[发明专利]垂直型半导体装置

摘要

一种具有超连接结构的垂直型MOSFET装置，其中N型柱形区和P型柱形区交替排列。从有源区的终端与柱形区的终端之间的距离方面看，该柱形区的终端设置在这样的位置上，以使得其与有源区终端分离的距离可由相应于柱形区的深度的距离减去N型柱形区的宽度的一半获得。因此，防止了电场集中在面对柱形结构的窄边区的特定部分上，从而提高了垂直型MOSFET的击穿电压。

主权项

1.一种具有垂直型半导体元件的半导体装置，该装置包括：第一导电型的半导体衬底(1)；柱形区(4)，其包括第一导电型的第一半导体区(2)和第二导电型的第二半导体区(3)，其中该第一和第二半导体区(2，3)分别沿该半导体衬底(1)的衬底深度方向具有预定深度，其中从衬底表面侧看，设置在第一半导体区(2)中的第二半导体区(3)呈包括条形的多边形，其中该第一和第二半导体区(2，3)中的每一个包括多个以预定距离彼此分离的部分，其中该第一和第二半导体区(2，3)在该半导体衬底(1)上交替排列，从而提供一柱形结构；第三半导体区(21)，其设置在该第一导电型的半导体衬底(1)上，并设置在该柱形区(4)的外面；第二导电型的第四半导体区(5)，其中该第四半导体区(5)设置在该第三半导体区(21)上，并设置在该柱形区(4)上或从该柱形区(4)到该柱形区(4)的外面的范围中；第五半导体区(22)，其设置在该第四半导体区(5)的外面，并设置在该第三半导体区(21)上，其中该第五半导体区(22)从该装置的表面伸展到该第三半导体区(21)；第二导电型的主体区(6)，其设置在该第三半导体区(21)的衬底表面侧；第一导电型的源极区(7)；第二导电型的主体接触区(8)；沟槽，其中该源极区(7)、该主体接触区(8)和该沟槽设置在该主体区(6)中；栅极绝缘膜(9)，其设置在该沟槽的侧壁和底部处；以及沟槽栅极(11)，其如此提供，以使得一电极(10)通过该栅极绝缘膜(9)嵌入该沟槽中，其中该源极区(7)设置在该沟槽栅极(11)的周围并设置在该主体区(6)的表面上，该主体接触区(8)设置在该主体区(6)的表面上，该沟槽栅极(11)设置成到达缓冲区(12)，该半导体衬底(1)和该第一半导体区(2)电连接，包括该源极区(7)、该主体区(6)、该主体接触区(8)和该沟槽栅极(11)的该柱形区(4)提供一有源区(13)，该主体接触区(8)具有作为该有源区(13)的终端(17)的终端，该第二半导体区(3)在该柱形区(4)中的第二半导体区(3)的窄边处具有终端(16)，从该主体接触区(8)的终端(17)到该第二半导体区(3)的终端(16)的距离被定义为终端区长度L，该第一半导体区(2)的宽度被定义为W1，该柱形结构的深度被定义为d，以及该终端区长度L、该第一半导体区宽度W1和该柱形结构深度d满足以下关系：L≥d-W1/2。