[发明专利]单芯片三轴磁场传感器及制备方法

权利要求书

1.一种单芯片三轴磁场传感器，其特征在于，所述单芯片三轴磁场传感器至少包括：

第一基底；

形成于第一基底表面的至少两个第一电极及至少四个第二电极；

与所述第一基底键合的第二基底，其具有与两个第一电极分别形成电容结构的单轴扭转结构、以及与至少四个第二电极分别形成电容结构的双轴扭转结构；

形成于所述单轴扭转结构表面、且能在第一方向的磁场作用下产生相应磁扭矩的第一磁性薄膜结构；

形成于所述双轴扭转结构表面、且能在第二及第三方向的磁场作用下产生相应磁扭矩的第二磁性薄膜结构。

2.根据权利要求1所述的单芯片三轴磁场传感器，其特征在于：所述单轴扭转结构包括：作为轴的第一弹性梁及连接在所述第一弹性梁两侧且分别与两个第一电极形成电容的第一扭转膜。

3.根据权利要求1所述的单芯片三轴磁场传感器，其特征在于：所述双轴扭转结构包括：作为轴的第二弹性梁、连接所述第二弹性梁的可扭转框体、作为轴且连接所述可扭转框体的第三弹性梁、及连接所述第三弹性梁且分别与一个第二电极形成电容结构的多个第二扭转膜。

4.根据权利要求2所述的单芯片三轴磁场传感器，其特征在于：所述第一磁性薄膜结构包括：依序形成于第一扭转膜表面的粘附层、磁性膜层及抗氧化层。

5.根据权利要求3所述的单芯片三轴磁场传感器，其特征在于：所述第二磁性薄膜结构包括：依序形成于第二扭转膜表面的粘附层、磁性膜层及抗氧化层。

6.根据权利要求1所述的单芯片三轴磁场传感器，其特征在于还包括：形成在所述第一基底或第二基底的微机电器件结构。

7.根据权利要求6所述的单芯片三轴磁场传感器，其特征在于，所述微机电器件包括加速度计、陀螺仪、压力传感器、湿度传感器、温度传感器、声传感器中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的单芯片三轴磁场传感器，其特征在于还包括：覆盖所述第一磁性薄膜结构及第二磁性薄膜结构的封装盖体。

9.根据权利要求1或8所述的单芯片三轴磁场传感器，其特征在于还包括：形成在所述第一基底或第二基底或封装盖体上的电容检测专用集成电路结构。

10.一种单芯片三轴磁场传感器的制备方法，其特征在于，所述单芯片三轴磁场传感器的制备方法至少包括步骤：

-在第一基底表面形成至少两个第一电极及至少四个第二电极；

-在第二基底表面形成容置至少两个第一电极及至少四个第二电极的凹坑；

-将所述第一基底与第二基底键合，使凹坑覆盖各第一电极及第二电极；

-在键合后的第二基底上形成第一磁性薄膜结构与第二磁性薄膜结构，并相对于所述第一磁性薄膜结构与第二磁性薄膜结构的位置对所述第二基底进行刻蚀，以分别形成单轴扭转结构及双轴扭转结构；

-对所述第一磁性薄膜结构与第二磁性薄膜结构进行磁化处理，以使第一磁性薄膜结构能在第一方向的磁场作用下产生相应磁扭矩、第二磁性薄膜结构能在第二及第三方向的磁场作用下产生相应磁扭矩。

11.根据权利要求10所述的单芯片三轴磁场传感器的制备方法，其特征在于还包括步骤：在第一基底或第二基底形成微机电器件结构。

12.根据权利要求10所述的单芯片三轴磁场传感器的制备方法，其特征在于：采用基于微机电表面工艺技术或微机电体硅加工技术来进行各步骤。

13.根据权利要求10所述的单芯片三轴磁场传感器的制备方法，其特征在于还包括步骤：-采用封装盖体对已形成扭转结构的键合结构进行封装。

14.根据权利要求10或13所述的单芯片三轴磁场传感器的制备方法，其特征在于还包括步骤：在所述第一基底或第二基底或封装盖体上形成电容检测专用集成电路结构。