[发明专利]带有具有竖直杂质分布的超级结结构的半导体器件

说明书

技术领域

本公开总体涉及一种半导体器件，更具体地涉及一种带有具有竖直杂质分布的超级结结构的半导体器件。

背景技术

超级结n-FET（场效应晶体管）的半导体部分包括n型漏极层和漂移层，其中，p型掺杂列被n掺杂列分离开。在相反的模式中，耗尽区在p型掺杂列和n型掺杂列之间在横向方向上延伸，这样使得即使在n型掺杂列中的高杂质浓度也可以得到较高的反向击穿电压。在p型掺杂列和/或n型掺杂列中的竖直杂质分布可以随着到漏极层的距离而变化，这样使得假如触发雪崩效应器件特性得到改善。期待进一步改善超级结半导体器件的雪崩特性，而不过分不利地影响导通状态特性。

发明内容

根据一个实施例，超级结半导体器件包括具有第一表面和与第一表面平行的第二表面的半导体部分。在半导体部分中形成第一导电类型的杂质层和超级结结构。在第一表面与杂质层之间，该超级结结构包括第一导电类型的第一列和第二相反导电类型的第二列。第一列和第二列之间的补偿率的符号沿着垂直于第一表面的列的竖直延伸而变化。在第一表面和第二列中的一个列之间形成第二导电类型的主体区域。被布置在第一列或第二列中的一个列的竖直投影区域中的第二导电类型的场延伸区域电连接到主体区域。场延伸区域中的区域杂质密度在1×10¹²和5×10¹²cm^-2之间。

根据另一个实施例，超级结半导体器件包括第一导电类型的杂质层，该杂质层形成于具有第一表面和与第一表面平行的第二表面的半导体部分中。在第一表面和杂质层之间是超级结结构，该超级结结构包括第一导电类型的第一列和相反的第二导电类型的第二列。第一列和第二列之间的补偿率的符号沿着垂直于第一表面的列的竖直延伸而变化。在第一表面和第二列中的一个列之间形成第二导电类型的主体区域。第一导电类型的至少一个场延伸区域电连接到杂质层。该至少一个场延伸区域被布置在第一列和第二列中的至少一个列的竖直投影区域中。

本领域技术人员在读到如下详细说明和看到附图时将认识到附加技术特征和优势。

附图说明

将附图包括在内以便提供对本发明的进一步理解，并且它们被并入到本说明书并且形成本说明书的一部分。这些附图图示了本发明的多个实施例并且与本说明书一起用于解释本发明的原理。本发明其他实施例以及想要达到的优点将很容易地得到了解，因为通过参考以下的详细说明它们将更好地得到理解。

图1A是根据一个实施例的半导体器件的一部分的示意性截面图，其中在主体区域和p型列之间提供p型场延伸区域。

图1B是图示了图1A的半导体器件沿着线B-B的电场轮廓的示意图。

图2A是根据一个实施例的超级结半导体器件的一部分的示意性截面图，其中在主体区域和p型列之间提供了包括电介质衬垫和p型掺杂的场延伸区域的超级结结构。

图2B是根据一个实施例的超级结半导体器件的一部分的示意性截面图，其中在主体区域和p型掺杂列之间提供了基于通过外延生长的子层和p型掺杂的场延伸区域的超级结结构。

图2C是根据一个实施例的超级结半导体器件的一部分的示意性截面图，其中在主体区域和锥形的p型掺杂列之间提供了p型掺杂延伸区域。

图3A是根据一个实施例的超级结半导体器件的一部分的示意性截面图，其中在n型掺杂列的竖直投影区域中提供了掩埋栅极电极和p型掺杂的场延伸区域。

图3B是根据另一实施例的超级结半导体器件的一部分的示意性截面图，其中在p型掺杂列的竖直投影区域中提供了掩埋栅极电极和p型掺杂的场延伸区域。

图3C是根据又一实施例的超级结半导体器件的一部分的示意性截面图，其中在p型掺杂列的投影区域中提供了掩埋栅极电极和p型掺杂的场延伸区域。

图4A是根据一个实施例的半导体器件的一部分的示意性截面图，其中在n型掺杂列的投影区域中提供基于通过外延生长的子层和n型掺杂的场延伸区域的超级结结构。

图4B是根据一个实施例的半导体器件的一部分的示意性截面图，其中在p型掺杂列的投影区域中提供包括电介质衬垫和n型掺杂的场延伸区域的节段的超级结结构。

图4C是根据一个实施例的半导体器件的一部分的示意性截面图，其中提供了连续的场延伸区域和锥形的p型掺杂列。

图4D是根据一个实施例的半导体器件的一部分的示意性截面图，其中在p型掺杂列和n型掺杂列的竖直投影区域中提供了场截止延伸区域的空间上分离的节段。