個(gè)平面上的所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23電荷量,Q1為在同一平面上的所述第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱22與所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23電荷量;縱坐標(biāo)為擊穿電壓。由圖4可知,在所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23與位于其上方的所述第一本體區(qū)24之間具有設(shè)置預(yù)設(shè)的第一間距d以后,所述終端區(qū)域的擊穿電壓始終高于所述元胞區(qū)域的擊穿電壓,這就確保了半導(dǎo)體器件的擊穿發(fā)生在元胞區(qū)域內(nèi),進(jìn)而提高半導(dǎo)體器件的耐用度。
[0086]具體的,請(qǐng)參閱圖5至圖6,其中圖6為圖5沿CC’方向的截面示意圖。由圖5至圖6可知,此時(shí),所述元胞區(qū)域內(nèi)還包括一離子注入連接區(qū)29,用于連接所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23和位于其上方的所述第一本體區(qū)24。所述離子注入連接區(qū)29的一端與所述元胞區(qū)域內(nèi)的所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23相連接,另一端與所述第二本體區(qū)24相連接。所述離子注入連接區(qū)29在所述元胞區(qū)域內(nèi)的所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23上表面延伸的方向上間隔分布,相鄰兩個(gè)所述離子注入連接區(qū)29之間間隔一定的距離,如圖5所示。將所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23和位于其上方的所述第一本體區(qū)24通過所述離子注入連接區(qū)29相連接,可以通過所述離子注入連接區(qū)29的個(gè)數(shù)和面積來控制所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23與位于其上方的所述第一本體區(qū)24的連接面積的大小,進(jìn)而解決因?yàn)樗龅诙?dǎo)電類型的導(dǎo)柱23與位于其上方的所述第一本體區(qū)24完全分離而帶來的電荷不平衡的問題,同時(shí)也還具有控制少子注入和改善反向恢復(fù)的效果,以及使得所述終端區(qū)域的擊穿電壓始終高于所述元胞區(qū)域的擊穿電壓,確保了半導(dǎo)體器件的擊穿發(fā)生在元胞區(qū)域內(nèi),進(jìn)而提高半導(dǎo)體器件的耐用度。
[0087]具體的,所述離子注入連接區(qū)29內(nèi)的離子注入劑量小于I X 1013atom/cm2。
[0088]具體的,所述離子注入連接區(qū)29可以為第二導(dǎo)電類型的離子注入連接區(qū),也可以為第一導(dǎo)電類型的離子連接注入?yún)^(qū)。
[0089]具體的,請(qǐng)繼續(xù)參閱圖2,本實(shí)施例中,所述具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件還包括一過渡區(qū)域,所述過渡區(qū)域位于所述元胞區(qū)域和所述終端區(qū)域之間,且在垂直于電流通路方向上被所述終端區(qū)域所環(huán)繞。所述過渡區(qū)域包括襯底20、位于所述襯底20上的第一導(dǎo)電類型的外延層21、位于所述第一導(dǎo)電類型的外延層21內(nèi)的至少一個(gè)第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱22和至少一個(gè)第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23、以及位于所述第一導(dǎo)電類型的外延層21內(nèi)的第二導(dǎo)電類型的第二本體區(qū)28 ;所述第二本體區(qū)28將所述過渡區(qū)域內(nèi)的至少一個(gè)第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23連接至所述元胞區(qū)域內(nèi)的所述第一導(dǎo)電類型的源區(qū)。
[0090]具體的,所述元胞區(qū)域內(nèi)的所述第一導(dǎo)電類型的外延層21的上表面形成有柵極結(jié)構(gòu)26,所述柵極結(jié)構(gòu)26由下至上依次包括柵間介質(zhì)層261、多晶硅柵極262和氧化硅層263。所述柵極結(jié)構(gòu)26的上方設(shè)有源極電極27,所述源極電極27與所述第一本體區(qū)24和所述第一導(dǎo)電類型的源區(qū)25相連接。
[0091]具體的,所述第一導(dǎo)電類型可以是N型,而所述第二導(dǎo)電類型相應(yīng)的是P型。
[0092]具體的,所述第一導(dǎo)電類型也可以是P型,而所述第二導(dǎo)電類型相應(yīng)的是N型。
[0093]需要說明的是,所述第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱22可以為如圖2至圖6所示的位于兩相鄰所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23之間的所述第一導(dǎo)電類型的外延層21,也可以為通過相關(guān)的制備工藝,在所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23之間新形成的第一導(dǎo)電類型的結(jié)構(gòu)。
[0094]需要進(jìn)一步說明的是,所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23可以為如圖2至圖6所示的條形柱,也可以為通過在襯底上多次外延第一導(dǎo)電類型的外延層,并在每次外延層生長(zhǎng)之后,在預(yù)定的區(qū)域內(nèi)注入離子形成第二導(dǎo)電類型的材料,最后經(jīng)過退火與推結(jié)而形成的串行柱,如圖7所示。
[0095]所述具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制備方法至少包括以下步驟:
[0096]I)提供一襯底,在所述襯底上形成第一導(dǎo)電類型的外延層;
[0097]2)在所述第一導(dǎo)電類型的外延層內(nèi)蝕刻出深槽,所述深槽的深度不超過所述第一導(dǎo)電類型的外延層的厚度;
[0098]3)在所述深槽內(nèi)形成第二導(dǎo)電類型的外延層;所述第一導(dǎo)電類型的外延層即為第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱,所述第二導(dǎo)電類型的外延層即為第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱;所述第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱交替連接分布,形成超結(jié)結(jié)構(gòu)。
[0099]4)對(duì)覆蓋在所述第一導(dǎo)電類型的外延層表面上的所述第二導(dǎo)電類型的外延層進(jìn)行拋光和平坦化;
[0100]5)在所述第一導(dǎo)電類型的外延層的表面上形成半導(dǎo)體器件對(duì)應(yīng)的元件區(qū)域與周邊區(qū)域,所述元件區(qū)域包括位于所述第一導(dǎo)電類型的外延層內(nèi)、且位于所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱上方的第二導(dǎo)電類型的第一本體區(qū),所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與位于其上方的所述第二導(dǎo)電類型的第一本體區(qū)之間具有預(yù)設(shè)的間距。
[0101]具體的,可以在形成所述第二導(dǎo)電類型的第一本體區(qū)之前對(duì)位于所述深槽內(nèi)的所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱進(jìn)行刻蝕,以去除所述深槽上部的一部分所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱,以確保在形成所述第二導(dǎo)電類型的第一本體區(qū)以后,所述第一本體區(qū)與所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱之間具有預(yù)設(shè)的間距。
[0102]在一個(gè)實(shí)施例中,在步驟5)之后還包括如下步驟:
[0103]51)在所述第二導(dǎo)電類型的第一本體區(qū)內(nèi)蝕刻出通孔,所述通孔在所述第一本體區(qū)上表面延伸的方向上間隔分布;
[0104]52)在51)的得到的結(jié)構(gòu)的上表面形成一層掩膜層,所述掩膜層上形成有與所述通孔上下對(duì)應(yīng)的開口;
[0105]53)對(duì)所述通孔下方的區(qū)域進(jìn)行離子注入,形成連接所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與所述第一本體區(qū)的離子注入連接區(qū)。
[0106]需要說明的是,形成所述超結(jié)結(jié)構(gòu)的方法不只限于上述一種,還可以通過多次外延第一導(dǎo)電類型的外延層,并在每次并在每次外延層生長(zhǎng)之后,在預(yù)定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的離子注入,最后經(jīng)過退火與推結(jié)而形成;也可以通過在襯底上形成第一導(dǎo)電類型的外延層,并在所述第一導(dǎo)電類型的外延層上蝕刻出深槽后,使用一定傾角的第二導(dǎo)電類型的離子對(duì)所述深槽的側(cè)壁進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的離子注入,最后在所述深槽內(nèi)形成第一導(dǎo)電類型的外延層而形成。
[0107]需要進(jìn)一步說明的是,在所述步驟5)中,也可以使得所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與位于其上方的所述第二導(dǎo)電類型的第一本體區(qū)直接相連接,此時(shí),需要預(yù)先使得步驟3)中形成所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱時(shí),所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與頂部一定區(qū)域內(nèi)離子注入的濃度遠(yuǎn)小于其他區(qū)域的離子注入的濃度,而后再執(zhí)行步驟51)至步驟53)即可實(shí)現(xiàn)所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與所述第一本體之間的完全或部分分離,此時(shí),步驟53)中使用光刻高能離子注入。
[0108]實(shí)施例二
[0109]請(qǐng)參閱圖8至圖11,本實(shí)施例中,還提供一種具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件,所述半導(dǎo)體器件至少包括:元胞區(qū)域;所述元胞區(qū)域內(nèi)包括襯底20、位于所述襯底20上的第一導(dǎo)電類型的外延層21、位于所述第一導(dǎo)電類型的外延層21內(nèi)的第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱22和第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23 ;所述第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱22與第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23沿著電流通路的方向在所述第一導(dǎo)電類型的外延層21內(nèi)延伸,在垂直于電流通路的方向交替連接設(shè)置,形成超結(jié)結(jié)構(gòu);所述第一導(dǎo)電類型的外延層21內(nèi)還包括第二導(dǎo)電類型的第一本體區(qū)24和位于所述第一本體區(qū)24內(nèi)的第一導(dǎo)電類型的源區(qū)25 ;所述第一本體區(qū)24位于所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23的上方,且隨所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23 —起間隔分布;所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23包括第一子導(dǎo)柱231和第二子導(dǎo)柱232,所述第一子導(dǎo)柱231與所述第二子導(dǎo)柱232之間具有預(yù)設(shè)的第二間距D ;所述第一子導(dǎo)柱231位于所述第二子導(dǎo)柱232的上方,且所述第一子導(dǎo)柱231遠(yuǎn)離所述第二子導(dǎo)柱232的一端與位于其上方的所述第一本體區(qū)24相連接。
[0110]具體的,所述電流通路的方向在圖8中應(yīng)為與所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23相平行的自上至下的方向。
[0111]在所述第一子導(dǎo)柱231與所述第二子導(dǎo)柱232之間具有預(yù)設(shè)的第二間距D,可以是使得所述第一子導(dǎo)柱231與所述第二子導(dǎo)柱232完全分離,所述第一子導(dǎo)柱231與所述第二子導(dǎo)柱232分離以后,可以使得所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱23同源極電極相連接的結(jié)面積大大減小,從而能夠減弱少子的注入量,在反向恢復(fù)時(shí),可以使得載流子的抽取效率降低,從而改善反向恢復(fù)時(shí)的損耗和電壓震蕩。
[0112]但是,所述第一子導(dǎo)柱231與所述第二子導(dǎo)柱232分離間距過大以后,會(huì)影響所述超結(jié)結(jié)構(gòu)的電荷平衡,因此,需要將二者之間的第二間距D控制在一個(gè)合理的很小的范圍內(nèi)。優(yōu)選地,本實(shí)施例中,所述第一子導(dǎo)柱231與所述第二子導(dǎo)柱232之間完全分離互不連接時(shí),所述第一子導(dǎo)柱231與所述第二子導(dǎo)柱232之間的第二間距D可以小于或等于4um,如圖8至圖9所示。本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員能夠理解,上述實(shí)施例是為示例目的而非限制性的。在其它實(shí)施例中,所述第二間距D的范圍可以具有其它合適的值,使得超結(jié)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電荷平衡。
[0113]具體的,在所述第一子導(dǎo)柱231與所述第二子導(dǎo)柱232之間之間具有設(shè)置預(yù)設(shè)的第二間距D以后,同