[發(fā)明專利]具有溝槽式柵極結(jié)構(gòu)的功率組件及其制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110266823.5
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102738226A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳鐵將;陳逸男;劉獻文
• 申請（專利權(quán)）人: 南亞科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/423;H01L29/10;H01L21/331;H01L21/28
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明有關(guān)具有溝槽式柵極結(jié)構(gòu)的功率組件和其制作的方法，特別是關(guān)于可增進功率組件的電流密度的結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體組件是目前電子產(chǎn)品廣泛使用的組件。隨著電子裝置對輕薄短小化以及高機能的需求以及半導(dǎo)體制程技術(shù)的發(fā)展，金氧半場效晶體管(MOSFET)以及結(jié)合MOSFET與雙載子晶體管(Bipolar?Junction?Transistor，BJT)的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)已成為大功率組件的主流。IGBT的運作如等效電路地將雙極晶體管的基極電流以MOSFET控制。IGBT同時具有MOSFET的高速切換特性與雙極晶體管的高電壓/大電流處理能力兩個特征。

典型的IGBT具有水平式或垂直式的結(jié)構(gòu)，水平式的是IGBT指IGBT中的MOSFET為水平設(shè)計；而垂直式的IGBT是指IGBT中的MOSFET為溝槽狀深入基底中，然而現(xiàn)今的IGBT中的MOSFET多采取垂直式設(shè)計，其利用基底的背面作為漏極，而于半導(dǎo)體基底的正面制作多個晶體管的源極與柵極，以提升組件密度。

IGBT是以MOSFET來驅(qū)動雙載子晶體管，而雙載子晶體管的基極電流是由MOSFET的源極所提供，為了要增加IGBT的操作效能，依然有必要增加基極電流的電流密度。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種功率組件，其可以增加絕緣柵雙極晶體管(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，IGBT)的電流密度。

根據(jù)本發(fā)明的第一較佳實施例，本發(fā)明提供一種具有溝槽式柵極結(jié)構(gòu)的功率組件，包含：一基底包含一第一表面和一第二表面與第一表面相對，一主體區(qū)具有一第一導(dǎo)電型態(tài)設(shè)置于基底中，一基極區(qū)具有一第二導(dǎo)電型態(tài)設(shè)置于主體區(qū)中，一陰極區(qū)具有第一導(dǎo)電型態(tài)設(shè)置于基極區(qū)中，一陽極區(qū)具有第二導(dǎo)電型態(tài)設(shè)置于基底中，并且陽極區(qū)接近第二表面，一溝槽設(shè)置于基底中并且溝槽由第一表面延伸至主體區(qū)，陰極區(qū)環(huán)繞溝槽，其中溝槽具有一類波浪形側(cè)壁，一柵極結(jié)構(gòu)設(shè)置于溝槽中以及一累積區(qū)沿著類波浪形側(cè)壁設(shè)置于主體區(qū)中。

根據(jù)本發(fā)明的第二較佳實施例，本發(fā)明提供一種具有溝槽式柵極結(jié)構(gòu)的功率組件的制作方法，包含：首先提供一基底包含一主體區(qū)，主體區(qū)具有一第一導(dǎo)電型態(tài)，其中基底具有一第一表面和一第二表面和第一表面相對，然后形成一第一溝槽于主體區(qū)中，其中第一溝槽具有一第一開口，再形成一掩膜層于第一溝槽的側(cè)壁，其后再以掩膜層作為掩膜，形成一第二溝槽具有一第二開口，第二溝槽系由第一溝槽一側(cè)壁的一底部延伸，其中第二開口較第一開口小，最后移除掩膜層。

根據(jù)本發(fā)明的第三較佳實施例，本發(fā)明提供一種具有溝槽式柵極結(jié)構(gòu)的功率組件，包含：一基底包含一第一表面和一第二表面與第一表面相對，一主體區(qū)具有一第一導(dǎo)電型態(tài)設(shè)置于基底中，一基極區(qū)具有一第二導(dǎo)電型態(tài)設(shè)置于主體區(qū)中，一陰極區(qū)具有第一導(dǎo)電型態(tài)設(shè)置于基極區(qū)中，一陽極區(qū)具有第二導(dǎo)電型態(tài)設(shè)置于基底中，并且陽極區(qū)接近第二表面，一復(fù)合式溝槽設(shè)置于基底中并且復(fù)合式溝槽由第一表面延伸至主體區(qū)，陰極區(qū)環(huán)繞復(fù)合式溝槽，其中復(fù)合式溝槽包含一第一溝槽和一第二溝槽，第二溝槽系由第一溝槽的一側(cè)壁的一底部延伸，并且復(fù)合式溝槽包含一類波浪形側(cè)壁，一柵極結(jié)構(gòu)設(shè)置于復(fù)合式溝槽中以及一累積區(qū)沿著類波浪形側(cè)壁設(shè)置于主體區(qū)中。

類波浪形側(cè)壁使得累積區(qū)延長，由于累積區(qū)系用來提供IGBT電子，因此延長的累積區(qū)可以提供IGBT更多的電子，更加增進IGBT的效能。

附圖說明

圖1至圖6為根據(jù)本發(fā)明的第一較佳實施例所繪示的一種具有溝槽式柵極結(jié)構(gòu)的功率組件的制作方法。

圖7繪示的是一具有溝槽式柵極結(jié)構(gòu)的功率組件的變化型態(tài)。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

10????????基底????????????33?????第三溝槽

12????????第一表面????????34?????柵極

14????????第二表面????????36?????柵極介電層

16????????主體區(qū)??????????38?????基極區(qū)

18????????緩沖區(qū)??????????40?????陰極區(qū)

20????????漂移區(qū)??????????42?????歐姆接觸區(qū)

22????????第一溝槽????????44?????陽極區(qū)

24????????掩膜層??????????46?????陰極接觸墊