[发明专利]具有充电平衡设计的功率半导体器件

权利要求书

1.一种形成竖直沟槽栅极晶体管的方法，包括：

形成包括竖直间隔开的第一表面和第二表面的半导体本体，

形成从所述第一表面延伸到所述半导体本体中的源极区域；

形成布置在所述源极区域下方并且与所述源极区域邻接的本体区域；

形成布置在所述源极区域下方的漂移区域；

形成从所述半导体本体的所述第一表面竖直地延伸穿过所述源极区域和所述本体区域的栅极沟槽、布置在所述栅极沟槽中的栅极电极、以及布置在所述栅极沟槽中并且将所述栅极电极与相邻的半导体材料电绝缘的栅极电介质；以及

形成从所述栅极沟槽的底部向所述半导体本体的所述第二表面竖直延伸的掺杂超结区域，所述掺杂超结区域包括彼此直接邻接的第一掺杂柱区、第二掺杂柱区和第三掺杂柱区，所述第二掺杂柱区在横向方向上居于所述第一掺杂柱区与所述第三掺杂柱区中间并且具有与所述第一掺杂柱区和所述第三掺杂柱区相反的传导类型；所述第一掺杂柱区、第二掺杂柱区和第三掺杂柱区直接邻接所述栅极沟槽；

其中所述第一掺杂柱区和所述第三掺杂柱区与所述本体区域由所述漂移区域的一部分竖直地间隔开；

其中所述源极区域和所述漂移区域具有相同的传导类型，并且所述本体区域具有与所述源极区域和所述漂移区域相反的传导类型。

2.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述半导体本体包括：

提供具有竖直间隔开的第一表面和第二表面的第一传导类型的第一半导体层；以及

在所述第一半导体层上外延沉积所述第一传导类型的第二半导体层，

其中所述掺杂超结区域通过在外延沉积所述第二半导体层之前向所述第一半导体层的第一表面施加半导体工艺来形成。

3.根据权利要求2所述的方法，其中形成所述掺杂超结区域包括：

在所述第一半导体层中形成从所述第一半导体层的第一表面竖直延伸的第一沟槽；

围绕所述第一沟槽的周界形成所述第一传导类型的第一掺杂半导体区域，使得所述第一掺杂半导体区域对所述第一沟槽的底部和侧壁加衬；

在所述第一沟槽中在所述第一掺杂半导体区域的对所述第一沟槽的侧壁加衬的部分之间形成第二传导类型的第二掺杂半导体区域，所述第二传导类型与所述第一传导类型相反；以及

其中所述第二掺杂半导体区域提供所述掺杂超结区域的所述第二掺杂柱区，以及

其中所述第一掺杂半导体区域的对所述第一沟槽的侧壁加衬的部分提供所述掺杂超结区域的所述第一掺杂柱区和所述第三掺杂柱区。

4.根据权利要求3所述的方法，其中形成所述第一掺杂半导体区域包括向所述第一沟槽的周界中注入掺杂剂原子，所述掺杂剂原子进入所述第一沟槽的底部和侧壁，从而在所述第一半导体层内形成所述第一掺杂半导体区域。

5.根据权利要求3所述的方法，其中围绕所述第一沟槽的周界形成所述第一掺杂半导体区域包括外延沉积对所述第一沟槽的底部和侧壁加衬的第三半导体层，从而在所述第一沟槽内形成所述第一掺杂半导体区域，其中所述第三半导体层的厚度被控制为使得在所述第一沟槽中在所述第三半导体层的部分之间保留空隙。

6.根据权利要求3所述的方法，其中形成所述第二掺杂半导体区域包括在形成所述第一掺杂半导体区域之后外延沉积完全填充所述第一沟槽的第四半导体层。

7.根据权利要求2所述的方法，其中形成所述掺杂超结区域包括：

在外延沉积所述第二半导体层之前在所述第一半导体层的第一表面处执行掩模离子注入，从而形成从所述第一半导体层的第一表面竖直延伸到所述第一半导体层中的掺杂阱。