帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用在功率半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管器件中的帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，在半導(dǎo)體器件的一個(gè)有源區(qū)的外延層中形成的第二導(dǎo)電類型的多個(gè)第一立柱，在半導(dǎo)體器件的一個(gè)終端區(qū)的外延層中形成的第二導(dǎo)電類型的多個(gè)第二立柱，位于有源區(qū)和終端區(qū)之間的過渡區(qū)，由多個(gè)第一立柱和多個(gè)第三立柱相互交替配置從而籍由它們相反的導(dǎo)電類型實(shí)現(xiàn)有源區(qū)的電荷平衡，多個(gè)第二立柱和多個(gè)第三立柱相互交替配置從而籍由它們相反的導(dǎo)電類型實(shí)現(xiàn)終端區(qū)的電荷平衡。
【專利說明】
帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型主要是關(guān)于半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，更確切地說，是涉及一種應(yīng)用在功率半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管器件中的帶有的超級結(jié)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在功率半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管器件領(lǐng)域，在傳統(tǒng)的超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，相對于晶體管器件有源區(qū)的元胞設(shè)計(jì)，終端設(shè)計(jì)以及過渡區(qū)的設(shè)計(jì)是一個(gè)難點(diǎn)。一般的設(shè)計(jì)在大電流擊穿或者其非鉗位電感性負(fù)載開關(guān)過程UIS發(fā)生時(shí)很容易造成過渡區(qū)提前擊穿，從而使得整個(gè)器件的耐用度較低，甚至無法在有少許感性負(fù)載電路中應(yīng)用。如英飛凌提出的超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對提前擊穿位置的分析，發(fā)現(xiàn)在過渡區(qū)的出現(xiàn)了過低的擊穿電壓，其通過對過渡區(qū)中的有源區(qū)的P-立柱優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)更高的擊穿電壓。在具有長條形的晶胞結(jié)構(gòu)的超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，同樣也存在類似英飛凌提出的問題。由此，在設(shè)計(jì)上有著更高耐用度的終端結(jié)構(gòu)，和過渡區(qū)結(jié)構(gòu)是得到高耐用度超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)器件的關(guān)鍵。
[0003]功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管典型應(yīng)用于需要功率轉(zhuǎn)換和功率放大的器件中，例如典型的功率轉(zhuǎn)換器件就是雙擴(kuò)散DM0SFETO具本領(lǐng)域通常知識者皆知道，處于工作態(tài)的器件中大部分的擊穿電壓BV都由器件的漂移區(qū)或稱漂流區(qū)承載，如果試圖提供較高的擊穿電壓BV，漂移區(qū)通常需要輕摻雜濃度，然而輕摻雜的漂移區(qū)隨之而來也會(huì)產(chǎn)生比較高的導(dǎo)通電阻值RDS0N。常規(guī)的晶體管其RDSON與BV2.5大體成正比。因此對于傳統(tǒng)的晶體管，隨著擊穿電壓BV的增加RDSON也顯著增大。
[0004]基于業(yè)界面臨的瓶頸，超級結(jié)晶體管結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用在半導(dǎo)體器件上，例如1988年飛利浦公司的DJ.COE申請的US4754310美國專利，以及1993年電子科技大學(xué)的陳星弼教授所申請的US91101845美國專利，和1995年西門子公司的J.TIHANYI所申請的美國專利US5438215等。超級結(jié)晶體管優(yōu)勢在于，提出了一種可以在維持很高的斷開狀態(tài)擊穿電壓BV的同時(shí)，獲得很低的導(dǎo)通電阻RDSON的方法。超級結(jié)器件含有形成在漂移區(qū)中的交替的P型和N型摻雜立柱。在MOSFET器件的斷開狀態(tài)時(shí)，在實(shí)際上相對很低的電壓條件下，交替的立柱就可以完全耗盡，從而能夠維持很高的擊穿電壓，因?yàn)榱⒅鶛M向耗盡而導(dǎo)致整個(gè)P型和N型立柱耗盡。對于超級結(jié)晶體管其導(dǎo)通電阻RDSON的增加與擊穿電壓BV成正比，比傳統(tǒng)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)增加地更加緩慢。因此對于相同的高擊穿電壓BV，超級結(jié)器件比傳統(tǒng)的MOSFET器件具有更低的RDS0N，或者說對于指定的RDSON值，超級結(jié)器件比傳統(tǒng)的MOSFET具有更高的BV0
[0005]在超級結(jié)器件中拐角和終端區(qū)在內(nèi)的各區(qū)域電荷都需要平衡。雖然在有源區(qū)的中心部分中P立柱可以處于均勻的水平行列，這樣很容易達(dá)到電荷平衡。然而在邊緣和拐角處，卻很難獲得電荷平衡，由此導(dǎo)致這些區(qū)域中的擊穿電壓BV較低，而且器件的耐用性較差。正是在這一前提下提出了本實(shí)用新型的各種實(shí)施例。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中個(gè)，披露了一種帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，包括:一個(gè)第一導(dǎo)電類型的襯底和位于該襯底之上的一個(gè)第二導(dǎo)電類型的外延層;在半導(dǎo)體器件的一個(gè)有源區(qū)的外延層中形成的第二導(dǎo)電類型的多個(gè)第一立柱;在半導(dǎo)體器件的一個(gè)終端區(qū)的外延層中形成的第二導(dǎo)電類型的多個(gè)第二立柱;一個(gè)位于有源區(qū)和終端區(qū)之間的過渡區(qū)；其中有源區(qū)中位于相鄰第一立柱間的外延層和終端區(qū)中位于相鄰第二立柱間的外延層定義為第一導(dǎo)電類型的第三立柱;籍由多個(gè)第一立柱和多個(gè)第三相互交替從而籍由它們相反的導(dǎo)電類型實(shí)現(xiàn)有源區(qū)的電荷平衡，籍由多個(gè)第二立柱(P立柱)和多個(gè)第三立柱(P立柱)相互交替從而籍由它們相反的導(dǎo)電類型實(shí)現(xiàn)終端區(qū)的電荷平衡。
[0007]上述的帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，第一立柱的寬度大于第二立柱的寬度。
[0008]述的帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，有源區(qū)中相鄰第一立柱之間的間距為L，終端區(qū)中相鄰第二立柱之間的間距為LI，其中有源區(qū)中最鄰近過渡區(qū)的一個(gè)第一立柱的中心到終端區(qū)中最鄰近過渡區(qū)的一個(gè)第二立柱的中心之間的距離等于:1/2XL+1/2XL1。
[0009]述的帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，有源區(qū)中最鄰近過渡區(qū)的一個(gè)第一立柱的寬度為SI，以及有源區(qū)中不直接鄰近過渡區(qū)的其他余下的第一立柱的寬度為S0，其中SI小于so。
[0010]述的帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，其中限定(SO— SI)+SO的值在2%-20%的范圍以內(nèi)。
[0011]述的帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，終端區(qū)中最鄰近過渡區(qū)的一個(gè)第二立柱的寬度為Tl，以及終端區(qū)中不直接鄰近過渡區(qū)的其他余下的第二立柱的寬度為T0，其中Tl小于T0。
[0012]述的帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，其中限定(TO— Tl) +TO的值在2%-20%的范圍以內(nèi)。
[0013]述的帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，有源區(qū)中相鄰第一立柱之間的間距為L，終端區(qū)中相鄰第二立柱之間的間距為LI，其中有源區(qū)中最鄰近過渡區(qū)的一個(gè)第一立柱的中心到終端區(qū)中最鄰近過渡區(qū)的一個(gè)第二立柱的中心之間的距離等于:1/2XL+1/2XL2，其中L2大于LI。
[0014]述的帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，第一立柱和第二立柱的深度范圍在5um-80um以內(nèi)ο
[0015]述的帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，第一立柱和第二立柱的摻雜濃度相同。
【附圖說明】
[0016]閱讀以下詳細(xì)說明并參照以下附圖之后，本實(shí)用新型的特征和優(yōu)勢將顯而易見:
[0017]圖1是超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本架構(gòu)。
[0018]圖2是過渡區(qū)和有源區(qū)及終端區(qū)電場的分布示意圖。
[0019]圖3是超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的減小有源區(qū)P立柱的可選實(shí)施例的示意圖。
[0020]圖4是超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的增加過渡區(qū)N立柱寬度的實(shí)施例的示意圖。
[0021]圖5是超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的減小終端區(qū)P立柱的可選實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合各實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚完整的闡述，但所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型用作敘述說明所用的實(shí)施例而非全部的實(shí)施例，基于該等實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的方案都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0023]參見圖1，展示了典型的超級結(jié)器件100的一部分有源區(qū)域的剖面圖，注意該晶體管結(jié)構(gòu)僅僅是便于闡明本實(shí)用新型的內(nèi)容而并不意味著本實(shí)用新型受限于該特定的器件結(jié)構(gòu)。超級結(jié)器件100的有源區(qū)域201設(shè)置有一個(gè)形成在適當(dāng)摻雜的例如重?fù)诫sN+型襯底102上的垂直場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，如N溝道型MOSFET器件，襯底102主要作為漏極區(qū)并且在其襯底102底面設(shè)置有一個(gè)與襯底具有歐姆接觸的電極如漏極。適當(dāng)摻雜的N—型外延層或者N—型漂移層/漂流層104位于襯底102的上方，漂移層104的摻雜濃度要低于襯底102的摻雜濃度。超級結(jié)Super-Junct1n結(jié)構(gòu)包含有交替設(shè)置的P—型立柱Pillarl20和N—型立柱122，它們均形成在漂移層104之中。注有源區(qū)201中具有P—型立柱120而在過渡區(qū)202和終端區(qū)203中則具有P—型立柱121。在漂移層104中間隔植入若干P型摻雜物，形成多個(gè)相互分離的P—型立柱120到漂移層104中，而漂移層104位于相鄰P—型立柱120或者P—型立柱121之間的區(qū)域則構(gòu)成了N—型立柱122，使有源區(qū)201具有多個(gè)P—型立柱120和多個(gè)N—型立柱122相互交替出現(xiàn)則可籍由它們相反的導(dǎo)電類型來實(shí)現(xiàn)電荷平衡。在過渡區(qū)202和終端區(qū)203中具有多個(gè)P—型立柱121和多個(gè)N—型立柱122相互交替出現(xiàn)則由它們相反的導(dǎo)電類型來實(shí)現(xiàn)電荷平衡。這里所謂的過渡區(qū)202是指從有源區(qū)201過渡到終端區(qū)203之間的區(qū)域。
[0024]在MOSFET關(guān)斷時(shí)，垂直的P立柱120、121與N立柱122之間建立電場，導(dǎo)致它們間的PN結(jié)反向偏置形成耗盡層，將可垂直導(dǎo)電的N區(qū)耗盡，以此實(shí)現(xiàn)在垂直方向上可以承受很高的擊穿電壓。注意超級結(jié)器件100還包括在有源區(qū)中設(shè)置在每個(gè)P—型立柱120之上的一個(gè)P—型本體區(qū)106，和包括設(shè)在每個(gè)P—型本體區(qū)106內(nèi)的多個(gè)摻雜的N+源極區(qū)108以及設(shè)置在漂移層104上表面上方的多個(gè)柵極112。因?yàn)榫О?元胞單元CELL或晶體管單元是重復(fù)出現(xiàn)的，現(xiàn)在以單獨(dú)一個(gè)晶胞單元進(jìn)行示范性描述，一個(gè)柵極112對應(yīng)設(shè)置在相鄰兩個(gè)P—型本體區(qū)106各自的一部分區(qū)域的上方，該柵極112同時(shí)還設(shè)置在漂移層104位于該兩個(gè)相鄰P—型本體區(qū)106之間的區(qū)域的上方，兩個(gè)P—型本體區(qū)106中一者內(nèi)部的一個(gè)N+源極區(qū)108延伸到該柵極112的一側(cè)邊緣部分之下，兩個(gè)P—型本體區(qū)106中另一者內(nèi)部的一個(gè)N+源極區(qū)108也延伸到柵極112的相對另一側(cè)邊緣部分之下，并且柵極112通過氧化層115與下方的漂移層104或本體區(qū)106、源極區(qū)108絕緣。其中源極金屬114接觸源極區(qū)108，圖中接觸孔穿過鈍化層或者氧化層115并向下延伸到本體區(qū)106中，而且接觸孔中填充有金屬材料構(gòu)成的栓塞110，所以源極金屬114通過金屬栓塞110歐姆接觸到源極區(qū)108。當(dāng)在施加適當(dāng)電壓至柵極112上的條件下，可在漂移層104位于該相鄰兩個(gè)P—型本體區(qū)106之間的區(qū)域(也即N型立柱122的頂部區(qū)域)和源極區(qū)108間構(gòu)建載流子的導(dǎo)電溝道，其中導(dǎo)電溝道形成于本體區(qū)106頂部的位于柵極112下方的區(qū)域并且是在源極區(qū)108和漂移層104之間，而與源極金屬114具有歐姆接觸的源極區(qū)108中的電子則通過導(dǎo)電溝道進(jìn)入被耗盡的垂直的N型立柱122并中和正電荷，從而恢復(fù)N型立柱122被耗盡的N—型導(dǎo)電特性，由于垂直N型立柱122在器件的開啟階段具有比較低的電阻率，因而超級結(jié)器件100的整體導(dǎo)通電阻較常規(guī)MOSFET將明顯降低。
[0025]在圖1的實(shí)施例中，在超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的終端結(jié)構(gòu)中采用單元結(jié)構(gòu)更小的晶胞結(jié)構(gòu)，例如終端區(qū)203中的P型立柱121之間的間距LI小于有源區(qū)201中P型立柱120之間的間距L(LKL)，注意這里的間距PITCH的具體定義為:有源區(qū)201中某一個(gè)P型立柱120的中心線到相鄰另一個(gè)P型立柱120的中心線之間的距離是L，同樣終端區(qū)203中某一個(gè)P型立柱121的中心線到相鄰另一個(gè)P型立柱121的中心線之間的距離是LI。同時(shí)還保持在終端區(qū)203和過渡區(qū)202的P-柱注入窗口的密度/摻雜濃度同有源區(qū)201的P-柱一致。有源區(qū)201的P型立柱120(p-pillar)的寬度S0，在終端區(qū)203(含過渡區(qū)202)的P型立柱120(p-pillar)的寬度T0。通過此超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)，終端區(qū)域BV-非平衡電荷曲線更大的窗口和更高的擊穿電壓，對于單個(gè)終端區(qū)晶胞而言由于更小的晶胞，單個(gè)p/n柱電荷更小，因此電場在整個(gè)終端區(qū)域中更均勻，峰值電場更低。還可以對終端和過渡區(qū)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化:在上述解決方案中由于過渡區(qū)情況的特殊往往容易造成即使擁有較好的終端設(shè)計(jì)但超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)器件也十分脆弱，甚至達(dá)不到靜態(tài)擊穿電壓的設(shè)計(jì)要求。其原因?yàn)檫^渡區(qū)202承受更高的電場。通過仿真發(fā)現(xiàn)，重新調(diào)整此區(qū)域的p/n電荷比例，在過渡區(qū)202重新建立一個(gè)BV-1mbalance曲線可以實(shí)現(xiàn)使得過渡區(qū)202比晶胞區(qū)也即有源區(qū)201有更高的擊穿電壓，從而避免擊穿現(xiàn)象過早的出現(xiàn)。完整的器件則工作在表征終端區(qū)203的電場曲線251、表征過渡區(qū)202的電場曲線252、表征有源區(qū)201的電場曲線253這三條曲線下所圍成的公共區(qū)域。器件往往是設(shè)計(jì)工作在最頂部曲線位置(也即曲線253的線條頂部處)，而此處限制擊穿的是設(shè)置有晶體管晶胞的有源區(qū)201，該處的電場強(qiáng)度實(shí)際是低于過渡區(qū)202同終端區(qū)203此時(shí)的擊穿電壓，因此過渡區(qū)202同終端區(qū)203不會(huì)出現(xiàn)提前擊穿，而大部分雪崩電流將通過設(shè)置有晶體管晶胞區(qū)域的有源區(qū)201，從而提尚器件的擊穿能力。
[0026]在圖1的實(shí)施例中，有源區(qū)201相鄰兩個(gè)P立柱120之間的間距是L，有源區(qū)201中具有最邊緣的一個(gè)靠近過渡區(qū)202的P立柱120-1，以及終端區(qū)203中具有最邊緣的一個(gè)靠近過渡區(qū)202的P立柱121-1，有源區(qū)201中最邊緣的P立柱120-1和終端區(qū)203中最邊緣的P立柱121-1之間的距離是L。有源區(qū)201中P立柱120的寬度為SO，終端區(qū)203中P立柱121的寬度為TO，其中P立柱120-1的寬度為S0，P立柱120-1的寬度為T0。終端區(qū)203中相鄰兩個(gè)P立柱121之間的間距是LI，限定L1<L。
[0027]在圖3的實(shí)施例中，減小過渡區(qū)202中臨近有源區(qū)201晶胞側(cè)的P-立柱120-1的寬度尺寸(由圖1中的寬度SO減小為圖2中的寬度SI)。如此一來，也實(shí)現(xiàn)了過渡區(qū)202的擊穿電壓BV-1mbalance曲線的重新設(shè)置。圖2的實(shí)施方式除了有源區(qū)201中一個(gè)靠近過渡區(qū)202的P立柱120-1的寬度由SO減小為SI之外，其他與圖1基本一致。
[0028]在圖4的實(shí)施例中，增加過渡區(qū)202中臨近終端區(qū)203處η-立柱122的尺寸，我們將過渡區(qū)202中η-立柱122的整體寬度劃分為兩部分，第一部分是靠近有源區(qū)201的那一部分，其寬度是1/2.L，第二部分是靠近終端區(qū)203的那一部分，其寬度是1/2.LI，那么過渡區(qū)202中η-立柱122的整體寬度的值等于[1/2.L+1/2.LI ]。在圖3的實(shí)施例中主動(dòng)將η-立柱122的靠近終端區(qū)20的第二部分的寬度由1/2.LI增加為寬度1/2.L2，其中L2大于LI。如此一來，同樣也可以實(shí)現(xiàn)過渡區(qū)202的擊穿電壓BV-1mbalance曲線的重新設(shè)置。最終實(shí)現(xiàn)過渡區(qū)202和終端區(qū)203更高的擊穿電壓，使得器件更高的耐用度。圖3的實(shí)施方式除了過渡區(qū)202中靠近終端區(qū)203的一個(gè)N立柱122的寬度由原始的[1/2.L+1/2.LI]變成[1/2.L+1/2.L2]之外，其他與圖1基本一致。
[0029]根據(jù)上文介紹的內(nèi)容，在一個(gè)可選的實(shí)施例中，終端區(qū)203中的P型立柱121的寬度基本相同，都為T0。而且終端區(qū)203中任意相鄰兩個(gè)P型立柱121之間的間距設(shè)為都為LI，終端區(qū)203中P型立柱121的數(shù)量為5個(gè)或者更多。終端區(qū)203中P型立柱121和有源區(qū)201中P型立柱120的寬度關(guān)系體現(xiàn)在:終端P型立柱121的寬度TO小于有源區(qū)201中P型立柱120的寬度S0，而且終端區(qū)203中任意相鄰兩個(gè)P型立柱121之間的間距LI小于有源區(qū)201中任意相鄰兩個(gè)P型立柱120之間的間距L。終端區(qū)203中P型立柱121的電荷密度(P柱注入窗口密度W1/L1)等于有源區(qū)201中P型立柱120的電荷密度(P柱注入窗口密度W0/L)。
[0030]根據(jù)上文介紹的內(nèi)容，在一個(gè)可選的實(shí)施例中，針對過渡區(qū)202而言:在過渡中(有源區(qū)201結(jié)構(gòu)過渡到終端區(qū)域203)p柱電荷密度(靠終端側(cè)P柱注入窗口密度W1/L1)小于有源區(qū)或終端區(qū)P柱電荷密度(P柱注入窗口密度W0/L)，差別為2%-20%范圍。此時(shí)也即終端區(qū)？立柱121-1的寬度1!設(shè)置為1'1〈1'0，(1'0-1'1)/1'0在2%-20%范圍。該實(shí)施例在圖5中有所體現(xiàn)，除了 Τ1〈Τ0之外，其他與圖1基本一致，換言之，終端區(qū)203中不直接鄰近過渡區(qū)202的P型立柱121(也即不包括P立柱121-1的其他所有的P型立柱)的寬度為T0，僅僅是P立柱121-1的寬度設(shè)為Tl，其中要求ΤΚΤ0。
[0031]根據(jù)上文介紹的內(nèi)容，在一個(gè)可選的實(shí)施例中，針對過渡區(qū)202而言:在過渡中(有源區(qū)結(jié)構(gòu)過渡到終端區(qū)域)P柱電荷密度(靠有源區(qū)側(cè)P柱注入窗口密度WO’/L)小于有源區(qū)或終端區(qū)P柱電荷密度(P柱注入窗口密度W0/L)，差別為2%-20%范圍。即S1〈S0，使得(S0-S1)/S0在2%-20%范圍，例如圖3的實(shí)施例，換言之，有源區(qū)201中不直接鄰近過渡區(qū)202的P型立柱120 (也即不包括P立柱120-1的其他所有的P型立柱)的寬度為SO，僅僅是P立柱120-1的寬度被設(shè)置為SI，其中要求SI小于S0。
[0032]根據(jù)上文介紹的內(nèi)容，在一個(gè)可選的實(shí)施例中，針對過渡區(qū)202而言:在過渡中(有源區(qū)結(jié)構(gòu)過渡到終端區(qū)域)P柱電荷密度(靠終端側(cè)η柱寬度度kl增加為k2，增加值為2%-20%范圍，例如圖4的實(shí)施例。
[0033]根據(jù)上文介紹的內(nèi)容，在一個(gè)可選的實(shí)施例中，P-柱立柱120或121結(jié)構(gòu)可以通過多次注入和多層外延形成，或采用深槽刻蝕和P型外延填充來形成。而且P-柱立柱120或121的結(jié)深度范圍5um-80um。
[0034]以上，通過說明和附圖，給出了【具體實(shí)施方式】的特定結(jié)構(gòu)的典型實(shí)施例，上述實(shí)用新型提出了現(xiàn)有的較佳實(shí)施例，但這些內(nèi)容并不作為局限。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本實(shí)用新型的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價(jià)的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本實(shí)用新型的意圖和范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括: 一個(gè)第一導(dǎo)電類型的襯底和位于該襯底之上的一個(gè)第二導(dǎo)電類型的外延層； 在半導(dǎo)體器件的一個(gè)有源區(qū)的外延層中形成的第二導(dǎo)電類型的多個(gè)第一立柱； 在半導(dǎo)體器件的一個(gè)終端區(qū)的外延層中形成的第二導(dǎo)電類型的多個(gè)第二立柱； 一個(gè)位于有源區(qū)和終端區(qū)之間的過渡區(qū)； 其中有源區(qū)中位于相鄰第一立柱間的外延層和終端區(qū)中位于相鄰第二立柱間的外延層定義為第一導(dǎo)電類型的第三立柱； 多個(gè)第一立柱和多個(gè)第三立柱相互交替配置從而籍由它們相反的導(dǎo)電類型實(shí)現(xiàn)有源區(qū)的電荷平衡，多個(gè)第二立柱和多個(gè)第三立柱相互交替配置從而籍由它們相反的導(dǎo)電類型實(shí)現(xiàn)終端區(qū)的電荷平衡。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，其特征在于，第一立柱的寬度大于第二立柱的寬度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，其特征在于，有源區(qū)中相鄰第一立柱之間的間距為L，終端區(qū)中相鄰第二立柱之間的間距為LI，其中有源區(qū)中最鄰近過渡區(qū)的一個(gè)第一立柱的中心到終端區(qū)中最鄰近過渡區(qū)的一個(gè)第二立柱的中心之間的距離等于:1/2 X L+l/2 X LI。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，其特征在于，有源區(qū)中最鄰近過渡區(qū)的一個(gè)第一立柱的寬度為SI，以及有源區(qū)中不直接鄰近過渡區(qū)的其他余下的第一立柱的寬度為S0，其中SI小于SO。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中限定(30 — 31)+30的值在2%-20%的范圍以內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，其特征在于，終端區(qū)中最鄰近過渡區(qū)的一個(gè)第二立柱的寬度為Tl，以及終端區(qū)中不直接鄰近過渡區(qū)的其他余下的第二立柱的寬度為T0，其中Tl小于TO。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中限定(TO — 11)+1'0的值在2%-20%的范圍以內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，其特征在于，有源區(qū)中相鄰第一立柱之間的間距為L，終端區(qū)中相鄰第二立柱之間的間距為LI，其中有源區(qū)中最鄰近過渡區(qū)的一個(gè)第一立柱的中心到終端區(qū)中最鄰近過渡區(qū)的一個(gè)第二立柱的中心之間的距離等于:1/2\1^1/2\1^，其中1^大于1^1。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，其特征在于，第一立柱和第二立柱的深度范圍在5um-80um以內(nèi)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有超級結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件，其特征在于，第一立柱和第二立柱的摻雜濃度相同。
【文檔編號】H01L29/78GK205564755SQ201620135830
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月23日
【發(fā)明人】馬榮耀, 可瑞思
【申請人】中航（重慶）微電子有限公司