[發明專利]具有超級結的功率晶體管組件的制作方法

無效

• 申請號: 201210090761.1
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN103247534A
• 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;H01L21/265
• 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

本發明涉及一種具有超級結的功率晶體管組件的制作方法，特別涉及一種具有超級結的功率晶體管組件的制作方法，用于調整超級結鄰近溝槽側壁的摻雜濃度。

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)的大小是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。在導通電阻RDS(on)中，用于耐壓的外延層所造成的電阻值所占的比例系為最高。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，但外延層的作用為用于承受高電壓。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)的功率晶體管組件，以兼具高耐壓能力以及低導通電阻。現有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，然后利用蝕刻工藝在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型摻雜物擴散到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之PN結，即超級結。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，使超級結中的電洞濃度與電子濃度分布不均勻，導致超級結的耐壓能力不佳。

有鑒于此，降低用于形成超級結的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于提供一種具有超級結的功率晶體管組件的制作方法，以解決超級結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，本發明提供一種具有超級結的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。然后，在半導體基底中形成至少一溝槽。接著，在溝槽中填入一摻雜物來源層，其中摻雜物來源層包括多個摻雜物，且摻雜物具有不同于第一導電類型的ㄧ第二導電類型。隨后，進行一第一熱趨入工藝，將摻雜物擴散到半導體基底中，以在溝槽兩側的半導體基底中分別形成兩個擴散摻雜區，其中各擴散摻雜區鄰近溝槽的側壁的摻雜濃度不同于各擴散摻雜區遠離溝槽的側壁的摻雜濃度。接著，移除摻雜物來源層。然后，進行一斜角度離子植入(tilt-angle?ion?implantation)工藝與一第二熱趨入工藝，以調整鄰近溝槽的側壁的各擴散摻雜區的摻雜濃度。

為達上述的目的，本發明另提供一種具有超級結的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，在溝槽中填入一第一摻雜物來源層，其中第一摻雜物來源層包括第一摻雜物，且第一摻雜物具有不同于第一導電類型的ㄧ第二導電類型。隨后，進行一第一熱趨入工藝，將第一摻雜物擴散到半導體基底中，以在溝槽兩側的半導體基底中分別形成兩個擴散摻雜區，其中各擴散摻雜區鄰近溝槽的側壁的摻雜濃度不同于各擴散摻雜區遠離溝槽的側壁的摻雜濃度。接著，移除第一摻雜物來源層。然后，在溝槽中填入一摻雜濃度調整層，并進行一第二熱趨入工藝，以調整鄰近溝槽的側壁的各擴散摻雜區的摻雜濃度。隨后，移除摻雜濃度調整層。

本發明利用斜角度離子植入工藝或在溝槽中填入摻雜濃度調整層并搭配熱趨入工藝，來調整各擴散摻雜區鄰近各溝槽的側壁的摻雜濃度，借此由各擴散摻雜區與半導體基底所構成的超級結可具有均勻的電洞濃度與電子濃度的分布比例，進而可解決超級結耐壓能力不佳的問題。

附圖說明

圖1到圖8所示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9所示為各P型擴散摻雜區與N型半導體基底的摻雜濃度以及與各溝槽的側壁間的距離示意圖。

圖10所示為各P型擴散摻雜區與N型半導體基底的摻雜濃度以及與各溝槽的側壁之間的距離示意圖。

圖11與圖12所示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：

100????功率晶體管組件????????102????半導體基底

102a???基材??????????????????102b???外延層

104????墊層??????????????????106????硬掩模層