[發(fā)明專利]超級結(jié)半導(dǎo)體裝置及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410244550.8
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104465761B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 全珖延;崔彰容;禹赫;趙文秀;權(quán)純琢
• 申請（專利權(quán)）人: 美格納半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/36;H01L21/336;H01L21/265
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 韓芳;譚昌馳

提供一種超級結(jié)半導(dǎo)體裝置和一種制造該超級結(jié)半導(dǎo)體裝置的方法。超級結(jié)半導(dǎo)體裝置包括：n型半導(dǎo)體區(qū)域，設(shè)置在基底中；兩個或更多個p型半導(dǎo)體區(qū)域，沿與基底的表面平行的方向交替地設(shè)置成鄰近于n型半導(dǎo)體區(qū)域；p型主體區(qū)，設(shè)置在p型半導(dǎo)體區(qū)中的至少一個上；以及源區(qū)，設(shè)置在p型主體區(qū)中，n型離子注入?yún)^(qū)沿著n型半導(dǎo)體區(qū)域的下端和p型半導(dǎo)體區(qū)域的下端形成。

本申請要求于2013年9月17日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2013-0111887號韓國專利申請的權(quán)益，出于所有目的，該韓國專利申請的全部公開通過引用包含于此。

技術(shù)領(lǐng)域

下面的描述涉及一種半導(dǎo)體裝置和一種用于制造該半導(dǎo)體裝置的方法，例如，涉及一種具有超級結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置和一種用于制造該半導(dǎo)體裝置的方法。

背景技術(shù)

在用于功率轉(zhuǎn)換的功率集成電路(IC)設(shè)備中和在功率控制系統(tǒng)中經(jīng)常使用高電壓裝置和高功率裝置。平面柵金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)廣泛地用作這樣的高電壓裝置。

然而，在平面柵MOSFET中，為了維持電場在其外延區(qū)中的分布，需要在外延區(qū)中維持特定的最小的厚度，并且外延區(qū)需要具有特定的最小摻雜劑濃度。因此，由于電場分布與厚度以及摻雜濃度之間的關(guān)系，而難于得到具有小于特定的電阻分量的MOSFET。為了解決這個缺點，提出了超級結(jié)結(jié)構(gòu)。

傳統(tǒng)的超級結(jié)半導(dǎo)體裝置包括具有一些與普通的MOSFET的p型阱結(jié)構(gòu)和柵極相似性的組件。然而，在p型主體區(qū)的下端處，用于得到超級結(jié)特性的p型柱區(qū)形成在n型柱區(qū)中。結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致下面的效果。在普通的MOSFET中，當(dāng)向其漏極施加電壓時，耗盡層僅沿著豎直方向延伸。在超級結(jié)半導(dǎo)體裝置中，當(dāng)向其漏極施加電壓時，耗盡層既沿著豎直方向延伸又沿著水平方向延伸。在這樣的裝置中，當(dāng)在兩個區(qū)域中的電荷的量相同時，由于n型區(qū)和p型區(qū)被耗盡，因此可以得到高的擊穿電壓。由于在豎直方向上不存在電荷，因此理論上在豎直方向上連續(xù)地產(chǎn)生電場。

然而，傳統(tǒng)的具有超級結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置具有的問題是，由于接近漏區(qū)的漂移區(qū)的電阻比接近源區(qū)的漂移區(qū)的電阻高，因此在導(dǎo)通時不能得到高的電流密度。

專利文獻(xiàn)：美國登記專利第7,345,342號

發(fā)明內(nèi)容

提供本發(fā)明內(nèi)容，從而以簡化的形式介紹下面在具體實施方式中進(jìn)一步描述的選擇的要點。本發(fā)明內(nèi)容并不意圖確定要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不意圖用于幫助確定要求保護(hù)的主題的范圍。

在一個總體方面中，提供了一種超級結(jié)半導(dǎo)體裝置，所述超級結(jié)半導(dǎo)體裝置包括：n型半導(dǎo)體區(qū)域，設(shè)置在基底中；兩個或更多個p型半導(dǎo)體區(qū)域，沿與基底的表面平行的方向交替地設(shè)置成鄰近于n型半導(dǎo)體區(qū)域；p型主體區(qū)，設(shè)置在p型半導(dǎo)體區(qū)中的至少一個上；以及源區(qū)，設(shè)置在p型主體區(qū)中，其中，n型離子注入?yún)^(qū)沿著n型半導(dǎo)體區(qū)域的下端和p型半導(dǎo)體區(qū)域的下端形成。

超級結(jié)半導(dǎo)體裝置的總體方面還可以包括電連接到基底的漏電極和設(shè)置在p型主體區(qū)與源區(qū)上的源電極。

n型半導(dǎo)體區(qū)域的電荷的凈數(shù)量與p型半導(dǎo)體區(qū)域的電荷的數(shù)量可以平衡。

p型半導(dǎo)體區(qū)域在豎直方向上的下部區(qū)域可以具有在p型半導(dǎo)體區(qū)域中最小的p型摻雜濃度。

在豎直方向上，n型半導(dǎo)體區(qū)域的下部區(qū)域的摻雜濃度可以比n型半導(dǎo)體區(qū)域的上部區(qū)域的摻雜濃度高。

p型半導(dǎo)體區(qū)域可以包括設(shè)置在下端處的第一區(qū)域和設(shè)置在上端處的第二區(qū)域，第一區(qū)域和第二區(qū)域可以具有不同的寬度。

位于下端的第一區(qū)域的寬度可以比位于上端的第二區(qū)域的寬度小。

在p型半導(dǎo)體區(qū)域的具有較小的寬度的下端的上方，p型半導(dǎo)體區(qū)域的摻雜濃度可以是恒定的。