[发明专利]磁传感器及其制备方法，磁场测量系统

说明书

本发明涉及一种磁传感器及其制备方法，磁场测量系统，包括：介质层，具有相对设置的容置空间和凹槽；磁致层，设置在容置空间，磁致层在待测磁场中发生形变以产生应力，应力与待测磁场的场强呈正相关关系；悬臂梁，设置于凹槽所在侧的介质层的端面上，悬臂梁在凹槽位置形成悬浮部分，悬浮部分通过介质层受应力作用发生形变，形变的程度用于表征待测磁场的场强。本申请提供的磁传感器，将磁致层的应力变化转化为更为灵敏的悬臂梁上的变化。在待测磁场发生细微变化的情况下，通过电学测量或光学测量方式，能够精准地测量场强信息，更灵敏地感测待测磁场的变化情况，从而显著提升了磁传感器的灵敏度。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种磁传感器及其制备方法，磁场测量系统。

背景技术

磁传感器是对磁场大小变化及进行测量的一种传感器，随着便携式设备的使用增多，磁传感器的应用场景越来越广泛，因此对磁传感器技术指标的要求更高，而传统的磁传感器已经不能达到目前设备对于高灵敏度的要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种高灵敏度的磁传感器及其制备方法，磁场测量系统。

为了实现上述目的，一方面，本申请提供了一种磁传感器，包括：

介质层，具有相对设置的容置空间和凹槽；

磁致层，设置在容置空间，磁致层在待测磁场中发生形变以产生应力，应力与待测磁场的场强呈正相关关系；

悬臂梁，设置于凹槽所在侧的介质层的端面上，悬臂梁在凹槽位置形成悬浮部分，悬浮部分通过介质层受应力作用发生形变，形变的程度用于表征待测磁场的场强。

上述磁传感器，将磁致层在待测磁场中发生形变所产生的应力变化，通过介质层传导给悬臂梁，使得悬臂梁的悬浮部分产生形变，从而将磁致层的应力变化转化为更为灵敏的悬臂梁上的变化。在待测磁场发生细微变化的情况下，磁致层形变量较小，难以根据磁致层的形变情况测量场强信息，而本申请实施例提供的磁传感器，通过上述结构，磁致层发生微小形变时，悬臂梁也相应发生微小形变，但悬臂梁的微小形变所引起的电学测量信号或光学测量信号的变化程度较为明显。基于该特点，可以通过电学测量或光学测量方式，根据悬臂梁的形变程度精准地测量场强信息，更灵敏地感测待测磁场的变化情况，从而显著提升了磁传感器的灵敏度。

在其中一个实施例中，悬臂梁、磁致层和介质层均为中心对称结构，且悬臂梁的中心对称点、磁致层的中心对称点和介质层的中心对称点位于同一条直线上。

在其中一个实施例中，介质层在凹槽两侧还形成有第一凸起部和第二凸起部，磁传感器还包括：源极，位于第一凸起部和悬臂梁之间；漏极，位于第二凸起部和悬臂梁之间；栅极，位于凹槽与悬臂梁相对的面上；源极、漏极和栅极均用于与测量电路连接，且均用于向测量电路传输电信号，测量电路用于根据源极的电信号、漏极的电信号和栅极的电信号，计算待测磁场的场强信息。

在其中一个实施例中，介质层包括：第一介质层，形成有容置空间；第二介质层，置于第一介质层上，且形成有凹槽。

在其中一个实施例中，悬臂梁为二维材料。

本发明还提供了一种磁传感器的制备方法，包括：提供介质层；在介质层形成容置空间和凹槽；在容置空间形成磁致层；在凹槽所在侧的介质层的端面上形成悬臂梁。

上述磁传感器的制备方法，在介质层上形成容置空间和凹槽，并分别形成磁致层和悬臂梁，以构成上述磁传感器。该磁传感器具有高灵敏度，且通过该制备方法，在保证传感器具备高灵敏度的同时，基于介质层实现磁致层和悬臂梁的集成，有利于磁传感器的小型化设计。

本发明还提供了一种磁场测量系统，包括磁传感器以及测量电路；测量电路用于采集磁传感器在待测磁场下产生的测量信号，并根据测量信号计算待测磁场的场强信息。测量信号用于表征悬浮部分的形变程度。