[发明专利]半导体二极管组合件

权利要求书

1.一种具有前表面及背表面的半导体芯片，其包括：

延伸到所述芯片的所述背表面的半导体材料的衬底；

从所述衬底延伸到所述芯片的所述前表面的外延半导体材料层；

一对半导体材料柱，各自由从所述芯片的所述前表面且朝向所述衬底延伸的沟槽结构封闭；

所述对柱中的每一者含有不多于一个p-n结，所述p-n结与所述相应柱的径向横截面共同延伸；以及

一对电端子，其各自在所述芯片的所述前表面接触所述对的半导体材料柱中的一者，在所述端子之间形成含有至少一个且不多于两个p-n结的电路。

2.根据权利要求1所述的半导体芯片，其中封闭所述对的所述半导体材料柱的所述沟槽延伸到所述衬底中。

3.根据权利要求1所述的半导体芯片，其中封闭所述对的所述半导体材料柱的所述沟槽在其到达所述衬底之前终止。

4.根据权利要求1所述的半导体芯片，其中所述衬底及所述外延层在其界面处不形成p-n结。

5.根据权利要求1所述的半导体芯片，其中所述衬底及所述外延层在其界面处形成p-n结。

6.根据权利要求1所述的半导体芯片，其中在所述对柱中的每一者中不多于一个p-n结是平面的。

7.根据权利要求1所述的半导体芯片，其进一步包括封闭所述对的半导体材料柱的所述沟槽内的填充剂材料。

8.根据权利要求7所述的半导体芯片，其中所述填充剂材料是隔离由所述相应沟槽封闭的所述半导体材料柱的电介质材料。

9.一种半导体封装，其包括：

具有包含顶部表面及底部表面的正交外表面的半导体芯片；

从所述芯片的所述顶部表面朝向所述芯片的所述底部表面延伸从而封闭第一半导体材料柱的环形状的第一沟槽结构；

从所述芯片的所述顶部表面朝向所述芯片的所述底部表面延伸从而封闭第二半导体材料柱的环形状的第二沟槽结构；

在所述半导体芯片的所述顶部表面处接触所述第一半导体材料柱的第一金属元件；以及

在所述半导体芯片的所述顶部表面处接触所述第二半导体材料柱的第二金属元件，以及

通过所述第一半导体材料柱及所述第二半导体材料柱且在所述第一金属元件与所述第二金属元件之间包含一个或至多两个p-n结的电路。

10.根据权利要求9所述的封装，其中除所述顶部表面以外的所述正交外表面是半导体表面。

11.根据权利要求9所述的封装，其进一步包括含有第一类型的导电掺杂剂的衬底部分；以及

在所述衬底与具有第三掺杂剂浓度的第三导电类型的外延半导体材料的第二平行部分之间的具有第二浓度的第二类型的导电掺杂剂的外延半导体材料的第一平行部分。

12.根据权利要求11所述的封装，其中外延半导体材料的所述第一平行部分及外延半导体材料的所述第二平行部分在其界面处形成p-n结。

13.根据权利要求11所述的封装，其中所述第三导电类型是p型，且所述第三掺杂剂浓度高于所述第二浓度。

14.根据权利要求12所述的封装，其中所述第二类型是n型，且与在靠近所述衬底处相比，在靠近外延半导体材料的所述第二平行部分处所述第二浓度较高。

15.根据权利要求13所述的封装，其中所述第一类型是n型。

16.根据权利要求11所述的封装，其中所述第一类型是p型且所述第二类型及所述第三导电类型是n型。

17.根据权利要求11所述的封装，其中所述第一类型、所述第二类型及所述第三导电类型是n型。

18.一种半导体装置，其包括：

由环形状的沟槽结构封闭的半导体材料柱，所述半导体材料柱具有延伸到顶部表面的顶部区段、朝向底部表面延伸的底部区段及在所述顶部区段与所述底部区段之间延伸的中间区段；

所述顶部区段主要含有第一导电类型且具有第一掺杂剂浓度；

所述中间区段主要含有第二导电类型且具有低于所述第一掺杂剂浓度的第二掺杂剂浓度；

所述底部区段主要含有第三导电类型且具有高于所述第一掺杂剂浓度及所述第二掺杂剂浓度的第三掺杂剂浓度；以及

所述区段之间的界面。