[发明专利]超结结构及其制备方法和半导体器件

摘要

本发明公开了一种超结结构及其制备方法，同时还公开了包含这种超结结构的半导体器件。所述超结结构包括第一类型掺杂的外延层，外延层中具有相互分离的多个第二类型掺杂的第一柱状体，且第一柱状体的掺杂浓度下浓上浅，相邻的两个第一柱状体之间的外延层为第二柱状体，第一柱状体和第二柱状体交替排列形成超结结构。第一柱状体下浓上浅的掺杂特征使得包含所述超结结构的半导体器件既具有较高的击穿电压，又具有较低的导通电阻，同时还能改变雪崩电流的路径，具有较强的抗雪崩电流能力，使得器件不易被烧坏。

主权项

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。