[發明專利]超結器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201811381201.5
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN111200010B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 姜峰;肖勝安
• 申請（專利權）人: 深圳尚陽通科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L21/336;H01L29/78
• 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，包括由第一導電類型柱和第二導電類型柱交替排列形成的超結結構；

所述第二導電類型柱由填充于溝槽中的第二導電類型外延層組成，所述溝槽形成于第一導電類型外延層中，所述第一導電類型柱由所述溝槽之間的第一導電類型外延層組成；

所述第一導電類型外延層形成于半導體襯底表面；

超結器件的漂移區具有第一導電類型且包括所述第一導電類型柱以及所述超結結構底部的所述第一導電類型外延層；

所述溝槽在縱向上分成兩個以上的子溝槽疊加而成，各所述子溝槽形成于對應的所述第一導電類型子外延層中，各所述子溝槽被單獨外延形成的第二導電類型子外延層填充，由填充于對應的所述子溝槽中的所述第二導電類型子外延層組成第二導電類型子柱，由各所述第二導電類型子柱疊加形成第二導電類型柱；各所述子溝槽之間的所述第一導電類型子外延層組成第一導電類型子柱，由各所述第一導電類型子柱疊加形成所述第一導電類型柱；利用所述子溝槽的深寬比小于所述溝槽的深寬比的特征降低溝槽刻蝕和外延填充的工藝難度；各所述子溝槽具有傾斜的側面且各所述子溝槽的頂部開口大于底部開口，通過傾斜的側面降低溝槽刻蝕和外延填充的工藝難度；

在各所述子溝槽的疊加位置處，所述疊加位置對應于所述疊加位置的頂部的所述第二導電類型子柱的底部以及對應于所述疊加位置的底部的所述第二導電類型子柱的頂部，所述疊加位置處的所述第二導電類型子柱被完全橫向耗盡時具有第一夾斷電壓，所述第一夾斷電壓由所述疊加位置處的第二導電類型雜質的總量確定，所述第一夾斷電壓大于所述疊加位置處的底部的所述第二導電類型子柱的各縱向位置處的夾斷電壓，以保證在所述超結結構進行反偏時各所述疊加位置底部的所述第二導電類型子柱都先于所述疊加位置夾斷并從而保證所述第二導電類型柱在縱向能完全被橫向耗盡，從而提高所述超結結構的耐壓。

2.如權利要求1所述的超結器件，其特征在于：對于縱向疊加的兩個上下相鄰的所述子溝槽，頂部的所述子溝槽的頂部開口寬度大于底部的所述子溝槽的頂部開口寬度，通過增加頂部的所述子溝槽的頂部開口寬度來增加兩個上下相鄰的所述子溝槽的疊加位置處的所述第一夾斷電壓。

3.如權利要求1所述的超結器件，其特征在于：對于縱向疊加的兩個上下相鄰的所述子溝槽，頂部的所述子溝槽的側面傾角大于底部的所述子溝槽的側面傾角，通過增加頂部的所述子溝槽的側面傾角來增加頂部的所述子溝槽的底部寬度并從而增加兩個上下相鄰的所述子溝槽的疊加位置處的所述第一夾斷電壓。

4.如權利要求1所述的超結器件，其特征在于：對于縱向疊加的兩個上下相鄰的所述子溝槽，在兩個上下相鄰的所述子溝槽的疊加位置處還包括第二導電類型雜質注入區，所述第二導電類型雜質注入區在頂部的所述子溝槽填充之前注入在填充于底部的所述子溝槽中的所述第二導電類型子柱的頂部，通過所述第二導電類型雜質注入區來增加兩個上下相鄰的所述子溝槽的疊加位置處的所述第一夾斷電壓。

5.如權利要求1所述的超結器件，其特征在于：各所述溝槽對應的縱向疊加的所述子溝槽的數量為2個。

6.如權利要求2所述的超結器件，其特征在于：對于縱向疊加的兩個上下相鄰的所述子溝槽，頂部的所述子溝槽的頂部開口寬度和底部的所述子溝槽的頂部開口寬度的差大于等于0.5微米。

7.如權利要求3所述的超結器件，其特征在于：對于縱向疊加的兩個上下相鄰的所述子溝槽，頂部的所述子溝槽的側面傾角和底部的所述子溝槽的側面傾角的差大于等于0.5度。

8.如權利要求4所述的超結器件，其特征在于：所述第二導電類型雜質注入區的離子注入的注入能量為50kev～200kev，注入劑量為3e11cm^-2～2e12cm^-2。