[发明专利]具有对称差分电容的微机电元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种微机电元件，特别是其中一上相对电极延伸壁与一下相对电极延伸壁，其面向于质量结构的总表面积为彼此相当的微机电元件。

背景技术

出平面传感器为微机电元件的其中一种形式，用以感测垂直于平面的移动。参照图1A，其中显示一现有技术的微机电出平面传感器10的示意图。微机电出平面传感器10包含一翘翘板11，其支点为P。当微机电出平面传感器10沿方向A移动时，翘翘板11因支点P偏于一侧而导致摆动。位于翘翘板11的上电极E13与位于基板12的下电极E11、E12形成一差分形式(differential mode)的电容架构，根据此结构所产生的电容值差异(一电容值增加，另一电容值降低)，可推算出移动量。此现有技术需精确制造翘翘板11的结构，因此技术难度高。

请参照图1B，其中显示另一现有技术的微机电出平面传感器20的示意图。微机电出平面传感器20包含一质量结构21，设置于基板22上方，通过一锚点P而连接于弹簧。位于质量结构21的上电极E23与位于基板22上的下电极E21、E22形成同向的可变电容结构。当微机电出平面传感器20沿方向A移动时，两组电容的变化为同步变大或变小。此现有技术因非差分形式结构，其感测值受结构的影响而精确度较低。

请参照图1C，其中显示基于图1A、1B的缺失而提出的另一现有技术的微机电出平面传感器30的剖面示意图。微机电出平面传感器30包含一质量结构31，此质量结构31具有一上电极E32以及一下电极E31。上电极E32与上相对电极E34形成一上电容结构Ctop、且下电极E31与下相对电极E33形成一下电容结构Cbot。此现有技术亦为差分电极形式的电容架构，当微机电出平面传感器30沿方向A移动时，上电容结构Ctop和下电容结构Cbot的电容值会反向变化。然而，除了上下电容结构Ctop、Cbot外，上相对电极E34与基板32间的延伸壁W会与质量结构31产生衍生电容C’，以及此延伸壁W也会与下相对电极E33产生衍生电容C”。衍生电容C’、C”造成上电容结构Ctop与下电容结构Cbot的电容值偏差，且衍生电容C’、C”所造成的偏差影响不相等，导致感测效果不佳。

有鉴于此，本发明即针对上述现有技术的不足，提出一种微机电元件与出平面传感器，其具有差分形式的电容结构、电容值偏差影响小、且易于制造。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种具有对称差分电容的微机电元件，该微机电元件与出平面传感器，其具有差分形式的电容结构、电容值偏差影响小、且易于制造。

为达上述目的，本发明提供一种具有对称差分电容的微机电元件，包含：一基板；一上相对电极；一下相对电极；一质量结构，具有一上电极与一下电极，分别与该上相对电极和该下相对电极形成一上电容结构与一下电容结构；一上相对电极延伸壁，其上端连接该上相对电极，下端与该基板连接；以及一下相对电极延伸壁，其下端经由该下相对电极连接该基板；其中该下相对电极延伸壁的上端不与该上相对电极连接，且该上相对电极延伸壁和该上相对电极面向于该质量结构的总表面积和、与该下相对电极延伸壁和该下相对电极面向于该质量结构的总表面积和，为彼此相当。

在一较佳实施例中，该上相对电极延伸壁与该下相对电极延伸壁的面向于该质量结构的表面积为彼此相等。

在一较佳实施例中，该上、下相对电极延伸壁分别位于相对该质量结构的对称位置。

在一较佳实施例中，该质量结构设置于该上下相对电极延伸壁之间，或该上下相对电极延伸壁主要设置于该质量结构的内侧。

在一较佳实施例中，该微机电元件具有多个上相对电极延伸壁和多个下相对电极延伸壁。

在一较佳实施例中，该多个上相对电极延伸壁和多个下相对电极延伸壁分别位于该质量结构的至少相对两侧，且该两侧的任一侧既设有上相对电极延伸壁也设有下相对电极延伸壁。

在一较佳实施例中，该上相对电极延伸壁上端具有至少一锚边，并以该锚边连接该上相对电极；该下相对电极延伸壁上端具有延伸至与该锚边等高的至少一凸边。

在一较佳实施例中，由俯视图观之，该微机电元件设有多个锚边与凸边，彼此对应设置于该质量结构相对的两侧。

在一较佳实施例中，由俯视图观之，该微机电元件设有多个锚边与凸边，设置于该质量结构相对的两侧，且位于两侧的锚边总面积彼此相当、或位于两侧的凸边总面积彼此相当、或锚边与凸边的总面积彼此相当。

下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明