[发明专利]沟槽栅超结器件及其制造方法

权利要求书

1.一种沟槽栅超结器件，沟槽栅超结器件的中间区域为电荷流动区，终端区环绕于所述电荷流动区的外周，过渡区位于所述电荷流动区和所述终端区之间；其特征在于：

电荷流动区包括由多个交替排列的N型柱和P型柱组成的超结结构；每一所述N型柱和其邻近的所述P型柱组成一个超结单元，所述超结单元的步进为一个所述P型柱和一个所述N型柱的宽度和；

在沿所述超结结构的宽度方向上，电荷流动区的所述沟槽栅超结器件的P型柱分为接电极P型柱和浮空P型柱，所述接电极P型柱和所述浮空P型柱组成第一周期排列结构，所述第一周期排列结构中包括一个接电极P型柱和一个以上的浮空P型柱，所述第一周期排列结构的步进为所述第一周期排列结构内的所述接电极P型柱和各浮空P型柱和对应的所述N型柱形成的交替排列结构的总宽度；

在各所述接电极P型柱的顶部都形成有P型阱且该P型阱沿对应的所述接电极P型柱的宽度方向横向延伸到两侧相邻的所述N型柱的中；

在各所述浮空P型柱的顶部不形成所述P型阱；

多个沟槽栅，各所述沟槽栅由填充于栅极沟槽中的多晶硅栅组成，在所述多晶硅栅和所述栅极沟槽的侧面和底部表面之间隔离有栅氧化层；所述沟槽栅的长度方向和所述超结结构的长度方向垂直，各所述沟槽栅在所述超结结构的长度方向周期性排列并组成第二周期排列结构，所述第二周期排列结构的步进等于一个所述栅极沟槽的宽度和两个相邻的所述栅极沟槽之间的间距的和；

在沿所述超结结构的宽度方向上各所述沟槽栅和各所述P型柱和各所述N型柱垂直相交；在各所述沟槽栅两侧的所述P型阱的表面形成有由N+区组成的源区以及由P+区组成的接触区；所述源区和对应的所述沟槽栅的侧面自对准，被所述沟槽栅侧面覆盖且延伸到所述N型柱中的所述P型阱的侧面表面用于形成垂直沟道；在所述接触区的顶部形成有接触孔并通过该接触孔将所述源区和所述P型阱区都连接到由正面金属层组成的源极；所述浮空P型柱的顶部没有形成接触区和接触孔；所述浮空P型柱包括和所述沟槽栅垂直相交的区域以及未和所述沟槽栅相交的区域，在未和所述沟槽栅相交的区域中，所述浮空P型柱的顶部直接接触层间膜以及结合所述浮空P型柱的顶部不形成所述P型阱、接触区和接触孔使所述浮空P型柱为浮空结构；所述第一周期排列结构的步进大于所述超结单元的步进；通过较小的所述超结单元的步进使所述沟槽栅超结器件的耐压能力增加以及导通电阻降低，通过较大的所述第一周期排列结构的步进并结合所述沟槽栅对两侧未形成P型阱的区域的侧面覆盖来提高所述沟槽栅超结器件的栅漏电容；

所述第二周期排列结构的步进独立于所述第一周期排列结构的步进和所述超结单元的步进从而使所述第二周期排列结构的步进不受所述超结单元的步进的限制，使所述第二周期排列结构的步进能缩小为小于所述超结单元的步进通过调节所述第二周期排列结构的步进调节所述垂直沟道的密度，所述第二周期排列结构的步进越小所述垂直沟道的密度越大以及所述沟槽栅超结器件的栅漏电容越大。

2.如权利要求1所述的沟槽栅超结器件，其特征在于：各所述接电极P型柱顶部的所述P型阱还延伸到所述过渡区中，且延伸到所述过渡区中的所述P型阱的顶部形成有由P+区组成的接触区以及形成于该接触区顶部且连接到所述源极的接触孔。

3.如权利要求2所述的沟槽栅超结器件，其特征在于：延伸到所述过渡区中的各所述浮空P型柱的顶部形成有由P+区组成的接触区以及形成于该接触区顶部且连接到所述源极的接触孔。

4.如权利要求1所述的沟槽栅超结器件，其特征在于：在所述过渡区的所述超结结构的表面形成有P型环，所述P型环顶部形成有由P+区组成的接触区以及形成于该接触区顶部且连接到所述源极的接触孔；

所述P型环的掺杂浓度和所述P型阱的掺杂浓度相同；或者，所述P型环的掺杂浓度和所述P型阱的掺杂浓度不同，但所述P型环的掺杂浓度要大于所述P型柱的掺杂浓度。