[发明专利]具有沟槽式栅极结构的功率组件及其制作方法无效

申请号：	201110266823.5	申请日：	2011-09-09
公开（公告）号：	CN102738226A	公开（公告）日：	2012-10-17
发明（设计）人：	吴铁将;陈逸男;刘献文	申请（专利权）人：	南亚科技股份有限公司
主分类号：	H01L29/739	分类号：	H01L29/739;H01L29/423;H01L29/10;H01L21/331;H01L21/28
代理公司：	深圳新创友知识产权代理有限公司 44223	代理人：	江耀纯
地址：	中国台***	国省代码：	中国台湾;71
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摘要：
搜索关键词：	具有沟槽栅极结构功率组件及其制作方法
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【说明书】：

技术领域

本发明有关具有沟槽式栅极结构的功率组件和其制作的方法，特别是关于可增进功率组件的电流密度的结构及其制作方法。

背景技术

半导体组件是目前电子产品广泛使用的组件。随着电子装置对轻薄短小化以及高机能的需求以及半导体制程技术的发展，金氧半场效晶体管(MOSFET)以及结合MOSFET与双载子晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)的绝缘栅双极晶体管(IGBT)已成为大功率组件的主流。IGBT的运作如等效电路地将双极晶体管的基极电流以MOSFET控制。IGBT同时具有MOSFET的高速切换特性与双极晶体管的高电压/大电流处理能力两个特征。

典型的IGBT具有水平式或垂直式的结构，水平式的是IGBT指IGBT中的MOSFET为水平设计；而垂直式的IGBT是指IGBT中的MOSFET为沟槽状深入基底中，然而现今的IGBT中的MOSFET多采取垂直式设计，其利用基底的背面作为漏极，而于半导体基底的正面制作多个晶体管的源极与栅极，以提升组件密度。

IGBT是以MOSFET来驱动双载子晶体管，而双载子晶体管的基极电流是由MOSFET的源极所提供，为了要增加IGBT的操作效能，依然有必要增加基极电流的电流密度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种功率组件，其可以增加绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)的电流密度。

根据本发明的第一较佳实施例，本发明提供一种具有沟槽式栅极结构的功率组件，包含：一基底包含一第一表面和一第二表面与第一表面相对，一主体区具有一第一导电型态设置于基底中，一基极区具有一第二导电型态设置于主体区中，一阴极区具有第一导电型态设置于基极区中，一阳极区具有第二导电型态设置于基底中，并且阳极区接近第二表面，一沟槽设置于基底中并且沟槽由第一表面延伸至主体区，阴极区环绕沟槽，其中沟槽具有一类波浪形侧壁，一栅极结构设置于沟槽中以及一累积区沿着类波浪形侧壁设置于主体区中。

根据本发明的第二较佳实施例，本发明提供一种具有沟槽式栅极结构的功率组件的制作方法，包含：首先提供一基底包含一主体区，主体区具有一第一导电型态，其中基底具有一第一表面和一第二表面和第一表面相对，然后形成一第一沟槽于主体区中，其中第一沟槽具有一第一开口，再形成一掩膜层于第一沟槽的侧壁，其后再以掩膜层作为掩膜，形成一第二沟槽具有一第二开口，第二沟槽系由第一沟槽一侧壁的一底部延伸，其中第二开口较第一开口小，最后移除掩膜层。

根据本发明的第三较佳实施例，本发明提供一种具有沟槽式栅极结构的功率组件，包含：一基底包含一第一表面和一第二表面与第一表面相对，一主体区具有一第一导电型态设置于基底中，一基极区具有一第二导电型态设置于主体区中，一阴极区具有第一导电型态设置于基极区中，一阳极区具有第二导电型态设置于基底中，并且阳极区接近第二表面，一复合式沟槽设置于基底中并且复合式沟槽由第一表面延伸至主体区，阴极区环绕复合式沟槽，其中复合式沟槽包含一第一沟槽和一第二沟槽，第二沟槽系由第一沟槽的一侧壁的一底部延伸，并且复合式沟槽包含一类波浪形侧壁，一栅极结构设置于复合式沟槽中以及一累积区沿着类波浪形侧壁设置于主体区中。

类波浪形侧壁使得累积区延长，由于累积区系用来提供IGBT电子，因此延长的累积区可以提供IGBT更多的电子，更加增进IGBT的效能。

附图说明

图1至图6为根据本发明的第一较佳实施例所绘示的一种具有沟槽式栅极结构的功率组件的制作方法。

图7绘示的是一具有沟槽式栅极结构的功率组件的变化型态。

其中，附图标记说明如下：

10 基底 33 第三沟槽

12 第一表面 34 栅极

14 第二表面 36 栅极介电层

16 主体区 38 基极区

18 缓冲区 40 阴极区

20 漂移区 42 欧姆接触区

22 第一沟槽 44 阳极区