Patent DE-112014002528-B4 (DE)
Title: Kapazitiver Sensor für eine physikalische Grösse
Inventor: SAKAI MINEKAZU
IPC: H01L29/84
Filed: 2014-05-20
Granted: 2020-02-06
Abstract: Kapazitiver Sensor für eine physikalische Größe mit:einem ersten Substrat (14, 15), das eine Oberfläche (14a) aufweist;einer beweglichen Elektrode (24), die benachbart zur Oberfläche des ersten Substrats angeordnet ist und integriert mit einem Balkenteil (22) geformt ist, das in einer vorab festgelegten Richtung in einer Ebenenrichtung der Oberfläche des ersten Substrats durch Aufbringen einer physikalischen Größe verschiebbar ist;einer festen Elektrode (31, 41), die benachbart zur Oberfläche des ersten Substrats in einem Zustand angeordnet ist, in dem sie der beweglichen Elektrode gegenüberliegt;einem zweiten Substrat (11, 201), das mit dem ersten Substrat verbunden ist;einer Signalanlegeeinheit (120, 130), die ein Diagnosesignal für die Selbstdiagnose anlegt, das die bewegliche Elektrode zur Zeit der Selbstdiagnose hin zu der und weg von der festen Elektrode verschiebt;einer C-V-Wandlungsschaltung (110), die eine Spannung abgibt, die zu einer Änderung einer Kapazität zwischen der beweglichen Elektrode und der festen Elektrode passt, wenn das Diagnosesignal an der beweglichen Elektrode und der festen Elektrode anliegt; undeiner Hilfselektrode (71, 72), die von einem Abschnitt des zweiten Substrats gegenüber der beweglichen Elektrode bis zu einem Abschnitt des zweiten Substrats gegenüber einem verschiebbaren Bereich der beweglichen Elektrode angeordnet ist, wobeiwährend eines Normalbetriebs der kapazitive Sensor für eine physikalische Größe eine Spannung ausgibt, die zur Änderung der Kapazität zwischen der festen Elektrode und der beweglichen Elektrode passt; unddie Signalanlegeeinheit während der Selbstdiagnose ein vorab festgelegtes Potenzial an die Hilfselektrode anlegt, um eine Dichte von elektrischen Kraftlinien, die zwischen der in einer Richtung der Verschiebung der beweglichen Elektrode angeordneten festen Elektrode und der beweglichen Elektrode erzeugt werden, höher als die Dichte von elektrischen Kraftlinien zu machen, die während des Normalbetriebs zwischen der festen Elektrode und der beweglichen Elektrode erzeugt werden,wobei eine Vielzahl der beweglichen Elektroden und eine Vielzahl der festen Elektroden abwechselnd angeordnet sind, undbei einer der beweglichen Elektroden und zwei der festen Elektroden, die über die eine bewegliche Elektrode zueinander benachbart sind, ein Abstand zwischen einer der festen Elektroden und der beweglichen Elektrode so eingestellt ist, dass er kleiner als ein Abstand zwischen der anderen festen Elektrode und der beweglichen Elektrode ist,dadurch gekennzeichnet, dassdie Hilfselektrode eine erste Hilfselektrode (71) umfasst, die der beweglichen Elektrode gegenüberliegt, wenn die bewegliche Elektrode in einer Richtung hin zu der vorab festgelegten Richtung verschoben wird, und eine zweite Hilfselektrode (72), die der beweglichen Elektrode gegenüberliegt, wenn die bewegliche Elektrode in einer Richtung entgegen der einen Richtung verschoben wird, unddie Signalanlegeeinheit ein vorab festgelegtes Potenzial an die erste Hilfselektrode anlegt und ein Potenzial, das sich vom vorab festgelegten Potenzial unterscheidet, zur Zeit der Selbstdiagnose an die zweite Hilfselektrode anlegt, um eine Dichte von elektrischen Kraftlinien, die zwischen der festen Elektrode, die in einer Richtung der Verschiebung der beweglichen Elektrode angeordnet ist, und der beweglichen Elektrode erzeugt wird, höher als die Dichte von elektrischen Kraftlinien zu machen, die während des Normalbetriebs zwischen der festen Elektrode und der beweglichen Elektrode erzeugt werden, und um die Dichte der elektrischen Kraftlinien, die zwischen der festen Elektrode und der beweglichen Elektrode erzeugt werden, die in einer Richtung entgegen der Richtung der Verschiebung der beweglichen Elektrode angeordnet sind, niedriger als die Dichte von elektrischen Kraftlinien zu machen, die während des Normalbetriebs zwischen der festen Elektrode und der beweglichen Elektrode erzeugt werden.