[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610320436.8
• 申請(qǐng)日: 2012-09-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105789271B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 赤木望;利田祐麻;桑原誠(chéng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社電裝
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L29/78;H01L27/04
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 鄔少俊;王英

1.一種半導(dǎo)體器件，包括形成半導(dǎo)體元件(9)的單元區(qū)(1)和包圍所述單元區(qū)(1)的周邊區(qū)(2)，所述半導(dǎo)體器件包括：

半導(dǎo)體襯底(6)，其包括第一導(dǎo)電型層(3)和形成在所述第一導(dǎo)電型層(3)之上并用作漂移區(qū)的第一導(dǎo)電型柱區(qū)(4)和第二導(dǎo)電型柱區(qū)(5)，所述第一導(dǎo)電型柱區(qū)(4)和所述第二導(dǎo)電型柱區(qū)(5)形成超級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體襯底(6)的一部分包括在所述單元區(qū)(1)中，而所述半導(dǎo)體襯底(6)的另一部分包括在所述周邊區(qū)(2)中；所述超級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)中的第一導(dǎo)電型電荷量和第二導(dǎo)電型電荷量在所述單元區(qū)(1)中被設(shè)定為相等，所述半導(dǎo)體襯底(6)還包括在所述周邊區(qū)(2)中的電荷平衡變化區(qū)，其中在所述電荷平衡變化區(qū)中，所述超級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)中的所述第一導(dǎo)電型電荷量朝著所述單元區(qū)(1)的外周邊方向逐漸增大到大于所述第二導(dǎo)電型電荷量，

其中所述超級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)包括電荷平衡變化結(jié)構(gòu)，在所述電荷平衡變化結(jié)構(gòu)中，所述第一導(dǎo)電型電荷量與所述第二導(dǎo)電型電荷量之間的關(guān)系也在深度方向上逐漸改變，并且

其中當(dāng)所述第一導(dǎo)電型柱區(qū)(4)和所述第二導(dǎo)電型柱區(qū)(5)的重復(fù)單位是柱間距并且過(guò)剩濃度N由所述過(guò)剩濃度N＝(所述第二導(dǎo)電型電荷量-所述第一導(dǎo)電型電荷量)/所述柱間距來(lái)給出時(shí)，當(dāng)N1是在所述電荷平衡變化區(qū)(27)中的最內(nèi)周位置處的過(guò)剩濃度、N2是從所述單元區(qū)(1)延伸到所述外周邊方向在所述電荷平衡變化區(qū)(27)中的最外周位置處的過(guò)剩濃度、以及x是在所述電荷平衡變化區(qū)(27)中的從所述最內(nèi)周位置到所述最外周位置的距離時(shí)所述電荷平衡變化區(qū)(27)中朝著所述外周邊方向的過(guò)剩濃度的濃度變化梯度dN/dx＝(N1-N2)/x和當(dāng)N3是在所述單元區(qū)(1)中的表面位置處的過(guò)剩濃度、N4是在所述單元區(qū)(1)中的最深位置處的過(guò)剩濃度以及z是在所述單元區(qū)(1)中從所述表面位置到所述最深位置的距離時(shí)在所述電荷平衡變化結(jié)構(gòu)中在深度方向上的過(guò)剩濃度的濃度變化梯度dN/dz＝(N3-N4)/z滿足dN/dx≤dN/dz的關(guān)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，

其中所述超級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成使得所述第一導(dǎo)電型柱區(qū)(4)和所述第二導(dǎo)電型柱區(qū)(5)使用與所述第一導(dǎo)電型層(3)的平面方向平行的方向作為柱縱向方向并使用垂直于所述柱縱向方向的方向作為柱重復(fù)方向來(lái)重復(fù)和交替地形成，并且

其中每個(gè)所述第二導(dǎo)電型柱區(qū)(5)具有在所述柱縱向方向上的前端部，且所述前端部被形成為具有逐漸減小的寬度的錐形形狀，使得與所述第一導(dǎo)電型柱區(qū)(4)的邊界表面變成相對(duì)于所述柱重復(fù)方向傾斜的錐形形狀。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，

其中在所述超級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)中，所述單元區(qū)(1)和所述周邊區(qū)(2)中的所述第二導(dǎo)電型柱區(qū)(5)在所述柱重復(fù)方向上的尺寸是相等的，

其中在所述單元區(qū)(1)中，作為所述第一導(dǎo)電型柱區(qū)(4)和所述第二導(dǎo)電型柱區(qū)(5)的重復(fù)單位的柱間距是相等的，并且

其中所述周邊區(qū)(2)中的所述柱間距朝著所述單元區(qū)(1)的外周邊方向增大到大于所述單元區(qū)(1)中的所述柱間距。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，

其中在所述超級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)中，所述周邊區(qū)(2)中的所述第二導(dǎo)電型柱區(qū)(5)在所述柱重復(fù)方向上的尺寸隨著從所述單元區(qū)(1)朝向所述外周邊方向的距離而逐漸減小，并且

其中作為所述第一導(dǎo)電型柱區(qū)(4)和所述第二導(dǎo)電型柱區(qū)(5)的重復(fù)單位的柱間距在所述單元區(qū)(1)中和所述周邊區(qū)(2)中是恒定的。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，

其中所述第二導(dǎo)電型柱區(qū)(5)的深度隨著從所述單元區(qū)(1)朝向外周邊的距離而減小。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，

其中在所述周邊區(qū)(2)中，所述第一導(dǎo)電型柱區(qū)(4)中的第一導(dǎo)電型雜質(zhì)濃度隨著從所述單元區(qū)(1)朝向外周邊的距離而增大。