CN113655300A - 谐振式电场传感器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种谐振式电场传感器及其制备方法。该电场传感器包括：衬底；支撑梁，设置在所述衬底上；振动单元，通过所述支撑梁悬空形成于所述衬底上；驱动单元，形成于所述衬底上的所述振动单元的外围，用于驱动所述振动单元产生谐振式振动；检测单元，设置在所述衬底上；所述检测单元用于检测所述振动单元在外界电场作用下的谐振频率的变化。本公开的电场传感器在不同外界电场作用下谐振频率发生变化，通过谐振频率来表征外界电场的场强，抗干扰能力强，灵敏度高，可用于交直流电场测量或非接触式电压测量。

Description

谐振式电场传感器及其制备方法

技术领域

本发明涉及传感器领域和微机电系统(Micro Electro Mechanical System，简称MEMS)领域，尤其涉及一种谐振式电场传感器。

背景技术

基于MEMS的电场传感器是一种用来测量电场强度的器件，广泛应用于气候气象、电力电网、石油化工、航空航天等各个领域。当电场传感器组成无线传感网络并用于电力电网监测时，传感节点的能耗、体积、抗干扰性以及灵敏度是必须考虑的问题。

随着MEMS技术的发展，相对于现有的电场传感器，基于MEMS技术的电场传感器体积减小、更易制造和集成。其中大多数性能出色的MEMS电场传感器都是利用外加驱动电压来驱使驱动结构发生位移，然后基于电荷感应原理实现对待测电场的测量。但是，由于MEMS电场传感器受限于其工作原理，也造成了其功耗较高、灵敏度不够高、抗干扰能力差的缺点。

发明内容

有鉴于此，本公开提供了一种谐振式微型电场传感器，以期至少部分地解决上述提及的技术问题之一。

本公开提供的一方面提供了一种谐振式电场传感器，包括：

衬底；

支撑梁，设置在上述衬底上；

振动单元，通过上述支撑梁悬空形成于上述衬底上；

驱动单元，形成于上述衬底上的上述振动单元的外围，用于驱动上述振动单元产生谐振式振动；以及

检测单元，设置在上述衬底上；其中，上述检测单元用于检测上述振动单元在外界电场作用下的谐振频率的变化。

根据本公开的实施例，上述衬底包括：

支撑层，上述支撑层的中部形成凹陷或者窗口；以及

固定层，形成在上述支撑层上，上述驱动单元的至少一部分和上述检测单元的至少一部分连接在上述固定层上，使得上述振动单元、支撑梁和检测单元相对于上述支撑层和固定层悬空。

根据本公开的实施例，上述检测单元包括压阻式的检测单元、电容式的检测单元或光学式的检测单元中的其中之一；

优选地，上述压阻式的检测单元包括压阻梁式的检测单元或者压敏电阻式的检测单元；

优选地，上述压阻梁式的检测单元包括：

检测单元锚定部，形成于上述固定层上；以及

压阻梁，通过上述检测单元锚定部固定并悬空，上述支撑梁连接在上述压阻梁和上述振动单元之间。

根据本公开的实施例，上述压阻梁式的检测单元的压阻梁的结构包括：直梁结构、折梁结构或音叉梁结构中的其中之一。

根据本公开的实施例，上述驱动单元包括静电式驱动单元、电磁式驱动单元、压电式驱动单元、热激励式驱动单元中的其中之一。

根据本公开的实施例，上述静电式驱动单元包括：

固定电极，通过驱动单元锚定部固定并悬空，包括与上述驱动单元锚定部连接的多个固定梳齿部；以及

振动电极，包括连接于上述振动单元上的多个振动梳齿部，多个上述振动梳齿部与多个上述固定梳齿部彼此相向延伸、并分别交替设置；

其中，上述静电式驱动单元包括平行板式驱动单元、梳齿式驱动单元、阵列式驱动单元、推挽式驱动单元。

根据本公开的实施例，上述电场传感器还包括调谐单元，用于调节振动单元的谐振频率或作为扰动电极引入被测量；

优选地，上述调谐单元包括：

调谐电极，设置于上述检测单元的一侧；以及

连接梁，连接梁的一端连接上述调谐电极，另一端连接形成于上述固定层上的调谐单元锚定部；

其中，上述调谐电极包括平板式的调谐电极或梳齿式的调谐电极。

根据本公开的实施例，上述振动单元的形状包括圆形或多边形；

其中，上述振动单元上还设有通孔；

其中，上述通孔的形状包括星形、扇形、矩形、正方形、圆形或三角形中的至少一种。

本公开的另一方面提供了一种谐振式电场传感器的制备方法，包括：

对固定层上的器件层图样化，在图样化的上述器件层上旋涂光刻胶层，然后曝光、显影，刻蚀上述器件层，形成振动单元、支撑梁、驱动单元、检测单元、锚定部和调谐单元，并去除光刻胶层；

其中，上述锚定部包括检测单元锚定部、驱动单元锚定部和调谐单元锚定部；

在支撑层上刻蚀出窗口；以及

通过上述窗口刻蚀上述固定层，释放上述器件层，完成电场传感器的制备。

本公开的又一方面还提供了一种空间谐振式电场传感器，包括：

多个上述的电场传感器，处于不同平面用于二维或三维电场测量。

根据本公开的实施例，电场传感器中的振动单元通过驱动单元激励发生谐振，且在待测电场作用下，振动单元的谐振频率发生改变，通过谐振频率来表征外界电场的场强，抗干扰能力强，灵敏度高，可用于交直流电场测量或非接触式电压测量。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示意性示出了根据本公开的一种实施例的谐振式电场传感器的结构示意图；

图2示意性示出了根据本公开的另一实施例的谐振式电场传感器的结构示意图；

图3示意性示出了根据本公开的又一实施例的谐振式电场传感器的结构示意图；

图4A-4D示意性示出了根据本公开实施例的驱动单元与振动单元的四种配合方式的结构示意图；

图5示意性示出了根据本公开实施例的支撑梁的五种实施方式的结构示意图；

图6示意性示出了根据本公开实施例的压阻梁式的检测单元的压阻梁的四种实施方式的结构示意图；

图7示意性示出了根据本公开实施例的制备谐振式电场传感器的方法的流程图；以及

图8A-8D示意性示出了根据本公开实施例的制备谐振式电场传感器的工艺过程的示意图。

上述附图中，附图标记含义具体如下：

1、振动单元；2、支撑梁；21、直梁；22、蛇形梁；23、L形梁；24、U形梁；25、不规则梁；3、驱动单元；31、振动电极；311、振动梳齿部；312、第二基部；32、固定电极；321、固定梳齿部；322、第一基部；4、检测单元；51、调谐单元锚定部；52、驱动单元锚定部；53、检测单元锚定部；54、压阻梁；541、直梁结构；542、折梁结构；543、音叉梁结构；544、不规则梁结构；6、连接梁；7、调谐电极；8、器件层；9、固定层；10、支撑层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本公开，而非对本公开的限定，实施例中记载的各个特征可进行组合，形成多个可选方案。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分而非全部结构。

根据本公开总体上的发明构思，提供一种谐振式电场传感器，包括：衬底。支撑梁，设置在衬底上。振动单元，通过支撑梁悬空形成于衬底上。驱动单元，形成于衬底上的振动单元的外围，用于驱动振动单元产生谐振式振动。检测单元，设置在衬底上；其中，检测单元用于检测振动单元在外界电场作用下的谐振频率的变化。

根据本公开另一方面总体上的发明构思，提供一种谐振式电场传感器的制备方法，包括：对固定层上的器件层图样化，在图样化的器件层上旋涂光刻胶层，然后曝光、显影，刻蚀器件层，形成振动单元、支撑梁、驱动单元、检测单元、锚定部和调谐单元，并去除光刻胶层。锚定部包括检测单元锚定部、驱动单元锚定部和调谐单元锚定部。在支撑层上刻蚀出窗口。通过窗口刻蚀固定层，释放器件层，完成谐振式电场传感器的制备。

根据本公开又一方面总体上的发明构思，提供一种空间谐振式电场传感器，包括：多个上述的电场传感器，处于不同平面用于二维或三维电场测量。

图1示意性示出了根据本公开的一种实施例的谐振式电场传感器的结构示意图；

参见图1，根据本公开一个方面的实施例，提供了一种谐振式电场传感器，可以包括衬底、振动单元1、支撑梁2、驱动单元3、检测单元4。

衬底。

支撑梁2，设置在衬底上。

振动单元1，通过支撑梁2悬空形成于衬底上。

驱动单元3，形成于衬底上的振动单元1的外围，用于驱动振动单元1产生谐振式振动。

检测单元4，设置在衬底上。检测单元4用于检测振动单元1在外界电场作用下的谐振频率的变化。

根据本公开的实施例，谐振式电场传感器中的振动单元1通过驱动单元3激励发生谐振，且在待测电场作用下，振动单元1的谐振频率发生改变，所述检测单元用于检测所述振动单元在外界电场作用下的谐振频率的变化。本公开的电场传感器通过谐振频率来表征外界电场的场强，抗干扰能力强，灵敏度高。

根据本公开的实施例，本公开的电场传感器体积小、结构简单，有益于实现批量化制造和系统集成，降低制造成本，可用于交直流电场测量或非接触式电压测量，且有利于电场传感器在电力物联网以及智能电网测量领域的广泛应用。

参见图1，根据本公开的实施例，衬底可以包括支撑层10和固定层9。

支撑层10，其中部形成凹陷或者窗口。

固定层9，形成在支撑层10上，驱动单元3的至少一部分和检测单元4的至少一部分连接在固定层9上，使得振动单元1、支撑梁2和驱动单元3相对于支撑层10和固定层9悬空。

根据本公开的实施例，参见图1，谐振式电场传感器还可以包括器件层8。

振动单元1、驱动单元3、支撑梁2和检测单元4是通过对形成在固定层9上的器件层8执行一次构图工艺形成的。这样，振动单元1、驱动单元3、支撑梁2和检测单元4都由器件层8形成，位于同一高度上，且只进行一次构图工艺，可以降低制作成本。

根据本公开的实施例，检测单元4可以包括压阻式的检测单元4、电容式的检测单元4或光学式的检测单元4中的其中之一。

优选地，压阻式的检测单元4可以包括压阻梁式的检测单元或者压敏电阻式的检测单元4。

优选地，压阻梁式的检测单元4可以包括：

检测单元锚定部53，形成于固定层9上。

压阻梁54，通过检测单元锚定部53固定并悬空，支撑梁2连接在压阻梁54和振动单元1之间。

根据本公开的实施例，检测单元4至少为一个，且设置在振动单元1的至少一侧。

在一些实施例中，压阻式的检测单元4通过从阻值变化中测出谐振频率实现对被测电场或电压的测量。电容式的检测单元4通过从电容变化中测出谐振频率实现对被测电场或电压的测量。光学式的检测单元4通过光学方法检测振动单元1的位移或者偏转角度，实现对被测电场或电压的测量。

在一些实施例中，压阻式的检测装置4可以为压阻梁式的检测单元4或者压敏电阻式的检测单元4。压阻梁式的检测单元4的压阻梁54通过支撑梁2与振动单元1连接，压阻梁54的两端通过固定层9上的检测单元锚定部51来固定并使压阻梁54悬空。

图6示意性示出了根据本公开实施例的压阻梁式检测单元中的压阻梁的四种实施方式的结构示意图。

根据本公开的实施例，参见图1和6，压阻梁54的结构可以包括直梁结构541、折梁结构542、音叉梁结构543、不规则梁结构544中的其中之一。

根据本公开的实施例，压阻梁式的检测单元4可设置在与振动单元1的振动方向平行的方向上，也可以设置在与振动单元1的振动方向相垂直的方向上。其中，压阻梁式的检测单元4至少为一个。在一示例性实施例中，两个压阻梁为直梁结构541的压阻梁式的检测单元4分别设置在振动单元1相对的两侧，且该设置方向与振动单元1的振动方向相平行。

根据本公开的实施例，制备压阻梁的材料包括金属、硅、掺杂硅中的至少一种。

根据本公开的实施例，压敏电阻可以通过离子注入、扩散形成掺杂硅的方式制备，也可通过薄膜淀积、溅射工艺方式制备。

根据本公开的实施例，电容式的检测装置4可以是叉指电容结构或平板电容结构。

根据本公开的实施例的电场传感器利用压阻、电容、光学等方式对谐振频率进行检测，通过测量振动单元1的谐振频率实现对待测电场或者电压的测量，采用该种检测方式，提高了检测灵敏度以及检测分辨率，同时可实现交直流电场或电压的测量。

根据本公开的实施例，驱动单元3可以包括静电式的驱动单元3、电磁式的驱动单元3、压电式的驱动单元3、热激励式的驱动单元3中的其中之一。在一实施例中，驱动单元3可以为静电式的驱动单元3。

根据本公开的实施例，参见图1，静电式的驱动单元3可以包括固定电极32和振动电极31。

固定电极32，通过驱动单元锚定部52固定并悬空，还可以包括与驱动单元锚定部32连接的多个固定梳齿部321。

振动电极31，可以包括连接于振动单元1上的多个振动梳齿部311，多个振动梳齿部311与多个固定梳齿部321彼此相向延伸、并分别交替设置。

图4A-4D示意性示出了根据本公开实施例的驱动单元与振动单元的四种配合方式的结构示意图。

根据本公开的实施例，参见图4静电式的驱动单元3可以包括平行板式的驱动单元3、梳齿式的驱动单元3、阵列式的驱动单元3、推挽式的驱动单元。

根据本公开的实施例，参见图4B-图4D，固定电极32还可以包括从驱动单元锚定部52延伸的第一基部322，多个固定梳齿部321从第一基部322垂直于第一基部322的延伸方向延伸。振动部31还可以包括从振动单元1延伸的第二基部312，多个振动梳齿部311从第二基部312垂直于第二基部312的延伸方向延伸。

根据本公开的实施例，参见图4A，驱动单元3可以为平行板式结构，可以包括振动电极31和固定电极32。

振动电极31可以包括连接于振动单元1上的多个振动梳齿部311。

固定电极32可以包括形成于固定层9上的驱动单元锚定部52、以及与驱动单元锚定部锚定部52连接的多个固定梳齿部321，且与多个振动梳齿部311彼此相向延伸、并分别交替设置。

根据本公开的实施例，参见图4B，驱动单元3可以为梳齿式结构，包括振动电极31和固定电极32。

振动电极31可以包括两个从振动单元1延伸的第二基部312，多个振动梳齿部311从两个第二基部312垂直于第二基部312的延伸方向相对延伸。

固定电极32可以包括从驱动单元锚定部52延伸的第一基部322，且第一基部322设置于两个第二基部312之间，多个固定梳齿部321从第一基部322垂直于第一基部322的延伸方向延伸。

根据本公开的实施例，参见图4C，驱动单元3可以为阵列式结构，包括振动电极31和固定电极32。

振动电极可以包括两个从振动单元1延伸的第二基部312，多个振动梳齿部311从两个第二基部312垂直于第二基部312的延伸方向相对延伸。

固定电极可以包括两个从驱动单元锚定部52延伸的第一基部322，多个固定梳齿部321从第一基部322垂直于第一基部322的延伸方向延伸，且每一个第一基部322上的固定梳齿部321与第二基部312上的振动梳齿部311彼此相向延伸、并分别交替设置。

设置于振动单元1相对的两侧的阵列式的驱动单元3设置方式相同，两个阵列式的驱动单元3所加电压为反向电压。

根据本公开的实施例，参见图4D，驱动单元3可以为推挽式结构，可以包括可动部31和静止部32。

推挽式的驱动单元3与阵列式的驱动单元3相比，其设置于振动单元1相对两侧上的驱动单元3的结构设置方式相反。

根据本公开的实施例，驱动单元3至少为一组，每组含有两个驱动单元3；其中，驱动单元3至少应该设置在振动单元1外围的至少一侧。在一示例性实施例中，驱动单元3设置于振动单元1的没有检测单元的另外相对应的两侧，且每一侧设置有两个振动单元3，用于使振动单元1产生谐振式振动。

根据本公开的实施例，振动单元1的形状可以为圆形或多边形。振动单元1上还可以设有通孔。通孔的形状可以包括星形、扇形、矩形、正方形、圆形或三角形中的至少一种。

根据本公开的实施例，在振动单元1上设置通孔，可用于减轻振动单元的质量和便于工艺释放，防止在释放刻蚀完的电场传感器的各部件时，由于振动单元1表面承压过大而导致振动单元损坏，进而导致电场传感器的成品率降低。

根据本公开的实施例，参见图1，振动单元1具有大致长方形的表面，在振动单元1的两个相对的第一侧边的外侧分别设置两组驱动单元3。在振动单元1的两个相对的第二侧边的外侧分别设置一组检测单元4。支撑梁2既可以与振动单元1的侧边连接也可以与振动单元1的顶角连接，例如支撑梁2与振动单元1的侧边中间位置连接。

图5示意性示出了根据本公开实施例的支撑梁的五种实施方式的结构示意图。

根据本公开的实施例，参见图1和5，支撑梁2可以是直梁21、蛇形梁22、L形梁23、U形梁24、不规则梁25中的其中之一。在一实施例中，支撑梁2为直梁21。

根据本公开的实施例，参见图1，电场传感器还可以包括调谐单元，用于调节振动单元1的谐振频率或作为扰动电极引入被测量。

优选地，调谐单元可以包括连接梁6、调谐电极7和调谐单元锚定部51。

调谐电极7，设置于检测单元4的一侧。

连接梁6，其一端连接调谐电极7，另一端连接形成于固定层9上的调谐单元锚定部51。

调谐电极7可以包括平板式的调谐电极7或梳齿式的调谐电极7。

在一种实施例中，调谐单元包括：调谐电极7，设置于检测装置4的一侧；以及连接梁6，连接梁6的一端连接所述调谐电极7，另一端连接形成于所述固定层9上的第三锚定部51。

根据本公开的实施例，调谐电极7包括平板式的调谐电极7或梳齿式的调谐电极7。调谐单元通过电容耦合设置在检测单元4的至少一侧。在一实施例中，调谐电极7为平板式结构，且设置在检测单元4的远离振动单元1的一侧。

根据本公开的实施例，谐振式电场传感器在实际的工作过程中，有可能会因为工艺或者其工作环境的影响而达不到预设的谐振频率，而通过在检测装置的至少一侧设置调谐单元，能够在其没有达到预设谐振频率时，通过调谐单元的调谐作用使其达到预设的谐振频率，从而提高了谐振式电场传感器的测量精度。调谐单元还能够作为扰动电极被引入测量，用来拓宽谐振式电场传感器的参数测量范围。

根据本公开的实施例，本公开的电场传感器还可以用于测量二维电场或者三维电场。

图2示意性示出了根据本公开的另一实施例的谐振式电场传感器的结构示意图。

图3示意性示出了根据本公开的又一实施例的谐振式电场传感器的结构示意图。

根据本公开的实施例，参见图1和2，图2中的谐振式电场传感器是在图1所示的谐振式电场传感器基础上的一种变形实施例。

其不同之处在于，图2中的谐振式电场传感器没有设置调谐单元，而且压阻梁式的检测单元4与静电式的驱动单元3都设置在振动单元1的两个相对的侧边的外侧，且支撑梁2设置在两组静电式的驱动单元3之间；压阻梁式的检测单元4中的压阻梁54为音叉梁结构543。

参见图1和3，图3中的电场传感器是在图1所示的电场传感器基础上的另一种变形实施例。

不同之处在于，图3中的电场传感器的振动单元1的两个相对的第一侧边的外侧分别设置一组静电式的驱动单元3；在振动单元1的两个相对的第二侧边的外侧分别设置一组压阻梁式的检测单元4和两组静电式的驱动单元3，支撑梁2设置在两组驱动单元3之间，且压阻梁式的检测单元4中的压阻梁54为音叉梁结构543。

图7示意性示出了根据本公开另一实施例的制备谐振式电场传感器的方法流程图；图8A-8D示意性示出了根据本公开实施例的制备谐振式电场传感器的过程示意图。

参见图1、7和8，本公开的实施例提供的一种电场传感器的制备方法，包括步骤S701、步骤S702、步骤S703。

在SOI晶圆的器件层801上溅射金属制作焊盘(图中未示出)。

在步骤S701中，对固定层9上的器件层8图样化，在图样化的器件层8上旋涂光刻胶层，然后曝光、显影，刻蚀器件层8，形成振动单元、支撑梁、驱动单元、检测单元、锚定部和调谐单元，并去除光刻胶层。

锚定部可以包括检测单元锚定部、驱动单元锚定部和调谐单元锚定部。

根据本公开的实施例，参见图8，在对器件层8图样化之前，需先准备一具有支撑层10、固定层9和器件层8的晶圆。在一种实施例中，具有支撑层10、固定层9和器件层8的晶圆为SOI晶片，如图8A所示。

对SOI晶圆的器件层8图样化，并旋涂光刻胶层，然后曝光、显影、刻蚀SOI晶圆上的器件层8，形成振动单元1、支撑梁2、驱动单元3、检测单元4、锚定部和调谐单元，并去除光刻胶层，形成如图8B所示的结构。

在步骤S702中，在支撑层10上刻蚀出窗口。

根据本公开的实施例，在支撑层10的与振动单元1、驱动单元3、支撑梁2和检测单元4对应的区域通过刻蚀工艺形成窗口区域，形成如图8C所示的结构。

在步骤S703中，通过窗口刻蚀固定层9，释放器件层8，完成电场传感器的制备。

根据本公开的实施例，在窗口区域对固定层9进行刻蚀，以释放通过刻蚀器件层8得到的振动单元1、支撑梁2、、驱动单元3、检测单元4和调谐单元的悬空部分，形成如图8D所示的结构。

根据本公开的实施例，采用该制备电场传感器的方法，有益于实现批量化制造和系统集成，降低制造成本。有利于电场传感器在电力物联网以及智能电网测量领域的广泛应用。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种谐振式电场传感器，其特征在于，包括：

衬底；

支撑梁，设置在所述衬底上；

振动单元，通过所述支撑梁悬空形成于所述衬底上；

驱动单元，形成于所述衬底上的所述振动单元的外围，用于驱动所述振动单元产生谐振式振动；以及

检测单元，设置在所述衬底上；其中，所述检测单元用于检测所述振动单元在外界电场作用下的谐振频率的变化。

2.根据权利要求1所述的电场传感器，其特征在于，所述衬底包括：

支撑层，所述支撑层的中部形成凹陷或者窗口；以及

固定层，形成在所述支撑层上，所述驱动单元的至少一部分和所述检测单元的至少一部分连接在所述固定层上，使得所述振动单元、支撑梁和检测单元相对于所述支撑层和固定层悬空。

3.根据权利要求2所述的电场传感器，其特征在于，所述检测单元包括压阻式的检测单元、电容式的检测单元或光学式的检测单元中的其中之一；

优选地，所述压阻式的检测单元包括压阻梁式的检测单元或者压敏电阻式的检测单元；

优选地，所述压阻梁式的检测单元包括：

检测单元锚定部，形成于所述固定层上；以及

压阻梁，通过所述检测单元锚定部固定并悬空，所述支撑梁连接在所述压阻梁和所述振动单元之间。

4.根据权利要求3所述的电场传感器，其特征在于，所述压阻梁式的检测单元的压阻梁的结构包括：直梁结构、折梁结构或音叉梁结构中的其中之一。

5.根据权利要求2所述的电场传感器，其特征在于，所述驱动单元包括静电式驱动单元、电磁式的驱动单元、压电式的驱动单元、热激励式的驱动单元中的其中之一。

6.根据权利要求5所述的电场传感器，其特征在于，所述静电式驱动单元包括：

固定电极，通过驱动单元锚定部固定并悬空，包括与所述驱动单元锚定部连接的多个固定梳齿部；以及

振动电极，包括连接于所述振动单元上的多个振动梳齿部，多个所述振动梳齿部与多个所述固定梳齿部彼此相向延伸、并分别交替设置；

其中，所述静电式驱动单元包括平行板式的驱动单元、梳齿式的驱动单元、阵列式的驱动单元、推挽式的驱动单元。

7.根据权利要求1所述的电场传感器，其特征在于，所述电场传感器还包括调谐单元，用于调节振动单元的谐振频率或作为扰动电极引入被测量；

优选地，所述调谐单元包括：

调谐电极，设置于所述检测单元的一侧；以及

连接梁，连接梁的一端连接所述调谐电极，另一端连接形成于所述固定层上的调谐单元锚定部；

其中，所述调谐电极包括平板式的调谐电极或梳齿式的调谐电极。

8.根据权利要求1-4中的任一项所述的电场传感器，其特征在于，所述振动单元的形状包括圆形或多边形；

其中，所述振动单元上还设有通孔；

其中，所述通孔的形状包括星形、扇形、矩形、正方形、圆形或三角形中的至少一种。

9.一种如权利要求1～8中任一项所述的电场传感器的制备方法，其特征在于，包括：

对固定层上的器件层图样化，在图样化的所述器件层上旋涂光刻胶层，然后曝光、显影，刻蚀所述器件层，形成振动单元、支撑梁、驱动单元、检测单元、锚定部和调谐单元，并去除光刻胶层；

其中，所述锚定部包括检测单元锚定部、驱动单元锚定部和调谐单元锚定部；

在支撑层上刻蚀出窗口；以及

通过所述窗口刻蚀所述固定层，释放所述器件层，完成电场传感器的制备。

10.一种空间电场传感器，其特征在于，包括：

多个如权利要求1至9中任一项所述的电场传感器，处于不同平面用于二维或三维电场测量。

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