光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2013年
9期
2266-2271
,共6页
张海峰%刘晓为%李海%陈楠
張海峰%劉曉為%李海%陳楠
장해봉%류효위%리해%진남
检测电容%表面粗糙度%电极%微机电系统
檢測電容%錶麵粗糙度%電極%微機電繫統
검측전용%표면조조도%전겁%미궤전계통
detecting capacitance%surface roughness%electrode%Micro-electro-mechanical System (MEMS)
平行板电容是大多数MEMS传感器件的核心检测结构.考虑随着检测电极间距的减小,电极表面粗糙度会对其空间电场分布产生影响,本文研究了电极表面粗糙度对检测电容性能的影响.建立了单粗糙电极的平行板电容器模型,并采用有限元法分析了表面粗糙度和边缘效应对静电场分布的影响;针对粗糙表面增大了电极存储电荷的能力,对粗糙表面的平行板电容器计算公式进行了修正.采用原子力显微镜对不同粗糙度的样本进行了表征,实验和仿真结果表明:减小两电极之间的距离,增大检测电极的表面粗糙度,可以显著增大检测电容.当检测电极的粗糙度从0.063 nm增加到60 nm时,平行板电容器电容值增大了9.0％.结论显示,增大MEMS电容器两电极的表面粗糙度,可以有效地增大MEMS器件的检测灵敏度.
平行闆電容是大多數MEMS傳感器件的覈心檢測結構.攷慮隨著檢測電極間距的減小,電極錶麵粗糙度會對其空間電場分佈產生影響,本文研究瞭電極錶麵粗糙度對檢測電容性能的影響.建立瞭單粗糙電極的平行闆電容器模型,併採用有限元法分析瞭錶麵粗糙度和邊緣效應對靜電場分佈的影響;針對粗糙錶麵增大瞭電極存儲電荷的能力,對粗糙錶麵的平行闆電容器計算公式進行瞭脩正.採用原子力顯微鏡對不同粗糙度的樣本進行瞭錶徵,實驗和倣真結果錶明:減小兩電極之間的距離,增大檢測電極的錶麵粗糙度,可以顯著增大檢測電容.噹檢測電極的粗糙度從0.063 nm增加到60 nm時,平行闆電容器電容值增大瞭9.0％.結論顯示,增大MEMS電容器兩電極的錶麵粗糙度,可以有效地增大MEMS器件的檢測靈敏度.
평행판전용시대다수MEMS전감기건적핵심검측결구.고필수착검측전겁간거적감소,전겁표면조조도회대기공간전장분포산생영향,본문연구료전겁표면조조도대검측전용성능적영향.건립료단조조전겁적평행판전용기모형,병채용유한원법분석료표면조조도화변연효응대정전장분포적영향;침대조조표면증대료전겁존저전하적능력,대조조표면적평행판전용기계산공식진행료수정.채용원자력현미경대불동조조도적양본진행료표정,실험화방진결과표명:감소량전겁지간적거리,증대검측전겁적표면조조도,가이현저증대검측전용.당검측전겁적조조도종0.063 nm증가도60 nm시,평행판전용기전용치증대료9.0％.결론현시,증대MEMS전용기량전겁적표면조조도,가이유효지증대MEMS기건적검측령민도.
