一种用于测量弱磁场的磁传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及传感器技术领域，提供了一种用于测量弱磁场的磁传感器，包括：基板，在基板上生长磁电阻元件，磁电阻元件包含磁敏感层，磁敏感层的磁矩方向随着被测磁场的变化而变化；第一磁性材料层，在磁电阻元件的周围设置第一磁性材料层，第一磁性材料层与磁敏感层在同一水平面上；第二磁性材料层，第二磁性材料层紧贴第一磁性材料层，第二磁性材料层设置在第一磁性材料层的上方或下方，第一磁性材料层与第二磁性材料层使聚集的磁感应线穿过磁敏感层。通过设置第一磁性材料层靠近磁敏感层，设置第二磁性材料层增加整体磁性材料的厚度，使磁传感器的聚磁效果更加明显，灵敏度更高，从而解决了弱磁场难以测量的问题。从而解决了弱磁场难以测量的问题。从而解决了弱磁场难以测量的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量弱磁场的磁传感器


[0001]本技术属于传感器
，涉及一种用于测量弱磁场的磁传感器。

技术介绍

[0002]如图1所示，最早期的聚磁方式是磁电阻元件10结设置在较厚磁性材料20的边缘处或者在多个磁性材料20的间隔处。但是上述方法中磁性材料20的生长往往是通过后续工艺额外生长，且通常需要的磁性材料20厚度较大，成本高，存在对准误差。
[0003]另一种传统的聚磁方式，如图2所示是将磁性材料20和磁电阻元件10在同一平面上沉积生长，且磁性材料20往往被设计成尖端结构，不同变化的陡峭程度对聚磁效果有很大影响，但该种方式的磁性材料20需要占据远大于磁电阻元件10的面积，使得设计出的芯片尺寸偏大不适合小型化。
[0004]后续发展出“abut junction”工艺，软磁材料在磁电阻元件制造工艺中一起生长，且平行于磁敏感层，如此只需要较薄的磁性材料层，但聚磁效果仍然不理想，不适用于检测弱磁场，主要因为磁性材料层厚度较薄，聚磁效果不明显。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种用于测量弱磁场的磁传感器，以解决了现有技术中存在的微小型磁传感器因聚磁材料太薄，聚磁效果差，不能测量弱磁场的技术问题。
[0006]第一个方面，本技术实施例提供了一种用于测量弱磁场的磁传感器，包括：基板，在所述基板上生长磁电阻元件，所述磁电阻元件包含磁敏感层，所述磁敏感层的磁矩方向随着被测磁场的变化而变化；第一磁性材料层，在所述磁电阻元件的周围设置所述第一磁性材料层，所述第一磁性材料层靠近基板一侧的表面与所述磁敏感层靠近基板一侧的表面在同一水平面上；第二磁性材料层，所述第二磁性材料层紧贴所述第一磁性材料层，所述第二磁性材料层设置在所述第一磁性材料层上方，或所述第二磁性材料层设置在所述第一磁性材料层下方，所述第一磁性材料层与所述第二磁性材料层使聚集的磁感应线穿过所述磁敏感层。
[0007]进一步的，所述第一磁性材料层包括第一磁性材料层第一部分和第一磁性材料层第二部分，所述第一磁性材料层第一部分和所述第一磁性材料层第二部分分别位于所述磁敏感层两侧。
[0008]进一步的，所述第二磁性材料层包括第二磁性材料层第一部分和第二磁性材料层第二部分，所述第二磁性材料层第一部分和所述第二磁性材料层第二部分分别位于所述磁电阻元件两侧；所述第一磁性材料层第一部分和所述第二磁性材料层第一部分组成第一聚磁结构，所述第一磁性材料层第二部分和所述第二磁性材料层第二部分组成第二聚磁结构。
[0009]进一步的，所述第二磁性材料层第一部分紧贴所述第一磁性材料层第一部分生长在所述第一磁性材料层第一部分上方，所述第二磁性材料层第二部分紧贴所述第一磁性材
料层第二部分生长在所述第一磁性材料层第二部分上方。
[0010]进一步的，所述第二磁性材料层第一部分紧贴所述第一磁性材料层第一部分生长在所述第一磁性材料层第一部分下方，所述第二磁性材料层第二部分紧贴所述第一磁性材料层第二部分生长在所述第一磁性材料层第二部分下方。
[0011]进一步的，所述第一磁性材料层第一部分与所述磁敏感层之间的间隙X1的范围是0<X1<100nm；或/且，所述第一磁性材料层第二部分与所述磁敏感层之间的间隙X2的范围是0<X2<100nm。
[0012]进一步的，所述第一磁性材料层与所述第二磁性材料层的厚度之和大于所述磁敏感层的厚度。
[0013]进一步的，所述第一磁性材料层的厚度不小于所述磁敏感层的厚度。
[0014]进一步的，所述第二磁性材料的厚度大于所述第一磁性材料层的厚度。
[0015]进一步的，所述磁电阻元件垂直于膜层平面的截面为梯形。
[0016]本技术实施例至少具有以下技术效果：
[0017]本技术实施例提供的一种用于测量弱磁场的磁传感器，在磁电阻元件周围设置第一磁性材料层与第二磁性材料层，第一磁性材料层可以靠近磁电阻元件中的磁敏感层，且第一磁性材料层靠近基板一侧的表面与磁敏感层靠近基板一侧的表面在同一水平面上，有效的发挥距离的优势来增强聚磁效应；由于第一磁性材料层与第二磁性材料层是紧贴的，不论第二磁性材料层设置在第一磁性材料层上方或者下方，通过增加第二磁性材料层的厚度，可以不断增加第一磁性材料层与第二磁性材料层所共同引起的聚磁效应，提高器件的灵敏度，可以用于测量单轴向方向上的弱磁场。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本技术提供的
技术介绍
第一示意图；
[0020]图2为本技术提供的
技术介绍
第二示意图；
[0021]图3为本技术提供的一种用于测量弱磁场的磁传感器的第一种结构示意图；
[0022]图4为本技术提供的一种用于测量弱磁场的磁传感器的第二种结构示意图；
[0023]图5为本技术提供的一种用于测量弱磁场的磁传感器的第三种结构示意图。
[0024]图标：1
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基板；10
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磁电阻元件；20
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磁性材料；21
‑
第一磁性材料层；22
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第二磁性材料层；101
‑
磁敏感层；201
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第一聚磁结构；202
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第二聚磁结构；211
‑
第一磁性材料层第一部分；212
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第一磁性材料层第二部分；221
‑
第二磁性材料层第一部分；222
‑
第二磁性材料层第二部分。
具体实施方式
[0025]下面将结合实施例对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，
本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0027]本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量弱磁场的磁传感器，其特征在于，包括：基板，在所述基板上生长磁电阻元件，所述磁电阻元件包含磁敏感层，所述磁敏感层的磁矩方向随着被测磁场的变化而变化；第一磁性材料层，在所述磁电阻元件的周围设置所述第一磁性材料层，所述第一磁性材料层靠近基板一侧的表面与所述磁敏感层靠近基板一侧的表面在同一水平面上；第二磁性材料层，所述第二磁性材料层紧贴所述第一磁性材料层，所述第二磁性材料层设置在所述第一磁性材料层上方，或所述第二磁性材料层设置在所述第一磁性材料层下方，所述第一磁性材料层与所述第二磁性材料层使聚集的磁感应线穿过所述磁敏感层。2.根据权利要求1所述的用于测量弱磁场的磁传感器，其特征在于，所述第一磁性材料层包括第一磁性材料层第一部分和第一磁性材料层第二部分，所述第一磁性材料层第一部分和所述第一磁性材料层第二部分分别位于所述磁敏感层两侧。3.根据权利要求2所述的用于测量弱磁场的磁传感器，其特征在于，所述第二磁性材料层包括第二磁性材料层第一部分和第二磁性材料层第二部分，所述第二磁性材料层第一部分和所述第二磁性材料层第二部分分别位于所述磁电阻元件两侧；所述第一磁性材料层第一部分和所述第二磁性材料层第一部分组成第一聚磁结构，所述第一磁性材料层第二部分和所述第二磁性材料层第二部分组成第二聚磁结构。4.根据权利要求3所述的用于测量弱磁场的磁传感器，其特征在于，所述第二磁性材料层第一部分紧贴所述第一磁性...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海平，宋晨，沈卫锋，薛松生，
申请(专利权)人：江苏多维科技有限公司，
类型：新型
国别省市：