本发明专利技术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（４↓［１］，４↓［２］），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（３↓［３］）互连的第一部分（３↓［１］）和第二部分（３↓［２］），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。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。本专利技术还涉及这种电容装置的制 造方法。
技术介绍
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
技术实现思路
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，该专利技术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,等于第一部分的本文档来自技高网...
【技术保护点】
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（４↓［１］，４↓［２］；４↓［１］′，４↓［２］′；４↓［１］″，４↓［２］″；３↓［１０］，３↓［２０］，３↓［３０］）、介电层以及第二电极部件（３；３′；３″；４↓［１０］，４↓［２０］，４↓［３０］），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（Δｘ↓［Ａ］）， 其特征在于： 所述第一电极部件（４↓［１］，４↓［２］；４↓［１］′，４↓［２］′；４↓［１］″，４↓［２］″；３↓［１０］，３↓［２０］，３↓［３０］）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（４↓［１］，４↓［２］；４↓［１］′，４↓［２］′；４↓［１］″，４↓［２］″；３↓［１０］，３↓［２０］，３↓［３０］）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″；４↓［１０］，４↓［２０］，４↓［３０］）包括第三电极，所述第三电极包括第一部分（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设置在所述间隙的相对侧，并借助于中间部分（３↓［３］；３↓［３］′；３↓［３］″）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″；４↓［１０］，４↓［２０］，４↓［３０］）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。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：S格沃吉彦，A德莱尼夫，T莱温，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]
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