專利名稱：功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管結(jié)構(gòu)及其制程方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管(Power M0SFET)結(jié)構(gòu)及其 制程方法，尤指具有雪崩能量改進(jìn)及可達(dá)淺結(jié)(shallow junction)的功率金屬氧化物半導(dǎo) 體場效晶體管。
背景技術(shù)：
功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管(Power M0SFET)已被廣泛使用在許多的應(yīng)用 上，例如分離組件、光電子組件、電源控制組件、直流對直流轉(zhuǎn)換器、馬達(dá)驅(qū)動等。這些應(yīng)用 需要一個(gè)特殊的崩潰電壓、低導(dǎo)通電阻、高開關(guān)切換速度、和廣大的安全操作區(qū)域。除此之 外，對大部分的應(yīng)用來說，功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管需要能夠在有電感性負(fù)載的 情形發(fā)生時(shí)被導(dǎo)通與截止。當(dāng)功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管從導(dǎo)通被切換至截止時(shí)， 此感應(yīng)負(fù)載會在源極與漏極之間感應(yīng)出一電磁力，并加快雪崩崩潰電流的增加速度；而當(dāng) 寄生的雙極性晶體管被導(dǎo)通時(shí)，組件便會毀損。 因此，在這種情形之下，功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管必須保持大量的壓力 來避免破壞性失敗的發(fā)生，此種能力即被稱為組件的「強(qiáng)健性(ruggedness)」。 一般而言， 功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管的強(qiáng)健性是被定義在一個(gè)單一脈波電感性負(fù)載切換 (Undamped Inductive load Switching,UIS)的測試下，還能保持雪崩崩潰電流的雪崩崩 潰能量的電流值。 然而，由于目前的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管產(chǎn)品不斷的在追求低導(dǎo)通 電阻(turn-on resistance)，采用的手段是不斷的以微縮組件的記憶單元間距(cell pitch)，以使記憶單元密度(cell density)增加。然而，在縮小記憶單元間距的設(shè)計(jì)下，雖 然達(dá)到導(dǎo)通電阻下降的目的，但確也增加了整體電容值(Capacitance)及降低了組件的雪 崩崩潰會隨(Avalanche Energy)。 因此，如何發(fā)展出一種功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管的結(jié)構(gòu)及其制程方法， 使其具有低導(dǎo)通電阻外更具有較佳的雪崩能量，將是本發(fā)明所要積極批露之處。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述已知功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管產(chǎn)品的缺憾，發(fā)明人有感其未 臻于完善，遂竭其心智悉心研究克服，憑其從事該項(xiàng)產(chǎn)業(yè)多年的累積經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而研發(fā)出一種 具有一溝道式場板阱(Field Plate Trench)設(shè)計(jì)的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管結(jié) 構(gòu)及其制造方法，其是在組件單一單元(Single cell)的源極接點(diǎn)區(qū)加入一場板阱設(shè)計(jì)，以 期達(dá)到淺結(jié)(shallow junction)低導(dǎo)通電阻及較佳的雪崩崩潰能量提升的目的。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一較佳實(shí)施態(tài)樣是提供一種功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效 晶體管結(jié)構(gòu)的制程方法，其包含下列步驟(a)提供一襯底作為漏極，其上具有一外延層； (b)在所述外延層上蝕刻出一柵極淺溝道結(jié)構(gòu)及一源極淺溝道結(jié)構(gòu)；(c)在所述淺溝道的 側(cè)壁及底部形成氧化物層，并在所述溝道內(nèi)沉積多晶硅結(jié)構(gòu)；(d)進(jìn)行一第一次離子注入制程，以在所述外延層中形成一淺基體結(jié)；(e)進(jìn)行一第二次離子注入制程，以在所述外延 層中形成一淺源極結(jié)；(f)沉積一介電質(zhì)層，利用掩模光刻制程在所述外延層中蝕刻所述 源極淺溝道結(jié)構(gòu)以形成一源極接點(diǎn)區(qū)；(g)進(jìn)行一傾角離子注入制程，以在所述源極淺溝 道結(jié)構(gòu)兩側(cè)的所述外延層中各形成一重?fù)诫s區(qū)；及(h)沉積一金屬導(dǎo)線以與所述源極接點(diǎn) 區(qū)接觸而形成一源極金屬導(dǎo)線。 為達(dá)上述目的，本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式是提供一種功率金屬氧化物半導(dǎo)體 場效晶體管結(jié)構(gòu)的制程方法，其包含下列步驟提供一襯底作為漏極，其上具有一外延層； (a)進(jìn)行一第一次離子注入制程，以在所述外延層中形成一淺基體結(jié)；(b)進(jìn)行一第二次離 子注入制程，以在所述外延層中形成一淺源極結(jié)；(c)在所述外延層上蝕刻出一柵極淺溝 道結(jié)構(gòu)及一源極淺溝道結(jié)構(gòu)；(d)在所述淺溝道的側(cè)壁及底部形成氧化物層，并在所述溝 道內(nèi)沉積多晶硅結(jié)構(gòu)；(e)沉積一介電質(zhì)層，利用掩模光刻制程在所述外延層中蝕刻所述 源極淺溝道結(jié)構(gòu)以形成一源極接點(diǎn)區(qū)；(f)進(jìn)行一傾角離子注入制程，以在所述源極淺溝 道結(jié)構(gòu)兩側(cè)的所述外延層中各形成一重?fù)诫s區(qū)；及(g)沉積一金屬導(dǎo)線以與所述源極接點(diǎn) 區(qū)接觸而形成一源極金屬導(dǎo)線。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述襯底為N+型紅磷襯底，在所述襯底下具有一導(dǎo)電金 屬層，所述外延層為型外延層，所述N+型紅磷襯底具有0 0. 0015 Q -cm的電阻值。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述柵極淺溝道結(jié)構(gòu)及所述源極淺溝道結(jié)構(gòu)的縱橫比約 為1 : 6，所述淺溝道結(jié)構(gòu)在所述外延層中的蝕刻深度約為0. 5 1. 5 ii m。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述淺基體結(jié)為一 P—淺基體結(jié)，所述淺源極結(jié)為一 N+淺 源極結(jié)，所述重?fù)诫s區(qū)為一 P+重?fù)诫s區(qū)。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一及第二次離子注入制程為全面性注入制程。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述源極接點(diǎn)區(qū)在所述外延層中的蝕刻深度約為0. 1 0. 7um。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述傾角離子注入制程包含兩次旋轉(zhuǎn)傾角離子注入制 程，其傾角約為正負(fù)7度。 為達(dá)上述目的，本發(fā)明的再一較佳實(shí)施方式是提供一種功率金屬氧化物半導(dǎo)體場 效晶體管結(jié)構(gòu)，其包含一襯底，在所述襯底的下表面具有一漏極金屬導(dǎo)線以作為漏極接 點(diǎn)；一外延層，是成長在所述襯底上，其中所述外延層更具有一柵極淺溝道結(jié)構(gòu)及一源極淺 溝道結(jié)構(gòu)，在所述些淺溝道結(jié)構(gòu)的側(cè)壁及底部形成有氧化物層并沉積有多晶硅結(jié)構(gòu)以填滿 所述淺溝道結(jié)構(gòu)；一淺基體結(jié)，位于所述外延層中，是藉由一第一次離子注入制程所形成； 一淺源極結(jié)，位于所述淺基體結(jié)之上，是藉由一第二次離子注入制程所形成；一介電質(zhì)層， 形成于所述柵極淺溝道結(jié)構(gòu)上；一源極接點(diǎn)區(qū)，是藉由蝕刻所述外延層及所述源極淺溝道 結(jié)構(gòu)所形成；二重?fù)诫s區(qū)，位于所述源極淺溝道結(jié)構(gòu)兩側(cè)的所述外延層中，是藉由一傾角離 子注入制程所形成；及一源極金屬導(dǎo)線，沉積在所述介電質(zhì)層及所述源極接點(diǎn)區(qū)上以與所 述源極接點(diǎn)區(qū)接觸。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述襯底為N+型紅磷襯底，所述外延層為N—型外延層，所 述N+型紅磷襯底具有0 0. 0015 Q -cm的電阻值。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述柵極淺溝道結(jié)構(gòu)及所述源極淺溝道結(jié)構(gòu)的縱橫比約 為1 : 6，所述淺溝道結(jié)構(gòu)在所述外延層中的蝕刻深度約為0. 5 1. 5 ii m。
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在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述淺基體結(jié)為一 P—淺基體結(jié)，所述淺源極結(jié)為一 N+淺 源極結(jié)，所述重?fù)诫s區(qū)為一 P+重?fù)诫s區(qū)。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一及第二次離子注入制程為全面性注入制程。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述源極接點(diǎn)區(qū)在所述外延層中的蝕刻深度約為0. 1 0. 7um。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述傾角離子注入制程包含兩次旋轉(zhuǎn)傾角離子注入制 程，其傾角約為正負(fù)7度。


圖1至圖5為本發(fā)明較佳具體實(shí)施例的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管結(jié)構(gòu)的 制造流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
為充分了解本發(fā)明的目的、特征及功效，現(xiàn)藉由下述具體的實(shí)施例，并配合附圖， 對本發(fā)明做一詳細(xì)說明，說明如后 請參見圖1至圖5，是本發(fā)明較佳具體實(shí)施例的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體 管結(jié)構(gòu)的制造流程示意圖，其中將以N通道型為示例予以說明。如圖所示，本發(fā)明的功率金 屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管結(jié)構(gòu)的制法包含下列步驟首先，提供一襯底21，在所述襯底 21上具有一外延層23，然后在所述外延層23上成長一氧化層25。在本實(shí)施例中，所述襯 底21可為高濃度摻雜的N+型紅磷襯底(Red phosphorous Substrate)，所述外延層23可 為N—型外延層(N—typeEpitaxy layer)，而所述氧化層25可為二氧化硅層(Si02)并可利用 一熱氧化制程來形成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，所述襯底21可作為所述功率金屬氧化物 半導(dǎo)體場效晶體管結(jié)構(gòu)的漏極，其下方表面可鍍上一導(dǎo)電金屬層以作為漏極接點(diǎn)(請見圖 5的漏極金屬導(dǎo)線47);所述襯底21亦可為一硅襯底；所述氧化層25是做為掩模層用；而
所述型紅磷襯底的電阻值較佳為具有0 0. 0015 Q -cm的電阻值。
請參見圖2，接著在所述氧化層25上透過掩模光刻制程(Maskphotolithogr即h) 的方式形成圖案化的一光阻層27 (Photo Resist)，并以所述光阻層27為蝕刻掩模來蝕刻 所述氧化層25，之后再蝕刻所述外延層23，進(jìn)而形成一源極淺溝道結(jié)構(gòu)28及二柵極淺溝道 結(jié)構(gòu)29a、29b。所述淺溝道結(jié)構(gòu)28、29a及29b在所述外延層23中的蝕刻深度可為0. 5 1.5iim，在本實(shí)施例中約為0. 7 0. 9iim，且較佳為具有約H : W=l : 6的高縱橫比(high aspect ratio, H/W)。接著進(jìn)行移除步驟，留下所述襯底21、所述外延層23及所述淺溝道 結(jié)構(gòu)28、29a及29b。 請參見圖3，接著以熱氧化制程形成一氧化硅層31在所述外延層23的表面及 所述淺溝道結(jié)構(gòu)28、29a及29b的側(cè)壁及底部，之后進(jìn)行一多晶硅層(PolySilicon)的沉 積并填滿所述淺溝道結(jié)構(gòu)28、29a及29b，最后再蝕刻部分的所述多晶硅層及所述外延層 23表面的所述氧化硅層31，而留下所述淺溝道結(jié)構(gòu)28、29a及29b內(nèi)的氧化硅層31及多 晶硅結(jié)構(gòu)33。接著，進(jìn)行第一次離子注入制程以在所述外延層23中形成一 P—淺基體結(jié) 35 (shallow P-body junction)，再進(jìn)行第二次離子注入制程以在所述外延層23中形成一 N+淺源極結(jié)37 (shallow source junction)，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。在本實(shí)施例中，所述第一次及第二次離子注入可用全面性(blanket implantation)注入制程以節(jié)省掩模光刻制程 的次數(shù)及成本，然也可采用掩模的方式來形成基體結(jié)或源極注入。第一次離子注入制程的 濃度可為3E12 7E13，能量可為40keV-200keV，使所述P_淺基體結(jié)35在所述外延層23 的注入深度可為0. 45 1. 45 ii m ;而第二次離子注入制程的濃度約為1E15_2E16，能量可為 40-100keV，使所述淺源極結(jié)37在所述外延層23的深度約為0. 1 0. 4 y m。
前述實(shí)施例中是先進(jìn)行所述淺溝道結(jié)構(gòu)2S、29a及29b的制作，接著才進(jìn)行所述 P-淺基體結(jié)35及所述N+淺源極結(jié)37的注入；而在另一實(shí)施例中，其程序可互相調(diào)換，即先 進(jìn)行所述P—淺基體結(jié)35及所述N+淺源極結(jié)37的注入，再進(jìn)行所述淺溝道結(jié)構(gòu)28、 29a及 29b的制作。其注入與制作方式皆相同，僅順序不同。 請參見圖4，隨后沉積 一 介電質(zhì)層39，再透過掩模光刻制程 (Maskphotolithogr即h)的方式形成一圖案化的光阻層(圖未示)，以對所述介電質(zhì)層39 進(jìn)行部分蝕刻。接著，去除掉上述光阻層后，以剩余下來的所述介電質(zhì)層39當(dāng)做掩模層， 向下蝕刻所述外延層23 (Si etch)。在本實(shí)施例中，所述介電質(zhì)層39可為硼磷硅酸鹽玻璃 (Boron-Phosphosilicate glass, BPSG)介電質(zhì)層。 上述所述外延層23的蝕刻深度可做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整(Si etch d印thadjustment)，其 蝕刻深度可為0. 1 0. 7 ii m，而在本實(shí)施例中約為0. 3 0. 5 ii m。所述外延層23經(jīng)過黃 光顯影及蝕刻后所形成的開口即為一源極接點(diǎn)區(qū)41 (Source contact)。其中，由于蝕刻選 擇比的關(guān)系，蝕刻制程對于所述外延層23及所述多晶硅結(jié)構(gòu)33的蝕刻速度不一，對于所 述多晶硅結(jié)構(gòu)33的蝕刻速度會較為快速而造成高度差(Si/Poly Si st印height, poly recess)，如圖5所示的所述多晶硅結(jié)構(gòu)33表面低于所述源極接點(diǎn)區(qū)41的表面的情形，此 種結(jié)構(gòu)將影響后續(xù)重?fù)诫s的結(jié)分布分布。 請繼續(xù)參見圖4，接著進(jìn)行一傾角離子注入制程以在所述源極淺溝道結(jié)構(gòu)28兩側(cè) 的所述外延層23中各形成一 P+重?fù)诫s區(qū)43，其中所述些P+重?fù)诫s區(qū)43、所述多晶硅結(jié)構(gòu) 33、所述氧化硅層31、所述源極淺溝道結(jié)構(gòu)28構(gòu)成一溝道式場板(Field Plate)結(jié)構(gòu)。在本 實(shí)施例中，所述傾角離子注入制程可為兩次的旋轉(zhuǎn)傾角離子注入制程，傾角約為正負(fù)7度， 而在所述源極淺溝道結(jié)構(gòu)28兩側(cè)的所述外延層23中形成互相對稱的所述P+重?fù)诫s區(qū)43， 其中旋轉(zhuǎn)離子注入制程的注入濃度可為5E14-5E15，能量約為20keV-120keV。
如前所述，由于所述多晶硅結(jié)構(gòu)33表面與所述源極接點(diǎn)區(qū)41表面的高度差，所述 P+重?fù)诫s區(qū)43的結(jié)分布(junction profile)是呈階梯狀，如圖4所示。此種結(jié)分布增加 了在N+源極區(qū)下P+摻雜區(qū)的面積，因而大幅降低在所述P—淺基體結(jié)35、所述源極金屬導(dǎo)線 45與所述源極接點(diǎn)區(qū)41間的寄生雙極性晶體管被導(dǎo)通的機(jī)會，也因此大幅加強(qiáng)了雪崩崩 潰能量的耐受度。 接著請參見圖5，再以金屬沉積(Metalization)及掩模光刻制程來形成金屬連接 導(dǎo)線，以及產(chǎn)生較佳的歐姆接觸(ohmic contact)。前述金屬連接導(dǎo)線為一源極金屬導(dǎo)線 45，加上先前的一漏極金屬導(dǎo)線47，如此，具有一溝道式場板結(jié)構(gòu)功率晶體管的三端子，柵 極(Gate)、源極(Source)及漏極(Drain)便得以制作完成，而可達(dá)到淺結(jié)低導(dǎo)通電阻及提 升雪崩能量的目的。 本發(fā)明可實(shí)際應(yīng)用在功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管的結(jié)構(gòu)內(nèi)。根據(jù)前述方 法，本發(fā)明同時(shí)揭示一種功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管的結(jié)構(gòu)，請參閱圖5，其結(jié)構(gòu)包
8含一襯底21，在所述襯底21的下表面具有一漏極金屬導(dǎo)線47以作為漏極接點(diǎn)；一外延層 23，是成長在所述襯底21上，其中所述外延層23更具有一柵極淺溝道結(jié)構(gòu)29a、29b及一源 極淺溝道結(jié)構(gòu)28，在所述淺溝道結(jié)構(gòu)的側(cè)壁及底部形成有氧化物層31并沉積有多晶硅結(jié) 構(gòu)33以填滿所述淺溝道結(jié)構(gòu)；一淺基體結(jié)，位于所述外延層23中，是藉由一第一次離子注 入制程所形成；一淺源極結(jié)，位于所述淺基體結(jié)35之上，是藉由一第二次離子注入制程所 形成；一介電質(zhì)層39，形成在所述柵極淺溝道結(jié)構(gòu)29a、29b上；一源極接點(diǎn)區(qū)41，是藉由蝕 刻所述外延層23及所述源極淺溝道結(jié)構(gòu)28所形成；二重?fù)诫s區(qū)，位于所述源極淺溝道結(jié)構(gòu) 28兩側(cè)的所述外延層23中，是藉由一傾角離子注入制程所形成；及一源極金屬導(dǎo)線45，沉 積在所述介電質(zhì)層39及該源極接點(diǎn)區(qū)41上以與該源極接點(diǎn)區(qū)41接觸。
在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述襯底21可為N+型紅磷襯底，所述外延層23可為N—型外延層， 其中所述N+型紅磷襯底具有低于0. 0015 Q -cm的阻值。所述柵極淺溝道結(jié)構(gòu)29a、29b及所 述源極淺溝道結(jié)構(gòu)28的縱橫比約為1 : 6，所述淺溝道結(jié)構(gòu)在所述外延層23中的蝕刻深度 可為0. 5 1. 5 ii m，在本實(shí)施例中約為0. 7 0. 9 ii m。所述淺基體結(jié)為一 P—淺基體結(jié)35， 所述淺源極結(jié)為一 N+淺源極結(jié)37，所述些重?fù)诫s區(qū)為一 P+重?fù)诫s區(qū)43。所述源極接點(diǎn)區(qū) 41在所述外延層23中的蝕刻深度可為O. 1 0. 7iim，而在本實(shí)施例中約為0. 3 0. 5iim。
如上所述，本發(fā)明完全符合專利三要件新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性。以新穎性和創(chuàng) 造性而言，本發(fā)明是提供一種新的組件結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)淺結(jié)來達(dá)成低導(dǎo)通電阻，并又能達(dá)到高 雪崩能量及較低的電容值；就實(shí)用性而言，利用本發(fā)明所衍生的產(chǎn)品，當(dāng)可充分滿足目前市 場的需求。 本發(fā)明在上文中已以較佳實(shí)施例揭露，然上述說明是以外延層為N—溝道的功率金 屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管來做說明，但本發(fā)明亦可適用于外延層為P—溝道的功率金屬氧 化物半導(dǎo)體場效晶體管，其中僅需將原本的P改為N，原本的N改為P即可實(shí)施本發(fā)明。此 外，上述說明中，所述些淺溝道結(jié)構(gòu)的數(shù)量僅為一種示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，該 實(shí)施例僅用于描繪本發(fā)明，而不應(yīng)解讀為限制本發(fā)明的范圍。應(yīng)注意的是，舉凡與該實(shí)施例 等效的變化與置換，均應(yīng)設(shè)為涵蓋于本發(fā)明的范疇內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以的本發(fā) 明的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
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權(quán)利要求
一種功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管結(jié)構(gòu)的制程方法，其特征在于，其包含下列步驟(a)提供一襯底作為漏極，其上具有一外延層；(b)在所述外延層上蝕刻出一柵極淺溝道結(jié)構(gòu)及一源極淺溝道結(jié)構(gòu)；(c)在所述些淺溝道的側(cè)壁及底部形成氧化物層，并在所述溝道內(nèi)沉積多晶硅結(jié)構(gòu)；(d)進(jìn)行一第一次離子注入制程，以在所述外延層中形成一淺基體結(jié)；(e)進(jìn)行一第二次離子注入制程，以在所述外延層中形成一淺源極結(jié)；(f)沉積一介電質(zhì)層，利用掩模光刻制程在所述外延層中蝕刻所述源極淺溝道結(jié)構(gòu)以形成一源極接點(diǎn)區(qū)；(g)進(jìn)行一傾角離子注入制程，以在所述源極淺溝道結(jié)構(gòu)兩側(cè)的所述外延層中各形成一重?fù)诫s區(qū)；及(h)沉積一金屬導(dǎo)線以與所述源極接點(diǎn)區(qū)接觸而形成一源極金屬導(dǎo)線。
2. 如權(quán)利要求1所述的制程方法，其特征在于，所述襯底為N+型紅磷襯底，在所述襯底 下具有一導(dǎo)電金屬層，所述外延層為N—型外延層。
3. 如權(quán)利要求2所述的制程方法，其特征在于，所述N+型紅磷襯底具有0 0. 0015 Q-cm的電阻值。
4. 如權(quán)利要求1所述的制程方法，其特征在于，所述柵極淺溝道結(jié)構(gòu)及所述源極淺溝 道結(jié)構(gòu)的縱橫比為1 : 6。
5. 如權(quán)利要求4所述的制程方法，其特征在于，所述柵極淺溝道結(jié)構(gòu)及所述源極淺溝 道結(jié)構(gòu)在所述外延層中的蝕刻深度為0. 5 1. 5 m。
6. 如權(quán)利要求1所述的制程方法，其特征在于，所述淺基體結(jié)為一P—淺基體結(jié)，所述淺 源極結(jié)為一 N+淺源極結(jié)，所述些重?fù)诫s區(qū)為一 P+重?fù)诫s區(qū)。
7. 如權(quán)利要求1所述的制程方法，其特征在于，所述第一及第二次離子注入制程為全 面性注入制程。
8. 如權(quán)利要求1所述的制程方法，其特征在于，所述源極接點(diǎn)區(qū)在所述外延層中的蝕 刻深度為0. 1 0. 7 ii m。
9. 如權(quán)利要求1所述的制程方法，其特征在于，所述傾角離子注入制程包含兩次旋轉(zhuǎn) 傾角離子注入制程，其傾角為正負(fù)7度。
10. —種功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管結(jié)構(gòu)的制程方法，其特征在于，包含下列步驟(a) 提供一襯底作為漏極，其上具有一外延層；(b) 進(jìn)行一第一次離子注入制程，以在所述外延層中形成一淺基體結(jié)；(c) 進(jìn)行一第二次離子注入制程，以在所述外延層中形成一淺源極結(jié)；(d) 在所述外延層上蝕刻出一柵極淺溝道結(jié)構(gòu)及一源極淺溝道結(jié)構(gòu)；(e) 在所述些淺溝道的側(cè)壁及底部形成氧化物層，并在所述溝道內(nèi)沉積多晶硅結(jié)構(gòu)；(f) 沉積一介電質(zhì)層，利用掩模光刻制程在所述外延層中蝕刻所述源極淺溝道結(jié)構(gòu)以 形成一源極接點(diǎn)區(qū)；(g) 進(jìn)行一傾角離子注入制程，以在所述源極淺溝道結(jié)構(gòu)兩側(cè)的所述外延層中各形成 一重?fù)诫s區(qū)；及(h)沉積一金屬導(dǎo)線以與所述源極接點(diǎn)區(qū)接觸而形成一源極金屬導(dǎo)線。
11. 如權(quán)利要求10所述的制程方法，其特征在于，所述襯底為N+型紅磷襯底，在所述襯 底下具有一導(dǎo)電金屬層，所述外延層為N—型外延層。
12. 如權(quán)利要求11所述的制程方法，其特征在于，所述N+型紅磷襯底具有0 0. 0015 Q-cm的電阻值。
13. 如權(quán)利要求IO所述的制程方法，其特征在于，所述柵極淺溝道結(jié)構(gòu)及所述源極淺 溝道結(jié)構(gòu)的縱橫比為1 : 6。
14. 如權(quán)利要求13所述的制程方法，其特征在于，所述柵極淺溝道結(jié)構(gòu)及所述源極淺 溝道結(jié)構(gòu)在所述外延層中的蝕刻深度為0. 5 1. 5 ii m。
15. 如權(quán)利要求10所述的制程方法，其特征在于，所述淺基體結(jié)為一 P—淺基體結(jié)，所述 淺源極結(jié)為一 N+淺源極結(jié)，所述重?fù)诫s區(qū)為一 P+重?fù)诫s區(qū)。
16. 如權(quán)利要求IO所述的制程方法，其特征在于，所述第一及第二次離子注入制程為 全面性注入制程。
17. 如權(quán)利要求IO所述的制程方法，其特征在于，所述源極接點(diǎn)區(qū)在所述外延層中的 蝕刻深度為0. 1 0. 7 ii m。
18. 如權(quán)利要求10所述的制程方法，其特征在于，所述傾角離子注入制程包含兩次旋 轉(zhuǎn)傾角離子注入制程，其傾角為正負(fù)7度。
19. 一種功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含 一襯底，在所述襯底的下表面具有一漏極金屬導(dǎo)線以作為漏極接點(diǎn)； 一外延層，是是成長在所述襯底上，其特征在于，所述外延層更具有一柵極淺溝道結(jié)構(gòu)及一源極淺溝道結(jié)構(gòu)，在所述淺溝道結(jié)構(gòu)的側(cè)壁及底部形成有氧化物層并沉積有多晶硅結(jié)構(gòu)以填滿所述淺溝道結(jié)構(gòu)；一淺基體結(jié)，位在所述外延層中，是藉由一第一次離子注入制程所形成； 一淺源極結(jié)，位在所述淺基體結(jié)之上，是藉由一第二次離子注入制程所形成； 一介電質(zhì)層，形成在所述柵極淺溝道結(jié)構(gòu)上；一源極接點(diǎn)區(qū)，是是藉由蝕刻所述外延層及所述源極淺溝道結(jié)構(gòu)所形成； 二重?fù)诫s區(qū)，位在所述源極淺溝道結(jié)構(gòu)兩側(cè)的所述外延層中，是藉由一傾角離子注入 制程所形成；及一源極金屬導(dǎo)線，沉積在所述介電質(zhì)層及所述源極接點(diǎn)區(qū)上以與所述源極接點(diǎn)區(qū)接觸。
20. 如權(quán)利要求19所述的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 襯底為^型紅磷襯底，所述外延層為N—型外延層。
21. 如權(quán)利要求20所述的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 N+型紅磷襯底具有0 0. 0015 Q -cm的電阻值。
22. 如權(quán)利要求19所述的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 柵極淺溝道結(jié)構(gòu)及所述源極淺溝道結(jié)構(gòu)的縱橫比為1 : 6。
23. 如權(quán)利要求22所述的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 柵極淺溝道結(jié)構(gòu)及所述源極淺溝道結(jié)構(gòu)在所述外延層中的蝕刻深度為0. 5 1. 5 m。
24. 如權(quán)利要求19所述的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述淺基體結(jié)為一P—淺基體結(jié)，所述淺源極結(jié)為一N+淺源極結(jié)，所述重?fù)诫s區(qū)為一P+重?fù)诫s區(qū)。
25. 如權(quán)利要求19所述的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 第一及第二次離子注入制程為全面性注入制程。
26. 如權(quán)利要求19所述的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 源極接點(diǎn)區(qū)在所述外延層中的蝕刻深度為0. 1 0. 7 ii m。
27. 如權(quán)利要求19所述的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 傾角離子注入制程包含兩次旋轉(zhuǎn)傾角離子注入制程，其傾角為正負(fù)7度。
全文摘要
本發(fā)明是提供一種功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管的結(jié)構(gòu)及其制程方法，其在組件單一記憶單元的源極接點(diǎn)區(qū)加入一溝道式電場屏護(hù)設(shè)計(jì)，可達(dá)到淺結(jié)(shallow junction)低導(dǎo)通電阻，此外利用源極接點(diǎn)區(qū)下重?fù)诫s區(qū)結(jié)分布的改變而可保有較佳的雪崩崩潰能量，以提升組件雪崩崩潰能量的耐受度。
文檔編號H01L29/78GK101764061SQ20081018925
公開日2010年6月30日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者蘇世宗 申請人:馬克斯半導(dǎo)體股份有限公司