CN101256900A - 驻极体元件及具备该驻极体元件的静电感应型转换装置 - Google Patents
驻极体元件及具备该驻极体元件的静电感应型转换装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101256900A CN101256900A CNA2007101648806A CN200710164880A CN101256900A CN 101256900 A CN101256900 A CN 101256900A CN A2007101648806 A CNA2007101648806 A CN A2007101648806A CN 200710164880 A CN200710164880 A CN 200710164880A CN 101256900 A CN101256900 A CN 101256900A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electret
- mentioned
- barrier film
- foil
- foil electret
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Micromachines (AREA)
Abstract
本发明提供一种驻极体元件，其包括：注入了电荷的驻极体膜，和设置在驻极体膜的表面上、且电子亲和力比驻极体膜小的阻挡膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种驻极体元件及具备该驻极体元件的静电感应型转换装置。
背景技术
过去，已公知具备驻极体膜的静电感应型发电装置。该具备驻极体膜的静电感应型发电装置由可动电极、固定电极、以及形成在固定电极上的、由聚四氟乙烯(特氟隆，注册商标)等树脂材料制成的电荷保持材料即驻极体膜构成。这种静电感应型发电装置被构成为：通过可动电极振动，使由在驻极体膜中积聚的电荷感应的可动电极的电荷量发生变化，将此变化两作为电流进行输出(发电)。
但是，在具备上述驻极体膜的静电感应型发电装置中，由于驻极体膜的表面暴露在大气中，因此，会有随时间的推移在驻极体膜中积聚的电荷减少的不良。由此，就会存在驻极体膜的表面电位下降这样的问题。因此，还会存在因驻极体膜的表面电位的下降、静电感应型发电装置的发电量下降这样的问题。
发明内容
根据本发明第一方面的驻极体元件，包括注入了电荷的驻极体膜，和设置在驻极体膜的表面上、且电子亲和力比驻极体膜小的阻挡膜。再有，所谓电子亲和力是从导带的底到真空能级的能量差。
根据本发明第二方面的驻极体元件，包括注入了电荷的驻极体膜，和设置在驻极体膜的表面上、且含有有机成分的阻挡膜。
根据本发明第三方面的静电感应型转换装置，包括驻极体元件，该驻极体元件包含注入了电荷的驻极体膜和设置在驻极体膜的表面上、且具有有机成分的阻挡膜。
根据本发明第四方面的静电感应型转换装置，包括驻极体元件，该驻极体元件包含注入了电荷的驻极体膜和设置在驻极体膜的表面上、且电子亲和力比驻极体膜小的阻挡膜。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的驻极体元件的结构的剖面图。
图2是表示图1所示的第一实施方式的驻极体元件的结构的放大剖面图。
图3是表示图1所示的第一实施方式的驻极体元件的导带的能带图。
图4是表示在样品1～3中表面电位与经过时间的关系的曲线图。
图5是表示在样品1、3、4及5中表面电位与经过时间的关系的曲线图。
图6是表示在样品6～11中表面电位与经过时间的关系的曲线图。
图7是表示本发明第二实施方式的驻极体元件的结构的剖面图。
图8是用于说明形成本发明第二实施方式的驻极体元件的阻挡膜所产生的效果的图。
图9是表示在样品12～14中表面电位与经过时间的关系的曲线图。
图10是表示本发明第三实施方式的驻极体元件的结构的剖面图。
图11是表示在样品15及16中表面电位率与经过时间的关系的曲线图。
图12是表示在样品15及16中表面电位率与经过时间的关系的图表。
图13是表示在样品15及16中表面电位率与相对湿度的关系的曲线图。
图14是表示在样品15及16中表面电位率与相对湿度的关系的图表。
图15是表示本发明第四实施方式的静电感应型发电装置的结构的剖面图。
具体实施方式
下面，根据附图说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
参照图1～图3，说明本发明第一实施方式的驻极体元件100的结构。
在本发明第一实施方式的驻极体元件100中，如图1所示，在硅衬底1的表面上形成电极2。此硅衬底1具有约0.1mm～约1mm的厚度。此外，电极2具有约1μm～200μm的厚度，并且通过热扩散掺杂磷(P)来形成电极2。
在此，在第一实施方式中，在电极2的表面上，在X方向上隔开规定的间隔形成多个驻极体膜3。此驻极体膜3具有约0.1μm～约20μm的厚度，且由通过热氧化法形成的SiO2制成。此外，在驻极体膜3中，添加由磷(P)或硼(B)组成的杂质。还有，如图2所示，驻极体膜3积聚有注入的电子。具体地，如图3所示，在驻极体膜3的禁带中，因悬挂键(ダングルリングボンド)、杂质、缺陷及界面等形成俘获能级，在此俘获能级中电子被积聚。
此外，在第一实施方式中，如图1所示，在电极2的表面上，以覆盖驻极体膜3的方式形成阻挡膜4。此阻挡膜4具有约0.1μm～约20μm的厚度，且由MSQ(甲基倍半硅氧烷，Methyl Silses Quioxane：メチルシルセスキシオキサン)或SiOC构成。
此外，在第一实施方式中，如图3所示，由MSQ或SiOC形成的阻挡膜4具有比由SiO2形成的驻极体膜3的电子亲和力V1小的电子亲和力V2。所谓电子亲和力是指从导带的底到真空能级的能量差。因此，在驻极体膜3和大气之间由于驻极体膜3的电子亲和力V1和阻挡膜4的电子亲和力V2之差而形成有能量势垒V3。
此外，驻极体元件100由驻极体膜3和阻挡膜4构成。
下面，参照图1，说明本发明第一实施方式的驻极体元件100的制造过程。
首先，如图1所示，在硅衬底1的表面上，通过利用热扩散掺杂磷(P)而形成电极2。通过此热扩散的电极2的形成条件设定为，温度：900℃，时间：90分钟。接着，在1100℃的条件下，利用热氧化法，在电极2的表面上形成氧化硅膜。然后，对氧化硅膜离子注入磷(P)或硼(B)。此后，使用光刻法及RIE(Reactive Ion Etching：反应性离子刻蚀)法，通过构图氧化硅膜而形成驻极体膜3。
接着，在电极2的表面上，以覆盖驻极体3的方式形成阻挡膜4。在此，在形成由MSQ制成的阻挡膜4的情况下，首先，在驻极体膜3及电极2的表面上滴下将由CH3Si(OH)3形成的硅化合物溶入乙醇类溶液中的物质。作为此乙醇类溶液，例如可使用异丙醇(IPA)和丙酮。
接着，以旋转速度5500rpm使硅衬底1旋转20秒。由此，在驻极体膜3及电极2的表面上形成覆盖膜。然后，在氮气氛中，在100℃、150℃、200℃及22℃的各温度下，各实施1分钟热处理，由此使乙醇蒸发。此后，通过在温度：约400℃、时间：约30分钟的条件下执行热处理，形成由MSQ组成的阻挡膜4。
再有，在形成由SiOC组成的阻挡膜4的情况下，利用PE-CVD(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition：等离子体化学气相沉积)法，形成由SiOC组成的阻挡膜4。此外，作为基于PE-CVD法的SiOC的形成条件，例如可设定为，压力：532Pa、高频(RF)功率：600W，衬底温度：350℃、原料气体：三甲基硅烷(TMS)及O2。
最后，设硅衬底1的温度为80℃，使用电晕放电法，对驻极体膜3注入电子。如此，就形成了图1所示的驻极体元件100。
在第一实施方式中，如上所述，在驻极体膜3的表面上，通过设置具有比驻极体膜3的电子亲和力V1小的电子亲和力V2的阻挡膜4，在驻极体膜3与大气之间，就能够因驻极体膜3的电子亲和力V1和阻挡膜4电子亲和力V2之差而形成能量势垒V3。因此，在通过热和光的外部能量向导带激发(图3的箭头A方向)在驻极体膜3的浅的俘获能级中捕捉的电子的情况下，由于借助于能量势垒V3，使此被激发的自由电子不向大气中释放，而是返回到原俘获能级(图3的箭头B方向及C方向)，所以能够抑制积聚在驻极体膜3的电子的减少。因此，能够抑制驻极体元件100的表面电位的下降。
此外，在第一实施方式中，在驻极体膜3中添加由磷(P)或硼(B)组成的杂质，由此，借助于由磷(P)或硼(B)组成的杂质，就能够在驻极体膜3的禁带中形成密度高的杂质能级(俘获能级)。由此，由于能够在此密度高的杂质能级中捕捉电子，因此，能够提高积聚在驻极体膜3中的电荷量。
接着，说明为确认上述第一实施方式的阻挡膜的效果而进行的实验。在此实验中，制作下面的样品1～3。具体地，制作对应于在由SiO2形成的驻极体膜的表面上形成由MSQ组成的阻挡膜的上述第一实施方式的样品1的驻极体元件、和对应于在由SiO2膜形成的驻极体膜的表面上形成由SiOC组成的阻挡膜的上述第一实施方式的样品2的驻极体元件。此外，还制作由SiO2形成的驻极体膜单体构成的比较例的样品3。再有，样品1～3的由SiO2形成的驻极体膜具有1μm的厚度，且通过热氧化法来形成。此外，样品1的由MSQ形成的阻挡膜具有0.3μm的厚度，且通过旋涂法来形成。此外，样品2的由SiOC形成的阻挡膜具有0.3μm的厚度，且通过PE-CVD法来形成。然后，在对制作出的样品1～3进行电子注入的同时，测量进行了电子注入的样品1～3的表面电位。其结果在图4中示出。
基于图4所示的测量结果，对应于在由SiO2形成的驻极体膜的表面上形成由MSQ组成的阻挡膜的上述第一实施方式的样品1的驻极体元件的表面电位，在经过528小时(22天)后，约为-1020V。此外，对应于在由SiO2形成的驻极体膜的表面上形成由SiOC组成的阻挡膜的上述第一实施方式的样品2的驻极体元件的表面电位，在经过528小时(22天)后，约为-811V。此外，由SiO2形成的驻极体膜单体构成的比较例的样品3的表面电位，在经过528小时(22天)后，约为-330V。
根据上述测量结果，如样品1及2那样，证明了通过在驻极体膜的表面上形成阻挡膜，则驻极体元件的表面电位增大。认为这是由于借助于具有比驻极体膜的电子亲和力小的阻挡膜，在驻极体膜和大气之间形成能量势垒，从而能够抑制注入到驻极体膜中的电子向大气中的释放。
接着，说明为确认上述第一实施方式的驻极体膜的厚度的影响而进行的实验。在此实验中，为了确认驻极体膜的厚度的影响，制作与在具有2.4μm的厚度、且由SiO2形成的驻极体膜的表面上形成由MSQ组成的阻挡膜的上述第一实施方式对应的样品4的驻极体元件，和由具有2.4μm的厚度的SiO2形成的驻极体膜单体构成的比较例的样品5。再有，样品4及样品5除驻极体膜的厚度外，分别与上述样品1及3相同。然后，测量样品4及样品5的表面电位。其结果在图5中示出。
基于图5所示的测量结果，与在由具有2.4μm厚度的驻极体膜的表面上形成阻挡膜的上述第一实施方式对应的样品4的驻极体元件的表面电位，在经过21天后，约为-1917V。此外，由具有2.4μm厚度的驻极体膜单体构成的比较例的样品5的表面电位，在经过21天后，约为-354V。
根据上述测量结果，在与在驻极体膜的表面上形成阻挡膜的上述第一实施方式对应的情况下，如样品4那样，证明了通过加大驻极体膜的厚度就会使驻极体元件的表面电位大幅度地增大。另一方面，在由驻极体膜单体构成的比较例的情况下，如样品5那样，则证明了即使加大驻极体膜的厚度，驻极体膜的表面电位也仅稍微增大。认为这是因为相对于驻极体膜的厚度，可积聚在驻极体膜的电荷量饱和。由此，能够证明通过在驻极体膜的表面上形成阻挡膜，相对于驻极体膜的厚度，能够抑制可积聚在驻极体膜中的电荷量的饱和。
接着，说明为了确认在上述第一实施方式的驻极体膜中添加由磷(P)或硼(B)组成的杂质的效果而进行的实验。在此实验中，制作下面的样品6～11。具体地，制作与在未添加杂质的驻极体膜的表面上形成阻挡膜的上述第一实施方式对应的样品6的驻极体元件，与在添加了硼(B)的驻极体膜的表面上形成阻挡膜的上述第一实施方式对应的样品7的驻极体元件，与在添加了磷(P)的驻极体膜的表面上形成阻挡膜的上述第一实施方式对应的样品8的驻极体元件。此外，制作由未添加杂质的驻极体膜单体构成的比较例的样品9，由添加了硼(B)的驻极体膜单体构成的比较例的样品10和添加了磷(P)的驻极体膜单体构成的比较例的样品11。再有，样品6～11的驻极体膜具有1.5μm的厚度，且由通过热氧化法形成的SiO2形成。此外，样品6～8的阻挡膜具有约0.3μm的厚度，且由通过旋涂法形成的MSQ形成。此外，对于样品7的驻极体膜的硼(B)的添加及对于样品8的驻极体膜的磷(P)的添加，在注入能量：约380keV、注入量：约2×1013ions/cm2的注入条件下，通过离子注入来进行。此外，对于样品10的驻极体膜的硼(B)的添加及对于样品11的驻极体膜的磷(P)的添加，在注入能量：约120keV、注入量：约2×1015ions/cm2的注入条件下，通过离子注入来进行。然后，在对制作的样品6～11进行电子注入的同时，测量进行了电子注入的样品6～11的表面电位。其结果在图6中示出。
基于图6所示的测量结果，与在未添加杂质的驻极体膜的表面上形成阻挡膜的上述第一实施方式对应的样品6的驻极体元件的表面电位，在经过1968小时(82天)后，约为-1208V。此外，与在添加了硼(B)的驻极体膜的表面上形成阻挡膜的上述第一实施方式对应的样品7的驻极体元件的表面电位，在经过1968小时(82天)后，约为-1340V。此外，与在添加了磷(P)的驻极体膜的表面上形成阻挡膜的上述第一实施方式对应的样品8的驻极体元件的表面电位，在经过1968小时(82天)后，约为-1304V。此外，由未添加杂质的驻极体膜单体构成的比较例的样品9的表面电位，在经过1968小时(82天)后，约为-335V。由添加了硼(B)的驻极体膜单体构成的比较例的样品10的表面电位，在经过1968小时(82天)后，约为-9V。此外，由添加了磷(P)的驻极体膜单体构成的比较例的样品11的表面电位，在经过1968小时(82天)后，约为5V(未图示)。
根据上述测量结果，在与在驻极体膜的表面上形成阻挡膜的上述第一实施方式对应的情况下，如样品7及8那样，证明了通过在驻极体膜中添加由硼(B)或磷(P)组成的杂质，与未添加杂质的样品6相比，驻极体元件的表面电位增大。另一方面，在由驻极体膜单体构成的比较例的情况下，如样品10及11那样，证明了如果在驻极体膜中添加了由硼(B)或磷(P)组成的杂质，则与未添加杂质的样品9相比，表面电位就会变小。认为这是因为注入的电子通过由在驻极体膜中添加杂质3而形成的杂质能级被释放。
(第二实施方式)
参照图7，在此第二实施方式中说明形成含有有机成分的阻挡膜201的驻极体元件200的结构。
如图7所示，在此第二实施方式的驻极体元件200中，在电极2的表面上，以覆盖驻极体膜3的方式形成阻挡膜201。此阻挡膜201具有约0.1μm～20μm的厚度，且由MSQ或SiOC形成。
在此，在第二实施方式中，由MSQ或SiOC形成的阻挡膜201含有具有疏水性的有机成分即甲基。具体地，阻挡膜201包含具有甲基的聚硅氧烷。由此，阻挡膜201的表面具有比驻极体膜3的表面低的湿润性。
此外，驻极体元件200由驻极体膜3和阻挡膜201构成。
再有，第二实施方式的其它结构与上述第一实施方式相同。
此外，第二实施方式的制造过程与上述第一实施方式相同。
在第二实施方式中，如上所述，通过在驻极体膜3的表面上设置包含具有疏水性的甲基的阻挡膜4，就能够借助于具有疏水性的阻挡膜4来抑制驻极体膜3与大气中的水分的接触(参照图8)。由此，能够抑制积聚在驻极体膜3中的电子向大气中的水分泄漏，因此，能够抑制积聚在驻极体膜3中的电子的减少。因此，能够抑制驻极体元件200的表面电位的下降。
再有，第二实施方式的其它效果与上述第一实施方式相同。
接着，说明为确认上述第二实施方式的阻挡膜的效果而进行的实验。在此实验中，制作下面的样品12～14。具体地，制作与在由SiO2形成的驻极体膜的表面上形成由MSQ组成的阻挡膜的上述第二实施方式对应的样品12的驻极体元件，和与在由SiO2形成的驻极体膜的表面上形成由SiOC组成的阻挡膜的上述第二实施方式对应的样品13的驻极体元件。此外，制作由SiO2形成的驻极体膜单体构成的比较例的样品14。再有，样品12～14的由SiO2形成的驻极体膜，具有1μm的厚度，且通过热氧化法来形成。此外，样品12的由MSQ形成的阻挡膜具有0.3μm的厚度，且通过旋涂法来形成。此外，样品13的由SiOC形成的阻挡膜具有0.3μm的厚度，且通过PE-CVD法来形成。然后，对制作出的样品12～14进行电子注入。再有，样品12的表面(由MSQ形成的阻挡膜的表面)的接触角在电子注入前为92度，在电子注入后为45度。此外，样品14的表面(由SiO2形成的驻极体膜的表面)的接触角在电子注入前为39度，在电子注入后为31度。此外，样品13的表面(由SiOC形成的阻挡膜的表面)的接触角与样品12的表面的接触角同程度。然后，测量样品12～14的表面电位。其结果在图9中示出。
基于图9所示的测量结果，与在由SiO2形成驻极体膜的表面上形成由MSQ组成的阻挡膜的上述第二实施方式对应的样品12的驻极体元件的表面电位，在经过528小时(22天)后，约为-1020V。此外，与在由SiO2形成的驻极体膜的表面上形成由SiOC组成的阻挡膜的上述第二实施方式对应的样品13的驻极体元件的表面电位，在经过528小时(22天)后，约为-811V。此外，由SiO2形成的驻极体膜单体构成的比较例的样品14的表面电位，在经过528小时(22天)后，约为-330V。
根据上述测量结果，如样品12及13那样，证明了通过在驻极体膜的表面上形成阻挡膜，驻极体元件的表面电位增大。认为这是由于借助于具有比驻极体膜的表面湿润性低的湿润性的阻挡膜的表面，能够抑制驻极体膜与大气中的水分接触，从而能够抑制注入到驻极体膜中的电子的泄漏。
(第三实施方式)
参照图10，在此第三实施方式中说明与通过热氧化法形成驻极体膜的第一实施方式和第二实施方式不同的、通过等离子体CVD法形成由TEOS(テトラエチルオルトシリケ一ト，四乙基原硅酸盐)膜形成驻极体膜的例子。
如图10所示，根据第三实施方式的驻极体元件250，在硅衬底1的表面上通过等离子体CVD法成膜驻极体膜25(TEOS膜)后，在驻极体膜25上通过旋涂法形成MSQ膜。然后，通过利用电晕放电对驻极体膜25进行电荷注入来形成驻极体元件250。
在第三实施方式中，如上所述，即使在利用等离子体CVD法形成驻极体膜25(TEOS膜)的情况下，也能够借助于由MSQ形成的阻挡膜251来抑制驻极体膜25与大气中的水分的接触。由此，由于能够抑制积聚在驻极体膜25中的电子向大气中的水分泄漏，因此能够抑制积聚在驻极体膜25中的电子的减少。因此，能够抑制驻极体元件250的表面电位的下降。
再有，第三实施方式的其它结构及效果与上述第一及第二实施方式相同。
接着，说明为确认上述第三实施方式的阻挡膜的效果而进行的实验。在此实验中，制作下面的样品15及16。具体地，制作与在由TEOS形成的驻极体膜的表面上形成由MSQ组成的阻挡膜的上述第三实施方式对应的样品15的驻极体元件，和在由TEOS形成的驻极体膜的表面上没有形成阻挡膜的比较例的样品16。
首先，测量电荷注入后的时效变化中的表面电位的大小。其结果在图11及图12中示出。再有，驻极体元件的保存条件是温度为大约25度，相对湿度为大约35％。
根据图11及图12所示的测量结果，在对应于第三实施方式的样品15中，电荷注入后经过72小时后的表面电位率相对于电荷注入后的表面电位，为约61％的大小。相对于此，在比较例的样品16中，电荷注入后经过72小时后的表面电位率相对于电荷注入后的表面电位，下降到约2％的大小。由此，证明了即使在通过CVD法形成的驻极体膜(TEOS膜)上形成阻挡膜的情况下，也能够抑制驻极体膜的表面电位的下降。
接着，在样品15及16中，测量改变保存注入了电荷的驻极体元件时的湿度时候的表面电位的变化率。具体地，在相对湿度为约10％、约35％及约80％的条件下进行测量。其结果在图13及图14中示出。再有，保存条件是室温为大约25度，保管时间为大约6小时。
如图13及图14的测量结果所示，样品15及16的表面电位率在相对湿度约10％的条件下，各自相对于电荷注入后的表面电位为约86％的大小。相对于此，在相对湿度约80％的条件下，对应于第三实施方式的样品15的表面电位率相对于电荷注入后的表面电位变为约79％的大小，比较例的样品16的表面电位率相对电荷注入后的表面电位下降到约4％的大小。认为这是由于借助于由MSQ形成的阻挡膜，更可靠地抑制了保持在驻极体膜中的电荷流出的原因、即大气中的水分侵入驻极体膜中。因此，根据此结果，通过在驻极体膜上设置由MSQ形成的阻挡膜，就能够提高驻极体元件的耐湿性。即，即使在高湿的条件下也能够抑制表面电位的下降。
(第四实施方式)
参照图15，说明第四实施方式的静电感应型发电装置300的结构。再有，在第四实施方式中，说明在作为静电感应型转换装置的一个例子的静电感应型发电装置300中应用本发明的情况。
如图15所示，此第四实施方式的静电感应型发电装置300包括：固定部310、可动部320和弹簧330。固定部310由硅衬底等构成。此外，在固定部310的表面上，形成第一实施方式的电极2、驻极体膜3及阻挡膜4。即，在固定部310的表面上，形成有第一实施方式的驻极体元件100。此外，在固定部310的X方向上的两端部形成支持部311。在此支持部311上设置弹簧330。
此外，可动部320的X方向上的两端部受弹簧330支持。由此，可动部320被设计成相对于固定部310能够在X方向上移动。此外，与固定部310的表面隔开规定的间隔设置可动部320。再有，在可动部320的固定部310的侧面，在X方向上隔开规定的间隔形成多个可动电极321。设置此可动电极321使其与驻极体膜3相对。
接着，参照图15，说明本发明的第四实施方式的静电感应型发电装置300的发电工作。
首先，如图15所示，由于相对配置驻极体膜3和可动电极321，所以在可动电极321上，借助于驻极体膜3能够感应正电荷。
接着，通过使静电感应型发电装置300在X方向上移动，可动电极321与可动部320一起在X方向上振动。而且，在直到可动电极321移动到与驻极体膜3不相对的位置时，由于驻极体膜3和可动电极321的距离变大，所以减少了通过驻极体膜3而在可动电极321上感应的正电荷量。
此后，在直到可动电极321移动到与驻极体膜3相对的位置时，增加通过驻极体膜3而在可动电极321上感应的正电荷量。此正电荷的变化量变成电流被输出。然后，可动电极321反复进行上述动作，由此继续进行发电。
在第四实施方式中，如上所述，由于通过设置驻极体元件100而能够抑制驻极体元件100的表面电位的下降，因此，能够抑制静电感应型发电装置300的发电量的下降。
再有，应当认为，本次公开的实施方式的所有方面仅是一种例示，而不应受限于此。本发明的范围不是上述实施方式的说明，而是按权利要求所示，还包括与权利要求相等同的含义及其范围内的所有变更。
例如，在上述第一～第四实施方式中，虽然示出了使用由SiO2形成的驻极体膜3的例子，但本发明不限于此，也可以使用由SiN等其它的材质来形成的驻极体膜。
此外，在上述第一、第二及第四实施方式中，虽然示出了通过热氧化法形成由SiO2形成的驻极体膜3的例子，但本发明不限于此，例如也可以用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PVC(聚氯乙烯)或聚碳酸酯等来形成。再有，这些材料是有机材料，由于可以通过柔软加工形成为薄片状，所以能够进行大量生产。
此外，在上述第一、第二及第四实施方式中，虽然示出了通过热氧化法形成由SiO2形成驻极体膜3的例子，但本发明不限于此，例如，也可以用PE(聚乙烯)、PS(聚苯乙烯)、PP(聚丙烯)或PET(聚对苯二甲酸乙二酯)等来形成。再有，这些材料是无极性材料，由于疏水性大，因此能够抑制由于水而引起的表面电位大小的减小。
此外，在上述第一、第二及第四实施方式中，虽然示出了通过热氧化法形成由SiO2形成的驻极体膜3的例子，但本发明不限于此，例如，也可以用PTFE(聚四氟(代)乙烯)、PFA(四氟(代)乙烯·全氟烃基乙烯醚共聚合体)、FEP(四氟(代)乙烯·六氟丙烯共聚合体)、ETFE(四氟(代)乙烯·乙烯共聚合体)、PVDF(聚亚乙烯萤石)、PCTFE(聚氯三氟乙烯)、PVF(聚乙烯萤石)、FEP-聚四氟乙烯(四氟(代)乙烯-六(异)丙烯共聚合体)、BVE(4-乙烯氧代-1-丁烯)聚合体等来形成。再有，这些材料含有氟，能够进行成型加工，并且，熔点在有机材料中是中等程度，另一方面，由于耐热性高，所以能够在较宽的环境下使用。
此外，在上述第一、第二及第四实施方式中，虽然示出了通过热氧化法形成由SiO2形成的驻极体膜3的例子，但本发明不限于此，例如，也可以用MgTiO3(钛酸镁)、BaTiO3(钛酸钡)、CaTiO3(钛酸钙)、Al2O3(氧化铝)等来形成。再有，这些材料是无机材料，由于熔点超过约1000度，因此比有机材料耐热性高，硬度也高。因此，例如在利用这些材料形成振动结构的可动体时，能够以高精度制作可动体。
此外，在上述第一及第二实施方式中，虽然示出了通过热氧化法形成由SiO2形成的驻极体膜3的例子，但本发明不限于此，例如，也可以用Si3N4(氮化硅膜)等来形成。
此外，在上述第三实施方式中，虽然示出了在TEOS膜上形成由MSQ形成的阻挡膜的例子，但本发明不限于此，也可以形成由SiOC形成的阻挡膜。
此外，在上述第一～第四实施方式中，虽然示出了形成由MSQ或SiOC形成的阻挡膜的例子，但本发明并不限于此，也可以形成由氟类树脂(CF)形成的阻挡膜。
此外，在第一～第四实施方式中，作为阻挡膜，虽然示出了利用旋涂法形成MSQ(メチルシルセスキシオキサン)膜的例子，但本发明并不限于此，例如，也可以用聚酰亚胺膜(有机聚合物)来形成。再有，这些材料通过旋涂等涂敷法被形成在驻极体膜上，与CVD法受化学反应路径或反应温度等的限制相比，能够形成宽度大的覆盖膜。
此外，在上述第一、第二及第四实施方式中，作为阻挡膜，虽然示出了利用CVD法形成SiOC膜的例子，但本发明限于此，也可以用CF膜、聚四氟乙烯类膜或聚对亚苯基二甲基类膜等来形成。再有，这些材料通过CVD法被形成在驻极体膜上，膜淀积伴随着溅射现象而有所进展，由此能够适用于形成微细的布线间沟槽。
此外，在上述第一、第二及第四实施方式中，虽然示出了通过热扩散掺杂磷(P)形成电极2的例子，但本发明不限于此，也可以用金(Au)或铝(Al)等来形成电极。
此外，在上述第一、第二及第四实施方式中，当形成由SiOC形成的阻挡膜4时，作为原料气体，虽然示出使用三甲基硅烷及O2的例子，但本发明不限于此，在形成由SiOC形成的阻挡膜4时，作为原料气体，也可以使用其它有机硅烷类气体和N2O或O2。再有，作为其它的有机硅烷类气体，有单甲基硅烷(SiH3CH3)、二甲基硅烷((CH3)2SiH2)等。
此外，在上述第四实施方式中，作为静电感应型转换装置的一个例子，虽然示出了静电感应型发电装置300，但本发明不限于此，如果是含有驻极体元件的静电感应型转换装置，也能够适用于静电感应型致动器等其它的静电感应型转换装置。
此外，在上述第四实施方式中，虽然示出了在固定部310形成第一实施方式的驻极体元件100的例子，但本发明不限于此，也可以在固定部310形成第二实施方式的驻极体元件200或第三实施方式的驻极体元件250。
此外，在上述第四实施方式中，虽然示出了在固定部310形成驻极体膜3、同时在可动部320形成可动电极321的例子，但本发明不限于此，也可以在固定部形成固定电极，同时在可动部形成驻极体膜。
Claims (19)
1、一种驻极体元件，包括：
注入了电荷的驻极体膜，和
设置在上述驻极体膜的表面上、且电子亲和力比上述驻极体膜小的阻挡膜。
2、根据权利要求1所述的驻极体元件，其中，上述阻挡膜包含MSQ及SiOC中的任意一种。
3、根据权利要求1所述的驻极体元件，其中，上述阻挡膜包含有机成分。
4、根据权利要求3所述的驻极体元件，其中，上述阻挡膜的上述有机成分包含具有疏水性的甲基。
5、根据权利要求1所述的驻极体元件，其中，在上述驻极体膜中添加有杂质。
6、根据权利要求5所述的驻极体元件，其中，上述杂质包含磷及硼中的至少一种。
7、一种驻极体元件，包括：
注入了电荷的驻极体膜，和
设置在上述驻极体膜的表面上、且包含有机成分的阻挡膜。
8、根据权利要求7所述的驻极体元件，其中，上述有机成分具有疏水性。
9、根据权利要求7所述的驻极体元件，其中，上述阻挡膜包含MSQ及SiOC中的任意一种。
10、根据权利要求7所述的驻极体元件，其中，上述阻挡膜的电子亲和力比上述驻极体膜的电子亲和力小。
11、根据权利要求7所述的驻极体元件，其中，在上述驻极体膜中添加有杂质。
12、根据权利要求11所述的驻极体元件，其中，上述杂质包含磷及硼中的至少一种。
13、一种静电感应型转换装置，包括驻极体元件，该驻极体元件包含注入了电荷的驻极体膜和设置在上述驻极体膜的表面上、且具有有机成分的阻挡膜。
14、根据权利要求13所述的静电感应型转换装置，其中，上述阻挡膜包含MSQ及SiOC中的任意一种。
15、根据权利要求13所述的静电感应型转换装置，其中，上述阻挡膜包含具有疏水性的有机成分。
16、根据权利要求13所述的静电感应型转换装置，其中，在上述驻极体膜中添加有杂质。
17、根据权利要求16所述的静电感应型转换装置，其中，上述杂质包含磷及硼中的至少一种。
18、根据权利要求13所述的静电感应型转换装置，其中，上述静电感应型转换装置是发电装置。
19、一种静电感应型转换装置，包括驻极体元件，该驻极体元件包含注入了电荷的驻极体膜和设置在上述驻极体膜的表面上、且电子亲和力比上述驻极体膜小的阻挡膜。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006267270 | 2006-09-29 | ||
| JP2006267270 | 2006-09-29 | ||
| JP2007072872 | 2007-03-20 | ||
| JP2007227457 | 2007-09-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101256900A true CN101256900A (zh) | 2008-09-03 |
Family
ID=39891594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2007101648806A Pending CN101256900A (zh) | 2006-09-29 | 2007-09-20 | 驻极体元件及具备该驻极体元件的静电感应型转换装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101256900A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102197449B (zh) * | 2008-10-23 | 2013-03-20 | 松下电器产业株式会社 | 驻极体电极、使用了它的促动器、振动发电器及振动发电装置、以及安装了振动发电装置的通信装置 |
| CN106165447A (zh) * | 2014-02-11 | 2016-11-23 | 沃威音响技术有限公司 | 改进的静电式换能器 |
| CN107112136A (zh) * | 2014-10-22 | 2017-08-29 | 国立大学法人静冈大学 | 驻极体元件、搭载该驻极体元件的话筒以及该驻极体元件的制造方法 |
| US10785575B2 (en) | 2014-02-11 | 2020-09-22 | Warwick Acoustics Limited | Electrostatic transducer |
| US11825265B2 (en) | 2019-05-07 | 2023-11-21 | Warwick Acoustics Limited | Electrostatic transducer and diaphragm |
-
2007
- 2007-09-20 CN CNA2007101648806A patent/CN101256900A/zh active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102197449B (zh) * | 2008-10-23 | 2013-03-20 | 松下电器产业株式会社 | 驻极体电极、使用了它的促动器、振动发电器及振动发电装置、以及安装了振动发电装置的通信装置 |
| CN106165447A (zh) * | 2014-02-11 | 2016-11-23 | 沃威音响技术有限公司 | 改进的静电式换能器 |
| CN106165447B (zh) * | 2014-02-11 | 2019-06-21 | 沃威音响有限公司 | 改进的静电式换能器 |
| US10349183B2 (en) | 2014-02-11 | 2019-07-09 | Warwick Acoustics Limited | Electrostatic transducer |
| US10785575B2 (en) | 2014-02-11 | 2020-09-22 | Warwick Acoustics Limited | Electrostatic transducer |
| CN107112136A (zh) * | 2014-10-22 | 2017-08-29 | 国立大学法人静冈大学 | 驻极体元件、搭载该驻极体元件的话筒以及该驻极体元件的制造方法 |
| CN107112136B (zh) * | 2014-10-22 | 2019-10-08 | 国立大学法人静冈大学 | 驻极体元件、搭载该驻极体元件的话筒以及该驻极体元件的制造方法 |
| US11825265B2 (en) | 2019-05-07 | 2023-11-21 | Warwick Acoustics Limited | Electrostatic transducer and diaphragm |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7956497B2 (en) | Electret device and electrostatic induction conversion apparatus comprising the same | |
| CN101256900A (zh) | 驻极体元件及具备该驻极体元件的静电感应型转换装置 | |
| Ambrico et al. | Melanin Layer on Silicon: an Attractive Structure for a Possible Exploitation in Bio‐Polymer Based Metal–Insulator–Silicon Devices | |
| Egginger et al. | Mobile ionic impurities in poly (vinyl alcohol) gate dielectric: possible source of the hysteresis in organic field‐effect transistors | |
| TWI397123B (zh) | 具改良強度及改良矽-碳鏈結之矽碳氧化物介電材料，含前述介電材料之半導體元件及其製造方法 | |
| US20130330482A1 (en) | Carbon-doped silicon nitride thin film and manufacturing method and device thereof | |
| JP2011091996A (ja) | 静電誘導型変換素子 | |
| US20090079295A1 (en) | Electrostatic generator | |
| KR101207209B1 (ko) | 다층 봉지막의 제조방법 및 이를 이용한 플렉시블 유기 반도체 소자의 제조방법 | |
| Xu et al. | Spray coating of polymer electret with polystyrene nanoparticles for electrostatic energy harvesting | |
| US5759635A (en) | Method for depositing substituted fluorocarbon polymeric layers | |
| US4672849A (en) | Semiconductor vibration detecting structure | |
| Ko et al. | Electrically and thermally stable gate dielectrics from thiol–ene cross-linked systems for use in organic thin-film transistors | |
| Jeong et al. | Optimization of a solution-processed SiO2 gate insulator by plasma treatment for zinc oxide thin film transistors | |
| KR101401601B1 (ko) | ｉＣＶＤ 공정을 이용한 절연막 형성 방법 | |
| Fatima et al. | Compositional engineering of the pi-conjugated small molecular VOPcPhO: Alq 3 complex to boost humidity sensing | |
| KR20060090483A (ko) | 풀러렌을 포함하는 저유전 박막 형성용 조성물, 이를이용한 저유전 박막 및 저유전 박막의 제조방법 | |
| Kim et al. | Densely cross-linked polysiloxane dielectric for organic thin-film transistors with enhanced electrical stability | |
| Tousignant et al. | High performance organic electronic devices based on a green hybrid dielectric | |
| JP4755800B2 (ja) | フッ化ビニリデンオリゴマー薄膜製造方法及び該薄膜を用いたデバイス | |
| Kang et al. | Proton conducting perhydropolysilazane-derived gate dielectric for solution-processed metal oxide-based thin-film transistors | |
| Selçuk et al. | Electrical characteristics of Al/poly (methyl methacrylate)/p-Si Schottky device | |
| US20080265686A1 (en) | Electret device and electrostatic operating apparatus | |
| Li et al. | Organic thin-film transistors with novel high-k polymers as dielectric layers | |
| Jang et al. | Balancing Surface Hydrophobicity and Polarizability of Fluorinated Dielectrics for Organic Field‐Effect Transistors with Excellent Gate‐Bias Stability and Mobility |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080903 |