CN203631322U - 一种电容器及包括该电容器的电容式传感器 - Google Patents
一种电容器及包括该电容器的电容式传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203631322U CN203631322U CN201320865453.1U CN201320865453U CN203631322U CN 203631322 U CN203631322 U CN 203631322U CN 201320865453 U CN201320865453 U CN 201320865453U CN 203631322 U CN203631322 U CN 203631322U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- capacitor
- pole plate
- type sensor
- capacitance type
- conductive layer
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000007115 recruitment Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
本实用新型实施例公开了一种电容器及包括该电容器的电容式传感器，包括：多个间隔设置的第一极板和第二极板；位于所述第一极板和第二极板表面的导电层，所述导电层的表面为粗糙面，且所述粗糙面的粗糙度大于10nm，从而可以改变所述第一极板和第二极板高度的条件下，增加所述电容器的正对面积，进而在不改变所述电容器的两极板高度H与两极板之间距离W比值的条件下，增加所述电容器的初始电容值，即在不增加所述电容器制作的工艺难度的条件下，增加所述电容器及包括该电容器的电容式传感器的电容值。
Description
技术领域
本实用新型涉及微机电技术领域，尤其涉及一种电容器及包括该电容器的电容式传感器。
背景技术
MEMS即微机电系统（Microelectro Mechanical Systems），是微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。经过四十多年的发展，已成为世界瞩目的重大科技领域之一。它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术，具有广阔的应用前景。
截止到2010年，全世界有大约600余家单位从事MEMS的研制和生产工作，已研制出包括微型压力传感器、加速度传感器、微喷墨打印头、数字微镜显示器在内的几百种产品，其中，MEMS传感器占相当大的比例。
MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适用于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点，同时，在微米量级的特征尺寸使得他可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。
目前在电容式MEMS传感器工艺中，常采用叉指式电容（如图1所示）或平行板电容（如图2所示）作为驱动或感应，但是，受工艺能力的限制，现有技术中电容式MEMS传感器的电容值较小。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种电容器及包括该电容器的电容式传感器，以在不改变所述电容器两极板高度和两极板间距离比值的情况下，提高所述电容器及包括该电容器的电容式传感器的电容值。
为解决上述问题，本实用新型实施例提供了如下技术方案：
一种电容器，包括：
多个间隔设置的第一极板和第二极板；
位于所述第一极板和第二极板表面的导电层，所述导电层的表面为粗糙面，且所述粗糙面的粗糙度大于10nm。
优选的，所述粗糙面为锯齿面。
优选的，所述粗糙面为波浪面。
优选的，所述导电层为掺杂多晶硅。
优选的，所述导电层为涂覆在所述第一极板和第二极板表面的导电层。
优选的，所述电容器为平行板电容器或叉指电容器。
一种电容式传感器，所述电容式传感器包括上述任一项所述电容器。
优选的，所述电容式传感器为MEMS传感器。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本实用新型实施例所提供的技术方案，除包括第一极板和第二极板外，还包括位于所述第一极板和第二极板表面的导电层，所述导电层的表面为粗糙面，且所述粗糙面的粗糙度大于10nm，从而可以改变所述第一极板和第二极板高度的条件下，增加所述电容器的正对面积，进而在不改变所述电容器的两极板高度H与两极板之间距离W比值的条件下，增加所述电容器的初始电容值，即在不增加所述电容器制作的工艺难度的条件下，增加所述电容器及包括该电容器的电容式传感器的电容值。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中叉指式电容的结构示意图；
图2为现有技术中平行板电容的结构示意图；
图3为本实用新型实施例中所提供的电容器的结构示意图;
图4为本实用新型一个实施例中所提供的电容器的侧视图;
图5为本实用新型另一个实施例中所提供的电容器的侧视图。
具体实施方式
正如背景技术部分所述，受工艺能力的限制，现有技术中电容式MEMS传感器的电容值较小。
发明人研究发现，这是因为MEMS传感器结构中需要较厚的材料层，而在利用刻蚀工艺刻蚀厚度较厚而间隙较小的结构时，工艺难度很大，因此，受工艺能力的限制，对电容器极板的高度H和两个极板之间的距离W的比值H/W有一定的限制。如果增加电容器的高度，则必须增加电容器两个极板之间的距离W，以避免增加刻蚀工艺的难度。以平行板电容器为例，如图2所示，其电容值
其中，ε为该平行板电容的电介质介电常数，A为该平行板电容的正对面积，W为该平行板电容中两极板之间的距离。
由该式可以看出，增加所述电容器中两个极板的高度H，虽然会增加两极板的正对面积A，但是也会增加所述电容器中两个极板之间的距离W，而所述电容器中两个极板之间的距离W对电容器电容值的影响大于所述电容器中两个极板的高度H对电容器电容值的影响，即在同比例增加的情况下，增加所述电容器中两个极板之间的距离W引起的电容器电容值减小量大于增加所述电容器中两个极板的高度H引起电容器电容值的增加量，从而导致在保持所述电容值H/W不变的条件下，增加所述电容器两极板的高度H会降低所述电容器的初始电容值。
有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种电容器，包括：多个间隔设置的第一极板和第二极板；位于所述第一极板和第二极板表面的导电层，其中，所述导电层的表面为粗糙面，且所述粗糙面的粗糙度大于10nm。
相应的，本实用新型实施例还提供了一种包括上述电容器的电容式传感器。
由此可见，本实用新型实施例所提供的电容器及包括该电容器的电容式传感器除包括第一极板和第二极板外，还包括位于所述第一极板和第二极板表面的导电层，所述导电层的表面为粗糙面，且所述粗糙面的粗糙度大于10nm，从而可以改变所述第一极板和第二极板高度的条件下，增加所述电容器的正对面积，进而在不改变所述电容器的两极板高度H与两极板之间距离W比值的条件下，增加所述电容器的初始电容值，即在不增加所述电容器制作的工艺难度的条件下，增加所述电容器及包括该电容器的电容式传感器的电容值。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
下面以所述电容器为平行板电容器为例对本实用新型实施例所提供的电容器进行详细描述。需要说明的是，本实用新型实施例所提供的电容器可以为平行板电容器，也可以为叉指式电容器，还可以为其他类型的电容器，本实用新型对此并不做限定。
如图3所示，本实用新型实施例所提供的电容器包括：多个间隔设置的第一极板1和第二极板2；位于所述第一极板1和第二极板2表面的导电层3，其中，所述导电层3的表面为粗糙面，且所述粗糙面的粗糙度大于10nm。
在本实用新型的一个实施例中，所述粗糙面为锯齿面，如图4所示，在本实用新型的另一个实施例中，所述粗糙面为波浪面，在本实用新型的其他实施例中，所述粗糙面还可以为不规则形状面，如图5所示，本实用新型对此并不做限定，只要保证所述粗糙面的粗糙度大于10nm即可，从而在保证所述第一极板1与第二极板2面积不变的条件下，增加所述电容器的正对面积，即在既不增加所述电容器两极板高度，也不增加两极板长度的前提下，增加所述电容器的正对面积，进而在不改变所述电容器的两极板高度H与两极板之间距离W比值的条件下，增加所述电容器的初始电容值，使得本实用新型实施例所提供的电容器，可以在不增加制作的工艺难度的条件下，增加所述电容器的电容值。
在本实用新型的一个实施例中，所述导电层3为涂覆在所述第一极板1和第二极板2表面的导电层；在本实用新型的另一个实施例中，所述导电层3为粘贴在所述第一极板1和第二极板2表面的导电层；在本实用新型的其他实施例中，所述导电层3还可以通过其他方式固定在所述第一极板1和第二极板2表面，如Rugged POLY（粗糙多晶硅）生长工艺等，本实用新型对此并不做限定，只要保证所述导电层3固定于所述第一极板1和第二极板2表面即可。
优选的，所述导电层3可以为掺杂多晶硅，但本实用新型对此并不做限定，只要保证所述导电层3具有良好的导电性能，且其背离所述第一极板1或第二极板2的表面为粗糙面即可。
需要说明的是，当所述第一极板1和第二极板2的半导体材料时，所述导电层3优选为与半导体工艺兼容，与第一极板1和第二极板2的膨胀系数匹配，且与所述第一极板1和第二极板2的粘附力强的导电层。更优选的，所述导电层3为制作成本工艺低的导电层。
综上所述，本实用新型实施例所提供的电容器，除包括第一极板和第二极板外，还包括位于所述第一极板和第二极板表面的导电层，所述导电层的表面为粗糙面，且所述粗糙面的粗糙度大于10nm，从而可以在不改变所述第一极板和第二极板高度的条件下，增加所述电容器的正对面积，进而在不改变所述电容器的两极板高度H与两极板之间距离W比值的条件下，增加所述电容器的初始电容值，即在不增加所述电容器制作的工艺难度的条件下，增加所述电容器的电容值。
相应的，本实用新型实施例还提供了一种电容式传感器，所述电容式传感器包括本实用新型任一实施例所提供的电容器，包括：多个间隔设置的第一极板和第二极板；位于所述第一极板和第二极板表面的导电层，所述导电层的表面为粗糙面，且所述粗糙面的粗糙度大于10nm。其中，第一极板为固定极板，第二极板为可动极板，即所述第二极板可以相对于所述第一极板移动，从而可以在使用过程中，根据具体需求，通过移动所述第二极板，改变所述第一极板和第二极板之间的距离。
优选的，所述电容式传感器为MEMS传感器，但本实用新型对此并不做限定，只要所述电容式传感器利用电容器作为驱动或感应，本实用新型实施例所提供的电容式传感器均适用。
由于本实用新型实施例所提供的电容式传感器中，其电容器除包括第一极板和第二极板外，还包括位于所述第一极板和第二极板表面的导电层，所述导电层的表面为粗糙面，且所述粗糙面的粗糙度大于10nm，从而在不改变所述电容器的两极板高度H与两极板之间距离W比值的条件下，增加所述电容器的初始电容值，即在不增加所述电容器制作的工艺难度的条件下，增加所述电容式传感器的电容值。
而且，对于电容式传感器而言，其差分电容的电容变化ΔC=2εA0d0/(d0 2-x2)，其中，ε为相对介电常数,A0即为所述电容式传感器中电容器的正对面积,d0为所述电容式传感器中两极板的初始间距，x为在外界激励下第二极板的运动距离。由该式可以看出，当第二极板相对于第一极板的位置发生变化时，增加所述电容式传感器中电容器的正对面积A0，可以增加所述电容式传感器的电容变化ΔC，从而增强所述电容式传感器的信噪比。
综上所述，本实用新型实施例所提供的电容式传感器，可以在不增加所述电容式传感器制作的工艺难度的条件下，增加所述电容式传感器的初始电容值，并增加所述电容式传感器的信噪比。
本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种电容器，其特征在于，包括：
多个间隔设置的第一极板和第二极板；
位于所述第一极板和第二极板表面的导电层，所述导电层的表面为粗糙面，且所述粗糙面的粗糙度大于10nm。
2.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于，所述粗糙面为锯齿面。
3.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于，所述粗糙面为波浪面。
4.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于，所述导电层为掺杂多晶硅。
5.根据权利要求4所述的电容器，其特征在于，所述导电层为涂覆在所述第一极板和第二极板表面的导电层。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电容器，其特征在于，所述电容器为平行板电容器或叉指电容器。
7.一种电容式传感器，其特征在于，所述电容式传感器包括权利要求1-6任一项所述电容器。
8.根据权利要求7所述的电容式传感器，其特征在于，所述电容式传感器为MEMS传感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320865453.1U CN203631322U (zh) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | 一种电容器及包括该电容器的电容式传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320865453.1U CN203631322U (zh) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | 一种电容器及包括该电容器的电容式传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203631322U true CN203631322U (zh) | 2014-06-04 |
Family
ID=50817776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320865453.1U Expired - Lifetime CN203631322U (zh) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | 一种电容器及包括该电容器的电容式传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203631322U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107406250A (zh) * | 2015-03-09 | 2017-11-28 | 株式会社村田制作所 | 微机电电容式传感器结构和装置 |
-
2013
- 2013-12-25 CN CN201320865453.1U patent/CN203631322U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107406250A (zh) * | 2015-03-09 | 2017-11-28 | 株式会社村田制作所 | 微机电电容式传感器结构和装置 |
| CN107406250B (zh) * | 2015-03-09 | 2019-10-01 | 株式会社村田制作所 | 微机电电容式传感器结构和装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110398259B (zh) | 多感知功能的柔性传感器件及制备方法 | |
| KR102051518B1 (ko) | 자가 동력 터치 센서 겸용 에너지 수확 장치 | |
| EP3021476B1 (en) | Sliding-friction power generator, power generation method and vector displacement sensor | |
| JP3016870B2 (ja) | エラストメリック・マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システムズ | |
| CN103532430B (zh) | 基于压电和摩擦电耦合的柔性微型能量采集器的制备方法 | |
| EP0742904B1 (en) | Method of making a micromechanical silicon-on-glass tuning fork gyroscope | |
| CN109474200B (zh) | 基于miura-ori折叠并具有压电增强效应的摩擦发电机 | |
| CN109490575B (zh) | 一种低阻尼电容式加速度传感器及其制备方法 | |
| CN102393264B (zh) | 一种基于纳米压电纤维的压力传感器 | |
| CN204434267U (zh) | 电容结构及电容式mems器件 | |
| WO2014106361A1 (zh) | 变面积型电容式横向加速度传感器及制备方法 | |
| CN106092384A (zh) | 电容型压力传感器及其制备方法 | |
| CN206164826U (zh) | 一种敏感膜及mems 麦克风 | |
| CN205151756U (zh) | 一种基于氮化镓的静电梳状驱动式微镜 | |
| CN102844832A (zh) | 加速度开关及电子器件 | |
| CN102620864B (zh) | 一种基于cmut 的超低量程压力传感器及其制备方法 | |
| CN103434999A (zh) | 基于soi片衬底硅阳极键合的电容式温度、湿度、气压和加速度传感器集成制造方法 | |
| CN103454018A (zh) | 压力传感器、振荡器、超声波传感器及测量方法 | |
| CN203631322U (zh) | 一种电容器及包括该电容器的电容式传感器 | |
| CN104764904B (zh) | 一种三轴压电加速度计 | |
| CN101834065B (zh) | 一种可调节微机械器件弹性系数的变面积电容结构 | |
| JP2012532470A (ja) | Ｍｅｍｓ可変キャパシタの製造方法 | |
| TWI631740B (zh) | 多層可變形裝置及包含該多層可變形裝置的顯示裝置 | |
| CN105333889A (zh) | 一种电容式的环境传感器及其制造方法 | |
| CN103293338B (zh) | 电容式加速度传感器的传感部件、制作方法及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 261031 Dongfang Road, Weifang high tech Industrial Development Zone, Shandong, China, No. 268 Patentee after: Goertek Inc. Address before: 261031 Dongfang Road, Weifang high tech Industrial Development Zone, Shandong, China, No. 268 Patentee before: Goertek Inc. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200615 Address after: 266104 room 103, 396 Songling Road, Laoshan District, Qingdao, Shandong Province Patentee after: Goer Microelectronics Co.,Ltd. Address before: 261031 Dongfang Road, Weifang high tech Industrial Development Zone, Shandong, China, No. 268 Patentee before: GOERTEK Inc. |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140604 |