[发明专利]功率装置的耐压终止结构

说明书

技术领域

本发明涉及功率半导体装置技术领域，特别是涉及一种具有超级接面(super-junction)的功率金氧半场效晶体管(power MOSFET)装置，特别是功率MOSFET装置的外围耐压终端(termination)结构和其制作方法。

背景技术

功率半导体装置常应用在电源管理的部分，例如，切换式电源供应器、计算机中心或周边电源管理IC、背光板电源供应器或马达控制等等用途，其种类包含有绝缘闸双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)、金氧半场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET)与双载子接面晶体管(bipolar junction transistor，BJT)等装置。其中，由在MOSFET可以节省电能且可以提供较快的装置切换速度，因此被广泛地应用在各领域中。

在现今功率装置中，基底的设计是P型外延层和N型外延层交替设置，所以在基底中会存在有多个垂直在基底表面的PN接面，而且这些PN接面互相平行，又被叫做是超级接面结构。在现今制作超级接面结构的技术中，会先在一第一导电型基材(例如：N型基材)上成长一第一导电型外延层(例如：N型外延层)，然后利用一第一屏蔽在第一导电型外延层上蚀刻出多个沟渠，接着填入一掺质来源层在各沟渠中，再进行一化学机械抛光(chemical mechanical polishing，CMP)工艺，使得P型外延层的上表面和第一导电型外延层的上表面切齐。随后进行一热驱入(drive-in)工艺，将P型外延层的掺质扩散到各沟渠周围的第一导电型基材中，以形成包围各沟渠的第二导电型基体掺杂区(例如：P型基体掺杂区)。而多个第二导电型基体掺杂区和第一导电型基材的接触面即构成超级接面结构。

但是，上述先前技艺仍有许多问题需要进一步解决。举例来说，由於N型外延层和掺质来源层的接触面在热驱入前即存在有接触不良的情形，经由热驱入的步骤后，易产生掺质浓度在N型外延层中分布不均匀的问题，因此无法提供非常平整一致的PN接面，导致功率装置的耐压能力受到影响。除此之外，前述的超级接面结构是被设置在一晶胞区(cell region)内，其被一外围耐压区(edge termination region)包围起来，如果外围耐压区内的耐压终端结构(termination structure)设计不好，轻者可以能影响到装置的崩溃电性，严重者会导致装置的损坏。可以知道，仍然需要一种改进的超级接面功率半导体装置和其制作方法，以解决现今技术的问题。

发明内容

本发明的目的在提供一种超级接面功率MOSFET装置，其具有改进的耐压终端结构，能够解决先前技艺的不足和缺点。

本发明提供一种功率装置的耐压终端结构，包含有一第一导电型基底、一第一导电型外延层，设在第一导电型基底上、一沟槽，位在第一导电型外延层中、一第一绝缘层，位在沟槽中、一第一导电层，位在沟槽中，且重叠设在所述的第一绝缘层上、和一第二导电型基体掺杂区，位在沟槽旁的第一导电型外延层中，且和第一导电层直接接触。其中第一导电层和第一绝缘层直接接触，且第一导电层的表面和第一导电型外延层的表面切齐。第一导电层包含有多晶硅、钛、氮化钛或铝等导电材。

附图说明

图1到图16是一种功率半导体装置的制作方法。

其中，附图标记说明如下：

具体实施方式

图1到图16是依据本发明一优选实施例所绘示的制作功率装置的方法示意图，功率装置可以包含沟槽式的功率MOSFET，而其中附图中相同的装置或部位会用相同的符号来表示。需注意的是，附图是以说明作为目的，并未依照原尺寸作图。