[發(fā)明專利]功率半導(dǎo)體組件的終端結(jié)構(gòu)及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110272130.7
• 申請日: 2011-09-13
• 公開（公告）號: CN102468276A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴嵩山;蔡宏圣
• 申請（專利權(quán)）人: 大中積體電路股份有限公司
• 主分類號: H01L23/58
• 分類號: H01L23/58
• 代理公司: 北京市浩天知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11276
• 代理人: 劉云貴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種功率半導(dǎo)體組件的終端結(jié)構(gòu)及其制作方法，尤其涉及一種具有溝槽的功率半導(dǎo)體組件的終端結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)

功率半導(dǎo)體組件主要用于電源管理的部分，例如應(yīng)用于切換式電源供應(yīng)器、計(jì)算器中心或周邊電源管理IC、背光板電源供應(yīng)器以及馬達(dá)控制等等用途，其種類包含有絕緣柵雙極性晶體管(insulated?gate?bipolar?transistor，IGBT)與金氧半場效應(yīng)晶體管(metal-oxide-semiconductor?field-effect?transistor，MOSFET)等組件。

由于功率半導(dǎo)體組件是設(shè)計(jì)用于承受高電壓，因此功率半導(dǎo)體組件的主動組件通常會通入高電流。為了避免功率半導(dǎo)體組件產(chǎn)生崩潰或與其它組件產(chǎn)生溝道效應(yīng)(channeling?effect)，公知功率半導(dǎo)體組件通常會于圍繞主動組件的周邊區(qū)內(nèi)設(shè)置一終端結(jié)構(gòu)(termination?structure)，以防止電壓崩潰現(xiàn)象發(fā)生，并隔離主動組件的作動對外部的組件的影響。公知終端結(jié)構(gòu)包括區(qū)域硅氧化(local?oxidation?ofsilicon；LOCOS)隔離結(jié)構(gòu)、電場平板(field?plate)結(jié)構(gòu)與防護(hù)環(huán)(guard?ring)等防護(hù)結(jié)構(gòu)。

請參考圖1，圖1為公知以場氧化層作為終止結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體組件示意圖。如圖1所示，半導(dǎo)體基底10包括一N型基材12與一設(shè)于N型基材12上的N型外延層14，且半導(dǎo)體基底10定義有一主動區(qū)16與一周邊區(qū)18。主動區(qū)16內(nèi)的N型外延層14具有復(fù)數(shù)個(gè)溝槽20，且柵極氧化層22與多晶硅層24分別形成于各溝槽20內(nèi)。此外，場氧化層(field?oxide，F(xiàn)OX)26是形成于周邊區(qū)18的N型外延層14上，且為了減緩電場崩潰，位于場氧化層26下方的N型外延層14摻雜有P型摻雜區(qū)28。并且，形成于N型外延層14上的陽極30延伸至場氧化層26上，以改變P型摻雜區(qū)28與N型外延層14間的耗盡區(qū)，進(jìn)而減緩主動區(qū)16的高電場。

請參考圖2，圖2為習(xí)知防護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，N型外延層50上摻雜有復(fù)數(shù)個(gè)P型摻雜區(qū)52，其中各P型摻雜區(qū)52是呈一環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并依序環(huán)繞于主動區(qū)(圖未示)的外圍。習(xí)知功率半導(dǎo)體組件可通過各P型摻雜區(qū)52與N型外延層50所產(chǎn)生的耗盡區(qū)來減緩電場強(qiáng)度。

然而，由于習(xí)知終端結(jié)構(gòu)于尺寸上一般需具有20微米以上的寬度，才能有效減緩高電場，不過隨著組件尺寸的縮小化，終端結(jié)構(gòu)的寬度亦會限制功率半導(dǎo)體組件的尺寸。此外，形成習(xí)知終端結(jié)構(gòu)皆須額外于N型外延層中形成P型摻雜區(qū)，以利用耗盡區(qū)來減緩功率半導(dǎo)體組件的高電場，但于制作習(xí)知終端結(jié)構(gòu)時(shí)需一光罩，來進(jìn)行P型離子注入工藝，因而使生產(chǎn)成本無法進(jìn)一步降低。

有鑒于此，需要一種新穎的功率半導(dǎo)體組件的終端結(jié)構(gòu)及其制作方法，以縮小功率半導(dǎo)體組件的終端結(jié)構(gòu)，并降低光罩的使用數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的之一在于提供一種功率半導(dǎo)體組件的終端結(jié)構(gòu)及其制作方法，以縮小功率半導(dǎo)體組件的終端結(jié)構(gòu)，并降低光罩的使用數(shù)量。

為達(dá)上述的目的，本發(fā)明提供一種功率半導(dǎo)體組件的終端結(jié)構(gòu)。功率半導(dǎo)體組件具有一主動區(qū)以及一終端區(qū)，且終端區(qū)圍繞主動區(qū)，而終端結(jié)構(gòu)設(shè)于終端區(qū)內(nèi)。終端結(jié)構(gòu)包括一半導(dǎo)體基底、一絕緣層以及一金屬層。半導(dǎo)體基底具有一第一導(dǎo)電類型以及位于終端區(qū)內(nèi)的一溝槽。絕緣層部分填充于溝槽并覆蓋于半導(dǎo)體基底上，且絕緣層的上表面具有一凹洞。金屬層設(shè)于絕緣層上，且填滿凹洞。

為達(dá)上述的目的，本發(fā)明另提供一種功率半導(dǎo)體組件的終端結(jié)構(gòu)。功率半導(dǎo)體組件具有一主動區(qū)以及一終端區(qū)，且終端區(qū)圍繞主動區(qū)，而終端結(jié)構(gòu)設(shè)于終端區(qū)內(nèi)。終端結(jié)構(gòu)包括一半導(dǎo)體基底、一絕緣層以及一金屬層。半導(dǎo)體基底具有一導(dǎo)電類型以及一溝槽。絕緣層填滿溝槽并覆蓋于半導(dǎo)體基底上，且金屬層設(shè)于絕緣層上。金屬層包括一接觸插塞，貫穿絕緣層。

為達(dá)上述的目的，本發(fā)明又提供一種功率半導(dǎo)體組件的終端結(jié)構(gòu)。功率半導(dǎo)體組件具有一主動區(qū)以及一終端區(qū)，且終端區(qū)圍繞主動區(qū)，而終端結(jié)構(gòu)設(shè)于終端區(qū)內(nèi)。終端結(jié)構(gòu)包括一半導(dǎo)體基底以及一絕緣層。半導(dǎo)體基底具有一第一導(dǎo)電類型以及一溝槽，且絕緣層填滿溝槽并覆蓋于半導(dǎo)體基底上。