[发明专利]超结结构及其制备方法和半导体器件

权利要求书

1.一种半导体器件，其特征在于，包括半导体衬底、超结结构、第二类型掺杂的井区、第一类型掺杂的源区、栅氧化层和多晶硅栅极、表面金属层和背面金属层；

所述超结结构位于所述半导体衬底之上；

所述超结结构包括第一类型掺杂的外延层，所述外延层中具有多个相互分离的第二类型掺杂的第一柱状体，每两个相邻的所述第一柱状体之间的所述外延层为一个第二柱状体，交替排列的所述第一柱状体和所述第二柱状体形成超结结构；

每一所述第一柱状体由下而上分为第一子柱状体和第二子柱状体，所述第一子柱状体的掺杂浓度大于所述第一柱状体的平均掺杂浓度，所述第二子柱状体的掺杂浓度小于所述平均掺杂浓度；

其中，所述平均掺杂浓度是指，当所述第一柱状体掺杂浓度均匀，使所述第一柱状体中的掺杂杂质总量等于所述第二柱状体中的掺杂杂质总量时，所述第一柱状体的掺杂浓度，

所述井区与所述第一柱状体的顶端和部分所述第二柱状体的顶端相接触；

所述源区位于所述井区的表面；

所述栅氧化层位于所述第二柱状体、部分所述井区以及部分所述源区之上；

所述多晶硅栅极位于所述栅氧化层之上；

所述表面金属层与所述源区相接触，所述背面金属层位于所述半导体衬底之下，并与所述半导体衬底相接触，

半导体器件在处于高压状态时，击穿点处于所述第一子柱状体处，使得所述半导体器件的雪崩电流由所述第一子柱状体处流进所述第一柱状体，再由所述第一柱状体流向所述井区，最后由所述井区流向所述表面金属层。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一类型掺杂为N型掺杂，第二类型掺杂为P型掺杂。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括所述第二柱状体的延伸部分，所述第二柱状体的延伸部分位于所述第二柱状体上方以及所述栅氧化层的下方，且位于所述井区之间。

4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，还包括接触区，所述接触区位于所述井区的表面，所述表面金属层与所述源区及所述接触区相接触。

5.一种超结结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、形成一个子外延层；

b、在上一步骤形成的子外延层中注入第二类型掺杂剂，形成多个相互分离的掺杂浓度为第一浓度的柱状体；

c、在上一步骤形成的结构表面形成所述子外延层；

d、重复步骤b；

e、重复预定次数的步骤c至步骤d；

f、重复步骤c；

g、在上一步骤形成的外延层中注入第二类型掺杂剂，形成多个相互分离的掺杂浓度为第二浓度的柱状体，所述第二浓度小于所述第一浓度；

h、重复预定次数的步骤f至步骤g；

其中，前一步骤中形成的多个柱状体中的每一个柱状体与后一个步骤中形成的多个柱状体中的相应柱状体垂直对准且相互连接，依次相连且掺杂浓度为所述第一浓度的柱状体形成第一子柱状体，依次相连的掺杂浓度为所述第二浓度柱状体形成第二子柱状体，

所述第一浓度大于第一柱状体的平均掺杂浓度，所述第二浓度小于所述平均掺杂浓度，其中，所述第一柱状体由下而上分为所述第一子柱状体和所述第二子柱状体，每两个相邻的所述第一柱状体之间的所述外延层为一个第二柱状体；

其中，所述平均掺杂浓度是指，当所述第一柱状体掺杂浓度均匀，使所述第一柱状体中的掺杂杂质总量等于所述第二柱状体中的掺杂杂质总量时，所述第一柱状体的掺杂浓度。