[发明专利]一种具有自隔离的半导体结构

权利要求书

1.一种具有自隔离的半导体结构，其特征在于，包括从下到上依次设置的N型掺杂半导体衬底(1)和N型掺杂外延层(2)；N型掺杂外延层(2)内部设有P型填充阱区，P型填充阱区包括由内向外设置且结构相同的第一P型填充阱区(31)、第二P型填充阱区(32)和第三P型填充阱区(33)；第一P型填充阱区(31)和第三P型填充阱区(33)的上侧分别设有P型掺杂区(4)，P型掺杂区(4)中设有N型重掺杂区(5)；

所述的第一P型填充阱区(31)以及对应的N型掺杂外延层(2)、P型掺杂区(4)和N型重掺杂区(5)共同构成第二元胞区域(C)；所述的第二P型填充阱区(32)以及对应的N型掺杂外延层(2)共同构成隔离结构区域(B)；所述的第三P型填充阱区(33)以及对应的N型掺杂外延层(2)、P型掺杂区(4)和N型重掺杂区(5)共同构成第一元胞区域(A)；第一元胞区域(A)、隔离结构区域(B)和第二元胞区域(C)共同构成元胞区域(100)，元胞区域(100)外围四周设置终端耐压区域(101)；

所述元胞区域(100)上方依次设有氧化层、介质层(12)和上金属层，部分氧化层上的介质层(12)内设置多晶硅；上金属层对应在第一元胞区域(A)上方设置的部分构成第一源极金属电极(8)，上金属层对应在第二元胞区域(C)上方设置的部分构成第二源极金属电极(9)，第一源极金属电极(8)和第二源极金属电极(9)之间相互断开；设置在N型掺杂半导体衬底(1)下方的下金属层构成漏极金属电极(10)；多晶硅对应在第一元胞区域(A)上方设置的部分构成第一栅电极(6)，多晶硅对应在第二元胞区域(C)上方设置的部分构成第二栅电极(7)；

第一元胞区域(A)与终端耐压区域(101)构成开关管；第二元胞区域(C)通过隔离结构区域(B)与第一元胞区域(A)分离，构成启动管。

2.根据权利要求1所述的一种具有自隔离的半导体结构，其特征在于，氧化层对应设置在第二P型填充阱区(32)以及与其相邻的至少一个第一P型填充阱区(31)和至少一个第三P型填充阱区(33)上方的部分为场氧化层(11)，其余部分的氧化层为栅氧化层(13)。

3.根据权利要求2所述的一种具有自隔离的半导体结构，其特征在于，第一源极金属电极(8)穿过介质层(12)和栅氧化层(13)对应连接在第三P型填充阱区(33)对应的P型掺杂区(4)上方；第二源极金属电极(9)穿过介质层(12)和栅氧化层(13)对应连接在第一P型填充阱区(31)对应的P型掺杂区(4)上方。

4.根据权利要求2所述的一种具有自隔离的半导体结构，其特征在于，第一栅电极(6)中的部分多晶硅设置在场氧化层(11)和栅氧化层(13)的交界区域。

5.根据权利要求1所述的一种具有自隔离的半导体结构，其特征在于，所述的半导体结构表面对应第一元胞区域(A)分别独立设置有电连接第一栅电极(6)的第一栅端PAD(102)，以及电连接第一源极金属电极(8)的第一源端PAD(103)；对应第二元胞区域(C)分别独立设置有电连接第二栅电极(7)的第二栅端PAD(104)，以及电连接第二源极金属电极(9)的第二源端PAD(105)。

6.根据权利要求1所述的一种具有自隔离的半导体结构，其特征在于，P型填充阱区和N型掺杂外延层(2)交替排列且P型填充阱区(31、32、33)和N型掺杂外延层(2)之间的宽度比例和浓度比例由该半导体结构所应满足的导通电阻和耐压要求共同决定。

7.根据权利要求1所述的一种具有超结结构的半导体器件，其特征在于，所述的P型填充阱区采用深槽腐蚀和硅回填工艺，表面平坦化处理后形成。