Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf MEMS-Bauelemente und Verfahren zum Andern eines elektrischen Kapazitätswerts eines MEMS-Bauelements, insbesondere solcher MEMS-Bauelemente, die durch eine Bewegung parallel zu einer Substratebene einen Ka pazitätswert ändern. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Varak tor.

Ein MEMS-Varaktor ist eine variable Kapazität, bei der die Kapazitätsänderung meist durch die Änderung des Elektrodenabstands realisiert wird. MEMS-Varaktoren haben typischer weise kleine Durchstimmbarkeiten (engl.: tuning ratio, TR) von weniger als 5, weil der für die Durchstimmbarkeit notwendige Elektrodenhub stark begrenzt ist. Die Begrenzung ist durch die verwendbare Aktorik erklärt. Normalerweise ist das eine klassische elektrostati sche bzw. direkte Coulomb’sche Anziehung zwischen der geerdeten Elektrode und der Sig nallinie (RF-Line). Wegen solchen Limitierungen wie z. B. dem Pull-ln(PI)-Effekt kann bei spielsweise nur ca. ein Drittel vom initialen Abstand der Elektroden zur Kapazitätsvariation genutzt werden. Die Ausnutzung dieses Abstands oder Gaps ist somit ineffizient unabhän gig von dem Ausgangsabstand und führt zu einem kleinen Tuning Ratio, welches wie folgt definiert ist:

TR = C/C ₀

Ein Zusatzproblem bei dem Pull-In ist das Verkleben (engl.: sticking) der Elektroden, das auftreten kann.

Wünschenswert wären demnach MEMS-Bauelemente, die ein hohes Tuning Ratio aufwei sen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, MEMS-Bauelemente mit einem hohen Tuning-Ratio bezogen auf eine elektrische Kapazität zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Elektrode einer Elektro denanordnung, die einen elektrischen Kondensator bildet, in-plane, das bedeutet parallel zu der Substratebene, zu verändern und hierfür ein eigenes Aktuatorelement vorzusehen, wodurch eine entsprechende Haltekraft auf die bewegte Elektrode ausgeübt wird, was den Pull-In-Effekt reduzieren kann, womit der effektiv nutzbare Stellweg vergleichsweise groß ausfallen kann und damit auch ein hohes Tuning Ratio erzielt werden kann. Hierzu eignen sich einerseits Aktuatoren mit zwei oder mehr parallel zu der Substratebene beabstandeten und an diskreten Bereichen isolierten und mechanisch miteinander verbundenen Balken als auch eine Anordnung, bei der mehrere Kapazitätswerte gleichzeitig vergrößert oder gleichzeitig verkleinert werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein MEMS-Bauelement ein in einer Substrat ebene angeordnetes Substrat. Ferner ist eine Elektrodenanordnung angeordnet, die eine erste Elektrodenstruktur und eine zweite Elektrodenstruktur aufweist, wobei die zweite Elektrodenstruktur parallel zu der Substratebene gegenüberliegend zu der ersten Elektro denstruktur angeordnet ist, um einen elektrischen Kondensator zu bilden. Das MEMS- Bauelement umfasst einen Aktuator, der mit der Elektrodenanordnung gekoppelt ist und ausgebildet ist, um einen Elektrodenabstand zwischen der ersten Elektrodenstruktur und der zweiten Elektrodenstruktur parallel zu der Substratebene zu verändern, um einen elektrischen Kapazitätswert des elektrischen Kondensators zu verändern. Der Aktuator um fasst zumindest zwei parallel zu der Substratebene beabstandete und an diskreten Berei chen mechanisch miteinander verbundene, im Bedarfsfall dort auch elektrisch isolierte Bal ken, die ein gemeinsames bewegliches Element bilden, das ausgebildet ist, um sich in- plane-bezogen auf die Substratebene zu bewegen, um den Elektrodenabstand zu verän dern. Die Kraft des Aktuators kann eine Rückstellkraft oder Haltekraft für ein durch den Aktuator bewegte Elektrode bereitstellen, was das Auftreten des Pu II- In- Effekts verhindern oder hemmen kann.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst ein MEMS-Bauelement ein in einer Substratebene angeordnetes Substrat und eine Elektrodenanordnung, die eine erste Elekt rodenstruktur und eine zweite Elektrodenstruktur aufweist, wobei die zweite Elektroden struktur parallel zu der Substratebene gegenüberliegend zu der ersten Elektrodenstruktur angeordnet ist, um einen ersten elektrischen Kondensator mit einem ersten Kapazitätswert zu bilden. Ferner ist ein zweiter elektrischer Kondensator angeordnet, der einen zweiten Kapazitätswert bildet und eine dritte Elektrodenstruktur aufweist, die zusammen mit der ersten Elektrodenstruktur oder einer zusätzlichen vierten Elektrodenstruktur den zweiten elektrischen Kapazitätswert bereitstellt. Es ist eine Aktuatoreinrichtung vorgesehen, die mit der Elektrodenanordnung gekoppelt ist und ausgebildet ist, um den ersten Kapazitätswert und den zweiten Kapazitätswert unabhängig voneinander einzustellen und/oder den ersten Kapazitätswert und den zweiten Kapazitätswert gleichzeitig zu erhöhen oder gleichzeitig zu reduzieren.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zum Ändern eines elektrischen Kapazitätswerts eines MEMS-Bauelements ein Ansteuern zumindest eines Balkens eines Aktuators mit zumindest zwei parallel zu einer Substratebene des MEMS-Bauelements be- abstandeten und an diskreten Bereichen isolierten und mechanisch miteinander verbunde nen Balken, die ein gemeinsamem bewegliches Element bilden, um das bewegliche Ele ment in-plane bezogen auf die Substratebene zu bewegen. Das Verfahren wird so ausge führt, dass ein Elektrodenabstand zwischen einer ersten Elektrodenstruktur einer Elektro denanordnung und einer parallel zu der Substratebene angeordneten zweiten Elektroden struktur der Elektrodenanordnung parallel zu der Substratebene verändert wird, indem der Aktuator durch eine Verformung eines Balkens parallel zu der Substratebene eine Kraft auf die Elektrodenanordnung ausübt.

Ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Ändern eines ersten elektrischen Kapazitätswerts und eines zweiten elektrischen Kapazitätswerts eines MEMS-Bauelements umfasst ein Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung, um einen ersten Abstand zwischen einer ersten Elektrodenstruktur und einer zweiten Elektrodenstruktur, die parallel zu einer Sub stratebene des MEMS-Bauelements gegenüberliegend zueinander angeordnet sind und einen ersten elektrischen Kondensator mit einem ersten elektrischen Kapazitätswert bilden, zu ändern. Ferner wird durch das Ansteuern ein zweiter Abstand zwischen zumindest einer dritten Elektrodenstruktur und einer mit der dritten Elektrodenstruktur den zweiten elektri schen Kapazitätswert bildenden Elektrodenstruktur, die parallel zu der Substratebene ge genüberliegend zu der dritten Elektrodenstruktur angeordnet ist, geändert, um dadurch den zweiten elektrischen Kapazitätswert zu reduzieren oder zu erhöhen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind der Gegenstand abhängiger Patentansprüche.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1a eine schematische Draufsicht auf ein MEMS-Bauelement gemäß einem Aus führungsbeispiel;

Fig. 1b eine schematische perspektivische Ansicht des MEMS-Bauelements aus Fig. 1a;

Fig. 2a eine schematische Draufsicht auf ein MEMS-Bauelement gemäß einem Aus führungsbeispiel, das zwei Kapazitätswerte aufweist;

Fig. 2b eine schematische Draufsicht auf das MEMS-Bauelement aus Fig. 2a, bei dem gegenüber dem unausgelenkten Zustand der Fig. 2a Elektrodenstruktu ren ausgelenkt sind;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf ein MEMS-Bauelement gemäß einem Aus führungsbeispiel, das eine dielektrische Schicht zwischen Kondensatorelektro den aufweist;

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf ein MEMS-Bauelement, gemäß einem Aus führungsbeispiel, das eine Oberflächenvergrößerung der Kondensatorelektro den aufweist;

Fig. 5a eine schematische Draufsicht auf ein MEMS-Bauelement gemäß einem Aus führungsbeispiel mit einer weiteren Oberflächenvergrößerung der Elektroden strukturen;

Fig. 5b eine schematische Draufsicht auf ein MEMS-Bauelementgemäß einem Ausfüh rungsbeispiel, das das MEMS-Bauelement aus Fig. 5a dahin gehend erweitert, dass bei den Kondensatoren an zumindest einer der Elektrodenstrukturen eine Isolationsschichtangeordnet ist;

Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf ein MEMS-Bauelement gemäß einem Aus führungsbeispiel, bei dem mehrere vorteilhafte Weiterbildungen implementiert sind;

Fig. 7 eine schematische Seitenschnittansicht des MEMS-Bauelements aus Fig. 2a; Fig. 8 eine schematische Seitenschnittansicht des MEMS-Bauelements aus Fig. 2a analog Fig. 7, aber in einem ausgelenkten Zustand;

Fig. 9 eine schematische Seitenschnittansicht eines MEMS-Bauelements gemäß ei nem Ausführungsbeispiel, bei dem eine Signalleitung außerhalb einer Ebene weiterer Elektrodenstrukturen angeordnet ist; und

Fig. 10 eine schematische Seitenschnittansicht des MEMS-Bauelements aus Fig. 6.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktions gleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedli chen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedli chen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.

Nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiele werden im Zusammenhang mit einer Vielzahl von Details beschrieben. Ausführungsbeispiele können jedoch auch ohne diese detaillierten Merkmale implementiert werden. Des Weiteren werden Ausführungsbeispiele der Verständlichkeit wegen unter Verwendung von Blockschaltbildern als Ersatz einer De taildarstellung beschrieben. Ferner können Details und/oder Merkmale einzelner Ausfüh rungsbeispiele ohne Weiteres mit einander kombiniert werden, solange es nicht explizit ge genteilig beschrieben ist.

Fig. 1a zeigt eine schematische Draufsicht auf ein MEMS-Bauelement 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das MEMS-Bauelement weist ein Substrat 12 auf, das in Überein stimmung mit MEMS-Bauweisen beispielsweise ein Halbleitermaterial sein kann, etwa um fassend Silizium, Galliumarsenid oder dergleichen. Ohne Einschränkung der hierin be schriebenen Ausführungsbeispiele kann aber auch ein beliebiges anderes Trägermaterial als Substrat 12 verwendet werden, beispielsweise ein metallisches Material, ein Faserma terial oder dergleichen. Das Substrat 12 erstreckt sich in einer Substratebene, die beispiels weise als x/y-Ebene dargestellt ist. Anders ausgedrückt kann sich die Substratebene x/y aus der Orientierung des Substrats 12 ergeben. In Halbleiterprozessen kann die Substrat ebene beispielsweise diejenige Ebene sein, in welcher ein verwendeter Wafer orientiert ist, aus welchem zumindest ein Teil des MEMS-Bauelements gebildet wird. Das MEMS-Bauelement umfasst ferner eine Elektrodenanordnung, die eine Elektroden struktur 14i und eine Elektrodenstruktur 14 ₂ umfasst. Die Elektrodenstrukturen 14i und 14 ₂ sind gegenüberliegend zueinander angeordnet, um einen elektrischen Kondensator zu bil den oder bereitzustellen. Die gegenüberliegende Anordnung erfolgt dabei parallel zu der Substratebene, so dass eine Änderung eines Abstands 16 zwischen den Elektrodenstruk turen 14i und 14 ₂ eine Bewegung zumindest einer der Elektrodenstrukturen 14i und/oder 14 ₂ parallel zu der Substratebene x/y umfasst, das bedeutet, in-plane orientiert ist.

Ferner umfasst das MEMS-Bauelement 18 einen Aktuator 18, der mit der Elektrodenano rdnung gekoppelt ist. Obwohl in Fig. 1a eine mechanische Kopplung durch ein Koppelele ment 22 und mit der Elektrodenstruktur 14 ₂ dargestellt ist, kann alternativ oder zusätzlich auch eine mechanische Kopplung mit der Elektrodenstruktur 14i erfolgen. Eine Aktuierung des Aktuators 18 kann eine Änderung des Abstands 16 bewirken, womit basierend auf der Kondensatorgleichung eine Änderung in dem durch den elektrischen Kondensator bereitgestellten elektrischen Kapazitätswerts erzielt wird. Dabei ist e ₀ die Dielektrizitätskonstante des Vakuums, e _r eine relative Permittivität des Mediums zwischen den Elektroden, A die Elektroden fläche, und d der Elektrodenabstand.

Der Aktuator umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel zumindest zwei Balken 24i und 24 ₂ , die an zwei oder mehr diskreten Bereichen 26i, 26 ₂ und/oder 26 ₃ mechanisch mitei nander verbunden sind und somit fixiert sind. Die verbundenen Balken bilden ein gemein sames bewegliches Element, das ausgebildet ist, um sich in-plane bezogen auf die Sub stratebene zu bewegen, um den Elektrodenabstand zu verändern, indem eine Bewegung 28 des Aktuators 18 an zumindest eine der Elektrodenstrukturen übertragen wird.

Obwohl eine symmetrische Anordnung zweier Aktuatoren und zweier Elektrodenstrukturen 14i und 14 _ß bezüglich der Elektrodenstruktur und14 ₂ dargestellt ist, kann das MEMS- Bauelement 20 auch lediglich eine dieser Anordnungen umfassen, was bereits in Fig. 1 angedeutet ist. Für die Auslenkung des beweglichen Elements bzw. des Balkens 24i und/oder 24 ₂ können unterschiedliche Aktuatorprinzipien angewendet werden, darunter ein elektrostatischer An trieb, ein piezoelektrisch erhaltener Antrieb und ein thermomechanischer Antrieb. Das be deutet, die Balken 24i und/oder 24 ₂ können möglicherweise, aber nicht notwendigerweise als Elektrodenstrukturen gebildet sein. Für den Fall, dass Elektrodenstrukturen verwendet werden, etwa zum Implementieren eines elektrostatischen Antriebs, können die Balken ver mittels der diskreten Bereiche 26^ bis 263 auch elektrisch voneinander isoliert werden, etwa indem ein elektrischer Isolator als Verbindungsmaterial vorgesehen wird, beispielsweise Siliziumoxid oder Siliziumnitrid. Ein möglicher Aufbau des Aktuators 18 ist angelehnt an eine Implementierung in einem MEMS-Lautsprecher beispielsweise der WO 2018/193109 A1 zu entnehmen.

Basierend auf einem Funktionsprinzip des Aktuators 18 und/oder einer Verschaltung des Balkens 24 ₂ und/oder der Elektrodenstruktur 14 ₂ kann das Koppelelement 22 wahlweise elektrisch isolierend oder elektrisch leitfähig gebildet sein.

Fig. 1b zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des MEMS-Bauelements 10 aus Fig. 1a. Dort ist noch einmal dargestellt, dass die Elektrodenstrukturen 14i und 14 ₂ parallel zu der Substratebene gegenüberliegend zueinander angeordnet sind. Eine Ausdehnung entlang einer dritten kartesischen Richtung z ist dabei lediglich beispielhaft gewählt und kann, insbesondere, zum Erzeugen einer großen Kapazität, auch größer sein als eine Ab messung der Elektrodenstrukturen entlang x und/oder y.

Der Aktuator 18 bzw. die Balken 24i und/oder 24 ₂ kann in derselben Ebene wie die Elekt rodenstrukturen 14i und 14 ₂ angeordnet sein, kann aber auch in einer anderen Ebene an geordnet sein, was problemlos möglich ist, indem die Bewegung des Aktuators vermittels senkrecht zur Substratebene ausgerichteter mechanischer Elemente in die Ebene der Elektrodenstrukturen 14i und/oder 14 ₂ übertragen wird.

Das MEMS-Bauelement 10 kann beispielsweise als MEMS-Varaktor oder als kapazitiver Hochfrequenzschalter gebildet sein.

Ferner sei darauf hingewiesen, dass sich die Elektrodenstrukturen 14i und 14 ₂ ebenso wie der Aktuator 18 auf unterschiedliche Weise an dem Substrat 12 abstützen können. Bei spielsweise kann eine Abstützung der Elektrodenstruktur 14i entlang der z-Richtung erfol- gen und/oder eine Einspannung oder Abstützung entlang der x-Richtung und/oder y-Rich- tung. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass sich eine Elektrodenstruktur über den Aktuator am Substrat 12 abstützt, wie es beispielsweise für die Elektrodenstruktur 142 dar gestellt ist. Der Aktuator kann mit dem Substrat 12 in einer beliebigen Ebene mechanisch verbunden sein und sich daran abstützen.

Fig. 2a zeigt eine schematische Draufsicht auf ein MEMS-Bauelement 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das MEMS-Bauelement 20 ist beispielhaft so gebildet, dass zwei Ak tuatoren 18i und I82 vorgesehen sind, um unabhängig voneinander oder synchron oder in einem bestimmten Verhältnis zueinander Abstände 161 und 16 ₂ eines ersten elektrischen Kondensators 32i und eines zweiten elektrischen Kondensators 32 ₂ zu verändern, wie es durch Ci und C2 dargestellt ist.

Die Aktuatoren 181 und 18 ₂ sind beispielsweise so gebildet, dass jeweils drei Balken 24i, 242 und 24 _ß einerseits bzw. 24 ₄ , 24s und 24b andererseits an diskreten Bereichen 26i bis 2610 bzw. 2611 bis 2620 miteinander mechanisch verbunden und fixiert sind.

Beispielsweise sind die Balken 24i bis 24b jeweils als Elektrodenstrukturen gebildet, um elektrostatische Kräfte zwischen benachbarten Balken zu erzeugen, um so eine Auslen kung des Aktuators 181 und/oder I82 ZU bewirken. Die Aktuatoren 181 und/oder 182 können dabei an dem Substrat 12 abgestützt sein, indem die Balken 24i bis 24b als eingespannte Balken implementiert werden, wobei sowohl eine einseitige als auch eine zweiseitige Ab stützung oder Einspannung in Betracht kommen.

Die elektrischen Kondensatoren 32i und 32 ₂ weisen eine gemeinsame Elektrode 142 auf, die lediglich beispielhaft als Hochfrequenz(HF; engl.: radio frequency, RF)-Ieitung gebildet ist. Diese Leitung kann mit einem Signaleingang 34 und/oder einem Signalausgang 36 ver bunden sein, so dass beispielsweise ein entsprechendes Signal vom Eingang 34 zum Aus gang 36 geleitet wird.

Diese Signalleitung bzw. Elektrode 14 ₂ kann nun beidseitig mit einem Kapazitätswert Ci bzw. C2 beaufschlagt werden bzw. einen Teil hiervon bilde, wobei hierfür die Elektroden 14i und 14 _ß gemeinsam oder unabhängig voneinander vermittels der Aktuatoren 181 und 182 eingestellt werden können. Es ergibt sich aber unmittelbar, dass anstelle der gemeinsamen Elektrode 142 auch eine zusätzliche Elektrodenstruktur angeordnet sein kann, so dass beispielsweise die Elektro denstrukturen 14i und 142 einerseits und die Elektrodenstruktur 14 ₃ und eine gegenüber liegend hierzu angeordneten und nicht dargestellte Elektrodenstruktur einen jeweiligen elektrischen Kondensator bilden.

Fig. 2b zeigt eine schematische Draufsicht auf das MEMS-Bauelement 20, bei dem gegen über dem unausgelenkten Zustand der Fig. 2a die Elektrodenstrukturen 14i und 14 ₃ auf die dazwischenliegend angeordnete Elektrodenstruktur 142 zu bewegt sind, so dass Abstände 16‘i und 16‘ ₂ gegenüber den Abständen 16i bzw. 16 ₂ aus Fig. 2a verringert sind. Aus der Kondensatorgleichung ergibt sich daraus eine vergrößerte elektrische Kapazität der Kon densatoren 32i und 32 ₂ .

In der Ausgestaltung des MEMS-Bauelements 20 dahin gehend, dass eine Signalleitung verwendet werden kann, um eine Elektrodenstruktur bereitzustellen, kann es vorteilhaft sein, den elektrischen Kondensator demgegenüber mit einer Elektrode zu bilden, die auf einem fliegenden Potenzial (engl.: floating) liegt oder aber mit einem Referenzpotenzial, etwa 0 Volt, Masse/GND oder dergleichen kontaktiert ist.

In der beispielhaften Ausgestaltung des Aktuators 18i und 182 vermittels jeweils dreier be nachbart zueinander angeordneter Balken, kann eine vorteilhafte Kontaktierung dieser Bal ken so erfolgen, dass ein innerer Balken 242 bzw. 24s mit einem Steuersignal beaufschlagt wird, angedeutet durch ein „+V“. Die äußeren Balken 24i und 24z einerseits bzw. 24 ₄ und 24b andererseits können mit dem Referenzpotenzial GND beaufschlagt werden. Wird die ses Potenzial auch für die Elektroden 14i und 14 ₃ vorgesehen, so können beispielsweise die Koppelelemente 22i und/oder 222 elektrisch leitfähig gebildet sein, um das Potenzial problemlos von dem Balken 24 ₃ zu der Elektrode 14i und/oder von dem Balken 24 ₄ zu der Elektrode 14 ₃ zu übertragen oder andersherum, was eine Schaltungskomplexität gering halten kann.

We es in Fig. 2b beispielhaft dargestellt ist, kann eine der Elektrodenanordnungen 14i bzw.

14 ₃ zugewandte Elektrode des Aktuators 181 bzw. 18 ₂ und eine dem Aktuator zugewandte Elektrodenstruktur der Elektrodenanordnung elektrisch miteinander verbunden sein.

Das MEMS-Bauelement 20 kann eine Ansteuereinrichtung 37 aufweisen, die ausgebildet ist, um den Aktuator 181 und/oder 182 anzusteuern. Optional aber nicht notwendigerweise kann die Ansteuereinrichtung 37 beispielsweise das Referenzpotenzial GND bereitstellen. Ein Ansteuerpotenzial 39, angedeutet als , ,+V“ kann für beide Aktuatoren gemeinsam oder auch individuell bereitgestellt werden. Der Aktuator 18i und/oder 182 kann eingerichtet sein, um einen linearen Zusammenhang oder einen hyperbolischen, also beispielsweise einen quadratischen Zusammenhang zwischen dem Ansteuersignal 39 und einer bewirkten Än derung des elektrischen Kapazitätswerts einzustellen. Der elektrische Kapazitätswert kann bezüglich seiner Änderungen einen über eine Funktion darstellbaren Zusammenhang auf weisen, was über die Geometrie, die bewirkten Kräfte, die Änderung des Abstands sowie die weiteren geometrischen Eigenschaften problemlos einstellbar ist.

Ein hyperbolischer Zusammenhang, also in Übereinstimmung mit einer Hyperbel ist bspw. gegeben durch eine inverse Abhängigkeit der Kapazität zum Abstand. Eine hyperbolische Bewegung kann erhalten werden, indem die bewegliche Elektrode linear verschoben wird, da die Kapazität ausgedrückt werden kann als :

C~1/(g-x(t)) g ist dabei ein Anfangsabstand und x(t) eine Elektrodenverschiebung. Für x(t) gilt x(t)=f(U(t)) und ist eine Funktion der Aktuatorspannung. Wird eine spezielle Form der elektrischen Ak tuatorspannung erzeugt und verschiebt damit die Elektrode nicht linear sondern quasi „in vers hyperbolisch“ ändert sich die Kapazität basierend auf dieser Anpassung eher linear mit der angelegten Spannung als hyperbolisch.

Die Ansteuereinrichtung 37 kann alternativ oder zusätzlich ausgebildet sein, um den Aktu ator quasi-statisch anzusteuern. Als quasi-statisch wird eine Änderung der Auslenkung des Aktuators fernab einer Resonanzfrequenz verstanden. Dies wird beispielsweise mit einer Ansteuerfrequenz von höchstens 80%, bevorzugt höchstens 50% und besonders bevorzugt höchstens 20% der Resonanzfrequenz des Aktuators bewirkt.

Ein Ausführungsbeispiel kann anhand von Fig. 2a und Fig. 2b und anhand von beidseitig festeingespannten LN ED Aktoren 18 präsentiert und näher erläutert werden, wobei die Aus führung der Aktorik (z. B. Einspannungsart, Anzahl der Aktorelektroden, Anzahl der Akto ren, Aktorform usw.) variabel sein kann. Der Varaktor 20 besteht aus der am Substrat 12 bzw. Handle- Wafer fixierten RF-Line 14 ₂ , in der ein hochfrequentes Signal (HF-Signal) pro pagieren kann. Von den beiden Seiten der RF-Line werden die geerdeten beweglichen Va raktorelektroden 14i, 14 _ß angeordnet.

Die Varaktorelektroden sind mit den im Beispiel beidseitig eingespannten LNED Aktoren 18 mechanisch mittels Verbindungselementen 22 verbunden und sind in einem definierten Ab stand (bspw. von 1 pm bis 50 pm, bevorzugt von 2,5 pm bis 5 pm) von der RF-Line 14 ₂ entfernt. Die Elektroden 14i, 14 ₃ sind weiterhin mechanisch mit dem umgebenden Substrat 12 verbunden.

Ausführungsbeispiele weisen eine Verbindung auf, die eine geringe Steifigkeit als das Sub strat 12 und die Elektrode 14i, 14 ₃ haben (federartig). Sie können auch nur durch Verbin dungselemente 22 mit Aktoren und entsprechend mit dem Substrat verbunden werden und nicht mit dem umgebenen Substrat 12 verbunden sein. Die Verbindungselemente 22 kön nen federartig ausgestaltet sein, das bedeutet, dass die Steifigkeit dieser Elemente geringer als die Steifigkeit der Elektroden 14i, 14 ₃ oder der Aktoren 18 ist. Der Abstand 16 zwischen der RF-Line 14 ₂ und der geerdeten Elektroden 14i, 14 ₃ definiert eine Anfangskapazität, was für eine Elektrodenseite des Varaktors 20 durch ein Plattenkondensatormodel mit einer simplen Formel beschrieben werden kann: wobei e ₀ - die Dielektrizitätskonstante des Vakuums, e _G - relative Permittivität des Medi ums, A - Elektrodenfläche, g - initiale Elektrodenabstand sind. Wird nun eine elektrische Spannung an die LNED-Aktoren 18 angelegt, führt das zum Auslenken der Aktoren 18 in der Chipebene und somit zur Verschiebung der geerdeten Varaktorelektroden 14i, 14 ₃ um x in Richtung der RF-Line 14 ₂ . Der Abstand 16 zwischen den Elektroden wird kleiner, was die Kapazität des Systems vergrößert. e ₀ e _n A

C(x) = g - x

Die einheitslose Zahl, die die Kapazitätsänderung beschreibt, wird tuning ratio (TR) genannt und ist wie folgt definiert: Im Vergleich zu den klassischen MEMS-Varaktoren wird bei dieser Anordnung die Bewe gung der GND-Elektrode nicht durch die klassische elektrostatische Anziehung zur RF-Line realisiert, sondern durch die von der parasitären elektrostatischen Anziehung entkoppelten LNED-Aktorik 18 ermöglicht. Das ermöglicht eine effizientere Ausnutzung des initialen Elektrodenabstandes und eine kontinuierliche Bewegung der GND-Platte fast bis zur Be rührung mit der RF-Line 14 ₂ . Dadurch können deutlich höheren TR erreicht werden als Stand der Technik anbieten kann.

In anderen Worten zeigt Fig. 2b in einer Draufsicht den Varaktor 30 in einem ausgelenkten Zustand. Hierbei ist der Elektrodenabstand deutlich geringer und das Volumen der Kavität verringert sich. Die Verringerung des Volumens kann zur Dämpfung des Systems genutzt werden. Ausführungsbeispiele des Varaktors sehen eine einstellbare Dämpfung vor. Hier bei können die Kavitäten über Öffnungen im Deckel- und/oder Handlewafer (nicht darge stellt) mit der Umgebung verbunden werden. In diesem Fall kann Fluid (Luft) über die Öff nungen in die Kavität hineinströmen oder aus dieser herausbefördert werden.

Die Bewegung der Elektroden 14i, 14 ₃ gegenüber der RF Line 14 ₂ erfolgt statisch oder quasistatisch. Typische Frequenzen der Bewegung liegen zwischen 0 und 100 % der Re sonanzfrequenz der Aktoren 18. Dabei ist der Bereich von < 0 - 20 % als quasistatisch an zusehen und besonders bevorzugt. 0 % der Resonanzfrequenz ist der statische Bereich. Bevorzugte Frequenzen liegen zwischen < 0 - 50% der Resonanzfrequenz.

Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein MEMS-Bauelement 30 gemäß einem Aus führungsbeispiel. Dieses ist vergleichbar aufgebaut mit dem MEMS-Bauelement 20 und weist darüber hinaus dielektrische Schichten 38i und 382 auf, die ein dielektrisches Material umfassen, beispielsweise Siliziumoxid oder Siliziumnitrid oder ein anderes, bevorzugt ver mittels MEMS-Prozessen verarbeitbares dielektrisches Material, bspw. ein elektrisch nicht- leitendes Material. Die dielektrischen Schichten 38i und/oder 38 ₂ können dabei durchge hend oder, wie dargestellt, strukturiert sein. Während dielektrische Schicht 38i zwischen den Elektrodenstrukturen 14i und14 ₂ angeordnet ist, kann die dielektrische Schicht 38 ₂ zwi schen den Elektrodenstrukturen 14 ₂ und14 ₃ angeordnet sein. Obwohl beide dielektrischen Schichten 38i und 38 ₂ gleichstrukturiert dargestellt sind, können sie auch unterschiedlich voneinander strukturiert sein, oder es kann lediglich eine der beiden Schichten strukturiert sein oder es können beide Schichten unstrukturiert sein. Optional kann auch lediglich eine der beiden Schichten, strukturiert oder unstrukturiert angeordnet sein oder es kann keine der beiden Schichten angeordnet sein, wie es beispielsweise in den Fig. 2a und 2b darge stellt ist.

Die dielektrische Schicht kann auch als Isolationsschicht bezeichnet werden und ermöglicht einerseits eine Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses zwischen aufeinander zu o- der voneinander weg bewegten Elektrodenstrukturen 14i und14 ₂ bzw. Elektrodenstrukturen 142 und 143.

Neben einer Kapazitätserhöhung vermittels einer Dielektrizitätskonstante e _r > 1 kann ins besondere durch eine Strukturierung der Schichten 38i und/oder 382 eine Anti-Stiction- Funktion implementiert werden. Durch eine Verringerung einer Oberfläche, die mit der ge genüberliegenden Elektrode mechanisch in Anschlag gebracht werden kann, beispiels weise verglichen mit der Darstellung in der Fig. 2a, werden beispielsweise auch die Haf tungskräfte verringert, so dass es einfacher ist, das Anhaften der Elektroden zu lösen und/o der zu vermeiden.

Im Falle eines mechanischen Kontakts zwischen der ersten Elektrodenstruktur und der Iso lationsschicht einerseits und der Isolationsschicht und der zweiten Elektrodenstruktur an dererseits kann eine nicht-dargestellte Steuereinrichtung des MEMS-Bauelements ausge bildet sein, um ein Potenzial an eine von dem mechanischen Kontakt betroffene Elektro denstruktur anzulegen, um es zu ermöglichen, dass Ladungsträger von der Elektroden struktur abfließen und so die Anhaftung (stiction) gelöst wird.

Obwohl die dielektrische Schicht 38i so dargestellt ist, dass sie an der Elektrodenstruktur 14i angeordnet ist und die dielektrische Schicht 382 so dargestellt ist, dass sie an der Elekt rodenstruktur 14 _ß angeordnet ist, kann alternativ oder zusätzlich auch eine dielektrische Schicht an der Elektrodenstruktur 14 ₂ angeordnet sein, beispielsweise der Elektrodenstruk tur 14i und/oder der Elektrodenstruktur 14 ₂ zugewandt.

In anderen Worten zeigt Fig. 3 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Varaktors 30, der alternative Elektroden 14i, 14 ₃ mit einer Isolationsschicht 38 enthält. Diese Isolationsschicht ist vorzugsweise unterbrochen. Dadurch wird vorteilhaft die effektive relative Dielektrizitäts- zahl im Elektrodenspalt 16i, 162 vergrößert. Gleichermaßen wird ein unbeabsichtigtes an haften der Elektrode 14i, 14 ₃ an der RF Linie 142 verhindert. Eine ähnliche vorzugsweise unterbrochene Isolationsschicht kann auf der RF Linie 142 strukturiert werden..

Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein MEMS-Bauelement 40, das in Überein stimmung mit den weiteren hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgestaltet ist. Anders als beispielsweise das MEMS-Bauelement 20 kann die Elektrodenstruktur 14i und die der Elektrodenstruktur 14i zugewandte Seite der Elektrodenstruktur 142 und/oder die Elektrodenstruktur 14 ₃ und/oder die der Elektrodenstruktur 14 ₃ zugewandte Seite der Elekt rodenstruktur 14 ₂ eine Oberflächenvergrößerung aufweisen. Dies kann beispielsweise ver mittels einer Topographie und/oder Strukturierung erfolgen. Eine oder beide Kondensato ren 32i und/oder 32 ₂ können dabei auch so gebildet sein, dass eine der beiden Elektroden strukturen oder beide der Elektrodenstrukturen auch keine Oberflächenvergrößerung auf weisen.

Die Oberflächenvergrößerung kann auch so verstanden werden, dass zumindest eine der beiden Elektrodenstrukturen eines Kondensators zumindest bereichsweise einen entlang eines veränderlichen Orts, etwa entlang der y-Richtung, auf einer jeweiligen Elektroden oberfläche der Elektrodenstruktur einen veränderlichen Elektrodenabstand zueinander auf weisen. Wie es beispielsweise anhand der Abstände 16 _M und 161-2 dargestellt ist, kann sich entlang der y-Richtung der Abstand zwischen den Elektrodenstrukturen 14i und 142 verändern.

Eine derartige Ausgestaltung hat mehrere positive Vorteile für den Kondensator und mithin den Varaktor. Zunächst kann die wirksame Oberfläche der Elektroden gegenüber der Aus gestaltung in den Fig. 2a und 2b vergrößert werden. Darüber hinaus erfolgt beispielsweise bei einem mechanischen Kontakt, etwa infolge eines Pull-Ins eine mechanische Kontaktie rung zwischen den Elektrodenflächen der Elektrodenstrukturen 14i und14 ₂ einerseits als auch 14 ₃ und 14 ₂ andererseits an einer vergleichsweise geringeren Fläche, was in vorteil hafter Weise zu geringen Haftkräften zwischen den Elektrodenstrukturen führt. Darüber hin aus werden geometriegestützte Feldinhomogenitäten durch den nicht-planaren Verlauf der Flächen, insbesondere bei einer Veränderung des Elektrodenabstands erzeugt.

In anderen Worten zeigt Fig. 4 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Varaktors 40, der alternative Elektroden 14i, 142 und eine alternative RF Linie 142 enthält. In der Draufsicht ist erkennbar, dass sowohl die Elektrode 14i, 142 als auch die RF Linie 142 keine glatten zugewandten Flächen aufweisen. Vielmehr können die Flächen wellen- oder zickzackför mige Ausbuchtungen aufweisen, die die jeweilige Oberfläche vergrößern. Beispielhaft dar gestellt sind zickzackförmige Ausbuchtungen. Die Ausbuchtungen auf den beiden gegen überliegenden Oberflächen können nicht periodisch und nicht symmetrisch ausgeführt wer den. Vorteilhaft ist durch eine derartige Ausführungsform die Kontaktfläche zwischen Elekt rode 14i, 14 _ß und RF-Linie 14 ₂ im Falle einer Berührung minimiert. Ein weiterer Vorteil die ser Ausführung ist die Vergrößerung der effektiven Kapazitätsfläche und somit der Kapazi tätswertes selbst. Zudem werden die geometriegestützten Feldinhomogenitäten an den nicht planparallelen Flächen zu den größeren Kapazitätsänderungen bei der Verkleinerung bzw. Vergrößerung des Elektrodenabstandes 16i, 16 ₂ führen.

Fig. 5a zeigt eine schematische Draufsicht auf ein MEMS-Bauelement 50i gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das MEMS-Bauelement 50i weist eine Oberflächenvergrößerung der Elektrodenstrukturen 14i, 14 ₂ und 14 ₃ auf. Anders als jedoch im Zusammenhang mit der Fig. 4 beschrieben, ist diese Oberflächenvergrößerung beispielhaft kamm-artig ausgestal tet, so dass ein im Wesentlichen gleichbleibender Abstand 16i und 16 ₂ in den Kondensa toren 32i und 32 ₂ erhalten wird. Gut erkennbar ist das ebenfalls in den MEMS- Bauelementen 20, 30 und/oder 40 implementierbare Merkmal, dass die Elektrodenstruktu ren 14i und14 ₃ lediglich über dem Aktuator 18i bzw. 18 ₂ an dem Substrat gestützt sind, aber zum Substrat 12 in der dargestellten Ebene einen Abstand aufweisen. Dies kann eine homogene Bewegung der Elektrodenstrukturen 14i und 14 ₂ bewirken, wobei es zur zusätz lichen Stabilisierung entlang derz-Richtung durchaus möglich ist, die Elektrodenstrukturen 14i und14 ₃ in der dargestellten Ebene mit dem Substrat 12 zu verbinden.

Fig. 5b zeigt eine schematische Draufsicht auf ein MEMS-Bauelement 50 ₂ , das das MEMS- Bauelement 50i dahin gehend erweitert, dass bei den Kondensatoren 32i und/oder 32 ₂ an zumindest einer der Elektrodenstrukturen 14i und/oder 14 ₂ bzw. 14 ₂ und/oder 14 ₃ die Iso lationsschicht 38 als strukturierte oder unstrukturierte Schicht angeordnet ist. Dies führt zu den im Zusammenhang mit der Fig. 3 erläuterten Vorteilen.

Anders ausgedrückt kann die dielektrische Schicht 38i an der Elektrodenstruktur 14i, die dielektrische Schicht 38 ₂ an einer der Elektrodenstruktur 14i zugewandten Seite der Elekt rodenstruktur 14 ₂ , die dielektrische Schicht 38 ₃ an einer der Elektrodenstruktur 14 ₃ zuge wandten Seite der Elektrodenstruktur 14 ₂ und/oder die dielektrische Schicht 384 an der Elektrodenstruktur 14 ₃ in strukturierter oder unstrukturierter Weise angeordnet sein. In anderen Worten zeigt die Fig. 5b einen alternativen Varaktor 50 ₂ mit einer vorteilhaft vergrößerten Kapazitätsfläche und somit des Kapazitätswertes selber. Die alternative RF Linie 14 ₂ ist, genauso wie die alternativen Elektroden 14i, 14 ₃ kammartig strukturiert. Diese kammartige Strukturierung ist so ausgebildet, dass die Finger der jeweiligen Kämme der Elektroden 14i, 14 ₃ und 14 ₂ ineinandergreifen. Vorteilhaft wird dadurch die Dielektrizitäts konstante im Spalt erhöht und ein verbessertes tuning ratio TR stellt sich ein.

Darüber hinaus ist in Fig. 5b dargestellt, dass die RF-Linie 14 ₂ und die kammförmigen Elekt roden 14i, 14 _ß mit einer Isolationsschicht 38 ausgestattet sind. Vorteilhaft werden dadurch Hafteffekte zwischen Elektrode 14i, 14 ₃ und RF-Linie 14 ₂ vermieden.

Fig. 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein MEMS-Bauelement 60 gemäß einem Aus führungsbeispiel, bei dem mehrere vorteilhafte Weiterbildungen implementiert sind, die ein zeln oderauch in Kombination umgesetzt werden können und darüber hinaus auch einzeln oder in Kombination mit anderen hierin beschriebenen MEMS-Bauelementen kombiniert werden können.

Zum einen weist das MEMS-Bauelement 60 veränderte elektrische Kondensatoren 32‘i und 32‘ ₂ auf. Anders als in den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen mit zwei elektrischen Kondensatoren ist dabei jede der elektrischen Kondensatoren mit einem eige nen Elektrodenpaar ausgestattet. Der elektrische Kondensator 32‘i weist dabei Elektroden strukturen 14i und14 ₂ auf. Ferner weist der elektrische Kondensator 32‘ ₂ Elektrodenstruk turen 14 ₃ und14 ₄ auf. Die Elektrodenstrukturen 14 ₂ und 14 ₄ sind dabei optional an der Hoch frequenzleitung 42 mechanisch fest angeordnet, während die Hochfrequenzleitung 42 im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 zwar nicht Teil der elektrischen Kondensatoren 32‘i und 32‘ ₂ ist, aber im Hinblick auf die Signalleitungseigenschaften von der veränderlichen Kapazität der elektrischen Kondensatoren 32‘i und 32‘ ₂ beeinflusst ist.

Die Anordnung oder Befestigung der Elektrodenstrukturen 14 ₂ und14 ₄ an der Hochfre quenzleitung 42 kann dabei vermittels einer Isolatorschicht 44i und/oder 44 ₂ erfolgen. Diese können zwar aus demselben Material wie die dielektrische Schicht 38 der anderen Ausfüh rungsbeispiele gebildet sein, wobei hier mehr die mechanische Kontaktierung und die elekt rische Isolierung im Vordergrund steht, während in anderen Ausführungsbeispielen unter Umständen auch die Dielektrizitätskonstante des verwendeten Materials berücksichtigt wird. Geeignete Isolationsmaterialien können ungeachtet dessen beispielsweise Silizi umoxid und/oder Siliziumnitrid umfassen. Die Elektrodenstrukturen 14i und/oder 14 ₃ können gegenüber den jeweils zugewandten Balken 26 ₃ bzw. 26 ₄ elektrisch isoliert sein, was jedoch optional ist. Eine elektrische Isolie rung kann aber beispielsweise auch bei einer Ansteuerung der Aktuatoren 18 ₁ und 18 ₂ ein Anlegen eines von dem für den Aktuator verwendeten unterschiedlichen Potenzial genutzt werden. So ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise eine Isolatorschicht 46i zwischen dem Koppelelement 22i, vorgesehen. Das Koppelelement 22i durch ein Er weiterungssegment 48 fortgesetzt, um die Kraft des Aktuators 18 ₁ flächig auf die Elektro denstruktur 14i zu übertragen.

Die Isolatorschicht 46i kann verglichen mit den Isolatorschichten 44i und/oder 44 ₂ gleiche oder verschiedene Materialien aufweisen. Ein vergleichbarer Effekt kann ebenfalls erhalten werden, indem das Koppelelement 22i elektrisch isolierend gebildet wird. In einem solchen Fall kann unter Erhalt eines vergleichbaren Effekts auf die Isolatorschicht 46i verzichtet werden.

In vergleichbarer Weise ist zwar eine Isolatorschicht 46 ₂ zwischen dem Erweiterungsseg ment 48 ₂ des Koppelelements 22 ₂ und der Elektrodenstruktur 14 ₃ angeordnet, um den Bal ken 26 ₄ von der Elektrodenstruktur 14 ₃ elektrisch zu isolieren. Auch hier kann ein vergleich barer Effekt erhalten werden, indem das Koppelelement 22 ₂ elektrisch isolierend gebildet wird.

In der Darstellung der Fig. 6 sind sämtliche Elektrodenstrukturen 14i, 14 ₂ , 14 ₃ und 14 ₄ von einer jeweiligen Umgebung elektrisch isoliert, was es ermöglicht, an jede der Elektroden strukturen 14i bis H ₄ ein individuelles Potenzial anzulegen. So wird beispielsweise an die Elektrodenstruktur 14i an einer oder mehreren Stellen das elektrische Potenzial 52i ange legt. An die Elektrodenstruktur 14 ₂ wird an einer oder mehreren Stellen das elektrische Po tenzial 52 ₂ angelegt. An die Elektrodenstruktur 14 ₃ kann an einer oder mehreren Stellen das elektrische Potenzial 52 ₃ angeordnet werden, ebenso kann an die Elektrodenstruktur 14 ₄ an einer oder mehreren Stellen das elektrische Potenzial 52 ₄ angelegt werden. Die Potenziale 52i bis 52 ₄ können beispielsweise von der Ansteuereinrichtung 37, die in Fig. 6 nicht dargestellt ist, bereitgestellt werden.

Die individuelle Beaufschlagung mit individuellen Potenzialen ermöglicht es auch soge nannte „fliegende“ (engl.: floating) Potenziale anzulegen. Während beispielsweise die Fig. 2a, 2b, 3, 4, 5a und 5b Darstellungen zeigen, bei denen zumindest eine der Elektroden strukturen zumindest einen Teil einer Signalleitung zum Leiten eines Signals von einem Signalleitungseingang 34 zu einem Signalleitungsausgang 36 bildet und der elektrische Kondensator ausgebildet ist, um mittels der elektrischen Kapazität Ci und/oder C ₂ auf einer Signalleitungseigenschaft der Signalleitung einzuwirken und der Aktuator mit der anderen Elektrodenstruktur gekoppelt ist, um diese Elektrodenstruktur bezogen auf die Elektroden struktur der Signalleitung parallel zu der Substratebene zu bewegen, zeigt Fig. 6 eine Dar stellung, bei der Elektrodenstrukturen 14 ₂ und 14 ₄ an der Signalleitung mechanisch fest verbunden sind. Ohne weiteres könnte jedoch die Signalleitung 42 auch selbst eine Elekt rodenstruktur für den Kondensator 32i oder32 ₂ bereitstellen, wie es im Zusammenhang mit anderen Ausführungsbeispielen beschrieben ist. Die Ausgestaltung der Elektrodenstruktu ren 14i, und 14 ₃ als elektrisch isolierte und gegebenenfalls mit einem fliegenden Potenzial zu beaufschlagende Elektrodenstrukturen bleibt hiervon unberührt.

Darüber hinaus zeigt die Fig. 6 eine weitere Weise der Oberflächenvergrößerung, nämlich eine Art Sägezahnmuster, die in den gegenüberliegenden Elektrodenstrukturen 14i und 14 ₂ bzw. 14 ₃ und H ₄ ineinandergreifen. Auch diese optionale Ausgestaltung ist unabhängig von den weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Fig. 6 implementierbar.

Zurückkommend auf die Möglichkeit, die Elektrodenstrukturen 14i, 14 ₂ , 14 ₃ und/oder 14 ₄ mit einem fliegenden oder schwebenden Potenzial gegenüber der Signalleitung 42 zu be aufschlagen, sei noch erwähnt, dass dies insbesondere die Möglichkeit bietet, Potenziale anzulegen, die beispielsweise im Falle eines Sticking einen Ladungsträgertransport von den Elektrodenstrukturen weg ermöglichen, um die Anhaftung zu beenden oder aufzulösen.

Optional kann das MEMS-Bauelement 60 auch mit einer Dielektrikumsschicht versehen sein, wie es beispielsweise im Zusammenhang mit der Fig. 3 oder der Fig. 5b erläutert ist. Eine entsprechende Dielektrikumsschicht kann mit zumindest einer der Elektrodenstruktu ren, etwa 14i und/oder 14 ₂ bzw. 14 ₃ und/oder 14 ₄ verbunden sein. Eine Ansteuereinrich tung, etwa die Ansteuereinrichtung 37 zum Steuern zumindest eines Teils des MEMS, etwa der Aktuatoren 18 ₁ und/oder 18 ₂ kann ausgebildet sein, um vor einer Veränderung des Elektrodenabstands und/oder im Falle eines mechanischen Kontakts zwischen den Elekt rodenstrukturen und der Dielektrikumsschicht, das Dielektrikum zu entladen oder auf ein vorbestimmtes Potenzial mit Ladungsträgern zu laden. Sind beide Elektroden 14i und 14 ₂ bzw. '\4z und 14 ₄ unabhängig voneinander bezüglich ihres Potenzials ansteuerbar, so ermöglicht dies auch das parallele Steuern/Laden/Entla den der Elektrodenstrukturen unabhängig voneinander.

In den Figuren 2a, 2b, 3, 4, 5a, 5b und 6 wird die Signalleitung jeweils an zwei gegenüber liegenden Seiten von zwei elektrischen Kondensatoren 32i und 32 ₂ bzw. 32‘i und 32‘ ₂ be aufschlagt. Entsprechende MEMS-Bauelemente können ausgebildet sein, um die jeweili gen Aktuatoren 18i und 18 ₂ anzusteuern, um innerhalb eines Toleranzbereichs, etwa im

Bereich von Fertigungstoleranzen, alternativ innerhalb eines Bereichs von ±20%, ±10% oder ±5% einen übereinstimmenden Kapazitätswert und/oder einen übereinstimmenden Elektrodenabstand in den Kondensatoren 32i und 32 ₂ zu erhalten. Alternativ kann ebenfalls vorgesehen sein, um einen voneinander abweichenden Kapazitätswert und/odereinen von einander abweichenden Elektrodenabstand in dem ersten elektrischen Kondensator und dem zweiten elektrischen Kondensator zu erhalten. Das bedeutet, es ist nicht zwingend erforderlich, die beiden Kondensatoren synchron an die RF-Linie anzunähern. Es ist eben falls möglich, unterschiedlich schnell bzw. asynchron anzusteuern. Dadurch kann die Stei gung der zeitlichen Kapazitätsänderungsfunktion im Sinne von C = C(t) leicht variiert wer den, sofern dies im Sinne der Beeinflussung der Signalleitungseigenschaften vorteilhaft ist.

MEMS-Bauelemente in Übereinstimmung mit hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen können ausgebildet sein, um einen elektrischen Kapazitätswert des elektrischen Konden sators 32i und/oder 32 ₂ zwischen einem minimalen Kapazitätswert (größter Elektrodenab stand) und einem maximalen Kapazitätswert (minimaler Elektrodenabstand) einzustellen.

Die Aktuatoren 18 ₁ und/oder 18 ₂ bzw. der Aktuator 18 kann ausgebildet sein, um einen Aktuatorhub bereitzustellen, der ein Verhältnis zwischen dem minimalen Kapazitätswert und dem maximalen Kapazitätswert von zumindest 15 bewirkt. Die Änderung der Kapazität kann dabei in einem Verhältnis von zumindest 1, zumindest 15 oder bevorzugt zumindest 20 betragen. Eine Obergrenze des Verhältnisses kann alternativ oder zusätzlich bei 1000, 500 oder 100 liegen. So können beispielhafte Verhältnisse von Kapazitätswerten zwischen 1 und 100, 15 und 50 und/oder 20 und 30 erreicht werden.

In anderen Worten ist in Fig. 6 eine sog. floating Elektrode, das Konzept der schwebenden Elektrode dargestellt. Der alternative Varaktor 60 weißt im Spalt 16 ₁ , 16 ₂ zwischen Elekt rode 48i, 48 ₂ und RF Linie 42 eine/zwei zusätzliche Elektroden 14i, '\4z und/oder 14 ₂ , 14 ₄ auf, die mit der Elektrode über eine elektrisch isolierende Verbindung 44 und/oder 46 me chanisch verbunden ist. Die Elektroden 14i, 14 ₃ und/oder 14 ₂ , 14 ₄ sind floating oder schwe bende Elektroden, die jeweils einen separaten elektrischen Anschluss 52i, 52 ₄ und/oder 52 ₂ , 52 ₃ haben. Die floatenden Elektroden 14i, 14 ₃ und/oder 14 ₂ , 14 ₄ werden normalerweise elektrisch floatend gehalten oder mit anderen Signalen als den GND- und HF-Signalen ver sorgt, die während des Betriebs des Varaktors an die Elektroden 48i, 48 ₂ bzw. die RF-Linie 42 gegeben werden. Im Standardfall wird nur eine schwebende Elektrode mit Anschluss dielektrikum verwendet, normalerweise die Elektrode 14i, 14 ₃ mit Isolator 44, zusammen mit einer unstrukturierten HF-Leitung 42. Im Fall der dargestellten Elektrode 14i, 14 ₃ folgt diese der Bewegung der Elektrode 48i, 48 ₂ und ist weiterhin mit dem umgebenden Substrat verbunden. Dieser Verbindungsbereich weist in der Regel eine geringere Steifigkeit auf als das umgebende Substrat und die Elektroden selber. Darüber hinaus ist ein weiteres Aus führungsbeispiel in der Art ausgestaltet, dass die Elektroden 48i, 48 ₂ und 14i, 14 ₃ nicht mit dem umgebenden Substrat verbunden sind. Über die elektrische Kontaktierung 52i, 52 ₄ mit einer weichen Feder (engl.: soft spring) oder einer direkten Verbindung in einem einge spannten Zustand (engl.: direct connection in a clamped-clamped case) sind die Elektroden

14 ₁ , 14 ₃ mit separaten elektrischen Verbindungen verbunden, wohingegen die Elektrode 48i, 48 ₂ gemäß Fig. 3 mit einem elektrischen Signal verbunden ist (bspw. GND).

Durch diese Ausführungen ergeben sich eine Vielzahl von Vorteilen auf die nachfolgend eingegangen wird. Durch die weitere Elektroden 14i, 14 ₃ und/oder 14 ₂ , 14 ₄ reduziert sich die Gefahr einer Selbstaktuierung der Aktoren in Folge der DC-Komponente des angeleg ten RF-Signals in der RF-Linie und verbessert die Betriebssicherheit des Bauelements. Die Gleichstromkomponente des HF-Signals steigt mit zunehmender HF-Signalleistung und Frequenz. Durch eine floatende Elektrode erhöht sich somit die zu übertragende HF- Leistung und die HF-Frequenz, bei welcher Varaktor 60 betriebssicher eingesetzt werden kann. Es ist darüber hinaus möglich ein kontinuierliches Dielektrikum zu verwenden, da eine geringere Wahrscheinlichkeit besteht, dass sich das Dielektrikum auflädt und dadurch Haftreibung entsteht, da die Kontaktflächen metallisch, also elektrisch leitend sind. Dadurch erhöht sich im Spalt 16 ₁ , 16 ₂ die Dielektrizitätszahl und infolge dessen stellt sich ein ver bessertes tuning ratio ein. Darüber hinaus sind Kurzschlüsse zwischen Elektrode 48i, 48 ₂ und RF Linie 42 verhindert. Durch die strukturierte Oberfläche der Elektroden 14i, 14 ₃ und

14 ₂ , 14 ₄ wird die Haftung zwischen diesen beiden Baugruppen im Falle eines Anhaftens verhindert. Durch die Verbindung der Elektroden 14i, 14 ₃ und/oder 14 ₂ , 14 ₄ mit GND oder einem spezifischen Spannungssignal kann diese Elektrode vor jedem Betriebszyklus ent laden werden oder auf ein bestimmtes Niveau aufgeladen werden (in diesem Fall ist sie nicht mit GND verbunden), wodurch sich die Zuverlässigkeit und Ergebnis Reproduzierbar keit des Bauelements verbessert.

Fig. 7 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht des MEMS-Bauelements 20. Die Dar stellung bezieht sich dabei auf die Schnittebene A-A aus Fig. 2a. Wie es auch in anderen Ausführungsbeispielen ausgeführt werden kann, ist die Elektrodenstruktur 14 ₂ zumindest Teil einer Signalleitung. Diese ist mit dem Substrat 12 durch eine Isolationsschicht 38 ver bunden und daran abgestützt. Demgegenüber können die Aktuatoren 18i und 18 ₂ beweg lich gegenüber dem Substrat 12 angeordnet sein.

Fig. 8 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht des MEMS-Bauelements 20 analog Fig. 7, aber in einem ausgelenkten Zustand, so dass aufgrund der angelegten Signale die Abstände 16 ₁ und 16 ₂ aus Fig. 7 verringert sind, wie es durch die Abstände 16‘i und 16‘ ₂ dargestellt ist.

In anderen Worten zeigen die Figuren 7 und 8 den Varaktor 20 im bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel in einer Ansicht entlang der Schnittachse A-A. Fig. 7 zeigt den Varaktor 20 in einem nicht ausgelenkten Zustand. Fig. 8 zeigt den Varaktor 20 in einem ausgelenkten Zustand. Die durch die Abstände 16‘ definierte Kavität weist hierbei ein geringeres Volumen auf. Dargestellt ist hierbei die notwendige Isolationsschicht 38, die in Ausführungsbeispie len durchgängig ist. Bevorzugt ist diese Schicht unterbrochen ausgeführt. Typische elektrisch isolierende Werkstoffe sind hierbei Oxide, beispielsweise Siliziumoxide oder elektrisch nichtleitende Polymere.

Fig. 9 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht eines MEMS-Bauelements 90 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Verglichen mit beispielsweise der Darstellung aus Fig. 7 ist die Signalleitung, die auch als Elektrodenstruktur 14 ₂ dient, außerhalb der Ebene der Elektro denstrukturen 14i und 14 ₃ angeordnet und bildet eine Art Deckel für die Anordnung der Aktuatoren 18 ₁ und 18 ₂ . Ein solcher Deckel kann, ggf. unter Zusammenwirkung mit einem korrespondierendem Deckel, wobei beide Begriffe die Orientierung im Raum nicht ein schränken, dazu genutzt werden, um die Bewegung der Elektrodenstrukturen 14i du 14 ₃ auf einander zu steuern, da ein dazwischen angeordnetes Fluid durch die Spalte zum De ckel 14 ₂ bzw. dem Boden geführt wird. Ein derartiger fluidischer Wderstand kann ein Schwingungsverhalten der Elektroden einstellen oder beeinflussen, so dass ein Spat zwi schen den Elektrodenstrukturen 14i und 14 ₂ einerseits und 14 ₂ und 14 ₃ andererseits ebenso wie zu Boden ein Auslegungskriterium des MEMS-Bauelements sein kann. In Fig. 9 wird deutlich, dass sich Elektrodenstrukturen, etwa Elektrodenstrukturen 14i und 14 _ß gegenüberliegend angeordnet auf einander zu und/oder von einander weg bewegen können bzw. einen Elektrodenabstand des durch die Elektrodenstrukturen gebildeten Kon densators verändern können. Unter Einwirkung auf eine weitere Elektrodenstruktur 14 ₂ kann aber auch ein gleichbleibender Abstand zwischen den Elektrodenstrukturen 14i und 14 _ß zu veränderlichen Einflüssen auf ein Bauelement führen, wenn bspw. gleichzeitig der Abstand zwischen den Elektrodenstrukturen 14i und 14 ₂ vergrößert und der Abstand zwi schen den Elektrodenstrukturen 14 ₂ und 14 ₃ im selben Umfang verringert wird oder umge kehrt.

Wie auch bei den anderen hierin beschriebenen MEMS-Bauelementen kann für das MEMS- Bauelement 90 ein in einer Substratebene x/y angeordnetes Substrat 12 vorgesehen sein. Elektrodenstrukturen 14i und 14 ₃ , können parallel zu der Substratebene x/y gegenüberlie gend zueinander angeordnet sein. Elektrodenstrukturen 14i und 14 ₂ einerseits und 14 ₂ und 14 ₃ andererseits können auch einen Versatz senkrecht zu der Substratebene zu einander aufweisen, wobei die Elektrodenstrukturen 14i und 14 ₂ , 14i und 14 ₃ und 14 ₂ und 14sjeweils einen elektrischen Kondensator zu bilden können. Ein Aktuator, der mit der Elektrodenan ordnung gekoppelt ist, ist ausgebildet, um einen Elektrodenabstand zwischen zumindest zwei der Elektrodenstrukturen parallel zu der Substratebene zu verändern. Im MEMS- Bauelement 90 ist dies für sämtliche Elektrodenpaare möglich, etwa indem eine Verschie bung der Elektrodenstrukturen 14i und 14 ₃ auf einander zu den Abstand dazwischen be einflusst und eine Bewegung der Elektrodenstrukturen 14i und 14 ₂ und/oder der Elektro denstrukturen 14 ₂ und 14 ₂ , relativ zu einander dieses Kriterium erfüllen, um einen elektri schen Kapazitätswert des elektrischen Kondensators zu verändern. Die beiden Aktuatoren sind ausgebildet, um die Bewegung in-plane zu erzeugen, wobei möglicherweise auch nur einer der Aktuatoren mit daran angeordneter Elektrode vorgesehen sein könnte.

In der gezeigten Ausführungsform sind zwei der drei Elektrodenstrukturen 14i und 14 ₃ in einer gemeinsamen Ebene parallel zu der Substratebene angeordnet und eine dritte Elekt rodenstruktur 14 ₂ der drei Elektrodenstrukturen senkrecht zu der Substratebene versetzt hierzu angeordnet ist. Die Wirkung dieses Ausführungsbeispiels kann auch erhalten wer den, indem bspw. lediglich das Elektrodenstrukturpaar 14i und 14 ₂ oder 14 ₂ und 14 ₃ ange ordnet wäre, was einem Versatz einer der Elektrodenstrukturen des MEMS-Bauelements 10 entlang der z-Richtung entsprechen kann. In anderen Worten zeigt Fig. 9 einen Varaktor 90 mit einer RF-Linie 14 ₂ , die oberhalb der Aktuierungsebene angeordnet ist. Hierbei vergrößert sich der Spalt 16 gegenüber den bis her gezeigten Lösungen, etwa im MEMS-Bauelement 20, so dass die Elektroden 14i und 14 _ß einen größeren Hub ausführen können.

Fig. 10 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht des MEMS-Bauelements 60 in der B- B-Ebene.

Vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiele beziehen sich auf MEMS-Bauelemente mit einem oder mehreren Aktuatoren, die jeweils zumindest zwei an diskreten Bereichen miteinander verbundene Balken umfassen. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfin dung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Insbesondere im Falle von zumindest zwei Ak tuatoren, die gegenüberliegend zu einer Signalleitung angeordnet sind, können auch an dere Aktuatoren eingesetzt werden, beispielsweise piezoelektrische Biegeaktoren und/oder Stapelaktuatoren, andere Formen elektrostatischer oder thermomechanischer Aktuatoren oder auch andere Funktionsprinzipien, wie beispielsweise Spulenantriebe oder derglei chen. Ein derartiges MEMS-Bauelement umfasst, beispielsweise Bezug nehmend auf die Figuren 2a und 2b eine an einer Substratebene angeordnetes Substrat 12 und eine Elekt rodenanordnung mit einer ersten Elektrodenstruktur und einer zweiten Elektrodenstruktur, etwa die Elektrodenstrukturen 14i und 14 ₂ , die parallel zu der Substratebene gegenüber liegend zueinander angeordnet sind, um einen ersten elektrischen Kondensator 32i mit ei nem ersten Kapazitätswert Ci zu bilden. Ferner ist zumindest eine dritte Elektrodenstruktur 14 _ß vorgesehen, die parallel zu der Substratebene gegenüberliegend zu der zweiten Elekt rodenstruktur angeordnet ist. Mit der zweiten Elektrodenstruktur 14 ₂ oder mit einer vierten Elektrodenstruktur 14 ₄ , siehe hierzu beispielsweise Fig. 6, wird ein zweiter elektrischer Kon densator 32 ₂ mit einem zweiten Kapazitätswert C2 gebildet. Eine Aktuatoreinrichtung, die mit der Elektrodenanordnung gekoppelt ist, ist ausgebildet, um den ersten Kapazitätswert und den zweiten Kapazitätswert unabhängig voneinander einzustellen und/oder gleichzeitig zu erhöhen oder zu reduzieren. Die Aktuatoreinrichtung kann die hierin beschriebenen Bal ken basierten Aktuatoren oder die gerade erläuterten anderen Aktuatoren aufweisen.

Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Verfahren zum Ansteuern derartiger MEMS-Bauelemente. Während einige Verfahren zum Ändern eines elektrischen Kapazi tätswerts eines MEMS-Bauelements ein Ansteuern zumindest eines Balkens eines Aktua tors mit zumindest zwei parallel zu einer Substratebene des MEMS-Bauelements beabstan- deten und an diskreten Bereichen mechanisch miteinander verbundenen Balken, die ein gemeinsames bewegliches Element bilden, um das bewegliche Element in-plane bezogen auf die Substratebene zu bewegen, umfassen, und dergestalt ausgeführt werden, dass ein Elektrodenabstand zwischen einer ersten Elektrodenstruktur einer Elektrodenanordnung und einer parallel zu der Substratebene angeordneten zweiten Elektrodenstruktur der Elekt rodenanordnung parallel zu der Substratebene verändert wird, indem der Aktuator durch eine Verformung zumindest eines Balkens parallel zu der Substratebene eine Kraft auf die Elektrodenanordnung ausübt, können andere Verfahren zum Ändern eines ersten elektri schen Kapazitätswerts und eines zweiten elektrischen Kapazitätswerts eines MEMS- Bauelements, etwa unabhängig von der konkreten Implementierung des Aktuators, den Schritt aufweisen: Ansteuern einer Aktuatoreinrichtung, um einen ersten Abstand zwischen einer ersten Elektrodenstruktur und einer zweiten Elektrodenstruktur, die parallel zu einer Substratebene gegenüberliegend zueinander angeordnet sind und die einen ersten elektri schen Kondensator mit einem ersten elektrischen Kapazitätswert bilden, zu ändern. Ferner wird dadurch erreicht, dass ein zweiter Abstand zwischen zumindest einer dritten Elektro denstruktur und einer Mitte der dritten Elektrodenstruktur, der einen zweiten elektrischen bildenden Elektrodenstruktur, etwa der zweiten Elektrodenstruktur 14 ₂ oder einer Elektro denstruktur 14 ₄ , und mit welcher die dritte Elektrodenstruktur einen zweiten elektrischen Kondensator mit dem zweiten Kapazitätswert bildet, zu reduzieren oder zu erhöhen.

Ausführungsbeispiele beruhen auf dem Lösungsgedanken der Verstellung der geerdeten Varaktorelektrode, beispielsweise in einem Ausführungsbeispiel durch elektrosta tisch laterale LNED-Aktorik. Das löst das oben beschriebene Problem von Pull-In für MEMS-Varaktor, weil die Bewegung bzw. Pull-In der GND-Platte entkoppelt von der Pull-In der Aktorik ist. Das ermöglicht die Ausnutzung fast des gesamten An fangselektrodenabstandes, was die TR Faktoren von >30...50 ermöglicht. Das Problem des Verklebens existiert hier auch nicht, weil die Aktoren eine Art zusätzli chen Rückstellfeder darstellen. Durch eine spezielle Form der elektrischen Span nung kann zudem eine Linearität der Durchstimmbarkeit erreicht werden. Ein wei terer Vorteil der Verwendung der LNED-Aktorik ist, dass die Chiptiefe und nicht der Chip-Footprint für die Vergrößerung der Elektrodenfläche und somit der Anfangska pazität C ₀ benutzt werden kann. Das führt zum Kostenersparnis und ermöglicht die Miniaturisierung der MEMS-Varaktoren mit größeren Anfangskapazitäten.

Ausführungsbeispiele beziehen sich auf mikromechanische Bauelemente. Diese werden beispielsweise dazu benötigt, elektrische Signale in mechanische Wirkung zu übersetzen. Im Falle der vorliegenden verformbaren Elemente resultiert eine Verformung des Elements aus einem elektrischen Eingangssignal. In diesem Falle ist das verformbare Element ein Aktuator 18.

Ein verformbares Element besteht aus zumindest zwei voneinander beabstandeten, bal kenförmigen Elektroden, die voneinander durch eine elektrisch isolierende Schicht 26, die unterbrochen sein kann, getrennt sind. Beide Elektroden sind mit unterschiedlichen elektri schen Potentialen belegt, infolge dessen ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden aufgespannt wird. Dadurch verformen sich die Elektroden zueinander. Durch die geometri schen Verhältnisse der Elektroden kann die Verformungsrichtung beeinflusst werden. Im vorliegenden Fall erfolgt eine laterale Verformung innerhalb der Substratebene (in plane).

Manche der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Elektroden, die über mechanische Fixierungen miteinander verbunden sind und ausgebildet sind, um ba sierend auf einem elektrischen Potential eine Bewegung auszuführen. Ausführungsbei spiele sind jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern können eine beliebige Art von Balken strukturen, d. h. Balken, aufweisen, die ausgebildet sind, um ansprechend auf eine Aktuie- rung eine über die mechanische Fixierung in eine Bewegung umgewandelte Kraft bereitzu stellen (Aktuator), etwa unter Verwendung piezoelektrischer Werkstoffe, oder anderer ak- tuierbarer Stoffe. Die Balken können bspw. elektrostatische, piezoelektrische, magne tostriktive und/oder thermomechanische Elektroden sein, die basierend auf einem angeleg ten Potential eine Verformung bereitstellen.

Die nachfolgend vorgestellten MEMS-Bauelemente sind Schichtstapel, die zumindest aus einer Substratschicht bestehen in der die Elektroden und die passiven Elemente angeord net sind. Weitere Schichten betreffen einen Boden, der auch als Handlewafer bezeichnet wird und einen Deckel, der auch als Deckelwafer bezeichnet wird. Sowohl Deckel- als auch Handlewafer sind über stoffschlüssige Verfahren, vorzugsweise Bonden, mit der Substrat ebene verbunden, wodurch abgedichtete Zwischenräume im Bauelement entstehen. In die sem Zwischenraum, der der Deviceebene entspricht verformen sich die verformbaren Bau elemente, in anderen Worten erfolgt die Verformung in plane.

Die Schichten können beispielsweise elektrisch leitfähige Materialien aufweisen, beispiels weise dotierte Halbleitermaterialien und/oder Metallmaterialien. Die schichtweise Anord nung elektrisch leitfähiger Schichten ermöglicht eine einfache Ausgestaltung, da durch se lektives Herauslösen aus der Schicht Elektroden (für auslenkbare Elemente) und passive Elemente gebildet werden können. Sofern elektrisch nicht leitfähige Werkstoffe angeordnet sein müssen, erfolgt der schichtweise Auftrag dieser Werkstoffe durch Abscheidungsver fahren.

Hierin beschriebene Merkmale einzelner Ausführungsbeispiele können ohne weiteres mit einander kombiniert werden. Weitere Vorteile, die sich durch die hierin beschriebenen Merkmale und Ausführungsbeispiele ergeben, liegen darin, dass durch die Abstände 16 ein großer Hub der Elektroden möglich ist. Gleichermaßen zeigen die Ausführungsbeispiele, dass ein RF-HF-Signal in der RF-Linie vollständig von den Ansteuersignalen der Aktuatoren abgetrennt werden kann. Dadurch können die maximale Leistung und die maximale Fre quenz innerhalb der RF-Linie der vorgestellten Varaktoren signifikant angehoben werden. Das Risiko der Selbstanregung aufgrund der Gleichstromkomponente des zugeführten HF- Signals, was in einem Pull-In enden kann, können durch die Verwendung von Elektroden konfigurationen mit hoher Steifigkeit, zum Beispiel beidseitig eingespannter Konfiguration der Balken der Aktuatoren oder schwebenden Elektroden, siehe Fig. 6, weiterreduziert wer den.

Ausführungsbeispiele beziehen sich auf:

• Ein MEMS Bauelement mit mindestens einem auslenkbaren Element und mindes tens einer feststehenden Elektrode, zwischen denen ein elektrisches Feld aufge spannt ist o durch die Relativbewegung zwischen auslenkbaren Element erfolgt eine Än derung der Kapazität des MEMS Bauelement o Die Änderung der Kapazität erfolgt beispielsweise linear mit der Änderung des Eingangssignals (Zukunft) o Aktuell: hyperbolischer Verlauf der Spannungs- Kapazitätsänderung

• Eine Bewegungsrichtung in plane

• Eine Bewegungsart quasistatisch oder von 0-100% der Resonanzfrequenz der Ak toren, bevorzugt 0-50% und besonders bevorzugt 0-20%. 0% stellt dabei eine stati sche Auslenkung dar. Der Bereich 0-20% kann als quasistatisch angesehen wer den.

• Das MEMS Bauelement ist ein Varaktor

• Das auslenkbare Element basiert auf einem elektrostatischen, piezo-, thermome chanischen Auslenkungsprinzip • Eine Änderung der Kapazität kann in einem Verhältnis von 1-100, bevorzugt 15-50, bes. bevorzugt 20-30 eingestellt werden

• In einigen Ausführungsbeispielen kann die Änderung der Kapazität in einem Ver hältnis von bis zu 1000 einstellbar sein

• RF Line ist mit dem Handle-Wafer elektrisch isoliert durch eine Isolationsschicht verbunden. Die Isolationsschicht kann unterbrochen sein. Das bedeutet, dass die RF-Line nur partiell mit dem Handle-Wafer verbunden ist

• Eine Verwendung der Vorrichtung als Varaktor oder als HF- kapazitativ Schalter

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfah rens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein ent sprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrens schritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Vari ationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten ein leuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutz umfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsen tiert wurden, beschränkt sei.