本發(fā)明涉及一種微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)以及一種具有這樣的微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件。

背景技術(shù)：

1、由現(xiàn)有技術(shù)已知微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)，所述微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)可以例如在揚(yáng)聲器、泵和閥中使用。借助這些微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)，能夠使效用元件運(yùn)動(dòng)。一種驅(qū)動(dòng)可能性以所謂的雙向靜電驅(qū)動(dòng)器的形式給出，該驅(qū)動(dòng)器具有移位電容器結(jié)構(gòu)(verschiebekondensatorstruktur)。在此，給至少兩個(gè)電容器板加載正的和負(fù)的直流電壓，而給與其錯(cuò)位的電容器板加載有用信號(hào)。在此，有用信號(hào)可以是交流電壓，例如當(dāng)設(shè)置有用于揚(yáng)聲器膜片的驅(qū)動(dòng)器時(shí)。設(shè)置為用于驅(qū)動(dòng)的電容器板可以由半導(dǎo)體材料組成，并且典型地借助介電層彼此絕緣，以便避免不期望的電位平衡。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種改進(jìn)的微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一任務(wù)在于，提供一種具有這樣的微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件。

2、根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)，所述微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)具有微機(jī)電芯片，該微機(jī)電芯片具有芯片框架和驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)具有能摻雜的材料。驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)具有第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元。第一驅(qū)動(dòng)單元具有第一襯底和第一電極結(jié)構(gòu)。第一襯底具有第一摻雜。第一電極結(jié)構(gòu)具有與第一摻雜相反(inverse)的摻雜，使得在第一襯底與第一電極結(jié)構(gòu)之間構(gòu)造有pn結(jié)(pn-)。在此，第一電極結(jié)構(gòu)的摻雜可以被稱為第一相反摻雜。第二驅(qū)動(dòng)單元具有第二襯底和第二電極結(jié)構(gòu)。第二襯底具有第二摻雜。第二電極結(jié)構(gòu)具有與第二摻雜相反的摻雜，使得在第二襯底與第二電極結(jié)構(gòu)之間構(gòu)造有pn結(jié)。在此，第二電極結(jié)構(gòu)的摻雜可以被稱為第二相反摻雜。第一電極結(jié)構(gòu)具有至少兩個(gè)第一電極。第二電極結(jié)構(gòu)具有至少一個(gè)第二電極。第一電極在第一電極平面中面式地并排布置。第二電極在第二電極平面中面式地布置。第一電極平面和第二電極平面基本上平行地布置。通過將電壓施加到電極上，可以觸發(fā)第二電極結(jié)構(gòu)相對(duì)于第一電極結(jié)構(gòu)在平行于電極平面的運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)。

3、尤其是，可以在第一電極中的每個(gè)第一電極與第一襯底之間構(gòu)造有pn結(jié)。由于在第一電極與第一襯底之間構(gòu)造有pn結(jié)，因此，可以省去第一電極與第一襯底之間的電介質(zhì)。尤其是，電壓可以這樣施加到第一電極和/或第一襯底上，使得所述一個(gè)pn結(jié)或者多個(gè)pn結(jié)是截止的并且如此可以省去附加的絕緣層，即不需要電介質(zhì)。

4、由于在第二電極與第二襯底之間同樣構(gòu)造有pn結(jié)，因此，可以同樣省去第二電極與第二襯底之間的電介質(zhì)。尤其是，電壓可以這樣施加到第二電極和/或第二襯底上，使得pn結(jié)是截止的并且如此可以省去附加的絕緣層，即不需要電介質(zhì)。

5、電極平面基本上平行地布置，可以意味著，第一電極平面與第二電極平面之間的角度小于五度，尤其小于二度并且優(yōu)選小于0.5度。電極平面也可以恰好彼此平行地定向。

6、第一電極與第二電極在垂直于第一電極平面和/或垂直于第二電極平面的方向上的電極間距可以最大為3毫米，其中，電極間距可以取決于微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的使用目的。在此，電極間距可以尤其處在0.1毫米、即100納米至1.5毫米的范圍中。在此，對(duì)于在揚(yáng)聲器中的應(yīng)用，更確切地說，可以設(shè)置該范圍的上部，即例如在1毫米與1.5毫米之間，而對(duì)于其他應(yīng)用，更確切地說，可以設(shè)置該范圍的下部。

7、可以設(shè)置，在第二驅(qū)動(dòng)單元中布置有多于一個(gè)的第二電極，其中，所有的第二電極位于第二電極平面中。在這種情況下可以設(shè)置，所有的第二電極具有與第二摻雜相反的摻雜，并且因此在所有的第二電極與第二襯底之間布置有pn結(jié)。

8、第一襯底和第一電極可以由半導(dǎo)體材料組成，其中，第一襯底和第一電極彼此相反地?fù)诫s。第二襯底和第二電極可以由半導(dǎo)體材料、尤其是相同的半導(dǎo)體材料組成，其中，第二襯底和第二電極同樣彼此相反地?fù)诫s。由此產(chǎn)生微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的簡單構(gòu)造。電極可以尤其借助引入局部摻雜產(chǎn)生。

9、該半導(dǎo)體材料可以是硅。在此，局部引入的摻雜局部地產(chǎn)生在半導(dǎo)體材料/硅中的導(dǎo)電性變化。局部地指的是，不僅在橫向上平行于電極平面地可變，還在深度上可變。這可以在橫向上通過掩膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并且在深度上此外通過摻雜元素的適合的選擇、通過在使用植入技術(shù)的情況下的離子能、通過在溫度處理的情況下的向外擴(kuò)散或者也通過附加的半導(dǎo)體材料層沉積實(shí)現(xiàn)。半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性變化，除了導(dǎo)電性(在歐姆比電導(dǎo)率(ohmscherspezifischer)的意義上)本身之外，尤其還應(yīng)理解為半導(dǎo)體類型的變化和區(qū)分。n型和p型半導(dǎo)體材料的區(qū)別之處在于負(fù)責(zé)導(dǎo)電性的多數(shù)載流子，其中，在n型中電子濃度確定導(dǎo)電性，在p型中孔濃度確定導(dǎo)電性。除了形成用于平面的移位電容器結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的電極之外，同樣類似地也可以產(chǎn)生所述電極的電位輸入線路，其中，對(duì)于電位輸入線路，同樣充分利用pn結(jié)的特征。通過對(duì)促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的子區(qū)域的適合的電位控制，pn結(jié)要么以在流動(dòng)方向上導(dǎo)通的方式(電位引導(dǎo))、要么以在截止方向上截止的方式(電位絕緣)使用。

10、如果將硅設(shè)置為半導(dǎo)體材料，則對(duì)于n摻雜，可以使用例如砷、磷、銻作為供體(donator)，對(duì)于p摻雜，可以使用例如硼、鋁、銦作為供體。

11、第一襯底可以與第一電極結(jié)構(gòu)鄰接。替代地或者附加地，第二襯底可以與第二電極結(jié)構(gòu)鄰接。

12、根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種具有這樣的微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件。此外，結(jié)構(gòu)元件具有效用元件(nutzelement)，其中，該效用元件能夠借助驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)被驅(qū)動(dòng)。

13、通過微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)，可以使效用元件運(yùn)動(dòng)，尤其是平行于電極平面運(yùn)動(dòng)。

14、在結(jié)構(gòu)元件的一種實(shí)施方式中，效用元件是揚(yáng)聲器膜片或者泵活塞或者閥膜片。微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)可以很好地尤其用于揚(yáng)聲器、泵或者閥，以便提供微機(jī)電的揚(yáng)聲器、泵或者閥。

15、微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的在下文中描述的實(shí)施方式可以同樣用于所描述的結(jié)構(gòu)元件。

16、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，在第一電極之間布置有至少一個(gè)溝槽。在此，溝槽寬度可以處在電極間距的數(shù)量級(jí)上。尤其是，溝槽寬度可以最大為2毫米或者優(yōu)選最大為1毫米。在此，溝槽寬度可以平行于電極平面延伸。溝槽深度可以最大為6毫米或者尤其最大為3毫米或者優(yōu)選最大為1毫米?？梢栽O(shè)置，這樣的溝槽不布置在所有的第一電極之間，而是僅布置在第一電極中的一些第一電極之間。但是，該溝槽可以布置在第一電極中的所有第一電極之間。這樣的溝槽可能也可以布置在第二電極之間，如果設(shè)置有多于一個(gè)的第二電極的話。該溝槽也可以具有已經(jīng)描述的特性。通過所述溝槽可以實(shí)現(xiàn)，電極的間距可以保持得小。如果替代溝槽地在那里布置半導(dǎo)體材料，則在其中能夠構(gòu)造空間電荷區(qū)，該空間電荷區(qū)可能會(huì)導(dǎo)致電極彼此之間的不期望的觸點(diǎn)接通并且因此會(huì)導(dǎo)致功能損傷。

17、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，第一驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)相對(duì)于芯片框架不可運(yùn)動(dòng)。第二驅(qū)動(dòng)單元借助彈簧元件與芯片框架連接。因此，第二驅(qū)動(dòng)單元運(yùn)動(dòng)，而第一驅(qū)動(dòng)單元固定。

18、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，第一襯底具有p摻雜。即，第一摻雜是p摻雜。第一電極結(jié)構(gòu)具有n摻雜。即，第一相反摻雜是n摻雜。第二襯底具有p摻雜。即，第二摻雜是p摻雜。第二電極結(jié)構(gòu)具有n摻雜。即，第二相反摻雜是n摻雜。

19、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，第一襯底具有n摻雜。即，第一摻雜是n摻雜。第一電極結(jié)構(gòu)具有p摻雜。即，第一相反摻雜是p摻雜。第二襯底具有n摻雜。即，第二摻雜是n摻雜。第二電極結(jié)構(gòu)具有p摻雜。即，第二相反摻雜是p摻雜。

20、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，第一襯底具有p摻雜。即，第一摻雜是p摻雜。第一電極結(jié)構(gòu)具有n摻雜。即，第一相反摻雜是n摻雜。第二襯底具有n摻雜。即，第二摻雜是n摻雜。第二電極結(jié)構(gòu)具有p摻雜。即，第二相反摻雜是p摻雜。

21、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，第一襯底具有n摻雜。即，第一摻雜是n摻雜。第一電極結(jié)構(gòu)具有p摻雜。即，第一相反摻雜是p摻雜。第二襯底具有p摻雜。即，第二摻雜是p摻雜。第二電極結(jié)構(gòu)具有n摻雜。即，第二相反摻雜是n摻雜。

22、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，第一襯底的摻雜濃度為每立方厘米1*10^18個(gè)或者更少的、優(yōu)選1*10^17個(gè)或者更少的并且尤其1*10^16個(gè)或者更少的摻雜原子。

23、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，第二襯底的摻雜濃度為每立方厘米1*10^18個(gè)或者更少的、優(yōu)選1*10^17個(gè)或者更少的并且尤其1*10^16個(gè)或者更少的摻雜原子。

24、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，第一電極結(jié)構(gòu)的摻雜濃度為每立方厘米5*10^18個(gè)或者更多的、優(yōu)選5*10^19個(gè)或者更多的并且尤其5*10^20個(gè)或者更多的摻雜原子。

25、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，第二電極結(jié)構(gòu)的摻雜濃度為每立方厘米5*10^18個(gè)或者更多的、優(yōu)選5*10^19個(gè)或者更多的并且尤其5*10^20個(gè)或者更多的摻雜原子。

26、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，第一驅(qū)動(dòng)單元具有另外的第一襯底。另外的第一襯底與第一襯底相反地?fù)诫s?？梢栽O(shè)置，另外的第一襯底與第一襯底鄰接，使得第一電極、第一襯底和另外的第一襯底分別形成npn層序列或者pnp層序列(相應(yīng)于晶體管結(jié)構(gòu))。在這種情況下，可以與第一襯底無關(guān)地給另外的第一襯底施加電位，使得可以在芯片框架與第一襯底之間設(shè)置電位差。

27、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，第二驅(qū)動(dòng)單元具有另外的第二襯底。另外第二襯底與第二襯底相反地?fù)诫s?？梢栽O(shè)置，另外的第二襯底與第二襯底鄰接，使得第二電極、第二襯底和另外的第二襯底分別形成npn層序列或者pnp層序列(相應(yīng)于晶體管結(jié)構(gòu))。在這種情況下，可以與第二襯底無關(guān)地給另外的第二襯底施加電位，使得可以在芯片框架與第二襯底之間設(shè)置電位差。

28、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，第一襯底和另外的第一襯底分別形成第一驅(qū)動(dòng)單元的層。在一種實(shí)施方式中，第二襯底和另外的第二襯底分別形成第二驅(qū)動(dòng)單元的層。

29、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，第二電極結(jié)構(gòu)包括多于一個(gè)的第二電極。在第二電極之間布置有中間凹部或者襯底區(qū)域。中間凹部的或者襯底區(qū)域的寬度大于第二電極的寬度。中間凹部的或者襯底區(qū)域的深度大于第二電極的深度。尤其是，中間凹部的或者襯底區(qū)域的深度可以是電極間距的多倍。尤其是，中間凹部的或者襯底區(qū)域的深度可以為電極間距的高達(dá)10倍或者相應(yīng)于溝槽的已經(jīng)描述的深度。

30、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)具有第三驅(qū)動(dòng)單元和第四驅(qū)動(dòng)單元。第三驅(qū)動(dòng)單元具有第三襯底和第三電極結(jié)構(gòu)。第三襯底具有第三摻雜。第三電極結(jié)構(gòu)具有與第三摻雜相反的摻雜，使得在第三襯底與第三電極結(jié)構(gòu)之間構(gòu)造有pn結(jié)。第四驅(qū)動(dòng)單元具有第四襯底和第四電極結(jié)構(gòu)。第四襯底具有第四摻雜。第四電極結(jié)構(gòu)具有與第四摻雜相反的摻雜，使得在第四襯底與第四電極結(jié)構(gòu)之間構(gòu)造有pn結(jié)。第三電極結(jié)構(gòu)具有至少兩個(gè)第三電極。第四電極結(jié)構(gòu)具有至少一個(gè)第四電極。第三電極在第三電極平面中面式地并排布置。第四電極在第四電極平面中面式地布置。第三電極平面和第四電極平面基本上平行地布置。第四襯底與第二襯底機(jī)械地連接。第一襯底與第三襯底機(jī)械地連接。即，就構(gòu)造而言，第三驅(qū)動(dòng)單元可以相應(yīng)于第一驅(qū)動(dòng)單元?？蛇x地，第一驅(qū)動(dòng)單元的所有另外的特征也可以設(shè)置為用于第三驅(qū)動(dòng)單元。即，在構(gòu)造方面，第四驅(qū)動(dòng)單元可以相應(yīng)于第二驅(qū)動(dòng)單元?？蛇x地，第二驅(qū)動(dòng)單元的所有另外的特征也可以設(shè)置為用于第四驅(qū)動(dòng)單元。

31、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，第一電極結(jié)構(gòu)和/或第二電極結(jié)構(gòu)具有柵極電極。借助柵極電極，能夠求取驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的偏轉(zhuǎn)。由此，可以根據(jù)該偏轉(zhuǎn)控制和/或調(diào)節(jié)對(duì)電極的操控。

32、在微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式中，該微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)此外具有控制單元，該控制單元可以構(gòu)型為asic或者構(gòu)型為其他計(jì)算單元。該控制單元設(shè)立為用于將電壓施加到電極上。替代地，可以設(shè)置，控制單元配屬于該結(jié)構(gòu)元件并且不配屬于該微機(jī)電促動(dòng)器結(jié)構(gòu)。