[发明专利]超结器件结构及其制备方法

权利要求书

1.一种超结器件结构，其特征在于，包括：

第一导电类型的半导体衬底；

第一导电类型的渐变外延层，形成于所述半导体衬底上；所述渐变外延层由具有两种以上组分构成的固溶体组成，且与所述半导体衬底具有不同的晶格常数；所述固溶体的组分比沿所述渐变外延层的厚度方向变化；

第二导电类型的柱结构，形成于所述渐变外延层内，沿所述渐变外延层的厚度方向延伸。

2.根据权利要求1所述的一种超结器件结构，其特征在于，所述渐变外延层包括锗硅两种组分构成的固溶体；所述半导体衬底包含硅衬底。

3.根据权利要求2所述的一种超结器件结构，其特征在于，所述渐变外延层中，自所述渐变外延层的下表面至所述渐变外延层的上表面锗的原子数百分含量逐渐增加或逐渐减小；所述渐变外延层中锗的原子数百分含量的变化范围介于0.5％至10％之间。

4.根据权利要求1所述的一种超结器件结构，其特征在于，所述第一导电类型为n型且所述第二导电类型为p型；或所述第一导电类型为p型且所述第二导电类型为n型。

5.根据权利要求1所述的一种超结器件结构，其特征在于，所述超结器件结构还包括：

体接触区，通过离子注入工艺形成于所述柱结构的顶部；

栅氧化层，形成于所述渐变外延层表面；

多晶硅栅，形成于所述栅氧化层表面；

源区，通过离子注入工艺形成于所述体接触区表面；

层间电介质层，形成于多晶硅栅的表面及侧壁；

正面金属电极，形成于所述体接触区、所述源区及所述层间电介质层的表面；

背面金属电极，形成于所述半导体衬底远离所述渐变外延层的表面。

6.一种超结器件结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供第一导电类型的半导体衬底；

在所述半导体衬底上外延生长第一导电类型的渐变外延层；所述渐变外延层由具有两种以上组分构成的固溶体组成，且与所述半导体衬底具有不同的晶格常数；所述固溶体的组分比沿所述渐变外延层的厚度方向变化；

在所述渐变外延层中形成第二导电类型的柱结构，所述柱结构沿所述渐变外延层的厚度方向延伸。

7.根据权利要求6所述的超结器件结构的制备方法，其特征在于，所述渐变外延层由锗硅两种组分构成的固溶体组成；所述半导体衬底包含硅衬底。

8.根据权利要求7所述的超结器件结构的制备方法，其特征在于，所述渐变外延层中，自所述渐变外延层的下表面至所述渐变外延层的上表面锗的原子数百分含量逐渐增加或逐渐减小；所述渐变外延层中锗的原子数百分含量的变化范围介于0.5％至10％之间。

9.根据权利要求6所述的超结器件结构的制备方法，其特征在于，所述第一导电类型为n型且所述第二导电类型为p型；或所述第一导电类型为p型且所述第二导电类型为n型。

10.根据权利要求6所述的超结器件结构的制备方法，其特征在于，在形成所述柱结构后，还包括如下步骤：

通过离子注入工艺在所述柱结构的顶部形成体接触区；

在所述渐变外延层表面形成栅氧化层；

在所述栅氧化层表面形成多晶硅栅；

通过离子注入工艺在所述体接触区表面形成源区；

在多晶硅栅的表面及侧壁形成层间电介质层；

在所述体接触区、所述源区及所述层间电介质层的表面形成正面金属电极；

在所述半导体衬底远离所述渐变外延层的表面形成背面金属电极。