[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210013845.5
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN103208510A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李琮雄;杜尚暉
• 申請（專利權(quán)）人: 世界先進(jìn)積體電路股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/36;H01L21/336
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，特別是有關(guān)于一種具有超接面(super?junction)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。

背景技術(shù)

圖1繪示出現(xiàn)有的N型垂直式擴(kuò)散金屬氧化物半場效晶體管(vertical?double-diffused?MOSFET，VDMOSFET)剖面示意圖。N型垂直式擴(kuò)散金屬氧化物半場效晶體管10包括：一半導(dǎo)體基底及位于其上的一柵極結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體基底內(nèi)具有一N型外延(epitaxy)漂移(drift?region)區(qū)100及位于其上方的P型基體(base)區(qū)102而形成P-N接面。再者，N型外延漂移區(qū)100下方具有一漏極區(qū)106，其連接至一漏極電極114。P型基體區(qū)102內(nèi)具有一源極區(qū)104，其連接至一源極電極112。柵極結(jié)構(gòu)由一柵極介電層108及位于其上的柵極電極110所構(gòu)成。

為了提升N型垂直式擴(kuò)散金屬氧化物半場效晶體管10中P-N接面的耐壓(withstand?voltage)，必須降低N型外延漂移區(qū)100的摻雜濃度及/或提升其厚度。然而，以上述方式來提升P-N接面的耐壓時，同時也會增加N型垂直式擴(kuò)散金屬氧化物半場效晶體管10的導(dǎo)通電阻(Ron)。亦即，導(dǎo)通電阻會受到N型外延漂移區(qū)的摻雜濃度與厚度的限制。

具有超接面(Super-junction)結(jié)構(gòu)的垂直式擴(kuò)散金屬氧化物半場效晶體管可以提高N型外延漂移區(qū)的摻質(zhì)濃度，進(jìn)而提升P-N接面的耐壓，同時能夠避免導(dǎo)通電阻的增加。然而，由于現(xiàn)行的超接面結(jié)構(gòu)需進(jìn)行多次外延成長，且外延成長的次數(shù)取決于P-N接面的耐壓大小，因此，上述超接面結(jié)構(gòu)的制做會有工藝繁復(fù)以及制造成本高等缺點。

因此，有必要尋求一種具有超接面結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置，其能夠改善或解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一實施例提供一種半導(dǎo)體裝置，包括：多個第一外延層，疊置于一基底上，且第一外延層及基底具有一第一導(dǎo)電類型，其中每一第一外延層內(nèi)具有至少一第一摻雜區(qū)及與其相鄰的至少一第二摻雜區(qū)，第一摻雜區(qū)具有一第二導(dǎo)電類型，且第二摻雜區(qū)具有第一導(dǎo)電類型；一第二外延層，設(shè)置于第一外延層上，且具有第一導(dǎo)電類型，其中第二外延層內(nèi)具有一溝槽，露出下方的第一摻雜區(qū)；一第三摻雜區(qū)，鄰近于溝槽的一側(cè)壁，且具有第二導(dǎo)電類型，其中第二外延層與第一、第二、及第三摻雜區(qū)的摻雜濃度大于第一外延層的摻雜濃度；以及一柵極結(jié)構(gòu)，設(shè)置于第二摻雜區(qū)上方的第二外延層上。

本發(fā)明另一實施例提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括：在一基底上形成疊置的多個第一外延層，且在每一第一外延層內(nèi)形成至少一第一摻雜區(qū)及與其相鄰的至少一第二摻雜區(qū)，其中第一外延層、基底及第二摻雜區(qū)具有一第一導(dǎo)電類型，且第一摻雜區(qū)具有一第二導(dǎo)電類型；在第一外延層上形成一第二外延層，其具有第一導(dǎo)電類型；在第二外延層內(nèi)形成一溝槽，以露出下方的第一摻雜區(qū)；在溝槽的一側(cè)壁上形成一第三摻雜區(qū)，其具有第二導(dǎo)電類型，其中第二外延層與第一、第二、及第三摻雜區(qū)的摻雜濃度大于每一第一外延層的摻雜濃度；以及在第二摻雜區(qū)上方的第二外延層上形成一柵極結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體裝置及制造方法，能夠避免導(dǎo)通電阻的增加，并可簡化工藝及降低制造成本。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中：

圖1繪示出現(xiàn)有的N型垂直式擴(kuò)散金屬氧化物半場效晶體管剖面示意圖。

圖2A至圖2G繪示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法剖面示意圖。

圖3A至圖3C繪示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法剖面示意圖。

圖4A至圖4C繪示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法剖面示意圖。

圖5A至圖5C繪示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法剖面示意圖。

附圖標(biāo)號：

現(xiàn)有技術(shù)：

10～N型垂直式擴(kuò)散金屬氧化物半場效晶體管；

100～N型外延漂移區(qū)；

102～P型基體區(qū)；

104～源極區(qū)；

106～漏極區(qū)；

108～柵極電極層；

110～柵極電極；

112～源極電極；

114～漏極電極。

實施例：

20、20’、20”、20”’～半導(dǎo)體裝置；

200～基底；

200a～第四摻雜區(qū)；

200b～第五摻雜區(qū)；