[发明专利]静电能量采集器及其制备方法

权利要求书

1.一种静电能量采集器，包括可变电容结构以及偏置电压生成装置；其特征在于，所述可变电容结构包括第一固定极板、第二固定极板和运动极板；

所述第一固定极板包括第一基体和第一电极层；所述第一基体上开设有第一凹槽；所述第一电极层形成于所述第一基体上开设有第一凹槽的一面；

所述第二固定极板朝向所述第一固定极板相对设置；所述第二固定极板包括第二基体和第三电极层；所述第二基体上与所述第一固定极板相对的一面设置有第二凹槽；所述第三电极层形成于所述第二基体上开设有第二凹槽的一面；

所述运动极板设于所述第一固定极板和第二固定极板之间；所述运动极板包括支撑构件、质量块以及第二电极层；所述支撑构件与所述第一基体以及所述第二基体连接；所述支撑构件用于支撑所述质量块，并使得所述质量块位于所述第一凹槽和所述第二凹槽之间；所述第二基体与所述支撑构件连接；所述第二电极层形成于所述运动极板的表面；所述第二电极层包括至少一个子电极层；其中，所述偏置电压生成装置用于生成偏置电压以在所述第一固定极板、所述第二固定极板和所述运动极板之间形成固定电场；

所述第二电极层包括一个子电极层；所述子电极层形成于所述运动极板上与所述第一固定极板相对的一面；

所述质量块上与所述第一凹槽相对的一面和/或所述第一凹槽内设置有凸点；所述质量块上与所述第二凹槽相对的一面和/或所述第二凹槽内设置有凸点。

2.根据权利要求1所述的静电能量采集器，其特征在于，所述第一凹槽和所述第二凹槽内均设置有凸点。

3.根据权利要求1所述的静电能量采集器，其特征在于，所述偏置电压生成装置为驻极体；所述驻极体上存在电荷分布；所述驻极体至少覆盖在所述可变电容结构中的两个电极层上。

4.根据权利要求3所述的静电能量采集器，其特征在于，所述驻极体覆盖在所述第一电极层表面和所述第三电极层表面；所述驻极体上存在异种电荷分布。

5.根据权利要求1所述的静电能量采集器，其特征在于，所述支撑构件包括支撑主体和悬臂梁结构；所述支撑主体为中空结构，用于放置所述质量块；所述悬臂梁结构分别与所述支撑主体、所述质量块连接。

6.一种静电能量采集器的制备方法，其特征在于，包括制备第一固定极板、制备第二固定极板、制备运动极板以及制备偏置电压生成装置的步骤；

所述制备第一固定极板的步骤包括：提供正、反面都形成有氧化硅膜的第一晶片；

通过光刻和刻蚀将所述第一晶片正面的部分氧化硅膜去除；

以所述第一晶片正面未被去除的氧化硅膜为掩膜，对所述第一晶片的正面进行刻蚀形成第一基体，被刻蚀掉的位置形成第一凹槽；

在所述第一晶片的正面形成金属层作为第一电极层；

所述制备第二固定极板的步骤包括：提供正、反面都形成有氧化硅膜的第二晶片；

通过光刻和刻蚀将所述第二晶片正面的部分氧化硅膜去除；

以所述第二晶片正面未被去除的氧化硅膜为掩膜，对所述第二晶片的正面进行刻蚀形成第二基体，被刻蚀掉的位置形成第二凹槽；

在所述第二晶片的正面形成金属层作为第三电极层；

所述制备运动极板的步骤包括：提供正、反面都形成有氧化硅膜的第三晶片；

通过光刻和刻蚀将所述第三晶片正面的部分氧化硅膜去除，未被去除的氧化硅膜的位置即为运动极板的质量块的位置；

以所述第三晶片正面未被去除的氧化硅膜为掩膜，对所述第三晶片的正面进行刻蚀，被刻蚀处剩余的晶片厚度为所述运动极板的支撑构件中悬臂梁的厚度的两倍；

通过光刻和刻蚀将所述第三晶片反面的部分氧化硅膜去除，未被去除的氧化硅膜的位置即为所述悬臂梁的位置；

以所述第三晶片正面和反面未被去除的氧化硅膜为掩膜，对所述第三晶片的正面和反面同时刻蚀，并在刻穿所述第三晶片时停止刻蚀，形成所述悬臂梁；

在所述第三晶片的反面形成金属层作为第二电极层；

所述制备偏置电压生成装置的步骤包括在所述第一电极层和所述第三电极层形成带电荷的驻极体。