[发明专利]一种改善体二极管特性的超结器件

权利要求书

1.一种改善体二极管特性的超结器件，其特征在于：器件由下至上具有：金属化漏极(1)、重掺杂第一导电类型半导体衬底(2)、第一导电类型半导体缓冲层(3)及低掺杂第一导电类型半导体缓冲层(4)，所述低掺杂第一导电类型半导体缓冲层(4)上具有第一导电类型半导体外延层(6)，第一导电类型半导体外延层(6)中具有第二导电类型半导体柱(7)，第一导电类型半导体外延层(6)和第二导电类型半导体柱(7)构成超结结构，所述第二导电类型半导体柱(7)向下延伸至低掺杂第一导电类型半导体缓冲层(4)之中，且第二导电类型半导体柱(7)的底面和下部侧面被高掺杂第一导电类型半导体阻挡层(5)所包围，所述高掺杂第一导电类型半导体阻挡层(5)也位于低掺杂第一导电类型半导体缓冲层(4)之中，其中所述重掺杂、高掺杂及低掺杂指掺杂浓度，重掺杂浓度＞高掺杂浓度＞第一导电类型半导体外延层(6)的掺杂浓度＞低掺杂浓度，所述第一导电类型半导体缓冲层(3)的掺杂浓度高于低掺杂第一导电类型半导体缓冲层(4)的掺杂浓度且低于第一导电类型半导体外延层(6)的掺杂浓度，第一导电类型半导体外延层(6)和低掺杂第一导电类型半导体缓冲层(4)的杂质总量相比第二导电类型半导体柱(7)的杂质总量，偏差在正负5%以内；其中，高掺杂第一导电类型半导体阻挡层(5)与低掺杂第一导电类型半导体缓冲层(4)之间，以及高掺杂第一导电类型半导体阻挡层(5)与第一导电类型半导体缓冲层(3)之间形成少子减速场，以阻止第二导电类型半导体柱(7)底部对空穴的横向抽取，使得空穴需要首先向上纵向运动，再被第二导电类型半导体柱(7)横向抽取，降低体二极管反向恢复过程中第二导电类型半导体柱(7)底部存储的非平衡少子的下降速度。

2.根据权利要求1所述的一种改善体二极管特性的超结器件，其特征在于：第一导电类型半导体外延层(6)的掺杂浓度在1e15cm^-3到5e15cm^-3，重掺杂浓度在1e19cm^-3以上，高掺杂浓度高于第一导电类型半导体外延层(6)的掺杂浓度1到2个数量级。

3.根据权利要求1或2所述的一种改善体二极管特性的超结器件，其特征在于：所述第二导电类型半导体柱(7)的顶部具有第二导电类型半导体体区(8)；第二导电类型半导体体区(8)内部的上方具有重掺杂第二导电类型半导体接触区(9)和重掺杂第一导电类型半导体源区(10)，重掺杂第二导电类型半导体接触区(9)和重掺杂第一导电类型半导体源区(10)侧面直接接触，第一导电类型半导体外延层(6)内部的上方还具有第一导电类型半导体JFET区(11)，第一导电类型半导体JFET区(11)位于第二导电类型半导体体区(8)的两侧；所述重掺杂第一导电类型半导体源区(10)与相邻的第一导电类型半导体JFET区(11)之间的第二导电类型半导体体区(8)为沟道区；第一导电类型半导体JFET区(11)和部分重掺杂第一导电类型半导体源区(10)以及沟道区上方为栅氧化层(12)；多晶硅栅(13)覆盖在所述栅氧化层(12)之上；金属化源极(15)直接与重掺杂第二导电类型半导体接触区(9)和部分重掺杂第一导电类型半导体源区(10)相接触，介质层(14)覆盖在所述多晶硅栅(13)的上表面与侧面，实现多晶硅栅(13)与金属化源极(15)的电气隔离。

4.根据权利要求1或2所述的一种改善体二极管特性的超结器件，其特征在于：所述半导体材料为硅、碳化硅、砷化镓、磷化铟或锗硅半导体材料。

5.根据权利要求1或2所述的一种改善体二极管特性的超结器件，其特征在于：第一导电类型半导体为N型半导体，第二导电类型半导体为P型半导体；或者第一导电类型半导体为P型半导体，第二导电类型半导体为N型半导体。