[发明专利]一种超级结器件及其制作方法

权利要求书

1.一种超级结半导体器件，其特征在于：器件的交替排列的P-N薄层在垂直于器件表面的方向上由至少两段交替排列的P-N薄层构成，且各段所述P-N薄层纵向叠加形成器件的交替排列的P-N薄层的结构中，相邻段的所述P-N薄层的P型薄层对准并接触以及N型薄层对准接触；

最靠近器件背面表面的一段交替排列的P-N薄层的第二导电类型薄层由填充于沟槽中的第二导电类型硅组成或者由第二导电类型离子注入区组成，第一导电类型薄层由第二导电类型薄层之间的第一导电类型外延层组成；位于最靠近器件背面表面的一段交替排列的P-N薄层之上的各段交替排列的P-N薄层的第二导电类型薄层由填充于沟槽中的第二导电类型硅组成，第一导电类型薄层由第二导电类型薄层之间的第一导电类型外延层组成；位于最靠近器件背面表面的一段交替排列的P-N薄层之上的各段交替排列的P-N薄层的第二导电类型薄层的沟槽具有在底部对应的第二导电类型薄层形成之后再形成的自下而上的结构关系；

通过设置最靠近器件背面表面的一段交替排列的P-N薄层使得整个器件的交替排列的P-N薄层的纵向深度的均一性由最靠近器件背面表面的一段交替排列的P-N薄层的深度的均匀性确定，从而减少整个器件的交替排列的P-N薄层的纵向深度的变化范围并改善纵向深度的均一性，从而改善器件反向击穿电压的差异；

通过设置位于最靠近器件背面表面的一段交替排列的P-N薄层之上的各段交替排列的P-N薄层，能降低位于最靠近器件背面表面的一段交替排列的P-N薄层之上的各段交替排列的P-N薄层的沟槽的深宽比，从而减少器件的制造工艺难度并改善P型薄层厚度的均一性，改善器件反向击穿电压的均一性；

最靠近器件背面表面的一段交替排列的P-N薄层的底部与高浓度的第一种类型半导体基板之间隔离有第一导电类型外延层；

最靠近器件背面表面的一段交替排列的P-N薄层的薄层厚度小于等于20微米，使器件的反向击穿电压的面内差异由深度为20微米以下的刻蚀深度均匀性控制或离子注入深度均匀性控制；

不同段的相邻的交替排列的P-N薄层的P型薄层的宽度、N型薄层的宽度、P型薄层的掺杂浓度、N型薄层的掺杂浓度和一个步长中P-N薄层的排列方式对应的结构能根据器件所需性能独立调节。

2.如权利要求1所述的超级结半导体器件，其特征在于：不同段的相邻的交替排列的P-N薄层的P型薄层的宽度、N型薄层的宽度、P型薄层的掺杂浓度和N型薄层的掺杂浓度组成的第一种结构为：不同段的相邻的交替排列的P-N薄层之间，一段的交替排列的P-N薄层中的P型薄层的宽度，和与它比邻的另一段的交替排列的P-N薄层中的P型薄层的宽度相等；一段的交替排列的P-N薄层中的N型薄层的宽度，和与它比邻的另一段的交替排列的P-N薄层中的N型薄层的宽度相等；一段的交替排列的P-N薄层中的P型薄层中P型杂质的浓度，和与它比邻的另一段的交替排列的P-N薄层中的P型薄层中P型杂质的浓度相等；一段的交替排列的P-N薄层中的N型薄层中N型杂质的浓度，和与它比邻的另一段的交替排列的P-N薄层中的N型薄层中N型杂质的浓度相等；第一种结构使每一段交替排列的P-N薄层中的P型杂质总量和N型杂质总量实现电荷平衡，从而提高反向击穿电压。

3.如权利要求1所述的超级结半导体器件，其特征在于：不同段的相邻的交替排列的P-N薄层的P型薄层的宽度、N型薄层的宽度、P型薄层的掺杂浓度和N型薄层的掺杂浓度组成的第二种结构为：不同段的相邻的交替排列的P-N薄层之间，一段的交替排列的P-N薄层中的P型薄层的宽度，和与它比邻的另一段的交替排列的P-N薄层中的P型薄层的宽度相等；一段的交替排列的P-N薄层中的N型薄层的宽度，和与它比邻的另一段的交替排列的P-N薄层中的N型薄层的宽度相等；

最靠近器件背面表面的第一段的交替排列的P-N薄层中的N型薄层中N型杂质的浓度小于和与第一段比邻且位置更靠近器件正面表面的第二段的交替排列的P-N薄层中的N型薄层中N型杂质的浓度；各段P-N薄层中的P型薄层的P型杂质的浓度和同段中的N型薄层的N型杂质的浓度相等；第二种结构减少第一段交替排列的P-N薄层中P型薄层厚度的影响，进一步提高器件反向击穿电压的均匀性。