平行板電容是大多數(shù)MEMS 傳感器件的核心檢測(cè)結(jié)構(gòu)。考慮隨著檢測(cè)電極間距的減小,電極表面粗糙度會(huì)對(duì)其空間電場(chǎng)分布產(chǎn)生影響,本文研究了電極表面粗糙度對(duì)檢測(cè)電容性能的影響。建立了單粗糙電極的平行板電容器模型,并采用有限元法分析了表面粗糙度和邊緣效應(yīng)對(duì)靜電場(chǎng)分布的影響; 針對(duì)粗糙表面增大了電極存儲(chǔ)電荷的能力,對(duì)粗糙表面的平行板電容器計(jì)算公式進(jìn)行了修正。采用原子力顯微鏡對(duì)不同粗糙度的樣本進(jìn)行了表征,實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果表明:減小兩電極之間的距離,增大檢測(cè)電極的表面粗糙度,可以顯著增大檢測(cè)電容。當(dāng)檢測(cè)電極的粗糙度從0. 063 nm 增加到60 nm 時(shí),平行板電容器電容值增大了9. 0%。結(jié)論顯示,增大MEMS 電容器兩電極的表面粗糙度,可以有效地增大MEMS 器件的檢測(cè)靈敏度
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作者
張海峰;劉曉為;李海;陳楠
期刊
光學(xué)精密工程
年份