[發明專利]功率晶體管組件的制作方法

無效

• 申請號: 201210084187.9
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN103247533A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 林永發;徐守一;吳孟韋;張家豪
• 申請（專利權）人: 茂達電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/02
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發明涉及一種功率晶體管組件的制作方法。

背景技術

在功率晶體管組件中，漏極與源極間導通電阻RDS(on)的大小與組件的功率消耗成正比，因此降低導通電阻RDS(on)的大小可減少功率晶體管組件所消耗的功率。于導通電阻RDS(on)中，用于耐壓的外延層所造成的電阻值所占的比例為最高。雖然增加外延層中導電物質的摻雜濃度可降低外延層的電阻值，但外延層的作用是用于承受高電壓。若增加摻雜濃度會降低外延層的崩潰電壓，因而降低功率晶體管組件的耐壓能力。

為了維持或提升功率晶體管組件的耐壓能力，并降低外延層的電阻值，目前已發展出一種具有超級結(super?junction)結構的功率晶體管組件，以兼具高耐壓能力以及低導通電阻。習知制作功率晶體管組件的方法是在N型基底上形成一N型外延層，然后利用蝕刻制程于N型外延層中形成多個深溝槽。接著，在深溝槽中填入摻雜物來源層，并利用高溫擴散的方法將摻雜物來源層中的P型摻雜物擴散至N型外延層中，以形成P型摻雜區，且N型外延層與P型摻雜區構成垂直基底的PN接面，即超級結結構。然而，P型摻雜區是利用擴散方式所形成，因此其摻雜濃度是隨著越接近深溝槽的側壁而越高。借此，P型摻雜區的表面摻雜濃度容易過高，使超級結結構中的電洞濃度與電子濃度分布不均勻，導致超級結結構的耐壓能力不佳。

有鑒于此，降低P型摻雜區的表面摻雜濃度，以解決超級結結構中的電洞濃度與電子濃度分布不均勻的問題實為業界努力的目標。

發明內容

本發明的主要目的在提供一種降低擴散摻雜區的表面摻雜濃度的方法、超級結結構的制作方法以及功率晶體管組件的制作方法，以解決超級結結構中的電洞濃度與電子濃度分布不均勻的問題。

為達上述的目的，本發明提供一種超級結結構的制作方法。首先，提供一半導體基底，具有一第一導電類型。接著，在半導體基底中形成至少一溝槽。然后，在溝槽的兩側的半導體基底中分別形成兩擴散摻雜區，其中各擴散摻雜區鄰近溝槽的側壁的摻雜濃度大于各擴散摻雜區遠離溝槽的側壁的摻雜濃度，且各擴散摻雜區具有不同于第一導電類型的一第二導電類型。隨后，進行一熱氧化制程，在溝槽的側壁以及底部形成一氧化層，其中與溝槽的側壁相接觸的各擴散摻雜區的一部分與氧反應為氧化層的一部分。然后，移除氧化層。

為達上述的目的，本發明提供一種功率晶體管組件的制作方法。首先，提供一半導體基底，具有一第一導電類型。接著，在半導體基底中形成至少一溝槽。然后，在溝槽的兩側的半導體基底中分別形成兩擴散摻雜區，其中各擴散摻雜區鄰近溝槽側壁的摻雜濃度大于各擴散摻雜區遠離溝槽側壁的摻雜濃度，且各擴散摻雜區具有不同于第一導電類型的一第二導電類型。隨后，進行一熱氧化制程，在溝槽的側壁以及底部形成一氧化層，其中與溝槽的側壁相接觸的各擴散摻雜區的一部分與氧反應為氧化層的一部分。然后，移除氧化層。接著，在溝槽中形成一絕緣層。之后，在溝槽的至少一側的半導體基底上形成一柵極結構。隨后，在柵極結構的兩側的半導體基底中分別形成兩基體摻雜區，且各基體摻雜區分別與各擴散摻雜區相接觸，其中基體摻雜區具有第二導電類型。接著，于各基體摻雜區中分別形成一源極摻雜區。

為達上述的目的，本發明提供一種降低擴散摻雜區的表面摻雜濃度的方法。首先，提供一半導體基底，半導體基底具有一擴散摻雜區設于其中，且擴散摻雜區與半導體基底的一表面相接觸，其中擴散摻雜區鄰近表面的摻雜濃度大于擴散摻雜區遠離表面的摻雜濃度。然后，進行一熱氧化制程，在半導體基底的表面形成一氧化層，其中與表面相接觸的擴散摻雜區的一部分與氧反應為氧化層的一部分。接著，移除氧化層。

本發明利用熱氧化制程，使具有較高濃度的各擴散摻雜區與氧反應而成為氧化層，借此后續進行將氧化層移除的步驟會將具有較高濃度的擴散摻雜區的一部分移除，因此所留下的各擴散摻雜區的表面摻雜濃度可有效地被降低，以均勻化超級結結構中的電洞濃度與電子濃度，進而提升超級結結構的耐壓能力。

附圖說明

圖1到圖3為本發明一優選實施例的降低擴散摻雜區的表面摻雜濃度的方法示意圖。

圖4到圖13為本發明一優選實施例的功率晶體管組件的制作方法示意圖。

圖14與圖15為本發明另一優選實施例的超級結結構的制作方法。

其中，附圖標記說明如下：

10半導體基底?????????10a??上表面

12擴散摻雜區?????????14氧化層

100功率晶體管組件????102半導體基底