本發明專利技術涉及包括至少一個平行板電容器的電容裝置（１０），該平行板電容器包括彼此部分重疊的第一電極部件、介電層以及第二電極部件，等效電容取決于重疊區域的大小。給定失準極限（Δｘ↓［Ａ］）。所述第一電極部件包括相對于縱軸（ｘ）對稱布置的第一和第二電極（４↓［１］，４↓［２］），所述第一和第二電極具有彼此面對的相應的第一邊，它們是線性的并且平行，使得在其間定義間隙。所述第二電極部件（３）包括第三電極，該第三電極具有設置在所述間隙的相對側且借助于中間部分（３↓［３］）互連的第一部分（３↓［１］）和第二部分（３↓［２］），中間部分由函數Ｆ（ｘ）根據第一參數ｋ和第二參數Ａ定義。所述兩個參數中的一個適于選擇成由此允許計算另一個參數，以確定第二電極部件的形狀和大小，使得電容裝置的電容在失準極限內將是失準不變的。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及由至少一個平行板電容器組成的電容裝置，該平行板電 容器包括第一電極部件、介電層以及第二電極部件，它們基本上平行設 置在所述介電層的兩側，并且彼此部分重疊，由此等效電容取決于所述第一和第二電極部件的重疊區域(overlapping area)的大小，并且其 中給出失準(misalignment)極限，該失準極限定義相應的第一和第二 電極部件之間失準的最大可容許程度。本專利技術還涉及這種電容裝置的制 造方法。
技術介紹
眾所周知的事實是由于制造過程期間的可容許的失準非常難以甚 至不可能制造正好具有期望電容的電容器，特別是在平行板電容器裝置 的情況下，其中第 一電極部件與第二電極部件之間的重疊面積給出電 容。由此，不可能保證電容正好是期望的電容；只可能保證它將落在由 可容許失準給出的范圍內，即可容許失準極限內。這無疑是不利的，因 為在許多情況下，需要精確限定的電容。 一種特定情況涉及所謂的變容 管(varactor),即可調電容器。例如考慮共面板和平行板電極在相位 和頻率捷變(即可調諧、可適配、可重新配置)微波系統中的應用。與 模擬(半導體MEM)變容管相比，基于使用鐵電膜的變容管具有更高的 調諧速度、更高的Q (質量)因子和更低的泄漏電流，這是非常有利的。圖U示意性地示出共面板變容管裝置10。15其中兩個共面電極3。" 301,被沉積在鐵電膜2。,的頂上，而該鐵電膜2。，又被設置在襯底1。,上。 對于圖IA的變容管裝置10。,，對于給定的鐵電膜，電容由電極的形狀以 及電極3。卜3。,.之間的間隙寬度g定義。在如圖1B-1F中所示的平行板 變容管中，鐵電膜改為夾在兩個電極之間，參見圖1B,其中鐵電膜2。2 被設置在頂部電極3。2,與底部電極3。2之間，底部電極3。2設置在襯底1。2 上。對于給定的鐵電膜，電容由頂部電極和底部電極重疊的區域中鐵電膜的厚度t以及該重疊面積(overlapping area)和該膜的介電常數定 義。圖1C示出平行板變容管裝置的可選實施方式，其中頂部電極3。3.設置在鐵電膜2。3上，與設置在襯底1。3上的底部電極3。3部分重疊。對于給定的鐵電膜，圖1C的變容管裝置10。3的電容由重疊面積給出，該重疊 面積由寬度wx 1+A 1給出，其中w是重疊部分的寬度，而1+厶1是重 疊部分的長度。圖ID示出又一種已知的平行板變容管裝置10。4,其包括襯底1。4、 頂部電極3。4,以及底部電極3。4,它們設置在鐵電膜2w的兩側，以便部 分重疊。低電容率膜(介電常數e<10) 4。4被布置以便定義重疊區域， 沒有這種額外膜的長度部分b定義實際相關部分。圖IE中示出了該裝 置的頂視圖，其中可以看到重疊部分的寬度c，以及由此該重疊區域由 低電容率膜中的開口 bxc定義。在包括襯底1。5、介電膜2。5、下電極和上電才及3。5、 3。5.的又一個平行 板裝置10。5中，在底部電極(3。5)或可選地在頂部電極(3。5.)中形成 開口，以定義重疊區域A=b x c。然而，所有這些已知的變容管裝置都有缺點。例如，如圖1A所示 的具有共面板電極的變容管具有簡單的設計，但它們比平行板變容管裝 置需要施加更高的電壓，通常所需的電壓在50-100V以上。如圖1B-1C 所示的具有平行板電極的變容管不需要這種高電壓，通常它具有5-20V 的電壓就足夠了，但另一方面，這種設計不利之處在于，在制造過程期 間，它們對頂部和底部電極的對準較敏感。正常情況下，使用具有極高 電容率的鐵電膜，并且由于該通常在100以上的4及高電容率，小失準A 1 (參見圖1C)也將導致電容的重大改變，這使電容的預測不可控，并且 因此這種裝置的設計的成本效率較低。圖1D、 IE中所示的設計提供了 好的電容預測，但它需要更多掩模和制造過程，使得成本效率低。圖IF 中所示的裝置提供了比較好的電容預測，但是它的缺點在于額外的歐姆 損耗與連接平行板結構的重疊區域的電容器的導線或墊片的跨接片相 關聯
技術實現思路
因此所需的是一種可以高程度預測電容的電容裝置。而且，需要一 種電容裝置，其具有簡單的設計，并且也不需要高電壓，特別是在變容 管裝置的情況下不需要高電壓。更具體地說，需要一種電容裝置或變容 管裝置，其對任何失準都高度不敏感。基本上，需要一種通過其電容是 可控的電容裝置或變容管裝置。更進一步，需要一種變容管裝置，其容 易制造并且制造成本合算。更進一步，需要這樣一種電容裝置，其由于 該設計而不會遭受高歐姆損耗。換句話說，需要一種電容裝置，其具有與電極關聯的低歐姆損耗或高Q因子，并且其不需要許多掩模和處理步驟，因此實現了成本合算的 制造。具體地說，需要一種平行板變容管或電容裝置，對于該平行板變 容管或電容裝置來說，有效重疊面積對在制造期間可能引入的任何失準 都不敏感。因此，提供一種如初始提到的電容裝置，其中第一電極部件包括關 于縱軸對稱布置的第一和第二電極。所述第一和第二電極具有彼此面對 的相應的第一邊，所述第一和第二電極是線性并且平行的，使得在其間 定義間隙。第二電極部件包括第三電極，第三電極包括第一部分和第二 部分，所述第一部分和第二部分設置在所述間隙的相對側，并通過中間 部分互連，所述中間部分由第一曲邊和第二曲邊界定。所述第一和第二 曲邊關于所述縱軸是對稱的并且反向(oppositely directed)。所述 中間部分的形狀由包含第一參數和第二參數的函數F(x)給出。所述參數 中的一個參數適于被選擇成允許計算另一個參數，使得電容裝置的電容 在給定的失準極限內是失準不變的。具體地說，所述第一參數(k)確定F(x)的形狀或曲率(和大小)， 而第二參數(A)是笫二電極部件即第三電極寬度的一半。在有利的實施 方式中，第一參數k適于被選擇成允許計算第二參數A，這在正常情況 下更容易。當然，該專利技術概念還涵蓋如下情況其中選擇第二參數，并 且根椐所述選擇計算第一參數。具體地說，第一和第二電極適于具有某 種形狀并布置成使得重疊區域給出預定電容，而與給定失準極限內出現 的任何失準(Ax)無關，所述失準給出在第一部分側和第二部分側的在 中間部分的區域中的不同重疊，即所述重疊區域關于在第 一和第二電極 中間的與縱軸垂直的軸是不對稱的。更具體地說，第一電極和第三電極之間的電容與第一電極和第三電 極的第一部分的重疊、在沒有任何失準的情況下笫一電極和中間部分之間的重疊以及第一失準重疊面積(AS,)的總和成比例，其中第一電極和 中間部分在縱向上受最大容許失準的限制。第二電極和第三電極之間的 電容與第二電極和第三電極的第二部分的重疊面積、在沒有任何失準的 情況下第二電極和中間部分之間的重疊以及在相反的縱向上受最大容 許失準限制的第二電極和中間部分的第二失準重疊面積(AS2)的總和成 比例。所迷第一和第二失準重疊面積具有相反的符號，即，如果第一失 準重疊面積具有正號，則第二失準重疊面積具有負號，反之亦然。具體 地說，所述第一和第二參數分別這樣選擇和計算，使得第一與第二失準 重疊面積AS!、 AS2之間或對應的第一和第二電容差Ad、 AC2之間的 關系將使得所述裝置的等效電容在給定的失準極限內與所產生的任何 失準無關。具體地說，笫一失準重疊面積厶S,等于第一部分的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種電容裝置（１０；２０；３０；４０），包括至少一個平行板電容器，所述平行板電容器包括第一電極部件（４↓［１］，４↓［２］；４↓［１］′，４↓［２］′；４↓［１］″，４↓［２］″；３↓［１０］，３↓［２０］，３↓［３０］）、介電層以及第二電極部件（３；３′；３″；４↓［１０］，４↓［２０］，４↓［３０］），它們基本上平行地設置在所述介電層的兩側，并且彼此部分重疊，所述電容裝置的等效電容取決于所述第一和第二電極部件的重疊區域的大小，并且給出了定義相應的第一與第二電極部件之間失準的最大可容許程度的失準極限（Δｘ↓［Ａ］）， 其特征在于： 所述第一電極部件（４↓［１］，４↓［２］；４↓［１］′，４↓［２］′；４↓［１］″，４↓［２］″；３↓［１０］，３↓［２０］，３↓［３０］）包括關于縱軸（ｘ）對稱布置的 第一和第二電極，所述第一和第二電極（４↓［１］，４↓［２］；４↓［１］′，４↓［２］′；４↓［１］″，４↓［２］″；３↓［１０］，３↓［２０］，３↓［３０］）具有彼此面對的相應的第一邊，所述第一和第二電極是線性并且平行的，使得在其間定義間隙，所述第二電極部件（３；３′；３″；４↓［１０］，４↓［２０］，４↓［３０］）包括第三電極，所述第三電極包括第一部分（３↓［１］；３↓［１］′；３↓［１］″）和第二部分（３↓［２］；３↓［２］′；３↓［２］″），所述第一部分和第二部分設置在所述間隙的相對側，并借助于中間部分（３↓［３］；３↓［３］′；３↓［３］″）互連，所述中間部分由第一曲邊和第二曲邊界定，其中第一和第二曲邊關于所述縱軸對稱并且反向，并且所述中間部分的形狀由取決于第一參數ｋ和第二參數Ａ的函數Ｆ（ｘ）給出，并且所述兩個參數中的一個參數適于被選擇，由此允許計算另一個參數，以確定第二電極部件（３；３′；３″；４↓［１０］，４↓［２０］，４↓［３０］）的形狀和大小，使得所述電容裝置的電容在所述失準極限內是失準不變的。...
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
【專利技術屬性】
技術研發人員：S格沃吉彥，A德萊尼夫，T萊溫，
申請(專利權)人：艾利森電話股份有限公司，
類型：發明
國別省市：SE[瑞典]
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