[发明专利]一种具有超结结构的功率器件及其制作方法

说明书

本发明公开了一种具有超结结构的功率器件及其制作方法，该具有超结结构的功率器件包括位于终端区内的超结结构，所述超结结构包括至少一个第一导电类型的第一半导体柱及至少一个第二导电类型的第二半导体柱，第一半导体柱与第二半导体柱横向交替排布；超结结构还包括第二隔离层和第三隔离层，第二隔离层与第二半导体柱的一端连接；第三隔离层与第一半导体柱的一端连接。本发明所述具有超结结构的功率器件中的所述超结结构相当于多个PN结并联，其可通过较大的漏电流，从而起到对所述具有超结结构的功率器件的有源区进行保护的作用。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是一种具有超结结构的功率器件及其制作方法。

背景技术

功率器件的耐压能力主要取决于功率器件中特定PN结的反偏击穿电压，而功率器件为了得到一定的电流能力，通常由很多的元胞并联组成。在功率器件反向耐压时，由于元胞和元胞之间的横向电场相互抵消使得击穿一般不会发生在元胞内部，但是最外面的元胞会由于电场集中而发生击穿。因此就需要使用结终端来降低电场从而提高击穿电压。

结终端主要分为截断型和延伸型两大类，其中延伸型是在主结边缘处设置一些延伸结构，这些结构将主结耗尽区向外扩展，从而起到降低其电场强度提高击穿电压的作用。目前常用的延伸结构结终端技术主要包括：场板技术，场限环技术，结终端扩展(JTE)技术，横向变掺杂(VLD)技术，以及降低表面电场(RESURF)技术等。

目前，功率器件包括有源区和邻接所述有源区的终端区，结终端结构设置在所述终端区内的外延层中，当功率器件高压反偏时，通过所述结终端结构与所述外延层反偏PN结全部耗尽来实现耐压的。但在一些特殊的应用场合，特别是应用环境较差时，比如高温、高湿等，所述功率器件极易出现可靠性问题，表现为所述功率器件的源漏间漏电增大，击穿电压降低，严重时甚至会出现烧毁和短路。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有超结结构的功率器件，该具有超结结构的功率器件在应用环境较差时仍具有较高的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：该具有超结结构的功率器件，包括：

基片，所述基片包括第一导电类型的衬底和位于所述衬底的上表面的第一导电类型的外延层；所述基片上设置有有源区和邻接所述有源区的终端区；

位于所述终端区内设置有贯穿所述外延层且底部连接所述衬底的沟槽；

形成于所述沟槽的侧壁的第一隔离层；

形成于所述沟槽内且位于所述第一隔离层之间的超结结构，所述超结结构包括至少一个第一导电类型的第一半导体柱及至少一个第二导电类型的第二半导体柱，所述第一半导体柱与所述第二半导体柱横向交替排布；所述超结结构还包括第二隔离层和第三隔离层，所述第二隔离层位于所述衬底上表面且与所述第二半导体柱的一端连接；所述第三隔离层与所述第一半导体柱的一端连接，所述第一半导体柱的另一端与所述衬底连接；

连接所述第二半导体柱的另一端的第一金属层；

位于所述衬底的下表面的第二金属层。

相应的，本发明还提供一种具有超结结构的功率器件的制作方法，该具有超结结构的功率器件的制作方法包括以下步骤：

S01：提供基片，所述基片包括第一导电类型的衬底和位于所述衬底的上表面的第一导电类型的外延层；所述基片上设置有有源区和邻接所述有源区的终端区；在所述终端区内刻蚀所述外延层形成贯穿所述外延层且底部连接所述衬底的沟槽；

S02：在所述沟槽的侧壁上生长第一隔离层；

S03：在所述沟槽内生长第一导电类型的第一外延层，贯穿刻蚀所述第一外延层形成至少一个深沟槽和至少一个第一半导体柱，所述深沟槽与所述第一半导体柱横向交替排布；

S04：在所述深沟槽的底部生长第二隔离层；