半导体装置制造方法及图纸

半导体装置具备固定电极(11)、可动电极(12)以及弹性支承体(13)。可动电极与固定电极的主面(11b)对置，沿着主面能够相对于固定电极相对移动。弹性支承体将可动电极以能够在伸缩方向上移动的方式支承。固定电极和可动电极中的一方是驻极体电极。固定电极以及可动电极在伸缩方向上周期性地形成有多个电极部。构成固定电极以及可动电极的电极部的形成周期，比从可动电极静止的状态到弹性支承体压缩最大的状态为止的可动电极的移动距离的2倍小。在可动电极静止的状态中，将主面主视时，可动电极配置在固定电极与可动电极不重叠的位置。在可动电极振动的状态中，出现固定电极与可动电极重叠的状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置相关申请的交叉引用本申请基于2016年8月24日提出的日本申请号2016-164006号，在此引用其记载内容。
本公开涉及将振动的能量变换为电力的半导体装置。
技术介绍
近年来，作为对环境的负荷少的发电手段，使用作为保持永久电极化的物质的驻极体的发电受到关注。如专利文献1记载的那样，在使用驻极体的发电装置中，通过由驻极体形成的静电场，在对置的电极产生感应电荷，使驻极体与对置电极的重叠面积变化，由此能够使得与对置电极连接的外部电路中产生交流电流。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2014-226003号公报
技术实现思路
此外，专利文献1中公开了设有如下制动器的半导体装置，该制动器用来针对相对于被固定的驻极体相对可动的可动电极，限制由振动引起的过度移动。制动器通过与形成有可动电极的可动体接触，限制可动体的移动。如果制动器与可动体持续接触，则制动器以及可动体上积蓄由碰撞引起的损伤。该损伤有可能导致半导体装置的可靠性的降低。本公开的目的在于提供能够实现可动部的非接触下的制动的半导体装置。根据本公开的一个方式，半导体装置具备固定电极、可动电极以及弹性支承体。可动电极与固定电极的主面对置，沿着主面能够相对于固定电极相对移动。弹性支承体将可动电极以能够在伸缩方向上移动的方式支承。固定电极和可动电极中的某一方是驻极体电极。固定电极以及可动电极在伸缩方向上周期性地形成有多个电极部。构成固定电极以及可动电极的电极部的形成周期，比从可动电极静止的状态到弹性支承体压缩最大的状态为止的可动电极的移动距离的2倍小。在可动电极静止的状态中，在将主面主视时，可动电极配置在固定电极与可动电极不重叠的位置上。在可动电极振动的状态中，出现固定电极与可动电极重叠的状态。根据本公开的一个方式，在可动电极比半周期大地位移时，除了基于弹性支承体的弹簧常数的、对于位移而言线性的制动，还有基于在可动电极与固定电极之间产生的静电电容的、对于位移而言非线性的力学上的力附加到制动力中。即，在可动电极比半周期大地位移时，能够产生比仅基于弹性支承体的复原力大的复原力。因此，不用像以往那样设置制动器就能够限制可动电极的移动，所以不会发生由与制动器的碰撞引起的可动电极或保持可动电极的可动体的破损。也就是说，能够抑制由碰撞引起的损伤，并且能够实现可动部的制动。附图说明关于本公开的上述目的及其他目的、特征及优点通过参照所附的附图进行的下述的详细叙述而变得更加明确。图1是表示第1实施方式中的可动电极以及固定电极的构造的俯视图。图2是沿着图1中的II-II线的截面图，是表示可动电极以及固定电极的构造的图。图3是表示可动电极的位移与静电电容的关系的图。图4是表示可动电极的运动模型的图。图5是将可动电极的运动模型简化的图。图6是表示可动电极的位移与施加在可动电极上的力的关系的图。图7是表示变形例中的可动电极的构造的俯视图。图8是表示第2实施方式中的可动电极以及固定电极的构造的截面图。图9是表示其他实施方式中的可动电极以及固定电极的构造的俯视图。具体实施方式以下，基于附图对本公开的实施方式进行说明。另外，在以下的各图彼此中，对于相互相同或等同的部分，赋予相同的标号。(第1实施方式)首先，参照图1以及图2对本实施方式的半导体装置的概略结构进行说明。另外，图1为俯视图，但为了构成要素的识别容易性，俯视图中被施加了阴影。该半导体装置例如是将日常中发生的振动的能量变换为电力的装置。该半导体装置例如搭载于车辆，将通过车辆的振动而发电的电力作为车载传感器的电源，由此不用在车载传感器上连接电池等外部电源就能够实现少的线束下的驱动。如图1以及图2所示，半导体装置100具备导电性基板10、固定在导电性基板10上的固定电极11、配置在与固定电极11的主面11b对置的位置上的可动电极12、安装于可动电极12并支承可动电极12的弹簧构造体13、以将可动电极12以及固定电极11包围并保护的方式配置的框部14。可动电极12经由弹簧构造体13支承于框部14，并且通过弹簧构造体13的伸缩能够相对于框部14以及固定电极11相对移动。导电性基板10例如是以硅为主成分的基板。如图2所示，在导电性基板10的一面固定有构成固定电极11的多个电极11a。导电性基板10连接于基准电位(例如接地电位)，对所连接的负载200赋予基准电位。此外，导电性基板10经由绝缘膜15固定有后述的框部14。即，导电性基板10还具有支承框部14或可动电极12的功能。固定电极11如图1以及图2所示，多个电极11a以条纹状形成在基板10上而形成。电极11a还称为电极部11a。本实施方式中的电极11a是驻极体，通过电晕放电或电子束照射、X射线充电等方法而处于带电的状态。通过在电极11a保持电荷，在构成固定电极11的电极11a的周围产生静电场，在对置的可动电极12以及感应性基板10产生感应电荷。构成固定电极11的电极11a是单方向上长的直方体，在短边方向上以规定间隔排列而呈条纹状。也就是说，固定电极11为电极11a在短边方向上周期性地排列的构造。电极11a的短边方向的长度(以下称为宽度)为w。可动电极12是与固定电极11的主面11b对置而配置的电极，由多个电极12a以条纹状形成而构成。电极12a还称为电极部12a。可动电极12例如以硅为主成分构成。构成可动电极12的电极12a与构成固定电极11的电极11a同样，是单方向上长的直方体，在短边方向上以规定间隔排列而呈条纹状。也就是说，可动电极12为电极12a在短边方向上周期性地排列的构造。电极12a的长边方向与电极11a的长边方向一致，如图1所示，电极12a和电极11a既可以成为相互不同的状态，并且也可以是可动电极12在电极12a的短边方向上移动，由此成为电极12a和电极11a重叠的状态。构成可动电极12的多个电极12a如图1所示，在长边方向的端部相互相连，作为整体形成为一体的可动电极12。换言之，可动电极12为以梯子状打穿的状态，以使得在将固定电极11的主面11b主视时，固定电极11为可视状态。也就是说，可动电极12为所谓虫笼窗那样的形态。本实施方式中的电极12a的宽度是与构成固定电极11的电极11a的宽度相同的w。并且，在如图1或图2所示的、电极12a位于相邻的电极11a的正中央的状态中，电极11a与电极12a的短边方向的相离距离为s。即，构成固定电极11的电极11a的短边方向的形成周期为2w+2s。此外，构成可动电极21的电极12a的短边方向的形成周期也为2w+2s。可动电极12能够在电极12a的短边方向上移动，相对于固定电极11相对地移动。因此，如图1以及图2那样，有电极11a与电极12a不重叠的状态、和电极11a与电极12a重叠的状态。在将主面11b主视时，电极11a完全被电极12a遮挡的状态是固定电极11与可动电极12之间的静电电容最大(Cmax)的状态，驻极体产生的静电场在可动电极12感应出最多的电荷。另一方面，如图1以及图2所示，电极12a位于相邻的电极11a的正中央的状态是在将主面11b主视时电极11a与电极12a相离最远的状态，是固定电极11与可动电极12之间的静电电容最小(Cmin)的状态。弹簧构造体13相当于弹性支承体，通过构成为能够在电极12a的短边方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，具备：固定电极(11)；可动电极(12)，与上述固定电极的主面(11b)对置，沿着上述主面能够相对于上述固定电极相对地移动；以及弹性支承体(13)，将上述可动电极以能够在伸缩方向上移动的方式支承；上述固定电极和上述可动电极中的某一方为驻极体电极，上述固定电极以及上述可动电极通过在上述伸缩方向上周期性地形成多个电极部而构成；构成上述固定电极以及上述可动电极的电极部的形成周期，比从上述可动电极静止的状态到上述弹性支承体压缩最大的状态为止的上述可动电极的移动距离的2倍小；在上述可动电极静止的状态中，将上述主面主视时，上述可动电极配置在上述固定电极与上述可动电极不重叠的位置；在上述可动电极振动的状态中，出现上述固定电极与上述可动电极重叠的状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.24 JP 2016-1640061.一种半导体装置，具备：固定电极(11)；可动电极(12)，与上述固定电极的主面(11b)对置，沿着上述主面能够相对于上述固定电极相对地移动；以及弹性支承体(13)，将上述可动电极以能够在伸缩方向上移动的方式支承；上述固定电极和上述可动电极中的某一方为驻极体电极，上述固定电极以及上述可动电极通过在上述伸缩方向上周期性地形成多个电极部而构成；构成上述固定电极以及上述可动电极的电极部的形成周期，比从上述可动电极静止的状态到上述弹性支承体压缩最大的状态为止的上述可动电极的移动距离的2倍小；在上述可动电极静止的状态中，将上述主面主视时，上述可动电极配置在上述固定电极与上述可动电极不重叠的位置；在上述可动电...

【专利技术属性】
技术研发人员：合田健太，O·保罗，
申请(专利权)人：株式会社电装，阿尔布莱希特路德维希弗莱堡大学，
类型：发明
国别省市：日本,JP