三轴微机械磁场传感器的制作方法

本发明属于微机械传感器设计技术领域，特别是涉及一种三轴微机械磁场传感器。

背景技术：

磁场传感器是利用敏感材料或结构将外部磁场信号转换为电信号并进行处理的一类器件，广泛应用于航海，航空，军事，医疗，汽车工业，地质勘探等领域，自上世纪30年代以来，伴随着半导体技术的不断进步，磁场传感器的研究得到了迅猛发展。磁场传感器的种类繁多，比较典型的有超导量子干涉器件(Superconducting Quantum Interference Device，SQUID)，霍尔效应(Hall effect)传感器，磁通门(Fluxgate)传感器，各向异性磁阻(Anisotropic Magnetoresistive，AMR)传感器，巨磁阻(Giant Magnetoresistive，GMR)传感器，此外还有近些年新出现的基于微机电系统(Microelectromechanical systems，MEMS)技术的磁场传感器。

目前，航空航天领域中飞行器的姿态控制和空间环境预报，以及军事上导弹飞行的轨迹测定都对三轴磁场的测量提出了要求，为此许多研究机构和公司纷纷展开了对三轴磁场传感器的研究。一般来说，三轴磁场传感器是将多个一维器件进行组合，分别对空间矢量磁场的xyz分量进行实时测量，从而确定空间磁场的大小和方向。目前，研究的比较成熟且已实现商业化应用的有霍尔传感器(Melexis的MLX90363)，磁通门传感器(Magwell的EC系列)，以及各向异性磁阻传感器(Honeywell的HMC5883L)。由于采用分立器件的组合，受机械加工与安装水平的限制，三个分量相互之间无法保证绝对正交，由此会带来三分量磁测数据误差，由分量计算得到的总磁场也同样存在着误差。为了保证足够的精度，需要对采集的数据进行复杂的算法校正。此外，这些器件大多数都需要磁性材料，因此存在磁滞和磁饱和现象，并且难以与标准CMOS工艺集成，无法实现大批量，低成本生产。

为了满足未来磁场传感器对高性能，小型化，低功耗以及低成本的要求，基于MEMS技术的磁场传感器逐渐得到研究者的青睐。该类器件大多是利用洛仑兹力原理，位于谐振结构上的通电线圈在磁场中受到洛仑兹力的作用使得谐振结构发生一定的位移，然后通过光学式，压阻式或者电容式的检测方法测量谐振结构的位移，从而间接的得到外部磁场的大小。但是此类器件在实现高分辨率的同时会伴随着功耗的增加，并且大位移下器件的线性度较差。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种三轴微机械磁场传感器，用于解决现有技术中的磁场传感器存在的对磁性材料的依赖，无法与标准CMOS工艺集成，三轴测量无法完全正交以及高功耗的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种三轴微机械磁场传感器，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、第二感应线圈及第二驱动电极；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。

作为本发明的三轴微机械磁场传感器的一种优选方案，所述第一谐振结构组件还包括：第一锚点及第一支撑梁；

所述第一锚点位于一衬底表面；

所述第一谐振结构及所述第一支撑梁均位于所述衬底设置有所述第一锚点的一侧；所述第一谐振结构与所述第一锚点及所述衬底表面均相隔一定的间距；所述第一支撑梁一端与所述第一锚点固定连接，另一端与所述第一谐振结构固定连接；

所述第一驱动电极位于所述第一谐振结构与所述衬底之间，且位于所述衬底表面。

作为本发明的三轴微机械磁场传感器的一种优选方案，所述第一锚点及所述第一支撑梁的数量均为两个，所述第一锚点及所述第一支撑梁对称地分布于所述第一谐振结构的两侧。

作为本发明的三轴微机械磁场传感器的一种优选方案，所述第一锚点及所述第一支撑梁的数量均为一个，所述第一锚点及所述第一支撑梁位于所述第一谐振结构的同一侧。

作为本发明的三轴微机械磁场传感器的一种优选方案，所述第一谐振结构组件还包括第一弹性梁，所述第一支撑梁经由所述第一弹性梁与所述第一谐振结构固定连接。

作为本发明的三轴微机械磁场传感器的一种优选方案，所述第一驱动电极为两个，两个所述第一驱动电极及所述第一谐振结构均关于所述第一支撑梁对称分布。

作为本发明的三轴微机械磁场传感器的一种优选方案，所述第一谐振结构上设有阻尼孔。

作为本发明的三轴微机械磁场传感器的一种优选方案，所述第二谐振结构组件还包括：第二锚点、第二支撑梁及固定结构；

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。

作为本发明的三轴微机械磁场传感器的一种优选方案，所述第二锚点及所述第二支撑梁的数量均为两个，所述第二锚点及所述第二支撑梁对称地分布于所述第二谐振结构的两端。

作为本发明的三轴微机械磁场传感器的一种优选方案，所述第二锚点及所述第二支撑梁的数量均为一个，所述第二锚点及所述第二支撑梁位于所述第二谐振结构的同一端。

作为本发明的三轴微机械磁场传感器的一种优选方案，所述第二谐振结构包括谐振梁，所述谐振梁经由所述第二支撑梁与所述第二锚点固定连接。

作为本发明的三轴微机械磁场传感器的一种优选方案，所述第二谐振结构包括谐振梁及第二弹性梁，所述第二谐振结构经由所述第二弹性梁与所述第二支撑梁固定连接。

作为本发明的三轴微机械磁场传感器的一种优选方案，所述第一驱动电极及第二驱动电极的静电驱动方式均包括单端驱动或推挽驱动。

作为本发明的三轴微机械磁场传感器的一种优选方案，所述第一感应线圈及所述第二感应线圈至少为一层，每层所述第一感应线圈及所述第二感应线圈的匝数至少为一匝。

作为本发明的三轴微机械磁场传感器的一种优选方案，每层所述第一感应线圈及所述第二感应线圈的匝数为多匝，每层的多匝所述第一感应线圈的绕向相同，且每层的多匝所述第二感应线圈的绕向相同。

作为本发明的三轴微机械磁场传感器的一种优选方案，所述第一感应线圈及所述第二感应线圈为多层，多层所述第一感应线圈相互间的绕向相同，多层所述第二感应线圈相互间的绕向相同，且各层所述第一感应线圈之间及各层所述第二感应线圈之间均设有第三绝缘层。

作为本发明的三轴微机械磁场传感器的一种优选方案，所述第一谐振结构组件还包括第一检测电极，所述第一检测电极为两个，其中一个所述第一检测电极与所述第一感应线圈的一端相连接，另一个所述第一检测电极与所述第一感应线圈的另一端相连接；

所述第二谐振结构组件还包括第二检测电极，所述第二检测电极为两个，其中一个所述第二检测电极与所述第二感应线圈的一端相连接，另一个所述第二检测电极与所述第二感应线圈的另一端相连接。

如上所述，本发明的三轴微机械磁场传感器，具有以下有益效果：

1)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。

2)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。

3)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。

4)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。

5)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。

附图说明

图1显示为本发明实施例一中提供的三轴微机械磁场传感器的俯视结构示意图。

图2显示为本发明实施例一中提供的三轴微机械磁场传感器中的第一谐振结构组件的工作原理图。

图3显示为本发明实施例一中提供的三轴微机械磁场传感器中的第二谐振结构组件的工作原理图。

图4显示为本发明实施例二中提供的三轴微机械磁场传感器中的第一谐振结构组件的俯视结构示意图。

图5显示为本发明实施例三中提供的三轴微机械磁场传感器中的第一谐振结构组件的俯视结构示意图。

图6显示为本发明实施例四中提供的三轴微机械磁场传感器中的第一谐振结构组件的俯视结构示意图。

图7显示为本发明实施例五中提供的三轴微机械磁场传感器中的第一谐振结构组件的俯视结构示意图。

图8显示为本发明实施例六中提供的三轴微机械磁场传感器中的第一谐振结构组件的俯视结构示意图。

图9显示为本发明实施例七中提供的三轴微机械磁场传感器中的第一谐振结构组件的俯视结构示意图。

图10显示为本发明实施例八中提供的三轴微机械磁场传感器中的第二谐振结构组件的俯视结构示意图。

图11显示为本发明实施例九中提供的三轴微机械磁场传感器中的第二谐振结构组件的俯视结构示意图。

图12显示为本发明实施例十中提供的三轴微机械磁场传感器三轴微机械磁场传感器中的第二谐振结构组件的俯视结构示意图。

元件标号说明

1 第一谐振结构组件

11 第一谐振结构

12 第一感应线圈

13 第一驱动电极

14 第一锚点

15 第一支撑梁

16 第一弹性梁

17 阻尼孔

18 第一检测电极

2 第二谐振结构组件

21 第二谐振结构

211 谐振梁

212 第二弹性梁

22 第二感应线圈

23 第二驱动电极

231 固定电极

232 可动电极

24 第二锚点

25 第二支撑梁

26 固定结构

27 第二检测电极

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图12需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

实施例一

请参阅图1，本发明提供一种三轴微机械磁场传感器，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1，所述第一谐振结构组件1包括：第一谐振结构11、第一绝缘层(未示出)、第一感应线圈12及第一驱动电极13；所述第一绝缘层位于所述第一谐振结构11表面；所述第一感应线圈12位于所述第一绝缘层表面；所述第一驱动电极13位于所述第一谐振结构11的下方，适于以静电驱动方式驱动所述第一谐振结构11，使得所述第一谐振结构11工作时处于扭转模态；第二谐振结构组件2，所述第二谐振结构组件2包括：第二谐振结构21、第二绝缘层(未示出)、第二感应线圈22及第二驱动电极23；所述第二绝缘层位于所述第二谐振结构21表面；所述第二感应线圈22位于所述第二绝缘层表面；所述第二驱动电极23位于所述第二谐振结构21的两侧，适于以静电驱动方式驱动所述第二谐振结构21，使得所述第二谐振结构21工作时处于伸缩扩张模态。

作为示例，所述第一谐振结构11的形状可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述第一谐振结构11的形状为矩形板状结构。

作为示例，所述第一驱动电极13的形状可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述第一驱动电极13的形状为矩形板状结构。

作为示例，所述第一谐振结构组件1还包括：第一锚点14及第一支撑梁15；所述第一锚点14位于一衬底(未示出)表面；所述第一谐振结构11及所述第一支撑梁15均位于所述衬底设置有所述第一锚点14的一侧；所述第一谐振结构11与所述第一锚点14及所述衬底表面均相隔一定的间距；所述第一支撑梁15一端与所述第一锚点14固定连接，另一端与所述第一谐振结构11固定连接；即所述第一谐振结构11通过所述第一支撑梁15固定于所述第一锚点14上，以使得所述第一谐振结构11悬浮于所述衬底上方；所述第一驱动电极13位于所述第一谐振结构11与所述衬底之间，且位于所述衬底表面。

作为示例，所述第一锚点14及所述第一支撑梁15的数量可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述第一锚点14及所述第一支撑梁15的数量均为两个，所述第一锚点14及所述第一支撑梁15对称地分布于所述第一谐振结构11的两侧。

作为示例，所述第一驱动电极13的数量可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述第一驱动电极13为两个，两个所述第一驱动电极13及所述第一谐振结构11均关于所述第一支撑梁15对称分布。

作为示例，所述第二谐振结构组件2还包括：第二锚点24、第二支撑梁25及固定结构26；所述第二锚点24位于所述衬底表面；所述第二谐振结构21及所述第二支撑梁25均位于所述衬底设置有所述第二锚点24的一侧；所述第二谐振结构21与所述第二锚点24及所述衬底表面均相隔一定的间距，即所述第二谐振结构21通过所述第二支撑梁25固定于所述第二锚点24上，以使得所述第二谐振结构21悬浮于所述衬底上方；所述第二支撑梁25一端与所述第二锚点24固定连接，另一端与所述第二谐振结构21固定连接；所述固定结构26位于所述第二谐振结构21两侧的所述衬底表面；所述第二驱动电极23包括固定电极231及可动电极232，所述固定电极231固定于所述固定结构26靠近所述第二谐振结构21的一侧，所述可动电极232固定于所述第二谐振结构21上，且所述可动电极232与所述固定电极231位于同一平面内。

作为示例，所述固定电极231及所述可动电极232的形状可以根据实际需要进行设定，优选地，所述固定电极231及所述可动电极232的形状可以为平板状、矩形叉指状或三角形叉指状，更为优选地，本实施例中，所述固定电极231及所述可动电极232的形状为平板状。在其他示例中，所述固定电极231及所述可动电极232的形状可以为矩形叉指状或三角形叉指状。

作为示例，当所述固定电极231及所述可动电极232的形状为平板状时，所述固定电极231及所述可动电极232内还可以设有阻尼孔。

作为示例，所述第二锚点24及所述第二支撑梁25的数量可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述第二锚点24及所述第二支撑梁25的数量均为两个，所述第二锚点24及所述第二支撑梁25对称地分布于所述第二谐振结构21的两侧。

作为示例，所述第二谐振结构21包括谐振梁211及第二弹性梁212，所述第二谐振结构21经由所述第二弹性梁212与所述第二支撑梁211固定连接。本实施例中，所述第二弹性梁212的形状为“S”型。

作为示例，所述第一驱动电极13及所述第二驱动电极23的静电驱动方式可以为单端驱动或推挽驱动；当所述静电驱动方式为单端驱动时，在两个所述第一驱动电极13或两个所述第二驱动电极23中的任一个上施加直流加交流的驱动信号，另外一个所述第一驱动电极13或所述第二驱动电极23不施加驱动信号；当所述静电驱动方式为推挽驱动时，在两个所述第一驱动电极13或所述第二驱动电极23上同时施加直流加交流的驱动信号，其中两个所述第一驱动电极13或所述第二驱动电极23上的交流信号的相位相反。

作为示例，所述第一感应线圈12及所述第二感应线圈22至少为一层，每层，所述第一感应线圈12及所述第二感应线圈22的匝数至少为一匝。

在一示例中，每层，所述第一感应线圈12及所述第二感应线圈22的匝数为多匝，每层的多匝，所述第一感应线圈12及所述第二感应线圈22的绕向相同；每层的多匝，所述第一感应线圈12及所述第二感应线圈22的绕向可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，，所述第一感应线圈12及所述第二感应线圈22的绕向为逆时针绕向，但实际示例中并不以此为限。

在又一示例中，，所述第一感应线圈12及所述第二感应线圈22为多层，多层，所述第一感应线圈12及所述第二感应线圈22相互间的绕向相同，且各层，所述第一感应线圈12及所述第二感应线圈22之间设有第二绝缘层(未示出)以将相邻，所述第一感应线圈12及所述第二感应线圈22相隔离；多层，所述第一感应线圈12及所述第二感应线圈22的绕向可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，，所述第一感应线圈12及所述第二感应线圈22的绕向为逆时针绕向，但实际示例中并不以此为限。

作为示例，所述第一谐振结构组件1还包括第一检测电极18，所述第一检测电极18为两个，其中一个所述第一检测电极18与所述第一感应线圈12的一端相连接，另一个所述第一检测电极18与所述第一感应线圈12的另一端相连接；所述第二谐振结构组件2还包括第二检测电极27，所述第二检测电极27为两个，其中一个所述第二检测电极27与所述第二感应线圈22的一端相连接，另一个所述第二检测电极27与所述第二感应线圈22的另一端相连接，两个所述第二检测电极27位于同一所述第二锚点24的表面。

本发明的三轴微机械磁场传感器的工作原理如图2及图3所示：对于所述第一谐振结构组件1，两个所述第一谐振结构组件1分别用于测量x轴及y轴的磁场，在所述第一驱动电极13上施加电压之后，所述第一谐振结构11便会在静电力的激励下处于扭转谐振状态，位于所述第一谐振结构11上的所述第一感应线圈12则随着所述第一谐振结构11扭转并做切割磁感线的运动(图2中的箭头B表示磁感线方向)，从而在所述第一感应线圈12两端产生正比于外部磁场大小的感应电动势，通过检测所述感应电动势就可得到被测磁场的数值；对于所述第二谐振结构组件3，所述第二谐振结构组件2用于测量z轴的磁场，在所述第二驱动电极23上施加电压之后，所述第二谐振结构21会在静电力的激励下处于伸缩扩张模态，位于所述第二谐振结构21上的所述第二感应线圈22则随着所述第二谐振结构21的伸缩做切割磁感线的运动，从而在所述第二感应线圈22两端产生正比于外部磁场大小的感应电动势，通过检测所述感应电动势就可得到被测磁场的数值。

实施例二

请参阅图4，本实施例还提供一种三轴微机械磁场传感器，本实施例中的所述三轴微机械磁场传感器的结构与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的结构大致相同，二者的区别在于所述第一谐振结构组件1的结构不同，具体为：实施例一中，所述第一锚点14及所述第一支撑梁15的数量均为两个，所述第一锚点14及所述第一支撑梁15对称地分布于所述第一谐振结构11的两侧；两个所述第一检测电极18分别位于两个所述第一锚点14的表面；而本实施例中，所述第一锚点14及所述第一支撑梁15的数量均为一个，所述第一锚点14及所述第一支撑梁15位于所述第一谐振结构11的同一侧；两个所述第一检测电极18位于同一个所述第一锚点14的表面。

本实施例中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理完全相同，具体请参阅实施例一，此处不再累述。

实施例三

请参阅图5，本实施例还提供一种三轴微机械磁场传感器，本实施例中的所述三轴微机械磁场传感器的结构与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的结构大致相同，二者的区别在于所述第一谐振结构组件1的结构不同，具体为：实施例一中，所述第一支撑梁15一端与所述第一锚点14固定连接，另一端与所述第一谐振结构11固定连接；即所述第一谐振结构11直接通过所述第一支撑梁15固定于所述第一锚点14上；而本实施例中还包括第一弹性梁16，所述第一支撑梁15经由所述第一弹性梁16与所述第一谐振结构11固定连接。

作为示例，所述第一弹性梁16的形状可以为“S”形、“L”形、“W”形或“Z”形的一种或多种组合；图5中以所述第一弹性梁16的形状为“L”形作为示例，即图5中以所述第一弹性梁16为“L”形弹性梁作为示例。

本实施例中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理完全相同，具体请参阅实施例一，此处不再累述。

实施例四

请参阅图6，本实施例还提供一种三轴微机械磁场传感器，本实施例中的所述三轴微机械磁场传感器的结构与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的结构大致相同，二者的区别在于所述第一谐振结构组件1的结构不同，具体为：实施例一中，所述第一驱动电极13为两个，两个所述第一驱动电极13及所述第一谐振结构11均关于所述第一支撑梁15对称分布；而本实施例中，所述第一驱动电极13的数量为一个，所述第一驱动电极13及所述第一谐振结构11均不关于所述第一支撑梁15对称分布。

本实施例中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理完全相同，具体请参阅实施例一，此处不再累述。

实施例五

请参阅图7，本实施例还提供一种三轴微机械磁场传感器，本实施例中的所述三轴微机械磁场传感器的结构与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的结构大致相同，二者的区别在于所述第一谐振结构组件1的结构不同：实施例一中，所述第一谐振结构11的形状为矩形板状结构；而本实施例中，所述第一谐振结构11的形状为圆形板状结构。

本实施例中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理完全相同，具体请参阅实施例一，此处不再累述。

实施例六

请参阅图8，本实施例还提供一种三轴微机械磁场传感器，本实施例中的所述三轴微机械磁场传感器的结构与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的结构大致相同，二者的区别在于所述第一谐振结构组件1的结构不同：实施例一中，所述第一谐振结构11的形状为矩形板状结构，两个所述第一检测电极18分别位于两个所述第一锚点14的表面；而本实施例中，所述第一谐振结构11的形状为矩形环状结构，两个所述第一检测电极18位于同一个所述第一锚点14的表面。

本实施例中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理完全相同，具体请参阅实施例一，此处不再累述。

实施例七

请参阅图9，本实施例还提供一种三轴微机械磁场传感器，本实施例中的所述三轴微机械磁场传感器的结构与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的结构大致相同，二者的区别在于所述第一谐振结构组件1的结构不同：实施例一中，所述第一谐振结构11上未设有阻尼孔；而本实施例中，所述第一谐振结构11上设有阻尼孔17。

本实施例中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理完全相同，具体请参阅实施例一，此处不再累述。

实施例八

请参阅图10，本实施例还提供一种三轴微机械磁场传感器，本实施例中的所述三轴微机械磁场传感器的结构与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的结构大致相同，二者的区别在于所述第二谐振结构组件2的结构不同：实施例一中，所述第二锚点24及所述第二支撑梁25的数量均为两个，所述第二锚点24及所述第二支撑梁25对称地分布于所述第二谐振结构21的两侧；而本实施例中，所述第二锚点24及所述第二支撑梁25的数量均为一个，所述第二锚点24及所述第二支撑梁25位于所述第二谐振结构21的同一侧。

本实施例中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理完全相同，具体请参阅实施例一，此处不再累述。

当然，在其他示例中，在保证所述第二谐振结构组件2的结构不变的前提下，所述第一谐振结构组件1的结构还可以与实施例二至实施例七中任一实施例中所述的第一谐振结构组件1的结构相同。

实施例九

请参阅图11，本实施例还提供一种三轴微机械磁场传感器，本实施例中的所述三轴微机械磁场传感器的结构与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的结构大致相同，二者的区别在于所述第二谐振结构组件2的结构不同：实施例一中，所述第二弹性梁212的形状为“S”型；而本实施例中，所述第二弹性梁212的形状为“L”型。

本实施例中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理完全相同，具体请参阅实施例一，此处不再累述。

当然，在其他示例中，在保证所述第二谐振结构组件2的结构不变的前提下，所述第一谐振结构组件1的结构还可以与实施例二至实施例七中任一实施例中所述的第一谐振结构组件1的结构相同。

实施例十

请参阅图12，本实施例还提供一种三轴微机械磁场传感器，本实施例中的所述三轴微机械磁场传感器的结构与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的结构大致相同，二者的区别在于所述第二谐振结构组件2的结构不同：实施例一中，所述第二谐振结构21包括谐振梁211及第二弹性梁212，所述第二谐振结构21经由所述第二弹性梁212与所述第二支撑梁211固定连接；而本实施例中，所述谐振结构21仅包括谐振量211，所述谐振梁211经由所述第二支撑梁25与所述第二锚点24固定连接。

本实施例中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理与实施例一中所述的三轴微机械磁场传感器的其他结构及工作原理完全相同，具体请参阅实施例一，此处不再累述。

当然，在其他示例中，在保证所述第二谐振结构组件2的结构不变的前提下，所述第一谐振结构组件1的结构还可以与实施例二至实施例七中任一实施例中所述的第一谐振结构组件1的结构相同。

综上所述，本发明提供一种三轴微机械磁场传感器，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、第二感应线圈及第二驱动电极；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。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。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。