MEMS器件、包括MEMS器件的组件，以及操作MEMS器件的方法与流程

技术特征：
1.一种mems器件，包括：层堆叠(110)，所述层堆叠(110)具有形成在第一层(111)与第三层(113)之间的至少一个第二层(112)，其中，在所述第二层(112)中形成腔(114)；两个横向可偏转元件(120，130)，所述两个横向可偏转元件(120，130)在所述腔(114)中横向间隔开布置，所述两个横向可偏转元件(120，130)中的每一个包括连接至所述腔(114)的侧壁(115)的相应端部(121)；连接元件(140)，所述连接元件(140)连接至所述两个横向可偏转元件(120，130)，以便耦合所述两个横向可偏转元件(120，130)的移动；多个第一指状物(150-1，......，150-6)，所述多个第一指状物(150-1，......，150-6)在所述腔(114)的所述侧壁(115)上、离散地间隔布置在所述两个横向可偏转元件(120，130)之间；多个第二指状物(160-1，......，160-5)，所述多个第二指状物(160-1，......，160-5)在所述连接元件(140)上、离散地间隔布置在所述两个横向可偏转元件(120，130)之间，并且与所述多个第一指状物(150-1，......，150-6)交错，在所述两个横向可偏转元件(120，130)变形时，所述多个第二指状物(160-1，......，160-5)相对于所述多个第一指状物(150-1，......，150-6)横向可移位，使得所述多个第一指状物(150-1，......，150-6)和所述多个第二指状物(160-1，......，160-5)在所述腔(114)内限定多个体积可变的子腔(116-1，......，116-10)，其中，所述多个子腔(116-1，......，116-10)中的每一个经由相应开口(170-1，......，170-5，180-1，......，180-5)与所述mems器件的环境流体接触，并且其中，在所述多个子腔(116-1，......，116-10)的相邻子腔的情况下，所述相邻子腔中的一个子腔的相应开口(170-1，......，170-5)形成在所述第一层(111)、所述第二层(112)和所述第三层(113)中与所述相邻子腔中的另一个子腔的所述开口(180-1，......，180-5)不同的层中。2.根据权利要求1所述的mems器件，其中，所述相邻子腔中的所述一个子腔的所述开口(170-1，......，170-5)形成在所述第二层(112)中，并且所述相邻子腔中的所述另一个子腔的所述开口(180-1，......，180-5)形成在所述第一层(111)或所述第二层(112)中。3.根据权利要求1所述的mems器件，其中，所述相邻子腔中的所述一个子腔的所述开口(170-1，......，170-5)形成在所述第一层(111)中，并且所述相邻子腔中的所述另一个子腔的所述开口(180-1，......，180-5)形成在所述第三层(113)中。4.根据权利要求1至3中任一项所述的mems器件，其中，所述连接元件(140)经由相应的柔性元件(141，142)连接至所述两个横向可偏转元件(120，130)，所述柔性元件(141，142)显现出比所述连接元件(140)和所述两个横向可偏转元件(120，130)更低的刚度。5.根据权利要求1至4中任一项所述的mems器件，其中，所述多个第一指状物(150-1，......，150-6)中的每一个的横截面从相应的所述第一指状物的如下端部朝向相应的所述第一指状物的自由端部(151-1，......，151-6)减小：所述端部连接至所述腔(114)的所述侧壁(115)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的mems器件，其中，所述多个第二指状物(160-1，......，160-5)中的每一个的横截面从相应的所述第二指状物的连接至所述连接元件(140)的端部朝向相应的所述第二指状物的自由端部(161-1，......，161-5)减小。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的mems器件，其中，所述多个第一指状物(150-1，......，150-6)和所述多个第二指状物(160-1，......，160-5)沿着所述多个第一指状物和所述多个第二指状物的纵向延伸而重叠至少65％。8.根据权利要求1至7中任一项所述的mems器件，其中，所述多个第一指状物(150-1，......，150-6)和所述多个第二指状物(160-1，......，160-5)沿着所述第二层(112)的厚度方向重叠至少80％。9.根据权利要求1至8中任一项所述的mems器件，其中，所述多个第一指状物(150-1，......，150-6)中的指状物的横向延伸与所述多个第一指状物中的所述指状物的纵向延伸的比值大于所述多个第二指状物(160-1，......，160-5)中的指状物的横向延伸与所述多个第二指状物中的所述指状物的纵向延伸的比值。10.根据权利要求1至9中任一项所述的mems器件，其中，所述多个第一指状物(150-1，......，150-6)之间的相应横向距离为100μm或小于100μm。11.根据权利要求1至10中任一项所述的mems器件，其中，所述多个第一指状物(150-1，......，150-6)的沿所述第二层(112)的厚度方向的延伸和/或所述多个第二指状物(160-1，......，160-5)的沿所述第二层(112)的厚度方向的延伸与所述两个横向可偏转元件(120，130)的沿所述第二层(112)的厚度方向的延伸的比值在10％与100％之间。12.根据权利要求1至11中任一项所述的mems器件，其中，所述多个第一指状物(150-1，......，150-6)的沿着所述第二层(112)的厚度方向的延伸、所述多个第二指状物(160-1，......，160-5)的沿着所述第二层(112)的厚度方向的延伸、和所述两个横向可偏转元件(120，130)的沿着所述第二层(112)的厚度方向的延伸在10μm与750μm之间。13.根据权利要求1至12中任一项所述的mems器件，其中，所述两个横向可偏转元件(120，130)被配置为在施加第一势能时横向变形，使得所述多个第二指状物(160-1，......，160-5)相对于所述多个第一指状物(150-1，......，150-6)横向移动，以交替地减小和增大所述相邻子腔中的所述一个子腔的体积，并且相反地，交替地增大和减小所述相邻子腔中的另一个子腔的体积，以影响所述环境流体。14.根据权利要求1至13中任一项所述的mems器件，其中，所述多个第二指状物(160-1，......，160-5)相对于所述多个第一指状物(150-1，......，150-6)横向可移位，以便根据所述环境流体、通过所述两个横向可偏转元件(120，130)的横向变形来调整所述相邻子腔的体积，并且其中，所述两个横向可偏转元件(120，130)被配置为，在由于所述多个第二指状物(160-1，......，160-5)的移位所施加的外力而横向变形的情况下输出相应第二势能。15.根据权利要求1至14中任一项所述的mems器件，其中，所述两个横向可偏转元件(120，130)中的至少一个包括第一电极层和第二电极层，在所述第一电极层和所述第二电极层之间形成非导电层，其中，所述横向可偏转元件被配置成：在向所述第一电极层和所述第二电极层施加第一电压信号时横向变形；和/或在由于施加外力而横向变形时，在所述第一电极层和所述第二电极层处产生第二电压信号。16.根据权利要求1至15中任一项所述的mems器件，其中，所述两个横向可偏转元件(120，130)中的每一个进一步包括自由端部(122，132)，并且其中，所述连接元件(140)连接
至所述两个横向可偏转元件(120，130)的所述自由端部(122，132)。17.根据权利要求1至15中任一项所述的mems器件，其中，所述两个横向可偏转元件(120，130)中的每一个包括连接至所述腔(114)的另一侧壁(115')的相应另一端(128，138)，所述侧壁(115)和所述另一侧壁(115')彼此相对。18.根据权利要求1至16中任一项所述的mems器件，进一步包括：两个另外的横向可偏转元件(120'，130')，所述两个另外的横向可偏转元件(120'，130')在所述腔(114)中横向间隔开布置，所述两个另外的横向可偏转元件(120'，130')中的每一个包括相应端部，所述相应端部连接至所述腔(114)的另一侧壁(115')，并且其中，所述连接元件(140)连接至所述两个另外的横向可偏转元件(120'，130')；多个第三指状物(150-1'，......，150-6')，所述多个第三指状物(150-1'，......，150-6')在所述腔(114)的所述另一侧壁上、离散地间隔布置在所述两个另外的横向可偏转元件(120'，130')之间；多个第四指状物(160-1'......，160-5')，所述多个第四指状物(160-1'......，160-5')在所述连接元件(140)上、离散地间隔布置在所述两个另外的横向可偏转元件(120'，130')之间并且与所述多个第三指状物(150-1'......，150-6')交错，所述多个第四指状物(160-1'......，160-5')相对于所述多个第三指状物(150-1'......，150-6')横向可移位，使得所述多个第三指状物(150-1'......，150-6')和所述多个第四指状物(160-1'......，160-5')在所述腔(114)内限定另外多个体积可变的子腔(116-1'......，116-10')，其中，所述另外的多个子腔(116-1'，......，116-10')中的每一个经由相应的开口(170-1'，......，170-5'、180-1'，......，180-5')与所述环境流体接触，并且其中，在所述另外的多个子腔(116-1'，......，116-10')的相邻子腔的情况下，所述相邻子腔中的一个子腔的所述开口(170-1'，......，170-5')形成在所述第一层(111)、所述第二层(112)和所述第三层(113)中与所述相邻的子腔中的另一个子腔的所述开口(180-1'，......，180-5')不同的层中。19.一种组件(1300)，包括：根据权利要求1至18中任一项所述的多个mems器件(1310)；以及控制电路(1320)，所述控制电路(1320)被配置成向所述多个mems器件(1310)的至少一部分的所述横向可偏转元件提供至少第一势能，以便使所述相应横向可偏转元件作为致动器运行以影响所述环境流体；和/或测量电路(1330)，所述测量电路(1330)被配置成测量所述多个mems器件(1310)的至少一部分的所述相应横向可偏转元件的第二势能，以便使所述相应横向可偏转元件作为用于所述环境流体的传感器运行。20.根据权利要求19所述的电器组件，其中，所述多个mems器件(1310)中的第一mems器件相对于所述多个mems器件(1310)中的第二mems器件旋转不同于0
°
和180
°
的角度。21.一种操作根据权利要求1至18中任一项所述的mems器件的方法(1800)，所述方法包括：在第一时间间隔期间，通过施加势能增大所述相邻子腔中的所述一个子腔的体积并且减小所述相邻子腔中的所述另一个子腔的体积，使所述两个可横向偏转元件在第一方向上横向变形(1802)，以影响所述环境流体；以及
在第二时间间隔期间，通过施加势能以增大所述相邻子腔中的所述一个子腔的体积并且减小所述相邻子腔中的所述另一个子腔的体积，使所述两个横向可偏转元件在相反的第二方向上横向变形(1804)，以影响所述环境流体。22.一种操作根据权利要求1至18中任一项所述的mems器件的方法(1900)，其中，所述多个第二指状物相对于所述多个第一指状物横向可移位，以根据所述环境流体、通过所述两个横向移位元件的横向变形来调整所述相邻子腔的体积，并且其中，所述方法包括：通过所述两个横向可偏转元件在由于所述多个第二指状物的移位所施加的外力而横向变形的情况下，输出(1902)相应势能。

技术总结
提供了一种MEMS器件，MEMS器件包括层堆叠，层堆叠具有形成在第一层与第三层之间的至少一个第二层。在第二层中形成腔。MEMS器件进一步包括在腔内横向间隔开布置的两个横向可偏转元件。两个横向可偏转元件中的每一个包括连接至腔的侧壁的相应端部。另外，MEMS器件包括连接元件，连接元件连接至两个横向可偏转元件，以便耦接两个横向可偏转元件的移动。多个第一指状物在腔的侧壁上、离散地间隔布置在两个横向可偏转元件之间。进一步地，多个第二指状物在连接元件上、离散地间隔布置在两个横向可偏转元件之间。多个第二指状物与多个第一指状物交错。进一步地，在两个可横向偏转元件变形时，多个第二指状物能相对于多个第一指状物横向移位，使得多个第一指状物和多个第二指状物在腔内限定多个体积可变的子腔。多个子腔中的每一个经由相应的开口与MEMS器件的环境流体接触。在多个子腔的相邻子腔的情况下，相邻子腔中的一个子腔的相应开口形成在第一层、第二层和第三层中与相邻子腔中的另一个子腔的开口不同的层中。开口不同的层中。开口不同的层中。


技术研发人员：伯特
受保护的技术使用者：弗劳恩霍夫应用研究促进协会
技术研发日：2020.07.28
技术公布日：2022/4/1