[发明专利]一种具有深沟槽的超结结构、半导体器件及制备方法

权利要求书

1.一种具有深沟槽的超结结构，其特征在于，自下而上依次包括：N-外延区(2)、P-阱区(3)以及N+注入区(4)；其中，

所述N-外延区(2)内设有多个彼此分离的P+柱状区域(5)，所述P+柱状区域(5)从所述N-外延区(2)的上表面向下延伸；且其深度小于所述N-外延区(2)的厚度；

相邻两个所述P+柱状区域(5)之间还设有P-PILLAR区(10)，所述P-PILLAR区(10)自所述N+注入区(4)上表面延伸至所述N-外延区(2)下表面，并同时在所述P-PILLAR区(10)和所述P+柱状区域(5)之间的N-外延区(2)中形成多个N-柱状区域(6)；

所述P+柱状区域(5)、所述N-柱状区域(6)和所述P-PILLAR区(10)一起形成所述超结结构。

2.根据权利要求1所述的超结结构，其特征在于，所述P+柱状区域(5)的深度小于所述N-外延区(2)的厚度。

3.根据权利要求1所述的超结结构，其特征在于，所述P+柱状区域(5)的掺杂量是所述N-柱状区域(6)的掺杂量的1-1.2倍。

4.根据权利要求1所述的超结结构，其特征在于，所述P+柱状区域(5)包括若干子柱状区域，且其掺杂浓度自下而上逐渐降低。

5.根据权利要求1所述的超结结构，其特征在于，所述P+柱状区域(5)包括第一子柱状区域(5-1)和第二子柱状区域(5-2)，所述第二子柱状区域(5-2)堆叠在所述第一子柱状区域(5-1)上。

6.根据权利要求5所述的超结结构，其特征在于，所述第一子柱状区域(5-1)的掺杂浓度高于所述P+柱状区域(5)的平均掺杂浓度，所述第二子柱状区域(5-2)的掺杂浓度低于所述P+柱状区域(5)的平均掺杂浓度。

7.根据权利要求5所述的超结结构，其特征在于，所述第二子柱状区域(5-2)的宽度不大于所述第一子柱状区域(5-1)的宽度。

8.根据权利要求1所述的超结结构，其特征在于，所述P-PILLAR区(10)的深宽比为10-12，掺杂浓度为2.0×10¹⁶cm^-3-6.0×10¹⁶cm^-3。

9.一种具有深沟槽超结结构的半导体器件，其特征在于，包括依次设置的N+衬底区(1)、N-外延区(2)、P-阱区(3)以及N+注入区(4)，所述N-外延区(2)中形成有如权利要求1-8任一项所述的具有深沟槽的超结结构，所述器件还包括沟槽栅极(7)、正面金属层(9)以及背面金属层(11)；

其中，所述沟槽栅极(7)位于所述超结结构中的P-PILLAR区(10)两侧，并由所述N+注入区(4)顶部延伸至所述N-外延层(2)内部；

所述正面金属层(9)位于所述超结结构中的P-PILLAR区(10)顶部以及部分所述N+注入区(4)的上表面，以形成器件的源极；

所述背面金属层(11)位于所述N+衬底区(1)的下表面，以形成器件的漏极。

10.一种具有深沟槽超结结构的半导体器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在N+衬底上生长N-外延区；

对所述N-外延区进行刻蚀以形成第一凹槽，并使用P+型掺杂剂填充所述第一凹槽，以形成P+柱状区域；

在整个样品表面再次生长外延层，并对其进行P阱注入和N离子注入，以形成P-阱区和N+注入区；

在所述样品左右两边刻蚀第二沟槽，并在所述第二沟槽内制备沟槽栅极；

在所述样品中间刻蚀第三沟槽以形成P-PILLAR区；

在所述样品上淀积金属电极，以完成器件的制备。