[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，超结器件的中间区域为电流流动区，终端区环绕于所述电流流动区的外周，过渡区位于所述电流流动区和所述终端区之间；其特征在于，包括：

N型外延层，形成于半导体衬底表面；

在所述N型外延层中形成有多个沟槽；在所述沟槽中填充由P型外延层并组成P型柱，由各所述P型柱之间的所述N型外延层组成N型柱，由多个交替排列的所述N型柱和所述P型柱组成的超结结构；所述超结结构位于所述电流流动区、所述过渡区和所述终端区中；

在所述电流流动区的各所述P型柱的顶部形成有由P型阱，在所述P型阱表面形成有由N+区组成源区，栅极结构部分覆盖在所述P型阱表面且所述P型阱的被所述栅极结构覆盖的表面用于形成沟道；

漏区由将所述半导体衬底进行背面减薄完全去除后通过N型离子注入形成于所述N型外延层背面的N+区组成；在所述漏区的背面形成有由背面金属层组成的漏极；

所述漏区形成一个方便通过离子注入来调节厚度和掺杂浓度的结构，所述漏区的掺杂浓度在保证能和所述漏极的金属形成欧姆接触的条件下，通过降低所述漏区的掺杂浓度或厚度来减少由所述P型阱和所述N型外延层之间形成的体二极管在正向导通时的电子注入从而降低器件的Irrm；

所述漏区的掺杂体浓度为1E18cm^-3～1E19cm^-3；所述漏区的厚度为0.2微米～2微米。

2.如权利要求1所述的超结器件，其特征于：所述背面减薄对所述N型外延层有过研磨；

所述半导体衬底为N型掺杂，利用所述漏区和所述半导体衬底的掺杂无关的特点，将所述半导体衬底的掺杂浓度降低到和所述N型外延层的掺杂浓度之间的差异小于一个数量级，用以减少所述半导体衬底的掺杂杂质对所述N型外延层进行扩散的影响；或者，利用所述漏区和所述半导体衬底的掺杂无关的特点，将所述半导体衬底设置为P型掺杂，所述半导体衬底和所述N型外延层的掺杂类型的差异实现在对所述半导体衬底进行背面减薄的过程中采用所述半导体衬底和所述N型外延层的界面作为背面减薄的终点，提高超结器件背面的一致性。

3.如权利要求1所述的超结器件，其特征于：所述漏区为经过退火处理的结构；所述漏区的退火处理工艺为激光退火；或者，所述漏区的退火处理工艺为温度为400℃～500℃的热退火。

4.如权利要求1或2所述的超结器件，其特征于：所述N型外延层的厚度比所述沟槽的深度大10微米以上。

5.如权利要求1所述的超结器件，其特征于：形成于所述N型外延层表面的保护环氧化膜环绕在所述电流流动区的周侧并将所述电流流动区露出以及将所述过渡区全部覆盖，所述保护环氧化膜还延伸到所述终端区表面并将所述终端区全部或仅将所述终端区的最外周部分露出；

在所述过渡区形成有由P型阱组成的P型环；

所述栅极结构为平面栅结构，所述栅极结构由在所述电流流动区的所述超结结构的表面形成的栅氧化膜和多晶硅栅叠加形成；所述多晶硅栅的形成区域通过光刻工艺定义，各所述多晶硅栅覆盖对应的所述P型阱且被所述多晶硅栅覆盖的所述P型阱的表面用于形成沟道，各所述多晶硅栅还将相邻的所述P型阱之间的所述N型柱表面覆盖；

所述源区形成于所述电流流动区中的所述多晶硅栅两侧的所述P型阱表面；所述源区通过以所述多晶硅栅和所述保护环氧化膜为自对准条件的第二次N型离子注入形成，所述第二次N型离子注入同时在所述保护环氧化膜覆盖区域之外的所述终端区中或外侧形成终端第二N型注入区；

层间膜覆盖在所述多晶硅栅、所述源区、所述保护环氧化膜以及所述终端第二N型注入区表面；在所述层间膜中形成有穿过所述层间膜的接触孔，所述接触孔通过光刻工艺定义；

正面金属层形成在形成有所述接触孔的所述层间膜的表面，栅极和源极由所述正面金属层图形化形成，所述栅极和所述源极的形成区域通过光刻工艺定义；所述电流流动区中的各所述源区和对应的所述P型阱通过顶部相同的接触孔连接到所述源极，所述过渡区中的所述P型阱也通过顶部的接触孔连接到所述源极，所述多晶硅栅通过顶部的接触孔连接到栅极。