[发明专利]一种用于强磁场测量的平面扭转式微传感器

摘要

本发明涉及一种用于X、Y方向强磁场测量的平面扭转式微传感器。包括依次连接的基底、传感器本体和封盖，其中传感器本体分为线圈电极锚区、扭转平面、电容电极锚区三部分，其中线圈电极锚区和电容电极锚区分别位于扭转平面中部的Y方向两侧外部，扭转平面中部的Y方向两侧分别向内凹，最后基底、传感器本体和封盖通过键合形成内部真空的平面扭转式微传感器。本发明实现了托卡马克的强磁环境下的X、Y方向的磁场大小的测量，通入交流信号的金属线圈在磁场下受到洛伦兹力作用，带动扭转平面有往受力方向扭转的趋势，使扭转平面以某一频率机械振动，引起上下极板间电容变化，进而推算出所测量的磁场大小。

主权项

1.一种用于强磁场测量的平面扭转式微传感器，其特征在于：包括依次连接的基底、传感器本体和封盖；所述基底为500um厚的单面抛光晶片，在抛光了的一面刻蚀出1.2um 深的腔体，在设有腔体的抛光了的整个表面生长第一氧化硅层；所述传感器本体包括SOI晶片，传感器本体分为线圈电极锚区、扭转平面、电容电极锚区三部分；所述扭转平面的长度方向为X方向，宽度方向为Y方向，扭转平面中部的Y方向两侧分别向内凹，所述线圈电极锚区位于扭转平面中部的Y方向一侧外部；所述电容电极锚区位于扭转平面中心的Y方向另一侧外部；所述SOI晶片为复合材料片，由380um厚的硅层、1um厚的氧化硅层和20um厚的硅材料层组成；在扭转平面底面的硅材料层上依次设有第二氧化硅层和电容上极板层，在扭转平面顶面的氧化硅层上设有金属线圈和中心电极，所述中心电极位于扭转平面的中心，金属线圈位于中心电极的外周；在线圈电极锚区的氧化硅层上设有引入电极和引出电极，所述引入电极连接着金属线圈，所述引出电极通过收尾金属连接着金属线圈；在电容电极锚区的氧化硅层上设有第一电容电极和第二电容电极，所述第一电容电极穿过氧化硅层和硅材料层连接着双层金属层；所述第二电容电极通过电容引线连接着中心电极；所述封盖呈盒盖状，内表面设有纳米吸气剂层；所述基底、传感器本体和封盖通过键合形成内部真空的平面扭转式微传感器。