[发明专利]功率金氧半导体组件

说明书

技术领域

本发明是有关一种半导体装置，特别是指一种双倍扩散型金氧半导体 (DMOS)功率组件及其制作流程。

背景技术

功率金氧半导体组件普遍应用于电子电路中，基于其应用，不同装置各 有其特征。一普通应用为直流-直流转换器，其中包含了作为同步整流器的功 率金氧半导体组件(也参考单结型场效晶体管的低电压端)及另一作为控制 开关的功率金氧半导体组件(也参考单结型场效晶体管的高电压端)。单结型 场效晶体管的低电压端需要一小型的开启电阻来达到良好的功率切换效能， 而单结型场效晶体管的高电压端则需要一小型的栅极电容以得到快速的切换 及良好的执行。

晶体管的开启电阻值(R_dson)是与通道长度(L)成正比，而与每单位区 域的主动胞数量(W)成反比。为了降低开启电阻值，可利用较浅薄的源极 与基体来减少通道长度，并利用降低主动胞的大小以增加每单位区域中主动 胞的数量。然而，由于穿透现象使通道长度L有了极限，而由于制造技术及 为使主动胞中源极和基体范围两者间具有良好的接触，使得每单位区域的主 动胞数量受到局限。由于沟道长度及主动胞密度的增加，栅极电容数也随之 增加，低组件电容可减少切换损失。在一些应用中，如同步整流器，基体二 极管的储存电量与顺向压降也造成效能的流失，这些因素一同使双倍扩散型 金氧半导体的执行效能受到限制。

双倍扩散型金氧半导体的功率组件中开启电阻与门极电容若可利用当前 可达成的技术而减少，以改进功率切换的可靠度和功率消耗。其更可应用于 发展实用流程提升双倍扩散型金氧半导体功率组件的产品可靠度。

附图说明

本发明的若干实施例将在随后的具体描述和相关附图中进一步说明：

图1为双倍扩散型金氧半导体(DMOS)组件之一实施例的剖视图；

图2为降压型转换器电路范例的示意图；

图3A至图3P为图1中一种制造组件100的流程剖视图；

图4为双倍扩散型金氧半导体组件的另一实施例的剖视图，其中的反穿 透植入区域是沿着沟槽壁及沟槽底部连续植入；

图5为双倍扩散型金氧半导体组件的另一实施例的剖视图，在接触沟槽 中包含一肖特基晶体管；

图6为双倍扩散型金氧半导体组件的另一实施例的剖视图，其中包含一 肖特基晶体管；

图7为本发明中利用双倍接触蚀刻流程形成组件的剖视图；

图8为双倍扩散型金氧半导体的另一实施例的剖视图。

具体实施方式

本发明是提供一种功率金氧半导体组件，其可利用众多方法来实现，包 括利用一流程、装置、系统、成分组成、以及计算机读取媒体，如计算机存 取媒体或计算机网络，其中程序指令是透过光学或电力通讯连结来传送。在 本说明书中所述的实施方式或本发明可达成的其它形式，皆为相关技术，一 般来说，本发明所公开的步骤顺序在本发明的范畴中可进行更改。

本发明所提供的一个或多个实施例是由图式详细说明如下，本发明虽由 这些实施例来描述，但并不以此些实施例局限本发明的范围，本发明的范畴 仅以权利要求为限，并包含数种替代方案、修改及等价物。为了使本发明被 详细了解，以下叙述是陈述数种具体描述，其是提供范例，并且依据权利要 求所述者实行，不包含部分或所有的具体描述。为使目的明确，在本发明技 术领域内所使用的技术材料不再详细叙述。

一种经改良的双倍扩散型金氧半导体组件及其制造流程是被公开。此组 件中包含一漏极(drain)、一基体(body)及一源极(source)，本组件的栅 极(gate)是设置于一栅极沟槽(gate trench)中，穿过源极与基体而延伸至 漏极内；邻近栅极沟槽且在源极附近设有一源极基体接触沟槽(source body contact trench)，其中包含有一沿着沟槽壁设置的反穿透植入区域(anti-punch through implant)；栅极的顶表面从基体的顶表面上方延伸而过，以确保栅极 与源极有交迭(overlap)，并使源极区域较浅。制造本组件的流程包括在基板 上形成一硬屏蔽(hard mask)，再穿过硬屏蔽于基板上形成一栅极沟槽，于 栅极沟槽中置入栅极材料，接着移除硬屏蔽而留下一栅极结构，形成一具有 沟槽壁的源极基体接触沟槽，最后形成一反穿透植入区域。