[發明專利]超結器件

在審

• 申請號: 201710768083.2
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107591451A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 李昊
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L23/48;H01L21/768;H01L21/336
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司31211
• 代理人: 郭四華

1.一種超結器件，其特征在于：超結器件的中間區域為電荷流動區，終端保護區形成于所述電荷流動區的周側，過渡區位于所述終端保護區和所述電荷流動區之間；

超結結構由多個N型柱和P型柱交替排列組成，一個所述N型柱和相鄰的一個所述P型柱組成一個超結單元；

在所述電荷流動區中一個所述超結單元中形成有一個所述超結器件單元，所述超結器件單元包括柵極結構和由P阱組成的溝道區，所述N型柱在所述超結器件導通時作為漂移區，由N+區組成的源區形成于所述溝道區的表面，所述柵極結構包括柵介質層和多晶硅柵，被所述多晶硅柵覆蓋的所述溝道區表面形成連接所述源區和所述漂移區的溝道；

所述過渡區中包括P型環和多晶硅總線；所述P型環和最外側的所述超結器件單元相鄰，所述P型環覆蓋一個以上的所述超結單元；所述多晶硅總線和所述電荷流動區中的所述多晶硅柵相連接；

在所述多晶硅總線和所述電荷流動區之間的所述P型環頂部形成有內側接觸孔，在所述多晶硅總線和所述終端保護區之間的所述P型環頂部形成有外側接觸孔，所述內側接觸孔和所述外側接觸孔的底部都和所述P型環接觸并將所述P型環連接到由正面金屬層組成的源極；超結器件反向時，終端電流會經過所述P型環后同時通過所述內側接觸孔和所述外側接觸孔導通到所述源極，利用所述外側接觸孔遠離所述電荷流動區中特點，使終端電流遠離位于所述電荷流動區中的寄生三極管，從而提高器件的EAS能力。

2.如權利要求1所述的超結器件，其特征在于：在所述多晶硅總線頂部形成有由正面金屬層組成的柵極，所述柵極的金屬線圍繞在所述源極的周側并通過一個焊盤和外部電極連接。

3.如權利要求1所述的超結器件，其特征在于：所述超結結構形成于N型外延層中，所述N型外延層形成于半導體襯底表面，在所述N型外延層中形成有多個超結溝槽，所述P型柱由填充于所述超結溝槽中的P型半導體層組成。

4.如權利要求3所述的超結器件，其特征在于：所述P型半導體層為P型外延層。

5.如權利要求4所述的超結器件，其特征在于：所述半導體襯底為硅襯底，所述N型外延層為N型硅外延層，所述P型半導體層為P型硅層。

6.如權利要求1或3所述的超結器件，其特征在于：漏區由形成于所述超結結構背面的N+區組成，在所述漏區背面形成有由背面金屬層組成的漏極。

7.如權利要求1或3所述的超結器件，其特征在于：所述柵極結構為平面柵結構，所述平面柵結構的柵介質層和多晶硅柵依次疊加于所述超結結構表面，所述多晶硅柵從頂部覆蓋所述溝道區；所述多晶硅總線也為平面結構且和所述多晶硅柵采用相同工藝同時形成。

8.如權利要求1或3所述的超結器件，其特征在于：所述柵極結構為溝槽柵結構，所述溝槽柵結構中的柵介質層和多晶硅柵形成于柵極溝槽中，所述柵極溝槽通過對所述N型柱頂部刻蝕形成，所述多晶硅柵從側面覆蓋所述溝道區。

9.如權利要求1所述的超結器件，其特征在于：所述柵介質層為柵氧化層。

10.如權利要求1所述的超結器件，其特征在于：所述終端電流包括終端位移電流和雪崩電流。

11.如權利要求1所述的超結器件，其特征在于：所述終端保護區中包括多個所述超結單元。

12.如權利要求11所述的超結器件，其特征在于：在所述終端保護區的最外側的所述超結單元的外側形成有由N+區組成的溝道截止環。

13.如權利要求1所述的超結器件，其特征在于：在所述過渡區和所述終端保護區的交界區域的存在一臺階結構。

14.如權利要求13所述的超結器件，其特征在于：所述臺階結構由形成于所述過渡區的超結表面的介質層的厚度小于形成于所述終端保護區的超結表面的介質層的厚度形成的。

15.如權利要求14所述的超結器件，其特征在于：形成于所述過渡區的超結表面的介質層和形成于所述終端保護區的超結表面的介質層的材料都為氧化層。