[發明專利]具有非傳導感測質量體的微機電傳感器和通過微機電傳感器感測的方法

有效

• 申請號: 201210385131.7
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN103206970B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: A·A·梅拉西;B·德瑪西;A·科里吉利亞諾
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司;米蘭綜合工科大學
• 主分類號: G01D5/241
• 分類號: G01D5/241
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華,張寧

1.一種微機電傳感器，包括：

支撐結構(2；102；202；302)，具有形成電容器(10)的至少第一電極(7a；107a；207a；307a)和至少第二電極(7b；107b；207b；307b)；

非傳導材料的感測裝置(3；103；203；303)，布置成與關聯于所述電容器(10)的電場交互并且根據自由度(X；Z)相對于所述支撐結構(2；102；202；302)可移動，從而所述感測裝置(3；103；203；303)相對于所述第一電極(7a；107a；207a；307a)和相對于所述第二電極(7b；107b；207b；307b)的相對位置響應于外部應力而可變；

其特征在于所述感測裝置(3；103；203；303)由在下組中選擇的材料制成，所述組包括本征半導體材料、半導體材料的氧化物、半導體材料的氮化物。

2.根據權利要求1所述的傳感器，其中所述感測裝置(3；103；203；303)由在下組中選擇的材料制成，所述組包括本征硅、本征鍺、本征砷化鎵。

3.根據權利要求1或者2所述的傳感器，其中所述感測裝置(3；103；203)具有在如下程度上在所述第一電極(7a；107a；207a)與所述第二電極(7b；107b；207b)之間插入的板(3a；103a；203a)，所述程度依賴于所述感測裝置(3；103；203)的、根據所述自由度(X)相對于所述第一電極(7a；107a；207a)和相對于所述第二電極(7b；107b；207b)的所述相對位置。

4.根據權利要求3所述的傳感器，包括：多個第一電極(7a；107a；207a)和多個第二電極(7b；107b；207b)，彼此相向并且交替布置而且從所述支撐結構(2；102；202)朝著所述感測裝置(3；103；203)延伸；

其中相鄰的第一電極(7a；107a；207a)和第二電極(7b；107b；207b)相互電隔離；

并且其中所述感測裝置(3；103；203)具有在如下程度上在相應成對的第一電極(7a；107a；207a)與第二電極(7b；107b；207b)之間插入的多個板(3a；103a；203a)，所述程度由所述感測裝置(3；103；203)相對于所述第一電極(7a；107a；207a)和相對于所述第二電極(7b；107b；207b)的所述相對位置而確定。

5.根據權利要求4所述的傳感器，其中相鄰的第一電極(7a；107a；207a)和第二電極(7b；107b；207b)限定相應平行板電容器(10)。

6.根據權利要求4或者5所述的傳感器，其中所述感測裝置(3)在所述多個板的插入方向上與所述支撐結構(2)的、與所述感測裝置(3)相向的表面(4a)平行地可移動。

7.根據權利要求6所述的傳感器，其中所述感測裝置(3)的所述板(3a)從所述感測裝置(3)朝著所述支撐結構(2)橫向延伸。

8.根據權利要求4或者5所述的傳感器，其中所述感測裝置(103)與所述支撐結構(102)的、與所述感測裝置(103)相向的表面垂直可移動。

9.根據權利要求8所述的傳感器，其中所述感測裝置(103)的所述板(103a)布置于所述感測裝置(103)與所述支撐結構(102)的、與所述感測裝置(103)相向的所述表面之間。

10.根據權利要求9所述的傳感器，其中所述第一電極和所述第二電極從所述支撐結構的所述表面朝著所述感測裝置延伸。

11.一種電子系統，包括控制單元(410)和耦合到所述控制單元(410)的、根據權利要求1-10任意一個所述的微機電傳感器(1)。

12.一種通過微機電傳感器感測的方法，包括：

將非傳導體放置于電容器的附近，從而所述非傳導體與關聯于所述電容器的電場交互；并且

將所述非傳導體機械耦合到所述電容器，從而所述非傳導體根據自由度相對于所述電容器可移動，并且從而所述非傳導體相對于所述電容器的相對位置響應于外部應力而可變；并且

確定所述電容器的電容；

其特征在于所述非傳導體由在下組中選擇的材料制成，所述組包括本征半導體材料、半導體材料的氧化物、半導體材料的氮化物。

13.根據權利要求12所述的方法，其中所述電容器包括彼此相向的第一電極和第二電極，并且其中放置包括在所述第一電極與所述第二電極之間引入所述非傳導體。