[发明专利]一种电场力驱动的悬臂式微型电场传感器

权利要求书

1.一种电场力驱动的悬臂式微型电场传感器，其特征在于，所述传感器包括固定区域(1)、悬臂(2)、金属电极(3)、空腔(4)、压阻材料(5)和打线区域(6)；

其中，悬臂(2)的一端固定在固定区域(1)上，另一端设置金属电极(3)；悬臂(2)的周围设置空腔(4)以保证悬臂(2)自由振动；固定区域(1)与悬臂(2)的连接处设置压阻材料(5)，压阻材料(5)通过打线区域(6)与外界测试单元连接；所述打线区域(6)设置在固定区域(1)上，通过金属线与金属电极(3)和压阻材料(5)相连。

2.根据权利要求1所述电场力驱动的悬臂式微型电场传感器，其特征在于，所述固定区域(1)采用基于硅片的微加工工艺制备，呈中空结构；固定区域(1)的尺寸在1毫米至10毫米之间。

3.根据权利要求1所述电场力驱动的悬臂式微型电场传感器，其特征在于，所述悬臂(2)为长方形薄膜结构，数量为4条，在固定区域(1)内呈十字交叉的中心对称设置；悬臂(2)的厚度为5微米至50微米。

4.根据权利要求1所述电场力驱动的悬臂式微型电场传感器，其特征在于，所述金属电极(3)接地或接特定电压偏置。

5.根据权利要求1或4所述电场力驱动的悬臂式微型电场传感器，其特征在于，所述金属电极(3)接特定电压偏置时分为以下两种情况：当进行直流电场测量时，金属电极(3)接交流电压偏置；当进行交流电场测量时，金属电极(3)接直流电压偏置。

6.根据权利要求1所述电场力驱动的悬臂式微型电场传感器，其特征在于，所述压阻材料(5)为弯折条状结构，数量为4块，分别由金属线连接形成四桥臂惠斯通桥结构。

7.根据权利要求1或6所述电场力驱动的悬臂式微型电场传感器，其特征在于，所述压阻材料(5)通过对半导体材料进行离子掺杂及退火得到，且压阻材料(5)的界面深度小于悬臂(2)的厚度。

8.根据权利要求1所述电场力驱动的悬臂式微型电场传感器，其特征在于，所述打线区域(6)引出惠斯通桥的输入输出端口及金属电极，与后端电路相连接；所述后端电路由两级放大电路组成，分别为差分放大电路和锁相放大电路。

9.根据权利要求8所述电场力驱动的悬臂式微型电场传感器，其特征在于，所述锁相放大电路的参考频率为电场频率的两倍。