[发明专利]一种用于微纳米测量的微可变电容及其制备方法

权利要求书

1.一种用于微纳米测量的微可变电容，由上下两个电极构成的，上电极通过柱子与下电极保持悬空，电极和柱子之间通过平面弹簧来连接，其特征在于：所述下电极被径向等分成四个形状和面积完全相同的独立电极单元，四个独立的电极单元呈扇形，这些独立的电极单元是相互绝缘的；所述的四个独立的电极单元都引出信号，上电极作为公用电极，每个独立的电极单元与公用上电极构成四个独立的电容，每个电容的等效面积为已经等分好的扇形面积。

2.根据权利要求1所述的用于微纳米测量的微可变电容，其特征在于，所述微可变电容设置在玻璃基底上，下电极与玻璃基底接触，上电极通过柱子和弹簧悬空与下电极持微小的距离，上下电极均采用圆形，柱子用镀镍液电镀；弹簧与上电极，弹簧与焊盘的连接处采用连接处圆弧设计。

3.根据权利要求1或2所述的用于微纳米测量的微可变电容，其特征在于，所述下电极由镀镍层和镀金层构成，镀镍层表面为镀金层。

4.根据权利要求1或2所述的用于微纳米测量的微可变电容，其特征在于，所述上电极由三层构成，从上至下依次为加厚上电极、弹簧上电极镀金层、弹簧上电极镀镍层。

5.根据权利要求1或2所述的用于微纳米测量的微可变电容，其特征在于，所述上电极上设有便于腐蚀液能进入到牺牲层并发生化学腐蚀的刻蚀孔。

6.根据权利要求1或2所述的用于微纳米测量的微可变电容，其特征在于，所述下电极的每一块电极都有引出焊盘，每一个分块都关于圆形电极的圆心呈中心对称分布，每一块电极的形状都是扇形，相邻电极的绝缘间隙为工艺容许的200μm。

7.一种如权利要求1所述的用于微纳米测量的微可变电容的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

清洗玻璃基片 

先用碳酸钙粉末擦洗玻璃基片，冲洗干净后，分别用碱性清洗液和酸性碱性液清洗玻璃基片，然后等离子水冲洗干净，置于烘箱中烘干；

制备分割式下电极

在玻璃基片上的一面溅射一层Cr/Cu种子层，在种子层上甩正性光刻胶为AZ P4620，烘胶，曝光，显影，电镀出分割式下电极；

制备牺牲层

采用光刻胶作为牺牲层，在分割式下电极上面甩光刻胶，然后烘胶，曝光，显影，电镀出柱子；若采用A1₂O₃作为牺牲层，则在已经镀好柱子时用丙酮去掉光刻胶，然后溅射一层A1₂O₃，对A1₂O₃进行抛光，抛出柱子；

制备可动上电极

在已经制备好的牺牲层上溅射一层Cr/Cu种子层，在种子层上甩正性光刻胶为AZ P4620，烘胶，曝光，显影，电镀出可动上电极；

制备加厚上电极

在可动上电极上再甩正性光刻胶为AZ P4620，烘胶，曝光，显影，电镀出加厚上电极；

释放电容结构

用配置好的碱液去掉光刻胶，用配置好的去Cr/Cu液去掉种子层，用配置好的KOH溶液去掉A1₂O₃牺牲层。

8.根据权利要求7所述的用于微纳米测量的微可变电容的制备方法，其特征在于，所述上下电极均采用MEMS工艺中的电镀来形成的，材料是镍，表面电镀一层薄薄的金。

9.根据权利要求7或8所述的用于微纳米测量的微可变电容的制备方法，其特征在于，所述上电极上设有便于腐蚀液能进入到牺牲层并发生化学腐蚀的刻蚀孔。

10.根据权利要求7所述的用于微纳米测量的微可变电容的制备方法，其特征在于，所述弹簧和上电极的图形是同一张掩膜版图形光刻出来的，弹簧和上电极有相同的厚度，采用叠层电镀的方法在含有弹簧的上电极上再电镀一层上电极，此上电极没有弹簧。