專利名稱：具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，特別涉及一種具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，用于調(diào)整超級結(jié)鄰近溝槽側(cè)壁的摻雜濃度。
背景技術(shù)：
在功率晶體管組件中，漏極與源極間導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)電物質(zhì)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(fā)展出一種具有超級結(jié)(super junction)的功率晶體管組件，以兼具高耐壓能力以及低導(dǎo)通電阻。現(xiàn)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(qū)，且N型外延層與P型摻雜區(qū)構(gòu)成垂直基底之PN結(jié)，即超級結(jié)。然而，P型摻雜區(qū)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(cè)壁而越高。借此，P型摻雜區(qū)的表面摻雜濃度容易過高，使超級結(jié)中的電洞濃度與電子濃度分布不均勻，導(dǎo)致超級結(jié)的耐壓能力不佳。有鑒于此，降低用于形成超級結(jié)的摻雜區(qū)的表面摻雜濃度，以解決超級結(jié)結(jié)構(gòu)中的電洞濃度與電子濃度分布不均勻的問題實為業(yè)界努力的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，以解決超級結(jié)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(fā)明提供一種具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法。首先，提供一半導(dǎo)體基底，具有一第一導(dǎo)電類型。然后，在半導(dǎo)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(dǎo)電類型的丨第二導(dǎo)電類型。隨后，進行一第一熱趨入工藝，將摻雜物擴散到半導(dǎo)體基底中，以在溝槽兩側(cè)的半導(dǎo)體基底中分別形成兩個擴散摻雜區(qū)，其中各擴散摻雜區(qū)鄰近溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度不同于各擴散摻雜區(qū)遠離溝槽的側(cè)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(diào)整鄰近溝槽的側(cè)壁的各擴散摻雜區(qū)的摻雜濃度。為達上述的目的，本發(fā)明另提供一種具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法。首先，提供一半導(dǎo)體基底，具有一第一導(dǎo)電類型。接著，在半導(dǎo)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(dǎo)電類型的丨第二導(dǎo)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(dǎo)體基底中，以在溝槽兩側(cè)的半導(dǎo)體基底中分別形成兩個擴散摻雜區(qū)，其中各擴散摻雜區(qū)鄰近溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度不同于各擴散摻雜區(qū)遠離溝槽的側(cè)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(diào)整層，并進行一第二熱趨入工藝，以調(diào)整鄰近溝槽的側(cè)壁的各擴散摻雜區(qū)的摻雜濃度。隨后，移除摻雜濃度調(diào)整層。本發(fā)明利用斜角度離子植入工藝或在溝槽中填入摻雜濃度調(diào)整層并搭配熱趨入工藝，來調(diào)整各擴散摻雜區(qū)鄰近各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度，借此由各擴散摻雜區(qū)與半導(dǎo)體基底所構(gòu)成的超級結(jié)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(jié)耐壓能力不佳的問題。


圖1到圖8所示為本發(fā)明一優(yōu)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(qū)與N型半導(dǎo)體基底的摻雜濃度以及與各溝槽的側(cè)壁間的距離示意圖。圖10所示為各P型擴散摻雜區(qū)與N型半導(dǎo)體基底的摻雜濃度以及與各溝槽的側(cè)壁之間的距離示意圖。圖11與圖12所示為本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的超級結(jié)結(jié)構(gòu)的制作方法。其中，附圖標(biāo)記說明如下:100 功率晶體管組件102 半導(dǎo)體基底102a 基材102b 外延層104 墊層106 硬掩模層108 開口110 溝槽112 第一摻雜物來源層 114 擴散摻雜區(qū)116 斜角度離子植入工藝 118 濃度調(diào)整區(qū)120 絕緣層122 柵極絕緣層124 柵極導(dǎo)電層126 柵極結(jié)構(gòu)128 基體摻雜區(qū)130 源極摻雜區(qū)132 介電層132a 接觸洞134 接觸摻雜區(qū)136 阻障層138 源極金屬層140 漏極金屬層202 摻雜濃度調(diào)整層C1 第一曲線C2 第二曲線 C3 第三曲線C4 第四曲線 C5 第五曲線C6 第六曲線
具體實施例方式請參考圖1到圖8,圖1到圖8所示為本發(fā)明一優(yōu)選實施例的功率晶體管組件的制作方法示意圖。如圖 1所示，首先，提供一半導(dǎo)體基底102，且半導(dǎo)體基底102具有一第一導(dǎo)電類型。接著，在半導(dǎo)體基底102上形成一墊層104，例如二氧化硅(SiO2),但不限于此。然后，進行一沉積工藝，在墊層104上形成一硬掩模層106，例如氮化硅(Si3N4),但不限于此。接著，進行一光刻工藝，圖案化墊層104與硬掩模層106，在墊層104與硬掩模層106中形成多個開口 108，分別貫穿墊層104與硬掩模層106并曝露出半導(dǎo)體基底102。然后，以硬掩模層106為掩模，進行一蝕刻工藝，經(jīng)由各開口 108在半導(dǎo)體基底102中形成多個溝槽110。在本實施例中，半導(dǎo)體基底102可包括一基材102a，例如硅晶圓，以及一外延層102b，且外延層102b設(shè)在基材102a上。并且，各溝槽110貫穿外延層102b，并曝露出基材102a，但本發(fā)明不限于此，各溝槽110也可未貫穿外延層102b。此外，本發(fā)明的開口 108與溝槽110的數(shù)量不限為多個，也可分別僅為單一個。如圖2所示，接著，在各溝槽110中填入一第一摻雜物來源層112，且第一摻雜物來源層112覆蓋在硬掩模層106上。其中，第一摻雜物來源層112包含有多個具有不同于第一導(dǎo)電類型的丨第二導(dǎo)電類型的第一摻雜物。然后，進行一第一熱趨入工藝，將第二導(dǎo)電類型的第一摻雜物擴散到半導(dǎo)體基底102中，以在各溝槽110兩側(cè)的半導(dǎo)體基底102中分別形成兩個擴散摻雜區(qū)114，其中各擴散摻雜區(qū)114鄰近各溝槽110的側(cè)壁的摻雜濃度不同于各擴散摻雜區(qū)114遠離各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度。在本實施例中，由于各擴散摻雜區(qū)114是通過熱來擴散第一摻雜物而形成的，因此各擴散摻雜區(qū)114也具有第二導(dǎo)電類型，且各擴散摻雜區(qū)114的摻雜濃度分布會隨著越接近摻雜物來源層112而具有越高的摻雜濃度。也就是，各擴散摻雜區(qū)114鄰近各溝槽110的側(cè)壁的摻雜濃度大于各擴散摻雜區(qū)114遠離各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度，但本發(fā)明不限于此。并且，第一導(dǎo)電類型為N型，且第二導(dǎo)電類型為P型，但不限于此，本發(fā)明的第一導(dǎo)電類型與第二導(dǎo)電類型也可互換。另外，本實施例形成第一摻雜物來源層112的材料包含有硼娃玻璃(Boron silicate glass,BSG),但不限于此，本發(fā)明的第一摻雜物來源層112的材料可根據(jù)所欲形成的擴散摻雜區(qū)114的導(dǎo)電類型來決定。例如:當(dāng)?shù)诙?dǎo)電類型為P型時，形成第一摻雜物來源層的材料包括硼硅玻璃。當(dāng)?shù)诙?dǎo)電類型為N型時,形成第一摻雜物來源層的材料包括砷娃玻璃(arsenic silicateglass, ASG)或磷娃玻璃(phosphor silicate glass, PSG)。在本發(fā)明的其它實施例中，形成P型擴散摻雜區(qū)的方法也 可利用P型離子植入工藝，在N型半導(dǎo)體基底中植入P型第一摻雜物，然后進行第一熱趨入工藝來形成P型擴散摻雜區(qū)。如圖3所示，然后，進行另一蝕刻工藝，移除第一摻雜物來源層112。隨后，進行一斜角度離子植入(tilt-angle ion implantation)工藝116,以在鄰近各溝槽110的側(cè)壁的各P型擴散摻雜區(qū)114中植入多個第二摻雜物。接著，進行一第二熱趨入工藝，使第二摻雜物均勻擴散，以調(diào)整鄰近各溝槽110的側(cè)壁的各P型擴散摻雜區(qū)114的摻雜濃度。在本實施例中，斜角度離子植入工藝系為N型，以用于植入具有N型的第二摻雜物，因此一濃度調(diào)整區(qū)118會形成在鄰近各溝槽110的側(cè)壁的各P型擴散摻雜區(qū)114中。由于植入各P型擴散摻雜區(qū)114的N型第二摻雜物系與各P型擴散摻雜區(qū)114的P型第一摻雜物的導(dǎo)電類型不同，因此在各濃度調(diào)整區(qū)118中，N型第二摻雜物會與各P型擴散摻雜區(qū)114中的部分P型第一摻雜物中和，使各濃度調(diào)整區(qū)118中的P型第一摻雜物的摻雜濃度被調(diào)整到接近各P型擴散摻雜區(qū)114的P型第一摻雜物的摻雜濃度。借此，當(dāng)各P型擴散摻雜區(qū)114鄰近各溝槽110的側(cè)壁的摻雜濃度過大時，各P型擴散摻雜區(qū)114鄰近各溝槽110的側(cè)壁的摻雜濃度可被降低到接近各P型擴散摻雜區(qū)114的其它區(qū)域的摻雜濃度，且由各P型擴散摻雜區(qū)114與N型半導(dǎo)體基底102所構(gòu)成垂直于N型半導(dǎo)體基底102的PN結(jié)，即超級結(jié)，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(jié)耐壓能力不佳的問題。如圖4所示，在N型斜角度離子植入工藝116與第二熱趨入工藝之后，進行另一沉積工藝，在硬掩模層106上形成一絕緣材料層，例如:氧化硅，且絕緣材料層填滿于各溝槽Iio中。然后,進行一化學(xué)機械研磨(Chemical Mechanical Polishing,CMP)工藝,移除位在硬掩模層106上的絕緣材料層。接著，進行另一蝕刻工藝，移除位在開口 108中的絕緣材料層，以在各溝槽110中形成一絕緣層120。在本實施例中，絕緣層120的上表面約略與墊層104的上表面位在同一平面，但本發(fā)明并不限于此，絕緣層120的上表面也可介于墊層104的上表面與N型半導(dǎo)體基底102的上表面之間，或與N型半導(dǎo)體基底102的上表面位在同一平面。如圖5所示，隨后，移除硬掩模層106與墊層104，并曝露出N型半導(dǎo)體基底102。接著，進行一熱氧化工藝，在N型半導(dǎo)體基底102上形成一柵極絕緣層122。然后，在柵極絕緣層122與絕緣層120上覆蓋一導(dǎo)電材料層，例如多晶硅。隨后，進行另一光刻工藝，圖案化導(dǎo)電材料層，以在兩個相鄰溝槽110之間的N型半導(dǎo)體基底102上分別形成一柵極導(dǎo)電層124，作為功率晶體管組件的柵極，且各柵極導(dǎo)電層124與位在各柵極導(dǎo)電層124以及N型半導(dǎo)體基底102之間的柵極絕緣層122構(gòu)成一柵極結(jié)構(gòu)126。在本實施例中，柵極絕緣層122的上表面約略與絕緣層120的上表面位在同一平面，但不限于此。在本發(fā)明的其它實施例中，柵極結(jié)構(gòu)也可僅為單一個，而可在其中一溝槽的丨側(cè)的N型半導(dǎo)體基底上形成柵極結(jié)構(gòu)。如圖6所示，接著，以柵極導(dǎo)電層124為掩模，進行一 P型離子布值工藝以及另一熱趨入工藝，在各柵極結(jié)構(gòu)126兩側(cè)的N型半導(dǎo)體基底102中分別形成兩個P型基體摻雜區(qū)128，且各P型基體摻雜區(qū)128與各P型擴散摻雜區(qū)114以及P型濃度調(diào)降區(qū)118相接觸，并與各柵極結(jié)構(gòu)126部分重疊，以作為功率晶體管組件的基極。如圖7所示，然后，利用一掩模(圖未示)，進行一 N型離子布值工藝以及另一熱趨入工藝，在各P型基體摻雜區(qū)128中形成一 N型源極摻雜區(qū)130，分別與各柵極結(jié)構(gòu)126部分重疊，以作為功率晶體管組件的源極。本發(fā)明的柵極結(jié)構(gòu)126、P型基體摻雜區(qū)128以及N型源極摻雜區(qū)130并不限分·別具有多個，且也可僅具有單一個，并可依據(jù)實際需求來作相對應(yīng)調(diào)整。如圖8所示，接著，在柵極結(jié)構(gòu)126以及絕緣層120上覆蓋一介電層132，例如氧化硅。然后，進行另一光刻工藝，在介電層132中形成多個接觸洞132a，并移除部分柵極絕緣層122以及絕緣層120。各接觸洞132a曝露出N型源極摻雜區(qū)130與P型基體摻雜區(qū)128。接著，進行另一 P型離子植入工藝與另一熱趨入工藝，以在各P型基體摻雜區(qū)128中形成一P型接觸摻雜區(qū)134，以降低源極電阻。然后，進行另一沉積工藝，在介電層132上與接觸洞132a的側(cè)壁與底部覆蓋一阻障層136，例如鈦或氮化鈦。接著，在阻障層136上形成一源極金屬層138，且源極金屬層138填滿接觸洞132a，并覆蓋在介電層132上。并且，在N型半導(dǎo)體基底102下形成一漏極金屬層140。至此已完成本實施例的功率晶體管組件100。在本實施例中，形成源極金屬層138與漏極金屬層140的步驟可分別包含進行等離子濺鍍或電子束沉積等工藝，且源極金屬層138與漏極金屬層140可分別包括鈦、氮化鈦、鋁、鎢等金屬或金屬化合物，但不限于此。以下將進一步說明本實施例利用N型斜角度離子植入工藝與第二熱趨入工藝來降低各P型擴散摻雜區(qū)鄰近各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度的功效。請參考圖9，圖9所示為各P型擴散摻雜區(qū)與N型半導(dǎo)體基底的摻雜濃度以及距離各溝槽的側(cè)壁的長度的關(guān)系示意圖。如圖9所示，第一曲線C1代表未進行N型斜角度離子植入工藝與第二熱趨入工藝之前的各P型擴散摻雜區(qū)的摻雜濃度與距離各溝槽的側(cè)壁的長度的關(guān)系曲線；第二曲線C2代表進行N型斜角度離子植入工藝與第二熱趨入工藝之后的各P型擴散摻雜區(qū)的摻雜濃度與距離各溝槽的側(cè)壁的長度的關(guān)系曲線；以及第三曲線C3代表N型半導(dǎo)體基底的摻雜濃度與距離各溝槽的側(cè)壁的長度的關(guān)系曲線。由圖可知，鄰近各溝槽的側(cè)壁的各P型擴散摻雜區(qū)的摻雜濃度可因進行N型斜角度離子植入工藝與第二熱趨入工藝而被降低到接近遠離各溝槽的側(cè)壁的各P型擴散摻雜區(qū)的摻雜濃度，使由各P型擴散摻雜區(qū)與N型半導(dǎo)體基底所構(gòu)成的超級結(jié)可具有均勻的電洞濃度與電子濃度的分布比例，進而解決超級結(jié)耐壓能力不佳的問題。本發(fā)明的N型斜角度離子植入工藝的植入濃度與深度以及第二熱趨入工藝的加熱時間可根據(jù)所欲形成的超級結(jié)的耐壓能力來決定。在本發(fā)明的其它實施例中，當(dāng)各P型擴散摻雜區(qū)鄰近各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度小于各P型擴散摻雜區(qū)遠離各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度時，斜角度離子植入工藝可為P型斜角度離子植入工藝，以在鄰近各溝槽的側(cè)壁的各P型擴散摻雜區(qū)中植入多個P型摻雜物。并且，在第二熱趨入工藝之后，一濃度提升區(qū)會形成在鄰近各溝槽的側(cè)壁的各P型擴散摻雜區(qū)中，且鄰近各溝槽的側(cè)壁的各P型擴散摻雜區(qū)的摻雜濃度可被提升到接近遠離各溝槽的側(cè)壁的各P型擴散摻雜區(qū)的摻雜濃度。借此，當(dāng)各P型擴散摻雜區(qū)鄰近各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度過低時，利用P型斜角度離子植入工藝與第二熱趨入工藝可提升各P型擴散摻雜區(qū)鄰近各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度，使超級結(jié)可具有均勻的電洞濃度與電子濃度的分布比例。以下將進一步說明本實施例利用P型斜角度離子植入工藝與第二熱趨入工藝來提升各P型擴散摻雜區(qū)鄰近各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度的功效。請參考圖10，圖10所示為各P型擴散摻雜區(qū)與N型半導(dǎo)體基底的摻雜濃度以及距離各溝槽的側(cè)壁的長度的關(guān)系示意圖。如圖10所示，第四曲線C4代表未進行P型斜角度離子植入工藝與第二熱趨入工藝之前的各P型擴散摻雜區(qū)的摻雜濃度與距離各溝槽的側(cè)壁的長度的關(guān)系曲線；第五曲線C5代表進行P型斜角度離子植入工藝與第二熱趨入工藝之后的各P型擴散摻雜區(qū)的摻雜濃度與距離各溝槽的側(cè)壁的長度的關(guān)系曲線；以及第六曲線C6代表N型半導(dǎo)體基底的摻雜濃度與距離各溝槽的側(cè)壁的長度的關(guān)系曲線。由此可知，鄰近各溝槽的側(cè)壁的各P型擴散摻雜區(qū)的摻雜濃度可因進行P型斜角度離子植入工藝與第二熱趨入工藝而被提升，使由各P型擴散摻雜區(qū)與N型半導(dǎo)體基底所構(gòu)成的超級結(jié)可具有均勻的電洞濃度與電子濃度的分布比例，進而解決超級結(jié)耐壓能力不佳的問題。本發(fā)明的P型斜角度離子植入工藝的植入濃度與深度以及第二熱趨入工藝的加熱時間可根據(jù)所欲形成的超級結(jié)的耐壓能力來決定。本發(fā)明的功率晶體管組件的超級結(jié)結(jié)構(gòu)的制作方法并不以上述實施例為限。下文將繼續(xù)揭示本發(fā)明的其它實施例或變化形，然為了簡化說明并突顯各實施例或變化形之間的差異，下文中使用相同標(biāo)號標(biāo)注相同組件，并不再對重復(fù)部分作贅述。請參考圖11與圖12，且一并參考圖1與圖2以及圖4到圖8。圖11與圖12所示為本發(fā)明另一 優(yōu)選實施例的超級結(jié)結(jié)構(gòu)的制作方法。相較于上述實施例，本實施例的制作方法系利用第二摻雜物來源層來調(diào)整P型擴散摻雜區(qū)的摻雜濃度。本實施例的制作方法在形成P型擴散摻雜區(qū)的步驟之前與上述實施例相同，因此各P型擴散摻雜區(qū)鄰近各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度大于各P型擴散摻雜區(qū)遠離各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度，如圖1與圖2所示。接著，如圖11所示，移除第一摻雜物來源層112，然后在各溝槽中填入一摻雜濃度調(diào)整層202。其中，摻雜濃度調(diào)整層202系由一第二摻雜物來源層所構(gòu)成，且第二摻雜物來源層包括多個第二摻雜物。接著，進行第二熱趨入工藝，使第二摻雜物朝P型擴散摻雜區(qū)114擴散，以調(diào)整鄰近各溝槽110的側(cè)壁的各P型擴散摻雜區(qū)114的摻雜濃度。然后，如圖12所示，移除摻雜濃度調(diào)整層202。本實施例的后續(xù)步驟與上述實施例相同，如圖4到圖8所示，因此不再在此贅述。在本實施例中，第二摻雜物來源層系為N型，因此第二摻雜物為N型，且濃度調(diào)整區(qū)118會形成在鄰近各溝槽110的側(cè)壁的各P型擴散摻雜區(qū)114中。并且，形成第二摻雜物來源層的材料包括砷娃玻璃或磷娃玻璃，但不限于此。本發(fā)明形成第一摻雜物來源層與第二摻雜物來源層的材料系依據(jù)所具有的第一摻雜物與第二摻雜物的導(dǎo)電類型來決定。例如:當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型時，形成第一摻雜物來源層112的材料包含有硼硅玻璃，且形成第二摻雜物來源層的材料包括砷硅玻璃或磷硅玻璃。當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電類型為P型，且第二導(dǎo)電類型為N型時，形成第一摻雜物來源層112的材料包括砷硅玻璃或磷硅玻璃，且形成第二摻雜物來源層的材料包括硼硅玻璃，但本發(fā)明不以此為限。另外，由于植入各P型擴散摻雜區(qū)114的N型第二摻雜物系與各P型擴散摻雜區(qū)114的P型第一摻雜物的導(dǎo)電類型不同，因此在各濃度調(diào)整區(qū)118中，N型第一摻雜物會與各P型擴散摻雜區(qū)114中的部分P型第一摻雜物中和，使各濃度調(diào)整區(qū)118中的P型第一摻雜物的摻雜濃度被調(diào)整到接近各P型擴散摻雜區(qū)114的P型第一摻雜物的摻雜濃度。借此，當(dāng)各P型擴散摻雜區(qū)114鄰近各溝槽110的側(cè)壁的摻雜濃度過大時，各P型擴散摻雜區(qū)114鄰近各溝槽110的側(cè)壁的摻雜濃度可被降低到接近各P型擴散摻雜區(qū)114的遠離各溝槽110的側(cè)壁的摻雜濃度，且由各P型擴散摻雜區(qū)114與N型半導(dǎo)體基底102所構(gòu)成的超級結(jié)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(jié)耐壓能力不佳的問題。在本發(fā)明的其它實施例中，形成摻雜濃度調(diào)整層的材料也可包括單晶硅、多晶硅、非晶硅或硅氧化物等未摻雜材料，以在進行第二熱趨入工藝時，通過擴散原理將鄰近各溝槽的側(cè)壁的各P型擴散摻雜區(qū) 的P型第一摻雜物擴散到摻雜濃度調(diào)整層中，進而降低鄰近各溝槽的側(cè)壁的P型擴散摻雜區(qū)的摻雜濃度。此外，在本發(fā)明的其它實施例中，當(dāng)各P型擴散摻雜區(qū)鄰近各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度小于各P型擴散摻雜區(qū)遠離各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度時，第二摻雜物來源層的第二摻雜物也可為P型。此時，形成第二摻雜物來源層的材料系與形成第一摻雜物來源層的材料相同，且包括硼硅玻璃，但不限于此。借此，當(dāng)各P型擴散摻雜區(qū)鄰近各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度過低時，利用填入第二摻雜物來源層與第二熱趨入工藝可在鄰近各溝槽的側(cè)壁的各P型擴散摻雜區(qū)中形成濃度提升區(qū)，并提升各P型擴散摻雜區(qū)鄰近各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度，使超級結(jié)可具有均勻的電洞濃度與電子濃度的分布比例。綜上所述，本發(fā)明利用斜角度離子植入工藝或在溝槽中填入摻雜濃度調(diào)整層并搭配熱趨入工藝，在各擴散摻雜區(qū)鄰近各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度過高時降低其摻雜濃度，而在各擴散摻雜區(qū)鄰近各溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度過低時提升其摻雜濃度，借此由各擴散摻雜區(qū)與半導(dǎo)體基底所構(gòu)成的超級結(jié)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(jié)耐壓能力不佳的問題。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同 替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，其特征在于，包括: 提供一半導(dǎo)體基底，具有一第一導(dǎo)電類型； 在所述半導(dǎo)體基底中形成至少一溝槽； 在所述溝槽中填入一摻雜物來源層，其中所述摻雜物來源層包括多個摻雜物，且所述摻雜物具有不同于所述第一導(dǎo)電類型的丨第二導(dǎo)電類型； 進行一第一熱趨入工藝，將所述摻雜物擴散到所述半導(dǎo)體基底中，以在所述溝槽兩側(cè)的所述半導(dǎo)體基底中分別形成兩個擴散摻雜區(qū)，其中各所述擴散摻雜區(qū)鄰近所述溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度不同于各所述擴散摻雜區(qū)遠離所述溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度； 移除所述摻雜物來源層；以及 進行一斜角度離子植入工藝與一第二熱趨入工藝，以調(diào)整鄰近所述溝槽的側(cè)壁的各所述擴散摻雜區(qū)的摻雜濃度。
2.如權(quán)利要求1所述的具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，其特征在于，各所述擴散摻雜區(qū)鄰近所述溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度大于各所述擴散摻雜區(qū)遠離所述溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度，且所述斜角度離子植入工藝在鄰近所述溝槽的側(cè)壁的各所述擴散摻雜區(qū)中植入多個具有所述第一導(dǎo)電類型的摻雜物。
3.如權(quán)利要求1所述的具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，其特征在于，各所述擴散摻雜區(qū)鄰近所述溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度小于各所述擴散摻雜區(qū)遠離所述溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度，且所述斜角度離子植入工藝在鄰近所述溝槽的側(cè)壁的各所述擴散摻雜區(qū)中植入多個具有所述第二導(dǎo)電類型的離子。
4.如權(quán)利要求1所述的具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電類型為P型，且形成所 述摻雜物來源層的材料包括硼硅玻璃。
5.如權(quán)利要求1所述的具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電類型為N型，且形成所述摻雜物來源層的材料包括砷硅玻璃或磷硅玻璃。
6.如權(quán)利要求1所述的具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，其特征在于，在所述斜角度離子植入工藝與所述第二熱趨入工藝之后，所述制作方法另包括: 在所述溝槽中形成一絕緣層； 在所述溝槽的至少一所述側(cè)的所述半導(dǎo)體基底上形成一柵極結(jié)構(gòu)； 在所述柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)的所述半導(dǎo)體基底中分別形成兩個基體摻雜區(qū)，且各所述基體摻雜區(qū)分別與各所述擴散摻雜區(qū)相接觸，其中所述基體摻雜區(qū)具有所述第二導(dǎo)電類型；以及 在各所述基體摻雜區(qū)中分別形成一源極摻雜區(qū)。
7.一種具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，其特征在于，包括: 提供一半導(dǎo)體基底，具有一第一導(dǎo)電類型； 在所述半導(dǎo)體基底中形成至少一溝槽； 在所述溝槽中填入一第一摻雜物來源層，其中所述第一摻雜物來源層包括多個第一摻雜物，且所述第一摻雜物具有不同于所述第一導(dǎo)電類型的丨第二導(dǎo)電類型； 進行一第一熱趨入工藝，將所述第一摻雜物擴散到所述半導(dǎo)體基底中，以在所述溝槽兩側(cè)的所述半導(dǎo)體基底中分別形成兩個擴散摻雜區(qū)，其中各所述擴散摻雜區(qū)鄰近所述溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度不同于各所述擴散摻雜區(qū)遠離所述溝槽的側(cè)壁的摻雜濃度；移除所述第一摻雜物來源層； 在所述溝槽中填入一摻雜濃度調(diào)整層，并進行一第二熱趨入工藝，以調(diào)整鄰近所述溝槽的側(cè)壁的各所述擴散摻雜區(qū)之摻雜濃度；以及 移除所述摻雜濃度調(diào)整層。
8.如權(quán)利要求7所述的具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，其特征在于，所述摻雜濃度調(diào)整層是由一第二摻雜物來源層所構(gòu)成，且所述第二摻雜物來源層包括多個具有所述第一導(dǎo)電類型的第二摻雜物。
9.如權(quán)利要求8所述的具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型為N型，所述第二導(dǎo)電類型為P型，形成所述第一摻雜物來源層的材料包括硼硅玻璃，且形成所述第二摻雜物來源層的材料包括砷硅玻璃或磷硅玻璃。
10.如權(quán)利要求8所述的具有超級結(jié)之功率晶體管組件的制作方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型為P型，所述第二導(dǎo)電類型為N型，形成所述第一摻雜物來源層的材料包括砷硅玻璃或磷硅玻璃，且形成所述第二摻雜物來源層的材料包括硼硅玻璃。
11.如權(quán)利要求7所述的具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，其特征在于，所述摻雜濃度調(diào)整層是由一第二摻雜物來源層所構(gòu)成，且所述第二摻雜物來源層包括多個具有所述第二導(dǎo)電類型的第二摻雜物。
12.如權(quán)利要求11所述的具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電類型為P型，且形成所述第一摻雜物來源層與所述第二摻雜物來源層的材料分別包括硼娃玻璃。
13.如權(quán)利要求1 1所述的具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電類型為N型，且形成所述第一摻雜物來源層與所述第二摻雜物來源層的材料分別包括砷硅玻璃或磷硅玻璃。
14.如權(quán)利要求7所述的具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，其特征在于，形成所述摻雜濃度調(diào)整層的材料包括單晶硅、多晶硅、非晶硅或硅氧化物。
15.如權(quán)利要求7所述的具有超級結(jié)的功率晶體管組件的制作方法，其特征在于，在移除所述摻雜濃度調(diào)整層之后，所述制作方法另包括: 在所述溝槽中形成一絕緣層； 在所述溝槽的至少一所述側(cè)的所述半導(dǎo)體基底上形成一柵極結(jié)構(gòu)； 在所述柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)的所述半導(dǎo)體基底中分別形成兩個基體摻雜區(qū)，且各所述基體摻雜區(qū)分別與各所述擴散摻雜區(qū)相接觸，其中所述基體摻雜區(qū)具有所述第二導(dǎo)電類型；以及 在各所述基體摻雜區(qū)中分別形成一源極摻雜區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種功率晶體管組件的制作方法。首先，提供具有一第一導(dǎo)電類型的一半導(dǎo)體基底，并在半導(dǎo)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，并進行一第一熱趨入工藝，在半導(dǎo)體基底中分別形成具有一第二導(dǎo)電類型的兩個擴散摻雜區(qū)，其中各擴散摻雜區(qū)鄰近溝槽的摻雜濃度不同于各擴散摻雜區(qū)遠離溝槽的摻雜濃度。然后，移除摻雜物來源層，并進行一斜角度離子植入工藝與一第二熱趨入工藝，以調(diào)整鄰近溝槽的各擴散摻雜區(qū)的摻雜濃度。
文檔編號H01L21/265GK103247534SQ20121009076
公開日2013年8月14日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者林永發(fā), 徐守一, 吳孟韋, 張家豪 申請人:茂達電子股份有限公司