[发明专利]超结器件及其制造方法

权利要求书

1.一种超结器件，其特征在于：超结器件的中间区域为电荷流动区，终端保护区形成于所述电荷流动区的周侧，过渡区位于所述终端保护区和所述电荷流动区之间；

超结结构由多个N型柱和P型柱交替排列组成，一个所述N型柱和相邻的一个所述P型柱组成一个超结单元；在所述电荷流动区中一个所述超结单元中形成有一个所述超结器件单元，所述超结器件单元包括：

沟槽栅，包括形成于所述N型柱顶部的栅极沟槽、形成于所述栅极沟槽底部表面和侧面的栅介质层以及填充于所述栅极沟槽中的多晶硅栅；

在所述沟槽栅两侧形成有由P阱组成的沟道区，所述沟道区还延伸到所述P型柱的顶部；被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述沟道区的表面用于形成沟道；

由N+区组成的源区形成于所述沟道区表面，由N+区组成的漏区形成于所述超结结构的底部；

所述源区的顶部通过接触孔连接到由正面金属层组成的源极，所述多晶硅栅的顶部通过接触孔连接到由正面金属层组成的栅极；

在所述沟槽栅的底部形成有P型表面埋层，所述P型表面埋层和所述沟槽栅的底部接触，在所述超结器件反向击穿时所述P型表面埋层形成一条反向空穴雪崩电流的路径，从而减小所述沟槽栅对反向空穴雪崩电流的聚集能力并从而提高器件的无箝位电感开关能力；

所述P型表面埋层的宽度小于所述栅极沟槽的宽度，通过缩小所述P型表面埋层的宽度来减少所述P型表面埋层对器件的导通电阻的影响；

所述过渡区的表面形成有第一P型环，所述第一P型环环绕在所述电荷流动区的周侧，各所述超结器件单元的所述P型表面埋层延伸到所述过渡区中并和所述第一P型环接触，所述第一P型环接触的顶部通过接触孔连接到所述源极，所述反向空穴雪崩电流的路径包括由所述P型表面埋层、所述第一P型环以及所述源极连接形成的电连接路径。

2.如权利要求1所述的超结器件，其特征在于：在所述电荷流动区的表面形成有一条以上的第二P型环，各所述第二P型环的长度方向和各所述沟槽栅的长度方向垂直，各所述第二P型环的两侧和所述第一P型环连接，各所述第二P型环的顶部通过接触孔连接到所述源极；各所述第二P型环的深度大于各所述沟槽栅的深度，各所述P型表面埋层和各所述第二P型环垂直相交且形成接触；所述反向空穴雪崩电流的路径包括由所述P型表面埋层、所述第二P型环以及所述源极连接形成的电连接路径。

3.如权利要求2所述的超结器件，其特征在于：所述第一P型环和所述第二P型环采用相同的工艺同时形成。

4.如权利要求2所述的超结器件，其特征在于：各所述第二P型环等间距平行排列在所述电荷流动区。

5.如权利要求2所述的超结器件，其特征在于：在所述第二P型环所覆盖的区域中未形成由N+区组成的源区，使得沿所述沟槽栅的长度方向上，所述源区的各N+区呈一段一段的岛结构。

6.如权利要求1所述的超结器件，其特征在于：在所述源区对应的接触孔的底部形成有由P+区组成的阱区引出区，所述阱区引出去的结深大于所述源区的结深并和所述沟道区相接触。

7.如权利要求1所述的超结器件，其特征在于：所述超结结构形成于N型外延层表面，所述P型柱由填充于形成于所述N型外延层中的超结沟槽的P型外延层组成，所述N型柱由各所述P型柱之间的N型外延层组成。

8.如权利要求7所述的超结器件，其特征在于：所述N型外延层形成于半导体衬底表面，所述漏区由背面减薄后的所述半导体衬底经过N+掺杂组成，在所述漏区的背面形成有由背面金属层组成的漏极。

9.如权利要求1所述的超结器件，其特征在于：所述栅极沟槽通过采用刻蚀形成，所述栅极沟槽的刻蚀时采用硬质掩模层作为掩模，所述硬质掩模层的掩模通过光刻刻蚀形成，所述硬质掩模层的掩模的开口宽度等于所述P型表面埋层的宽度，所述栅极沟槽的刻蚀包括以所述硬质掩模层为掩模的各向异性刻蚀，该各向异性刻蚀完成后进行P型离子注入形成所述P型表面埋层，之后进行各向同性刻蚀使所述栅极沟槽的宽度扩展到需要值。