[发明专利]振动发电元件以及振动发电元件的制造方法

说明书

对隔着绝缘层而设有第一Si层和第二Si层的基板进行加工而形成的振动发电元件具备：固定电极，其形成于上述第一Si层；以及可动电极，其形成于上述第二Si层，并隔着形成于上述绝缘层的缝隙空间而与上述固定电极对置，且相对于上述固定电极进行相对移动。

技术领域

本发明涉及振动发电元件以及振动发电元件的制造方法。

背景技术

近年来，作为利用了环境振动的能量收集技术之一，公知有使用了MEMS(microelectro-mechanical system，微机电系统)加工技术的振动发电元件来进行发电的技术。在这种用途的振动发电元件中，为了得到小型且高的发电效率，提出了使用驻极体的静电型的振动发电元件(参照专利文献1)。

在专利文献1所记载的振动发电元件中，在SOI(Silicon On Insulator，绝缘体上硅)基板的活性层形成梳齿构造的可动电极和固定电极，通过由弹性支撑部支撑的可动电极振动来进行发电。在这种振动发电元件中，可动电极与固定电极的缝隙(静电缝隙)越小则静电容量越增加，有利于发电电力的增大。另外，缝隙越小则电气阻尼越大，无法使发电元件的Q值下降，在基于随机振动的发电中优选Q值较小。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2018－88780号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在专利文献1的振动发电元件中，通过蚀刻对作为同一Si层的活性层进行槽加工来形成可动电极与固定电极之间的缝隙，因此根据MEMS加工的纵横比界限而在缝隙尺寸的减少方面存在界限。例如，在活性层的厚度为数百μm的情况下，10μm左右为缝隙尺寸的界限。

用于解决课题的方案

根据本发明的第一方案，是一种振动发电元件，其对隔着绝缘层而设有第一Si层和第二Si层的基板进行加工而形成，其具备：固定电极，其形成于上述第一Si层；以及可动电极，其形成于上述第二Si层，并隔着形成于上述绝缘层的缝隙空间而与上述固定电极对置，且相对于上述固定电极进行相对移动。

根据本发明的第二方案，在第一方案的振动发电元件中，优选具备弹性支撑部，该弹性支撑部形成于上述第二Si层，并且一端与上述可动电极连接，另一端隔着上述绝缘层而固定于上述第一Si层。

根据本发明的第三方案，在第一或第二方案的振动发电元件中，优选上述第一Si层比上述第二Si层厚。

根据本发明的第四方案，在第一或第二方案的振动发电元件中，优选上述第二Si层比上述第一Si层厚。

根据本发明的第五方案，在第一方案至第四方案的任一方案的振动发电元件中，优选上述固定电极以及上述可动电极在振动停止状态下俯视时没有重叠。

根据本发明的第六方案，是一种制造方法的制造方法，是对隔着绝缘层而设有第一Si层和第二Si层的基板进行加工而形成的振动发电元件的制造方法，其中，在上述第一Si层形成固定电极，在上述第二Si层形成与上述固定电极对置的可动电极，去除介于上述固定电极与上述可动电极之间的上述绝缘层。

发明的效果

根据本发明，能够更加减小固定电极与可动电极之间的缝隙。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的振动发电元件的概略结构的俯视图。

图2是表示振动发电元件的A-A剖面以及B-B剖面的图。

图3是表示可动电极位移后的状态的图。

图4是表示振动发电元件的制造方法的一例的图。