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公开(公告)号：CN113960380A
公开(公告)日：2022-01-21
申请号：CN202111239275.7
申请日：2021-10-25
申请人： 中国科学院空天信息创新研究院
摘要： 本发明涉及一种微型电场传感器。所述微型电场传感器包括：衬底以及至少一个柱状电极，设置在所述衬底上；薄膜电极，悬空设置在所述衬底上方，所述薄膜电极上形成至少一个电极孔，所述柱状电极的位置与所述电极孔的位置相对应；以及至少一个驱动单元，用以驱动所述薄膜电极上下振动，实现所述薄膜电极的中心点沿所述柱状电极的轴线方向上的相对位置发生变化，使得所述薄膜电极与所述柱状电极上的感应电荷量发生变化。
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公开(公告)号：CN116047183A
公开(公告)日：2023-05-02
申请号：CN202310151950.3
申请日：2023-02-22
申请人： 中国科学院空天信息创新研究院
IPC分类号： G01R29/14
摘要： 本发明提供一种单屏蔽电极三维电场传感芯片，包括：衬底、固定端、驱动结构、一组可动屏蔽电极、四组固定感应电极，其中四组固定感应电极两两对称。在驱动结构作用下，屏蔽电极沿垂直于衬底方向或平行于衬底方向振动，若存在外界电场，则四组固定感应电极上会产生周期性感应电流，对四组感应电极上的感应电流采用差分求和解耦方法可分别获得X、Y、Z三个坐标轴方向的电场分量，从而实现三维电场测量。本发明提出的单屏蔽电极三维电场传感芯片设计方案，有利于减小传感器体积和功耗、增大有效感应面积，并有利于提高传感器分辨力和灵敏度。
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公开(公告)号：CN113109636A
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN202110336557.2
申请日：2021-03-29
申请人： 中国科学院空天信息创新研究院
IPC分类号： G01R29/12
摘要： 一种单芯片微型三维电场传感器，以静电驱动和压电驱动交替进行的方式实现电场敏感单元电极的水平振动和垂直振动，可实现对X、Y、Z三维电场的测量。传感器主要包括：衬底、固定端、感应电极、屏蔽电极、静电驱动结构、压电驱动结构、绝缘层；两组电场敏感单元在同一平面上相互垂直放置，各自采用轴对称设计。通过静电驱动结构，使两组屏蔽电极分别相对于各自的感应电极水平振动，分别测量垂直于对称轴的面内X、Y电场分量；在压电驱动下，感应电极相对于屏蔽电极垂直振动，测量垂直于电场敏感单元的Z电场分量。本发明可实现三维电场测量，有利于传感器的微型化和集成化。
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公开(公告)号：CN113125865B
公开(公告)日：2023-04-14
申请号：CN202110386100.2
申请日：2021-04-09
申请人： 中国科学院空天信息创新研究院
摘要： 一种振动电容式微型电场传感器及其制备方法、电场传感器，其中振动电容式微型电场传感器包括：振动电极、固定电极、支撑梁、支撑梁锚区、固定电极锚区和衬底；支撑梁锚区与固定电极锚区均设置在衬底上；振动电极包括悬空设置在衬底上方的振动薄膜元件；所述振动薄膜元件通过支撑梁固定在支撑梁锚区上；固定电极设置在振动薄膜元件的至少一侧。本发明通过对振动电极和固定电极采用共面叉指布置、共面相对布置或平行相对布置形式，使振动电极在电场力作用下发生位移，导致振动电极与固定电极的电容值发生改变，通过检测电容值实现对被测电场的测量；本发明所述的电场传感器不需要额外引入驱动电压，具有功耗低，可实现交直流宽频带电场测量的优点。
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公开(公告)号：CN115684740A
公开(公告)日：2023-02-03
申请号：CN202211235320.6
申请日：2022-10-10
申请人： 中国科学院空天信息创新研究院
摘要： 本发明提供一种基于GIS‑SOI‑GOS的垂直谐振式MEMS电场传感器，由GIS层、SOI层和GOS层组成。GIS层包括上驱动电极、绝缘环、导体硅、多个通孔以及玻璃层上的凹槽，上驱动电极通过绝缘环与导体硅实现绝缘。SOI层由器件层、埋氧层和衬底层组成，器件层制作有下驱动电极、屏蔽电极、感应电极、弹性梁和锚点等，埋氧层和衬底层刻蚀有镂空窗口，与GIS下方玻璃层上的凹槽共同为可动结构提供垂直振动空间。GOS层包括电场感应盖板和制作有窗口的玻璃层，用以建立电场感应通道。本发明实现垂直谐振式MEMS电场传感器敏感结构及真空封装的一体化圆片级制备，具有高电场感应效率、高品质因数、低驱动电压等特点。
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公开(公告)号：CN113109636B
公开(公告)日：2022-06-17
申请号：CN202110336557.2
申请日：2021-03-29
申请人： 中国科学院空天信息创新研究院
IPC分类号： G01R29/12
摘要： 一种单芯片微型三维电场传感器，以静电驱动和压电驱动交替进行的方式实现电场敏感单元电极的水平振动和垂直振动，可实现对X、Y、Z三维电场的测量。传感器主要包括：衬底、固定端、感应电极、屏蔽电极、静电驱动结构、压电驱动结构、绝缘层；两组电场敏感单元在同一平面上相互垂直放置，各自采用轴对称设计。通过静电驱动结构，使两组屏蔽电极分别相对于各自的感应电极水平振动，分别测量垂直于对称轴的面内X、Y电场分量；在压电驱动下，感应电极相对于屏蔽电极垂直振动，测量垂直于电场敏感单元的Z电场分量。本发明可实现三维电场测量，有利于传感器的微型化和集成化。
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公开(公告)号：CN113625064A
公开(公告)日：2021-11-09
申请号：CN202010389820.X
申请日：2020-05-09
申请人： 中国科学院空天信息创新研究院
IPC分类号： G01R29/12
摘要： 一种电场传感器，包括：衬底(1)；谐振器(2)，通过支撑结构(3)设于衬底(1)表面之外平行于表面的平面上，谐振器(2)从平面的一端排列至与该端相对的另一端，各谐振器(2)之间侧壁正对，相互耦合，谐振器(2)可沿平行于平面方向振动；感应电极(4)，设于平面两端位置上的两个谐振器(2)的外侧侧壁；驱动结构(5)，设于平面两端位置上的两个谐振器(2)中的其中至少一个谐振器(2)的外侧，驱动结构(4)与谐振器(2)断开；极化介质层(6)，设于平面两端位置上的两个谐振器(2)中的其中一个谐振器(2)上。该电场传感器灵敏度高，并且，电场传感器体积小，有益于实现批量化制造和系统集成，降低成本。
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公开(公告)号：CN113063996A
公开(公告)日：2021-07-02
申请号：CN202110299436.5
申请日：2016-04-28
申请人： 中国科学院空天信息创新研究院
摘要： 本发明提供了一种静电驱动金属微结构电场传感器，包括：屏蔽电极、衬底以及位于衬底上的第一驱动结构、第二驱动结构和感应电极；第一驱动结构和第二驱动结构对称设置于感应电极的两侧，其将屏蔽电极夹持于二者之间，并驱动屏蔽电极相对于感应电极作周期性运动，屏蔽电极、第一驱动结构、第二驱动结构和感应电极采用金属材料。本发明采用金属材料制备，电极弹性大，提高了电场测量的分辨力和灵敏度，增大了有效电荷感应面积；电极传感器采用垂直振动方式，提高了电场测量的分辨力和灵敏度；通过在动电极表面开设阻尼孔，降低驱动电压，减小驱动电压引起的噪声，提高信噪比。
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公开(公告)号：CN113625064B
公开(公告)日：2023-06-27
申请号：CN202010389820.X
申请日：2020-05-09
申请人： 中国科学院空天信息创新研究院
IPC分类号： G01R29/12
摘要： 一种电场传感器，包括：衬底(1)；谐振器(2)，通过支撑结构(3)设于衬底(1)表面之外平行于表面的平面上，谐振器(2)从平面的一端排列至与该端相对的另一端，各谐振器(2)之间侧壁正对，相互耦合，谐振器(2)可沿平行于平面方向振动；感应电极(4)，设于平面两端位置上的两个谐振器(2)的外侧侧壁；驱动结构(5)，设于平面两端位置上的两个谐振器(2)中的其中至少一个谐振器(2)的外侧，驱动结构(4)与谐振器(2)断开；极化介质层(6)，设于平面两端位置上的两个谐振器(2)中的其中一个谐振器(2)上。该电场传感器灵敏度高，并且，电场传感器体积小，有益于实现批量化制造和系统集成，降低成本。
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公开(公告)号：CN114229788A
公开(公告)日：2022-03-25
申请号：CN202010943851.5
申请日：2020-09-09
申请人： 中国科学院空天信息创新研究院 , 北京中科飞龙传感技术有限责任公司
摘要： 一种微型电场传感器圆片级封装增敏降噪结构，该结构主要由三层圆片级导体硅和两层绝缘材料组成，包括：基底层，制作有凹槽与多个垂直互连结构，表面沉积有第一绝缘层，基底层通过第一绝缘层上的刻蚀窗口与接地垂直互连结构连接接地，降低耦合串扰噪声；器件层，刻蚀有传感结构、闭合密封环和屏蔽梁，接地屏蔽梁降低层内耦合噪声；封帽层，通过第二绝缘层与器件层实现绝缘，并通过第二绝缘层的镂空区域与传感结构之间形成微小间隙，以增强感应结构周围电场强度进而提高传感器灵敏度。本公开可实现电场传感器圆片级封装，具有增敏降噪的特点，且制造工艺简单。
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