[发明专利]超级结器件及其制造方法

权利要求书

1.一种超级结器件，其特征在于，超级结器件的器件单元区中包括：

由交替排列的P型柱和N型柱组成的超级结，由一个所述P型柱和相邻的一个所述N型柱组成一个超级结单元；

所述P型柱由填充于超级结沟槽中的P型外延层组成，所述N型柱由位于所述P型柱之间的第一N型外延层组成，所述超级结沟槽形成于所述第一N型外延层中；在所述第一N型外延层中形成有P型体区；

各超级结器件单元还包括栅极结构，所述栅极结构为沟槽栅，包括栅极沟槽和形成于所述栅极沟槽内侧表面的栅介质层以及填充于所述栅极沟槽中的多晶硅栅；

所述栅极沟槽的至少一个侧面位于所述N型柱中，所述栅极沟槽的深度大于所述P型体区的结深；

所述栅极沟槽的顶部表面和所述超结单元的顶部表面相平，所述多晶硅栅的顶部表面被回刻到低于所述栅极沟槽的顶部表面；

源区由对所述多晶硅栅顶部的所述栅极沟槽侧面和所述栅极沟槽外的所述P型体区表面进行离子注入形成的N+掺杂区组成；

位于所述源区底部且被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述P型体区的表面用于形成沟道，通过控制所述多晶硅栅的顶部表面的位置控制所述沟道的长度并控制栅源电容，所述多晶硅栅的顶部表面和所述栅极沟槽的顶部表面的间距越大，所述沟道的长度越短，所述栅源电容越小。

2.如权利要求1所述的超级结器件，其特征在于：所述P型体区由第一P型掺杂区和第二P型掺杂区叠加而成，用以增加所述P型体区的结深；

所述第一P型掺杂区在所述P型柱形成之前通过离子注入和退火推进形成，所述第一P型掺杂区的掺杂浓度和深度由对应的离子注入和退火推进工艺确定，所述第一P型掺杂区的退火推进工艺具有不受包括所述P型柱的所述超级结的工艺条件限制的特点使得所述第一P型掺杂区的深度能加深并从而使所述P型体区的结深加深；

在所述多晶硅栅回刻之前，所述多晶硅栅的顶部表面和所述栅极沟槽的顶部表面相平的条件下，所述第二P型掺杂区通过全面离子注入自对准形成于所述栅极结构两侧的所述第一P型掺杂区中，所述第二P型掺杂区的全面离子注入用于调节形成所述沟道的阈值电压。

3.如权利要求2所述的超级结器件，其特征在于：在所述器件单元区的周侧还形成有超级结器件的终端区；所述终端区中包括环绕所述器件单元区的P型环，所述第一P型掺杂区和所述P型环具有相同的掺杂结构且采用相同的离子注入和退火推进工艺同时形成，所述P型体区的结深为1微米～5微米。

4.如权利要求3所述的超级结器件，其特征在于：所述第一N型外延层形成于半导体衬底表面。

5.如权利要求4所述的超级结器件，其特征在于：所述半导体衬底为硅衬底，所述第一N型外延层为硅外延层，所述P型柱的P型外延层为硅外延层。

6.如权利要求1所述的超级结器件，其特征在于：N+掺杂的漏区形成于所述第一N型外延层的底部，所述漏区由减薄后的N+掺杂的所述半导体衬底组成或由减薄后的所述半导体衬底加N+背面离子注入形成。

7.如权利要求3所述的超级结器件，其特征在于：所述第一P型掺杂区的离子注入的注入剂量为2e13cm^-2以上，所述P型体区的结深为3微米。