，本發(fā)明通過將元胞區(qū)域內(nèi)的第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與位于其上方的第一本體區(qū)部分或者完全分離，或者將元胞區(qū)域內(nèi)的第二導(dǎo)電柱類型的導(dǎo)柱部分或者完全分離為兩部分，可以有效地減小源漏極之間的電容，進(jìn)而減小半導(dǎo)體器件的開關(guān)損耗；抑制少子注入，抑制了在反向恢復(fù)階段的少子抽取，軟化反向恢復(fù)特性，降低反向恢復(fù)階段的損耗和電壓震蕩；通過控制元胞區(qū)域內(nèi)的第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與位于其上方的第一本體區(qū)之間的間距以及連接面積，可以很好地優(yōu)化擊穿位置，確保半導(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。
[0137]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括: 元胞區(qū)域，所述元胞區(qū)域包括襯底、位于所述襯底上的第一導(dǎo)電類型的外延層、位于所述第一導(dǎo)電類型的外延層內(nèi)的第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱和第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱；所述第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱沿著電流通路的方向在所述第一導(dǎo)電類型的外延層內(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)電類型的外延層內(nèi)還包括第二導(dǎo)電類型的第一本體區(qū)和位于所述第一本體區(qū)內(nèi)的第一導(dǎo)電類型的源區(qū)；所述第一本體區(qū)位于所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱的上方，且隨所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱一起間隔分布；所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與位于其上方的所述第一本體區(qū)之間具有預(yù)設(shè)的第一間距。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與位于其上方的所述第一本體區(qū)之間的第一間距小于或等于4um。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述元胞區(qū)域中還包括離子注入連接區(qū)，所述離子注入連接區(qū)一端與所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱相連接，另一端與所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱上方的所述第一本體區(qū)相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述離子注入連接區(qū)在所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱上表面延伸的方向上間隔分布。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述離子注入連接區(qū)內(nèi)的離子注入劑量小于I X 1013atom/cm2。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述離子注入連接區(qū)為第二導(dǎo)電類型的離子注入連接區(qū)。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述離子注入連接區(qū)為第一導(dǎo)電類型的離子注入連接區(qū)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述半導(dǎo)體器件還包括: 終端區(qū)域，所述終端區(qū)域在垂直于電流通路方向上環(huán)繞所述元胞區(qū)域； 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、位于所述襯底上的第一導(dǎo)電類型的外延層、至少一個(gè)第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱和至少一個(gè)第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱、以及位于所述第一導(dǎo)電類型的外延層內(nèi)的第二導(dǎo)電類型的第二本體區(qū)；所述第二本體區(qū)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)。9.一種具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括: 元胞區(qū)域，所述元胞區(qū)域包括襯底、位于所述襯底上的第一導(dǎo)電類型的外延層、位于所述第一導(dǎo)電類型的外延層內(nèi)的第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱和第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱；所述第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱沿著電流通路的方向在所述第一導(dǎo)電類型的外延層內(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)電類型的外延層內(nèi)還包括第二導(dǎo)電類型的第一本體區(qū)和位于所述第一本體區(qū)內(nèi)的第一導(dǎo)電類型的源區(qū)；所述第一本體區(qū)位于所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱的上方，且隨所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱一起間隔分布； 所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱包括第一子導(dǎo)柱和第二子導(dǎo)柱，所述第一子導(dǎo)柱與所述第二子導(dǎo)柱之間具有預(yù)設(shè)的第二間距；所述第一子導(dǎo)柱位于所述第二子導(dǎo)柱的上方，且所述第一子導(dǎo)柱遠(yuǎn)離所述第二子導(dǎo)柱的一端與位于其上方的所述第一本體區(qū)相連接。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述第一子導(dǎo)柱與所述第二子導(dǎo)柱之間的第二間距小于或等于4um。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述元胞區(qū)域中還包括離子注入連接區(qū)，所述離子注入連接區(qū)一端與所述第一子導(dǎo)柱相連接，另一端與所述第二子導(dǎo)柱相連接。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述離子注入連接區(qū)在所述第二子導(dǎo)柱上表面延伸的方向上間隔分布。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述離子注入連接區(qū)內(nèi)的離子注入劑量小于I X 1013atom/cm2。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述離子注入連接區(qū)為第二導(dǎo)電類型的離子注入連接區(qū)。15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述離子注入連接區(qū)為第一導(dǎo)電類型的離子注入連接區(qū)。16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述半導(dǎo)體器件還包括: 終端區(qū)域，所述終端區(qū)域在垂直于電流通路方向上環(huán)繞所述元胞區(qū)域； 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)域包括所述襯底、位于所述襯底上的第一導(dǎo)電類型的外延層、位于所述第一導(dǎo)電類型的外延層內(nèi)的至少一個(gè)所述第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱和至少一個(gè)所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱、以及位于所述第一導(dǎo)電類型的外延層內(nèi)的具有第二導(dǎo)電類型的第二本體區(qū)；所述第二本體區(qū)將所述過渡區(qū)域內(nèi)的至少一個(gè)所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱連接至所述元胞區(qū)域內(nèi)的所述第一導(dǎo)電類型的源區(qū)。17.一種具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括: 元胞區(qū)域，所述元胞區(qū)域包括襯底、位于所述襯底上的第一導(dǎo)電類型的外延層、位于所述第一導(dǎo)電類型的外延層內(nèi)的第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱和第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱；所述第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱沿著電流通路的方向在所述第一導(dǎo)電類型的外延層內(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)電類型的外延層內(nèi)還包括第二導(dǎo)電類型的第一本體區(qū)和位于所述第一本體區(qū)內(nèi)的第一導(dǎo)電類型的源區(qū)；所述第一本體區(qū)位于所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱的上方，隨所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱一起間隔分布；且與位于其下方的所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱相連接； 所述第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱中離子注入的劑量至少包括第一劑量；所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱中離子注入的劑量至少包括第一劑量和第二劑量，所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與所述第一本體區(qū)相連接的區(qū)域內(nèi)離子注入的劑量為第二劑量，所述第一劑量與所述第二劑量的比值大于5。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述第一劑量等于最佳離子注入劑量，所述最佳離子注入劑量為在所述第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱的離子注入劑量和/或所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱的離子注入劑量被設(shè)為均勻的情況下，使得所述半導(dǎo)體器件具有最大擊穿電壓的離子注入劑量。19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述半導(dǎo)體器件還包括: 終端區(qū)域，所述終端區(qū)域在垂直于電流通路方向上環(huán)繞所述元胞區(qū)域； 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)域包括所述襯底、位于所述襯底上的所述第一導(dǎo)電類型的外延層、位于所述第一導(dǎo)電類型的外延層內(nèi)的至少一個(gè)所述第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱和至少一個(gè)所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱、以及位于所述第一導(dǎo)電類型的外延層內(nèi)的具有第二導(dǎo)電類型的第二本體區(qū)；所述第二本體區(qū)將所述過渡區(qū)域內(nèi)的至少一個(gè)所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱連接至所述元胞區(qū)域內(nèi)的所述第一導(dǎo)電類型的源區(qū)；所述過渡區(qū)域內(nèi)的所述第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱和所述過渡區(qū)域內(nèi)的所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱中離子注入的劑量至少包括所述第一劑量。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，包括元胞區(qū)域，所述元胞區(qū)域包括第二導(dǎo)電類型的第一本體區(qū)、第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱和第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱，第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與位于其上的第一本體區(qū)之間具有預(yù)設(shè)的間距。將所述第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與位于其上方的第一本體區(qū)部分或者完全分離，可以有效地減小源漏極之間的電容，進(jìn)而減小半導(dǎo)體器件的開關(guān)損耗；抑制少子注入，抑制了在反向恢復(fù)階段的少子抽取，軟化反向恢復(fù)特性，降低反向恢復(fù)階段的損耗和電壓震蕩；通過控制元胞區(qū)域內(nèi)的第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)柱與位于其上方的第一本體區(qū)之間的連接面積，可以確保半導(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。
【IPC分類】H01L29/06, H01L29/78, H01L21/336
【公開號(hào)】CN105576022
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410536400
【發(fā)明人】馬榮耀, 克里斯坦·皮爾斯
【申請(qǐng)人】中航（重慶）微電子有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2014年10月11日