电容装置及与其相关的方法

专利名称：电容装置及与其相关的方法
技术领域：
本发明涉及由至少一个平行板电容器组成的电容装置，该平行板电 容器包括第一电极部件、介电层以及第二电极部件，它们基本上平行设 置在所述介电层的两侧，并且彼此部分重叠，由此等效电容取决于所述
第一和第二电极部件的重叠区域(overlapping area)的大小，并且其 中给出失准(misalignment)极限，该失准极限定义相应的第一和第二 电极部件之间失准的最大可容许程度。本发明还涉及这种电容装置的制 造方法。
背景技术：
众所周知的事实是由于制造过程期间的可容许的失准非常难以甚 至不可能制造正好具有期望电容的电容器，特别是在平行板电容器装置 的情况下，其中第 一电极部件与第二电极部件之间的重叠面积给出电 容。由此，不可能保证电容正好是期望的电容；只可能保证它将落在由 可容许失准给出的范围内，即可容许失准极限内。这无疑是不利的，因 为在许多情况下，需要精确限定的电容。 一种特定情况涉及所谓的变容 管(varactor),即可调电容器。例如考虑共面板和平行板电极在相位 和频率捷变(即可调谐、可适配、可重新配置)微波系统中的应用。与 模拟(半导体MEM)变容管相比，基于使用铁电膜的变容管具有更高的 调谐速度、更高的Q (质量)因子和更低的泄漏电流，这是非常有利的。
图U示意性地示出共面板变容管装置10。15其中两个共面电极3。" 301,被沉积在铁电膜2。,的顶上，而该铁电膜2。，又被设置在衬底1。,上。 对于图IA的变容管装置10。,，对于给定的铁电膜，电容由电极的形状以 及电极3。卜3。,.之间的间隙宽度g定义。在如图1B-1F中所示的平行板 变容管中，铁电膜改为夹在两个电极之间，参见图1B,其中铁电膜2。2 被设置在顶部电极3。2,与底部电极3。2之间，底部电极3。2设置在衬底1。2 上。对于给定的铁电膜，电容由顶部电极和底部电极重叠的区域中铁电膜的厚度t以及该重叠面积(overlapping area)和该膜的介电常数定 义。
图1C示出平行板变容管装置的可选实施方式，其中顶部电极3。3.
设置在铁电膜2。3上，与设置在衬底1。3上的底部电极3。3部分重叠。对于
给定的铁电膜，图1C的变容管装置10。3的电容由重叠面积给出，该重叠 面积由宽度wx 1+A 1给出，其中w是重叠部分的宽度，而1+厶1是重 叠部分的长度。
图ID示出又一种已知的平行板变容管装置10。4,其包括衬底1。4、 顶部电极3。4,以及底部电极3。4,它们设置在铁电膜2w的两侧，以便部 分重叠。低电容率膜(介电常数e<10) 4。4被布置以便定义重叠区域， 没有这种额外膜的长度部分b定义实际相关部分。图IE中示出了该装 置的顶视图，其中可以看到重叠部分的宽度c，以及由此该重叠区域由 低电容率膜中的开口 bxc定义。
在包括衬底1。5、介电膜2。5、下电极和上电才及3。5、 3。5.的又一个平行 板装置10。5中，在底部电极(3。5)或可选地在顶部电极(3。5.)中形成 开口，以定义重叠区域A=b x c。
然而，所有这些已知的变容管装置都有缺点。例如，如图1A所示 的具有共面板电极的变容管具有简单的设计，但它们比平行板变容管装 置需要施加更高的电压，通常所需的电压在50-100V以上。如图1B-1C 所示的具有平行板电极的变容管不需要这种高电压，通常它具有5-20V 的电压就足够了，但另一方面，这种设计不利之处在于，在制造过程期 间，它们对顶部和底部电极的对准较敏感。正常情况下，使用具有极高 电容率的铁电膜，并且由于该通常在100以上的4及高电容率，小失准A 1 (参见图1C)也将导致电容的重大改变，这使电容的预测不可控，并且 因此这种装置的设计的成本效率较低。图1D、 IE中所示的设计提供了 好的电容预测，但它需要更多掩模和制造过程，使得成本效率低。图IF 中所示的装置提供了比较好的电容预测，但是它的缺点在于额外的欧姆 损耗与连接平行板结构的重叠区域的电容器的导线或垫片的跨接片相 关联
发明内容
因此所需的是一种可以高程度预测电容的电容装置。而且，需要一 种电容装置，其具有简单的设计，并且也不需要高电压，特别是在变容 管装置的情况下不需要高电压。更具体地说，需要一种电容装置或变容 管装置，其对任何失准都高度不敏感。基本上，需要一种通过其电容是 可控的电容装置或变容管装置。更进一步，需要一种变容管装置，其容 易制造并且制造成本合算。更进一步，需要这样一种电容装置，其由于 该设计而不会遭受高欧姆损耗。
换句话说，需要一种电容装置，其具有与电极关联的低欧姆损耗或
高Q因子，并且其不需要许多掩模和处理步骤，因此实现了成本合算的 制造。具体地说，需要一种平行板变容管或电容装置，对于该平行板变 容管或电容装置来说，有效重叠面积对在制造期间可能引入的任何失准 都不敏感。
因此，提供一种如初始提到的电容装置，其中第一电极部件包括关 于纵轴对称布置的第一和第二电极。所述第一和第二电极具有彼此面对 的相应的第一边，所述第一和第二电极是线性并且平行的，使得在其间 定义间隙。第二电极部件包括第三电极，第三电极包括第一部分和第二 部分，所述第一部分和第二部分设置在所述间隙的相对側，并通过中间 部分互连，所述中间部分由第一曲边和第二曲边界定。所述第一和第二 曲边关于所述纵轴是对称的并且反向(oppositely directed)。所述 中间部分的形状由包含第一参数和第二参数的函数F(x)给出。所述参数 中的一个参数适于被选择成允许计算另一个参数，使得电容装置的电容 在给定的失准极限内是失准不变的。
具体地说，所述第一参数(k)确定F(x)的形状或曲率(和大小)， 而第二参数(A)是笫二电极部件即第三电极宽度的一半。在有利的实施 方式中，第一参数k适于被选择成允许计算第二参数A，这在正常情况 下更容易。当然，该发明概念还涵盖如下情况其中选择第二参数，并 且根椐所述选择计算第一参数。具体地说，第一和第二电极适于具有某 种形状并布置成使得重叠区域给出预定电容，而与给定失准极限内出现 的任何失准(Ax)无关，所述失准给出在第一部分侧和第二部分側的在 中间部分的区域中的不同重叠，即所述重叠区域关于在第 一和第二电极 中间的与纵轴垂直的轴是不对称的。更具体地说，第一电极和第三电极之间的电容与第一电极和第三电 极的第一部分的重叠、在没有任何失准的情况下笫一电极和中间部分之
间的重叠以及第一失准重叠面积(AS,)的总和成比例，其中第一电极和 中间部分在纵向上受最大容许失准的限制。第二电极和第三电极之间的 电容与第二电极和第三电极的第二部分的重叠面积、在没有任何失准的 情况下第二电极和中间部分之间的重叠以及在相反的纵向上受最大容 许失准限制的第二电极和中间部分的第二失准重叠面积(AS2)的总和成 比例。所迷第一和第二失准重叠面积具有相反的符号，即，如果第一失 准重叠面积具有正号，则第二失准重叠面积具有负号，反之亦然。具体 地说，所述第一和第二参数分别这样选择和计算，使得第一与第二失准 重叠面积AS!、 AS2之间或对应的第一和第二电容差Ad、 AC2之间的 关系将使得所述装置的等效电容在给定的失准极限内与所产生的任何 失准无关。
具体地说，笫一失准重叠面积厶S,等于第一部分的重叠面积Sl除 以第一部分的重叠面积与第二失准面积之间的商S1/AS2减2,即 AS尸Sl/((Sl/AS》-2)。具体地说，中间部分的形状由函数F(x)-A' e" 给出，其中2A是第二电极部件的宽度，即第一参数的两倍，并且k是 定义斜率或曲率的第一参数，其中(Kx〈2Axa, Ax,是失准极限。具体 地说，第二电极部件宽度的一半是A--k' Sl/(ekWg/2)，其中S1是第一部 分的重叠面积，Wg是间隙宽度，并且k是确定界定中间部分的函数的斜 率或曲率的参数。具体地说，第一和第二部分是对称的。第一和第二部 分可以是方形、矩形、半圆或部分不》见则的。
在最特别的实施方式中，若干电容器(平行板电容器或变容管)串 联连接。在一个实施例中，第二电极部件包括底部电极，并且第一电极 部件包括顶部电极，反之亦然。可选地，第一或第二电极部件可设置在 村底上，〗旦并非必须如此。
在一个实施例中，介电材料具有低或比较低的介电常数，例如包括 Si02或具有相似属性的材料，该装置是不可调电容装置。在可选实施例 中，它包括变容管装置，并且介电层包括具有优选为高或非常高的可调 介电常数的铁电层。
介电层则例如可包括可调陶瓷材料，诸如SrTiO" BaSTO或具有相 似属性的材料。电极部件通常由诸如Au、 Ag、 Pt、 Cu的金属组成。铁电或介电材料可包括薄膜，即，可以实施薄膜技术。然而，本发 明不限于薄膜实现，而且介电层或铁电层还可包括厚膜。
本发明的优点是电路(特别是电容器或变容管)可以被制造成具 有精确或准确定义的电容值。平行板电容器或变容管对于在制造过程期 间可能产生的顶部与底部电极之间的失准高度不敏感是主要的优势。


下面参照附图以非限制方式进一步描述本发明，附图中
图1A示意性地示出共面型的现有技术电容器/变容管装置；
图1B示意性地示出根据现有技术的第一平行板变容管或电容器装
置；
图1C示出现有技术平行板电容器或变容管装置的另一个示例；
图1D是又一个现有技术平行板电容器/变容管装置的截面示意图1E是图1D的平行板变容管装置的顶视图1F示出根据现有技术的又一平行板电容器/变容管装置；
图2示出根据本发明的当第一与第二电极部件之间没有失准时的电
容器/变容管装置的第一实施例；
图2A是图2装置的简化电路表示；
图3示出图2中的电容器/变容管装置，但是在第一与第二电极部 件之间存在失准；
图3A是图3的失准装置的筒化电路表示；
图4示意性地示出根据本发明的电容器/变容管装置的可选实施例； 图5非常示意性地示出根据本发明的变容管装置的又一实施例； 图6非常示意性地示出根据本发明的变容管串联连接的装置； 图7示出根椐本发明的为失准不变的变容管所获得的电极结构的四
分之一的示例；以及
图8示出根据另一实施方式的为失准变容管所获得的电极结构(四
分之一)的可选示例。
具体实施例方式
上面在背景部分已经论述了示出装置的图1A-1E,因此在此将不再 进一步论述。根据本发明，顶部和/或底部电极相对于彼此成形为使得有效重叠 面积对于任何失准(在预定最大失准极限内)都是不敏感的。根据不同 实施例的装置可被制造成电容装置或变容管装置，即包括可调电容器。 出于简单性的原因，在下面将主要提到变容管，但是应该清楚的是它同 样可以是电容器，不同之处在于其两侧设置第一和第二电极部件的薄膜 或厚膜的介电常数。
图2示出根据本发明的变容管装置10的第一实施例。在图2中，
括第一电极4,和第二电极42的第一电极部件设置在薄铁电膜(图中未示 出)上。这里假设，第一和第二电极4,、 42是矩形或方形的，并且关于 纵轴x对称地设置，使得在它们之间提供宽度为Wg的间隙。它们由此关 于纵轴x和垂直于轴x并且与间隙的纵向延伸平行的轴y对称定位。由 于不存在失准，因此该轴y应该在间隙的中间。在铁电膜的另一侧上， 设置包括第三电极3的第二电极部件。它包括第一电极部分3,和第二电 极部分32,第一电极部分3,和第二电极部分32具有相同的形状，并且在 此也应该关于纵轴x对称设置。在这个具体实施例中，假定它们是方形 的，但它们实质上可具有任何形状，这将在下面示出。中间部分33将所 述第一和第二部分3,、 32互连。中间部分33的形状由函数F(x)确定，该 函数将被适当地确立，如将在下面更详尽描述的。该装置的等效电容由 重叠面积给出，该重叠面积在此是相等的，即第一和第二电极4,、 42重 叠第二电极部件的第一和第二部分3,、 32的那部分，以及由于不存在失 准，中间部分33与第一和第二电极4,、 42的对称且等同的重叠面积。因 此，在图2中，包括第一和第二电极部件4,、 42的两个金属化界面3精 确对准，形成变容管10,参见图2A,通过串联连接由于此处两个相似 的重叠面积S1、 S2而产生的两个相似变容管来建立变容管10。每个变容管都具有标称电容 —_ A —,其中Sl表示相应的重叠面积， 而h表示重叠区域中铁电膜的厚度。
图2A是第一变容管的简化电路表示，该第一变容管包括由第一电 极4i与第三电极3的第一部分3,和中间部分33的连接到第一部分3,的 部分之间的等于面积S1的重叠区域所形成的变容管，并且对应地C2是 由第二电极4:和第二部分32以及中间部分33的连接到所述第二部分的 对应部分所形成的变容管的电容。在这种情况下，它们是等同的。
图3示出与图2相同的装置的拓朴，但在第一与第二电极部件之间 存在失准Ax。如从图中可看到的，对于这两个变容管，失准的影响将 有所不同。在图中Ax表示失准。如可看到的，包括电极4,和42的第一 电极部件在纵轴x上已经移位了距离厶x。第一变容管的失准面积(也 称为电容面积)被增大，在图中增量表示为厶Sl,并且C1三S1+厶S1。 另一方面，对于另一个变容管，电容减小了厶C2，即C2三S1-厶S2，这 意味着，在这种情况下，对于笫一变容管，电容被增大，而对于另一变 容管，电容被减小。在图中，AS1表示第一变容管的失准面积，而厶S2 表示第二变容管的失准面积。 一般情况下，厶si不等于AS2。这两个 变容管的总电容C是1/C=1/C1+1/C2。根据本发明，AC1与AC2之间 的关系被确立为使得失准电容器的总电容或等效电容与没有失准的总 电容相同，即，图2的变容管装置的电容与图3的变容管装置的电容应
该相同。上面的公式可写为 Sl 一 Q^ + A5"l)x(Sl-M2) 1" 一 (S] + A51) + (Sl - AS2)
其可简化为ASl=Sl/((Sl/AS2)-2)。
这给出AS1与厶S2之间的关系，该关系是图2和图3的变容管装 置要具有相同或相似的总面积电容S1/2所必需的。这种关系可用于得 到定义电极形状的函数F(x)。 一般来说，该函数可以由不同形状表示， 并且采用不同的形式。在此，函数的一个示例给出为S(x)-Ae"，其中 0<x<2x Ax" Ax是金属界面或第一与第二电极部件之间的最大失准。 厶S1和厶S2则可按解析形式表示为
ASl=A(ek<Wg/2+A!° - ek陶")/k以及<formula>formula see original document page 13</formula>. 则可得到SI为Sl= -2AeW2/k。
应该注意，在最后的公式中，不依赖于Ax,即不依赖于失准。这 实际上意味着，通过适当地确立A和k，可以获得完全与失准无关的电 容，即电容与第一和第二电极部件的任何失准无关的变容管。适当地在 此是指的是满足最后的公式(S1-2A (ekWg/2) /k)。
如所看到的，存在两个不同参数A和k,这意味着它们中的一个可 选作为无关的。 一般来说，最方便的是选择k的值，因为A然后可被解 析地计算为
A= -kSl/(2ekWg/2)。
如果反过来选择A,则必须求解关于k的超越方程。2A对应于第二 电极部件的宽度。
在下面，将给出一个示例，该示例描述了在可能的最大失准范围内 的电极形状的设计，使得电容将是完全与失准无关的。首先，这里假设 选择k的值，该值使得电极的宽度(A)是合理的。随后调整电极的面积， 以便获得给定SI时的期望电容。在具体实施例中，假定设计对准不变 电容，其具有25y W的等效面积。假定电极之间的间隙为4um，并且可 能的失准为+Z-2ym。 K在此则选择为-O. 49/ws,这给出A=5ym。可使用 程序来绘制电极的形状，并且图7示出了用上述数字获得的电极结构的 对称的四分之一。
图8是与图7相似的另一个设计的示图，其中电极或具体地笫二电 极部件的第一和第二电极部分具有更一般的形状，而不是矩形，不过它 们的面积是相似的。
图4是与图3相似的示图，示出了变容管装置20，其中包括通过中 间部分33'连接的第一电极部分3/和第二电才及部分3/的第二电极部 件3'布置在衬底1'上，衬底的顶上布置有介电铁电膜，在介电铁电 膜上设置包括第一电极4/和第二电极4/的第一电极部件，使得给出 分别对应于S1' + AS1'和S2'-AS2'的重叠。然而，由于存在失准Ax， 所以失准面积厶SZ和AS/是不同的(参见图3)。差别在此实际上是 第一和第二电极部分3Z 、 32'基本上是半圆的，或具有椭圆形状。图5示出变容管装置30的又一个实施例，其中包括借助于中间部 分3/互连的第一电极部分3,〃和第二电极部分32〃的第二电极部件设 置在衬底上，被布置成提供与包括第一和第二电极V' 、 42"的第一电 极部件的重叠，所述第一电极部分3/和第二电极部分32〃是矩形，并 按照图2中的结构布置，即沿纵轴x对称，但具有失准，其中失准面积 AS,"和厶S/是不相等的。在这种情况下，第一和第二电^ L部分是矩形 的，而不是半圆或方形的，或类似形状。在任何其它方面，功能与参考 图2和3描述的都相同，并且包含该图仅为了明确说明可以使用不同的 形状。图6非常示意性地示出包括串联连接的两个变容管3,。、 32。、 33。的 变容管装置40。这意味着两个变容管(即平行板变容管)设置在衬底 U上，其中介电或铁电膜布置在第一与第二电极部件之间，如上所述。 由于失准， 重叠面积被分别给出为 Sio+ASio,*S2o-AS2o;S30-AS30以及S《o+AS40。应该清楚的是，该图是非常示意性的，其唯一意图是说明可以使用由上述的第一和 第二电极部件形成的若干电容器，并且它们被布置为提供失准不变装 置。应该清楚的是，可在所附权利要求书的范围内按多种方式对本发明 进行改变。
权利要求
1. 一种电容装置(10；20；30；40)，包括至少一个平行板电容器，所述平行板电容器包括第一电极部件(41，42；41′，42′；41＂，42＂；310，320，330)、介电层以及第二电极部件(3；3′；3＂；410，420，430)，它们基本上平行地设置在所述介电层的两侧，并且彼此部分重叠，所述电容装置的等效电容取决于所述第一和第二电极部件的重叠区域的大小，并且给出了定义相应的第一与第二电极部件之间失准的最大可容许程度的失准极限(ΔxA)，其特征在于所述第一电极部件(41，42；41′，42′；41＂，42＂；310，320，330)包括关于纵轴(x)对称布置的第一和第二电极，所述第一和第二电极(41，42；41′，42′；41＂，42＂；310，320，330)具有彼此面对的相应的第一边，所述第一和第二电极是线性并且平行的，使得在其间定义间隙，所述第二电极部件(3；3′；3＂；410，420，430)包括第三电极，所述第三电极包括第一部分(31；31′；31＂)和第二部分(32；32′；32＂)，所述第一部分和第二部分设置在所述间隙的相对侧，并借助于中间部分(33；33′；33＂)互连，所述中间部分由第一曲边和第二曲边界定，其中第一和第二曲边关于所述纵轴对称并且反向，并且所述中间部分的形状由取决于第一参数k和第二参数A的函数F(x)给出，并且所述两个参数中的一个参数适于被选择，由此允许计算另一个参数，以确定第二电极部件(3；3′；3＂；410，420，430)的形状和大小，使得所述电容装置的电容在所述失准极限内是失准不变的。
2. 如权利要求1所述的电容装置，其特征在于第一参数(k)确定 F(x)的形状或曲率，并且第二参数(A)是第二电极部件的宽度(2A)的一 半，所述第二电极部件即第三电极。
3. 如权利要求2所述的电容装置，其特征在于笫一参数(k)适于 被选择成允许计算第二参数(A)。
4. 如上述权利要求中任一项所述的电容装置，其特征在于第一 和第二电极适于具有形状并且被布置成使得所述重叠区域给出预定电 容，而与給定失准板限Axa内的任何失准Ax无关，所述失准给出第一电 极部件与所述中间部分(33; 3/; 3/)在第一部分侧和第二部分侧的不同 重叠。
5. 如权利要求1-4中任一项所述的电容装置，其特征在于第一 电极和第三电极之间的电容与第一电极和第三电极的第一部分的重叠、在没有任何失准的情况下所述第 一 电极与所述中间部分之间的重叠以及第 一失准重叠面积(△ S1)的总和成比例，所述第 一电极和所述中间部 分在纵向上受最大容许失准Ax的限制；并且，第二电极和第三电极之 间的电容与第二电极和第三电极的第二部分的重叠面积、在没有任何失 准的情况下所述第二电极与所述中间部分之间的重叠以及在相对的纵 向上受最大容许失准限制的所述第二电极和所述中间部分的第二失准 重叠面积(AS2)的总和成比例，所迷第一和第二失准重叠面积具有相反 符号，即如果第一失准重叠面积具有正号，则第二失准重叠面积具有负 号，反之亦然。
6. 如权利要求5所述的电容装置，其特征在于分别选择和计算 所述第 一和第二参数，使得所述第一与所述第二失准重叠面积 (△S1,厶S"之间或对应的第一与第二电容差(AC1， AC2)之间的关系 将使得所述装置的等效电容与所述给定失准极限内的任何失准无关。
7. 如权利要求7所述的电容装置，其特征在于所述第一失准重 叠面积(AS1)等于在没有任何失准时第一或第二电极与第二电极部件 的笫一或第二电极部分的重叠面积(S1)除以所述重叠面积与第二失准 面积之间的商(S1/AS2)减2,即厶Sl-Sl/((Sl/厶S2)-2)。
8. 如上述权利要求中任一项所述的电容装置，其特征在于所述 中间部分的形状由F(x)-A'e"给出，2A是第二电极部件的宽度，即第二 参数的两倍，并且k是定义斜率或曲率的第一参数，其中(Kx〈2厶Xa， Ax,是所述失准极限。
9. 如上述权利要求中任一项所述的电容装置，其特征在于所述 第二电极部件宽度的一半是A--k. Sl/(ek"/2)， Sl是没有失准时的第 一/第二电极与第一/第二电极部分的重叠面积，Wg是间隙宽度，并且k 是确定用于界定所述中间部分a; 3/; 33")的函数的斜率或曲率的笫一 参数。
10. 如上述权利要求中任一项所述的电容装置，其特征在于所述 第一部分(31; 3/; 3,")与所述第二部分a; 3/; 32")是对称的。
11. 如权利要求10所述的电容装置，其特征在于所述第一部分 a;3Z;3,")和所述第二部分a;3/;32")是方形、矩形、半圆或部分不 共见则的。
12. 如上迷权利要求中任一项所述的电容装置，其特征在于第二电极部件包括底部电极，并且第一电极部件包括顶部电极。
13. 如上述权利要求中任一项所述的电容装置，其特征在于第一 或第二电极部件设置在衬底上。
14. 如上述权利要求中任一项所述的电容装置，其特征在于介电 材料具有低介电常数，例如由Si02或具有相似属性的材料构成。
15. 如权利要求1-13中任一项所述的电容装置，其特征在于所 述电容装置包括变容管装置。
16. 如权利要求15所述的电容装置，其特征在于所述介电层包 括具有优选为高或非常高的可调介电常数的铁电层。
17. 如权利要求15或16所述的电容装置，其特征在于所述介电 层包括可调陶瓷材料，例如SrTi(h、 Ba STO或具有相似属性的材料。
18. 如上述权利要求中任一项所述的电容装置，其特征在于第一 和第二电极部件由诸如Au、 Ag、 Pt、 Cu的金属构成。
19. 如上述权利要求中任一项所述的电容装置，其特征在于所述 铁电材料包括薄膜。
20. 如权利要求1-18中任一项所述的电容装置，其特征在于所 述介电层或铁电层包括厚膜。
21. 如上述权利要求中任一项所述的电容装置，其特征在于所述 电容装置包括串联连接的若干平行板电容器或变容管。
22. —种用于制造包括至少一个平行板电容器的电容装置的方法， 所述平行板电容器包括第一电极部件、介电层以及第二电极部件，其中 所述第一和第二电极部件彼此部分重叠，所迷重叠区域的大小给出所述 装置的等效电容，并且其中还给出定义相应的第一与第二电极部件之间 失准的最大可容许程度的可容许失准极限，其特征在于所述方法包括如下步骤 -确立要提供的等效电容， -确定可容许的失准极限，-通过找到函数F(x)来设计第一电极部件和第二电极部件，所述第 一电极部件包括两个基本对称的电极，这两个电极具有两个彼此面对的 相应的第一边，是线性的、平行的并且适于关于纵轴对称布置，使得在 其间形成间隙；并且所述笫二电极部件包括第三电极，所述第三电极包 括位于所述间隙的相对侧并借助于中间部分互连的第一和第二部分，所述函数F (x)和所迷函数F (x)关于所迷纵轴的镜像(-F (x))确定了所迷中 间部分在所述纵轴的相对側的形状，使得所述等效电容在所述给定失准 极限内将是失准不变的。
23. 如权利要求22所述的方法，其特征在于所述函数F(x)还取 决于两个参数，其中一个参数是所述中间部分的宽度(2A)，另一个参数 是所述函数F(x)的斜率(k)，并且所述方法还包括如下步骤-选择其中一个所述参数的值，-使用所选择的参数值来计算另一个所述参数的值。
24. 如权利要求23所迷的方法，其特征在于所迷函数F(x)由 F(x)-Ae"给出，并且所述方法包括如下步骤-选择所述间隙的宽度(w》； -选择k;-分别求出没有失准时第 一和第二电极部件与第二电极部件的第 一、第二以及第三部分的重叠面积(S1)，以便获得期望的等效电容； -计算A为A= - k. Sl/ek,2。
25. 如权利要求22-24中任一项所述的方法，其特征在于所述方 法包括如下步骤将笫一和第二电极部件设置在介电层的两侧。
26. 如权利要求22-24中任一项所述的方法，其特征在于所述方 法包括如下步骤将第一和第二电极部件设置在具有可变介电常数的铁 电层的两側，以提供变容管装置。
27. 如权利要求22-26中任一项所述的方法，其特征在于所述方 法包括如下步骤使用光刻工艺来制造所述电容器或变容管装置。
全文摘要
本发明涉及包括至少一个平行板电容器的电容装置(10)，该平行板电容器包括彼此部分重叠的第一电极部件、介电层以及第二电极部件，等效电容取决于重叠区域的大小。给定失准极限(Δx_A)。所述第一电极部件包括相对于纵轴(x)对称布置的第一和第二电极(4₁，4₂)，所述第一和第二电极具有彼此面对的相应的第一边，它们是线性的并且平行，使得在其间定义间隙。所述第二电极部件(3)包括第三电极，该第三电极具有设置在所述间隙的相对侧且借助于中间部分(3₃)互连的第一部分(3₁)和第二部分(3₂)，中间部分由函数F(x)根据第一参数k和第二参数A定义。所述两个参数中的一个适于选择成由此允许计算另一个参数，以确定第二电极部件的形状和大小，使得电容装置的电容在失准极限内将是失准不变的。
文档编号H01G5/00GK101523527SQ200680056087
公开日2009年9月2日 申请日期2006年10月12日 优先权日2006年10月12日
发明者A·德莱尼夫, S·格沃吉彦, T·莱温 申请人:艾利森电话股份有限公司