超结器件.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114864654A(43)申请公布日2022.08.05(21)申请号202210189068.3(22)申请日2022.03.01(71)申请人杭州芯迈半导体技术有限公司地址310051浙江省杭州市滨江区西兴街道联慧街6号(72)发明人王加坤(74)专利代理机构北京成创同维知识产权代理有限公司11449专利代理师蔡纯(51)Int.Cl.H01L29/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称超结器件(57)摘要本申请公开了一种超结器件。所述超结器件包括：半导体衬底；以及位于所述半导体衬底的第一表面上的超结结构，所述超结结构包括多个第一半导体柱和多个第二半导体柱，其中，所述超结器件包括元胞区和围绕所述元胞区的终端区，所述超结结构的一部分位于所述元胞区中，另一部分位于所述终端区中，所述超结器件还包括位于所述终端区中并且围绕所述元胞区的保护环，所述保护环包括分段延伸的多个掺杂区，以及将所述多个掺杂区连接成连续环的第一组半导体柱的顶端部分。该超结器件的保护环中的第一组半导体柱的顶端部分未掺杂，因此可以改善保护环的杂质分布和终端区中的电荷平衡，提高超结器件的耐压性能。CN114864654ACN114864654A权利要求书1/1页1.一种超结器件，包括：半导体衬底；以及位于所述半导体衬底的第一表面上的超结结构，所述超结结构包括多个第一半导体柱和多个第二半导体柱，所述多个第一半导体柱和所述多个第二半导体柱在所述第一表面上交替排列且彼此邻接，所述多个第一半导体柱和所述多个第二半导体柱的掺杂类型彼此相反，彼此相邻的第一半导体柱和第二半导体柱形成PN结，其中，所述超结器件包括元胞区和围绕所述元胞区的终端区，所述超结结构的一部分位于所述元胞区中，另一部分位于所述终端区中，所述超结器件还包括位于所述终端区中并且围绕所述元胞区的保护环，所述保护环包括分段延伸的多个掺杂区，以及将所述多个掺杂区连接成连续环的第一组半导体柱的顶端部分。2.根据权利要求1所述的超结器件，其中，所述多个掺杂区位于第二组半导体柱的顶端，所述多个掺杂区中的相邻掺杂区与所述第一组半导体柱中的相应一个半导体柱邻接。3.根据权利要求2所述的超结器件，其中，所述第一组半导体柱选自所述多个第一半导体柱，所述第二组半导体柱选自所述多个第二半导体柱。4.根据权利要求3所述的超结器件，其中，所述多个第一半导体柱和所述多个第二半导柱中的各个半导体柱沿着第一方向平行延伸，沿着第二方向交替排列。5.根据权利要求4所述的超结器件，其中，所述保护环在所述第一方向上的宽度对应于所述多个掺杂区中的相应掺杂区在第一方向上的掺杂区长度。6.根据权利要求4所述的超结器件，其中，所述保护环在所述第二方向上的宽度对应于所述多个掺杂区中的相应掺杂区在所述第二方向上的掺杂区宽度与所述相应掺杂区邻接的第一半导体柱的宽度之和。7.根据权利要求2所述的超结器件，其中，在所述元胞区中，所述超结器件还包括位于所述多个第一半导体柱的顶端的体区、以及位于所述体区中的源区。8.根据权利要求7所述的超结器件，其中，所述多个掺杂区的结深与所述体区的结深相当。9.根据权利要求2所述的超结器件，其中，所述保护环包括多个子环，所述多个子环分别包括分段延伸的多个掺杂区，以及将所述多个掺杂区连接成连续环的第一组半导体柱的顶端部分。10.根据权利要求9所述的超结器件，其中，所述多个子环之间由所述第二组半导体柱的未掺杂区域彼此隔开。11.根据权利要求10所述的超结器件，其中，所述多个子环之间的距离随着与所述元胞区的边缘的距离相应递增。12.根据权利要求7所述的超结器件，其中，所述半导体衬底、所述多个第二半导体柱、以及所述源区分别为第一掺杂类型，所述多个第一半导体柱、所述体区、以及所述多个掺杂区分别为第二掺杂类型。13.根据权利要求12所述的超结器件，其中，所述第一掺杂类型为N型，所述第二掺杂类型为P型。2CN114864654A说明书1/5页超结器件技术领域[0001]本发明涉及半导体器件技术领域，特别涉及一种超结器件。背景技术[0002]超结器件是重要的功率器件类型。在超结器件中，在MOS（Metal‑Oxide‑Semiconductor）晶体管的轻掺杂漂移区形成交替排列的P型半导体柱和N型半导体柱，P型半导体柱和N型半导体柱之间形成PN结。在超结器件的导通状态下，N型半导体柱提供导电路径，利用高掺杂的N型半导体柱降低导通电阻。在超结器件的截止状态下，P型半导体柱和N型半导体柱共同承受反偏电压。在P型半导体柱和N型半导体柱之间形成横向的局部电场，电荷电力线的横向终结使得整个漂移区在耐压的纵向方向上可近似为本征层，从而对纵向电场进行了调制，优化了纵向电场分