專利名稱：具有肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法，特別是關(guān)于一種具有肖特基二極管(Schottky Diode)的溝槽式半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法。
背景技術(shù)：
在溝槽式功率半導(dǎo)體的應(yīng)用領(lǐng)域中，越來越注重切換速度的表現(xiàn)，此特性的改善提升能明顯幫助高頻電路操作中的切換損失。利用肖特基二極管來改善功率半導(dǎo)體元件的切換損失，是一個常見的解決方法。圖1為一利用肖特基二極管SDl改善金氧半晶體管Tl的切換損失的電路示意圖。 如圖中所示，金氧半晶體管Tl的本體二極管(bodydiode)Dl并聯(lián)于肖特基二極管SD1。由于肖特基二極管SD的啟動電壓低于本體二極管D1。因此，當(dāng)金氧半晶體管Tl的源漏極存在順向偏壓時，肖特基二極管SDl可避免本體二極管Dl被導(dǎo)通(turn on)。亦即，在此情況下，電流是由源極S經(jīng)由肖特基二極管SDl流動至漏極D。值得注意的是，相較于本體二極管Dl由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)椴粚?dǎo)通(turnoff)的過程中， 因為少數(shù)載子(minority carrier)存在而會造成時間延遲，肖特基二極管不具有少數(shù)載子，因此，可以避免時間延遲，而有助于改善切換損失。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法，可以利用既有的半導(dǎo)體制程，在制作溝槽式功率晶體管的同時制作肖特基二極管并聯(lián)于此溝槽式功率晶體管。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種具有肖特基二極管(schottkydiode)的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括下列步驟a)形成一漏極區(qū)于一基板內(nèi)；b) 形成至少二個柵極結(jié)構(gòu)于漏極區(qū)的上方，并且，形成一本體與至少一源極區(qū)于相鄰二個柵極結(jié)構(gòu)之間；c)形成一第一介電結(jié)構(gòu)覆蓋柵極結(jié)構(gòu)；d)通過第一介電結(jié)構(gòu)，形成至少一接觸窗于本體，此接觸窗的側(cè)邊鄰接于源極區(qū)，而使源極區(qū)裸露于外；e)形成一第二介電結(jié)構(gòu)于接觸窗內(nèi)，第二介電結(jié)構(gòu)并具有至少一第二開口曝露接觸窗的部分底面；f)通過第二介電結(jié)構(gòu)蝕刻本體，以形成一窄溝槽延伸至本體下方的漏極區(qū)，窄溝槽的寬度小于接觸窗的寬度；以及g)于前述接觸窗與窄溝槽內(nèi)填入一金屬層，金屬層電性連接至源極區(qū)，并形成肖特基二極管于金屬層與漏極區(qū)的接面。本發(fā)明并提供一種具有肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。此溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一漏極區(qū)、至少二個柵極結(jié)構(gòu)、一本體、至少一源極區(qū)、一介電結(jié)構(gòu)、一接觸窗、一窄溝槽與一金屬層。其中，柵極結(jié)構(gòu)位于漏極區(qū)上方。本體位于漏極區(qū)上方，并且位于相鄰二個柵極結(jié)構(gòu)之間。源極區(qū)位于本體內(nèi)，并且鄰接于柵極結(jié)構(gòu)。介電結(jié)構(gòu)覆蓋柵極結(jié)構(gòu)。接觸窗位于本體的上部分與介電結(jié)構(gòu)中，并且鄰接于該源極區(qū)。窄溝槽由接觸窗的底面向下延伸至漏極區(qū)。此窄溝槽的寬度小于接觸窗的寬度。金屬層位于接觸窗與窄溝槽內(nèi)，以電性連接至源極區(qū)，并形成肖特基二極管于金屬層與漏極區(qū)的接面處。本發(fā)明所述的肖特基二極管可以避免晶體管元件切換過程的時間遲延，進(jìn)而可以降低切換損失。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以借由以下的發(fā)明詳述及所附附圖得到進(jìn)一步的了解。


圖1為一利用肖特基二極管改善金氧半晶體管的切換損失的電路示意圖；圖2A至圖2E為本發(fā)明具有肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法的第一實施例；圖3A與圖;3B為本發(fā)明具有肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法的第二實施例；圖4A至圖41為本發(fā)明具有肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法的第三實施例；圖5A至圖5D為本發(fā)明具有肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法的第四實施例。元件主要元件附圖標(biāo)記說明肖特基二極管SDl金氧半晶體管Tl本體二極管Dl柵極G源極S漏極DN 型基板 100，200，300N 型磊晶層 110，210，310P 型本體 120，220，320柵極介電層130，230，330柵極結(jié)構(gòu)140，對0，；340N 型源極區(qū) 150，250，；350第一介電結(jié)構(gòu)162，洸2，362第二介電結(jié)構(gòu)164J64J64，接觸窗170，170，，270，370窄溝槽172，272，372P 型重?fù)诫s區(qū) 180，280, 380金屬層190，四0，390圖案層洸0溝槽 222第一介電層160第二介電層洸3，363
介電結(jié)構(gòu)364，366
具體實施例方式本發(fā)明的精神在于利用半導(dǎo)體制程中既有的間隔層(spacer)制作技術(shù)，在形成接觸窗之后，于接觸窗內(nèi)制作間隔層結(jié)構(gòu)，再以蝕刻方式形成窄溝槽深入本體(body)的底部。此時，填入接觸窗的金屬層可同時接觸到源極、本體與漏極的電位。如此即可在與漏極接觸的接面上形成肖特基二極管(Schottky Barrier Diode，SBD)，此肖特基二極管并聯(lián)至本體與漏極間的硅接面齊納二極管(Si junction Zener Diode)，因而可以避免晶體管元件切換過程的時間遲延，進(jìn)而可以降低切換損失。圖2E為本發(fā)明具有肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)一實施例的剖面示意圖。如圖中所示，此溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具有一 N型基板100、一 N型磊晶層110、至少二個柵極結(jié)構(gòu)140、一 P型本體(body) 120、至少一 N型源極區(qū)150、一第一介電結(jié)構(gòu)162、一接觸窗170、一窄溝槽172與一金屬層190。其中，N型磊晶層110形成于N型基板100上。N 型磊晶層110與N型基板100構(gòu)成此溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一漏極區(qū)。柵極結(jié)構(gòu)140，例如一柵極多晶硅結(jié)構(gòu)，形成于N型磊晶層110上方。P型本體亦形成于N型磊晶層110上方，并且，P型本體120位于相鄰二個柵極結(jié)構(gòu)140之間。在柵極結(jié)構(gòu)140的周圍并具有一柵極介電層130，用以隔離柵極結(jié)構(gòu)140與P型本體120及N型磊晶層110。N型源極區(qū)150位于本體120內(nèi)，并且鄰接于柵極結(jié)構(gòu)140。第一介電結(jié)構(gòu)162 覆蓋柵極結(jié)構(gòu)140。接觸窗170位于P型本體120的上部分，且向上延伸至第一介電結(jié)構(gòu) 162中。并且，此接觸窗170鄰接于N型源極區(qū)150。接觸窗170下方的本體120內(nèi)具有一重?fù)诫s區(qū)180，以降低金屬層190與本體120 的接觸電阻。窄溝槽172由接觸窗170的底面，貫穿重?fù)诫s區(qū)180，向下延伸至N型磊晶層 110。并且，窄溝槽172的寬度w3小于接觸窗170的寬度w2。金屬層190位于接觸窗170 與窄溝槽172內(nèi)，電性連接至N型源極區(qū)150，并且在金屬層190與N型磊晶層110的接面處形成肖特基二極管。圖2A至圖2E為本發(fā)明具有肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法的第一實施例。如圖2A所示，首先，形成一 N型磊晶層110于一 N型基板100上，以構(gòu)成一漏極區(qū)。隨后，形成至少二個柵極結(jié)構(gòu)140于漏極區(qū)的上方，并且，形成一本體120與至少一源極區(qū)150于相鄰二個柵極結(jié)構(gòu)140之間。前述柵極結(jié)構(gòu)140、本體120與源極區(qū)150可采用公知的功率晶體管制程制作。舉例來說，可先在磊晶層110的上部分形成至少二個柵極溝槽，然后，在溝槽內(nèi)依序制作柵極介電層130與柵極結(jié)構(gòu)140。隨后，以離子布植方式形成P型本體120于磊晶層110的上部分。接下來，在P型本體120中定義出源極區(qū)150的位置，并以離子布植方式在柵極結(jié)構(gòu) 140的側(cè)邊形成N型源極區(qū)150。隨后，如圖2A與圖2B所示，全面沉積一第一介電層160，并且在第一介電層160中定義出至少一開口對應(yīng)于位于相鄰二個柵極結(jié)構(gòu)140間的本體120。然后，以蝕刻方式形成開口于第一介電層160內(nèi)，并施以平坦化步驟，以形成一第一介電結(jié)構(gòu)162。如圖中所示，此第一介電結(jié)構(gòu)162覆蓋柵極結(jié)構(gòu)140，并具有至少一開口對應(yīng)于P型本體120。接下來，如圖2C所示，通過第一介電結(jié)構(gòu)162蝕刻P型本體120，以形成一接觸窗170于P型本體120的上部分。此接觸窗170使源極區(qū)150裸露于外。前述形成于第一介電結(jié)構(gòu)162中的開口對應(yīng)于形成于P型本體120的接觸窗170。然后，以離子布植方式在接觸窗170底面下方的P型本體120內(nèi)形成一 P型重?fù)诫s區(qū)180。隨后，如圖2D所示，形成一第二介電結(jié)構(gòu)164于接觸窗170內(nèi)，此第二介電結(jié)構(gòu) 164具有至少一開口曝露接觸窗170的部分底面。關(guān)于此第二介電結(jié)構(gòu)164的制作步驟，舉例來說，可先沿著第一介電結(jié)構(gòu)162與接觸窗170的表面起伏，全面沉積一第二介電層(未圖示)，隨后，再以蝕刻方式去除位于第一介電結(jié)構(gòu)162的上表面與位于接觸窗170的底面上的部分第二介電層，以形成第二介電結(jié)構(gòu)164。值得注意的是，此蝕刻步驟不需要另外使用光罩，即可形成第二介電結(jié)構(gòu)164于接觸窗170內(nèi)。如圖2D中所示，此第二介電結(jié)構(gòu)164包括至少一側(cè)壁結(jié)構(gòu)，由接觸窗170的底面向上延伸至第一介電結(jié)構(gòu)162，以覆蓋接觸窗170的側(cè)壁。同時，此第二介電結(jié)構(gòu)164具有至少一開口在接觸窗170的底面定義出窄溝槽172的位置。接下來，通過第二介電結(jié)構(gòu)164 蝕刻P型本體120，形成一窄溝槽172貫穿P型重?fù)诫s區(qū)180與P型本體120，并延伸至P 型本體120下方的N型磊晶層110。最后，如圖2E所示，以選擇性蝕刻方式去除第二介電結(jié)構(gòu)164以曝露出接觸窗 170，但保留覆蓋柵極結(jié)構(gòu)140的第一介電結(jié)構(gòu)162。舉例來說，第一介電結(jié)構(gòu)162可以是以氧化硅制作，第二介電結(jié)構(gòu)164可以是以氮化硅制作。不過，本發(fā)明亦不限于此。只要是可進(jìn)行選擇性蝕刻的介電材料，都可應(yīng)用于本發(fā)明。隨后，于接觸窗170與窄溝槽172內(nèi)填入一金屬層190電性連接至源極區(qū)150、P型本體120與N型磊晶層110，以完成此具有肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作流程。圖3A與圖;3B為本發(fā)明具有肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法的第二實施例。不同于前述第一實施例，如圖2B與2C所示，先形成第一介電結(jié)構(gòu)162于P型本體120上方，然后再以此第一介電結(jié)構(gòu)162為屏蔽蝕刻P型本體120以形成接觸窗170。 本實施例在定義出接觸窗170’的位置后，直接蝕刻第一介電層160與其下方的P型本體 120，以形成接觸窗170’。后續(xù)步驟與本發(fā)明的制作方法的第一實施例相同，在此不予贅述。圖41為本發(fā)明具有肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另一實施例的剖面示意圖。不同于圖2E的實施例，本實施例的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)MO向上突出于P型本體120的上表面，并且，此溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具有一第一介電結(jié)構(gòu)262與一第二介電結(jié)構(gòu)264’，分別覆蓋柵極結(jié)構(gòu)MO的側(cè)邊與上表面，以隔絕柵極結(jié)構(gòu)240與金屬層 2900在本實施例中，前述第一介電結(jié)構(gòu)沈2與第二介電結(jié)構(gòu)沈4’分別是由氧化硅與氮化硅構(gòu)成。不過，本發(fā)明并不限于此。第一介電結(jié)構(gòu)沈2與第二介電結(jié)構(gòu)沈4’亦可以其他可進(jìn)行選擇性蝕刻的介電材料制作。圖4A至圖41為本發(fā)明具有肖特基二極管(schottky diode)的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法的第三實施例。如圖4A，首先，形成一磊晶層210于一基板200上。然后，形成一圖案層260于磊晶層210的上表面。接下來，通過圖案層260蝕刻磊晶層210，以形成多個溝槽222于磊晶層210內(nèi)。接下來，形成一柵極介電層230覆蓋溝槽222的內(nèi)壁。 然后，如圖4B所示，在不去除圖案層260的情況下，填入多晶硅材料于這些溝槽222與圖案層沈0的開口內(nèi)，以形成多個柵極結(jié)構(gòu)240于溝槽222內(nèi)。這些柵極結(jié)構(gòu)MO向上突出于磊晶層210的上表面。
接下來，如圖4C所示，去除圖案層沈0。然后，以離子布植方式植入P型摻雜物于磊晶層210內(nèi)，以形成P型本體220。接下來，再以離子布植方式植入N型摻雜物于P型本體220的表面區(qū)域，以形成N型摻雜區(qū)250于P型本體220的上部分。此N型摻雜區(qū)250 即用以作為晶體管的源極區(qū)。隨后，如圖4D所示，形成一第一介電結(jié)構(gòu)262至少覆蓋柵極結(jié)構(gòu)MO的側(cè)壁。關(guān)于此第一介電結(jié)構(gòu)沈2的制作步驟，舉例來說，可先沿著磊晶層210與柵極結(jié)構(gòu)240的表面起伏，全面沉積一第一介電層。然后再以蝕刻方式去除位于磊晶層210上的部分第一介電層，以形成第一介電結(jié)構(gòu)262至少覆蓋柵極結(jié)構(gòu)240的側(cè)壁。值得注意的是，經(jīng)過前述蝕刻步驟后，柵極結(jié)構(gòu)MO的上表面裸露于外。隨后，如圖4E所示，通過第一介電結(jié)構(gòu)262蝕刻P型本體220，而在P型本體220 的上部分形成一接觸窗270。此接觸窗270將N型摻雜區(qū)250區(qū)分為兩部分，分別對應(yīng)于相鄰的二個柵極結(jié)構(gòu)對0。接下來，再以離子布植方式植入P型摻雜物，以形成一重?fù)诫s區(qū) 280于接觸窗270的底面下方的P型本體220內(nèi)。值得注意的是，由于柵極結(jié)構(gòu)240的上表面裸露于外，并且，柵極結(jié)構(gòu)240與P型本體220都是由硅所構(gòu)成。因此，圖4E的蝕刻步驟同時會蝕刻柵極結(jié)構(gòu)MO的上表面，而在柵極結(jié)構(gòu)240上方的第一介電結(jié)構(gòu)沈2中形成一凹槽。隨后，如圖4F與圖4G所示，形成一第二介電結(jié)構(gòu)264于接觸窗270內(nèi)。在本實施例中，第二介電結(jié)構(gòu)264除了覆蓋接觸窗270的側(cè)壁，同時也會覆蓋柵極結(jié)構(gòu)MO的上表面。關(guān)于第二介電結(jié)構(gòu)264的制作步驟，如圖4F所示，可先沿著第一介電結(jié)構(gòu)沈2與接觸窗270表面起伏，全面沉積一第二介電層沈3。此第二介電層263需大致填滿柵極結(jié)構(gòu)240 上方的凹槽。然后，如圖4G所示，以蝕刻方式去除位于接觸窗270底面的部分第二介電層 263,以形成第二介電結(jié)構(gòu)沈4。值得注意的是，由于覆蓋于柵極結(jié)構(gòu)240上方的第二介電層263的厚度tl大于覆蓋于接觸窗270底面的第二介電層沈3的厚度t2，因此，通過蝕刻方式去除位于接觸窗270底面的部分第二介電層263后，仍然可以保留部分的第二介電層 263覆蓋接觸窗270的側(cè)壁與柵極結(jié)構(gòu)MO的上表面。如圖4G所示，在完成第二介電結(jié)構(gòu)沈4的制作后，通過第二介電結(jié)構(gòu)264蝕刻P 型本體220，以形成一窄溝槽272貫穿P型重?fù)诫s區(qū)觀0與P型本體220，并延伸至P型本體220下方的N型磊晶層210。接下來，如圖4H所示，以蝕刻方式去除覆蓋接觸窗270的側(cè)壁的部分第二介電結(jié)構(gòu)沈4以曝露源極區(qū)250。在本實施例中，接觸窗270的寬度wl大于柵極結(jié)構(gòu)MO的寬度 w2,并且，在圖4F的步驟中所沉積的第二介電層263具有足夠的厚度，可以填滿位于柵極結(jié)構(gòu)240上方的開口。因此。經(jīng)過此蝕刻制程后，會留下部分第二介電結(jié)構(gòu)沈4’覆蓋柵極結(jié)構(gòu)MO的上表面。最后，如圖41所示，于接觸窗270與窄溝槽272內(nèi)填入一金屬層四0以完成此具有肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作流程。在本實施例中，第一介電結(jié)構(gòu)262與第二介電結(jié)構(gòu)沈4由不同的介電材料制作，舉例來說，第一介電結(jié)構(gòu)262與第二介電結(jié)構(gòu)264可分別由氧化硅與氮化硅制作。不過，本發(fā)明并不限于此。圖5A至圖5D即是顯示第一介電結(jié)構(gòu)262與第二介電結(jié)構(gòu)264采用相同介電材料制作的實施例。如圖5A所示，在形成接觸窗370于P型本體320后，全面沉積一第二介電層363。此第二介電層363與第一介電結(jié)構(gòu)362以相同材質(zhì)制作。隨后，如圖5B，以非等向性蝕刻技術(shù)，利用位于接觸窗370側(cè)壁處的介電結(jié)構(gòu)364為屏蔽，形成一窄溝槽372 于凹陷的下方，貫穿重?fù)诫s區(qū)380，并延伸至N型磊晶層310。接下來，如圖5C所示，去除覆蓋于接觸窗370側(cè)壁處的介電結(jié)構(gòu)364，以裸露鄰接于接觸窗370的源極區(qū)350。值得注意的是，如同前述本發(fā)明的制作方法的第三實施例，由于本實施例所形成的接觸窗370的寬度大于柵極結(jié)構(gòu)340的寬度，且圖5A所示的步驟中所沉積的第二介電層363具有足夠的厚度以填滿位于柵極結(jié)構(gòu)340上方的開口。因此，在經(jīng)過圖5C的蝕刻步驟后，仍然會留下部分的介電結(jié)構(gòu)366覆蓋于柵極結(jié)構(gòu)340的上表面。最后，如圖5D所示，于接觸窗370與窄溝槽372內(nèi)填入一金屬層390以完成此具有肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作流程。如前述，本發(fā)明的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，可以搭配既有的溝槽式金氧半功率晶體管元件的制程，尤其可適用于窄線寬的制程。由于相關(guān)的制程設(shè)備與條件已經(jīng)成熟使用于溝槽式功率晶體管的制程，因此，本發(fā)明的制作方法具有低成本與高可行性的優(yōu)點。同時，本發(fā)明不需要使用額外的微影制程定義肖特基二極管的位置，更可助于降低制作成本。但是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，不能以此限定本發(fā)明實施的范圍， 即凡依本發(fā)明的權(quán)利要求及發(fā)明說明內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修改，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋的保護(hù)范圍內(nèi)。另外本發(fā)明的任一實施例或權(quán)利要求不能達(dá)到本發(fā)明所揭示的全部目的或優(yōu)點或特點。此外，摘要部分和發(fā)明名稱僅是用來輔助專利文件搜索之用，并非用來限制本發(fā)明的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種具有一肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括形成一漏極區(qū)于一基板內(nèi)；形成至少二個柵極結(jié)構(gòu)于該漏極區(qū)的上方，并且，形成一本體與至少一源極區(qū)于相鄰二該柵極結(jié)構(gòu)之間；形成一第一介電結(jié)構(gòu)覆蓋該柵極結(jié)構(gòu)；通過該第一介電結(jié)構(gòu)，形成至少一接觸窗于該本體，該接觸窗的側(cè)邊鄰接于該源極區(qū)， 而使該源極區(qū)裸露于外；形成一第二介電結(jié)構(gòu)于該接觸窗內(nèi)，該第二介電結(jié)構(gòu)具有至少一第二開口曝露該接觸窗的部分底面；通過該第二介電結(jié)構(gòu)蝕刻該本體，以形成一窄溝槽延伸至該本體下方的該漏極區(qū)，該窄溝槽的寬度小于該接觸窗的寬度；以及于該接觸窗與該窄溝槽內(nèi)填入一金屬層，該金屬層電性連接至該源極區(qū)，并形成該肖特基二極管于該金屬層與該漏極區(qū)的接面。
2.如權(quán)利要求1的具有一肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，形成該第一介電結(jié)構(gòu)的步驟包括全面沉積一第一介電層；于該第一介電層定義該接觸窗的位置，該接觸窗對應(yīng)于相鄰二該柵極結(jié)構(gòu)間的該本體；以及蝕刻該第一介電層以形成至少一第一開口對應(yīng)于該接觸窗。
3.如權(quán)利要求1的具有一肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，形成該接觸窗使該源極區(qū)裸露于外的步驟后，更包括形成一重?fù)诫s區(qū)于該接觸窗下方的該本體內(nèi)，并且，該窄溝槽貫穿該重?fù)诫s區(qū)。
4.如權(quán)利要求1的具有一肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該第二介電結(jié)構(gòu)包括至少一側(cè)壁結(jié)構(gòu)由該接觸窗的底面向上延伸至該第一介電結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1的具有一肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，形成該第二介電結(jié)構(gòu)的步驟包括沿著該第一介電結(jié)構(gòu)與該接觸窗的表面起伏，全面沉積一第二介電層；以及以蝕刻方式去除位于該第一介電結(jié)構(gòu)的上表面與位于該接觸窗的底面上的部分該第二介電層，以形成一第二介電結(jié)構(gòu)至少覆蓋該接觸窗的側(cè)壁。
6.如權(quán)利要求1的具有一肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，形成該柵極結(jié)構(gòu)與該第一介電結(jié)構(gòu)的步驟包括形成一圖案層于該基板的上表面；通過該圖案層蝕刻該基板，以形成多個溝槽于該基板內(nèi)；形成一柵極介電層覆蓋該些溝槽的內(nèi)壁；填入多晶硅材料于該些溝槽與該圖案層的開口內(nèi)，以形成多個柵極結(jié)構(gòu)于該漏極區(qū)的上方，并且突出于該基板的該上表面； 去除該圖案層；沿著該基板與該柵極結(jié)構(gòu)的表面起伏，全面沉積一第一介電層； 以蝕刻方式去除位于該基板上的部分該第一介電層，以形成該第一介電結(jié)構(gòu)至少覆蓋該柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁，并使該柵極結(jié)構(gòu)的上表面裸露于外。
7.如權(quán)利要求6的具有一肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，通過該第一介電結(jié)構(gòu)蝕刻該本體的步驟，同時蝕刻該柵極結(jié)構(gòu)，以形成一凹槽于該柵極結(jié)構(gòu)上方。
8.如權(quán)利要求7的具有一肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，形成該第二介電結(jié)構(gòu)的步驟包括沿著該第一介電結(jié)構(gòu)與該接觸窗的表面起伏，全面沉積一第二介電層，該第二介電層大致填滿位于該柵極結(jié)構(gòu)上方的凹槽；以及以蝕刻方式去除位于該接觸窗底面的部分該第二介電層，以形成該第二介電結(jié)構(gòu)至少覆蓋該接觸窗的側(cè)壁與該柵極結(jié)構(gòu)的上表面。
9.如權(quán)利要求8的具有一肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，在形成該窄溝槽的步驟后，更包括去除覆蓋該接觸窗的側(cè)壁的部分該第二介電結(jié)構(gòu)， 以曝露該源極區(qū)，并且留下覆蓋該柵極結(jié)構(gòu)的部分該第二介電結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1的具有一肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該接觸窗的寬度大于該柵極結(jié)構(gòu)的寬度。
11.一種具有一肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括 一漏極區(qū)；至少二個柵極結(jié)構(gòu)，位于該漏極區(qū)上方； 一本體，位于該漏極區(qū)上方，并且位于相鄰二該柵極結(jié)構(gòu)之間； 至少一源極區(qū)，位于該本體內(nèi)，并且鄰接于該柵極結(jié)構(gòu)； 一介電結(jié)構(gòu)，覆蓋該柵極結(jié)構(gòu)；一接觸窗，形成于該本體的上部分與該介電結(jié)構(gòu)中，并且鄰接于該源極區(qū)； 一窄溝槽，由該接觸窗的底面向下延伸至該漏極區(qū)，該窄溝槽的寬度小于該接觸窗的寬度；一金屬層，填入該接觸窗與該窄溝槽，以電性連接至該源極區(qū)，并形成該肖特基二極管于該金屬層與該漏極區(qū)的接面。
12.如權(quán)利要求11的具有一肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一重?fù)诫s區(qū)，位于該接觸窗下方的該本體內(nèi)，并且，該窄溝槽貫穿該重?fù)诫s區(qū)。
13.如權(quán)利要求11的具有一肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該柵極結(jié)構(gòu)突出該本體的上表面。
14.如權(quán)利要求13的具有一肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該介電結(jié)構(gòu)包括一第一部分與一第二部分，該第一部分由該本體的上表面向上延伸覆蓋該柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁，該第二部分覆蓋該柵極結(jié)構(gòu)的上表面。
15.如權(quán)利要求11的具有一肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該接觸窗的寬度大于該柵極結(jié)構(gòu)的寬度。
全文摘要
一種具有肖特基二極管的溝槽式功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，所述方法包括下列步驟a)形成一漏極區(qū)于一基板內(nèi)；b)形成至少二個柵極結(jié)構(gòu)于漏極區(qū)的上方，并且，形成一本體與至少一源極區(qū)于相鄰二個柵極結(jié)構(gòu)之間；c)形成一第一介電結(jié)構(gòu)覆蓋柵極結(jié)構(gòu)；d)通過第一介電結(jié)構(gòu)，形成至少一接觸窗于本體，此接觸窗的側(cè)邊鄰接于源極區(qū)，而使源極區(qū)裸露于外；e)形成一第二介電結(jié)構(gòu)于接觸窗內(nèi)，第二介電結(jié)構(gòu)并具有至少一第二開口曝露接觸窗的部分底面；f)通過第二介電結(jié)構(gòu)蝕刻本體，以形成一窄溝槽延伸至本體下方的漏極區(qū)，此窄溝槽的寬度小于接觸窗的寬度；以及g)于前述接觸窗與窄溝槽內(nèi)填入一金屬層。
文檔編號H01L27/06GK102201366SQ20101014198
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者葉俊瑩, 許修文 申請人:科軒微電子股份有限公司