[发明专利]超级结半导体器件

说明书

提供一种超级结半导体器件。所述超级结半导体器件包括：垂直柱区域，位于有源区上；水平柱区域，位于终止区上，其中，垂直柱区域和水平柱区域彼此连接，并且同时在终止区中整个柱区域不浮置。因此，虽然终止区的长度相对短，但是柱区域之间产生的电荷补偿差异被抵消。

本申请要求于2014年7月18日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0091152号韩国专利申请的权益，所述韩国专利申请的整个公开出于所有目的通过引用包含于此。

技术领域

以下描述涉及一种半导体器件。以下描述还涉及一种超级结半导体器件，所述超级结半导体器件包括通过将有源区的柱区域(pillar region)和在围绕有源区的终止区中没有浮置地形成的柱区域彼此连接而作为整体的一个单元。

背景技术

可选地，在用于电力转换的电力IC装置和电气控制系统中使用高电压装置和高功率装置。例如，平面栅型MOSFET经常被用作IC装置。

一般的平面栅型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的单位单元的横截面图如图1所示。MOSFET是用于放大或开关电子信号的一种晶体管。在图1中，通过由当栅极电压和源极电压相同时施加到漏极上的电压在P+和N-Epi区域之间形成的耗尽层来确定器件的击穿电压。

然而，平面栅型MOSFET将被设计为针对N-Epi区域维持特定厚度和浓度，诸如维持电场分布(即，击穿电压)。然而，由于与电场分布的关系而难以具有在特定电阻以下的分量。尤其在500V电平MOSFET的情况下，这种器件的问题在于，随着击穿电压增加，导通电阻变得更大，这是因为几乎90％的导通电阻分量是外延电阻。虽然为了减小导通电阻而寻求改进设计或优化外延电阻的措施，但是这种措施没有产生多大的改善。

因此，提出具有超级结结构的半导体器件。超级结半导体器件与一般的MOSFET栅极和P型井结构类似。然而，超级结半导体器件具有在下部P型体区的N型外延层中形成的P型柱区域的结构，并且剩余的N型外延层变为N型柱区域以便具有超级结特征。因此，当电压被施加到漏极端时，与仅垂直延伸的一般的MOSFET不同，超级结半导体器件的耗尽层在垂直方向和水平方向上延伸。此时，当两个区域变得相同时，N区域和P区域二者变得完全耗尽，并因此能够接收高击穿电压。此外，在该示例中，由于垂直方向上不存在电荷，所以理论上恒定地产生水平电场。

然而，当在超级结半导体器件中存在位于终止区上的处于浮置状态的柱(pillar)时，电荷补偿的电平与相邻柱相比变得不同。

参考图2的示例，柱12、14中的一些柱12形成在N型基底1的N型外延层2上，使得柱12连接到源极接触区10，并且其余的柱14连接到场氧化层20。连接到场氧化层20的柱14是处于浮置状态的柱。换言之，图2示出彼此不连接的单独存在的柱的多个组的情况。

当柱12与源极接触区10接触时，耗尽区30同时在多个柱之间延伸。可选地，当柱14如讨论的那样处于浮置状态时，如针对耗尽区40所示，耗尽区与每个柱14不同地延伸。因此，当电荷被平衡以使与源极接触区10接触的柱12的击穿电压最大时，电荷补偿电平变得不同。因此，在区域30中垂直产生的击穿电压变得低于在区域40中垂直产生的击穿电压。

为了解决该问题，当前处于浮置状态的柱被连接以使其不处于浮置状态。然而，在这种情况下，需要终止区的水平长度更长。当终止区的水平长度没有延伸时，如上面进一步讨论的发生电荷补偿的差异或者发生不能提供足够击穿电压的问题。

发明内容

提供本发明内容以按简化形式介绍在下面具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本发明内容不意在标识要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定要求保护的主题的范围。