WO2009124605A2 - Mikromechanisches bauelement mit schrägstruktur und entsprechendes herstellungsverfahren - Google Patents

Mikromechanisches bauelement mit schrägstruktur und entsprechendes herstellungsverfahren Download PDF

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WO2009124605A2
WO2009124605A2 PCT/EP2008/066388 EP2008066388W WO2009124605A2 WO 2009124605 A2 WO2009124605 A2 WO 2009124605A2 EP 2008066388 W EP2008066388 W EP 2008066388W WO 2009124605 A2 WO2009124605 A2 WO 2009124605A2
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micromechanical
micromechanical device
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Tjalf Pirk
Stefan Pinter
Hubert Benzel
Heribert Weber
Michael Krueger
Robert Sattler
Frederic Njikam Njimonzie
Joerg Muchow
Joachim Fritz
Christoph Schelling
Christoph Friese
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Robert Bosch Gmbh
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    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
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    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00023—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems without movable or flexible elements
    • B81C1/00103—Structures having a predefined profile, e.g. sloped or rounded grooves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/01—Suspended structures, i.e. structures allowing a movement
    • B81B2203/0118—Cantilevers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/03—Static structures
    • B81B2203/0307—Anchors

Definitions

  • the present invention relates to a micromechanical component with a slanted structure.
  • the present invention also relates to a corresponding production method.
  • micromechanical component according to the invention with a slanted structure having the features of claim 1 or the corresponding production method according to claim 14 have the advantage that they allow a simple production of a micromechanical component with a slanted structure.
  • Slant structure in the context of the invention is not limited to a completely linear skew, but should also include a piecewise linear skew and a rounded skew. With In other words, to indicate obliquely that the boom has a tangent at least at one point of its surface, which does not form a right angle to the side surface of the first anchor.
  • the idea underlying the present invention is to induce, starting from an armature structure with at least one arm located thereon, such a deflection of the arm that it is directed obliquely away from the armature.
  • a fixation in the skew can be achieved either by a joining process, e.g. Bonding or gluing, or by irreversibly freezing an internal stress in the cantilevers, e.g. by quenching, achieve.
  • the present invention provides a process bundle with which inclined beams or planes can be produced permanently. Applications are z. As in microfluidics, actuators or sensors to see. The production takes place by means of standard processes and can therefore also be modeled for high volume.
  • the invention makes it possible to obtain a structure produced in a layer, e.g. a beam, by suitable steps (eg, by a stress induced by other layers or inherent stress, pressure or electrostatic attraction or by a combination of different methods) to bend specifically and then or preferably in the bending process step directly or via an anchor with a suitable substrate to connect. The structure is thus fixed out of the plane and can complement the functioning of the other micromechanics.
  • the invention enables structuring of a plane with effect at different levels. It requires less structuring effort than known techniques, allowing for cost savings, yield advantage, and better functionality through less adjustment offset. Thus, larger signals and / or forces can be achieved by better arrangement of the structures, better functionality and more flexible sizes. An example is improved fluidic functionality through smoother transitions between different levels.
  • the cantilever is directed obliquely downward toward the surface of the substrate pointing.
  • the cantilever can be connected directly to the surface of the substrate or indirectly, for example via a second anchor or another connecting structure.
  • the armature and the arm can be formed in one piece, for example, from a micromechanical silicon structure.
  • a first and second armature on the surface of the substrate by a gap spaced from each other are provided, which are connected via a respective arm to the surface of the substrate, wherein in the space a suspension for a rotation axis of a rotary beam at the anchors is appropriate.
  • the cantilever may take on a variety of shapes, and in particular be bar-shaped or sheet-shaped (e.g., umbrella-like, circular-segment-shaped, triangular-shaped, etc ).
  • FIG. 1 a-c are schematic cross-sectional views of a micromechanical device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a micromechanical device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3a, b are schematic cross-sectional views of a micromechanical device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a micromechanical device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 ac are schematic cross-sectional views of a micromechanical device according to a first embodiment of the present invention.
  • reference numeral 1 denotes a borofloate substrate.
  • a first armature 3e is provided, which extends in a columnar shape away from the substrate 1.
  • a respective second armature 3a or 3b is provided.
  • a respective metal layer area 3d is provided on the arms 3c.
  • the first armature 3e, the arm 3c and the second armatures 3a and 3b are integrally made of silicon, for example, by a corresponding etching process using a corresponding sacrificial layer.
  • the metal layer regions 3d have been provided by depositing and etching back on the cantilevers 3c, for example.
  • the first armature 3e, the cantilevers 3c with the metal layer regions 3d and the second armatures 3a and 3b thus form a T-structure in the present example.
  • Metal layer regions 3d may provide the cantilevers with a semiconductor / metal bimorph characteristic, i. H. the possibility of bending due to temperature.
  • heat is transferred to the T-structure by means of a heater HE, whereby the metal layer regions 3d on the arms 3c expand more than the cantilevers 3c by corresponding selection of the thermal expansion coefficient.
  • the second armatures 3a, 3b contact the surface O of the substrate 1, in a manner which is characterized by the geometry of the second anchors 3a, 3b and the design of the second armatures 3a, 3b
  • Cantilever 3c or metal layer regions 3d pretend. When structuring, care should be taken that the movement is controlled out of the starting position and no bending in undesired directions is possible.
  • the second anchors 3a, 3b rest positively on the substrate 1, these can be fixed on the substrate 1 by suitable measures.
  • this fixation is done by anodic bonding with the aid of a voltage source SP, which applies a voltage U on the one hand at the point Ul to the substrate 1 and on the other hand at the point U2 to the first armature 3e.
  • a suitable material combination for this is the material mentioned. Alkombination Silicon Anchor / Borofloat Substrate.
  • both the action of the temperature of the heating device HE and the electrostatic attraction due to the applied voltage U support the bending of the extension arms 3c.
  • fixation measures such as B. seal glass bonding, gluing, etc. are also conceivable as a local activation, for example by electrical heating elements on the second anchors 3a, 3b.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a micromechanical device according to a second embodiment of the present invention.
  • the metal layer regions 3d of FIG. 1 are omitted.
  • the heating of the cantilevers 3c provided by the heater HE causes only material softening and bending occurs under the influence of gravity and under the influence of the electrostatic attraction force between the substrate 1 and the second anchors 3a, 3b passing through the applied voltage U is caused.
  • FIG. 3a, b are schematic cross-sectional views of a micromechanical device according to a third embodiment of the present invention.
  • reference numeral 3e ' designates two first armatures, on the side walls Sl' and Sl 2 'of which a respective arm 3c' is provided. At the end of the respective arm 3c 'is an associated second armature 3a' and 3b '.
  • the second armatures 3a 'and 3b' are then brought into contact with the surface O of the substrate 1 and firmly connected thereto.
  • a suspension 5 for a rotation axis A of a pivoting beam 10 is realized in the intermediate space Z.
  • This can be detached from the anchors 3e ', for example, to apply different potentials to the axis of rotation A and the oblique structures 3e', 3c ', 3 a' and 3e ', 3c', 3b ', but also be attached to the anchors 3e '.
  • the oblique structure 3e ', 3c', 3a 'and 3e', 3c ', 3b' thus provides a firm support of the suspension 5 for the rotary bar 10, which is rotatable along the direction of rotation D in the manner of a windmill blade.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a micromechanical device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the second armatures 3a, 3b have been omitted.
  • the outer ends of the cantilevers 3c are directly connected by anodic bonding using the voltage source SP to the surface O of the substrate.
  • Measures are deflected.
  • even sheet-like membranes can be deflected and fixed when the boom, for example, not bar-shaped but flat, where appropriate structuring after the deflection and fixation can be performed. It could also be a part of the curved structure then solved by structuring again from the substrate and then relax back to the starting plane.
  • the deflection of the cantilevers in the above examples has been achieved thermally or electrically, it can also be achieved by further measures additionally or alternatively, for example by overpressure or underpressure, flow, etc., or any combinations thereof.
  • a possible field of application for the components according to the invention are, in addition to the mentioned sensors or actuators, among others, head-up displays in the motor vehicle sector or mini projectors in the consumer sector.
  • sensors or actuators among others
  • head-up displays in the motor vehicle sector or mini projectors in the consumer sector.
  • sensors especially in the field of inertial sensors.
  • microfluidics in which projects for the new life science and medical markets zintechnik be evaluated, can also produce favorable structures with the inventive method.

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Abstract

Die Erfindung schafft ein mikromechanisches Bauelement mit Schrägstruktur und ein entsprechendes Herstellungsverfahren. Das Bauelement umfasst ein Substrat (1) mit einer Oberfläche (O); einen ersten Anker (3e; 3e'), welcher auf der Oberfläche (O) des Substrats (1) vorgesehen ist und welcher sich vom Substrat (1) weg erstreckt; und mindestens einen an einer Seitenfläche (S1, S2; S1'; S1'') des Ankers (3e; 3e') vorgesehenen Ausleger (3c, 3d; 3c; 3c'), welcher schräg vom Anker (3e; 3e') weggerichtet ist.

Description

Beschreibung
Titel
Mikromechanisches Bauelement mit Schrägstruktur und entsprechendes Herstellungsverfahren
STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft ein mikromechanisches Bauelement mit Schrägstruktur. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein entsprechendes Herstellungsverfahren.
Die moderne Halbleitertechnik basiert größtenteils auf dem Aufbringen und Strukturieren von Schichten. Durch geschickte Prozessabläufe sind sehr komplexe Strukturen möglich.
Der Komplexitätsgrad mikromechanischer Bauelemente, wie z. B. Sensoren und Aktuatoren, hat in den letzten Jahren bedeutend zugenommen. In diesem Zusammenhang stellt sich immer wieder das Problem, Bauelemente mit Schrägstrukturen oder Rundstrukturen kostengünstig und sicher herzustellen.
Das Einbringen von schrägen Ebenen oder runden Strukturen ("Beulen" oder "Dellen") auf oder in mikromechanischen Schichten ist jedoch kein Hochvolumen- Verfahren. Mittels Graustufen-Lithographie lassen sich solche Strukturen herstellen, die Prozesse sind jedoch sehr empfindlich von den Prozessparametern abhängig und nicht hochvo lumentauglich. Anisotropes Ätzen (z. B. Si in KOH, TMAH) erlaubt keine Freiheit im Design, da nur ganz bestimmte Winkel möglich sind.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Das erfindungsgemäße mikromechanische Bauelement mit Schrägstruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. das entsprechende Herstellungsverfahren nach Anspruch 14 weisen den Vorteil auf, dass sie eine einfache Herstellung eines mikromechanischen Bauelements mit Schrägstruktur ermöglichen. Schrägstruktur im Sinne der Erfindung beschränkt sich nicht auf eine vollkommen lineare Schrägung, sondern soll auch eine stückweise lineare Schrägung und eine verrundete Schrägung mitumfassen. Mit anderen Worten soll schräg bedeuten, dass der Ausleger mindestens in einem Punkt seiner Oberfläche eine Tangente besitzt, welche keinen rechten Winkel zur Seitenfläche des ersten Ankers bildet.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, ausgehend von einer Ankerstruktur mit mindestens einem daran befindlichen Ausleger, eine derartige Verbiegung des Auslegers zu induzieren, dass er schräg vom Anker weggerichtet ist. Eine Fixierung in der Schrägstellung lässt sich entweder durch einen Verbindungsvorgang, z.B. Bonden oder Kleben, oder durch ein irreversibles Einfrieren einer inneren Spannung in den Auslegern, z.B. durch Abschrecken, erzielen.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahrensbündel, mit dem sich geneigte Balken bzw. Ebenen dauerhaft herstellen lassen. Anwendungen sind z. B. in der Mikrofluidik, Aktuatorik oder Sensorik zu sehen. Die Herstellung erfolgt mittels Standardprozessen und lässt sich daher auch hochvolumentauglich abbilden. Die Erfindung ermöglicht es es, eine in einer Schicht hergestellte Struktur, z.B. einen Balken, durch geeignete Schritte (z. B. durch einen durch weitere Schichten induzierten oder inhärenten Stress, Druck oder elektrostatische Anziehung bzw. durch Kombination verschiedener Verfahren) gezielt zu biegen und anschließend oder vorzugsweise in dem biegenden Prozessschritt direkt oder über einen Anker mit einem geeigneten Substrat zu verbinden. Die Struktur ist so aus der Ebene heraus fixiert und kann die Funktionsweise der weiteren Mikromechanik ergänzen.
Die Erfindung ermöglicht ein Strukturieren einer Ebene mit Wirkung in verschiedenen Ebenen. Sie erfordert einen geringeren Strukturierungsaufwand als bekannte Techniken, was eine Kostenersparnis, einen Ausbeutevorteil und bessere Funktionalität durch weniger Justageversatz ermöglicht. Somit können größere Signale und/oder Kräfte durch bessere Anordnung der Strukturen, eine bessere Funktionalität und flexiblere Baugrößen erreicht werden. Ein Bespiel ist eine verbesserte fluidische Funktionalität durch glattere Übergänge zwischen verschiedenen Ebenen.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der Ausleger schräg nach unten zur Oberfläche des Substrats hinweisend weggerichtet ist.
Der Ausleger kann unmittelbar mit der Oberfläche des Substrats verbunden werden oder mittelbar, z.B. über einen zweiten Anker oder eine sonstige Verbindungsstruktur. Zweckmässigerweise lassen sich Anker und der Ausleger einteilig ausbilden, z.B. aus einer mikromechanischen Siliziumstruktur.
Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind ein erster und zweiter Anker auf der Oberfläche des Substrats durch einen Zwischenraum voneinander beabstandet vorgesehen, welche über einen jeweiligen Ausleger mit der Oberfläche des Substrats verbunden sind, wobei in dem Zwischenraum eine Aufhängung für eine Drehachse eines Drehbalkens an den Ankern angebracht ist.
Der Ausleger kann mannigfaltige Formen annehmen, und insbesondere balkenförmig oder flächenförmig (z.B. schirmartig, kreissegmentförmig, dreieckförmig etc...) sein.
ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgen- den Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 a-c schematische Querschnittsansichten eines mikromechanischen Bauelements gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht eines mikromechanischen Bauelements gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3a,b schematische Querschnittsansichten eines mikromechanischen Bauelements gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht eines mikromechanischen Bauelements gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten. Fig. 1 a-c sind schematische Querschnittsansichten eines mikromechanischen Bauelements gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In Fig. la-c bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Borofloat-Substrat. Auf einer Oberfläche O des Substrats 1 ist ein erster Anker 3e vorgesehen, welcher sich säulenförmig vom Substrat 1 weg erstreckt. Einteilig mit dem Anker 3e an dessen Seitenwänden Sl, S2 vorgesehen sind zwei dünne Ausleger 3c, an deren Enden ein jeweiliger zweiter Anker 3a bzw. 3b vorgesehen ist. Auf den Auslegern 3c zusätzlich vorgesehen ist ein jeweiliger Metallschichtbereich 3d, z.B. aus Aluminium. Beim vorliegenden Beispiel sind der erste Anker 3e, die Ausleger 3c und die zweiten Anker 3a bzw. 3b einteilig aus Silizium hergestellt, beispielsweise durch einen entsprechenden Ätzprozess unter Verwendung einer entsprechenden Opferschicht. Die Metallschichtbereiche 3d sind beispielsweise durch Abscheiden und Rückätzen auf den Auslegern 3c vorgesehen worden. Der erste Anker 3e, die Ausleger 3c mit den Metallschichtbereichen 3d und die zweiten Anker 3a bzw. 3b bilden somit im vorliegenden Beispiel eine T-Struktur.
Bei geeigneter Wahl der betreffenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Ausleger 3c und der
Metallschichtbereiche 3d kann den Auslegern eine Halbleiter-/Metallbimorphcharakteristik verleiht werden, d. h. die Möglichkeit einer Verbiegung durch Temperaturbeaufschlagung.
Ausgehend von der in Bezug auf Fig. Ia beschriebenen Struktur wird gemäß Fig. Ib Wärme mittels einer Heizeinrichtung HE an die T-Struktur abgegeben, wobei sich die Metallschichtbereiche 3d auf den Auslegern 3c durch entsprechende Wahl des thermischen Ausdehnungskoeffizienten stärker ausdehnen als die Ausleger 3c.
Schließlich mit Bezug auf Fig. Ic berühren die zweiten Anker 3a, 3b die Oberfläche O des Substrats 1, und zwar in einer Art, welche sich durch die Geometrie der zweiten Anker 3 a, 3b und die Gestaltung der
Ausleger 3c bzw. Metallschichtbereiche 3d vorgeben lässt. Bei deren Strukturierung sollte darauf geachtet werden, dass die Bewegung kontrolliert aus der Ausgangsposition heraus erfolgt und kein Verbiegen in unerwünschte Richtungen möglich ist.
Nachdem gemäß Fig. Ic die zweiten Anker 3 a, 3b formschlüssig auf dem Substrat 1 aufliegen, können diese durch geeignete Maßnahmen auf dem Substrat 1 fixiert werden. In Fig. Ic ist beispielhaft dargestellt, dass diese Fixierung durch anodisches Bonden unter Zuhilfenahme einer Spannungsquelle SP geschieht, welche eine Spannung U einerseits im Punkt Ul an das Substrat 1 und andererseits im Punkt U2 an den ersten Anker 3e anlegt. Eine geeignete Materialkombination hierfür ist die erwähnte Materi- alkombination Silizium- Anker/Borofloat-Substrat. Hierbei kann zudem vorteilhaft ausgenutzt werden, dass sowohl die Temperatureinwirkung der Heizeinrichtung HE als auch die elektrostatische Anziehung durch die angelegte Spannung U die Verbiegung der Ausleger 3c unterstützen.
Es sei erwähnt, dass anderweitige Fixierungsmaßnahmen, wie z. B. Sealglas-Bonden, Kleben etc. ebenso denkbar sind wie eine lokale Aktivierung, beispielsweise durch elektrische Heizelemente auf den zweiten Ankern 3a, 3b.
Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht eines mikromechanischen Bauelements gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind die Metallschichtbereiche 3d von Fig. 1 weggelassen. Bei diesem zweiten Beispiel bewirkt die durch die Heizeinrichtung HE vorgesehene Erwärmung der Ausleger 3c lediglich eine Materialerweichung, und die Verbiegung erfolgt unter dem Einfluss der Schwerkraft und unter dem Einfluss der elektrostatischen Anziehungskraft zwischen dem Substrat 1 und den zweiten Ankern 3 a, 3b, welche durch die angelegte Spannung U verursacht wird.
Fig. 3a,b sind schematische Querschnittsansichten eines mikromechanischen Bauelements gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 3 a, b wird im Gegensatz zur oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform nicht von einer T-förmigen Grundstruktur, sondern von zwei galgenför- migen Grundstrukturen ausgegangen, welche durch einen Zwischenraum Z voneinander beabstandet auf dem Substrat 1 vorgesehen sind. Insbesondere bezeichnet Bezugszeichen 3e' zwei erste Anker, an deren Seitenwänden Sl' bzw. Sl 2' ein jeweiliger Ausleger 3c' vorgesehen ist. Am Ende des jeweiligen Auslegers 3c' befindet ein zugehöriger zweiter Anker 3a' bzw. 3b'.
Durch ein Verfahren, welches bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 bzw. 2 beschrieben worden ist, werden dann die zweiten Anker 3a' bzw. 3b' mit der Oberfläche O des Substrats 1 in Berührung gebracht und damit fest verbunden.
Im Anschluss daran wird im Zwischenraum Z eine Aufhängung 5 für eine Drehachse A eines Drehbalkens 10 realisiert. Diese kann losgelöst von den Ankern 3e' sein, um beispielsweise unterschiedliche Potentiale an die Drehachse A und die Schrägstrukturen 3e', 3c', 3 a' bzw. 3e', 3c', 3b' anzulegen, aber auch an den Ankern 3e' angebracht sein. Die Schrägstruktur 3e', 3c', 3a' bzw. 3e', 3c', 3b' sorgt somit für eine feste Abstützung der Aufhängung 5 für den Drehbalken 10, welcher entlang der Drehrichtung D nach Art eines Windmühlenflügels drehbar ist.
Fig. 4 ist eine schematische Querschnittsansicht eines mikromechanischen Bauelements gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei der vierten Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 die zweiten Anker 3a, 3b weggelassen. Bei dieser Ausführungsform werden die äußeren Enden der Aus- leger 3c unmittelbar durch anodisches Bonden unter Verwendung der Spannungsquelle SP mit der Oberfläche O des Substrats verbunden.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Obwohl bei den obigen Ausführungsbeispielen bestimmte T-formige bzw. galgenformige mikromechanische Bauelemente als Ausgangsstrukturen für die Verbiegung hergestellt wurden, sind prinzipiell beliebige Ausgangsstrukturen, welche eine Erstreckung in unterschiedliche Richtungen aufweisen denkbar, so dass beliebige Bauelemente mit Schrägstruktur durch die Erfindung in einfacher Weise herstellbar sind. Es können insbesondere Finger oder isolierte Strukturen hergestellt und dann durch geeignete
Maßnahmen ausgelenkt werden. Insbesondere können auch flächenförmige Membranen ausgelenkt und fixiert werden, wenn die Ausleger beispielsweise nicht balkenförmig sondern flächig sind, wobei gegebenenfalls eine Strukturierung nach der Auslenkung und Fixierung durchgeführt werden kann. Es könnte auch ein Teil der gebogenen Struktur anschließend durch eine Strukturierung wieder vom Substrat gelöst werden und dann in die Ausgangsebene zurückrelaxieren.
Obwohl die Auslenkung der Ausleger in den obigen Beispielen thermisch bzw. elektrisch erreicht wurde, kann sie auch durch weitere Maßnahmen zusätzlich oder alternativ erzielt werden, beispielsweise durch Über- oder Unterdruck, Strömung, usw. oder jegliche Kombinationen davon.
Ein mögliches Einsatzgebiet für die erfindungsgemäßen Bauelemente sind neben den angesprochenen Sensoren bzw. Aktuatoren u.a. Head-Up-Displays im Kraftfahrzeugbereich oder Miniprojektoren im Consumer-Bereich. Bei Sensoren gibt es interessante Anwendungsbereiche insbesondere im Bereich der Inertialsensoren. In der Mikrofluidik, in welcher Projekte für die neuen Märkte Life-Science und Medi- zintechnik evaluiert werden, lassen sich ebenfalls günstige Strukturen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellen.

Claims

5 PATENTANSPRÜCHE
1. Mikromechanisches Bauelement mit:
einem Substrat (1) mit einer Oberfläche (O); 0 einem ersten Anker (3e; 3e'), welcher auf der Oberfläche (O) des Substrats (1) vorgesehen ist und welcher sich vom Substrat (1) weg erstreckt;
mindestens einem an einer Seitenfläche (Sl, S2; Sl'; Sl") des Ankers (3e; 3e') vorgesehenen Ausleger 5 (3c, 3d; 3c'), welcher schräg vom Anker (3e; 3e') weggerichtet ist.
2. Mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei der Ausleger (3c, 3d; 3c; 3c') schräg nach unten zur Oberfläche (O) des Substrats (1) hinweisend weggerichtet ist.
0 3. Mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei der Ausleger (3c, 3d; 3c; 3c') mit der Oberfläche (O) des Substrats (1) verbunden ist.
4. Mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei der Ausleger (3c, 3d; 3c; 3c') schräg nach oben von Oberfläche (O) des Substrats (1) wegweisend weggerichtet ist 5
5. Mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 3, wobei der Ausleger (3c, 3d; 3c; 3c') unmittelbar mit der Oberfläche (O) des Substrats (1) verbunden ist.
6. Mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 3, wobei der Ausleger (3c, 3d; 3c; 3c') mittelbar mit O der Oberfläche (O) des Substrats (1) über einen zweiten Anker (3a, 3b; 3a', 3b') verbunden ist.
7. Mikromechanisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anker (3e; 3e') und der Ausleger (3c, 3d; 3c; 3c') einteilig ausgebildet sind.
8. Mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 7, wobei der Anker (3e; 3e') und der Ausleger (3c, 3d; 3c; 3c') aus Silizium ausgebildet sind.
9. Mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei ein erster und zweiter Anker (3e') auf der Oberfläche (O) des Substrats (1) durch einen Zwischenraum (Z) voneinander beabstandet vorgesehen sind, welche über einen jeweiligen Ausleger (3c') mit der Oberfläche (O) des Substrats (1) verbunden sind, und wobei in dem Zwischenraum (Z) eine Aufhängung (5) für eine Drehachse (A) eines Drehbalkens (10) angebracht ist.
10. Mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 9, wobei die Aufhängung (5) für die Drehachse (A) des Drehbalkens (10) an den Ankern (3e') angebracht ist.
11. Mikromechanisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausleger (3 c, 3d) eine Mehrschichtstruktur aufweist.
12. Mikromechanisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausleger (3c, 3d; 3c; 3c') gekrümmt ist.
13. Mikromechanisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausleger (3c, 3d; 3c; 3c') balkenförmig oder flächenförmig ist.
14. Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Bauelements mit den Schritten:
Bereitstellen von einem Substrat (1) mit einer Oberfläche (O) und einem ersten Anker (3e; 3e'), welcher auf der Oberfläche (O) des Substrats (1) vorgesehen ist und welcher sich vom Substrat (1) weg erstreckt; und von mindestens einem an einer Seitenfläche (Sl, S2; Sl'; Sl") des Ankers (3e; 3e') vorgesehenen, seitlich von der Seitenfläche (Sl, S2; Sl'; Sl") des Ankers (3e; 3e') wegweisenden Auslegers (3c, 3d; 3c; 3c');
Verbiegen des Auslegers (3c, 3d; 3c; 3c') derart, dass er schräg vom Anker (3e; 3e') weggerichtet ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Verbiegen durch Anlegen thermischer und/oder elektrischer Energie erreicht wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Ausleger (3c, 3d) eine Mehrschichtstruktur aufweist und das Verbiegen durch Hervorrufen einer internen Spannung in der Mehrschichtstruktur erreicht wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der Ausleger (3c, 3d; 3c; 3c') schräg nach unten zur Oberfläche (O) des Substrats (1) hinweisend verbogen wird.
18. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Ausleger (3c, 3d; 3c; 3c') derart verbogen wird, dass er die Oberfläche (O) des Substrats berührt und dann mit der Oberfläche (O) des Substrats (1) verbunden wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der Ausleger (3c, 3d; 3c; 3c') schräg nach oben von Oberfläche (O) des Substrats (1) wegweisend verbogen wird.
20. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Ausleger (3c, 3d; 3c; 3c') einen zweiten Anker (3a, 3b; 3a', 3b') aufweist und derart verbogen wird, dass der zweite Anker (3a, 3b; 3a', 3b') die Oberfläche (O) des
Substrats berührt und dann mit der Oberfläche (O) des Substrats (1) verbunden wird.
21. Verfahren nach Anspruch 18 oder 20, wobei das Verbinden durch anodisches Bonden erreicht wird.
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