[发明专利]一种具有超结结构的半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种具有超结结构的半导体器件，其特征是：所述半导体器件形成在半导体基板上，所述半导体基板包括元胞区和终端区，所述元胞区位于半导体基板的中心区域，在所述元胞区内形成MOS结构，所述终端区位于半导体基板的外围区域并环绕所述元胞区；所述半导体基板包括：

衬底；

位于衬底上方的第一导电类型的外延层；

多个第二导电类型的第一柱体，所述第一柱体沿着电流流通的方向在第一导电类型外延层内延伸，且所述第一柱体延伸的深度小于所述外延层的厚度，在垂直于电流流通的方向上，在所述第一柱体两侧的所述外延层中形成具有第一导电类型的第二柱体，在所述具有第二导电类型的第一柱体与具有第一导电类型的第二柱体形成PN柱对，多组PN柱体对交替连接设置，在半导体基板内形成超结结构；

多个第二导电类型的第一注入区，设置在所述第二导电类型的第一柱体的正下方，所述注入区可以通过多次不同能量注入叠加而成；

多个第二导电类型的第一阱区，设置在所述第二导电类型的第一柱体的正上方设置，所述第一阱区的注入窗口大小不小于柱体区的窗口大小；

多个第一导电类型的第二阱区，分别形成在所述多个第二导电类型的第一阱区内；

多个第一导电类型的第二注入区，设置在相邻的两个所述第二导电类型的第一阱区之间，所述第二注入区的掺杂浓度高于所述外延层的掺杂浓度，并且所述第二注入区在横向方向上与相邻的第一阱区间隔开；

多个栅极结构，每个栅极结构包括多晶硅栅极和位于其下方的栅极绝缘层，所述栅极绝缘层位于沟道区上方，所述多晶硅栅极中间断开，分割为两个部分，并且所述多晶栅极总的横向长度大于所述沟道区的横向长度。

2.根据权利要求1所述的具有超结结构的半导体器件，其特征是：在所述元胞区内的任意一组PN柱体对的宽度和深度均相同。

3.一种具有超结结构的半导体器件的制造方法，其特征是，所述制造方法包括：

提供具有第一导电类型的半导体基板，所述半导体基板在横向方向上包括元胞区和终端区，且所述半导体基板包括第一导电类型的外延层和第一导电类型的衬底；

在所述外延层表面沉积掩模层，通过光罩板图形选择性刻蚀，制作多个深沟槽区域；

在每个深沟槽区域底部区域进行多次第二导电类型的杂质注入，以形成第二导电类型的第一注入区；

去除所述外延层表面的掩模层；

对深沟槽区域进行外延填充工艺，在填充的同时进行第二导电类型的杂质掺杂，形成第二导电类型的第一柱体；进行平坦化工艺，去除所述外延层表面之上的多余填充材料；

在所述半导体基板表面进行注入以形成第二导电类型的第一阱区；

在所述半导体基板表面进行注入以形成第一导电类型的第二注入区；

在所述半导体基板表面制作栅氧化层和多晶硅栅极；

在所述半导体基板表面进行注入以在所述第一阱区内形成第一导电类型的第二阱区；

在所述半导体基板表面淀积介质层并进行刻蚀，以形成接触孔区域；

在所述半导体基板表面淀积金属层并进行刻蚀，以形成金属电极。

4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征是：所述第二导电类型的第一阱区中的掺杂浓度不低于所述第二导电类型的柱体中的掺杂浓度。

5.根据权利要求3所述的制造方法，其特征是：所述沟槽区域的深度小于所述外延层的厚度。

6.根据权利要求3所述的制造方法，其特征是：在所述元胞区内的任意一组PN柱体对的宽度和深度均相同。

7.根据权利要求3所述的制造方法，其特征是：在所述元胞区内，所述多晶硅栅极中间断开，分割为两个部分，并且所述多晶栅极总的横向长度大于位于所述栅极绝缘层下方的沟道区的横向长度。