakte 17 ', 18' connecting an electrically conductive manner, when the second micro-element 2 is in the on position B '. So erhält man ein Wechselschalt-Relais, ähnlich dem aus Fig. 5, aber mit nur einem bistabilen Mikro-Element 1. Vorteilhaft kann ausserdem der bewegliche Teil 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 zweiteilig ausgebildet werden (analog zu der Ausführungsform von Fig. 7). Thus, there is obtained a change of switching relays, similar to that of Fig. 5, but with only a bistable micro-element 1. Advantageously, moreover, the movable part 11 of the second micro-element 2 formed in two parts (as in the embodiment of Fig. 7 ).

In den obigen Ausführungen wurden nur lateral arbeitende MEMS diskutiert. In the above, only laterally operating MEMS were discussed. Es ist aber auch möglich, die beschriebenen MEMS (in ähnlicher Form) als horizontal arbeitende MEMS aufzubauen. It is also possible to construct the MEMS described (in a similar form) as a horizontally operating MEMS. Zur Herstellung wird dann typischerweise nicht DRIE eingesetzt, sondern es wird eher auf andere aus der MEMS- oder Halbleitertechnologie bekannte Verfahren zurückgegriffen, wie sie beispielsweise in den bereits genannten Patentschriften US 5,638,946, US 5'677'823 oder DE 42 05 029 C1 erwähnt werden. For the production is then typically not DRIE used, but it is resorted known methods rather different from the MEMS and semiconductor technology, as mentioned, for example, in the aforementioned patents US 5,638,946, US 5'677'823 or DE 42 05 029 C1 , Der Offenbarungsgehelt dieser Patentschriften wird darum hiermit in die vorliegende Beschreibung aufgenommen. The Offenbarungsgehelt these patents is therefore incorporated into the present specification.

Fig. 11a und Fig. 11b zeigen ein mögliches Ausführungsbeispiel, in welchem die beweglichen Teile des MEMS im wesentlichen horizontal beweglich sind. FIG. 11a and FIG. 11b show a possible embodiment in which the moving parts of the MEMS are horizontally movable substantially. Fig. 11a ist eine geschnittene Seitenansicht des in Fig. 11b in Aufsicht dargestellte MEMS. FIG. 11a is a sectional side view of the MEMS in a plan view shown in Fig. 11b. In Fig. 11b ist mit XIa-XIa die Linie des Schnittes der Fig. 11a dargestellt. In Fig. 11b with XIa-XIa the line of section of FIGS. 11a. Das MEMS ist ein Mikro-Relais mit einem NC-Anschluss. The MEMS is a micro-relay with an NC connection.

Das erste Mikro-Element 1 ist hier als ein schwingungsbauchförmiges bistabil elastisch schaltbares Mikro-Element ausgebildet, analog zu dem in Fig. 2 gezeigten ersten Mikro-Element 1. In der Initialposition A ist der symmetrische Schwingungsbauch von dem Substrat S weggewölbt. The first micro-element 1 is designed here as an antinode shaped bistable elastic switchable micro-element, analogous to that shown in Fig. 2 first micro-element 1. In the initial position A of the symmetrical antinode is curved away from the substrate S. Das zweite Ende 7 des ersten Mikro-Elementes 1 ist hier brückenartig ausgebildet. The second end 7 of the first micro-element 1 is formed like a bridge here. Dadurch kann sich das unterhalb des Schwingungsbauches angeordnete zweite Mikro-Element 2 bis ausserhalb des Bereiches zwischen dem ersten Ende 6 und zweiten Ende 7 des ersten Mikro-Elementes 1 erstrecken. Thereby, the below the antinode disposed second micro-element 2 may extend outside the region between the first end 6 and second end 7 of the first micro-element. 1 Das erste feste Ende 10 des zweiten Mikro-Elementes 2 dient hier als Anschlag für die Bildung des asymmetrischen Schwingungsbauches des ersten Mikro-Elementes 1 in der Arbeitsposition B. The first fixed end 10 of the second micro-element 2 serves as a stop for the formation of the asymmetrical antinode of the first micro-element 1 in the working position B.

Der bewegliche Teil 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 verläuft zunächst (nach der Strukturierung) im wesentlichen parallel zu der Hauptfläche des Substrates S. Nach dem Schalten des ersten Mikro-Elementes 1 von der Initialposition A in die Arbeitsposition B übt das erste Mikro-Element 1 eine Druckkraft auf den beweglichen Teil 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 aus. The movable part 11 of the second micro-element 2 initially runs (after patterning) is substantially parallel to the main surface of the substrate S. After the switching of the first micro-element 1 from the initial position A to working position B exerts the first micro-element 1 is a pressure force on the moving part 11 of the second micro-element. 2 Das zweite Mikro-Element 2 wird elastisch verformt. The second micro-element 2 is elastically deformed. Es gelangt in seine Ausschaltposition A', in welcher eine fest an dem beweglichen Teil 11 angebrachte bewegliche Kontaktelektrode E eine auf dem Sustrat S fixierte Fixelektrode 17 berührt. It reaches its off position A ', in which a permanently attached to the movable portion 11 movable contact touches a fixed electrode E on the Sustrat S Fixelektrode 17th Dadurch entsteht ein NC-Anschluss zwischen der beweglichen Kontaktelektrode E und der Fixelektrode 17. Diese Erzeugung eines NC-Anschlusses ist ganz analog zu der in Zusammenhang mit den Fig. 10a bis 10c beschriebenen Methode. This creates an NC connection between the movable contact electrode E and the Fixelektrode 17. This generation of an NC terminal analogous to that described in connection with FIGS. 10a to 10c method.

Werden geeignete Schaltspannungen zwischen den beiden Mikro-Elementen 1,2 angelegt, so geht das zweite Mikro-Element 2 in den Einschaltzustand B' über, in welchem der bewegliche Teil 11 des zweiten Mikro-Elementes 2 von dem Substrat weggebogen ist und der NC-Anschluss geöffnet ist. Are suitable switching voltages between the two micro-elements 1,2 is applied, the second micro-element 2 is in the ON state B ', at which the movable part 11 of the second micro-element 2 is bent away from the substrate and the NC connection is open. Die Kontaktierungselektroden C,C' dienen zum Anlegen von Schaltspannungen. The contacting electrodes C, C 'are provided for applying switching voltages. Zum Anlegen eines zu schaltenden Signals dienen Kontaktierungselektroden D,D' Die Kontaktierungselektrode D, welche elektrisch mit der beweglichen Kontaktelektrode E verbunden ist, ist hier auf dem ersten festen Ende 10 des zweiten Mikro-Elementes 2 angeordnet. serve for applying a signal to be switched contacting electrodes D, D 'The Kontaktierungselektrode D, which is electrically connected to the movable contact electrode E, is disposed here on the first fixed end 10 of the second micro-element. 2 Die mit dem Fixkontakt 17 elektrisch verbundene Kontaktierungselektrode D' ist auf dem Substrat S angeordnet. The electrically connected to the Fixkontakt 17 Kontaktierungselektrode D 'is disposed on the substrate S.

Andere erfindungsgemässe MEMS, wie beispielsweise die weiter oben beschriebenen MEMS, sind ebenfalls als horizontal arbeitende MEMS realisierbar. Other inventive MEMS, such as the MEMS as described above, can also be realized as a horizontally operating MEMS.

Eine Anordnung mit einer Fixelektrode 17 und einer beweglichen Kontaktelektrode E, wie in Fig. 11a und 11b, ist vorteilhaft auch in den weiter oben beschriebenen MEMS, welche mit einem Kontaktbereich 16 und zwei Fixelektroden 17,18 beschrieben sind, realisierbar. An arrangement with a Fixelektrode 17 and a movable contact electrode E as shown in Fig. 11a and 11b, is also advantageous in the above-described MEMS, which are described with a contact portion 16 and two Fixelektroden 17,18, realizable.

Sehr vorteilhaft an dieser Ausführungsform von Fig. 11a,b ist, dass der Abstand im geöffneten Zustand zwischen der beweglichen Kontaktelektrode E des zweiten Mikro-Elementes 2 und dem Fixkontakt 17 wählbar ist und fertigungstechnisch sehr gut reproduzierbar ist. It is very advantageous in this embodiment of Fig. 11a, b so that the distance in the open state between the movable contact electrode E of the second micro-element 2 and the Fixkontakt 17 is selectable and has been designed in very reproducible. Dasselbe gilt auch für die weiter oben diskutierten Ausführungsformen, sofern man diese analog zu Fig. 11a,b mit einer beweglichen Kontaktelektrode E ausführt. The same also applies to the further embodiments discussed above, if one these analogous to FIG. 11a, b executes with a movable contact electrode E.

Ein erfindungsgemässes MEMS ist nicht nur, wie in obigen Beispielen, als Schalter oder Relais ausführbar. An inventive MEMS can be executed not only, as in the above examples, as switches or relays. Es sind verschiedenste Mikro-Aktoren realisierbar. A wide variety of micro-actuators realized. Beispielsweise können erfindungsgemässe MEMS Mikro-Ventile oder Mikro-Pumpen darstellen oder solche betätigen. For example, inventive MEMS micro-valves or micro-pumps can represent or press such.

Das zur Herstellung eines erfindungsgemässen MEMS verwendete Substrat S ist vorzugsweise fläching ausgebildet. The substrate S used for the preparation of an inventive MEMS is preferably formed fläching. Typischerweise weist es eine Hauptfläche auf, die zur Herstellung des MEMS strukturiert wird, wobei die Bewegung der beweglichen Teile des MEMS im wesentlichen parallel oder senkrecht zu dieser Hauptfläche beweglich sind. Typically, it has a major surface which is structured for manufacturing the MEMS, wherein the movement of the moving parts of the MEMS are substantially parallel or perpendicular movement to this main surface. Vorzugsweise besteht das Substrat S aus einem Halbleitermaterial, insbesondere Silizium, das vorteilhaft einkristallin und besonders vorteilhaft (für eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit) auch noch dotiert ist. Preferably, the substrate S is made of a semiconductor material, especially silicon, the monocrystalline advantageous and particularly advantageous (for a sufficient electrical conductivity) is also doped. Bei einkristallinem Silizium ist bei unter mechanischem Stress stehenden bistabil schaltbaren Mikro-Elementen 1,1',2,19,20,23,24 vorteilhaft keine oder nur sehr langsam erfolgende Relaxation zu erwarten. When single crystal silicon is in under mechanical stress bistable switchable micro-elements 1,1 ', 2,19,20,23,24 advantageously no or only very slowly taking place relaxation expected.

Insbesondere kann ein SOI-Wafer (silicon-on-insulator) verwendet werden, der aus drei substratparalellen Schichten Silizium-Siliziumoxid-Silizium. In particular, can be used an SOI wafer (silicon-on-insulator), the substratparalellen of three layers of silicon-silicon oxide-silicon. Dabei dient die Siliziumoxid-Schicht als Opferschicht. The silicon oxide film serves as a sacrificial layer.

Das erwähnte Strukturierungsverfahren ist typischweise ein materialabtragendes Verfahren, vorzugsweise ein Ätzverfahren. The aforementioned patterning method is typical as an abrasive process, preferably an etching process. Die LIGA-Technik oder insbesondere das reaktive lonenätzen und besonders vorteilhaft das lonentiefätzen (DRIE) kommen hier in Frage. The LIGA technique or in particular reactive ion etching and the particular advantage that lonentiefätzen (DRIE) come into consideration. Das DRIE-Verfahren hat den Vorteil, sehr gut zur Erzeugung von Flächen geeignet zu sein, die (relativ zu ihrer subtratsenkrechten Höhe) eng beabstandet sind und praktisch senkrecht zu der Hauptfläche des Substrates S verlaufen. The DRIE process has the advantage of being very suitable for the production of surfaces suitable which are closely spaced (relative to its subtratsenkrechten height) and extend substantially perpendicular to the main surface of the substrate S. Für die Herstellung lateral arbeitender MEMS ist DRIE gut geeignet. For the production laterally operating MEMS DRIE is well suited. Aber auch Verfahren, die Material auftragen sind denkbar, beispielsweise wenn derart erzeugte einander zugewandte Flächen verfahrensbedingt einen Minimalabstand aufweisen. However, processes which apply material are conceivable, for example, if such generated facing surfaces due to the process having a minimum distance. Beispielsweise mittels Photopolymerisation arbeitende Rapid-Prototyping-Verfahren. For example, by means of photopolymerization working Rapid prototyping process.

Ausser elektrostatisch betätigbaren Aktoren können erfindungsgemäss beispielsweise auch elektromagnetisch oder piezoeklektrisch betätigbare Aktoren realisiert werden. Except electrostatically actuated actuators according to the invention may for example also electromagnetically or piezoeklektrisch realized operated actuators. Die betätigenden Kräfte können abstossend oder anziehend sein. The actuating forces may be repulsive or attractive.

Ein erfindungsgemässes bistabil schaltbares Mikro-Element kann auch tristabil oder anderweitig multistabil schaltbar sein. An inventive bistable switchable micro-element can also be tristable or otherwise multistable switchable. Es ist für manche Anwendungen ausserdem nicht nötig, dass die Mikro-Elemente 1,1',19,20,23,24 nach der ersten Umschaltung von der Initialposition A in die Arbeitsposition B auch wieder zurückschalbar in die Initialposition A sind. It is also not necessary for some applications that the micro-elements 1,1 ', 19,20,23,24 are also after the first switch from the initial position A to working position B again zurückschalbar in the initial position A. Man kann auch ein einmaliges, beispielsweise plastisches, Verformen in Erwägung ziehen. One can also draw a unique, such as plastic, shaping into consideration. Die Mikro-Elemente 1,1',19,20,23,24 sind aber vorzugsweise bistabil elastisch schaltbar und wieder in die Initialposition A zurückschaltbar. However, the micro-elements 1,1 ', 19,20,23,24 are preferably bistable switchable elastically and again zurückschaltbar in the initial position A. Besonders vorteilhaft ist es, die bistabilen Mikro-Elemente 1,1',2,19,20,23,24 als die geschilderten kosinusförmigen oder als die geschilderten schwingungsbauchförmigen Mikro-Elemente auszubilden, wobei diese auch in abgewandelter Form und innerhalb eines MEMS's kombiniert realisierbar sind. It is particularly advantageous that the bistable micro-elements', 2,19,20,23,24 form than described or cosinusoidal antinode shaped as the described micro-elements 1.1, which also in a modified form and within a MEMS's combined realized is are.

Je nach Zweck können die Mikro-Elemente optional elektrisch leitend oder elektrisch nichtleitend beschichtet werden. Depending on the purpose, the micro-elements may optionally be coated electrically conductive or electrically nonconductive. Eine nichtleitende Beschichtung dient vorzugsweise der Verhinderung von Entladungen zwischen einander berührenden elektrostatischen Elektroden. A non-conductive coating is preferably used for preventing discharges between contacting electrostatic electrodes. Beispielsweise als alternativer oder zusätzlicher Schutz vor derartigen Entladungen können Stopper oder Federn eingesetzt werden, wie sie aus der bereits zitierten DE 198 00 189 A1 bekannt sind. For example, as an alternative or additional protection against such discharges stopper or springs can be used, as they are known from the already cited DE 198 00 189 A1. Die Kontaktierungselektroden C,C',D,D' sind in bekannter Weise herstellbar (zum Beispiel durch Sputtern) und beispielsweise durch Bonden kontaktierbar. The contacting electrodes C, C ', D, D' can be prepared (e.g., by sputtering) and, for example, by bonding contacted in a known manner.

Zum Herstellungsprozess für die erfindungsgemässen MEMS ist zu bemerken, dass das erstmalige Umschalten des ersten Mikro-Elementes 1 und auch der anderen bistabil schaltbaren Mikro-Elemente 1',19,20,23,24 von der Initialposition A in die Arbeitsposition B als noch zu dem Herstellungsprozess des MEMS gehörig zu betrachten ist. The manufacturing process for the inventive MEMS is to be noted that the first-time switching of the first micro-element 1 and also the other bistable switchable micro-elements 1 ', 19,20,23,24 from the initial position A to working position B than at the the manufacturing process of MEMS is to be considered properly. Dieser initiale Schaltvorgang kann mechanisch erfolgen. This initial switching operation can be done mechanically. Vorzugsweise wird dieser Schaltvorgang aber im Rahmen eines Qualitäts- oder Funktionstests (Burn-in) des MEMS vorgenommen, wobei andere mit dem Substrat verbundene Einheiten dabei mitgetestet oder initialisiert werden können. Preferably, this shift is made but as part of a quality or function tests (burn-in) of the MEMS, said other units connected to the substrate can be included in the test case or initialized. Der initiale Schaltvorgang kann dann vorzugsweise durch Erzeugen einer attraktiven Kraft zwischen dem bistabilen Mikro-Element 1,1',19,20,23,24 und dem zweiten Mikro-Element 2 erfolgen, wobei diese Kraft vorteilhaft durch Anlegen einer Schaltspanung erfolgt. The initial switching operation can then take place preferably by generating an attractive force between the bistable micro-element 1,1 ', 19,20,23,24 and the second micro-element 2, which force is advantageously carried out by applying a Schaltspanung. Eine solche Schaltspannung ist typischerweise höher als eine Schaltspannung, die zum Schalten des zweite Mikro-Elementes 2 zwischen Ausschaltposition A' und Einschaltposition B' verwendet wird. Such a switching voltage is typically higher which is used for switching the second micro-element 2 between off position A 'and on position B' as a switching voltage.

Die genannten Merkmale können gemeinsam oder auch einzeln oder in beliebiger Kombination vorteilhaft sein. These features can be advantageous jointly or individually or in any combination.

Die Linearausdehnung der beschriebenen MEMS ist typischerweise zwischen 0.2 mm und 5 mm, vorzugsweise 0.8 mm bis 2 mm. The linear expansion of the MEMS as described is typically between 0.2 mm and 5 mm, preferably 0.8 mm to 2 mm. Für DRIE als Strukturierungsverfahren beträgt der erwähnte Minimalabstand (minimale Grabenbreite) etwa 5 µm bis 15 µm; For DRIE as a structuring method of the mentioned minimum distance (minimum grave width) from about 5 microns to 15 microns; er weist eine geringe Abhängigkeit von der Tiefe des strukturierten Grabens auf. it has a low dependence on the depth of the patterned trench. Typischerweise beträgt die Tiefe des strukturierten Grabens 300 µm bis 550 µm. Typically, the depth of the patterned trench is 300 microns to 550 microns. Durch Schalten von der Initialposition A in die Arbeitsposition B wird der entsprechende Abstand auf typischerweise null oder 0,1 µm bis 1 µm reduziert. the corresponding distance to typically zero or 0.1 microns will be reduced to 1 micron by switching from the initial position A to working position B. Schichtdicken der elektrisch nichtleitenden Beschichtungen 3b,3b',4b,4b' betragen typischerweise 50 nm bis 500 nm Layer thicknesses of the electrically non-conductive coatings 3b, 3b ', 4b, 4b' are typically from 50 nm to 500 nm

Die Schaltspannungen für die beschriebenen MEMS (Schalten zwischen Ausschaltposition A' und Einschaltposition B') betragen typischerweise 10 V bis 80 V, vorzugsweise 25 V bis 50 V. Wenn die erste Umschaltung der bistabilen Mikro-Elemente von der Initialposition A in die Arbeitsposition durch elektrostatische Anziehungskräfte erfolgt, werden dafür typischerweise Schaltspannungen zwischen 70 V und 300 V, vorzugsweise zwischen 100 V und 200 V eingesetzt. The switching voltages for the described MEMS (switching between off position A 'and switch-B') are typically 10 V to 80 V, preferably 25 V to 50 V. When the first switching of the bistable micro-elements from the initial position A to the operative position by electrostatic attractive forces occurs are typically for switching voltages between 70 V and 300 V, preferably between 100 V and 200 V applied.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
erstes Mikro-Element first micro-element
1' 1'
drittes Mikro-Element third micro-element
2 2
zweites Mikro-Element second micro-element
3 3
erste Oberfläche (des ersten Mikro-Elementes); first surface (the first micro-element); der zweiten Oberfläche zugewandt the second surface facing
3a 3a
erste Fläche (des ersten Mikro-Elementes); first surface (the first micro-element); der zweiten Fläche zugewandt the second surface facing
3b 3b
erste Beschichtung (der ersten Fläche) first coating (the first surface)
3' 3 '
dritte Oberfläche (des dritten Mikro-Elementes); third surface (the third micro-element); der vierten Oberfläche zugewandt the fourth surface facing
3a' 3a '
dritte Fläche (des dritten Mikro-Elementes); third surface (the third micro-element); der vierten Fläche zugewandt the fourth surface facing
3b' 3b '
dritte Beschichtung (der dritten Fläche) third coating (the third surface)
4 4
zweite Oberfläche (des zweiten Mikro-Elementes); second surface (the second micro-element); der ersten Oberfläche zugewandt the first surface facing
4a 4a
zweite Fläche (des zweiten Mikro-Elementes); second surface (the second micro-element); der ersten Fläche zugewandt the first surface facing
4b 4b
zweite Beschichtung (der zweiten Fläche) second coating (the second surface)
4' 4 '
vierte Oberfläche (des zweiten Mikro-Elementes); fourth surface (the second micro-element); der dritten Oberfläche zugewandt the third surface facing
4a' 4a '
vierte Fläche (des zweiten Mikro-Elementes); fourth face (of the second micro-element); der dritten Fläche zugewandt the third surface facing
4b' 4b '
vierte Beschichtung (der vierten Fläche) fourth coating (the fourth surface)
5 5
Schaltteil des ersten Mikro-Elementes Switching part of the first micro-element
6 6
erstes Ende des ersten Mikro-Elementes first end of the first micro-element
7 7
zweites Ende des des ersten Mikro-Elementes second end of the first micro-element
8 8th
Mitte zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des ersten Mikro-Elementes Midway between the first and the second end of the first micro-element
9 9
(angepasste) Elektrode des ersten Mikro-Elementes (Adjusted) electrode of the first micro-element
10 10
erstes festes Ende des zweiten Mikro-Elementes first fixed end of the second micro-element
10' 10 '
zweites festes Ende des zweiten Mikro-Elementes second fixed end of the second micro-element
11 11
beweglicher Teil des zweiten Mikro-Elementes moving part of the second micro-element
12 12
spaltbildende Oberfläche gap-forming surface
13 13
Spalt gap
14 14
erster Bereich des beweglichen Teils des zweiten Mikro-Elementes first region of the movable part of the second micro-element
15 15
zweiter Bereich des beweglichen Teils des zweiten MikroElementes second region of the movable part of the second micro-element
16,16' 16.16 '
Kontaktbereich des beweglichen Teils des zweiten MikroElementes Contact area of ​​the movable part of the second micro-element
17,18 17.18
Fixkontakte Fixkontakte
17',18' 17 ', 18'
Fixkontakte Fixkontakte
19 19
viertes Mikro-Element fourth micro-element
20 20
fünftes Mikro-Element fifth micro-element
21,22 21.22
Kontaktelektrode contact electrode
23 23
sechstes Mikro-Element sixth micro-element
24 24
siebtes Mikro-Element seventh micro-element
25a 25a
fünfte Fläche (des sechsten Mikro-Elementes); fifth surface (the sixth micro-element); der sechsten Fläche zugewandt the sixth surface facing
25a' 25a '
siebte Fläche (des siebten Mikro-Elementes); seventh surface (the seventh micro-element); der achten fläche zugewandt the eighth surface facing
26a 26a
sechste Fläche (des zweiten Mikro-Elementes); sixth surface (the second micro-element); der fünften Fläche zugewandt the fifth surface facing
26a' 26a '
achte Fläche (des zweiten Mikro-Elementes); eighth surface (of the second micro-element); der fünften Fläche zugewandt the fifth surface facing
A A
Initialposition initial position
B B
Arbeitsposition working position
A' A '
Ausschaltposition (des zweiten Mikro-Elementes) Switch-off position (second micro-element)
B' B '
Einschaltposition (des zweiten Mikro-Elementes) On position (second micro-element)
C,C' C, C '
Kontaktierungselektroden contacting electrodes
D,D' D, D '
Kontaktierungselektroden contacting electrodes
E e
bewegliche Kontaktierungselektrode (des zweiten MikroElementes) movable Kontaktierungselektrode (of the second micro-element)
S S
Substrat substratum

Claims (23)

  1. Mikro-elektromechanisches System, umfassend ein Substrat (S) sowie ein erstes Mikro-Element (1) und ein zweites Mikro-Element (2), wobei Micro-electromechanical system, comprising a substrate (S) and a first micro-element (1) and a second micro-element (2), wherein
    (a) das erste Mikro-Element (1) und das zweite Mikro-Element (2) mit dem Substrat (S) verbunden sind und (A) the first micro-element (1) and the second micro-element (2) with the substrate (S) are connected and
    (b) das erste Mikro-Element (1) eine erste Fläche (3a) aufweist und das zweite Mikro-Element (2) eine zweite Fläche (4a) aufweist, welche Flächen (3a,4a) einander zugewandt sind und durch ein Strukturierungsverfahren erzeugt sind, (B) the first micro-element (1) having a first surface (3a) and the second micro-element (2) having a second surface (4a), which surfaces (3a, 4a) facing each other and formed by a patterning process are,
    dadurch gekennzeichnet , characterized in
    (d) dass das erste Mikro-Element (1) einen Schaltteil (5) beinhaltet, durch den es bistabil zwischen einer Initialposition (A) und einer Arbeitsposition (B) schaltbar ist, und (D) that the first micro-element (1) includes a switching portion (5), by which it is bistable between an initial position (A) and a working position (B) is switchable, and
    (e) dass der Abstand zwischen der ersten Fläche (3a) und der zweiten Fläche (4a) in der Arbeitsposition (B) des ersten Mikro-Elementes (1) kleiner als ein durch das Strukturierungsverfahren erzeugbarer Minimalabstand zwischen der ersten Fläche (3a) und der zweiten Fläche (4a) ist. (E) that the distance between the first surface (3a) and second surface (4a) in the working position (B) of the first micro-element (1) is smaller than a producible by the patterning process minimum distance between the first surface (3a) and is the second surface (4a).
  2. Mikro-elektromechanisches System gemäss Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet , Micro-electromechanical system according Anpruch 1, characterized in that
    (a) dass das erste Mikro-Element (1) eine erste Oberfläche (3) aufweist, die gleich der ersten Fläche (3a) ist oder, wenn die erste Fläche (3a) mit einer ersten Beschichtung (3b) versehen ist, gleich der Oberfläche dieser Beschichtung (3b) ist, und (A) that the first micro-element (1) having a first surface (3), which is equal to the first surface (3a), or when the first surface (3a) is provided with a first coating (3b) is equal to the surface of this coating (3b), and
    (b) dass das zweite Mikro-Element (2) eine zweite Oberfläche (4) aufweist, die gleich der zweiten Fläche (4a) ist oder, wenn die zweite Fläche (4a) mit einer zweiten Beschichtung (4b) versehen ist, gleich der Oberfläche dieser Beschichtung (4b) ist. (B) that the second micro-element (2) a second surface (4) which is equal to the second surface (4a) or if the second surface (4a) with a second coating (4b) is provided, equal to the surface of this coating (4b).
  3. Mikro-elektromechanisches System gemäss Anpruch 2, wobei Micro-electromechanical system according Anpruch 2, wherein
    (a) das zweite Mikro-Element (2) ein mit dem Substrat (S) fest verbundenes erstes festes Ende (10) sowie einen beweglichen Teil (11) aufweist, (A) the second micro-element (2) has a with the substrate (S) is firmly connected first fixed end (10) and a movable part (11),
    dadurch gekennzeichnet , characterized in
    (b) dass die erste Oberfläche (3) und die zweite Oberfläche (4) elektrisch nichtleitend sind, und (B) that the first surface (3) and the second surface (4) are electrically non-conductive, and
    (c) dass die erste Oberfläche (3) und die zweite Oberfläche (4) in der Arbeitsposition (B) Berührungsstellen aufweisen, und (C) that the first surface (3) and the second surface (4) in the working position (B) have contact points, and
    (d) dass das zweite Mikro-Element (2) dadurch von einer Ausschaltposition (A') in eine Einschaltposition (B') schaltbar ist, dass in der Arbeitsposition (B) des ersten Mikro-Elementes (1) der bewegliche Teil (11) des zweiten Mikro-Elementes (2) durch elektrostatische Kräfte zwischen dem ersten Mikro-Element (1) und dem zweiten Mikro-Element (2) bewegbar ist. (D) that the second micro-element (2), characterized by a switch-off position (A ') into an on position (B' can be switched), that in the working position (B) of the first micro-element (1), the movable part (11 ) of the second micro-element (2) can be moved by electrostatic forces between the first micro-element (1) and the second micro-element (2).
  4. Mikro-elektromechanisches System gemäss Anpruch 3, dadurch gekennzeichnet , Micro-electromechanical system according Anpruch 3, characterized in that
    (a) dass das erste Mikro-Element (1) eine Elektrode (9) umfasst, welche Elektrode (9) die erste Oberfläche (3) beinhaltet, und (A) that the first micro-element (1) comprises an electrode (9), which electrode (9) includes the first surface (3), and
    (b) dass die Elektrode (9) und das zweite Mikro-Element (2) derart ausgebildet sind, dass sich in der Einschaltposition (B') des zweiten Mikro-Elementes (2) die erste Oberfläche (3) und die zweite Oberfläche (4) vollflächig berühren. (B) that the electrode (9) and the second micro-element (2) are designed such that in the on position (B ') of the second micro-element (2) (the first surface (3) and the second surface 4) touch entire surface.
  5. Mikro-elektromechanisches System gemäss Anpruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (9) eine spaltbildende Oberfläche (12) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass sie stufenartig gegenüber der ersten Oberfläche (3) zurückversetzt ist und mit dem zweiten Mikro-Element (2) einen Spalt (13) einschliesst, wenn sich das erste Mikro-Element (1) in der Arbeitsposition (B) und sich das zweite Mikro-Element (2) in der Einschaltposition (B') befindet. Micro-electromechanical system according Anpruch 4, characterized in that the electrode (9) has a gap-forming surface (12) which is formed such that it is stepwise recessed from the first surface (3) and (with the second micro-element 2) encloses a gap (13), when the first micro-element (1) (in the working position B) and is the second micro-element (2) in the on position (B ').
  6. Mikro-elektromechanisches System gemäss einem der Anprüche 3 bis 5, Micro-electromechanical system according to one of Anprüche 3 to 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Teil (11) des zweite Mikro-Elementes (2) einen ersten Bereich (14) und einen zweiten Bereich (15) aufweist, wobei der erste Bereich (14) characterized in that the movable part (11) of the second micro-element (2) having a first portion (14) and a second region (15), wherein the first region (14)
    zwischen dem zweiten Bereich (15) und dem ersten festen Ende (10) des zweiten Mikro-Elementes (2) angeordnet ist, between the second region (15) and the first fixed end (10) of the second micro-element (2) is arranged,
    einen Teil der zweiten Oberfläche (4) umfasst, und a portion of the second surface (4), and
    weniger steif ausgebildet ist als der zweite Bereich (15). is designed to be less stiff than the second region (15).
  7. Mikro-elektromechanisches System gemäss einem der Anprüche 3 bis 5, Micro-electromechanical system according to one of Anprüche 3 to 5,
    dadurch gekennzeichnet , characterized in
    (a) dass das mikro-elektromechanische System zwei fest mit dem Substrat verbundene Fixkontakte (17,18) aufweist, und (A) that the micro-electromechanical system has two fixed connected to the substrate Fixkontakte (17,18), and
    (b) dass der bewegliche Teil (11) des zweiten Mikro-Elementes (2) einen elektrisch leitfähigen Kontaktbereich (16) aufweist, (B) that the moving part (11) of the second micro-element (2) has an electrically conductive contact region (16),
    welcher Kontaktbereich (16) im Bereich eines dem ersten festen Ende (10) des zweiten Mikro-Elementes (2) gegenüberliegenden Endes des zweiten Mikro-Elementes (2) angeordnet ist, und which contact region (16) in the region of the first fixed end (10) of the second micro-element (2) opposite end of the second micro-element (2) is arranged, and
    durch welchen Kontaktbereich (16) in der Einschaltposition (B') des zweiten Mikro-Elementes (2) die beiden Fixkontakte (17,18) leitend miteinander verbunden sind. by which contact region (16) in the on position (B ') of the second micro-element (2), the two Fixkontakte (17,18) are conductively connected to each other.
  8. Mikro-elektromechanisches System gemäss Anpruch 7, dadurch gekennzeichnet , Micro-electromechanical system according Anpruch 7, characterized in that
    (a) dass das mikro-elektromechanische System ein drittes Mikro-Element (1') umfasst, (A) that the micro-electromechanical system comprises a third micro-element (1 '),
    welches bistabil schaltbar ist, which is bistable switchable,
    welches mit dem Substrat (S) verbunden ist, und which is connected to the substrate (S), and
    welches in einem Bereich angeordnet ist, der auf der dem ersten Mikro-Element (1) abgewandten Seite des zweiten Mikro-Elementes (2) liegt, und which is arranged in a region of the side of the second micro-element (2) on the first micro-element (1) facing away is located, and
    (b) dass das mikro-elektromechanische System zwei weitere Fixkontakte (17',18') aufweist, welche weiteren Fixkontakte (17',18') mit dem Substrat (S) fest verbunden sind und in einem Bereich angeordnet sind, der auf der den Fixkontakten (17,18) abgewandten Seite des zweiten Mikro-Elementes (2) liegt, (B) that the micro-electromechanical system has two further Fixkontakte (17 ', 18'), which further Fixkontakte (17 ', 18') with the substrate (S) are firmly connected and arranged in an area on the side of the second micro-element (2) the Fixkontakten (17,18) facing away is located,
    (c) dass der bewegliche Teil (11) des zweiten Mikro-Elementes (2) einen weiteren elektrisch leitfähigen Kontaktbereich (16') aufweist, welcher im Bereich eines dem ersten festen Ende (10) des zweiten Mikro-Elementes (2) gegenüberliegenden Endes des zweiten Mikro-Elementes (2), auf der dem Kontaktbereich (16) abgewandten Seite des zweiten Mikro-Elementes (2) angeordnet ist, und (C) that the moving part (11) of the second micro-element (2) comprises a further electrically conductive contact region (16 ') which in the region of the first fixed end (10) of the second micro-element (2) opposite end the second micro-element (2) on which the contact region (16) remote side of the second micro-element (2) is arranged, and
    (d) wobei das dritte Mikro-Element (1') in analoger Weise mit dem zweiten Mikro-Element (2) und mit den weiteren Fixkontakten (17',18') zusammenwirkt wie das erste Mikro-Element (1) mit dem zweiten Mikro-Element (2) und mit den Fixkontakten (17,18) zusammenwirkt. (D) wherein the third micro-element (1 ') in an analogous manner with the second micro-element (2) and with the further Fixkontakten (17', 18 ') cooperating as the first micro-element (1) with the second micro-element (2) and with the Fixkontakten (17,18) cooperates.
  9. Mikro-elektromechanisches System gemäss Anpruch 6 und 7 oder gemäss Anpruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (16) im zweiten Bereich (15) des beweglichen Teils (11) des zweiten Mikro-Elementes (2) angeordnet ist. Micro-electromechanical system according Anpruch 6 and 7 or according Anpruch 6 and 8, characterized in that the contact region (16) is arranged in the second region (15) of the movable part (11) of the second micro-element (2).
  10. Mikro-elektromechanisches System gemäss Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet , Micro-electromechanical system according Anpruch 1, characterized in that
    (a) dass das mikro-elektromechanische System ein drittes Mikro-Element (1') umfasst, das (A) that the micro-electromechanical system comprises a third micro-element (1 '), the
    mit dem Substrat (S) verbunden ist und with the substrate (S) and
    eine dritte Fläche (3a') aufweist, comprises a third surface (3a '),
    (b) dass das zweite Mikro-Element (2) einen Schaltteil beinhaltet, welcher (B) that the second micro-element (2) includes a switching part, which
    ein mit dem Substrat (S) fest verbundenes erstes festes Ende (10), a with the substrate (S) is firmly connected first fixed end (10),
    ein mit dem Substrat (S) fest verbundenes zweites festes Ende (10'), a with the substrate (S) is firmly connected second fixed end (10 '),
    einen zwischen diesen beiden festen Enden (10,10') angeordneten beweglichen Teil (11) und arranged one between these two fixed ends (10,10 ') movable part (11) and
    eine vierte Fläche (4a') a fourth surface (4a ')
    aufweist, und , and in
    (c) durch welchen Schaltteil das zweite Mikro-Element (2) zwischen einer Ausschaltposition (A') und einer Einschaltposition (B') schaltbar ist, (C) by which switching part the second micro-element (2) is switchable between an off position (A ') and an on position (B'),
    wobei in which
    (d) der bewegliche Teil (11) des zweiten Mikro-Elementes (2) einen elektrisch leitfähigen Kontaktbereich (16) umfasst, (D) the movable part (11) of the second micro-element (2) comprises an electrically conductive contact region (16),
    (e) die zweite Fläche (4a) zwischen dem ersten festen Ende (10) und dem Kontaktbereich (16) angeordnet ist, und (E) the second surface (4a) between the first fixed end (10) and the contact region (16) is arranged, and
    (f) die vierte Fläche (4a') zwischen dem zweiten festen Ende (10') und dem Kontaktbereich (16) angeordnet ist, (F) the fourth surface (4a ') between the second fixed end (10') is arranged and the contact region (16),
    (g) die dritte Fläche (3a') und die vierte Fläche (4a') durch das Strukturierungsverfahren erzeugt sind und einander zugewandt sind, und (G) the third surface (3a ') and the fourth surface (4a') are produced by the patterning process and facing each other, and
    (h) dass das dritte Mikro-Element (1') einen Schaltteil beinhaltet, durch den es bistabil zwischen einer Initialposition (A) und einer Arbeitsposition (B) schaltbar ist, und (H) that the third micro-element (1 ') includes a switching part, by which it is bistable between an initial position (A) and a working position (B) is switchable, and
    (i) dass der Abstand zwischen der dritten Fläche (3a') und der vierten Fläche (4a') in der Arbeitsposition (B) des dritten Mikro-Elementes (1') kleiner als ein durch das Strukturierungsverfahren erzeugbarer Minimalabstand zwischen der dritten Fläche (3a') und der vierten Fläche (4a') ist. (I) that the distance between the third surface ((3a ') and the fourth surface (4a') in the working position (B) of the third micro-element (1 ') is smaller than a producible by the patterning process minimum distance between the third surface 3a ') and the fourth surface (4a').
  11. Mikro-elektromechanisches System gemäss Anpruch 10, dadurch gekennzeichnet , Micro-electromechanical system according Anpruch 10, characterized in that
    (a) dass das dritte Mikro-Element (1') eine dritte Oberfläche (3') aufweist, die gleich der dritten Fläche (3a') ist oder, wenn die dritte Fläche (3a') mit einer dritten Beschichtung (3b') versehen ist, gleich der Oberfläche dieser Beschichtung (3b') ist, und (A) that the third micro-element (1 ') has a third surface (3') that is equal to the third surface (3a ') or, when the third surface (3a') having a third coating (3b ') is provided, equal to the surface of this coating (3b '), and
    (b) dass das zweite Mikro-Element (2) eine vierte Oberfläche (4') aufweist, die gleich der vierten Fläche (4a') ist oder, wenn die vierte Fläche (4a') mit einer vierten Beschichtung (4b') versehen ist, gleich der Oberfläche dieser Beschichtung (4b') ist. (B) that the second micro-element (2) 'which is equal to the fourth surface (4a a fourth surface (4) is on) or when the fourth surface (4a') having a fourth coating (4b ') provided is equal to the surface of this coating (4b ') is.
  12. Mikro-elektromechanisches System gemäss Anpruch 11, dadurch gekennzeichnet , Micro-electromechanical system according Anpruch 11, characterized in that
    (a) dass das mikro-elektromechanische System zwei fest mit dem Substrat (S) verbundene Fixkontakte (17,18) beinhaltet, (A) that the micro-electromechanical system incorporates two fixed to the substrate (S) connected Fixkontakte (17,18),
    (b) dass das zweite Mikro-Element (2) dadurch von seiner Ausschaltposition (A') in seine Einschaltposition (B') schaltbar ist, dass in der Arbeitsposition (B) des ersten Mikro-Elementes (1) und des dritten Mikro-Elementes (1') der bewegliche Teil (11) des zweiten Mikro-Elementes (2) durch elektrostatische Kräfte zwischen dem ersten Mikro-Element (1) und dem zweiten Mikro-Element (2) und zwischen dem dritten Mikro-Element (1') und dem zweiten Mikro-Element (2) elastisch bewegbar ist, und (B) that the second micro-element (2), characterized by its switch-off position (A ') into its on position (B') is switchable, that in the working position (B) of the first micro-element (1) and the third micro- element (1 ') of the movable part (11) of the second micro-element (2) by electrostatic forces between the first micro-element (1) and the second micro-element (2) and between the third micro-element (1' ) and the second micro-element (2) is elastically movable, and
    (c) dass in der Einschaltposition (B') des zweiten Mikro-Elementes (2) die beiden Fixkontakte (17,18) durch den Kontaktbereich (16) leitend miteinander verbunden sind. (C) that is in the on (B ') of the second micro-element (2), the two Fixkontakte (17,18) through the contact region (16) are conductively connected to each other.
  13. Mikro-elektromechanisches System gemäss Anpruch 12, dadurch gekennzeichnet , Micro-electromechanical system according Anpruch 12, characterized in that
    (a) dass das mikro-elektromechanische System (A) that the micro-electromechanical system
    ein viertes Mikro-Element (19) und a fourth micro-element (19) and
    ein fünftes Mikro-Element (20) a fifth micro-element (20)
    umfasst, includes,
    (b) welche Mikro-Elemente (19,20) (B) the micro-elements (19,20)
    mit dem Substrat (S) in einem Bereich verbunden sind, der auf der den Fixkontakten (17,18) abgewandten Seite des zweiten Mikro-Elementes (2) liegt, with the substrate (S) are connected in an area of ​​the side of the second micro-element (2) on the Fixkontakten (17,18) facing away is located,
    Schaltteile beinhalten, durch die sie bistabil zwischen einer Initialposition (A) und einer Arbeitsposition (B) schaltbar sind, und Shifting members include through which they bistable between an initial position (A) and a working position (B) are switchable, and
    je eine mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehene Kontaktelektrode (21,22) aufweisen, und each have a provided with an electrically conductive coating contact electrode (21,22), and
    (c) dass in der Ausschaltposition (A') des zweiten Mikro-Elementes (2) in der Arbeitsposition (B) des vierten Mikro-Elementes (19) und des fünften Mikro-Elementes (20) die beiden Kontaktelektroden (21,22) durch den Kontaktbereich (16) elektrisch leitend miteinander verbunden sind. (C) that in the off position (A ') of the second micro-element (2) in the working position (B) of the fourth micro-element (19) and the fifth micro-element (20), the two contact electrodes (21,22) through the contact region (16) are electrically conductively connected to one another.
  14. Mikro-elektromechanisches System gemäss einem der Anprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Mikro-Element (2) bistabil elastisch zwischen seiner Ausschaltposition (A') und seiner Einschaltposition (B') schaltbar ist. Micro-electromechanical system according to one of Anprüche 10 to 13, characterized in that the second micro-element (2) is switchable bistable elastically between its off position (A ') and its on position (B').
  15. Mikro-elektromechanisches System gemäss Anpruch 14, dadurch gekennzeichnet , Micro-electromechanical system according Anpruch 14, characterized in that
    (a) dass das mikro-elektromechanische System (A) that the micro-electromechanical system
    ein sechstes Mikro-Element (23) und a sixth micro-element (23) and
    ein siebtes Mikro-Element (24) a seventh micro-element (24)
    umfasst, includes,
    (b) welche Mikro-Elemente (23,24) (B) the micro-elements (23,24)
    mit dem Substrat (S) verbunden sind, with the substrate (S) are connected,
    auf der Seite des zweiten Mikro-Elementes (2) angeordnet sind, die der zweiten Oberfläche (4) und vierten Oberfläche (4') abgewandt ist, on the side of the second micro-element (2) are arranged, the said second surface (4) facing away from, and fourth surface (4 '),
    Schaltteile beinhalten, durch die sie bistabil zwischen einer Initialposition (A) und einer Arbeitsposition (B) schaltbar sind, Shifting members include through which they bistable between an initial position (A) and a working position (B) are switchable,
    (c) dass das sechste Mikro-Element (23) eine fünfte Fläche (25a) aufweist, (C) that the sixth micro-element (23) comprises a fifth surface (25a)
    (d) dass das zweite Mikro-Element (2) eine sechste Fläche (26a) umfasst, die auf der der zweiten Oberfläche (4) abgewandten Seite des zweiten Mikro-Elementes (2) zwischen dem ersten festen Ende (10) und dem Kontaktbereich (16) angeordnet ist, (D) that the second micro-element (2) comprises a sixth surface (26a), the side of the second micro-element (2) between the first fixed end (10) and the contact region on the second surface (4) facing away from (16) is arranged,
    (e) wobei die fünfte Fläche (25a) und die sechste Fläche (26a) einander zugewandt sind und durch das Strukturierungsverfahren erzeugt sind, (E) said fifth surface (25a) and the sixth surface (26a) facing each other and are produced by the patterning process,
    (f) dass das siebte Mikro-Element (24) eine siebte Fläche (25a') aufweist, (F) that the seventh micro-element (24) has a seventh surface (25a '),
    (g) dass das zweite Mikro-Element (2) eine achte Fläche (26a') umfasst, die auf der vierten Oberfläche (4') abgewandten Seite des zweiten Mikro-Elementes (2) zwischen dem zweiten festen Ende (10') und dem Kontaktbereich (16) angeordnet ist, (G) that the second micro-element (2) 'includes those on the fourth surface (4, an eighth surface (26a)' side of the second micro-element) facing away from (2) between the second fixed end (10 ') and the contact portion (16) is arranged,
    (h) wobei die siebte Fläche (25a') und die achte Fläche (26a') einander zugewandt sind und durch das Strukturierungsverfahren erzeugt sind, und (H) wherein the seventh surface (25a ') and the eighth surface (26a') facing each other and are produced by the patterning process, and
    (i) dass der Abstand zwischen der fünften Fläche (25a) und der sechsten Fläche (26a) in der Arbeitsposition (B) des sechsten Mikro-Elementes (23) kleiner als ein durch das Strukturierungsverfahren erzeugbarer Minimalabstand zwischen der fünften Fläche (25a) und der sechsten Fläche (26a) ist, und (I) that the distance between the fifth surface (25a) and the sixth surface (26a) in the working position (B) of the sixth micro-element (23) is smaller than a producible by the patterning process minimum distance between the fifth surface (25a) and the sixth surface (26a), and
    (i) dass der Abstand zwischen der siebten Fläche (25a') und der achten Fläche (26a') in der Arbeitsposition (B) des siebten Mikro-Elementes (24) kleiner als ein durch das Strukturierungsverfahren erzeugbarer Minimalabstand zwischen der siebten Fläche (25a') und der achten Fläche (25a',26a') ist, und (I) that the distance between the seventh surface (25a ') and the eighth surface (26a') in the working position (B) of the seventh micro-element (24) is smaller than a producible by the patterning process minimum distance between the seventh surface (25a is') and the eighth surface (25a ', 26a'), and
    (j) dass das zweite Mikro-Element (2) dadurch von seiner Einschaltposition (B') in seine Ausschaltposition (A') schaltbar ist, dass in der Arbeitsposition (B) des sechsten Mikro-Elementes (23) und des siebten Mikro-Elementes (24) der bewegliche Teil (11) des zweiten Mikro-Elementes (2) durch elektrostatische Kräfte zwischen dem sechsten Mikro-Element (23) und dem zweiten Mikro-Element (2) und zwischen dem siebten Mikro-Element (24) und dem zweiten Mikro-Element (2) elastisch bewegbar ist. (J) that the second micro-element (2), characterized 'in its off position (A) is switched from its on position (B)', that in the working position (B) of the sixth micro-element (23) and of the seventh micro- element (24) of the movable part (11) of the second micro-element (2) by electrostatic forces between the sixth micro-element (23) and the second micro-element (2) and between the seventh micro-element (24) and is resiliently movable to the second micro-element (2).
  16. Mikro-elektromechanisches System gemäss einem der Anprüche 14 oder 15, wobei Micro-electromechanical system according to one of Anprüche 14 or 15, wherein
    (a) das Substrat (S) als flächig ausgedehnter Festkörper mit einer Hauptfläche ausgebildet ist, und (A) the substrate (S) is formed as a flat extended solid having a major surface, and
    (b) die Mikro-Elemente (1,1',2,19,20,23,24) als gerade prismatische Körper ausgebildet sind, deren Grundflächen parallel zu der Hauptfläche ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet , (b) the micro-elements (1,1 ', 2,19,20,23,24) are formed as straight prismatic bodies, the bases of which are oriented parallel to the main surface, characterized in that
    (c) dass der bewegliche Teil (11) des zweiten Mikro-Elementes (2) (C) that the moving part (11) of the second micro-element (2)
    als gerader prismatische Körper ausgebildet ist und is formed as a straight prismatic body and
    lateral beweglich ist, und is laterally movable, and
    (d) dass die Grundfläche des den beweglichen Teil (11) bildenden geraden prismatischen Körpers (D) that the base of the movable part (11) forming the straight prismatic body
    entweder either
    in der Ausschaltposition (A') die Form eines symmetrischen Schwingungsbauches und in the off position (A ') has the form of a symmetrical antinode and
    in der Einschaltposition (B') die Form eines asymmetrischen Schwingungsbauches aufweist, in the on position (B ') has the form of an asymmetrical antinode,
    oder or
    zwei parallele kosinusförmige Linien beschreibt, welche in der Mitte (8) zwischen ihren zwei Enden (6,7) miteinander verbunden sind. two parallel cosinusoidal lines describes which in the center (8) between its two ends (6,7) are interconnected.
  17. Mikro-elektromechanisches System gemäss einem der Anprüche 1 bis 16, wobei Micro-electromechanical system according to one of Anprüche 1 to 16, wherein
    (a) das Substrat (S) als flächig ausgedehnter Festkörper mit einer Hauptfläche ausgebildet ist, und (A) the substrate (S) is formed as a flat extended solid having a major surface, and
    (b) die Mikro-Elemente (1,1',2,19,20,23,24) als gerade prismatische Körper ausgebildet sind, deren Grundflächen parallel zu der Hauptfläche ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet , (b) the micro-elements (1,1 ', 2,19,20,23,24) are formed as straight prismatic bodies, the bases of which are oriented parallel to the main surface, characterized in that
    (c) dass mindestens ein bistabil zwischen einer Initialposition (A) und einer Arbeitsposition (B) schaltbares Mikro-Element (1,1',2,19,20,23,24) vorhanden ist, dessen Schaltteil (C) at least one bistable between an initial position (A) and a working position (B) switchable micro-element (1,1 ', 2,19,20,23,24) is provided, whose switching part
    ein mit dem Substrat (S) fest verbundenes erstes festes Ende, a with the substrate (S) is firmly connected first fixed end,
    ein mit dem Substrat (S) fest verbundenes zweites festes Ende und a with the substrate (S) is firmly connected second fixed end, and
    einen zwischen diesen beiden festen Enden angeordneten beweglichen Teil a arranged between these two fixed ends of the movable part
    beinhaltet, includes,
    (d) welcher bewegliche Teil (D) which movable part
    als gerader prismatische Körper ausgebildet ist und is formed as a straight prismatic body and
    lateral beweglich ist, und is laterally movable, and
    (e) dass die Grundfläche des den beweglichen Teil bildenden geraden prismatischen Körpers (E) that the base of the movable part forming straight prismatic body
    entweder either
    in der Ausschaltposition (A') die Form eines symmetrischen Schwingungsbauches und in the off position (A ') has the form of a symmetrical antinode and
    in der Einschaltposition (B') die Form eines asymmetrischen Schwingungsbauches aufweist in the on position (B ') has the form of an asymmetrical antinode
    oder or
    zwei parallele kosinusförmige Linien beschreibt, welche in der Mitte zwischen ihren zwei Enden miteinander verbunden sind. two parallel cosinusoidal lines describes which are connected in the middle between their two ends together.
  18. Mikro-elektromechanisches System gemäss Anpruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Micro-electromechanical system according Anpruch 3, characterized in that
    der bewegliche Teil (11) des zweiten Mikro-Elementes (2) durch Schalten des ersten Mikro-Elementes (1) von der Initialposition A in der Arbeitsposition A elastisch verformbar ist. the movable part (11) of the second micro-element (2) by switching the first micro-element (1) from the initial position A in the working position A is elastically deformable.
  19. Mikro-elektromechanisches System gemäss Anpruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Micro-electromechanical system according Anpruch 18, characterized in that
    (a) dass das mikro-elektromechanische System zwei fest mit dem Substrat verbundene Fixkontakte (17,18) aufweist, und (A) that the micro-electromechanical system has two fixed connected to the substrate Fixkontakte (17,18), and
    (b) dass der bewegliche Teil (11) des zweiten Mikro-Elementes (2) einen elektrisch leitfähigen Kontaktbereich (16) aufweist, (B) that the moving part (11) of the second micro-element (2) has an electrically conductive contact region (16),
    welcher Kontaktbereich (16) im Bereich eines dem ersten festen Ende (10) des zweiten Mikro-Elementes (2) gegenüberliegenden Endes des zweiten Mikro-Elementes (2) angeordnet ist, und which contact region (16) in the region of the first fixed end (10) of the second micro-element (2) opposite end of the second micro-element (2) is arranged, and
    durch welchen Kontaktbereich (16) in der Ausschaltposition (A') des zweiten Mikro-Elementes (2) die beiden Fixkontakte (17,18) leitend miteinander verbunden sind. by which contact region (16) in the off position (A ') of the second micro-element (2), the two Fixkontakte (17,18) are conductively connected to each other.
  20. Mikro-elektromechanisches System gemäss einem der Anprüche 1 bis 9 oder 18 oder 19, wobei Micro-electromechanical system according to one of Anprüche 1 to 9 or 18 or 19, wherein
    (a) das Substrat (S) als flächig ausgedehnter Festkörper mit einer Hauptfläche ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet , (a), the substrate (S) is formed as a flat extended solid having a major surface, characterized in that
    (b) dass der Schaltteil (5) des ersten Mikro-Elementes (1) horizontal beweglich ist, und (B) that the switching part (5) of the first micro-element (1) is horizontally movable, and
    (c) dass der bewegliche Teil (11) des zweiten Mikro-Elementes (2) horizontal beweglich ist. (C) that the moving part (11) of the second micro-element (2) is horizontally movable.
  21. Verfahren zur Herstellung eines mikro-elektromechanischen Systems, in welchem Verfahren A method for producing a micro-electromechanical system, in which method
    (a) aus einem Substrat (S) ein erstes mit dem Substrat verbundenes Mikro-Element (1) erzeugt wird, und (A) of a substrate (S) a first substrate connected to the micro-element (1) is generated and
    (b) aus einem Substrat ein zweites mit dem Substrat verbundenes Mikro-Element (2) erzeugt wird, und (B) from a substrate a second substrate connected to the micro-element (2) is generated, and
    (c) unter Einsatz eines Strukturierungsverfahrens eine erste Fläche (3a) des ersten Mikro-Elementes (1) und eine zweite Fläche (4a) des zweiten Mikro-Elementes (2) geformt werden, welche Flächen (3a,4a) einander zugewandt und voneinander beabstandet sind, (C) using a patterning process, a first surface (3a) of the first micro-element (1) and a second surface (4a) of the second micro-element (2) are formed, which surfaces (3a, 4a) facing each other and from each other, are spaced apart,
    dadurch gekennzeichnet , characterized in
    (d) dass das erste Mikro-Element (1) derart geformt wird, dass (D) that the first micro-element (1) is formed such that
    es sich in einer Initialposition (A) befindet, it is in an initial position (A),
    es bistabil von der Initialposition (A) in eine Arbeitsposition (B) schaltbar ist und ES (A) in a working position (B) is switchable bistable from the initial position, and
    der Abstand der ersten Fläche (3a) von der zweite Fläche (4a) in der Arbeitsposition (B) kleiner ist als ein durch das Strukturierungsverfahren erzeugbarer Minimalabstand zwischen der ersten Fläche (3a) und der zweite Fläche (4a), und the distance between the first surface (3a) of the second surface (4a) in the working position (B) is less than a producible by the patterning process minimum distance between the first surface (3a) and second surface (4a), and
    (e) dass nach Formung der ersten Fläche (3a) und der zweiten Fläche (4a) durch das Strukturierungsverfahren das erste Mikro-Element (1) in die Arbeitsposition (B) geschaltet wird. (E) that after forming the first surface (3a) and second surface (4a) by the patterning method of the first micro-element (1) in the working position (B) is switched.
  22. Herstellungsverfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Umschalten des ersten Mikro-Elementes (1) in die Arbeitsposition (B) die erste Fläche (3a) des ersten Mikro-Elementes (1) mit einer ersten elektrisch leitenden oder elektrisch nichtleitenden Beschichtung (3b) versehen wird, The manufacturing method according to claim 21, characterized in that prior to the switching of the first micro-element (1) in the working position (B) the first surface (3a) of the first micro-element (1) (with a first electrically conducting or electrically non-conductive coating 3b) is provided,
    und/oder and or
    die zweite Fläche (4a) des zweiten Mikro-Elementes (2) mit einer zweiten elektrisch leitenden oder elektrisch nichtleitenden Beschichtung (4b) versehen wird. the second surface (4a) of the second micro-element (2) having a second electrically conducting or electrically non-conductive coating (4b) is provided.
  23. Herstellungsverfahren gemäss einem der Ansprüche 21 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eines der mikro-elektromechanischen Systeme gemäss einem der Ansprüche 1 bis 20 hergestellt wird. The production method according to any one of claims 21 to 22, characterized in that one of the micro-electro-mechanical systems is prepared according to one of claims 1 to twentieth
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