[发明专利]带有沟槽-氧化物-纳米管超级结的器件结构及制备方法

权利要求书

1.一种带有沟槽-氧化物-纳米管超级结的器件结构，其特征在于，包含：

一个第一导电类型的第一半导体层以及一个第二导电类型的第二半导体层，所述的第二半导体层沉积在第一半导体层上方；

在所述的第二半导体层中打开的沟槽，垂直延伸到所述的第一半导体层；

一个形成在所述的沟槽的侧壁上的第一导电类型的第一外延层；以及

一个形成在所述的第一外延层上的第二外延层；

其中所述的第一外延层与相邻的半导体区域之间达到充分的电荷平衡。

2.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，在至少某些沟槽中，所述第二外延层充分填充了未被第一外延层占据的缝隙的底部。

3.如权利要求2所述的器件结构，其特征在于，所述第二外延层的侧壁朝着沟槽的底部合并在一起。

4.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，所述沟槽的侧壁具有一定的角度，以形成锥形沟槽，并朝着沟槽的底面会聚。

5.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，所述第二外延层为第一导电类型。

6.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，所述第二外延层为第二导电类型或本征半导体材料。

7.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，还包含：在中心缝隙中的第一电介质填充物，所述中心缝隙在沟槽的中心，未被所述第二外延层占据。

8.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，还包含：一个栅极电极，其沉积在至少某些沟槽顶部中。

9.如权利要求8所述的器件结构，其特征在于，还包含：一个位于栅极电极下方很深的介质层。

10.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，还包含：形成在相邻沟槽之间的肖特基二极管和PN结二极管。

11.如权利要求10所述的器件结构，其特征在于，所述PN结二极管是一种电荷注入可控二极管，其与一个电荷注入可控电阻器串联，并与肖特基二极管并联。

12.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，所述的第二半导体层在两个相邻沟槽之间的宽度，远大于所述的第一外延层的宽度。

13.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，所述的第二半导体层在两个相邻沟槽之间的宽度，至少是所述的第一外延层宽度的三倍。

14.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，所述器件结构还包含一个金属氧化物半导体场效应管MOSFET。

15.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，所述器件结构还包含一个绝缘栅双极晶体管IGBT。

16.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，所述器件结构还包含一个与二极管集成的绝缘栅双极晶体管IGBT。

17.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，所述的第二半导体层具有分级的掺杂结构，其掺杂浓度从上到下逐渐降低。

18.如权利要求7所述的器件结构，其特征在于，还包含：

一个具有介质沟槽的终止结构，它包含一个由所述的第一介质填充物和第二介质填充物形成的介质立柱的网络，所述的第一介质填充物和第二介质填充物形成在网络内所述的介质立柱之间。

19.如权利要求7所述的器件结构，其特征在于，至少一个第二器件沉积在半导体衬底上，其中沉积在相邻器件之间的沟槽具有较大的沟槽宽度。

20.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，所述器件结构还包含具有条纹结构的晶体管单元。

21.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，所述器件结构还包含具有封闭式单元布局的晶体管单元。