1.一种超高灵敏度磁场传感器,其特征在于:包括N+硅衬底(1),在所述的N+硅衬底(1)上方形成绝缘体层(2),在绝缘体层(2)上方形成硅外延层,所述的硅外延层包括设置在中部的N+区(6)和对称设置在外侧的P+区(3),两个所述的P+区(3)均依次通过对称设置的P-漂移区(4)、P-沟道区(5)与N+区(6)相接;在所述的P-沟道区(5)上方依次设有栅介质层(7)和栅极(8),在所述的P-漂移区(4)的上方设有场氧化层(9),以中间的N+区(6)为中心,形成左右镜像对称的器件结构。
2.根据权利要求1所述的一种超高灵敏度磁场传感器,其特征在于:所述的P+区(3)和N
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+区(6)的掺杂浓度为5×10 cm ~2×10 cm ,所述的P-漂移区(4)和所述的P-沟道区(5)的掺杂浓度为1×1015cm-3~1×1016cm-3。
3.根据权利要求1所述的一种超高灵敏度磁场传感器,其特征在于:所述的绝缘体层(2)和栅介质层(7)均为SiO2材料或高介电常数材料,所述的高介电常数材料选自Al2O3、HfO2、TiO2和ZrO2。
4.根据权利要求1所述的一种超高灵敏度磁场传感器,其特征在于:所述的栅极(8)为多晶硅,所述的场氧化层(9)为SiO2层;该超高灵敏度磁场传感器的半导体制作材料为硅材料或高电子迁移率的化合物半导体材料,高电子迁移率的化合物半导体材料选自GaAs、GaN、AlGaN和InP。
5.根据权利要求1所述的一种超高灵敏度磁场传感器,其特征在于:所述的P-漂移区(4)和P-沟道区(5)与绝缘体层(2)之间的界面态密度为1×1012cm-2~1×1014cm-2;所述P-漂移区(4)和场氧化层(9)之间以及P-沟道区(5)与栅介质层(7)之间的界面态密度为1×
1010cm-2~1×1012cm-2。
6.根据权利要求1所述的一种超高灵敏度磁场传感器,其特征在于:在两侧所述的P+区(3)的表面分别设有接触电极A和接触电极C,在中间的N+区(6)的表面形成接触电极D,在正对两个P-漂移区(4)下方的N+硅衬底(1)的下表面分别设置两个大小相同的接触电极B,在两个栅极(8)的表面设置有两个大小相同的接触电极G。
7.根据权利要求6所述的一种超高灵敏度磁场传感器,其特征在于:所述的接触电极A和接触电极C分别接在两个电阻值相同的电阻Rref的一个端口,两个电阻Rref的另一端口接在一个可调电阻RW的两端,可调电阻RW的中心抽头接地,调节可调电阻RW的中心抽头位置可以消除超高灵敏度磁场传感器的失调;接触电极D外接偏置电压Vbias,两个接触电极G外接栅极电压VG,两个接触电极B外接衬底电压VB;所接的偏置电压Vbias和栅极电压VG均为负电压,所接的衬底电压VB为正电压;接触电极A和接触电极C之间输出差分的霍尔电压VH=VH+-VH-。
8.根据权利要求7所述的一种超高灵敏度磁场传感器,其特征在于:所述的栅极电压VG为-3V~-0.5V的负电压,所接的衬底电压VB为0.5V~3V的正电压,所接的偏置电压Vbias为-
3V~-0.5V的负电压。
9.根据权利要求1所述的一种超高灵敏度磁场传感器,其特征在于:所述的绝缘体层(2)的厚度为20nm~30nm,所述的外延层的厚度为6nm~10nm,所述的栅介质层(7)的厚度为
2nm~4nm,所述的P-漂移区(4)的长度为100nm~300nm,所述的P-沟道区(5)的长度为100nm~200nm。
10.根据权利要求1所述的一种超高灵敏度磁场传感器,其特征在于:两个完全相同的超高灵敏度磁场传感器垂直交叉放置并共用一个中间的N+区(6),则组成一个二维的垂直型磁场传感器,分别检测平行于器件表面的二维磁场Bx和By。