超级结半导体器件制造技术

提供一种超级结半导体器件。所述超级结半导体器件包括：垂直柱区域，位于有源区上；水平柱区域，位于终止区上，其中，垂直柱区域和水平柱区域彼此连接，并且同时在终止区中整个柱区域不浮置。因此，虽然终止区的长度相对短，但是柱区域之间产生的电荷补偿差异被抵消。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】超级结半导体器件本申请要求于2014年7月18日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0091152号韩国专利申请的权益，所述韩国专利申请的整个公开出于所有目的通过引用包含于此。
以下描述涉及一种半导体器件。以下描述还涉及一种超级结半导体器件，所述超级结半导体器件包括通过将有源区的柱区域(Pillar reg1n)和在围绕有源区的终止区中没有浮置地形成的柱区域彼此连接而作为整体的一个单元。
技术介绍
可选地，在用于电力转换的电力1C装置和电气控制系统中使用高电压装置和高功率装置。例如，平面栅型M0SFET经常被用作1C装置。—般的平面栅型金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET)的单位单元的横截面图如图1所示。M0SFET是用于放大或开关电子信号的一种晶体管。在图1中，通过由当栅极电压和源极电压相同时施加到漏极上的电压在P+和N-Epi区域之间形成的耗尽层来确定器件的击穿电压。然而，平面栅型M0SFET将被设计为针对N_Epi区域维持特定厚度和浓度，诸如维持电场分布(即，击穿电压)。然而，由于与电场分布的关系而难以具有在特定电阻以下的分量。尤其在500V电平M0SFET的情况下，这种器件的问题在于，随着击穿电压增加，导通电阻变得更大，这是因为几乎90%的导通电阻分量是外延电阻。虽然为了减小导通电阻而寻求改进设计或优化外延电阻的措施，但是这种措施没有产生多大的改善。因此，提出具有超级结结构的半导体器件。超级结半导体器件与一般的M0SFET栅极和P型井结构类似。然而，超级结半导体器件具有在下部P型体区的N型外延层中形成的P型柱区域的结构，并且剩余的N型外延层变为N型柱区域以便具有超级结特征。因此，当电压被施加到漏极端时，与仅垂直延伸的一般的M0SFET不同，超级结半导体器件的耗尽层在垂直方向和水平方向上延伸。此时，当两个区域变得相同时，N区域和P区域二者变得完全耗尽，并因此能够接收高击穿电压。此外，在该示例中，由于垂直方向上不存在电荷，所以理论上恒定地产生水平电场。然而，当在超级结半导体器件中存在位于终止区上的处于浮置状态的柱(pillar)时，电荷补偿的电平与相邻柱相比变得不同。参考图2的示例，柱12、14中的一些柱12形成在N型基底1的N型外延层2上，使得柱12连接到源极接触区10，并且其余的柱14连接到场氧化层20。连接到场氧化层20的柱14是处于浮置状态的柱。换言之，图2示出彼此不连接的单独存在的柱的多个组的情况。当柱12与源极接触区10接触时，耗尽区30同时在多个柱之间延伸。可选地，当柱14如讨论的那样处于浮置状态时，如针对耗尽区40所示，耗尽区与每个柱14不同地延伸。因此，当电荷被平衡以使与源极接触区10接触的柱12的击穿电压最大时，电荷补偿电平变得不同。因此，在区域30中垂直产生的击穿电压变得低于在区域40中垂直产生的击穿电压。为了解决该问题，当前处于浮置状态的柱被连接以使其不处于浮置状态。然而，在这种情况下，需要终止区的水平长度更长。当终止区的水平长度没有延伸时，如上面进一步讨论的发生电荷补偿的差异或者发生不能提供足够击穿电压的问题。
技术实现思路
提供本
技术实现思路
以按简化形式介绍在下面【具体实施方式】中进一步描述的构思的选择。本
技术实现思路
不意在标识要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定要求保护的主题的范围。示例的一个目的在于通过包括非浮置地形成在半导体器件的有源区和终止区上的所有柱区域并使整个柱区域中的所有柱彼此连接而解决以上讨论的问题。这样的方法去除因浮置产生的电荷补偿差异，并因此稳定地获得垂直产生的击穿电压。此外，示例的另一目的在于通过不使终止区长度更长而制造小芯片。根据一个总体方面，一种超级结半导体器件包括:有源区；垂直柱区域，位于有源区上；第一终止区和第二终止区，围绕有源区；第一水平柱区域，位于第一终止区上；第二水平柱区域，位于第二终止区上，其中，第一水平柱区域、第二水平柱区域和垂直柱区域彼此连接。所述超级结半导体器件可在第一终止区和第二终止区上不具有处于浮置状态的柱区域。第一水平柱区域、第二水平柱区域和垂直柱区域可位于外延层上。所述超级结半导体器件还可包括:氧化物层，位于外延层表面上；多晶硅栅极，位于氧化物层上。多晶硅栅极可位于垂直柱区域的上部上。第一水平柱区域和第二水平柱区域可被连接。第一终止区和第二终止区可水平地连接。第二水平柱区域和垂直柱区域可被连接。第一水平柱区域的数量和第二水平柱区域的数量可相同。第一水平柱区域和第二水平柱区域可在垂直方向上连续形成。第一水平柱区域或第二水平柱区域可水平地形成，并且第一水平柱区域和第二水平柱区域可彼此连接。所述超级结半导体器件还可包括:垂直方向上的连接结构，通过控制外延层的厚度、离子注入阻止掩模的长度和掺杂物的离子注入被应用的区域的长度中的至少一个而被形成。所述超级结半导体器件还可包括:垂直方向上的连接结构，通过控制离子注入阻止掩模的长度和掺杂物的离子注入被应用的区域的长度中的至少一个而被形成。在另一总体方面，一种超级结半导体器件包括:有源区，包括垂直柱区域并被第一终止区和第二终止区围绕，第一终止区包括第一水平柱区域，第二终止区包括第二水平柱区域，其中，第一水平柱区域、第二水平柱区域和垂直柱区域彼此连接。所述超级结半导体器件可在第一终止区和第二终止区上不具有处于浮置状态的柱区域。第一水平柱区域、第二水平柱区域和垂直柱区域可在外延层上形成。所述超级结半导体器件还可包括:氧化物层，位于外延层表面上；多晶硅栅极，位于氧化物层上。多晶硅栅极可位于垂直柱区域的上部上。第一水平柱区域和第二水平柱区域可被连接。第一终止区和第二终止区可水平地连接。第二水平柱区域和垂直柱区域可被连接。第一水平柱区域的数量和第二水平柱区域的数量可相同。根据示例的超级结半导体器件具有以下效果。示例通过在没有浮置部分的情况下在半导体器件中形成终止区的所有柱区域而使芯片上的所有柱区域彼此连接。因此，所有N型水平外延区域位于耗尽区中并能够抵消相反地产生的柱区域的电荷补偿差异。因此，虽然终止区长度被缩短，但是能够获得水平N型外延层的足够的击穿电压。此外，因为终止区长度能够使用这种技术被缩短，所以能够制造更小的半导体器件，并因此提供具有伴随更小的半导体器件的生产的优点(诸如改进的性能和成本)的以下产品。从以下详细描述、附图和权利要求，其他特征和方面将是显然的。【附图说明】图1当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超级结半导体器件，包括：有源区；垂直柱区域，位于有源区上；第一终止区和第二终止区，围绕有源区；第一水平柱区域，位于第一终止区上；第二水平柱区域，位于第二终止区上，其中，第一水平柱区域、第二水平柱区域和垂直柱区域彼此连接。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹赫，金大柄，崔彰容，姜棋太，全珖延，赵文秀，权纯琢，
申请(专利权)人：美格纳半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR