[发明专利]半导体功率器件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体功率器件及其制作方法，尤其涉及一种具有超结(super junction)结构的半导体功率器件(例如功率晶体管)及其制作方法。

背景技术

已知，在功率器件中，其基底的设计通常为P型与N型半导体交替设置，因此在基底中会存在有多个垂直于基底表面的PN结，且该些PN结是互相平行的，又称为超结结构，此种结构具有耐压低阻抗的优点。

然而，采用上述超结结构来设计功率器件时，由于器件的耐压终止区(withstanding termination region)基底的浓度已经提高，故对于现有的浮置环(floating ring)或场效电板(field plate)的终止区设计来说，其耐压效果已明显不足。

发明内容

本发明的目的，即提供一种改良的半导体功率器件及其制作方法，以解决现有技术的不足与缺点。

为达上述目的，本发明提出一种半导体功率器件，包含有一晶胞区域，设于一半导体基底上；至少一晶体管器件，设于所述晶胞区域内；一周边耐压区域，环绕所述晶胞区域；多个岛状的第一外延层，设于所述周边耐压区域内；以及一格状的第二外延层，设于所述周边耐压区域内且环绕各所述第一外延层，将多个所述岛状的第一外延层彼此区隔开。

其中所述多个岛状的第一外延层具有第一导电型，所述半导体基底具有第二导电型，所述格状的第二外延层具有所述第二导电型。其中可进一步包含有一第二导电型的第三外延层，介于所述第一外延层、第二外延层与所述半导体基底之间。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文中特举优选实施方式并配合附图作详细说明如下。然而如下的优选实施方式与附图仅供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为超结功率晶体管的布局仰视图。

图2为图1的局部放大示意图。

图3为沿着图2中切线I-I’所作的横断面示意图。

图4为超结功率晶体管的局部放大仰视图。

图5为沿着图4中切线II-II’所作的横断面示意图。

图6为依据本发明第三实施例所绘示的超结功率晶体管的横断面示意图。

图7为依据本发明第四实施例所绘示的超结功率晶体管的横断面示意图。

图8为超结功率晶体管的局部放大仰视图。

图9为沿着图8中切线III-III’所作的横断面示意图。

图10至图19例示出超结功率晶体管的制作方法，其中以制作图6中的超结功率晶体管为例来做说明。

图20为晶圆在外延层中进行沟槽刻蚀后的仰视示意图。

其中，附图标记说明如下：

1～5  超结功率晶体管 111  图案化硬掩膜

10    半导体基底     111a 开口

11    外延层         112  外延层

22    栅极氧化层     112a 沟槽结构

24    栅极           112b 沟槽结构

26    场氧化层       120  岛状外延层

30    层间介电层     130  离子井

34    金属层         132  源极掺杂区

34a   接触插塞       230  接触洞

60    芯片区域       330  掺杂带

90    划线区域       430  掺杂带

100   晶胞区域       602  栅极结构

101   过渡区         630  护环掺杂区

102   周边耐压区域   634  金属层

110   外延层         634a 接触插塞

110’ 端部           702  场效电板

110a  外延层

具体实施方式

下文中将借由附图来详细说明本发明的技术特征，其中各附图中相同的组件或部位会沿用相同的符号来表示。需注意的是，各附图是以说明为目的，其并未依照原尺寸作图。此外，下文中所提及的“第一导电型”以及“第二导电型”是用以描述不同材料间的相对导电型种类。举例而言，其可分别对应至P型以及N型，然而，其也可分别对应至N型以及P型。