1.一种超结器件,其特征在于,包括由第一导电类型柱和第二导电类型柱交替排列形成的超结结构;
所述第二导电类型柱由填充于沟槽中的第二导电类型外延层组成,所述沟槽形成于第一导电类型外延层中,所述第一导电类型柱由所述沟槽之间的第一导电类型外延层组成;
超结器件的漂移区具有第一导电类型且包括所述第一导电类型柱以及所述超结结构底部的所述第一导电类型外延层;
所述沟槽在纵向上分成两个以上的子沟槽叠加而成,各所述子沟槽形成于对应的所述第一导电类型子外延层中,各所述子沟槽被单独外延形成的第二导电类型子外延层填充,由填充于对应的所述子沟槽中的所述第二导电类型子外延层组成第二导电类型子柱,由各所述第二导电类型子柱叠加形成第二导电类型柱;各所述子沟槽之间的所述第一导电类型子外延层组成第一导电类型子柱,由各所述第一导电类型子柱叠加形成所述第一导电类型柱;利用所述子沟槽的深宽比小于所述沟槽的深宽比的特征降低沟槽刻蚀和外延填充的工艺难度;各所述子沟槽具有倾斜的侧面,通过倾斜的侧面降低沟槽刻蚀和外延填充的工艺难度;
在各所述子沟槽的叠加位置处,所述叠加位置对应于所述叠加位置的顶部的所述第二导电类型子柱的底部以及对应于所述叠加位置的低部的所述第二导电类型子柱的顶部,通过增加所述叠加位置处的第二导电类型杂质的总量,来提高所述叠加位置处的所述第二导电类型子柱被完全横向耗尽时的第一夹断电压,且使所述第一夹断电压大于所述叠加位置处的底部的所述第二导电类型子柱的各纵向位置处的夹断电压,以保证在所述超结结构进行反偏时各所述叠加位置底部的所述第二导电类型子柱都先于所述叠加位置夹断并从而保证所述第二导电类型柱在纵向能完全被横向耗尽,从而提高所述超结结构的耐压。
2.如权利要求1所述的超结器件,其特征在于:对于纵向叠加的两个上下相邻的所述子沟槽,顶部的所述子沟槽的顶部开口宽度大于底部的所述子沟槽的顶部开口宽度,通过增加顶部的所述子沟槽的顶部开口宽度来增加两个上下相邻的所述子沟槽的叠加位置处的所述第一夹断电压。
3.如权利要求1所述的超结器件,其特征在于:对于纵向叠加的两个上下相邻的所述子沟槽,顶部的所述子沟槽的侧面倾角大于底部的所述子沟槽的侧面倾角,通过增加顶部的所述子沟槽的侧面倾角来增加顶部的所述子沟槽的底部宽度并从而增加两个上下相邻的所述子沟槽的叠加位置处的所述第一夹断电压。
4.如权利要求1所述的超结器件,其特征在于:对于纵向叠加的两个上下相邻的所述子沟槽,在两个上下相邻的所述子沟槽的叠加位置处还包括第二导电类型杂质注入区,所述第二导电类型杂质注入区在顶部的所述子沟槽填充之前注入在填充于底部的所述子沟槽中的所述第二导电类型子柱的顶部,通过所述第二导电类型杂质注入区来增加两个上下相邻的所述子沟槽的叠加位置处的所述第一夹断电压。
5.如权利要求1所述的超结器件,其特征在于:各所述沟槽对应的纵向叠加的所述子沟槽的数量为2个。
6.如权利要求2所述的超结器件,其特征在于:对于纵向叠加的两个上下相邻的所述子沟槽,顶部的所述子沟槽的顶部开口宽度和底部的所述子沟槽的顶部开口宽度的差大于等于0.5微米。
7.如权利要求3所述的超结器件,其特征在于:对于纵向叠加的两个上下相邻的所述子沟槽,顶部的所述子沟槽的侧面倾角和底部的所述子沟槽的侧面倾角的差大于等于0.5度。
8.如权利要求4所述的超结器件,其特征在于:所述第二导电类型杂质注入区的离子注入的注入能量为50kev~200kev,注入剂量为3e11cm-2~2e12cm-2。
9.一种超结器件的制造方法,其特征在于,超结器件包括由第一导电类型柱和第二导电类型柱交替排列形成的超结结构;所述超结结构的形成步骤包括:
步骤一、提供最底部的第一导电类型子外延层,采用光刻加刻蚀工艺在最底部的所述第一导电类型子外延层中形成最底部的子沟槽;
步骤二、在最底部的所述子沟槽中填充第二导电类型子外延层形成最底部的第二导电类型子柱,由最底部的所述第二导电类型子柱之间的所述第二导电类型子外延层组成最底部的第一导电类型子柱,由最底部的所述第一导电类型子柱和所述第二导电类型子柱交替排列形成最底部的超结子结构;
步骤三、在已形成的最顶部的所述超结子结构的表面形成下一层对应的第一导电类型外延子层,采用光刻加刻蚀工艺在下一层对应的所述第一导电类型子外延层中形成下一层对应的所述子沟槽;
步骤四、在下一层对应的所述子沟槽中填充第二导电类型子外延层形成下一层对应的第二导电类型子柱,由下一层对应的所述第二导电类型子柱之间的所述第二导电类型子外延层组成下一层对应的第一导电类型子柱,由下一层对应的所述第一导电类型子柱和所述第二导电类型子柱交替排列形成下一层对应的超结子结构;
步骤五、重复步骤三和四得到所需厚度的所述超结结构,所述超结结构由各层所述超结子结构叠加而成,由各层所述第一导电类型子外延层叠加形成第一导电类型外延层,由各所述子沟槽叠加形成沟槽,由各所述第二导电类型子柱叠加形成第二导电类型柱,由各所述第一导电类型子柱叠加形成第一导电类型柱,由各所述第一导电类型柱和所述第二导电类型柱交替排列形成所述超结结构;
超结器件的漂移区具有第一导电类型且包括所述第一导电类型柱以及所述超结结构底部的所述第一导电类型外延层;
利用所述子沟槽的深宽比小于所述沟槽的深宽比的特征降低沟槽刻蚀和外延填充的工艺难度;各所述子沟槽具有倾斜的侧面,通过倾斜的侧面降低沟槽刻蚀和外延填充的工艺难度;
在各所述子沟槽的叠加位置处,所述叠加位置对应于所述叠加位置的顶部的所述第二导电类型子柱的底部以及对应于所述叠加位置的低部的所述第二导电类型子柱的顶部,通过增加所述叠加位置处的第二导电类型杂质的总量,来提高所述叠加位置处的所述第二导电类型子柱被完全横向耗尽时的第一夹断电压,且使所述第一夹断电压大于所述叠加位置处的底部的所述第二导电类型子柱的各纵向位置处的夹断电压,以保证在所述超结结构进行反偏时各所述叠加位置底部的所述第二导电类型子柱都先于所述叠加位置夹断并从而保证所述第二导电类型柱在纵向能完全被横向耗尽,从而提高所述超结结构的耐压。
10.如权利要求9所述的超结器件的制造方法,其特征在于:对于纵向叠加的两个上下相邻的所述子沟槽,顶部的所述子沟槽的顶部开口宽度大于底部的所述子沟槽的顶部开口宽度,通过增加顶部的所述子沟槽的顶部开口宽度来增加两个上下相邻的所述子沟槽的叠加位置处的所述第一夹断电压;各层所述子沟槽的顶部开口通过光刻定义。
11.如权利要求9所述的超结器件的制造方法,其特征在于:对于纵向叠加的两个上下相邻的所述子沟槽,顶部的所述子沟槽的侧面倾角大于底部的所述子沟槽的侧面倾角,通过增加顶部的所述子沟槽的侧面倾角来增加顶部的所述子沟槽的底部宽度并从而增加两个上下相邻的所述子沟槽的叠加位置处的所述第一夹断电压;各层所述子沟槽的侧面倾角通过刻蚀工艺定义。
12.如权利要求9所述的超结器件的制造方法,其特征在于:对于纵向叠加的两个上下相邻的所述子沟槽,在两个上下相邻的所述子沟槽的叠加位置处还包括第二导电类型杂质注入区,所述第二导电类型杂质注入区在顶部的所述子沟槽填充之前注入在填充于底部的所述子沟槽中的所述第二导电类型子柱的顶部,通过所述第二导电类型杂质注入区来增加两个上下相邻的所述子沟槽的叠加位置处的所述第一夹断电压。
13.如权利要求10所述的超结器件的制造方法,其特征在于:对于纵向叠加的两个上下相邻的所述子沟槽,顶部的所述子沟槽的顶部开口宽度和底部的所述子沟槽的顶部开口宽度的差大于等于0.5微米。
14.如权利要求11所述的超结器件的制造方法,其特征在于:对于纵向叠加的两个上下相邻的所述子沟槽,顶部的所述子沟槽的侧面倾角和底部的所述子沟槽的侧面倾角的差大于等于0.5度。
15.如权利要求12所述的超结器件的制造方法,其特征在于:所述第二导电类型杂质注入区的离子注入的注入能量为50kev~200kev,注入剂量为3e11cm-2~2e12cm-2。