[發明專利]半導體元件與其制造方法

在審

• 申請號: 201710566809.4
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN109256424A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 許修文;葉俊瑩;羅振達;李元銘
• 申請（專利權）人: 帥群微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/40;H01L21/336
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

一種半導體元件的制造方法，包含以下步驟。首先，形成磊晶層于基板上。然后，形成體區于磊晶層的上半部分。接著，形成第一溝渠于磊晶層中。之后，依序形成第一介電層、第二介電層以及第三介電層于磊晶層上，其中第三介電層形成第二溝渠，第二溝渠位于第一溝渠中。然后，形成屏蔽層于第二溝渠中。接著，移除第三介電層的上半部分，以使屏蔽層的上半部分凸出于第三介電層。之后，形成第四介電層覆蓋于屏蔽層的上半部分。然后，形成柵極于第三介電層上。最后，形成源極于位于柵極之四周的磊晶層中。藉由上述結構設計，使半導體元件具有較高的崩潰電壓、較低的導通電阻，并可有效降低制造成本。

技術領域

本發明涉及一種半導體元件與其制造方法。

背景技術

功率半導體仍是許多電力電子系統的主要元件。在現今功率半導體的應用領域中，能源使用效率的提升、耐壓能力以及降低導通電阻的表現是非常重要的能力指標，其中功率元件特性能力提升與封裝寄生電性減少為兩大主要改善方向。

為了進一步改善功率半導體的各項特性，相關領域莫不費盡心思開發。如何能提供一種具有較佳特性的功率半導體，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。

發明內容

本發明的目的在于提供一種半導體元件與其制造方法，藉由適當的結構設計，使半導體元件具有較高的崩潰電壓、較低的導通電阻。另外，利用特殊的制程(工藝)設計，將能有效降低制造成本。

根據本發明一實施方式，一種半導體元件的制造方法包含以下步驟。首先，形成磊晶(外延)層于基板上。然后，形成體區于磊晶層的上半部分。接著，形成第一溝渠于磊晶層中。之后，依序形成第一介電層、第二介電層以及第三介電層于磊晶層上，其中第三介電層形成第二溝渠，第二溝渠位于第一溝渠中。然后，形成屏蔽層于第二溝渠中。接著，移除第三介電層的上半部分，以使屏蔽層的上半部分凸出于第三介電層。之后，形成第四介電層覆蓋于屏蔽層的上半部分。然后，形成柵極于第三介電層上。最后，形成源極于位于柵極的四周的磊晶層中。

于本發明的一或多個實施方式中，第四介電層為藉由熱氧化屏蔽層而形成。

于本發明的一或多個實施方式中，屏蔽層的頂面的高度在體區頂面的高度與底面高度之間。

于本發明的一或多個實施方式中，形成柵極于第三介電層的步驟前，更包括移除第二介電層的上半部分。

于本發明的一或多個實施方式中，第四介電層的頂面設置高度大于磊晶層的頂面的設置高度。

根據本發明另一實施方式，一種半導體元件包含基板、磊晶層、體區、第三介電層、屏蔽層、第四介電層、柵極以及源極。磊晶層位于基板上。體區位于磊晶層的上半部分中。第三介電層設置于磊晶層的第一溝渠中，并形成第二溝渠。屏蔽層具有上半部分與下半部分，其中下半部分設置于第二溝渠內，上半部分凸出于第三介電層。第四介電層覆蓋屏蔽層的上半部分。柵極設置于磊晶層中與第三介電層上，其中至少部分第四介電層設置于屏蔽層的上半部分與柵極之間。源極設置于位于柵極的四周的磊晶層中。

于本發明的一或多個實施方式中，至少部分該柵極位于該屏蔽層的該上半部分的上方。

于本發明的一或多個實施方式中，半導體元件更包含第一介電層與第二介電層。第一介電層設置于磊晶層與第三介電層之間，其中第一介電層的材質為二氧化硅。第二介電層設置于第一介電層與第三介電層之間，其中第二介電層的材質為氮化硅。

于本發明的一或多個實施方式中，第三介電層的材質為四乙氧基硅烷，第四介電層藉由熱氧化屏蔽層形成。

于本發明的一或多個實施方式中，屏蔽層的頂面高度在體區的頂面高度與底面的高度之間。

于本發明的一或多個實施方式中，第四介電層的設置高度大于磊晶層的頂面的設置高度。