[发明专利]高压金氧半导体组件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压金氧半导体组件及其制作方法，尤其涉及一种沟渠式高压金氧半导体组件及其制作方法。

背景技术

在功率半导体组件中，金氧半场效晶体管(MOSFET)具有高切换速度、低开关损耗、低驱动损耗的特性，广泛被应用于高频功率转换。不过，随着功率半导体组件所需承受的电压值提高，导通电阻会随之迅速增长，而导致导通损耗的比例大幅提高，使其应用受到极大的限制。

如图1与图1A所示，传统的高压金氧半场效晶体管的导通电阻(RDS(on))主要是由漂移区(drift zone)的电阻值(包括Rch、Ra、与Repi)决定。又，此金氧半场效晶体管的电压阻断(voltage blocking)能力主要是由漂移区的距离与掺杂浓度决定。为了提高电压阻断的能力，必须提高外延层的厚度并降低其掺杂浓度，然而，却会导致导通电阻值不成比例的提高。

不同耐压的金氧半场效晶体管，其导通电阻中各部分所占的比例也各有不同。如图中所示，对耐压30V的金氧半场效晶体管而言，其外延层电阻(Repi)仅为总导通电阻的29％；不过，对耐压600V的金氧半场效晶体管而言，外延层电阻(Repi)则是占据总导通电阻的96.5％。

为了降低高压金氧半场效晶体管的导通电阻。一个方法是增加晶体管的截面积以降低导通电阻。不过，此方法会导致晶体管组件的积极度降低，而造成成本的提高。另一个方法是引入少数载流子(minority carrier)导电以降低导通电阻。不过，此方法除了会导致开关速度降低，同时会产生拖尾电流(tailcurrent)，而导致开关损耗增加。

由于前述二种方法都有其应用上的缺陷，因此，如何设计出一种高压金氧半导体组件，不仅具有低导通电阻，同时具有高电压阻断能力，是本领域亟待处理的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压金氧半导体组件及其制作方法，可以有效降低导通电阻以降低耗损，同时具有高电压阻断能力。

本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

本发明的一实施例提供一种高压金氧半导体组件。此高压金氧半导体组件包括一第一导电型的本体、一导电结构、一第二导电型的第一井区、一第一导电型的源极掺杂区与一第二导电型的第二井区。其中，导电结构具有一第一延伸部与一第二延伸部。第一延伸部由本体的上表面朝向本体的内部延伸。第二延伸部沿着本体的上表面延伸。第一井区位于本体内，位于第二延伸部的下方，并且，第一井区与第一延伸部间隔一预设距离。源极掺杂区位于第一井区内。第二井区位于本体内，由第一延伸部的底部延伸至一漏极掺杂区附近。

在本发明的一实施例中，第一延伸部连接至第二延伸部，并且，第二延伸部连接至一栅极。

在本发明的一实施例中，第一延伸部与第二延伸部间具有一介电层，第一延伸部连接至一栅极，第二延伸部电性连接至源极掺杂区。

本发明亦提供一种高压金氧半导体组件的制作方法，包括下列步骤：(a)提供一第一导电型的基材；(b)于基材上制作一第一导电型的第一外延层；(c)利用一掩膜于第一外延层中定义一掺杂范围，并植入第二导电型的离子于第一外延层内，以构成一第一掺杂区；(d)重复前述步骤(b)与(c)至少一个循环；(e)制作一第二外延层于这些第一外延层上；(f)制作一沟渠暴露最上方的第一掺杂区；(g)制作一导电结构于第二外延层上，此导电结构具有一第一延伸部与一第二延伸部，第一延伸部位于沟渠内，第二延伸部沿着第二外延层的上表面延伸；(h)以此导电结构为屏蔽，植入第二导电型的离子于第二外延层内，以构成多个第一井区，并且，此第一井区与第一延伸部间隔一预设距离；(i)利用一掩膜定义源极的位置，并植入第一导电型的离子于第一井区内，以构成多个源极掺杂区；(j)沉积一介电层，并于介电层中制作多个接触窗，暴露位于介电层下方的源极掺杂区与第一井区；(k)通过介电层植入第二导电型的离子于第一井区内，以构成多个第二导电型的重掺杂区位于这些接触窗的下方。