[发明专利]一种超级结器件及终端

说明书

公开了一种超级结器件及终端，该超级结器件包括形成于漂移区内的有源区和终端、位于有源区内的多个超级结、位于终端内的宽槽、位于宽槽靠近有源区方向侧壁上的侧壁注入区以及位于宽槽底部并与下注入区接触的终端底部注入区，其中在超级结器件的相同深度处，各个超级结之间的宽度等于或大于有源区边缘靠近终端的超级结与终端的侧壁之间的宽度。该终端包括宽槽和位于宽槽靠近有源区方向侧壁上的侧壁注入区，该终端注入区包括具有相同掺杂类型的下注入区和上注入区，其中下注入区的宽度小于上注入区的宽度。本发明的结构优化了终端与有源区交界处的净负电荷量的空间分布，实现了更好的电场分布，提高了器件终端的耐压。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，尤其涉及一种超级结器件及终端。

背景技术

近年来国际上对节能减排越来越重视，这对大型电力电子设备的损耗控制和效率提升提出了更高的要求。作为电力电子设备的重要组成部分，半导体功率器件受到了业界的广泛关注。

击穿电压和比导通电阻是半导体功率器件的重要性能指标。随着器件技术的进步，功率器件逐渐接近了其性能极限。为了进一步提升器件性能，提升击穿电压，降低比导通电阻，超级结结构被提出并广泛应用于功率器件之中。目前，主流的超级结技术采用的是多次外延生长和沟槽刻蚀加外延回填两种技术路线。

然而，这两种技术都涉及到复杂且昂贵的外延再生长技术。而且这一工艺在下一代宽禁带半导体(如碳化硅和氮化镓)中，难度和成本更是被抬升到了新的高度。为了降低超级结器件的制造成本和难度，一种沟槽刻蚀加离子注入的技术路线被提了出来。该技术省去了外延再生长工艺，让超级结技术在功率器件，特别是宽禁带半导体功率器件中的应用前景更加广阔。

有源区以外的终端保护结构是功率器件实现接近其半导体材料理想击穿电压的保障。因此，每一种功率器件都需要适合的终端保护结构来保障其耐压能力。的终端结构非常重要。业界提出了多种的超级结终端结构，如US10586846B2和US20150035048A1。这两种终端用不同的手段改变终端区的元胞尺寸，以此来改善终端区的电场分布，提升终端耐压。然而对基于这一新技术路线的超级结器件来说，这两种终端都难以适用。因为该新技术路线在刻蚀出的沟槽之中填充的是电介质，这会导致电势线无法穿过终端区的第一个沟槽，而使终端区的元胞尺寸变化设计都派不上用场而归于徒劳，如说明书附图1所示。该图为对碳化硅超级结PN管的有限元数值仿真电学结果，其中，横坐标为器件的横向尺寸(单位为微米)纵坐标为器件的纵向尺寸(单位为微米)，电介质SiO2区域、P型柱体及其之间的N型区域构成了超级结结构，虚线以左为器件有源区，虚线以右为终端，虚线框中的一系列线条为器件阻断时的等位线分布。从该图可以发现，在器件阻断时，等位线从有源区均匀进入终端区以后全部限制在终端的第一个沟槽60内部，无法穿过。由此可见，现有的超级结技术无法为基于“沟槽刻蚀加离子注入”这一新型技术路线的超级结器件提供终端区的耐压保障。

因此，一种适用于沟槽刻蚀加离子注入技术路线的超级结终端保护结构是迫切需要的。

发明内容

为了解决背景技术中提出的问题，本专利提出了一种超级结器件及终端。

根据本发明实施例的一种半导体器件的终端，包括：位于所述终端内的宽槽；以及侧壁注入区，位于所述宽槽靠近有源区方向的侧壁上，所述终端注入区包括：下注入区，具有第一掺杂类型；以及上注入区，具有第一掺杂类型，其中所述下注入区的宽度小于所述上注入区的宽度。

根据本发明实施例的一种超级结器件，包括有源区和终端，所述超级结器件包括：位于有源区内的多个超级结；位于终端内的宽槽；侧壁注入区，位于所述宽槽靠近有源区方向的侧壁上；以及终端底部注入区，具有第一掺杂类型，位于所述宽槽底部并与所述下注入区接触；其中在所述超级结器件的第一深度处，所述各个超级结之间具有第一宽度，所述有源区边缘靠近终端的超级结与所述侧壁之间具有第二宽度，所述第二宽度等于或小于所述第一宽度。