[发明专利]功率晶体管组件的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率晶体管组件的制作方法。

背景技术

在功率晶体管组件中，漏极与源极间导通电阻RDS(on)的大小与组件的功率消耗成正比，因此降低导通电阻RDS(on)的大小可减少功率晶体管组件所消耗的功率。于导通电阻RDS(on)中，用于耐压的外延层所造成的电阻值所占的比例为最高。虽然增加外延层中导电物质的掺杂浓度可降低外延层的电阻值，但外延层的作用是用于承受高电压。若增加掺杂浓度会降低外延层的崩溃电压，因而降低功率晶体管组件的耐压能力。

为了维持或提升功率晶体管组件的耐压能力，并降低外延层的电阻值，目前已发展出一种具有超级结(super junction)结构的功率晶体管组件，以兼具高耐压能力以及低导通电阻。习知制作功率晶体管组件的方法是在N型基底上形成一N型外延层，然后利用蚀刻制程于N型外延层中形成多个深沟槽。接着，在深沟槽中填入掺杂物来源层，并利用高温扩散的方法将掺杂物来源层中的P型掺杂物扩散至N型外延层中，以形成P型掺杂区，且N型外延层与P型掺杂区构成垂直基底的PN接面，即超级结结构。然而，P型掺杂区是利用扩散方式所形成，因此其掺杂浓度是随着越接近深沟槽的侧壁而越高。借此，P型掺杂区的表面掺杂浓度容易过高，使超级结结构中的电洞浓度与电子浓度分布不均匀，导致超级结结构的耐压能力不佳。

有鉴于此，降低P型掺杂区的表面掺杂浓度，以解决超级结结构中的电洞浓度与电子浓度分布不均匀的问题实为业界努力的目标。

发明内容

本发明的主要目的在提供一种降低扩散掺杂区的表面掺杂浓度的方法、超级结结构的制作方法以及功率晶体管组件的制作方法，以解决超级结结构中的电洞浓度与电子浓度分布不均匀的问题。

为达上述的目的，本发明提供一种超级结结构的制作方法。首先，提供一半导体基底，具有一第一导电类型。接着，在半导体基底中形成至少一沟槽。然后，在沟槽的两侧的半导体基底中分别形成两扩散掺杂区，其中各扩散掺杂区邻近沟槽的侧壁的掺杂浓度大于各扩散掺杂区远离沟槽的侧壁的掺杂浓度，且各扩散掺杂区具有不同于第一导电类型的一第二导电类型。随后，进行一热氧化制程，在沟槽的侧壁以及底部形成一氧化层，其中与沟槽的侧壁相接触的各扩散掺杂区的一部分与氧反应为氧化层的一部分。然后，移除氧化层。

为达上述的目的，本发明提供一种功率晶体管组件的制作方法。首先，提供一半导体基底，具有一第一导电类型。接着，在半导体基底中形成至少一沟槽。然后，在沟槽的两侧的半导体基底中分别形成两扩散掺杂区，其中各扩散掺杂区邻近沟槽侧壁的掺杂浓度大于各扩散掺杂区远离沟槽侧壁的掺杂浓度，且各扩散掺杂区具有不同于第一导电类型的一第二导电类型。随后，进行一热氧化制程，在沟槽的侧壁以及底部形成一氧化层，其中与沟槽的侧壁相接触的各扩散掺杂区的一部分与氧反应为氧化层的一部分。然后，移除氧化层。接着，在沟槽中形成一绝缘层。之后，在沟槽的至少一侧的半导体基底上形成一栅极结构。随后，在栅极结构的两侧的半导体基底中分别形成两基体掺杂区，且各基体掺杂区分别与各扩散掺杂区相接触，其中基体掺杂区具有第二导电类型。接着，于各基体掺杂区中分别形成一源极掺杂区。

为达上述的目的，本发明提供一种降低扩散掺杂区的表面掺杂浓度的方法。首先，提供一半导体基底，半导体基底具有一扩散掺杂区设于其中，且扩散掺杂区与半导体基底的一表面相接触，其中扩散掺杂区邻近表面的掺杂浓度大于扩散掺杂区远离表面的掺杂浓度。然后，进行一热氧化制程，在半导体基底的表面形成一氧化层，其中与表面相接触的扩散掺杂区的一部分与氧反应为氧化层的一部分。接着，移除氧化层。

本发明利用热氧化制程，使具有较高浓度的各扩散掺杂区与氧反应而成为氧化层，借此后续进行将氧化层移除的步骤会将具有较高浓度的扩散掺杂区的一部分移除，因此所留下的各扩散掺杂区的表面掺杂浓度可有效地被降低，以均匀化超级结结构中的电洞浓度与电子浓度，进而提升超级结结构的耐压能力。

附图说明

图1到图3为本发明一优选实施例的降低扩散掺杂区的表面掺杂浓度的方法示意图。

图4到图13为本发明一优选实施例的功率晶体管组件的制作方法示意图。

图14与图15为本发明另一优选实施例的超级结结构的制作方法。

其中，附图标记说明如下：

10半导体基底         10a  上表面

12扩散掺杂区         14氧化层

100功率晶体管组件    102半导体基底