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CN120034807A - Mems结构元件 - Google Patents

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CN120034807A
CN120034807A CN202411677051.8A CN202411677051A CN120034807A CN 120034807 A CN120034807 A CN 120034807A CN 202411677051 A CN202411677051 A CN 202411677051A CN 120034807 A CN120034807 A CN 120034807A
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CN
China
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back plate
mems
bending beam
stop
cavity
Prior art date
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Pending
Application number
CN202411677051.8A
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English (en)
Inventor
C·谢林
J·赖因穆特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
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Abstract

本发明涉及一种MEMS结构元件、尤其是声学转换器或者压力传感器,所述MEMS结构元件包括:衬底,所述衬底具有空穴和固定部,布置在该空穴的上方的且与该固定部连接的交互元件,其中,所述交互元件包括弯曲梁,经由连接元件与所述弯曲梁间隔开地布置的限界层,所述限界层与所述弯曲梁一起规定空腔,和位于所述空腔内的背板,所述背板构造背部电极,其中,相对于所述限界层和所述弯曲梁,所述背板构造得更坚硬,至少一个电极,所述电极与所述背板的背部电极形成能够读出的电容,以便电容式地检测所述弯曲梁、所述连接元件和所述限界层中的至少一个的偏移,至少一个止挡元件,所述止挡元件设立为用于被移动到机械止挡部中,其中,所述止挡元件在所述止挡部中在面向衬底的侧上的空穴与在所述空腔的背离衬底的侧上的体积之间产生至少一个流体流动阻力、尤其是流体密封。

Description

MEMS结构元件
技术领域
本发明涉及一种MEMS结构元件、尤其是声学转换器或者压力传感器。
背景技术
专利文献EP 2 664 058 B1公开一种微机械结构元件。
专利文献EP 3 568 595 B1公开了一种微机械设备。
公开文献CN 1 14 885 264A1公开一种麦克风。
实用新型文献CN 2 16 852 338U公开一种微机电麦克风。
电容式麦克风在信噪比、能量消耗和可进一步处理性方面是特别高效的。这导致驻极体麦克风广泛地被MEMS麦克风置换。
具有双膜片的MEMS麦克风的研发再次导致信噪比的明显增加。在该方案中,几乎完全取消刚性的背部电极(背板)与可运动的滞止压力膜片之间的流体阻尼。这通过下述方式实现:将背部电极支承在两个相互耦合的膜片之间的负压区域中。
在文件US 9,181,080和US 9,986,344中公开两个这样的双膜片麦克风。该布置的缺点在于双膜片结构的高的机械刚性,这限制其可偏移性并且因此限制其灵敏度和信噪比。
发明内容
本发明所基于的任务应被视为,提供一种MEMS结构元件。
该任务借助独立权利要求的主题解决。本发明的有利构型是相应从属权利要求的主题。
根据第一方面,提供一种MEMS结构元件、尤其是声学转换器或者压力传感器,该MEMS结构元件包括:
衬底,所述衬底具有空穴和固定部(Festland),
布置在该空穴的上方的且与该固定部连接的交互元件,
其中,所述交互元件包括:弯曲梁,经由连接元件与所述弯曲梁间隔开地布置的限界层,所述限界层与所述弯曲梁一起规定空腔,和位于空腔内的背板,所述背板具有背部电极,其中,相比于限界层和弯曲梁,背板构造得更坚硬,
至少一个电极,所述电极与背板的背部电极形成能够读出的一个或多个电容,以便电容式地检测弯曲梁、连接元件和限界层中的至少一个的偏移,
至少一个止挡元件,所述止挡元件设立为用于被移动到机械止挡部中,其中,所述止挡元件在所述止挡部中在面向衬底的侧上的空穴与在所述空腔的背离衬底的侧上的体积之间产生至少一个流体流动阻力、尤其是流体密封。
本发明基于并且包括如下认知,即上述任务通过下述方式解决:设置有交互元件,该交互元件布置在空穴的上方。此外,设置有至少一个止挡元件,该止挡元件可以被移动到机械止挡部中。如果止挡元件处在机械止挡部中,则由此在面向衬底的侧上的空穴与在空腔的背离衬底的侧上的体积之间产生至少一个流体流动阻力、尤其是流体密封。在空腔本身中例如存在负压。止挡元件例如被交互元件或者被固定部或者被衬底包围。
由此,有利地,可以避免流体挤压膜阻尼效应(fluidische Quetschfilm-)。尤其是,由此可以有利地在快速的压差变化的情况下避免间隙噪声。此外,由此有利地可以使流体泄漏最小化。此外,由此有利地可以使偏移最大化。此外,由此有利地可以使该结构元件的灵敏度最大化。
因此,尤其提供一种MEMS结构元件,与先前提到的现有技术相比,该MEMS结构元件在相同的功率的情况下能够实现小的结构尺寸或者在相同的结构尺寸的情况下能够实现较高的功率。
缩写“MEMS”代表微机电系统(英语:micro-electro-mechanical system)。
在一种实施方式中,MEMS结构元件包括促动装置,该促动装置设立为用于将止挡元件移动到止挡部中。
由此例如产生以下技术优点:可以高效地移动止挡元件。
在一种实施方式中,MEMS结构元件包括多个电极,所述电极在弯曲梁中和/或上和/或在限界层中和/或上和/或在连接元件中和/或上构造和/或锚固在彼此电绝缘的区域中。
所述多个电极与背板一起分别形成能够读出的电容,以便电容式地检测弯曲梁和/或连接元件和/或限界层中的至少一个相对于背板的相应的偏移。换言之,这些电极与背板一起形成能够读出的电容,并且因此有利地能够实现差分电容式分析处理,例如根据外部施加的压差对交互元件相对于背板的偏移的测量。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,电极分别构造为平面电极或者构造为伸入到空腔中的电极结构。
由此例如产生以下技术优点:实现高的电容面积密度并且因此实现较高的灵敏度。在平面电极的情况下能够实现较小的间隙间距,在伸入的电极结构的情况下能够实现较大的电极面积。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,弯曲梁和/或连接元件和/或限界层分别由不能够导电的材料形成,伸入到空腔中的电极结构锚固在所述材料上。
由此能够有利地实现较高的电容密度和/或使寄生电容最小化,这能够实现该结构元件的微型化或灵敏度提高。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,一个或者多个电极结构形成多个彼此电绝缘的部段,以便与背板形成能够彼此独立地读出的电容。
由此例如产生以下技术优点:形成或者成形能够独立地读出的电容,使得能够实现差分电容式分析处理。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,限界层经由限界壁锚固在弯曲梁上,或者其中,限界层构造为另外的弯曲梁并且经由绝缘层直接附接在固定部上。
通过上述两种可能性,有利地能够实现与衬底的或与固定部的完全的应力脱耦。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,连接元件由电绝缘材料形成。
在理想情况下,例如可以被MEMS结构元件包围的分析处理电子装置需要所有测量电极之间的尽可能高的绝缘电阻,通过设置由电绝缘材料构成的连接元件来高效地促进这一点。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,连接元件具有弹簧元件,该弹簧元件机械地在一侧锚固在弯曲梁上和/或在限界层上,或者该弹簧元件两部分式地构造,其中,所述两个部分通过朝向彼此的运动才接触。
连接元件的在一侧的附接尤其具有如下优点:弯曲梁的较大的柔性变得可能并且不传递扭矩。两部分式的附接例如具有如下技术优点:实现特别稳定的附接。
例如,设置有多个弹簧元件。在一个弹簧元件的背景下的上述阐释类似地适用于多个弹簧元件。因此,例如,位于内侧的弹簧元件可以机械地在一侧锚固在弯曲梁和/或限界层上,使得所述弹簧元件在外部施加的气体压力的情况下才机械接触。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,该空腔的外围的限界壁具有横向波形的走向。
由此例如产生以下技术优点:交互元件的边缘抗塌陷地被加固。
例如,也可以设置有多个基本上彼此并排走向的限界壁,使得在一个限界壁的背景下的阐释也适用于多个限界壁,反之亦然。
换言之,可以设置有多个限界壁,所述限界壁例如是横向波形的并且彼此并排地走向。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,背板至少部分地通过能够导电的层和/或通过电介质形成。
由此例如产生以下技术优点:可以高效地实现背板并且可以使干扰的寄生电容最小化。
例如,背板可以直接由能够传导的层和/或电介质形成。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,背板包括电绝缘的载体层,在该载体层上,一个或者多个彼此电绝缘的且能够导电的区域形成为背部电极。
由此例如产生以下技术优点:可以高效地实现背板并且可以使干扰的寄生电容最小化。
因此,背板可以由绝缘的载体层和例如至少一个电极或多个至少区域地构造在该载体层中/上的、彼此绝缘的电极组成或者形成,所述绝缘的载体层例如是富含硅的氮化物,其厚度例如为0.5μm至5μm,所述电极例如也可以布置在多个层中,所述电极例如由多晶硅构成。有利地,因此通过这种方式可以抑制漏电流,并且可以如此构型测量电容,使得该测量电容可以被最大化并且寄生电容可以被最小化。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,背板在其边缘区域上分别具有至少一个弯曲柔软的区域,所述弯曲柔软的区域比背板的中部区域更柔软。
由此例如产生以下技术优点:可以实现限界壁与背板之间的高效脱耦。
该背板尤其这样设计,使得在两个耦合的限界层(即限界层和弯曲梁)偏移时,背板的偏移小于所述两个耦合的限界层的偏移的一半。
两个耦合的限界层(即限界层和弯曲梁)的弯曲经由限界壁被传递给背板。因此,为了实现大的信号、即背板的限界层之间的大的偏移,特别有利的是并且因此尤其设置的是在该部位上的适合的机械脱耦。
例如,背板在边缘上朝向在固定部上的夹紧装置具有弯曲柔软的区域,所述弯曲柔软的区域比背板的中部区域更柔软。这可以例如通过背板在边缘上朝向夹紧装置的结构化实现,其方式是,在该区域中将弹簧结构化到背板中,和/或,其方式是,在内部区域与边缘之间使用或者设置不同的材料或者背板的具有不同厚度的实施方案。
换言之,根据该MEMS结构元件的一种实施方式设置,边缘区域分别具有弹簧结构,以便形成弯曲柔软的区域。
如前所述,由此产生以下技术优点:实现高效的机械脱耦。
因此,根据上述实施方案,根据该MEMS结构元件的一种实施方式设置,与中部区域相比,边缘区域包括不同的材料,和/或,其中,边缘区域与中部区域之间的相应的中间区域的厚度小于中部区域的厚度,和/或,其中,在边缘区域与中部区域之间的相应的中间区域中,设置有拉应力层和/或拉应力结构,所述拉应力层和/或所述拉应力结构相对于中部区域产生拉应力。
由此例如产生以下技术优点:实现特别高效的机械脱耦。
在上述拉应力层和拉应力结构方面,补充下述内容。
例如,在背板的外部区域中设置有如下层和/或结构:该层和/或结构相对于内部区域产生拉应力。该层或该结构是上述拉应力层或拉应力结构。
相对于内部区域,该层或结构产生拉应力。
尤其是,如果设置有薄的、具有小于5μm的厚度的背板,则设置这样的层或这样的结构是有利的。例如,这就是说,背板例如具有小于5μm的厚度。
例如,在外部区域中,背板完全地或部分地由拉紧的氮化硅形成,并且在背板的内部区域中,该背板由多晶硅形成。这例如导致,多晶硅区域处在拉应力下并且由此相对于弯曲表现得坚硬,该弯曲例如通过背板的夹紧装置传递到背板上。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,止挡元件由限界层、弯曲梁和背板中的一个形成。
这些层的使用有利地降低过程复杂性并且提高该结构元件的稳健性。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,止挡元件具有波纹。
由此例如产生以下技术优点:经由波纹可以例如提高止挡元件的柔性和/或可以高效地限定流体密封。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,在止挡元件与止挡部之间设置有绝缘层。
绝缘层有利地用于使电极电绝缘,根据一种示例性的实施方式,该电极设置为用于吸引到止挡部中,该电极一般而言是促动装置。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,压力补偿孔设置在止挡元件中,和/或,其中,压力补偿孔设置为穿过空腔的柱形凹口。
由此例如产生以下技术优点:可以补偿准静态的压差并且能够实现在交互元件的两侧的流体体积之间的限定的压力补偿。由此,麦克风信号可以是与环境的压力波动无关的。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,弯曲梁具有一个或者多个紧固在固定部上的或者紧固在衬底上的梁端部。
由此例如实现以下技术优点:弯曲梁可以高效地紧固在衬底上。
换言之,弯曲梁可以具有一个或者也可以具有两个紧固在衬底上的梁端部。梁端部的紧固有利地限定弯曲梁的方位并且例如提供(一个或多个)必需的电输入线路。除此之外有利的是并且例如如此设置,将梁端部尽可能柔软地经由弹簧结构锚固在固定部上,以便在低电压的情况下能够实现止挡。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,限界层构造为另外的弯曲梁或者构造为膜片元件。
由此例如实现以下技术优点:可以高效地引起交互元件与衬底的或与固定部的应力脱耦。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,另外的止挡部设置在止挡元件的与止挡部对置的侧上。
由此例如实现以下技术优点:可以将交互元件带到限定的偏移/方位中,并且可以限制除了偏移之外的不期望的运动,使得可以高效地提高结构元件的稳健性。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中设置,促动装置包括至少一个促动电极,该促动电极设立为用于产生电动力,以便将止挡元件移动到止挡部中。
由此例如实现以下技术优点:止挡元件可以高效地被移动到止挡部中并且随后形成相邻的环境之间的流体密封。
表述“至少一个”表示“一个或者多个”。
如果在实施方案中对于止挡元件使用单数,则始终也应将其解读为复数,反之亦然。这意味着,可以设置有多个止挡元件。
MEMS结构元件例如是声学转换器或者压力传感器。压力传感器例如是相对压力传感器。声学转换器例如是麦克风。
如果只写了“结构元件”,则始终也应将其解读为这涉及MEMS结构元件。
声学转换器例如是扬声器。
在该MEMS结构元件的一种实施方式中,止挡元件被交互元件或者被固定部或者被衬底包围。
在多个止挡元件的情况下,这些止挡元件例如分别被交互元件或者被固定部或者被衬底包围。
在此描述的实施方式和实施例可以以任意方式相互组合,即使未明确描述这一点。
附图说明
下面,根据优选实施例详细阐述本发明。在这种情况下示出:
图1示出第一MEMS结构元件的横截面示意图,
图2示出图1的第一MEMS结构元件的示意性剖视图,
图3示出第二MEMS结构元件的横截面示意图,
图4示出图3的第二MEMS结构元件的示意性剖视图,
图5示出第三MEMS结构元件的横截面示意图,
图6示出图5的第三MEMS结构元件的示意性剖视图,
图7示出第四MEMS结构元件的横截面示意图,和
图8示出第五MEMS结构元件的横截面示意图。
具体实施方式
在下文中,相同的附图标记可以用于相同的特征。
图1示出第一MEMS结构元件101的横截面示意图。
第一MEMS结构元件101包括衬底103,该衬底具有空穴105和固定部107。此外,第一MEMS结构元件101包括布置在空穴105的上方的且与固定部107连接的交互元件109。为了清楚起见,如果交互元件109包括多个元件,则属于交互元件109的元件被标有附图标记109的虚线包围。换言之,交互元件109包括多个元件,在下文中对此进行阐释。
交互元件109包括弯曲梁111。交互元件109包括经由连接元件113与弯曲梁111间隔开地布置的限界层115,该限界层与弯曲梁111一起规定空腔117。
在空腔117内布置有背板119,该背板构造为背部电极,其中,相对于限界层115和弯曲梁111,背板119构造得更坚硬。
根据图1所示示意图,第一MEMS元件101包括多个连接元件113。在此,外侧的连接元件121、125设置为限界壁,以及内侧的连接元件123设置为支撑元件。
这意味着,连接元件123布置在两个外侧的连接元件121、125之间。外侧的连接元件121、125例如是限界壁。内侧的连接元件123在此构造为柱。外侧的连接元件121与背板119机械连接,而不存在连接元件123、125与背板的机械耦合。相反,这些连接元件可以自由地在背板119的贯通开口中运动。
示意性地画出第一电极126和第二电极127。第一电极126在弯曲梁111上位于弯曲梁的面向背板119的侧上。第二电极127在限界层115上位于限界层115的同样面向背板119的侧上。
因此,两个电极126、127与背板119分别形成能够读出的电容,以便电容式地检测弯曲梁111和限界层115相对于背板的偏移。为此,背板119具有第一背部电极129和第二背部电极131。这两个背部电极129、131也可以被称为配对电极。
在此,第一背部电极129以与第一电极126对置的方式布置在背板119上。第二背部电极131以与第二电极127对置的方式布置在背板119上。
交互元件109包括止挡元件133,该止挡元件设立为用于被移动到机械止挡部135中,其中,该止挡元件133在止挡部135中在面向衬底的侧上的空穴105与在空腔117的背离衬底的侧上的体积137之间产生至少一个流体流动阻力、尤其是流体密封。
此外,压力补偿孔139设置为穿过空腔117的柱形凹口。
此外画出剖面线I-I,其中,在图2中示出根据该剖面线I-I的剖视图。在图2中画出剖面线II-II,其中,在图1中示出沿着剖面线II-II的横截面。
图3示出第二MEMS结构元件301的横截面示意图。
作为与图1的第一结构元件101的区别,在第二MEMS结构元件301中,限界层115构造为另外的弯曲梁303。就这方面而言,带有附图标记115的元件附加地用附图标记303标记。
此外,两个弹簧元件305设置为连接元件113。
此外,设置有第一止挡元件307和第二止挡元件309,所述第一止挡元件和所述第二止挡元件可以分别止挡在第一止挡部311上和第二止挡部313上。
图4示出图3的第二MEMS结构元件301的沿着线I-I的示意性剖视图。
图5示出第三MEMS结构元件501的横截面示意图。
第三MEMS结构元件501具有居中地悬挂在连接元件125上的电极结构503,该电极结构设置为背板119的背部电极。
图6示出图5的第三MEMS结构元件501的沿着线I-I的示意性剖视图。
图7示出第四MEMS结构元件701的横截面示意图。在此设置,背板119具有不同的厚度,以便实现外侧的限界壁121与背板119之间的脱耦。
附图标记703指向背板的夹紧装置的地点。附图标记705指向背板中的与背板119的坚硬的区域707相比弯曲柔软的区域。
图8示出第五MEMS结构元件801,其中,背板119具有外环,该外环产生到内部区域上的拉应力并且因此加固该内部区域,以便产生外侧的限界壁121与背板119之间的脱耦。预张紧的区域用附图标记803标记。产生拉应力的外环用附图标记805标记。该外环805是上述拉应力结构。
总而言之,在此描述的概念尤其基于如下内容:MEMS结构元件具有柔性的、悬置的交互元件,在该交互元件内,在低压区域中存在刚性的背板(在英语中被称为“backplate”)。衬底中的凹口用作背部体积,该背部体积降低背部体积弹簧的阻尼效应,或者替代地用作声进入开口。例如借助作为促动器件或促动装置的电极将止挡元件吸引到止挡部上,尤其导致:产生流体密封效果,使流体泄漏最小化,并且使偏移或灵敏度最大化。因此,有利地,可以在低频的情况下有针对性地调设灵敏度。
在弯曲梁中/上、在限界层中/上和/或在连接元件上,电极可以构造或锚固在彼此电绝缘的区域中,其中,这些电极可以实现为平面的电极或者实现为伸入到空腔的低压区域中的电极结构。这些电极与背板一起形成能够读出的电容,并且因此能够实现差分电容式分析处理,例如能够实现根据从外部施加的压差对交互元件相对于背板的偏移的测量。
弯曲梁和限界层可以由不能够传导的材料形成,在该不能够传导的材料可以锚固指向空腔中的、能够传导的沉入式指状电极结构。借助该措施,例如能够实现比借助平面的电极能够实现的电容密度更高的电容密度,这能够实现该结构元件的微型化或灵敏度提高。
锚固在弯曲梁上、在限界层上和/或在连接元件上的电极结构可以形成多个彼此电绝缘的部段并且如此成形能够独立地读出的电容。
限界层可以经由限界壁锚固在弯曲梁上,或者替代地,限界层可以本身实施为弯曲梁并且经由绝缘层直接附接在固定部上。二者都允许与衬底的或与固定部区域的完全的应力脱耦。
连接元件(外侧的限界壁、内侧的弹簧元件)可以至少部分地由绝缘材料构成。在理想情况下,分析处理电子装置需要所有测量电极之间的尽可能高的绝缘电阻,由此促进这一点。
位于内部的弹簧元件可以机械地在一侧锚固在弯曲梁和/或限界层上,使得所述弹簧元件在外部施加的气体压力的情况下才机械接触。替代地,弹簧元件可以由两个部分组成,所述两个部分同样通过外部施加的气体压力才接触。支撑元件的在一侧的附接具有如下优点:弯曲梁的较大的柔性变得可能并且不传递扭矩。
外围的限界壁尤其可以是横向波形的(lateral onduliert)。这首先用于提供抗塌陷的边缘。
背板可以直接由能够传导的层和/或电介质形成。替代地,背板可以由绝缘的载体层和至少一个电极或多个至少区域地构造在该载体层上的彼此绝缘的电极(例如在多个层中)组成,所述绝缘的载体层例如是富含硅的氮化物,其厚度为0.5…5μm,所述电极例如由多晶硅构成。有利地,通过这种方式可以抑制漏电流,并且可以如此构型测量电容,使得该测量电容被最大化并且寄生电容被最小化。
背板可以具有用于连接元件和可能的沉入式指状电极的相对应的贯通开口。所述贯通开口使背板与弯曲梁的运动脱耦。弹簧元件防止上和下限界层塌陷到背板上。除此之外,限界壁和弹簧元件将弯曲梁和限界层连接,并且能够实现其同步运动。
止挡元件例如可以由限界层、弯曲梁层或者背板层中的至少一个的一部分形成并且具有波纹(Korrugationen)。这些层的使用降低过程复杂性并且提高该结构元件的稳健性。波纹可以提高止挡元件的柔性或者限定流体密封。
在止挡元件与止挡部之间可以存在绝缘层。该绝缘层用于使到止挡部中的吸引所需要的促动器件/电极电绝缘。
对于声学转换器(麦克风、扬声器)可以在空腔的区域中设置有柱形凹口和/或在支承密封的区域中设置有压力补偿孔和/或压力补偿间隙。这是必需的,以便可以补偿准静态的压差并且能够实现在交互元件的两侧的流体体积之间的限定的压力补偿。由此,麦克风信号变得与环境的压力波动无关。
一个或多个弯曲梁可以具有一个或者也可以具有两个紧固在衬底上的梁端部。梁端部的紧固限定方位并且提供(一个或多个)必需的电输入线路。除此之外有利的是,该梁端部尽可能柔软地经由弹簧结构锚固在固定部上,以便在低电压的情况下能够实现止挡。
限界层可以实施为膜片元件或者同样实施为弯曲梁。两种变型有利地能够实现交互元件与衬底/固定部的应力脱耦。
可以设置有在止挡元件的与第一止挡部对置的侧上的第二止挡部,以便限界除了偏移之外的不期望的运动并且提高该结构元件的稳健性。

Claims (23)

1.MEMS结构元件(101、301、501、701、801)、尤其是声学转换器或者压力传感器,所述MEMS结构元件包括:
衬底(103),所述衬底具有空穴(105)和固定部(107),
布置在所述空穴(105)的上方的且与所述固定部(107)连接的交互元件(109),
其中,所述交互元件(109)包括弯曲梁(111),
经由连接元件与所述弯曲梁(111)间隔开地布置的限界层(115),所述限界层与所述弯曲梁(111)一起规定空腔(113),和
位于所述空腔(113)内的背板(119),所述背板具有背部电极,其中,相比于所述限界层(115)和所述弯曲梁(111),所述背板(119)构造得更坚硬,
至少一个电极,所述电极与所述背板(119)的背部电极形成能够读出的电容,以便电容式地检测所述弯曲梁(111)、所述连接元件和所述限界层(115)中的至少一个的偏移,
至少一个止挡元件(133),所述止挡元件设立为用于被移动到机械止挡部(135)中,其中,所述止挡元件(133)在所述止挡部(135)中在面向衬底的侧上的空穴(105)与在所述空腔(113)的背离衬底的侧上的体积之间产生至少一个流体流动阻力、尤其是流体密封。
2.根据权利要求1所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),所述MEMS结构元件包括促动装置,所述促动装置设立为用于将所述止挡元件(133)移动到所述止挡部(135)中。
3.根据权利要求1或者2所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),所述MEMS结构元件包括多个电极,所述电极在所述弯曲梁(111)中和/或上和/或在所述限界层(115)中和/或上和/或在所述连接元件中和/或上构造和/或锚固在彼此电绝缘的区域中。
4.根据权利要求3所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,所述电极分别构造为平面电极或者构造为伸入到所述空腔(113)中的沉入式指状电极结构。
5.根据权利要求4所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,所述弯曲梁(111)和/或所述限界层(115)分别由不能够导电的材料形成,伸入到所述空腔(113)中的电极结构锚固在所述材料上。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,一个或者多个电极结构形成多个彼此电绝缘的部段,以便与所述背板(119)形成能够彼此独立地读出的电容。
7.根据上述权利要求中任一项所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,所述限界层(115)经由限界壁锚固在所述弯曲梁(111)上,或者,其中,所述限界层(115)构造为另外的弯曲梁(111)并且经由绝缘层直接附接在所述固定部(107)上。
8.根据上述权利要求中任一项所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,所述连接元件由电绝缘材料形成。
9.根据上述权利要求中任一项所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,所述连接元件具有弹簧元件,所述弹簧元件机械地在一侧锚固在所述弯曲梁(111)上和/或在所述限界层(115)上,或者所述弹簧元件两部分式地构造,其中,所述两个部分通过朝向彼此的运动才接触。
10.根据上述权利要求中任一项所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,所述限界壁(121)是横向波形的。
11.根据上述权利要求中任一项所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,所述背板(119)通过能够导电的层和/或通过电介质形成。
12.根据上述权利要求中任一项所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,所述背板(119)包括电绝缘的载体层,在所述载体层上,一个或者多个彼此电绝缘的且能够导电的区域形成为背部电极。
13.根据上述权利要求中任一项所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,所述背板(119)在其边缘区域上分别具有弯曲柔软的区域,所述弯曲柔软的区域比所述背板(119)的中部区域更柔软。
14.根据权利要求13所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,所述边缘区域分别具有弹簧结构,以便形成所述弯曲柔软的区域。
15.根据权利要求13或者14所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,与所述中部区域相比,所述边缘区域包括不同的材料,和/或,其中,所述边缘区域与所述中部区域之间的相应的中间区域的厚度小于所述中部区域的厚度,和/或,其中,在所述边缘区域与所述中部区域之间的相应的中间区域中,设置有拉应力层和/或拉应力结构(805),所述拉应力层和/或所述拉应力结构相对于所述中部区域产生拉应力。
16.根据上述权利要求中任一项所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,所述止挡元件(133)包括所述限界层(115)、所述弯曲梁(111)和所述背板(119)中的一个的一部分。
17.根据上述权利要求中任一项所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,所述止挡元件(133)具有波纹。
18.根据上述权利要求中任一项所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,在所述止挡元件(133)与所述止挡部(135)之间设置有绝缘层。
19.根据上述权利要求中任一项所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,压力补偿孔设置在所述止挡元件(133)中,和/或,其中,压力补偿孔(139)设置为穿过所述空腔(113)的柱形凹口。
20.根据上述权利要求中任一项所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,所述弯曲梁(111)具有一个或者多个紧固在所述衬底(103)上的梁端部。
21.根据上述权利要求中任一项所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,所述限界层(115)构造为另外的弯曲梁(111)或者构造为膜片元件。
22.根据上述权利要求中任一项所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,另外的止挡部(135)设置在所述止挡元件(133)的与止挡部(135)对置的侧上。
23.根据上述引用权利要求2的权利要求中任一项所述的MEMS结构元件(101、301、501、701、801),其中,所述促动装置包括至少一个促动电极,所述促动电极设立为用于产生电动力,以便将所述止挡元件(133)移动到所述止挡部(135)中。
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