(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極装置（１０６）と、電圧に関連する誘電率を有する誘電体（１０８）と、対向電極装置（１１０）とを有する容量性構造体（１０２）を用いて電荷量（Ｑ）を特定するための方法（７００）であって、
当該方法（７００）は、
基準容量（Ｃ１）を調整するために、前記電極装置（１０６）と前記対向電極装置（１１０）との間で基準電位（１１８）を調整するステップ（７０２）と、
結果として生じる容量（Ｃ２）を得るために、前記電荷量（Ｑ）によって結果として生じる電位（１２０）を、前記基準電位（１１８）に対して付加的に印加するステップ（７０４）と、
前記電荷量（Ｑ）を特定するために、前記基準容量（Ｃ１）と、前記結果として生じる容量（Ｃ２）との間の容量変化（ΔＣ）を検出するステップ（７０６）と、
を有している、
電荷量（Ｑ）を特定するための方法（７００）。
【請求項２】
前記調整のステップ（７０２）において、前記電極装置（１０６）の電極（２０２）と前記対向電極装置（１１０）の対向電極（２０４）との間で前記基準電位（１１８）を調整し、前記印加のステップ（７０４）において、前記電極（２０２）と前記対向電極（２０４）との間に前記電位（１２０）を印加する、請求項１に記載の方法（７００）。
【請求項３】
前記調整のステップ（７０２）において、前記電極装置（１０６）の部分電極（３００）と前記対向電極装置（１１０）の部分対向電極（３０４）との間で前記基準電位（１１８）を調整し、前記印加のステップ（７０４）において、前記電極装置（１０６）のさらなる部分電極（３０２）と前記対向電極装置（１１０）のさらなる部分対向電極（３０６）との間に前記電位（１２０）を印加する、請求項１に記載の方法（７００）。
【請求項４】
電極装置（１０６）と、電圧に関連する誘電率を有する誘電体（１０８）と、対向電極装置（１１０）とを有する容量性構造体（１０２）を用いて電荷量（Ｑ）を特定するための装置（１０４）であって、
基準容量（Ｃ１）を調整するために、前記電極装置（１０６）と前記対向電極装置（１１０）との間で基準電位（１１８）を調整する手段と、
結果として生じる容量（Ｃ２）を得るために、前記電荷量（Ｑ）によって結果として生じる電位（１２０）を、前記基準電位（１１８）に対して付加的に印加する手段と、
前記電荷量（Ｑ）を特定するために、前記基準容量（Ｃ１）と、前記結果として生じる容量（Ｃ２）との間の容量変化（ΔＣ）を検出する手段と、
を備えている、電荷量（Ｑ）を特定するための装置（１０４）。
【請求項５】
前記調整する手段は、前記電極装置（１０６）の電極（２０２）と前記対向電極装置（１１０）の対向電極（２０４）との間で前記基準電位（１１８）を調整し、前記印加する手段は、前記電極（２０２）と前記対向電極（２０４）との間に前記電位（１２０）を印加する、請求項４に記載の装置（１０４）。
【請求項６】
前記調整する手段は、前記電極装置（１０６）の部分電極（３００）と前記対向電極装置（１１０）の部分対向電極（３０４）との間で前記基準電位（１１８）を調整し、前記印加する手段は、前記電極装置（１０６）のさらなる部分電極（３０２）と前記対向電極装置（１１０）のさらなる部分対向電極（３０６）との間に前記電位（１２０）を印加する、請求項４に記載の装置（１０４）。
【請求項７】
コンピュータプログラムがコンピュータ上において実行されるときに、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法（７００）を実施するために構成されているプログラムコードを備えるコンピュータプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のコンピュータプログラムが記録されている、機械読み出し可能な記録媒体。
【請求項９】
電荷量（Ｑ）を特定するためのシステム（１００）であって、
電極装置（１０６）と、電圧に関連する誘電率を有する誘電体（１０８）と、対向電極装置（１１０）とを有する容量性構造体（１０２）と、
請求項４乃至６のいずれか一項に記載の、前記容量性構造体（１０２）を用いて電荷量（Ｑ）を特定するための装置（１０４）と、
を含む、
電荷量（Ｑ）を特定するためのシステム（１００）。
【請求項１０】
前記誘電体（１０８）は、前記電極装置（１０６）と前記対向電極装置（１１０）との間に配置されている、請求項９に記載のシステム（１００）。
【請求項１１】
前記電極装置（１０６）は、電極（２０２）を有しており、及び／又は、前記対向電極装置（１１０）は、対向電極（２０４）を有している、請求項９又は１０に記載のシステム（１００）。
【請求項１２】
前記電極装置（１０６）は、第１の部分電極（３００）とさらなる部分電極（３０２）とを含んでおり、前記第１の部分電極（３００）と前記さらなる部分電極（３０２）とは、相互に隣接して配置されておりかつ電気的に相互に絶縁して配置されており、及び／又は、前記対向電極装置（１１０）は、部分対向電極（３０４）とさらなる部分対向電極（３０６）とを含んでおり、前記部分対向電極（３０４）と前記さらなる部分対向電極（３０６）とは、相互に隣接して配置されておりかつ電気的に相互に絶縁して配置されている、請求項９乃至１１のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１３】
前記誘電体（１０８）は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）又はチタン酸（ストロンチウム）バリウム（Ｂ（Ｓ）Ｔ）である、請求項９乃至１２のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１４】
前記誘電体（１０８）は、張力が加えられた薄膜として構成されている、請求項９乃至１３のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１５】
少なくとも１つのさらなる薄膜が、前記電極装置（１０６）と前記対向電極装置（１１０）との間に配置されている、請求項９乃至１４のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１６】
請求項９乃至１５のいずれか一項に記載のシステム（１００）に含まれる容量性構造体（１０２）を製造するための方法（８００）であって、
当該方法（８００）は、
電極装置（１０６）及び対向電極装置（１１０）を準備するステップ（８０２）と、
電圧に関連する誘電率を有する誘電体（１０８）を準備するステップ（８０４）と、
前記誘電体（１０８）を前記電極装置（１０６）と前記対向電極装置（１１０）とに隣接して配置するステップ（８０６）と、
を有している、
容量性構造体（１０２）を製造するための方法（８００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、独立請求項の上位概念に記載されている装置又は方法に基づく。コンピュータプログラムも、本発明の構成要件である。
【背景技術】
【０００２】
電荷量の測定は、多くの電子的な用途における一般的な問題である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
発明の開示
これを背景に、本願で提示するアプローチによって、独立請求項に記載されている容量性構造体、容量性構造体の製造方法、容量性構造体を用いて電荷量を特定するための方法、さらに、この方法を使用する装置、電荷量を特定するためのシステム、及び、対応するコンピュータプログラムが提示される。従属請求項に記載されている措置によって、独立請求項に記載されている装置の有利な発展及び改良が可能である。
【０００４】
電圧に関連する容量を伴うコンデンサにおいては、電荷量を特定するために、容量の変化が検出され得る。さらに、コンデンサの既知の動作点又は基準容量が調整され得る。電荷量は、この動作点から、コンデンサの容量を変化させる。容量の変化は、既知の方法によって迅速に、容易にかつ高い精度で検出可能である。
【０００５】
電極装置と、電圧に関連する誘電率を有する誘電体と、対向電極装置とを有する容量性構造体が提示される。この誘電体は、電極装置と対向電極装置との間に配置されているものとするとよく、電極装置と対向電極装置は、誘電体の相反する側に配置されている。選択的に、電極装置と対向電極装置とが、誘電体の同一の面で、誘電体内に埋設されていてよく、又は、誘電体が、あるレベルに位置している電極装置間の間隙にのみ配置されていてよい。さらに、電極装置が、例えばドーピングによって基板内に入れられてもよく、同様に、平らな誘電体が析出されてもよい。
【０００６】
容量性構造体とは、コンデンサのことであってよい。
【０００７】
さらに、容量性構造体を製造するための方法が提示され、この方法は、以下のステップ、即ち、
電極装置を準備するステップと、
電圧に関連する誘電率を有する誘電体をこの電極装置上に析出するステップと、
この誘電体上に対向電極装置を析出するステップと、
を有している。
【０００８】
選択的に、例えば、誘電体を準備し、この誘電体の上に電極装置と対向電極装置を配置することができる。
【０００９】
従って、一般的な形態の容量性構造体を製造するためのこの方法は、電極装置を準備するステップと、対向電極装置を準備するステップと、電圧に関連する誘電率を有する誘電体を準備するステップと、電極装置と対向電極装置とに隣接して誘電体を配置するステップとを含んでいる。
【００１０】
さらに、本願で提示するアプローチに従って、容量性構造体を用いて電荷量を特定するための方法が提示される。この方法は、以下のステップ、即ち、
基準容量を調整するために、電極装置と対向電極装置との間で基準電位を調整するステップと、
結果として生じる容量を得るために、電荷量によって結果として生じる電位を、基準電位に対して付加的に印加するステップと、
電荷量を特定するために、基準容量と、結果として生じる容量との間の容量変化を検出するステップと、
を有している。
【００１１】
この方法は、例えば、ソフトウェアで、又は、ハードウェアで、又は、ソフトウェアとハードウェアとの混合形態で、例えば制御装置内に実装されていてよい。
【００１２】
基準電位は、基準電圧と理解されてよい。結果として生じる電位は、電圧であってよい。電荷量によって生じる電位が基準電位に対して付加的に印加される間、即ち、測定されるべき電荷量が基準電位に対して付加的に印加される間、電圧源は、基準電位の調整のために、容量性構造体から分離されてよい。
【００１３】
電極装置は、電極を有していてよい。対向電極装置は、対向電極を有していてよい。誘電体の２つの面の個々の電極によって、容量性構造体が容易に製造可能である。
【００１４】
基準電位は、電極装置の電極と対向電極装置の対向電極との間で調整されてよい。電位は電極と対向電極との間に印加されてよい。ここで、基準電位と電位とが入れ替えられてよい。
【００１５】
電極装置は、第１の部分電極とさらなる部分電極を含んでいてよい。第１の部分電極とさらなる部分電極とは、相互に隣接してかつ電気的に相互に絶縁されて配置されていてよい。対向電極装置は、部分対向電極とさらなる部分対向電極とを含んでいてよい。部分対向電極とさらなる部分対向電極とは相互に隣接してかつ電気的に相互に絶縁されて配置されていてよい。部分電極と部分対向電極とを空間的に分離することによって、容量性構造体を動作させる簡単な回路を使用することができる。
【００１６】
基準電位は、電極装置の部分電極と、対向電極装置の部分対向電極との間で調整されてよい。電位は、電極装置のさらなる部分電極と対向電極装置のさらなる部分対向電極との間に印加されてよい。分離された部分電極と部分対向電極とによって、基準電位と電位とを同時に印加することが可能になる。これによって、電位に影響を与えることなく基準電位を変えることができる。
【００１７】
誘電体は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）であるものとするとよい。選択的に誘電体は、チタン酸（ストロンチウム）バリウム（Ｂ（Ｓ）Ｔ）であるものとしてもよい。本願に提示されている材料によって、高い感度が得られる。誘電体は、張力が加えられた薄膜であってよい。
【００１８】
少なくとも１つのさらなる薄膜は、電極装置と対向電極装置との間に配置されていてよい。このさらなる薄膜によって、容量性構造体の電気的な性質及び／又は機械的な性質に良い影響が与えられる。
【００１９】
ある実施形態においては、容量性構造体は、電位センサ又は電荷センサとして使用される。さらに、種々の較正方法が使用可能である。特定の電荷量による測定された変化は、ここで著しく、電極構造に関連する。
【００２０】
本願で提示するアプローチは、さらに、本願で提示する方法の変型のステップを対応する装置において実行する、駆動制御する又は実装するように構成されている装置を実現する。装置の形態である、本発明のこのような実施形態によっても、本発明の課題は迅速かつ効率的に解決される。
【００２１】
装置とは、本願においては、センサ信号を処理し、これに関連して、制御信号及び／又はデータ信号を出力する電気的な機器のことである。この装置は、ハードウェアで及び／又はソフトウェアで形成され得るインタフェースを有していてよい。ハードウェアで形成されている場合には、このインタフェースは、例えば、装置の種々の機能を含んでいる、いわゆるシステムＡＳＩＣの一部であってよい。しかし、インタフェースが固有の、集積回路であってもよく、又は、少なくとも部分的に、離散した構成要素から成っていてもよい。ソフトウェアで形成されている場合には、このインタフェースは、ソフトウェアモジュールであってよく、これは例えば、マイクロコントローラ上に、別のソフトウェアモジュールの隣に設けられていてよい。
【００２２】
電荷量を特定するシステムが提示され、このシステムは、本願で提示するアプローチに従った容量性構造体と、本願で提示するアプローチに従った容量性構造体を用いて電荷量を特定する装置とを含む。
【００２３】
機械的に読み出し可能な担体又は記録媒体、例えば、半導体メモリ、ハードディスクメモリ又は光学的なメモリ上に記録されていてよく、かつ、特にプログラム製品又はプログラムがコンピュータ又は装置上で実行されるときに、上述した実施形態のうちの１つに従ってこの方法のステップを実行する、実装する及び／又は駆動制御するために使用されるプログラムコードを備えるコンピュータプログラム製品又はコンピュータプログラムも有利である。
【００２４】
本発明の実施例を図示し、以降の明細書で詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ある実施例に即した、電荷量を特定するシステムのブロック回路図。
【図２】ある実施例に即した、容量性構造体の断面図。
【図３】ある実施例に即した、容量性構造体の立体図。
【図４】ある実施例に即した、容量性構造体のための、準備された電極装置の図。
【図５】ある実施例に即した、容量性構造体のための、析出された対向電極装置の図。
【図６】ある実施例に即した、容量性構造体での電圧と電気的な容量との間の関係の図。
【図７】ある実施例に即した、電荷量を特定する方法のフローチャート。
【図８】ある実施例に即した、容量性構造体を製造する方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の有利な実施例の以降の説明においては、種々の図において示されている、類似の作用を有する要素に対して、同一又は類似の参照符号が用いられている。ここで、これらの要素は、くり返し説明されない。
【００２７】
図１は、ある実施例に即した、電荷量Ｑを特定するシステム１００のブロック回路図を示している。このシステム１００は、容量性構造体１０２と、この容量性構造体１０２を用いて電荷量Ｑを特定する装置１０４とを含む。容量性構造体１０２とこの装置１０４は、電気的に相互に接続されている。容量性構造体１０２は、電極装置１０６と、誘電体１０８と、対向電極装置１１０とから成る。誘電体１０８は、この実施例においては、電極装置１０６と対向電極装置１１０との間に配置されている。従って、積層体状の構造が生じる。選択的に、全ての電極装置１０６、１１０を誘電体１０８の１つの面上に配置することができる。一般的に、個々の電極装置１０６、１１０の間のできるだけ多くの力線が誘電体１０８を通過するべきである。誘電体１０８は、電圧に関連する誘電率を有している。容量性構造体は、測定用コンデンサ１０２と称され得る。
【００２８】
装置１０４は、調整装置１１２と、印加装置１１４と、検出装置１１６とを含む。調整装置１１２は、基準容量Ｃ１を調整するために、電極装置１０６と対向電極装置１１０との間で基準電位１１８を調整するように構成されている。印加装置１１４は、これに加えて、結果として生じる容量Ｃ２を得るために、電荷量Ｑによって結果として生じる電位１２０を、基準電位１１８に対して付加的に、電極装置１０６と対向電極装置１１０との間に印加するように構成されている。検出装置１１６は、基準容量Ｃ１と、結果として生じる容量Ｃ２とを検出し、容量変化ΔＣを特定するように構成されている。
【００２９】
ある実施例においては、装置１０４は、算出装置１２２を含む。この算出装置１２２は、この容量変化ΔＣと、電位と電気的な容量との間の関係１２４とを用いて、電荷量Ｑの値１２６を算出するように構成されている。
【００３０】
記載されたアプローチは、誘電体１０８である強誘電薄膜１０８による電荷測定を可能にする。
【００３１】
電荷量Ｑの測定は、多くの電子的な用途における一般的な課題である。例は、ＣＣＤチップ、光検出器及び他のセンサの読み出しである。高い精度が要求されている場合には、対応する変換器の必要な分解能が著しく上昇し、構成要素（ＡＳＩＣ）は、手間がかかりかつ高価になる。従来においては、電荷Ｑは、固定の、既知の容量のチャージ及び高い分解能を有するＡＤ変換器による、印加電圧の離散化によって特定される。
【００３２】
強誘電体１０８は、集積された構成要素、例えば強誘電体メモリＦＲＡＭにおいて使用される。この材料は、図６に示されているように、強く電圧に関連する誘電率を特徴とする。
【００３３】
アト・ファラッドａＦの範囲における容量Ｃの極めて感度の高い、動的な測定は、マイクロメカニカルセンサの領域における標準的な技術である。
【００３４】
本願で提示するアプローチによって、電荷量Ｑを高い精度で測定することができる。
【００３５】
強誘電体１０８及び別の材料、例えば移動するイオンを備える酸化物は、自身の誘電率を、印加されている場に関連して変える。従って、このような材料が、誘電体１０８として使用されているコンデンサ１０２は、電圧に関連して自身の容量Ｃを変える。即ち、このような構造体１０２が、測定されるべき電荷流Ｑによって充電されると、これによって容量変化ΔＣが生じる。この容量変化ΔＣは、極めて正確に評価可能である。
【００３６】
例えば、容量変化ΔＣは、高い分解能を有する容量測定によって、例えば、容量が組み込まれている発振回路の周波数離調の測定を介して、技術的に容易に特定することが可能である。
【００３７】
本願で提案する測定原理によって、例えばセンサアプリケーションが多い場合に、コスト及び構造空間を省くことができる。
【００３８】
図２は、ある実施例に即した容量性構造体１０２の断面図を示している。容量性構造体１０２は、実質的に、図１の容量性構造体に相当する。図１の容量性構造体とは異なり、図２の容量性構造体１０２は、担体材料２００又は基板２００上に載置されている。基板２００上には、電極装置１０６の電極２０２が配置されている。電極２０２及び基板２００上には、誘電体１０８が配置されている。分極可能な誘電体１０８又は強誘電体１０８は、ここで、実質的に一様な層厚を有している。この誘電体１０８の上に、対向電極装置１１０の対向電極２０４が配置されている。電極２０２及び対向電極２０４は、誘電体１０８によって相互に間隔が空けられ、電気的に絶縁されている。
【００３９】
図３は、ある実施例に即した容量性構造体１０２の立体図を示している。容量性構造体１０２は実質的に、図２の容量性構造体に相当する。誘電体１０６は、ここでは示されていない。図２の電極装置とは異なり、電極装置１０６は、ここでは、第１の部分電極３００と第２の部分電極３０２とを有している。２つの部分電極３００、３０２は、電気的に相互に絶縁されている。部分電極３００、３０２は、それぞれ、相互に交互配置されている４つのフィンガー状の櫛の歯を有している。ここで、これらの部分電極３００、３０２は、間隙によって相互に間隔が空けられている。部分電極３００、３０２は、インターデジタル電極３００、３０２と称され得る。
【００４０】
対向電極装置１１０は、ここでは、第１の部分対向電極３０４と第２の部分対向電極３０６とを有している。部分対向電極３０４、３０６は、同様にそれぞれ、相互に交互配置されている４つのフィンガー状の櫛の歯３０８を有している。ここで、部分対向電極３０４、３０６は、同様に間隙によって相互に間隔が空けられている。部分対向電極３０４、３０６は、インターデジタル対向電極３０４、３０６と称され得る。
【００４１】
図示の実施例においては、部分電極３００、３０２と部分対向電極３０４、３０６とは同様に構成されており、実質的に同等の寸法を有している。部分電極３００、３０２と部分対向電極３０４、３０６は、ここでは同様の配向を有しており、従って、櫛の歯３０８は、実質的に合同である。換言すれば、第１の部分電極３００の各櫛の歯は、第１の部分対向電極３０４の櫛の歯３０８の１つに対向して配置されている。第２の部分電極３０２の各櫛の歯は、第２の部分対向電極３０６の櫛の歯３０８の１つに対向して配置されている。
【００４２】
ある実施例においては、電荷量の特定時に、第１の部分電極３００及び第１の部分対向電極３０４が、基準電位及び測定されるべき電荷量によって荷電される。第２の部分電極３０２及び第２の部分対向電極３０６は、容量性構造体１０２の容量の測定及び動作点（基準容量）の調整のために使用される。従って、第２の部分電極３０２及び第２の部分対向電極３０６は、測定電極３０２、３０６と称され得る。
【００４３】
図４は、ある実施例に即した、容量性構造体のための、準備された電極装置１０６の図を示している。ここでは、電極装置１０６は、図２及び図３に示されているように、基板２００上に配置されている。電極装置１０６は、図３に示されているように、第１の部分電極３００と、この第１の部分電極３００と噛み合っている第２の部分電極３０２とを有している。部分電極３００、３０２の間には、間隙４００が存在している。この間隙４００は、長方形のメアンダ状の形態を有しており、部分電極３００、３０２を相互に絶縁している。
【００４４】
図５は、ある実施例に即した、容量性構造体１０２のための、析出された対向電極装置１１０の図を示している。ここでは、図４に示された製造状態に続く、容量性構造体１０２の製造状態が示されている。ここでは、基板上に配置されている電極装置上に、誘電体１０８が、少なくとも１つの、一面に拡がっている層として析出されている。誘電体１０８の上には、対向電極装置１１０が配置されている。図３に示されているように、対向電極装置１１０は、第１の部分対向電極３０４と、この第１の部分対向電極３０４と噛み合っている第２の部分対向電極３０６とを有している。部分対向電極３０４、３０６の間には、間隙４００が存在している。この間隙４００は、長方形のメアンダ状の中間領域の幅によって形成されており、これによって、部分電極３０４、３０６が相互に絶縁されている。
【００４５】
図２乃至図５は、容量性構造体１０２の可能性のある実施例を示している。これは実質的に、２つの電極１０６、１１０から成り、これらの電極の間には、電圧に関連する誘電率を有する薄膜１０８が設けられている。この薄膜１０８は、本願で提示するアプローチの種々の実施例において、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸（ストロンチウム）バリウム（Ｂ（Ｓ）Ｔ）、及び、複合酸化物又は張力が加えられた薄膜を含んでいてよい。付加的に、別の誘電性薄膜、例えばＬａＮｉＯ３、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４を積層体１０２に加えてよく、これによって、例えば、不動態化を実現する、又は、電極材料１０６、１１０の格子定数と誘電体１０８の格子定数を相互に合わせることができる。その上に測定されるべき電荷が加えられる、又は、容量の測定に使用される、図の上方又は下方の電極１０６、１１０は、それぞれ、つながっている面から成っていても、又は、例えばインターデジタル電極に類似して、電気的に相互に分断されていてもよい。この場合には、同様に、電極３００、３０２、３０４、３０６の間に適当な絶縁層が使用される。さらにこれらは、金属製の導電性材料、例えばＰｔ、Ａｌ、ポリシリコンの形態で析出されてもよく、又は、基板材料２００内に埋め込まれてもよい。
【００４６】
図６は、ある実施例に即した、容量性構造体での電圧Ｕと電気的な容量Ｃとの間の関係１２４の図を示している。この関係１２４は、曲線６００として、図に記入されている。この図においては、横軸に電圧Ｕが、縦軸に容量Ｃが記入されている。曲線６００は、容量性構造体における、誘電体である強誘電体の典型的な、電圧に関連する誘電率又は容量を表している。例えば、動作点Ａで測定が開始されると、電荷誘導された電圧変化ΔＵが、容量変化ΔＣを生じさせる。
【００４７】
換言すれば、図６は、電荷測定の原理を概略的に示している。構造体の容量Ｃ又はインピーダンスは、特定の動作点Ａで測定される、即ち、特定の電圧Ｕが印加されると測定される。次に、付加的な電荷が、電極又はこの電極とは別個の電極に印加されると、これは、重畳された電界を生じさせ、即ち、電圧オフセットΔＵのように作用する。この結果、誘電体の電圧に関連する誘電率に基づいて、直接的に、容量変化ΔＣ又はインピーダンス変化が生じ、これは、交流電圧の印加及びアイドル電流の検出、若しくは、特に発振回路における容量の積分及び共振周波数の離調の検出等の、ＭＥＭＳ技術からの公知の方法によって、極めて正確に読み出し可能である。属する読み出し電子回路とこの構造体の対応する接続は、図２乃至図５において図示されていない。
【００４８】
固定されている動作点Ａにおける容量変化ΔＣ又はインピーダンス変化の直接的な測定の他に、周波数掃引又はバイアス掃引を実行し、全体的な容量−周波数曲線６００若しくは容量−電圧曲線６００への、電荷変化若しくはシフトの作用を評価することが可能である。
【００４９】
小さい電流を測定するために、電極に特定のくり返し率で荷電し、その間に再び放電することが可能である。測定された電荷及びくり返し率からここで、コンデンサの充電特性を考慮して直接的に電流が得られる。
【００５０】
図７は、ある実施例に即した、電荷量を特定する方法７００のフローチャートを示している。この方法７００は、例えば、図１に示されたようなシステム上で実施される。この方法７００は、本願で提示するアプローチに従った容量性構造体で実施される。この方法７００は、調整のステップ７０２と、印加のステップ７０４と、検出のステップ７０６とを有している。調整のステップ７０２においては、動作点として、容量性構造体の電極装置と対向電極装置との間で基準電位が調整され、これによって、基準容量が調整される。印加のステップ７０４においては、電荷量によって結果として生じる電位が、基準電位に対して付加的に印加され、これによって、結果として生じる容量が得られる。検出のステップ７０６においては、基準容量と、結果として生じる容量との間の容量変化が検出され、これによって、電荷量が特定される。検出のステップ７０６は、ある実施例においては、印加のステップ７０４と並行して実施され、これによって、付加的な電荷を用いて、さらに付加的な電荷を用いずに、及び、付加的に又は選択的に再充電の間に容量を測定することができる。
【００５１】
図８は、ある実施例に即した、容量性構造体を製造する方法８００のフローチャートを示している。この方法は、電極装置及び対向電極装置を準備するステップ８０２と、電圧に関連する誘電率を有する誘電体を準備するステップ８０４と、電極装置と対向電極装置に隣接して誘電体を配置するステップ８０６とを有している。ステップ８０２、８０４、８０６は、ここで任意の順番で実行されても、同時に実行されてもよい。
【００５２】
ある実施例においては、準備のステップ８０２において、電極装置が準備される。例えば、電極装置は、図４に示されているように、基板上に析出され得る。ステップ８０４においては、電圧に関連する誘電率を有する誘電体が、この電極装置上に析出される。次に、ステップ８０２が再び実行され、これによって、図５に示されているように、対向電極装置が誘電体上に析出される。配置のステップ８０６は、この場合には、提供のステップ８０２、８０４に対して並行して実施され、準備された複数の要素が容量性構造体にまとめられる。
【００５３】
実施例が、第１の特徴と第２の特徴との間に、「及び／又は」による結合を含む場合には、ある実施形態に即した実施例は、第１の特徴も第２の特徴も有し、別の実施形態に即した実施例は、第１の特徴又は第２の特徴しか有していない、ということを読み取ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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