Mikromechanisches Bauteil und Herstellungsverfahren für ein

mikromechanisches Bauteil

Die Erfindung betrifft ein mikromechanisches Bauteil. Ebenso betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil.

Stand der Technik

In der US 8 508 826 B2 sind Mikrospiegelvorrichtungen beschrieben, welche zum Verstellen einer verstellbaren Spiegelplatte um zumindest eine Drehachse piezoelektrische Aktoren verwenden. Bei einer Ausführungsform ist die verstellbare Spiegelplatte zwischen einer ersten Feder und einer zweiten Feder an einer Halterung gehalten, wobei die Ausführungsform zusätzlich zwei an der ersten Feder angebundene Aktorträger und zwei an der zweiten Feder angebundene weitere Aktorträger aufweist. Die auf den vier Aktorträgern ausgebildeten piezoelektrischen Aktoren sollen die verstellbare Spiegelplatte in eine Verstellbewegung um die Drehachse versetzen können. Die verstellbare Spiegelplatte, die erste Feder, die zweite Feder und die insgesamt vier Aktorträger sind aus einer einzigen Halbleiterschicht herausstrukturiert.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung schafft ein mikromechanisches Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 8.

Vorteile der Erfindung Die vorliegende Erfindung schafft mikromechanische Bauteile, welche

vergleichsweise einfach herstellbar sind und trotzdem eine erste Schichtdicke des verstellbaren Teils und eine zweite Schichtdicke der ersten Feder, des mindestens einen ersten Aktorträgers, der zweiten Feder und des mindestens einen zweiten Aktorträgers deutlich unter der ersten Schichtdicke aufweisen. Das verstellbare Teil ist damit vergleichsweise dick ausgebildet, so dass ein

(dynamische) Verformung des verstellbaren Teils während seiner

Verstellbewegung um die Drehachse nicht kaum zu befürchten ist.

Demgegenüber sind die erste Feder, der mindestens eine erste Aktorträger, die zweite Feder und der mindestens eine zweite Aktorträger vergleichsweise dünn ausgebildet, so dass sie eine geringe Steifigkeit (bzw. eine hohe

Flexibilität Verbiegbarkeit) aufweisen. Außerdem wird durch die vergleichsweise dünne Ausbildung des mindestens einen ersten Aktorträgers und des mindestens einen zweiten Aktorträgers ein vorteilhaft einsetzbarer Bimetalleffekt verstärkt.

Die vorliegende Erfindung verbessert auch eine Einsetzbarkeit von

piezoelektrischen Aktoren als Antrieb für ein mikromechanisches Bauteil.

Piezoelektrische Aktoren zeichnen sich durch einen vergleichsweise geringen Stellweg bei gleichzeitig hohen Aktorkräften aus. Dadurch kann pro Periode (trotz des geringen Weges) eine große Energiemenge übertragen werden. Außerdem benötigen piezoelektrische Aktoren vergleichsweise wenig Strom, so dass eine Stromversorgung des damit ausgestatteten mikromechanischen Bauteils leicht sicherstellbar ist. Die vorliegende Erfindung trägt damit zur Verbesserung einer Nutzung von piezoelektrischen Aktoren als idealer Antrieb zum Versetzen des verstellbaren Teils in die gewünschte Verstellbewegung, insbesondere in eine hochfrequente resonante Verstellbewegung, um die Drehachse, bei.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils sind mindestens eine erste Zusatzmasse an dem mindestens einen ersten Aktorträger und/oder mindestens eine zweite Zusatzmasse an dem mindestens einen zweiten Aktorträger angebunden. Durch die Anbindung der mindestens einen ersten Zusatzmasse an dem mindestens einen ersten Aktorträger und/oder der mindestens einen zweiten Zusatzmasse an dem mindestens einen zweiten Aktorträger kann der auf das verstellbare Teil übertragene Impulsübertrag zum Auslösen der gewünschten Verstellbewegung des verstellbaren Teils um die Drehachse gesteigert werden. Insbesondere können die mindestens eine erste Zusatzmasse und/oder die mindestens eine zweite Zusatzmasse aus dem Substrat herausstrukturiert sein. Die hier beschriebene Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils ist damit leicht herstellbar und vorteilhaft einsetzbar.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils ist der mindestens eine erste Aktorträger mit dem mindestens einen zweiten Aktorträger über mindestens eine Aktorenkoppelfeder verbunden. Durch die Hinzufügung der mindestens einen Aktorenkoppelfeder können gleich- oder gegenphasige Schwingungen von miteinander verbundenen Aktorträgern verlässlicher eingehalten werden. Vorzugsweise ist die mindestens eine

Aktorenkoppelfeder aus der Funktionsschicht herausstrukturiert. Die mindestens eine vorteilhaft einsetzbare Aktorenkoppelfeder ist somit leicht herstellbar.

Beispielsweise kann die mindestens eine Aktorenkoppelfeder U-förmig, O-förmig, mäanderförmig und/oder stegförmig sein. Somit können einfach heraus strukturierbare Federtypen für die mindestens eine Aktorenkoppelfeder eingesetzt werden.

Als Alternative oder als Ergänzung zu einer Ausbildung der mindestens einen Aktorenkoppelfeder an dem mikromechanischen Bauteil können der mindestens eine erste Aktorträger und/oder der mindestens eine zweite Aktorträger auch mit der Halterung über mindestens eine Halterungskoppelfeder verbunden sein. Mittels der mindestens einen Halterungskoppelfeder können Auslenkungen des mindestens einen ersten Aktorträgers und/oder des mindestens einen zweiten Aktorträgers begrenzt werden, so dass weniger Energie durch die (für ein Auslenken des mindestens einen ersten Aktorträgers und/oder des mindestens einen zweiten Aktorträgers zu überwindenden) Reibungskräfte verloren geht. Die mindestens eine Halterungskoppelfeder kann aus der Funktionsschicht herausstrukturiert sein. Deshalb ist auch die mindestens eine

Halterungskoppelfeder mit einem verhältnismäßig geringen Arbeitsaufwand ausbildbar.

Ebenso können die erste Feder und/oder die zweite Feder mit der Halterung über mindestens eine Koppelfeder verbunden sein. Auch mittels einer Ausbildung der mindestens einen Koppelfeder (anstelle oder als Ergänzung zu der mindestens einen Aktorenkoppelfeder und/oder der mindestens einen

Halterungskoppelfeder) kann sichergestellt werden, dass der durch den zumindest teilweise verformten ersten piezoelektrischen Aktor und/oder den zumindest teilweise verformten zweiten piezoelektrischen Aktor ausgelöste Impulsübertrag zum gezielten Anregen der gewünschten Verstellbewegung des verstellbaren Teils um die Drehachse genutzt wird. Die mindestens eine Koppelfeder kann aus der Funktionsschicht herausstrukturiert sein. Somit kann auch die mindestens eine Koppelfeder auf einfache Weise mit einer hohen Flexibilität ausgebildet werden.

Bevorzugter Weise ist das mikromechanische Bauteil ein Mikrospiegel mit einer verstellbaren Spiegelplatte als dem verstellbaren Teil. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine Nutzungsmöglichkeit der vorliegenden Erfindung nicht auf Mikrospiegel beschränkt ist.

Die vorausgehend beschriebenen Vorteile werden auch durch ein Ausführen eines korrespondierenden Herstellungsverfahrens für ein mikromechanisches Bauteil bewirkt. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das

Herstellungsverfahren gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen des mikromechanischen Bauteils weiterbildbar ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. la bis lc schematische Darstellungen einer ersten Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils;

Fig. 2a bis 2c schematische Darstellungen einer zweiten Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils;

Fig. 3a bis 3c schematische Darstellungen einer dritten Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils; Fig. 4a bis 4c schematische Darstellungen einer vierten Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils;

Fig. 5a bis 5c schematische Darstellungen einer fünften Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils;

Fig. 6a bis 6c schematische Darstellungen einer sechsten

Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils;

Fig. 7a und 7b schematische Darstellungen einer siebten Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils;

Fig. 8a und 8b schematische Darstellungen einer achten Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils;

Fig. 9a und 9b schematische Darstellungen einer neunten Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils;

Fig. 10a und 10b schematische Darstellungen einer zehnten

Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils; und

Fig. 11 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für ein mikromechanisches Bauteil.

Ausführungsformen der Erfindung

Fig. la bis lc zeigen schematische Darstellungen einer ersten Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils, wobei Fig. la eine Draufsicht, Fig. lb einen Querschnitt entlang der Linie A-A' der Fig. la und Fig. lc einen Querschnitt entlang der Linie B-B' der Fig. la zeigen.

Das mittels der Fig. la bis lc schematisch wiedergegebene mikromechanische Bauteil umfasst eine Halterung 10, ein verstellbares Teil 12, mindestens einen ersten piezoelektrischen Aktor 14a und mindestens einen zweiten

piezoelektrischen Aktor 14b. Das verstellbare Teil 12 ist zwischen einer ersten Feder 16a und einer zweiten Feder 16b an der Halterung 10 so gehalten, dass das verstellbare Teil 12 in Bezug zu der Halterung 10 um zumindest eine Drehachse 18 verstellbar ist. In den hier beschriebenen Ausführungsformen ist das mikromechanische Bauteil beispielhaft als Mikrospiegel mit einer

verstellbaren Spiegelplatte 12 (insbesondere mit einer an dem verstellbaren Teil 12 ausgebildeten reflektierenden Fläche 12a) als dem verstellbaren Teil 12 ausgebildet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass das mikromechanische Bauteil anstelle der verstellbaren Spiegelplatte 12 auch ein anders ausgebildetes verstellbares Teil 12 aufweisen kann.

Der mindestens eine erste piezoelektrische Aktor 14a ist auf/an mindestens einem direkt oder indirekt an der ersten Feder 16a angebundenen ersten Aktorträger 20a ausgebildet (siehe Fig. lc). Entsprechend ist der mindestens eine zweite piezoelektrische Aktor 14b auf/an mindestens einem direkt oder indirekt an der zweiten Feder 16b angebundenen zweiten Aktorträger 20b ausgebildet. Der mindestens eine erste piezoelektrische Aktor 14a und der mindestens eine zweite piezoelektrische Aktor 14b umfassen jeweils mindestens eine piezoelektrische Schicht. Vorzugsweise ist eine von der reflektierenden Fläche 12a weg gerichtete Seite der Aktorträger 20a und 20b zumindest teilweise, insbesondere vollständig, mit der mindestens einen piezoelektrischen Schicht bedeckt. Die mindestens eine piezoelektrische Schicht kann z.B. Blei- Zirkonat-Titanat und/oder einen Bimetallschichtaufbau umfassen. Jedoch kann auch anstelle oder als Ergänzung zu Blei-Zirkonat-Titanat und/oder dem

Bimetallschichtaufbau mindestens ein anderes piezoelektrisches Material, dessen Form mittels eines elektrischen Feldes veränderbar ist, in der mindestens einen piezoelektrischen Schicht vorliegen. Außerdem sind der mindestens eine erste piezoelektrische Aktor 14a und der mindestens eine zweite piezoelektrische Aktor 14b jeweils derart ausgebildet, dass mindestens eine Spannung an die mindestens eine piezoelektrische Schicht des mindestens einen ersten piezoelektrischen Aktors 14a und des mindestens einen zweiten

piezoelektrischen Aktors 14b anlegbar ist. Auf ein Einzeichnen von Elektroden (z.B. aus Platin) des mindestens einen ersten piezoelektrischen Aktors 14a und des mindestens einen zweiten piezoelektrischen Aktors 14b ist in Fig. la bis lc der besseren Übersichtlichkeit wegen jedoch verzichtet. Durch Anlegen der mindestens einen Spannung an die mindestens eine piezoelektrische Schicht des mindestens einen ersten piezoelektrischen Aktors 14a und/oder des mindestens einen zweiten piezoelektrischen Aktors 14b sind der mindestens eine erste piezoelektrische Aktor 14a und/oder der mindestens eine zweite

piezoelektrische Aktor 14b zumindest teilweise verformbar, wodurch das verstellbare Teil 12 mittels eines durch den zumindest teilweise verformten ersten piezoelektrischen Aktor 14a und/oder den zumindest teilweise verformten zweiten piezoelektrischen Aktor 14b ausgelösten Impulsübertrag in eine

Verstellbewegung um die Drehachse 18 versetzbar ist versetzt wird.

Das verstellbare Teil 12 kann somit durch gleich- oder gegenphasige

Biegebewegungen der piezoelektrischen Aktoren 14a und 14b in die gewünschte Verstellbewegung um die Drehachse 18 versetzt werden. Insbesondere kann das verstellbare Teil 12 in eine resonante Schwingbewegung um die Drehachse 18 (als Verstellbewegung) versetzt werden, indem die mindestens eine angelegte Spannung mit einer Eigenfrequenz der Verstellbewegung des verstellbaren Teils 12 in Bezug zu der Halterung 10 variiert wird. Auf diese Weise können

Auslenkungen des verstellbaren Teils 12 bewirkt werden, welche deutlich größer als die Biegebewegungen der piezoelektrischen Aktoren 14a und 14b sind. Somit geht vergleichsweise wenig Energie durch die beim Ausführen der

Biegebewegungen der piezoelektrischen Aktoren 14a und 14b überwundene Reibung verloren.

Außerdem ist bei dem mikromechanischen Bauteil der Fig. 1 das verstellbare Teil 12 zumindest teilweise aus einem Substral/einer Trägerschicht 22

herausstrukturiert, während zumindest die erste Feder 16a, der mindestens eine erste Aktorträger 20a, die zweite Feder 16b und der mindestens eine zweite Aktorträger 20b aus einer Funktionsschicht 24 herausstrukturiert sind. Die Strukturierung des verstellbaren Teils 12 aus dem Substrat 22 ermöglicht eine Ausbildung des verstellbaren Teils 12 mit einer (senkrecht zu der Drehachse 18, evtl. senkrecht zu der reflektierenden Fläche 12a, ausgerichteten) ersten

Schichtdicke dl, welche deutlich höher als eine (senkrecht zu der Drehachse 18, evtl. senkrecht zu der reflektierenden Fläche 12a, ausgerichteten) zweite

Schichtdicke d2 der ersten Feder 16a, der zweiten Feder 16b, des mindestens einen ersten Aktorträgers 20a und des mindestens einen zweiten Aktorträgers 20b ist. Eine Verbiegung/Verwölbung des verstellbaren Teils 12, insbesondere der eventuell an dem verstellbaren Teil 12 ausgebildeten reflektierenden Fläche 12a, muss somit während der Verstellbewegung des verstellbaren Teils 12 um die Drehachse 18 nicht kaum befürchtet werden. Demgegenüber haben der mindestens eine erste Piezoträger 20a und der mindestens eine zweite

Piezoträger 20b eine relativ hohe Flexibilität (bzw. eine geringe Steifigkeit) und gewährleisten damit eine gute Verformbarkeit des jeweils darauf/daran ausgebildeten piezoelektrischen Aktors 14a oder 14b. Auch die erste Feder 16a und die zweite Feder 16b haben eine hohe Flexibilität (bzw. eine geringe Steifigkeit) und erfüllen somit ihre Federfunktion verlässlich.

Als vorteilhafte Weiterbildung sind bei dem mikromechanischen Bauteil der Fig. la bis lc mindestens eine erste Zusatzmasse 26a an dem mindestens einen ersten Aktorträger 20a und mindestens eine zweite Zusatzmasse 26b an dem mindestens einen zweiten Aktorträger 20b angebunden. Die Zusatzmassen 26a und 26b können eine lokale Versteifung des jeweils zugeordneten Aktorträgers 20a oder 20b und/oder (als Gegengewichte) eine gezieltere Anregung der Verstellbewegung (lediglich) des verstellbaren Teils 12 um die Drehachse 18 bewirken. Die Zusatzmassen 26a und 26b können auch Amplituden der

Aktorträger 20a und 20b vorteilhaft beeinflussen, und dadurch ein Verhältnis aus eingekoppelter Kraft und Auslenkung des verstellbaren Teils 12 (um die

Drehachse 18) optimieren. Zusätzlich beeinflussen die Zusatzmassen 26a und 26b ein Modenspektrum positiv, was insbesondere eine Optimierung des Modenspektrums ermöglicht. Außerdem eignen sich die Zusatzmassen 26a und 26b als Anschlagstrukturen. Vorzugsweise sind die Zusatzmassen 26a und 26b ebenfalls aus dem Substrat 22 herausstrukturiert. Die hier beschriebene

Weiterbildung des mikromechanischen Bauteils ist somit mittels eines relativ geringen Arbeitsaufwandes bewirkbar.

In der Ausführungsform der Fig. la bis lc sind die erste Feder 16a und die zweite Feder 16b stegförmig/balkenförmig ausgebildet und erstrecken sich entlang der Drehachse 18. Die erste Feder 16a und die zweite Feder 16b können somit jeweils als eine Torsionsfeder bezeichnet werden. Verankerungsbereiche der ersten Feder 16a und der zweiten Feder 16b an dem verstellbaren Teil 12 liegen damit auf der Drehachse 18.

Jede der Federn 16a und 16b ist einstückig mit zwei zugeordneten (und bezüglich der Drehachse 18 spiegelsymmetrisch ausgebildeten) ersten oder zweiten Aktorträgern 20a oder 20b ausgebildet. Die Aktorträger 20a und 20b haben eine geknickte/gewinkelte Form, so dass bei jedem der Aktorträger 20a und 20b ein sich jeweils entlang einer ersten Längsachse erstreckender erster stegförmiger/balkenförmiger Teilabschnitt über einen Zwischenabschnitt mit einem sich jeweils entlang einer senkrecht zu der ersten Längsachse

ausgerichteten zweiten Längsachse erstreckenden zweiten

stegförmigen/balkenförmigen Teilabschnitt verbunden ist. Die erste

Längsrichtung des ersten stegförmigen/balkenförmigen Teilabschnitts kann parallel zu der Drehachse 18 ausgerichtet sein, während die zweite

Längsrichtung des zweiten stegförmigen/balkenförmigen Teilabschnitts senkrecht zu der Drehachse 18 ausgerichtet ist. Je eine erste oder zweite Zusatzmasse 26a oder 26b ist an einem (von dem Zwischenabschnitt weg gerichteten) ersten Ende des ersten stegförmigen/balkenförmigen Teilabschnitts des jeweiligen ersten oder zweiten Aktorträgers 20a oder 20b angebunden, während ein (von dem Zwischenabschnitt weg gerichtetes) zweites Ende des zweiten

stegförmigen/balkenförmigen Teilabschnitts des gleichen ersten oder zweiten Aktorträgers 20a oder 20b an der zugeordneten ersten oder zweiten Feder 16a oder 16b angebunden ist.

Außerdem sind bei der Ausführungsform der Fig. la bis lc die auf einer gleichen Seite der Drehachse 18 angeordneten ersten und zweiten Aktorträger 20a und 20b über je eine Aktorenkoppelfeder 28 miteinander verbunden. Beispielhaft ist die jeweilige Aktorenkoppelfeder 28 an den ersten Enden der Aktorträger 20a und 20b verankert, so dass die Aktorträger 20a und 20b und die zwei

Aktorenkoppelfedern 28 einen das verstellbare Teil 12 umgebenden Rahmen bilden. Die jeweilige Aktorenkoppelfeder 28 ist beispielhaft U-förmig. Die mindestens eine Aktorenkoppelfeder 28 kann ebenfalls aus der Funktionsschicht 24 herausstrukturiert sein. Die mindestens eine Aktorenkoppelfeder 28 weist vorzugsweise (in der Bildebene) eine Breite von weniger als einer Hälfte einer Breite der Aktorträger 20a und 20b (in der Bildebene) auf. Fig. 2a bis 2c zeigen schematische Darstellungen einer zweiten Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils, wobei Fig. 2a eine

Draufsicht, Fig. 2b einen Querschnitt entlang der Linie A-A' der Fig. 2a und Fig. 2c einen Querschnitt entlang der Linie B-B' der Fig. 2a zeigen.

Das mittels der Fig. 2a bis 2c schematisch wiedergegebene mikromechanische Bauteil unterscheidet sich von der vorausgehenden Ausführungsform lediglich darin, dass das verstellbare Teil 12 zwischen einem ersten Stegelement 30a und einem zweiten Stegelement 30b in einem Innenrahmen 32 eingesetzt ist, welcher zwischen der ersten Feder 16a und der zweiten Feder 16b mit der Halterung 10 verbunden ist. Vorzugsweise verlaufen die Stegelemente 30a und 30b senkrecht zu der Drehachse 18. Die Verankerungsbereiche der Stegelemente 30a und 30b (und indirekt der Federn 16a und 16b) liegen somit an den Bereichen des verstellbaren Teils 12 mit einer maximalen Auslenkung, bzw. orthogonal zu der Drehachse 18.

Fig. 3a bis 3c zeigen schematische Darstellungen einer dritten Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils, wobei Fig. 3a eine Draufsicht, Fig. 3b einen Querschnitt entlang der Linie A-A' der Fig. 3a und Fig. 3c einen Querschnitt entlang der Linie B-B' der Fig. 3a zeigen.

Bei der Ausführungsform der Fig. 3a bis 3c sind die Aktorenkoppelfedern 28 an von der Drehachse 18 weg gerichteten Seitenflächen der ersten

stegförmigen/balkenförmigen Teilabschnitte der zugeordneten Aktorträger 20a und 20b verankert, wobei die Verankerungsbereiche der Aktorenkoppelfedern 28 vorzugsweise auf einer von dem ersten Ende weg gerichteten Seite der benachbarten Zusatzmasse 26a oder 26b liegen. Bezüglich weiterer

Eigenschaften der Ausführungsform der Fig. 3a bis 3c wird auf die Beschreibung der vorhergehenden Ausführungsformen verwiesen.

Fig. 4a bis 4c zeigen schematische Darstellungen einer vierten Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils, wobei Fig. 4a eine Draufsicht, Fig. 4b einen Querschnitt entlang der Linie A-A' der Fig. 4a und Fig. 4c einen Querschnitt entlang der Linie B-B' der Fig. 4a zeigen. Das mittels der Fig. 4a bis 4c schematisch wiedergegebene mikromechanische Bauteil unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fig. la bis lc lediglich darin, dass die Aktorenkoppelfedern 28 O-förmig ausgebildet sind. Darunter kann verstanden werden, dass jede der Aktorenkoppelfedern 28 einen O-förmigen Zwischenabschnitt aufweist, welcher zwischen zwei stegförmigen

Endabschnitten liegt. Als Alternative zu einer O-förmigen Ausbildung der Aktorenkoppelfedern 28 können diese auch mäanderförmig und/oder stegförmig sein.

Fig. 5a bis 5c zeigen schematische Darstellungen einer fünften Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils, wobei Fig. 5a eine Draufsicht, Fig. 5b einen Querschnitt entlang der Linie A-A' der Fig. 5a und Fig. 5c einen Querschnitt entlang der Linie B-B' der Fig. 5a zeigen.

Das mittels der Fig. 5a bis 5c schematisch wiedergegebene mikromechanische Bauteil weist als Ergänzung zu der Ausführungsform der Fig. 1 noch weitere erste und zweite Zusatzmassen 34a und 34b auf, welche jeweils an den

Zwischenabschnitten der geknickten/gewinkelten Aktorträger 20a und 20b angebunden sind. Auch die weiteren ersten und zweiten Zusatzmassen 34a und 34b können aus dem Substrat 22 herausstrukturiert sein.

Fig. 6a bis 6c zeigen schematische Darstellungen einer sechsten

Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils, wobei Fig. 6a eine

Draufsicht, Fig. 6b einen Querschnitt entlang der Linie A-A' der Fig. 6a und Fig.

6c einen Querschnitt entlang der Linie B-B' der Fig. 6a zeigen.

Die Ausführungsform der Fig. 6a bis 6c weist als Ergänzung zu dem

mikromechanischen Bauteil der Fig. 1 ebenfalls die weiteren ersten und zweiten Zusatzmassen 34a und 34b auf. Allerdings ist zum Anbinden der jeweiligen ersten oder zweiten Zusatzmasse 34a oder 34b je ein erster oder zweiten Masseträger 36a oder 36b an einer von dem ersten Ende weg gerichteten Seite des jeweiligen Zwischenabschnitts des zugeordneten ersten oder zweiten Aktorträgers 20a oder 20b angebunden. Fig. 7a und 7b zeigen schematische Darstellungen einer siebten

Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils, wobei Fig. 7a eine Draufsicht und Fig. 7b einen Querschnitt entlang der Linie A-A' der Fig. 7a zeigen.

Das mittels der Fig. 7a und 7b schematisch wiedergegebene mikromechanische Bauteil unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen darin, dass die Aktorträger 20a und 20b eine Balkenform aufweisen und sich senkrecht zu der Drehachse 18 von der zugeordneten ersten oder zweiten Feder 16a oder 16b weg erstrecken. Die Zusatzmassen 26a und 26b sind weiterhin an den (von der zugeordneten ersten oder zweiten Feder 16a oder 16b weg gerichteten) ersten Ende des zugeordneten ersten oder zweiten Aktorträgers 20a oder 20b angebunden. Die Zusatzmassen 26a und 26b sind somit näher an den Federn 16a und 16b platziert. Deshalb greifen die Zusatzmassen 26a und 26b näher an den Verankerungsbereichen der Federn 16a und 16b an dem verstellbaren Teil 12 an. Die Aktorenkoppelfedern 28 sind an Seitenflächen der Aktorträger 20a und 20b, welche sich von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstrecken, verankert, wobei jede Aktorkoppelfeder 28 an den zueinander ausgerichteten Seitenflächen der damit verbundenen Aktorträger 20a und 20b verankert ist.

Fig. 8a und 8b zeigen schematische Darstellungen einer achten

Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils, wobei Fig. 8a eine Draufsicht und Fig. 8b einen Querschnitt entlang der Linie A-A' der Fig. 8a zeigen.

Das in Fig. 8a und 8b schematisch wiedergegebene mikromechanische Bauteil weist als Ergänzung zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform (und anstelle der Aktorenkoppelfedern 28) Halterungskoppelfedern 38 auf, wobei je eine Halterungskoppelfeder 38 den zugeordneten ersten oder zweiten Aktorträger 20a und 20b mit der Halterung 10 verbindet. Vorzugsweise sind die

Halterungskoppelfedern 38 an sich von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckende Seitenflächen des zugeordneten ersten oder zweiten Aktorträgers 20a oder 20b, welche zu der Halterung 10 ausgerichtet sind, angebunden. Fig. 9a und 9b zeigen schematische Darstellungen einer neunten

Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils, wobei Fig. 9a eine Draufsicht und Fig. 9b einen Querschnitt entlang der Linie A-A' der Fig. 9a zeigen. Die Ausführungsform der Fig. 9a und 9b unterscheidet sich von dem

mikromechanischen Bauteil der Fig. 7a und 7b durch eine Verankerung der (von der zugeordneten ersten oder zweiten Feder 16a oder 16b) weg gerichteten ersten Enden der Aktorträger 20a und 20b an der Halterung 10. Außerdem ist je eine erste oder zweite Zusatzmasse 26a oder 26b an den zwei an der zugeordneten ersten oder zweiten Feder 16a oder 16b verankerten zweiten

Enden der ersten oder zweiten Aktorträger 20a oder 20b angebunden.

Fig. 10a und 10b zeigen schematische Darstellungen einer zehnten

Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils, wobei Fig. 10a eine

Draufsicht und Fig. 10b einen Querschnitt entlang der Linie A-A' der Fig. 10a zeigen.

Das mittels der Fig. 10a und 10b schematisch wiedergegebene

mikromechanische Bauteil unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen Ausführungsform durch seine Ausbildung mit Koppelfedern 40 (anstelle der

Aktorenkoppelfedern 28). Dabei sind die erste Feder 16a und die zweite Feder 16b über mindestens eine Koppelfeder 40 mit der Halterung 10 verbunden.

Vorzugsweise sind an jeder ersten oder zweiten Feder 16a oder 16b zwei Koppelfedern 40 verankert, welche sich von voneinander weg gerichteten Seiten der zugeordneten ersten oder zweiten Feder 16a oder 16b zu der Halterung 10 erstrecken. Insbesondere können die Koppelfedern 40 spiegelsymmetrisch bezüglich der Drehachse 18 ausgebildet sein.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen kann das Substrat die

Trägerschicht 22 (bzw. die mindestens eine daraus strukturierte Komponente) beispielsweise eine erste Schichtdicke dl zwischen 50 μηι und 500 μηι

(Mikrometer) haben. Die Funktionsschicht 24 (bzw. die mindestens eine daraus strukturierte Komponente) kann z.B. eine zweite Schichtdicke d2 zwischen 5 μηι und 50μηι (Mikrometer) haben. Die hier genannten Zahlenwerte sind jedoch nur beispielhaft zu interpretieren. Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die erste Feder 16a und die zweite Feder 16b beispielhaft an einem Außen- oder Zwischenrahmen 42 verankert. Der Außen- oder Zwischenrahmen 42 umfasst vorzugsweise einen aus dem Substrat 22 herausstrukturierten ersten Teilrahmen und einen aus der

Funktionsschicht 24 herausstrukturierten zweiten Teilrahmen. Insbesondere kann der Außen- oder Zwischenrah men 42 als Außenrahmen 42 Teil der Halterung 10 oder die Halterung 10 sein. Es wird jedoch auch darauf hingewiesen, dass der Außen- oder Zwischenrahmen 42 als Zwischenrahmen 42 in Bezug zu der Halterung 10 verstellbar sein kann. Beispielsweise kann der Zwischenrahmen 42 um eine geneigt zu der Drehachse 18, insbesondere senkrecht zu der Drehachse 18, ausgerichtete weitere Drehachse in Bezug zu der Halterung 10 verstellbar sein.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass bei allen oben beschriebenen Ausführungsformen das Substrat 22 (bzw. die Trägerschicht) und die

Funktionsschicht 24 zwei unterschiedliche Schichten 22 und 24 sind. Unter der Funktionsschicht 24 ist somit weder das Substrat die Trägerschicht 22 noch ein Teil des Substrats/der Trägerschicht 22 zu verstehen. Vorzugsweise weist mindestens ein Rest des strukturierten Substrats/der strukturierten Trägerschicht 22 die erste Schichtdicke dl auf, welche (deutlich) höher als die zweite

Schichtdicke d2 mindestens eines Rests der Funktionsschicht 24 ist. Das Substral/die Trägerschicht 22 und/oder die Funktionsschicht 24 sind

vorzugsweise aus mindestens einem Halbleitermaterial, wie z.B. Silizium. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass das Substral die Trägerschicht 22 und die Funktionsschicht 24 nicht auf ein bestimmtes Material/Halbleitermaterial beschränkt sind. Außerdem können das Substrat 22 (bzw. die Trägerschicht) und die Funktionsschicht 24 auch aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Das Substrat 22 (bzw. die Trägerschicht) und die Funktionsschicht 24 können

Komponenten eines SOI-Wafers (Silicon-On-Isolator-Wafer) sein. Lokal können der mindestens eine Rest des strukturierten Substrats/der strukturierten

Trägerschicht 22 und der mindestens eine Rest der Funktionsschicht 24 weiterhin durch ein (nicht skizziertes) Oxid miteinander verbunden sein. Alle oben beschriebenen mikromechanischen Bauteile sind als„ 3-lagige Systeme" ausgebildet, wobei eine erste Lage aus dem Substrat 22 (bzw. der Trägerschicht) eine zweite Lage aus der Funktionsschicht 24 herausstrukturiert sind. Eine dritte Lage ist durch Bilden der piezoelektrischen Aktoren 14a und 14b, beispielsweise durch Abscheiden der Materialien der Elektroden und der mindestens einen piezoelektrischen Schicht, realisiert.

Die oben beschriebenen mikromechanischen Bauteile können insbesondere in einem Projektions- oder in einem Lidar-System vorteilhaft eingesetzt werden.

Fig. 11 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für ein mikromechanisches Bauteil.

Das im Weiteren beschriebene Herstellungsverfahren kann insbesondere zum Herstellen einer der zuvor ausgeführten Ausführungsformen des

mikromechanischen Bauteils verwendet werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine Ausführbarkeit des im Weiteren beschriebenen

Herstellungsverfahrens nicht auf ein Herstellen eines bestimmten Typs des mikromechanischen Bauteils limitiert ist.

Das Herstellungsverfahren umfasst die Verfahrensschritte Sl und S2, mittels welchen ein verstellbares Teil zwischen einer ersten Feder und einer zweiten Feder derart an einer Halterung aufgehängt wird, dass das verstellbare Teil in Bezug zu der Halterung um zumindest eine Drehachse verstellbar ist. Als ein Verfahrensschritt Sl wird das verstellbare Teil zumindest teilweise aus einem Substrat (bzw. einer Trägerschicht) herausstrukturiert. In einem Verfahrensschritt S2 werden zumindest die erste Feder, die zweite Feder, mindestens direkt oder indirekt an der ersten Feder angebundener erster Aktorträger und mindestens ein direkt oder indirekt an der zweiten Feder angebundener zweiter Aktorträger aus einer Funktionsschicht herausstrukturiert. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, das unter dem Substrat (bzw. der Trägerschicht) und der

Funktionsschicht unterschiedliche Materialien zu verstehen sind.

Außerdem weist das Herstellungsverfahren einen Verfahrensschritt S3 auf, mindestens ein erster piezoelektrischer Aktor auf dem mindestens einen ersten Aktorträger und mindestens ein zweiter piezoelektrischer Aktor auf dem mindestens einen zweiten Aktorträger jeweils mit mindestens einer

piezoelektrischen Schicht gebildet werden. Der mindestens eine erste

piezoelektrische Aktor und der mindestens eine zweite piezoelektrische Aktor werden jeweils zum Anlegen mindestens einer Spannung an die mindestens eine piezoelektrische Schicht jeweils des mindestens einen ersten piezoelektrischen Aktors und des mindestens einen zweiten piezoelektrischen Aktors ausgebildet. Dies geschieht so, dass sichergestellt wird, dass, sofern bei einem Betrieb des mikromechanischen Bauteils die mindestens eine Spannung an die mindestens eine piezoelektrische Schicht des mindestens einen ersten piezoelektrischen Aktors und/oder des mindestens einen zweiten piezoelektrischen Aktors angelegt wird, der mindestens eine erste piezoelektrische Aktor und/oder der mindestens eine zweite piezoelektrische Aktor zumindest teilweise verformt werden, und das verstellbare Teil mittels eines durch den zumindest teilweise verformten mindestens einen ersten piezoelektrische Aktor und/oder den zumindest teilweise verformten mindestens einen zweiten piezoelektrischen Aktor ausgelösten Impulsübertrag in eine Verstellbewegung um die Drehachse versetzt wird.

Auch ein Ausführen des hier beschriebenen Herstellungsverfahrens schafft die oben schon erläuterten Vorteile.

Die Verfahrensschritte Sl bis S3 können in einer beliebigen zeitlichen

Reihenfolge ausgeführt werden. Mindestens zwei der Verfahrensschritte Sl bis S3 können auch gleichzeitig oder zeitlich überlappend ausgeführt werden.

Für die Verfahrensschritte Sl bis S3 können die oben schon beschriebenen Materialien eingesetzt werden. Insbesondere kann für die Verfahrensschritte Sl und S2 als Ausgangsmaterial das Substrat mit zumindest mindestens einer (eine Substratoberfläche des Substrats zumindest teilweise abdeckenden)

Isolierschicht und der (zumindest teilweise auf einer von dem Substrat weg gerichteten Seite der mindestens einen Isolierschicht gebildeten)

Funktionsschicht verwendet werden. Als Weiterbildung des Verfahrensschritts Sl können noch mindestens eine an dem mindestens einen (späteren) ersten Aktorträger angebundene erste Zusatzmasse und/oder mindestens eine an dem mindestens einen (späteren) zweiten Aktorträger angebundene zweite Zusatzmasse aus dem Substrat (zusätzlich) herausstrukturiert werden.

Auch der Verfahrensschritt S2 kann erweitert werden: Beispielsweise wird noch mindestens eine den mindestens einen ersten Aktorträger mit dem mindestens einen zweiten Aktorträger verbindende Aktorenkoppelfeder aus der

Funktionsschicht herausstrukturiert. Als Alternative oder Ergänzung dazu kann in dem Verfahrensschritt s2 auch mindestens eine den mindestens einen ersten Aktorträger und/oder den mindestens einen zweiten Aktorträger mit der

Halterung verbindende Halterungskoppelfeder aus der Funktionsschicht herausstrukturiert werden. Ebenso kann in dem Verfahrensschritt S2 noch mindestens eine die erste Feder und/oder die zweite Feder mit der Halterung verbindende Koppelfeder aus der Funktionsschicht herausstrukturiert werden.