[发明专利]一种基于面内伸缩模态谐振器的MEMS磁场传感器及制备方法

摘要

本发明公开一种基于面内伸缩模态谐振器的MEMS磁场传感器及其制备方法，谐振器的矩形振子由层合结构的磁电复合材料构成，由两端的固定梁支撑，悬于硅衬底上的空心区域之上。矩形振子包含从下而上依次设置叠加的底电极层、压电层、粘合层、低电阻金属层和软铁磁性合金层。底电极为梳齿状结构，其延伸部分沿固定梁延长到外部的硅衬底上，用于接驳外部电路。在底电极的外部延伸终点处，压电层开通孔以露出下层铂电极基板。振子的固定梁部分由压电层和底电极的延伸部分构成。谐振器的谐振频率由谐振器的振子材料、薄膜厚度以及电极尺寸共同决定。采用该谐振器的磁场传感器可测量磁场的幅度且结构简单，灵敏度高，能耗低，并与半导体制造技术兼容。

主权项

1.一种基于面内伸缩模态谐振器的MEMS磁场传感器，MEMS磁场传感器主要包括谐振器，其特征在于，谐振器的矩形振子由层合结构的磁电复合材料构成，且该矩形振子由两端的固定梁支撑，悬于硅衬底上的空心区域之上；矩形振子包含从下而上依次叠加设置的底电极层、压电层、顶电极层和软铁磁性合金层以及保护膜层，在各层之间还有粘合层；矩形振子的底电极层为梳齿状结构，底电极层延伸部分沿固定梁延长到外部的硅衬底上，用于接驳外部电路；在底电极层的外部延伸终点处，压电层开通孔以露出下层铂电极基板，开孔部分由电接触层覆盖；固定梁部分由压电层的延伸部分和底电极层的延伸部分构成；矩形振子为面内伸缩模态，伸缩方向为矩形的窄边的方向，谐振频率能够通过改变底电极层中梳齿电极的数量和间距以及压电层和软铁磁性合金层的相对厚度来改变。