[發(fā)明專利]超級(jí)結(jié)器件及制造方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201310380359.1 | 申請(qǐng)日: | 2013-08-28 |
| 公開(公告)號(hào): | CN104425600B | 公開(公告)日: | 2017-06-06 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 肖勝安 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司 |
| 主分類號(hào): | H01L29/78 | 分類號(hào): | H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336 |
| 代理公司: | 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31211 | 代理人: | 丁紀(jì)鐵 |
| 地址: | 201203 上海市浦東*** | 國(guó)省代碼: | 上海;31 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 超級(jí) 器件 制造 方法 | ||
1.一種超級(jí)結(jié)器件,超級(jí)結(jié)器件的中間區(qū)域?yàn)殡娏髁鲃?dòng)區(qū),終端保護(hù)結(jié)構(gòu)環(huán)繞于所述電流流動(dòng)區(qū)的外周;其特征在于:
電流流動(dòng)區(qū)包括多個(gè)交替排列的N型薄層和P型薄層,在所述N型薄層和所述P型薄層的頂部形成有P阱;
所述N型薄層包括第一種N型薄層和第二種N型薄層;
所述第一種N型薄層包括第一高電阻率部分和第一低電阻率部分,所述第一高電阻率部分為所述第一種N型薄層的中間部分,所述第一低電阻率部分位于所述第一高電阻率部分的兩側(cè)且和鄰近的所述P型薄層相接觸;
所述第一種N型薄層和其鄰近的所述P型薄層的電荷平衡,且所述第一種N型薄層的N型載流子數(shù)和所述P型薄層的P型載流子數(shù)的差值要小于等于所述第一種N型薄層的N型載流子數(shù)的10%、以及小于等于所述P型薄層的P型載流子數(shù)的10%;所述N型薄層和所述P型薄層之間連接反偏電壓時(shí),第一種N型薄層和其鄰近的所述P型薄層之間能互相完全橫向耗盡或非完全橫向耗盡,非完全橫向耗盡時(shí)所述第一種N型薄層或所述P型薄層的未被橫向耗盡的載流子數(shù)不超過所述第一種N型薄層劑量的10%、以及不超過所述P型薄層劑量的10%;
所述第二種N型薄層包括第二高電阻率部分和第二低電阻率部分,所述第二高電阻率部分為所述第二種N型薄層的中間部分,所述第二低電阻率部分位于所述第二高電阻率部分的兩側(cè)且和鄰近的所述P型薄層相接觸;所述第二高電阻率部分和所述第二低電阻率部分的電阻率之比大于5:1;所述第一高電阻率部分和所述第二高電阻率部分的電阻率相同,所述第一低電阻率部分和所述第二低電阻率部分的電阻率相同,所述第二高電阻率部分的寬度大于所述第一高電阻率部分的寬度;
所述第二種N型薄層和其鄰近的所述P型薄層的電荷不平衡,所述N型薄層和所述P型薄層之間連接反偏電壓的條件下、所述第二低電阻率部分能被鄰近的所述P型薄層完全橫向耗盡,所述第二高電阻率部分不能被所述P型薄層完全橫向耗盡,所述第二高電阻率部分的未被所述P型薄層橫向耗盡的部分和所述P阱之間形成縱向耗盡;在反偏電壓增加時(shí),所述P阱對(duì)所述第二高電阻率部分的縱向耗盡的深度增加。
2.如權(quán)利要求1所述的超級(jí)結(jié)器件,其特征在于:所述超級(jí)結(jié)器件為超級(jí)結(jié)MOSFET器件,在各所述N型薄層的頂部形成有穿過所述P阱的柵溝槽,在所述柵溝槽的底部表面和側(cè)面形成有柵介質(zhì)層、在柵介質(zhì)層表面形成有填充所述柵溝槽的多晶硅柵,被所述多晶硅柵所覆蓋的所述P阱側(cè)面用于形成縱向溝道,所述縱向溝道的正下方的所述N型薄層為溝道電流分散區(qū);所述第一種N型薄層的所述溝道電流分散區(qū)位于所述第一低電阻率部分;
所述第二種N型薄層的所述溝道電流分散區(qū)都位于所述第二低電阻率部分;或者所述第二種N型薄層的所述溝道電流分散區(qū)都位于所述第二高電阻率部分;或者所述第二種N型薄層的所述溝道電流分散區(qū)部分位于所述第二高電阻率部分、部分位于所述第二低電阻率部分。
3.如權(quán)利要求2所述的超級(jí)結(jié)器件,其特征在于:在所述第一種N型薄層頂部的所述柵溝槽的兩側(cè)的所述P阱頂部都形成有由N+區(qū)組成的源區(qū);
在所述第二種N型薄層頂部的所述柵溝槽的兩側(cè)的所述P阱頂部都形成有由N+區(qū)組成的源區(qū);或者,在所述第二種N型薄層頂部的所述柵溝槽的一側(cè)的所述P阱頂部形成有由N+區(qū)組成的源區(qū)、所述柵溝槽的另一側(cè)的所述P阱頂部未形成有由N+區(qū)組成的源區(qū);或者,在所述第二種N型薄層頂部的所述柵溝槽的兩側(cè)的所述P阱頂部都未形成有由N+區(qū)組成的源區(qū)。
4.如權(quán)利要求1所述的超級(jí)結(jié)器件,其特征在于:在俯視面上,所述第二種N型薄層的形狀和所述第一種N型薄層的形狀相同或者不同。
5.如權(quán)利要求1所述的超級(jí)結(jié)器件,其特征在于:在俯視面上,所述第二種N型薄層在所述電流流動(dòng)區(qū)中呈均勻分布或不均勻分布。
6.如權(quán)利要求1所述的超級(jí)結(jié)器件,其特征在于:所述第二種N型薄層的分布區(qū)域不和所述終端保護(hù)結(jié)構(gòu)鄰接。
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H01L 半導(dǎo)體器件;其他類目中不包括的電固體器件
H01L29-00 專門適用于整流、放大、振蕩或切換,并具有至少一個(gè)電位躍變勢(shì)壘或表面勢(shì)壘的半導(dǎo)體器件;具有至少一個(gè)電位躍變勢(shì)壘或表面勢(shì)壘,例如PN結(jié)耗盡層或載流子集結(jié)層的電容器或電阻器;半導(dǎo)體本體或其電極的零部件
H01L29-02 .按其半導(dǎo)體本體的特征區(qū)分的
H01L29-40 .按其電極特征區(qū)分的
H01L29-66 .按半導(dǎo)體器件的類型區(qū)分的
H01L29-68 ..只能通過對(duì)一個(gè)不通有待整流、放大或切換的電流的電極供給電流或施加電位方可進(jìn)行控制的
H01L29-82 ..通過施加于器件的磁場(chǎng)變化可控的
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