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
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作者
张海峰;刘晓为;李海;陈楠
期刊
光学精密工程
年份