超级结半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

提供一种超级结半导体装置和一种制造该超级结半导体装置的方法。超级结半导体装置包括：n型半导体区域，设置在基底中；两个或更多个p型半导体区域，沿与基底的表面平行的方向交替地设置成邻近于n型半导体区域；p型主体区，设置在p型半导体区中的至少一个上；以及源区，设置在p型主体区中，n型离子注入区沿着n型半导体区域的下端和p型半导体区域的下端形成。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】提供一种超级结半导体装置和一种制造该超级结半导体装置的方法。超级结半导体装置包括：n型半导体区域，设置在基底中；两个或更多个p型半导体区域，沿与基底的表面平行的方向交替地设置成邻近于n型半导体区域；p型主体区，设置在p型半导体区中的至少一个上；以及源区，设置在p型主体区中，n型离子注入区沿着n型半导体区域的下端和p型半导体区域的下端形成。【专利说明】本申请要求于2013年9月17日在韩国知识产权局提交的第10-2013-0111887号韩国专利申请的权益，出于所有目的，该韩国专利申请的全部公开通过引用包含于此。
下面的描述涉及一种半导体装置和一种用于制造该半导体装置的方法，例如，涉及一种具有超级结结构的半导体装置和一种用于制造该半导体装置的方法。
技术介绍
在用于功率转换的功率集成电路(IC)设备中和在功率控制系统中经常使用高电压装置和高功率装置。平面栅金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)广泛地用作这样的高电压装置。 然而，在平面栅MOSFET中，为了维持电场在其外延区中的分布，需要在外延区中维持特定的最小的厚度，并且外延区需要具有特定的最小掺杂剂浓度。因此，由于电场分布与厚度以及掺杂浓度之间的关系，而难于得到具有小于特定的电阻分量的M0SFET。为了解决这个缺点，提出了超级结结构。 传统的超级结半导体装置包括具有一些与普通的MOSFET的p型阱结构和栅极相似性的组件。然而，在P型主体区的下端处，用于得到超级结特性的P型柱区形成在η型柱区中。结构的差异导致下面的效果。在普通的MOSFET中，当向其漏极施加电压时，耗尽层仅沿着竖直方向延伸。在超级结半导体装置中，当向其漏极施加电压时，耗尽层既沿着竖直方向延伸又沿着水平方向延伸。在这样的装置中，当在两个区域中的电荷的量相同时，由于η型区和P型区被耗尽，因此可以得到高的击穿电压。由于在竖直方向上不存在电荷，因此理论上在竖直方向上连续地产生电场。 然而，传统的具有超级结结构的半导体装置具有的问题是，由于接近漏区的漂移区的电阻比接近源区的漂移区的电阻高，因此在导通时不能得到高的电流密度。 专利文献:美国登记专利第7，345，342号
技术实现思路
提供本
技术实现思路
，从而以简化的形式介绍下面在【具体实施方式】中进一步描述的选择的要点。本
技术实现思路
并不意图确定要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意图用于帮助确定要求保护的主题的范围。 在一个总体方面中，提供了一种超级结半导体装置，所述超级结半导体装置包括:η型半导体区域，设置在基底中；两个或更多个P型半导体区域，沿与基底的表面平行的方向交替地设置成邻近于η型半导体区域；ρ型主体区，设置在P型半导体区中的至少一个上；以及源区，设置在P型主体区中，其中，η型离子注入区沿着η型半导体区域的下端和P型半导体区域的下端形成。 超级结半导体装置的总体方面还可以包括电连接到基底的漏电极和设置在P型主体区与源区上的源电极。 η型半导体区域的电荷的净数量与P型半导体区域的电荷的数量可以平衡。 P型半导体区域在竖直方向上的下部区域可以具有在P型半导体区域中最小的P型掺杂浓度。 在竖直方向上，η型半导体区域的下部区域的掺杂浓度可以比η型半导体区域的上部区域的掺杂浓度高。 P型半导体区域可以包括设置在下端处的第一区域和设置在上端处的第二区域，第一区域和第二区域可以具有不同的宽度。 位于下端的第一区域的宽度可以比位于上端的第二区域的宽度小。 在P型半导体区域的具有较小的宽度的下端的上方，P型半导体区域的掺杂浓度可以是恒定的。 在另一总体方面中，提供了一种半导体装置，所述半导体装置包括漏区；η型半导体区域，设置在漏区上方；两个或更多个P型半导体区域，沿与漏区平行的方向与η型半导体区域交替地设置；源区，设置在P型半导体区域上方，其中，邻近于漏区的η型半导体区域的宽度比邻近于源区的η型半导体区域的宽度大，以及邻近于漏区的P型半导体区域的宽度比邻近于源区的P型半导体区域的宽度小。 邻近于漏区的η型半导体区域的掺杂浓度可以比邻近于源区的η型半导体区域的掺杂浓度高，并且每个邻近于漏区的P型半导体区域的掺杂浓度可以比邻近于源区的P型半导体区域的掺杂浓度低。 在另一总体方面中，提供了一种形成超级结半导体装置的方法，所述方法涉及:在基底上方形成第一导电类型的第一外延层；通过利用第二导电类型的掺杂剂对第一外延层的两个或更多个区域掺杂来形成第二导电类型的第一柱区；通过利用第一导电类型的掺杂剂对第一柱区和第一外延层进行掺杂来形成离子注入区；以及在第一外延层和第一柱区上方形成第二外延层和第二柱区。 可以在第二外延层和第二柱区上方形成一个或更多个额外的外延层和额外的柱区，使得第一柱区、第二柱区以及所述一个或更多个额外的柱区对齐，以形成邻近于第一导电类型的柱结构的两个或更多个第二导电类型的柱结构，所述方法的总体方面还可以涉及在所述两个或更多个第二导电类型的柱结构上方形成主体区和源区。 所述方法的总体方面可以进一步涉及在主体区和源区上形成源电极；在所述两个或更多个第二导电类型的柱结构之间形成栅电极；以及在基底下方形成漏电极。 第二导电类型的柱结构的下端的宽度可以比第二导电类型的柱结构的上端的宽度窄。 第二导电类型的柱结构的下端可以对应于执行反向掺杂的结场效应(JFET)离子注入区。 在所述方法的总体方面中，可以不对第二柱区和形成在第二柱区上方的额外的柱区执行反向掺杂。 在形成离子注入区之后，所述两个或更多个第一柱区之间的第一外延层的掺杂浓度可以比所述两个或更多个第一柱区的净掺杂浓度高。 其他特征和方面将通过【具体实施方式】、附图以及权利要求而清楚。 【专利附图】【附图说明】 图1示出了超级结半导体装置的示例的剖视图。 图2A示出了根据本公开的超级结半导体装置的示例的剖视图。 图2B示出了超级结半导体装置的另一示例的剖视图。 图2C示出了超级结半导体装置的另一示例的剖视图。 图3A是示出超级结半导体装置的又一示例的视图。在这个示例中，超级结半导体装置是堆叠型半导体装置，并且利用曲线图示出了其杂质浓度分布曲线。 图3B是示出超级结半导体装置的又一示例的视图。在这个示例中，超级结装置是沟槽型半导体装置，并且利用曲线图示出了其杂质浓度分布曲线。 图4示出了超级结半导体装置的又一示例的剖视图及其杂质浓度分布曲线。 图5示出了超级结半导体装置的另一示例的剖视图及其杂质浓度分布曲线。 图6A至图6D示出了用于描述用于制造根据图3A的超级结半导体装置的方法的示例的剖视图。 图7A至图7C示出了用于描述用于制造根据图4的超级结半导体装置的方法的示例的剖视图。 图8A至图SC示出了用于描述用于制造根据图5的超级结半导体装置的方法的示例的剖视图。 在整个附图和【具体实施方式】中，除非另外描述或假设，否则相同的附图标记将被理解为指示相同的元件、特征和结构。附图可以不是按比例的，为了清楚、说明以及方便起见，可以夸大附图中元件的相对尺寸、比例和描述。 【具体实施方式】 提供下面详细的描述以有助于读者获得对这里描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超级结半导体装置，所述超级结半导体装置包括：n型半导体区域，设置在基底中；两个或更多个p型半导体区域，沿与基底的表面平行的方向交替地设置成邻近于n型半导体区域；p型主体区，设置在p型半导体区中的至少一个上；以及源区，设置在p型主体区中，其中，n型离子注入区沿着n型半导体区域的下端和p型半导体区域的下端形成。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：全珖延，崔彰容，禹赫，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