MEMS-Element zur Bewegung eines Masseelements eines Schallwandlers zum Erzeugen und/oder Empfangen von Schallsignalen sowie ein Schallwandler mit solche einem MEMS-Element

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein MEMS-Element zur Bewegung eines Masseelements eines Schallwandlers zum Erzeugen und/oder Empfangen von Schallsignalen.

Die Idee besteht darin, ein Masseelement des Schallwandlers durch einen oder mehrere MEMS-Elemente in eine Hubbewegung zu versetzen und damit den Schall auszusenden bzw. in der Gegenrichtung durch einen Schall ausgelenkt zu werden und über das MEMS-Element das Schallsignal zu detektieren.

Problematisch bei herkömmlichen MEMS-Elementen ist, dass der Tiefenanschlag aufgrund der Ausgestaltung des MEMS-Elements und das damit verbundene Herstellungsverfahren oftmals eine entsprechende Abweichung von einer Sollvorgabe besitzt und folglich die Genauigkeit zur Einstellung des Tiefenanschlags unzureichend ist. Hierdurch besteht die Gefahr, dass die Bruchgrenze für das Aktorelement überschritten wird und somit das MEMS- Element zerstört werden könnte.

Des Weiteren wird bei den herkömmlichen MEMS-Elementen die Ausgestaltung des Aktorelements, welche sich direkt auf die Resonanzfrequenz auswirkt, durch einen Trenchprozess erzeugt, dessen Dimensionen prozessbedingt durch Verkippungen und Aufweitungen ungenau sein können. Folglich können MEMS- Elemente nach dem Stand der Technik zueinander starke Abweichungen in Bezug auf deren Resonanzfrequenzen aufweisen.

Die genannten Probleme sollen durch die Erfindung gelöst werden.

Offenbarung der Erfindung Die Erfindung betrifft ein MEMS-Element zur Bewegung eines Masseelements eines Schallwandlers zum Erzeugen und/oder Empfangen von Schallsignalen. Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, dass das MEMS-Element aus einem Substrat hergestellt ist, wobei das MEMS-Element ein Aktorelement mit wenigstens einem auf das Aktorelement aufgebrachten Piezoelement zur Bewegung des Aktorelements in vertikaler Richtung bezogen auf die Haupterstreckungsebene des MEMS-Elements aufweist, und wobei die Geometrie des Aktorelements durch eine Kavität des Substrats definiert ist, und wobei das MEMS-Element ein am Aktorelement angeordnetes Verbindungselement zur Verbindung des Aktorelements mit dem Masseelement des Schallwandlers und zur Übertragung der Bewegung des Aktorelements auf das Masseelement aufweist, wobei das Verbindungselement eine höhere Steifigkeit als das Aktorelement aufweist, und wobei die Kavität derartig im Substrat ausgestaltet ist, dass das Substrat selbst einen Tiefenanschlag für das Aktorelement in der vertikalen Richtung bildet.

Vorteilhaft ist hierbei, dass sowohl die Geometrie des Aktorelements als auch die Ausgestaltung des Tiefenanschlags mittels der Kavität genauer als im Stand der Technik umgesetzt werden kann. Dies führt wiederum dazu, dass die Resonanzfrequenz des Aktorelements genauer eingestellt werden kann und dass die Gefahr einer Überschreitung der Bruchgrenze des Aktorelements reduziert werden kann.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die Einstellung der Steifigkeiten die Möglichkeit besteht, das Aktorelement einfach zu bewegen und trotzdem aufgrund der erhöhten Steifigkeit des Verbindungselements eine möglichst verlustfreie Übertragung der Bewegung an das Masseelement des Schallwandlers zu ermöglichen.

Als Schallwandler ist als ein System zu verstehen, welches eine nichtmechanische Energieform, typischerweise elektrische Energie, über ein Piezoelement in geeigneter Weise in mechanische Energie umwandelt, um hierdurch ein Schallsignal zu erzeugen. Hierbei lässt sich der Wandlungseffekt typischerweise genauso umkehren, was bedeutet, dass die mechanische Energie von empfangenen Schallsignalen in elektrische Energie umgewandelt wird, wobei das hierbei erzeugte elektrische Signal entsprechend ausgewertet werden kann. Insbesondere kann der Schallwandler beispielsweise als Ultraschallwandler ausgestaltet sein und entsprechende Ultraschallsignale empfangen bzw. aussenden.

Der Schallwandler kann entsprechend beispielsweise in einem Mikrofon bzw. einem Lautsprecher oder auch in einem Ultraschallsensorsystem Anwendung finden.

Das ausgesendete Schallsignal wird hierbei von einem durch das MEMS- Element in Bewegung versetzten Masseelement des Schallwandlers erzeugt bzw. wird das Masseelement durch das empfangene Schallsignal in Bewegung versetzt, was durch das MEMS-Element detektiert werden kann. Das Masseelement kann beispielsweise als Membran oder auch kolbenartig ausgestaltet sein.

Insbesondere können mehrere Schallwandler ein Schallsensor-Array bilden.

Unter MEMS-Element ist ein Mikro-Elektronisch-Mechanisches-System zu verstehen, welches insbesondere elektronische sowie mechanische Komponenten auf kleinstem Raum kombiniert bzw. integriert.

Das MEMS-Element weist hierbei ein Aktorelement auf, welches beispielsweise als Cantilever oder auch membranartig ausgebildet sein kann und durch das Piezoelement in Bewegung versetzt werden kann bzw. Bewegung an das Piezoelement zur Auswertung weitergeben kann.

Hierbei ist das Aktorelement an einem Aufhängungselement angeordnet, welches im Vergleich zum Aktorelement steifer ausgestaltet ist und beispielsweise das restliche Substrat des MEMS-Elements darstellt. Des Weiteren ist am Aktorelement ein Verbindungselement angeordnet, welches dazu dient, das Aktorelement mit dem Masseelement zu verbinden und entsprechend eine Bewegung entweder in die eine oder in die andere Richtung zu ermöglichen.

Das Verbindungselement kann hierbei einzelne oder alle Schichten umfassen, die auch im Aktorelement vorhanden sind und entsprechend als Fortführung des Aktorelements ausgestaltet sein oder auch zumindest in einer vertikalen Richtung zur Haupterstreckungsebene des Aktorelements über das Aktorelement hinausragen. Das Piezoelement kann hierbei beispielsweise als piezoelektrische Schicht ausgestaltet sein.

Als Substrat kann beispielsweise ein entsprechend vorverarbeiteter Silizium- Wafer dienen, welcher dann entsprechend prozessiert werden kann, um die gewünschte Ausgestaltung des MEMS-Elements, aufweisend das Aufhängungselement, das Aktorelement und das Verbindungselement, zu erhalten. Als Substrat kann auch eine Kombination von Wafern dienen, die beispielsweise über einen Waferbond verbunden sind und jeweils Schichtsysteme und Strukturierungen umfassen können. Beispielsweise wäre auch ein Cavity-SOI-Wafter als Substrat denkbar.

Unter Steifigkeit ist eine Größe in der Technischen Mechanik zu verstehen, die den Zusammenhang zwischen der Last, die auf einen Körper einwirkt und dessen elastischer Verformung beschreibt. Die Steifigkeit eines Körpers ist insbesondere von dessen Werkstoff sowie der Geometrie abhängig.

Unter Kavität ist ein Hohlraum im Substrat zu verstehen.

Die Kavität im Substrat verläuft hierbei insbesondere parallel zur Haupterstreckungsebene unterhalb vom Aktorelement.

Unter Tiefenanschlag ist des Weiteren ein Anschlag für das Aktorelement zu verstehen, welches eine Bewegung des Aktorelements an einem gewissen Punkt stoppt. Hierbei ist insbesondere das Aktorelement als ein Bereich der Oberseite der Kavität ausgebildet, wobei der Tiefenanschlag ein Bereich der Unterseite der Kavität darstellt.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Tiefenanschlag durch eine Höhe der Kavität definiert ist.

Vorteilhaft ist hierbei, dass die Höhe der Kavität im Substrat prozesstechnisch sehr genau eingestellt werden kann.

Unter Höhe der Kavität ist hierbei der Abstand zwischen Boden und Decke der Kavität in einem Zustand zu verstehen, in welchem das MEMS-Element nicht belastet wird, das heißt, wenn die Decke und der Boden der Kavität im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Steifigkeit des Aktorelements und/oder des Verbindungselements in Abhängigkeit vom Material und/oder Dicke und/oder Strukturierung des jeweiligen Elements eingestellt ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass dies eine einfache Möglichkeit darstellt, die Steifigkeiten der entsprechenden Elemente wie gewünscht einzustellen.

Unter Material ist die chemische Zusammensetzung des entsprechenden Elements zu verstehen, welche sich entsprechend auf dessen Steifigkeit auswirken kann.

Unter Strukturierung ist die Gestaltung eines Elements zu verstehen, welches beispielweise entsprechende Ausnehmungen oder Durchgriffe haben kann, um dessen Steifigkeit zu verändern. So kann das Aktorelement beispielsweise speichenförmig ausgestaltet sein, um die Steifigkeit gering zu halten, wohingegen das Aufhängungselement und das Verbindungselement keine entsprechenden Ausnehmungen aufweisen, um die Steifigkeit im Vergleich dazu hoch zu halten.

Unter Dicke ist die Ausdehnung des Elements in vertikaler Richtung bezogen auf die Haupterstreckungsebene des MEMS-Elements zu verstehen. Diese könnte theoretisch auch unter den Begriff Strukturierung fallen, ist jedoch aufgrund der besonderen Bedeutung der Dicke auf die Steifigkeits- Eigenschaften des Elements hier nochmals explizit hervorgehoben.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Verbindungselement seitlich am Aktorelement angeordnet ist und einen Stumpf bildet, wobei die Kavität derartig geöffnet ist, dass das Verbindungselement vom restlichen Substrat getrennt ist.

Vorteilhaft ist hierbei, dass die Geometrie des Aktorelements, und damit die Resonanzfrequenz, durch die lateralen Dimensionen der Kavität definiert ist, welche je nach gewählter Methode zur Realisierung der Kavität üblicherweise sehr genau eingestellt werden kann. Die Höhe des Tiefenanschlags d kann wiederum durch die Höhe der Kavität definiert sein, welche ebenfalls je nach gewählter Methode zur Realisierung der Kavität üblicherweise sehr genau eingestellt werden kann. Des Weiteren kann das MEMS-Element besonders einfach aus einem Substrat mit Kavität hergestellt werden, wodurch die Kosten für das MEMS-Element gering gehalten werden können.

Die entsprechende Ausgestaltung des Aktorelements kann in diesem Fall beispielsweisen einen sogenannten Cantilever bilden, was als beweglicher Arm zu verstehen ist.

Die Kavität ist insbesondere in eine Richtung bzw. einseitig geöffnet und besonders bevorzugt nach unten hin geöffnet, wodurch das Verbindungselement nur noch mit Aktorelement verbunden und nicht mehr mit dem restlichen Substrat verbunden ist, welches als Aufhängungselement dient.

Hierbei ist das Verbindungselement beispielsweise in der Haupterstreckungsebene an einem Ende des Aktorelements angeordnet, zum Beispiel an der rechten Seite, und das Aktorelement ist wiederum an seinem anderen Ende mit dem Aufhängungselement verbunden, also dann an der linken Seite.

Unter Stumpf kann insbesondere ein sogenannter Stub verstanden werden.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Piezoelemente auf dem Aktorelement aufgebracht sind, welche phasenverschoben ansteuerbar sind.

Vorteilhaft ist hierbei, dass eine s-förmige Auslenkung realisiert werden kann, bei der wiederum der Hub sowie die Bruchfestigkeit des Aktorelements erhöht sein kann.

Durch die phasenverschobene Ansteuerung kann beispielsweise erreicht werden, dass eines der Piezoelemente linksgebogen ist, während das andere Piezoelement rechtsgebogen ist, wodurch aufgrund der Lage der Piezoelement auf dem Aktorelement eine entsprechende Verformung des Aktorelements erfolgen kann.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kavität Bereiche mit je einer unterschiedlichen Höhe aufweist, wobei insbesondere der Bereich der Kavität mit der geringsten Höhe als Tiefenanschlag dient. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch die unterschiedlichen Höhen die Eigenschaften der an die Kavität angrenzenden Elemente entsprechende beeinflusst werden kann. So kann beispielsweise hierdurch die Steifigkeit des Aktorelements beeinflusst werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Aktorelement und das Verbindungselement in der Haupterstreckungsebene des MEMS-Elements konzentrisch angeordnet sind, wobei das Verbindungselement mittig angeordnet ist, und wobei die Kavität parallel zur Haupterstreckungsebene unterhalb vom Aktorelement und Verbindungselement verläuft.

Vorteilhaft ist hierbei, dass eine andere Gestaltung von Aktorelement und Verbindungselement ermöglicht, welche insbesondere eine gleichmäßigere Übertragung der Bewegung des Aktorelements auf das Masseelement des Schallwandlers möglich macht, da das Verbindungselement durch das Aktorelement von mehreren Seiten aus entsprechend bewegt wird.

Das Aktorelement kann beispielsweise membranartig ausgebildet sein und entsprechend um das Verbindungselement angeordnet sein, beispielsweise aus einer Perspektive von Oben auf das MEMS-Element in Form eines Kreises, wobei jedoch auch eine andere Geometrie denkbar wäre.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kavität im Bereich des Verbindungselements eine geringere Höhe aufweist als im Bereich des Aktorelements, sodass über das Verbindungselement ein mittelbarer Tiefenanschlag für das Aktorelement gebildet ist.

Vorteilhaft ist hierbei, dass der Tiefenanschlag durch die geringere Höhe der Kavität im Bereich des Verbindungselements besser einstellbar ist, wohingegen im Bereich des Aktorelements durch die im Vergleich größere Höhe eine verbesserte Dämpfungseigenschaft des Aktorelements erzielt werden kann.

Die Erfindung betrifft zudem einen Schallwandler mit einem erfindungsgemäßen MEMS-Element, wobei das Aktorelement des MEMS-Element über das Verbindungselement des MEMS-Elements mit einem Masseelement des Schallwandlers verbunden ist. Zeichnungen

Fig. 1 zeigt einen seitlichen Querschnitt eines Schallwandlers mit einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgestalteten MEMS-Elements.

Fig. 2 zeigt einen seitlichen Querschnitt eines Schallwandlers mit einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgestalteten MEMS-Elements.

Fig. 3 zeigt Verfahrensschritte zur Herstellung eines MEMS-Elements nach dem Stand der Technik.

Fig. 4 zeigt Verfahrensschritte zur Herstellung eines MEMS-Elements gemäß der ersten Ausführungsform nach Fig. 1.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt einen seitlichen Querschnitt eines Schallwandlers mit einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgestalteten MEMS-Elements. Dargestellt ist ein Schallwandler 101 zum Erzeugen und/oder Empfangen von Schallsignalen 120. Der Schallwandler 101 weist hierfür ein Masseelement 110 und ein MEMS-Element 11 zur Bewegung des Masseelements 110 des Schallwandlers 101 auf. Hierbei ist das MEMS-Element 11 aus einem Substrat 21 hergestellt.

Das MEMS-Element 11 weist ein Aktorelement 31 mit zwei auf das Aktorelement 31 aufgebrachten Piezoelementen 35 zur Bewegung des Aktorelements 31 in vertikaler Richtung bezogen auf die Haupterstreckungsebene 15 des MEMS- Elements 11 auf. Prinzipiell wäre hier auch ein einziges Piezoelement 35 denkbar. Zusätzlich kann mittels des MEMS-Elements 11 natürlich auch eine Auslenkung des Masseelements 110 aufgrund eines empfangen Schallsingales 120 durch das Aktorelement 31 und den dort aufgebrachten Piezoelementen 35 detektiert werden. Die Piezoelemente 35 können als entsprechende Piezoschichten auf das Aktorelement 31 aufgebracht sein und durch eine nicht dargestellte Elektronik angesteuert bzw. ausgelesen werden. Insbesondere können die Piezoelemente 35 hierbei phasenverschoben angesteuert werden, um eine s-förmige Auslenkung des Aktorelements 31 zu erzielen.

Des Weiteren weist das MEMS-Element 11 ein mit dem Aktorelement 31 insbesondere unmittelbar verbundenes Verbindungselement 51 zur Verbindung des Aktorelements 31 mit dem Masseelement 110 des Schallwandlers 101 und zur Übertragung der Bewegung des Aktorelements 31 auf das Masseelement 110 auf, wobei das Verbindungselement 51 eine höhere Steifigkeit als das Aktorelement 31 aufweist. Das Verbindungselement 51 kann über ein Verbindungsmittel 111 , welches beispielsweise als Kleber ausgestaltet ist, mit dem Masseelement 110 verbunden sein. Die höhere Steifigkeit des Verbindungselements 51 gegenüber der Steifigkeit des Aktorelements 31 ist hierbei durch die größere Dicke des Verbindungselements 51 gegenüber der Dicke des Aktorelements 31 erreicht, wobei Dicke die Ausmaße des jeweiligen Elements 31 , 51 in vertikaler Richtung bedeutet.

Das Aktorelement 31 ist zudem mit einem Aufhängungselement 71 verbunden, welches das restliche Substrat 21 bildet und ebenfalls eine höhere Steifigkeit als das Aktorelement 31 aufweist, wiederum erzielt durch eine größere Dicke.

Des Weiteren ist die Geometrie des Aktorelements 31 durch eine Kavität 41 des Substrats 21 definiert ist, wobei die Kavität 41 derartig im Substrat 21 ausgestaltet ist, dass das Substrat 21 selbst einen Tiefenanschlag 61 für das Aktorelement 31 in der vertikalen Richtung bezogen auf die Haupterstreckungsebene 15 bildet. Hierbei ist der Tiefenanschlag 61 durch eine Höhe h der Kavität 41 definiert.

Insbesondere ist das Verbindungselement 51 seitlich am Aktorelement 31 angeordnet und bildet einen Stumpf, wobei die Kavität 41 derartig geöffnet ist, dass das Verbindungselement 51 vom restlichen Substrat 21 getrennt ist und somit das Aktorelement 31 und das Verbindungselement 51 entsprechend beweglich sind. Durch die entsprechende Ausgestaltung kann sich das Aktorelement 31 mit dem Verbindungselement 51 um das Aufhängungselement 71 als Lagerpunkt bewegen, was durch einen entsprechenden Doppelpfeil dargestellt ist Alternativ könnte ein Tiefenanschlag auch durch eine Breite der Öffnung zwischen dem Verbindungselement 51 und dem restlichen Substrat 21 definiert sein.

Das MEMS-Element 11 kann zudem über eine Verbindung 131 , welche beispielsweise wiederum als Kleber ausgestaltet ist, mit einem Trägerelement 130 verbunden sein, welche beispielsweise als PCB ausgestaltet ist

Fig. 2 zeigt einen seitlichen Querschnitt eines Schallwandlers mit einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgestalteten MEMS-Elements.

Dargestellt ist ein Schallwandler 102, welcher, ebenfalls wie der Schallwandler 101 aus Fig. 1 , zum Erzeugen und/oder Empfangen von Schallsignalen 120 dient. Der Schallwandler 102 weist hierfür wiederum ein Masseelement 110 und ein MEMS-Element 12 zur Bewegung des Masseelements 110 eines Schallwandlers 102 auf. Hierbei ist das MEMS-Element 12 aus einem Substrat 22 hergestellt.

Zudem weist das MEMS-Element 12 ein Aktorelement 32 mit zwei auf das Aktorelement 32 aufgebrachten Piezoelementen 35 zur Bewegung des Aktorelements 32 in vertikaler Richtung, dargestellt durch den Doppelpfeil, bezogen auf die Haupterstreckungsebene 15 des MEMS-Elements 12 auf. Alternativ wäre es auch denkbar, dass statt den beiden Piezoelementen 35 ein einzelnes, ringförmiges Piezoelement genutzt wird. Zusätzlich kann mittels des MEMS-Elements 12 natürlich auch eine Auslenkung des Masseelements 110 aufgrund eines empfangen Schallsingales 120 durch das Aktorelement 32 und den dort aufgebrachten Piezoelementen 35 detektiert werden. Die Piezoelemente 35 können wiederum als entsprechende Piezoschichten auf das Aktorelement 32 aufgebracht sein und durch eine nicht dargestellte Elektronik angesteuert bzw. ausgelesen werden. Insbesondere können die Piezoelemente 35 hierbei phasenverschoben angesteuert werden, um eine s-förmige Auslenkung des Aktorelements 32 zu erzielen. Des Weiteren weist das MEMS-Element 12 ein mit dem Aktorelement 32 insbesondere unmittelbar verbundenes Verbindungselement 52 zur Verbindung des Aktorelements 32 mit dem Masseelement 110 des Schallwandlers 102 und zur Übertragung der Bewegung des Aktorelements 32 auf das Masseelement 110 auf, wobei das Verbindungselement 52 eine höhere Steifigkeit als das Aktorelement 32 aufweist. Das Verbindungselement 52 kann über ein Verbindungsmittel 111 , welches beispielsweise als Kleber ausgestaltet ist, mit dem Masseelement 110 verbunden sein. Die höhere Steifigkeit des Verbindungselements 52 gegenüber der Steifigkeit des Aktorelements 32 kann hierbei durch eine entsprechende Strukturierung des Aktorelements 32 erreicht werden, indem dieses in einer nicht dargestellten Draufsicht speichenartig ausgestaltet ist und entsprechende Ausnehmungen bzw. Durchbrüche aufweist, wohingegen das Verbindungselement 52 keine solche Ausnehmungen bzw. Durchbrüche aufweist.

Das Aktorelement 32 ist radial nach außen hin mit einem umlaufenden Aufhängungselement 72 verbunden, welches das restliche Substrat 22 bildet und ebenfalls eine höhere Steifigkeit als das Aktorelement 32 aufweist, wiederum erzielt durch ein Nichtvorhandensein von entsprechenden Ausnehmungen.

Des Weiteren ist die Geometrie des Aktorelements 32 durch eine Kavität 42 des Substrats 22 beeinflusst und kann insbesondere unter anderem hierdurch definiert sein, wobei die Kavität 42 derartig im Substrat 22 ausgestaltet ist, dass das Substrat 22 selbst einen Tiefenanschlag 62 für das Verbindungselement 52 und folglich mittelbar für das Aktorelement 32 in der vertikalen Richtung bezogen auf die Haupterstreckungsebene 15 bildet. Hierbei ist der Tiefenanschlag 62 durch eine Höhe h der Kavität 42 definiert. Insbesondere weist die Kavität 42 Bereiche mit je einer unterschiedlichen Höhe h aufweist, wobei insbesondere der Bereich der Kavität 42 mit der geringsten Höhe h als Tiefenanschlag 62 dient. Entsprechend weist die Kavität 42 im Bereich des Verbindungselements 52 eine geringere Höhe h auf als im Bereich des Aktorelements 32, sodass über das Verbindungselement 52 ein mittelbarer Tiefenanschlag 62 für das Aktorelement 32 gebildet ist. Das MEMS-Element 12 kann wiederum zudem über eine Verbindung 131 , welche beispielsweise als Kleber ausgestaltet ist, mit einem Trägerelement 130 verbunden, welche beispielsweise als PCB ausgestaltet ist

Fig. 3 zeigt Verfahrensschritte zur Herstellung eines MEMS-Elements nach dem Stand der Technik.

So wird in einem Verfahrensschritt a) ein Substrat 220 bereitgestellt, welches als SOI-Wafer ausgestaltet ist.

In einem anschließenden Verfahrensschritt b) kann dann ein Piezoelement 35 als Piezoschicht aufgetragen werden.

In einem Verfahrensschritt c) erfolgt daraufhin ein Trenchprozess, um ein Aktorelement 230 und ein Verbindungselement 250 zu erzeugen.

Anschließend wird in einem Verfahrensschritt d) auf einer Seite ein Tiefenanschlag 260 und auf der anderen Seite eine Aufhängung 270 für das Aktorelement 230 erzeugt, indem das Erzeugnis aus Verfahrensschritt c) mittels eines Waferbonds 132 auf einen als Wafer ausgestaltetes Trägerelement 130 gebondet wird, wodurch ein MEMS-Element erhalten wird, welches ähnlich zu dem MEMS-Element 11 nach der Fig. 1 als Cantilever ausgestaltet ist. Hierbei ergibt sich allerdings die Schwierigkeit, dass man während des Herstellungsprozesses im Stand der Technik sehr fragile Strukturen auf dem Wafer 130 handhaben und vereinzeln muss. Außerdem kann der vertikale Abstand d für den Tiefenanschlag 260 mittels des Waferbonds 132 nur unzureichend genau eingestellt werden. Des Weiteren ist die Geometrie des Aktorelements 230, und damit die Resonanzfrequenz, gemäß Verfahrensschritt c) durch einen Trenchprozess definiert, dessen Dimensionen prozessbedingt durch Verkippungen und Aufweitungen ungenau sein können.

Fig. 4 zeigt Verfahrensschritte zur Herstellung eines MEMS-Elements ähnlich der ersten Ausführungsform nach Fig. 1.

In einem Verfahrensschritt a) wird ein Substrat 21 mit einer Kavität 41 bereitgestellt, wobei dies hier ein Cavity-SOI-Wafer ist. Alternativ kann ein Substrat mit entsprechender Kavität auch mittels eines porösen Siliziumprozess oder mittels einer Trenchprozess für die Kavität realisiert werden. In einem Verfahrensschritt b) wird daraufhin ein Piezoelement 35 als eine piezoelektrische Schicht abgeschieden und strukturiert. Dies kann weitere nicht dargestellte Schichten wie beispielweise Elektrodenschichten, Barrierenschichten, usw. umfassen. In einem Verfahrensschritt c) wird die Kavität 41 einseitig nach unten hin geöffnet, wodurch eine Öffnung 45 entsteht, welche das Aktorelement 31 und das Verbindungselement 51 vom restlichen Substrat 21 trennt und entsprechend beweglich macht. Hierdurch erhält man ein MEMS-Element, welches sich vom MEMS-Element 11 der Fig. 1 lediglich in der Anzahl der Piezoelemente 35 unterscheidet. Der Fertigungsablauf kann hierbei noch weitere Schritte umfassen, beispielsweise das Anlegen von Marken oder die Vereinzelung der Elemente.