[发明专利]超级结器件及其制造方法

权利要求书

1.一种超级结器件，超级结器件的中间区域为电流流动区，终端保护结构环绕于所述电流流动区的外周；其特征在于：

电流流动区包括多个交替排列的N型薄层和P型薄层，在所述N型薄层和所述P型薄层的顶部形成有P阱；

所述N型薄层包括高电阻率部分和低电阻率部分，所述高电阻率部分为所述N型薄层的中间部分，所述低电阻率部分位于所述高电阻率部分的两侧且和邻近的所述P型薄层相接触；所述高电阻率部分和所述低电阻率部分的电阻率之比大于5:1；

所述N型薄层和其邻近的所述P型薄层的电荷不平衡，所述N型薄层的所述低电阻率部分和其邻近的所述P型薄层的电荷平衡，所述N型薄层和所述P型薄层之间连接反偏电压时，所述高电阻率部分不被所述P型薄层完全横向耗尽，所述高电阻率部分的未被所述P型薄层横向耗尽的部分和所述P阱之间形成纵向耗尽，且在反偏电压增加时，所述P阱对所述高电阻率部分的纵向耗尽的深度增加。

2.如权利要求1所述的超级结器件，其特征在于：所述N型薄层的所述高电阻率部分的分布区域不和所述终端保护结构邻接。

3.如权利要求1所述的超级结器件，其特征在于：所述N型薄层的N型载流子数和所述P型薄层的P型载流子数的差值要小于所述N型薄层的N型载流子数的10%、以及小于所述P型薄层的P型载流子数的10%。

4.如权利要求1所述的超级结器件，其特征在于：所述超级结器件为超级结MOSFET器件、超级结高压二极管或超级结IGBT器件。

5.一种超级结器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在N+硅衬底上淀积第一N型外延硅层；

步骤二、在所述第一N型外延硅层上淀积形成第二N型外延硅层,所述第二N型外延硅层的电阻率大于所述第一N型外延硅层的电阻率；所述第二N型外延硅层的厚度和后续形成的电流流动区的N型薄层的高电阻率部分的厚度相同；

步骤三、在所述第二N型外延硅层表面依次淀积第一二氧化硅层、第二氮化硅层和第三二氧化硅层；利用光刻刻蚀工艺依次对所述第三二氧化硅层、所述第二氮化硅层和所述第一二氧化硅层形成沟槽图形掩模；

步骤四、以所述沟槽图形掩模为掩模对所述第二N型外延硅层进行刻蚀形成多个沟槽，所述沟槽的底部不和所述硅衬底相连接；超级结器件的中间区域为所述电流流动区，终端保护结构环绕于所述电流流动区的外周；在所述电流流动区中，各所述沟槽之间的所述第二N型外延硅层呈薄层结构并分别定义出所述N型薄层的高电阻率部分；依次将所述沟槽图形掩模的所述第三二氧化硅层和所述第二氮化硅层去除，所述第一二氧化硅层保留；

步骤五、在所述硅衬底正面淀积形成第三N型外延硅层，所述第三N型硅外延层形成于所述沟槽的底面和侧面，所述第二N型外延硅层的电阻率和所述第三N型外延硅层的电阻率之比大于5:1；在所述电流流动区中，形成于所述高电阻率部分的两侧面的所述第三N型硅外延层组成低电阻率部分，所述高电阻率部分和所述低电阻率部分组成所述N型薄层；

步骤六、在所述硅衬底正面淀积形成第四P型外延硅层，所述第四P型外延硅层和所述第三N型外延硅层接触并将所述沟槽完全填满；将所述沟槽顶部表面的硅和氧化硅都去除；

在所述电流流动区中，由填充于所述沟槽中的所述第四P型外延硅层组成P型薄层，所述电流流动区中的所述P型薄层和所述N型薄层呈交替排列结构；

所述N型薄层和其邻近的所述P型薄层的电荷不平衡，所述N型薄层的所述低电阻率部分和其邻近的所述P型薄层的电荷平衡，所述N型薄层和所述P型薄层之间连接反偏电压时所述高电阻率部分不被所述P型薄层完全横向耗尽；

步骤七、在所述N型薄层和所述P型薄层的顶部形成P阱；所述N型薄层和所述P型薄层之间连接反偏电压时，所述高电阻率部分的未被所述P型薄层横向耗尽的部分和所述P阱之间形成纵向耗尽；在反偏电压增加时，所述P阱对所述高电阻率部分的纵向耗尽的深度增加。