工欲善其事，必先利其器。在全球化的今天，專利已不僅僅是創(chuàng)新的一種保護手段，它已成為商業(yè)戰(zhàn)場中的利器。麥姆斯咨詢傾情打造MEMS、傳感器以及物聯(lián)網領域的專利運營平臺，整合全產業(yè)鏈知識產權資源，積極推動知識產權保護與有效利用。磁傳感器是一類常見的傳感器件，廣泛應用于航空航天、地質勘探、消費電子以及汽車工業(yè)等領域。據(jù)麥姆斯咨詢數(shù)據(jù)，2016年，全球磁傳感器市場規(guī)模為16.4億美元，未來幾年將以每年8%的速度增長，預計2022年將增長至到26億美元。

2016~2022年磁傳感器市場預測

目前主要的磁傳感技術根據(jù)工作原理的不同，包括霍爾、AMR（各向異性磁阻傳感器）、GMR（巨磁阻）、TMR（隧道磁電阻）、磁通門、磁感應（Magneto Inductive）、超導量子干涉儀（SQUID）等。

按技術原理分類的磁傳感器市場超導量子干涉器件（SQUID）是迄今為止最靈敏的磁傳感器，其分辨率可達到幾個fT，此類傳感器一般用于生物神經磁信號的測量，信號強度一般在pT或者更低的量級。但是，它的功耗較大（幾瓦特），需要工作在低溫環(huán)境中，且易受到外界電磁干擾的影響，為此需要復雜的測量設備?；魻杺鞲衅骶哂谐杀镜停煽啃愿?，線性度好等優(yōu)點，一般用于速度與位置傳感，電壓電流測量等場合?；魻杺鞲衅髁闫敵龊艽?，且易受溫度影響，因此需要溫度補償電路。磁通門傳感器一般用來探測直流或低頻弱磁場，但是磁芯和線圈的制作工藝復雜，難于集成，并且功耗和體積較大。AMR傳感器靈敏度約為半導體霍爾效應的100倍，常用于弱磁場的測量，且敏感單元可對傳感器切向磁場響應，不同于霍爾傳感器只能對法向的磁場響應,使其能夠應用于霍爾傳感器無法使用的場合。但是，AMR傳感器在幾個mT磁場下就會飽和,并且需要復雜的復位程序。GMR傳感器的分辨率與AMR傳感器的分辨率接近，但它的漂移和靈敏度受溫度的影響比AMR傳感器要大，此外，在強磁場（約1T）下器件會發(fā)生永久性的損壞。為了滿足磁場傳感器發(fā)展對小型化，低成本，低功耗以及高靈敏度的要求，近些年研究人員提出了基于MEMS（Microelectromechanical systems）技術的磁場傳感器。目前，此類器件主要是利用洛侖茲力原理，首先在器件內制作扭轉式的諧振結構，然后在諧振結構上制作通電線圈，器件工作時在線圈中施加與諧振結構諧振頻率相同的交流電流，當有外部磁場存在時會受到洛倫茲力的作用從而激勵諧振結構處于諧振狀態(tài)，然后通過光學式，電容式，壓阻式等檢測方法測量諧振結構的位移，進而得到被測磁場的大小。與其他類型的傳感器相比，MEMS磁場傳感器具有體積小，重量輕，成本低等明顯優(yōu)點，但是，為了獲得較高的靈敏度，就必須增大線圈中的電流，如此一來便增加了器件的功耗，另外，功耗的增大會帶來溫度的升高，從而影響器件穩(wěn)定性。此外，大位移下器件還會呈現(xiàn)出明顯的非線性。本發(fā)明提出了一種扭轉式微機械磁場傳感器及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術中MEMS磁場傳感器存在的功耗大、線性度差等問題。

扭轉式微機械磁場傳感器的俯視結構示意圖本發(fā)明的扭轉式微機械磁場傳感器主要包括諧振結構組件。該諧振結構組件包括：諧振結構、第一絕緣層、感應線圈及驅動電極。其中，第一絕緣層位于諧振結構表面；感應線圈位于第一絕緣層表面；驅動電極適于以靜電驅動方式驅動諧振結構，使得諧振結構工作時處于扭轉諧振模態(tài)。本發(fā)明的扭轉式微機械磁場傳感器由于采用靜電驅動方式工作，器件的功耗幾乎為零，不存在功耗過大而導致的器件溫度穩(wěn)定性問題；由電磁感應定律可知，本發(fā)明的扭轉式微機械磁場傳感器在大范圍的磁場測量中都具有極佳的線性度。