[發(fā)明專利]功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910002949.4
• 申請日: 2009-01-07
• 公開（公告）號: CN101770956A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 涂高維
• 申請（專利權(quán)）人: 尼克森微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/06;H01L29/10
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 任永武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是與功率半導(dǎo)體元件有關(guān)，特別是關(guān)于一種能夠有效降低生產(chǎn)設(shè)備及制 程成本的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管及其制造方法。

背景技術(shù)

眾所皆知，能源問題是全球都必須面對的艱困挑戰(zhàn)，許多國家也都為了提高能 源效率而訂定相當(dāng)嚴(yán)格的規(guī)范與時程。在現(xiàn)代生活中，各種電子產(chǎn)品的應(yīng)用免不了 產(chǎn)生能源損耗，例如發(fā)電廠的AC/AC傳輸線路、變電所的AC/DC/AC線路、各種 傳動裝置的AC/DC/AC轉(zhuǎn)換、到了室內(nèi)的AC/DC電源供應(yīng)以及終端產(chǎn)品的DC/DC 電壓轉(zhuǎn)換，每一個環(huán)節(jié)均會產(chǎn)生能源的耗損，且愈到終端產(chǎn)品，所累積損耗的能源 愈多，最高甚至可耗損約九成的能源。

有鑒于此，半導(dǎo)體廠商不斷積極開發(fā)新型半導(dǎo)體架構(gòu)，以提升電能使用效率并 降低損耗，除了可節(jié)省能源支出，亦可為環(huán)境保護(hù)多盡一份心力。舉例而言，高效 率的功率半導(dǎo)體元件的開發(fā)即為其中相當(dāng)重要的一環(huán)。目前市面上許多功率半導(dǎo)體 產(chǎn)品，例如英飛凌的CoolMOS、東芝的DTMOS等，由于具有超接面結(jié)構(gòu) (Super-junction)以提供極低靜態(tài)和動態(tài)損耗，可廣泛應(yīng)用于各種不同領(lǐng)域，例如高 效能交換式電源供應(yīng)、再生能源轉(zhuǎn)換、液晶電視、太陽能發(fā)電系統(tǒng)、計算機(jī)大功率 電源供應(yīng)器及照明系統(tǒng)等。

目前市面上這些功率半導(dǎo)體產(chǎn)品雖然具有良好的功效，但均需要采用非常繁復(fù) 的工藝及十分昂貴的設(shè)備才能制得，不但廠商的生產(chǎn)成本無法降低，由于消費者亦 必須花費大量的金錢才能購買使用，故也連帶降低消費者使用的意愿，對于目前全 世界均提倡的環(huán)保節(jié)能的潮流，確實有著相當(dāng)不利的影響。

因此，本發(fā)明的主要范疇在于提供一種功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管及 其制造方法，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管及其制造方法。 透過本發(fā)明的制造方法制造功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，由于不需要繁復(fù) 或需要昂貴設(shè)備的特殊工藝即可制得，且具有良好的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管元件特性，故能夠有效降低生產(chǎn)成本，極具市場的潛力。

根據(jù)本發(fā)明一方面的一種功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。該功率金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管包含基板、磊晶層、第一溝渠、第二溝渠、第一阱區(qū)、第 二阱區(qū)及源極區(qū)域。磊晶層位于基板上方且具有第一導(dǎo)電型式的摻雜物。第一溝渠 自磊晶層的上表面的第一區(qū)域向下延伸；第二溝渠自第一溝渠的底部向下延伸。第 二溝渠的寬度是小于第一溝渠的寬度。第二阱區(qū)與第一阱區(qū)互相分離。第一阱區(qū)位 于第一溝渠的底部及第二溝渠的底部且具有第二導(dǎo)電型式的摻雜物。第二阱區(qū)是自 上表面的第二區(qū)域向下延伸且具有第二導(dǎo)電型式的摻雜物。源極區(qū)域是位于第二阱 區(qū)內(nèi)且具有第一導(dǎo)電型式的摻雜物。

根據(jù)本發(fā)明另一方面的一種功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管制造方法。該 制造方法包含下列步驟：(a)于基板上成長磊晶層，其中磊晶層具有第一導(dǎo)電型式 的摻雜物；(b)自磊晶層的上表面的第一區(qū)域向下形成第一溝渠；(c)于第一溝渠內(nèi) 向下形成第二溝渠，其中第二溝渠的寬度是小于第一溝渠的寬度；(d)布植具有第 二導(dǎo)電型式的摻雜物至第一溝渠的底部及第二溝渠的底部，以形成第一阱區(qū)；(e) 于第二溝渠內(nèi)形成介電層；(f)于第一溝渠內(nèi)形成柵極絕緣層；(g)于第一溝渠內(nèi)填 入導(dǎo)電材料以形成柵極區(qū)域；(h)自磊晶層的上表面相異于第一區(qū)域的第二區(qū)域向 下形成具有第二導(dǎo)電型式的摻雜物的第二阱區(qū)；以及(i)于第二阱區(qū)內(nèi)形成源極區(qū) 域，其中源極區(qū)域具有第一導(dǎo)電型式的摻雜物。

附圖說明

關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下配合附圖對本發(fā)明的較佳實施例的詳 述可得到進(jìn)一步的了解，其中：

圖1是繪示根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶 體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是繪示根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶 體管的導(dǎo)通電阻(R_ON)與崩潰電壓(V_BR)間的關(guān)系。

圖3是繪示根據(jù)本發(fā)明的第二具體實施例的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶 體管的制造方法的流程圖。

圖4(A)～圖4(H)是分別繪示于功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管制造方法 的各步驟中的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式