[发明专利]三轴微机械磁场传感器

摘要

本发明提供一种三轴微机械磁场传感器，包括两个呈正交排列的第一谐振结构组件及第二谐振结构组件。本发明的三轴微机械磁场传感器不需要磁性材料，不存在磁滞和磁饱和现象，制作工艺与标准CMOS工艺兼容，可实现大批量，低成本生产；第一谐振结构及第二谐振结构采用静电驱动，功耗几乎为零，且结构简单，易于实现；静电驱动结构为带有阻尼孔的平板电极或者叉指电极，能够有效的减小空气阻尼，提高大气下工作的灵敏度；基于电磁感应原理，在大范围磁场测量中都具有极佳的线性度；三个谐振结构位于同一平面内，可实现三轴测量之间的绝对正交，有效避免了交叉灵敏度的影响；可同时对恒定或交变磁场的三轴分量进行测量，稳定性和可靠性好。

主权项

1.一种三轴微机械磁场传感器，其特征在于，所述三轴微机械磁场传感器包括：两个呈正交排列的第一谐振结构组件，所述第一谐振结构组件包括：第一谐振结构、第一绝缘层、第一感应线圈及第一驱动电极；所述第一绝缘层位于所述第一谐振结构表面；所述第一感应线圈位于所述第一绝缘层表面；所述第一驱动电极位于所述第一谐振结构的下方，适于以静电驱动方式驱动所述第一谐振结构，使得所述第一谐振结构工作时处于扭转模态；第二谐振结构组件，所述第二谐振结构组件包括：第二谐振结构、第二绝缘层、第二感应线圈、第二驱动电极、第二锚点、第二支撑梁及固定结构；所述第二绝缘层位于所述第二谐振结构表面；所述第二感应线圈位于所述第二绝缘层表面；所述第二驱动电极位于所述第二谐振结构的两侧，适于以静电驱动方式驱动所述第二谐振结构，使得所述第二谐振结构工作时处于伸缩扩张模态；所述第二锚点位于一衬底表面；所述第二谐振结构及所述第二支撑梁均位于所述衬底设置有所述第二锚点的一侧；所述第二谐振结构与所述第二锚点及所述衬底表面均相隔一定的间距；所述第二支撑梁一端与所述第二锚点固定连接，另一端与所述第二谐振结构固定连接；所述固定结构位于所述第二谐振结构两侧的所述衬底表面；所述第二驱动电极包括固定电极及可动电极，所述固定电极固定于所述固定结构靠近所述第二谐振结构的一侧，所述可动电极固定于所述第二谐振结构上，且所述可动电极与所述固定电极位于同一平面内。