【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，具体地，涉及一种超级结功率器件及其制备方法。
技术介绍
1、超级结igbt器件作为新一代高速igbt设计技术，其优异的电学性能已经获得实验验证。超级结igbt器件的结构，如图1所示，1是p-集电区，2是n-漂移区，3是p型超级结区域，4是第二次外延，5是栅氧化层，6是栅极poly，7是p-well，8是n+发射极，9是介质层，10是发射极金属，11是p+集电极，12是集电极金属。n-漂移区2和超级结区域3都是均匀掺杂。由于超级结区域3是上宽下窄的等腰梯形，图1中的n-漂移区2和超级结区域3在垂向方向仅有一个特定的高度位置（用虚线进行示出）能够实现n-漂移区2的电荷和超级结区域3的电荷平衡，即在此高度位置具有最大的空间电场。虚线之上，超级结区域3的电荷多于n-漂移区2的电荷。虚线之下，超级结区域3的电荷少于n-漂移区2的电荷。这就导致空间电场在垂直方向存在梯度分布，如图2所示，其中，d1是超级结区域3的深度，d2是n-漂移区2的深度。n-漂移区2内空间电场无法实现全漂移区均匀且为最大，限制器件耐压等级的进一步提升。超级结的其他功率器件也存在类似的问题。
2、因此，传统的超级结功率器件存在漂移区空间电场不均匀导致耐压等级无法提升，是本领域技术人员急需要解决的技术问题。
3、在
技术介绍
中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种超级结功
2、根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种超级结功率器件，包括：
3、基底；
4、形成在所述基底之上的第一掺杂类型的漂移区；
5、形成在所述漂移区内的第二掺杂类型的k个上窄下宽的梯形柱区，所述漂移区位于所述梯形柱区高度范围内的部分为第一漂移区，各个所述梯形柱区将第一漂移区分隔出k个一一对应的梯形的漂移小区域，k为正整数；
6、其中，所述漂移小区域在任一高度x位置的掺杂浓度nd（x）与漂移小区域的任一高度x位置、梯形柱区的宽底、梯形柱区的底角和掺杂浓度、漂移小区域的窄底满足预设关系式，使得漂移小区域在任一高度x位置的电荷和所述梯形柱区在同一高度的电荷平衡；其中，漂移小区域的任一高度x位置为变量，梯形柱区的宽底、梯形柱区底角和掺杂浓度、漂移小区域的窄底均为常量。
7、根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种超级结功率器件的制备方法，包括如下步骤：
8、在衬底之上形成第一掺杂类型的漂移区；其中，所述漂移区在任一高度x位置的掺杂浓度nd总（x）与漂移区的任一高度位置、梯形柱区的宽底、梯形柱区的底角和掺杂浓度、漂移小区域的窄底满足预设关系式；
9、在所述漂移区的正面完成正面工艺，形成正面器件；
10、将形成有漂移区和正面器件的衬底倒置，使得衬底位于顶层；
11、通过减薄工艺将顶层的衬底去除，露出所述漂移区的底部；
12、在所述漂移区的底部制作多个梯形的深槽，深槽在漂移区倒置的情况下上宽下窄；
13、在所述深槽内形成梯形柱区，形成梯形柱区，其中，漂移区位于所述梯形柱区高度范围内的部分为第一漂移区，各个所述梯形柱区将第一漂移区分隔出k个一一对应的梯形的漂移小区域，k为正整数；
14、在所述漂移区的底部和梯形柱区之上，形成反面器件。
15、本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：
16、本申请实施例的超级结功率器件，漂移区2位于梯形柱区3高度范围内的部分为第一漂移区，各个上窄下宽的梯形柱区3将第一漂移区分隔出k个一一对应的梯形的漂移小区域，梯形柱区3和漂移小区域交替排列形成超级结。所述漂移小区域在任一高度x位置的掺杂浓度nd（x）与漂移小区域的任一高度x位置、梯形柱区的宽底、梯形柱区的底角和掺杂浓度、漂移小区域的窄底满足预设关系式，使得漂移小区域在任一高度x位置的电荷和所述梯形柱区在同一高度的电荷平衡；其中，漂移小区域的任一高度x位置为变量，梯形柱区的宽底、梯形柱区的底角和掺杂浓度、漂移小区域的窄底均为常量。梯形柱区的宽底、梯形柱区的底角和掺杂浓度、漂移小区域的窄底均为常量，使得这四个常量只需要获取一次即可。唯一的变量为漂移小区域的任一高度x位置。在需要计算漂移小区域在任一高度x位置的掺杂浓度nd（x）时，四个常量已经确定，只需要根据漂移小区域的任一高度x位置的取值带入预设关系式，即可得到对应的该位置对应的掺杂浓度nd（x）。获得漂移小区域的任一高度x位置的难度较小，准确性也较高。
17、即实现了每一个漂移小区域在任一高度x位置的电荷和每一个梯形柱区在同一高度的电荷平衡。进而使得第一漂移区的电荷和各个梯形柱区3的电荷总量的电荷平衡，使得如图7所示漂移区2在梯形柱区高度d1范围内的空间电场在垂直方向均匀分布且为最大，即漂移区2在梯形柱区高度d1范围内的空间电场在垂直方向被拉平到最大值，图7中用垂向的红色虚线表示，使得器件耐压等级能够达到更高。
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1.一种超级结功率器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的超级结功率器件，其特征在于，所述梯形柱区的掺杂浓度固定；
3.根据权利要求2所述的超级结功率器件，其特征在于，所述梯形柱区的宽底与所述漂移区的底部平齐。
4.根据权利要求3所述的超级结功率器件，其特征在于，所述漂移小区域在任一高度x位置的掺杂浓度ND（x）满足的预设关系式如下：
5.根据权利要求4所述的超级结功率器件，其特征在于，所述漂移区中位于第一漂移区之上的部分为第二漂移区，所述第二漂移区在任一高度x位置的掺杂浓度ND2（x）满足的预设关系式如下：
6.根据权利要求4所述的超级结功率器件，其特征在于，所述漂移区中位于第一漂移区之上的部分为第二漂移区，所述第二漂移区的掺杂浓度自上而下降低。
7.根据权利要求1至6任一所述的超级结功率器件，其特征在于，第一掺杂类型为N型掺杂，第二掺杂类型为P型掺杂；
8.根据权利要求1至6任一所述的超级结功率器件，其特征在于，所述超级结功率器件为超级结IGBT器件或者超级结MOSFET器件或者超级
9.一种超级结功率器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的超级结功率器件的制备方法，其特征在于，所述梯形柱区的掺杂浓度固定；所述梯形柱区为等腰梯形的梯形柱区，对应的，所述漂移小区域为等腰梯形的漂移小区域；
...【技术特征摘要】
1.一种超级结功率器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的超级结功率器件，其特征在于，所述梯形柱区的掺杂浓度固定；
3.根据权利要求2所述的超级结功率器件，其特征在于，所述梯形柱区的宽底与所述漂移区的底部平齐。
4.根据权利要求3所述的超级结功率器件，其特征在于，所述漂移小区域在任一高度x位置的掺杂浓度nd（x）满足的预设关系式如下：
5.根据权利要求4所述的超级结功率器件，其特征在于，所述漂移区中位于第一漂移区之上的部分为第二漂移区，所述第二漂移区在任一高度x位置的掺杂浓度nd2（x）满足的预设关系式如下：
6.根据权利要求4所述的超级结功率器件，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：祁金伟，
申请(专利权)人：苏州华太电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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