半導(dǎo)體裝置及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法，該半導(dǎo)體裝置包括：漏極電極；基板；外延層，包括：第一導(dǎo)電型漂移區(qū)，具有第一導(dǎo)電型；第二導(dǎo)電型井區(qū)，其中第二導(dǎo)電型井區(qū)與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)之間具有交界；溝槽；柵極結(jié)構(gòu)，設(shè)于溝槽中；源極區(qū)；第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)，設(shè)于第二導(dǎo)電型井區(qū)中，且接觸第二導(dǎo)電型井區(qū)與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)之間的交界；層間介電層；及源極電極。
【專利說明】
半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明中所述實施例是有關(guān)于半導(dǎo)體元件/裝置及其制造方法，且特別是有關(guān)于 一種金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 功率元件可廣泛地使用在用于驅(qū)動及控制高功率的家電制品及車載應(yīng)用等。此功 率元件包括實行開關(guān)操作的放大輸出的功率晶體管。此種功率晶體管可為金屬氧化物半導(dǎo) 體場效應(yīng)晶體管（MOSFET)，例如為垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。
[0003] -般在制造此垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管時，會希望此垂直金屬氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管具有較低的導(dǎo)通電阻（on resistance)以及較高的擊穿電壓。然而，通 常無法同時降低導(dǎo)通電阻并增加擊穿電壓。亦即，當(dāng)導(dǎo)通電阻降低時，擊穿電壓亦會降低。 反之，當(dāng)導(dǎo)通電阻增加時，擊穿電壓亦會增加。
[0004] 因此，業(yè)界亟須一種可同時降低導(dǎo)通電阻并增加擊穿電壓的垂直金屬氧化物半導(dǎo) 體場效應(yīng)晶體管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實施例提供一種半導(dǎo)體裝置，包括：漏極電極；基板，重?fù)诫s有第一導(dǎo)電型 且電連接漏極電極；外延層，設(shè)于基板上，外延層包括：第一導(dǎo)電型漂移區(qū)，具有該第一導(dǎo) 電型，設(shè)于基板上；第二導(dǎo)電型井區(qū)，具有一第二導(dǎo)電型，且設(shè)于第一導(dǎo)電型漂移區(qū)上且延 伸至外延層的頂面，其中第二導(dǎo)電型井區(qū)與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)之間具有交界，且第一導(dǎo)電 型與第二導(dǎo)電型不同；溝槽（trench)，自外延層的頂面延伸穿過第二導(dǎo)電型井區(qū)并進入第 一導(dǎo)電型漂移區(qū)中；柵極結(jié)構(gòu)，設(shè)于溝槽中；源極區(qū)，設(shè)于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第二導(dǎo)電型井區(qū) 中，其中源極區(qū)具有第一導(dǎo)電型；第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)，設(shè)于第二導(dǎo)電型井區(qū)中，且接 觸第二導(dǎo)電型井區(qū)與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)之間的交界；層間介電層，設(shè)于外延層上；及源極 電極，與源極區(qū)電連接。
[0006] 本發(fā)明另一實施例還提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括：提供基板，重?fù)诫s有 第一導(dǎo)電型，且具有上表面及下表面；形成外延層于基板的上表面上，外延層具有第一導(dǎo)電 型；形成第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)于外延層中，該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)具有一第二導(dǎo) 電型，其中第一導(dǎo)電型與第二導(dǎo)電型不同；形成第二導(dǎo)電型井區(qū)，自外延層的頂面延伸入外 延層中，其中外延層中未形成有第二導(dǎo)電型井區(qū)的部分是作為第一導(dǎo)電型漂移區(qū)，該第一 導(dǎo)電型漂移區(qū)具有該第一導(dǎo)電型，且第二導(dǎo)電型井區(qū)與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)之間具有交界， 其中第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)是設(shè)于第二導(dǎo)電型井區(qū)中，且接觸第二導(dǎo)電型井區(qū)與第一導(dǎo) 電型漂移區(qū)之間的交界；形成溝槽（trench)，自外延層的頂面延伸穿過第二導(dǎo)電型井區(qū)并 進入第一導(dǎo)電型漂移區(qū)中；形成柵極結(jié)構(gòu)于溝槽中；形成源極區(qū)于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第二導(dǎo) 電型井區(qū)中，其中源極區(qū)具有第一導(dǎo)電型；形成層間介電層于外延層上；形成源極電極，源 極電極與源極區(qū)電連接；及形成漏極電極于基板的下表面上，漏極電極與基板電連接。
[0007] 本發(fā)明再一實施例又提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括：提供基板，重?fù)诫s有 第一導(dǎo)電型，且具有上表面及下表面；形成外延層于基板的上表面上，外延層具有第一導(dǎo)電 型；形成第二導(dǎo)電型井區(qū)，自外延層的頂面延伸入外延層中，其中外延層中未形成有第二導(dǎo) 電型井區(qū)的部分是作為第一導(dǎo)電型漂移區(qū)，且第二導(dǎo)電型井區(qū)與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)之間具 有交界，其中該第二導(dǎo)電型井區(qū)具有一第二導(dǎo)電型，該第一導(dǎo)電型漂移區(qū)具有該第一導(dǎo)電 型，且第一導(dǎo)電型與第二導(dǎo)電型不同；形成溝槽（trench)，自外延層的頂面延伸穿過第二 導(dǎo)電型井區(qū)并進入第一導(dǎo)電型漂移區(qū)中；形成柵極結(jié)構(gòu)于溝槽中；形成源極區(qū)于柵極結(jié)構(gòu) 兩側(cè)的第二導(dǎo)電型井區(qū)中，其中源極區(qū)具有第一導(dǎo)電型；形成層間介電層于外延層上；進 行蝕刻步驟蝕穿層間介電層、源極區(qū)及部分第二導(dǎo)電型井區(qū)以形成開口，開口暴露部分第 二導(dǎo)電型井區(qū)；進行摻雜步驟以于第二導(dǎo)電型井區(qū)暴露的部分形成第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一 區(qū)，其中第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)是設(shè)于第二導(dǎo)電型井區(qū)中，且接觸第二導(dǎo)電型井區(qū)與第 一導(dǎo)電型漂移區(qū)之間的交界；形成源極電極，源極電極與源極區(qū)電連接，且部分源極電極填 入開口中并直接接觸第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)；及形成漏極電極于基板的下表面上，漏極 電極與基板電連接。
[0008] 為讓本發(fā)明的特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合所附圖 式，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0009] 圖1A-1G是本發(fā)明一實施例的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管在其制造方 法中各階段的剖面圖。
[0010] 圖2A-2D是本發(fā)明另一實施例的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管在其制造 方法中各階段的剖面圖。
[0011] 圖3A-3D是本發(fā)明又一實施例的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管在其制造 方法中各階段的剖面圖。
[0012] 圖4A是比較例的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的沖擊游離化（impact ionization)分析圖。
[0013] 圖4B是本發(fā)明圖3D的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的沖擊游離化 (impact ionization)分析圖。
[0014] 圖5是本發(fā)明實施例的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的擊穿電壓分析圖。
[0015] 圖6是本發(fā)明實施例的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的擊穿電壓分析圖。
[0016] 圖7是本發(fā)明兩實施例的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的擊穿電壓分析 圖
[0017] 圖8是本發(fā)明實施例的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通電流分析圖。
[0018] 符號說明：
[0019] 100、200、300 基板；
[0020] 100A、200A、300A 上表面；
[0021] 100B、200B、300B 下表面；
[0022] 102、202、302 外延層；
[0023] 102A、202A、302A 頂面；
[0024] 104A第二導(dǎo)電型摻雜步驟；
[0025] 104B第一導(dǎo)電型摻雜步驟；
[0026] 108P第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一預(yù)定區(qū)；
[0027] 108、208、308第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)；
[0028] 108T、208T、308T 頂邊；
[0029] 108Β、208Β、308Β 底邊；
[0030] 110預(yù)定中和區(qū)；
[0031] 112、212、312 第二導(dǎo)電型井區(qū)；
[0032] 114、214、314第一導(dǎo)電型漂移區(qū)；
[0033] 116、216、316 交界；
[0034] 118Ρ柵極結(jié)構(gòu)預(yù)定區(qū)；
[0035] 118C 底部；
[0036] 118、218、318 溝槽；
[0037] 120、220、320 柵極結(jié)構(gòu)；
[0038] 120Α、220Α、320Α 柵極介電層；
[0039] 120Β、220Β、320Β 柵極；
[0040] 120C、320C 底部；
[0041] 122、322 源極區(qū)；
[0042] 122'、322'被蝕刻后的源極區(qū)；
[0043] 122a' 源極區(qū)；
[0044] 124、324層間介電層；
[0045] 124'、324'被蝕刻后的層間介電層；
[0046] 126、226、326 開口；
[0047] 128228第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)；
[0048] 130、230、330 源極電極；
[0049] 132、232、332 漏極電極；
[0050] 134、234、334垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管；
[0051] 206第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū)；
[0052] 312'被蝕刻后的第二導(dǎo)電型井區(qū)；
[0053] 222'被蝕刻后的源極區(qū)；
[0054] 224'被蝕刻后的層間介電層；
[0055] Dl 距離；
[0056] Y 方向；
[0057] D2 深度；
[0058] Tl 深度；
[0059] T2-T7 厚度；
[0060] W1-W9 寬度。
【具體實施方式】
[0061] 以下針對本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置及其制造方法作詳細說明。應(yīng)了解的是，以下的敘 述提供許多不同的實施例或例子，用以實施本發(fā)明的不同樣態(tài)。以下所述特定的元件及排 列方式僅為簡單描述本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅用以舉例而非本發(fā)明的限定。此外，在不同實施 例中可能使用重復(fù)的標(biāo)號或標(biāo)示。這些重復(fù)僅為了簡單清楚地敘述本發(fā)明，不代表所討論 的不同實施例及/或結(jié)構(gòu)之間具有任何關(guān)連性。再者，當(dāng)述及一第一材料層位于一第二材 料層上或之上時，包括第一材料層與第二材料層直接接觸的情形?；蛘?，亦可能間隔有一或 更多其它材料層的情形，在此情形中，第一材料層與第二材料層之間可能不直接接觸。
[0062] 必需了解的是，為特別描述或圖示的元件可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的各種形 式存在。此外，當(dāng)某層在其它層或基板"上"時，有可能是指"直接"在其它層或基板上，或 指某層在其它層或基板上，或指其它層或基板之間夾設(shè)其它層。
[0063] 此外，實施例中可能使用相對性的用語，例如"較低"或"底部"及"較高"或"頂 部"，以描述圖示的一個元件對于另一元件的相對關(guān)系。能理解的是，如果將圖示的裝置翻 轉(zhuǎn)使其上下顛倒，則所敘述在"較低"側(cè)的元件將會成為在"較高"側(cè)的元件。
[0064] 在此，"約"、"大約"的用語一般通常是指數(shù)值的誤差或范圍，其依據(jù)不同技術(shù)而有 不同變化，且其范圍對于本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解是具有最廣泛的解釋，藉此涵蓋所有變形 及類似結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，通常表示在一給定值或范圍的20%之內(nèi)，較佳是10%之內(nèi)， 且更佳是5%之內(nèi)。在此給定的數(shù)量為大約的數(shù)量，意即在沒有特定說明的情況下，仍可隱 含"約"、"大約"的含義。
[0065] 本發(fā)明的實施例提供一種半導(dǎo)體裝置，更進一步來說，提供一個具有設(shè)于溝槽中 的柵極的半導(dǎo)體裝置，半導(dǎo)體裝置例如可為垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，或是具 有設(shè)于溝槽中的柵極的絕緣柵極雙極性晶體管（insulated gate bipolar transistor， IGBT)。以下將以垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管為例進行說明。
[0066] 本發(fā)明實施例可利用一鄰近柵極結(jié)構(gòu)底部的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)以降低 柵極結(jié)構(gòu)底部的電場密度，并藉此同時降低導(dǎo)通電阻（on resistance)并增加擊穿電壓 (breakdown voltage)〇
[0067] 參見圖1A，首先提供一基板100。此基板100可包括：單晶結(jié)構(gòu)、多晶結(jié)構(gòu)或非晶 結(jié)構(gòu)的娃或鍺的元素半導(dǎo)體；氮化鎵（GaN)、碳化娃（silicon carbide)、砷化鎵（gallium arsenic)、磷化嫁（gallium phosphide)、磷化銦（indium phosphide)、石申化銦（indium arsenide)或鋪化銦（indium antimonide)等化合物半導(dǎo)體；SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、 GaInAs、GaInP或GaInAsP等合金半導(dǎo)體或其它適合的材料及/或上述組合。此基板100重 摻雜有第一導(dǎo)電型，且可作為裝置的漏極區(qū)。例如，當(dāng)此第一導(dǎo)電型為N型時，此基板100 可為重?fù)诫sN型基板。此外，基板100具有上表面100A及下表面100B。
[0068] 接著，形成外延層102于基板100的上表面100A上。此外延層102可包括硅、 鍺、娃與鍺、III-V族化合物或上述的組合，且此外延層102可藉由外延生長（epitaxial growth)制造工藝形成，例如金屬有機物化學(xué)氣相沉積法（MOCVD)、金屬有機物化學(xué)氣相外 延法（MOVPE)、等離子增強型化學(xué)氣相沉積法（plasma-enhanced CVD)、遙控等離子化學(xué)氣 相沉積法（RP-CVD)、分子束外延法（MBE)、氫化物氣相外延法（HVPE)、液相外延法（LPE)、氯 化物氣相外延法（Cl-VPE)或類似的方法形成。
[0069] 此外延層102輕摻雜有第一導(dǎo)電型。例如，當(dāng)此第一導(dǎo)電型為N型時，外延 層102為輕摻雜N型外延層，其可藉由在沉積外延層102時，于反應(yīng)氣體中加入磷化氫 (phosphine)或砷化三氫（arsine)進行臨場（in-situ)摻雜，或者，亦可先沉積外延層后， 再以磷離子或砷離子進行離子注入。此外，在本發(fā)明的實施例中，重?fù)诫s區(qū)的摻質(zhì)濃度可為 輕摻雜區(qū)的摻質(zhì)濃度的約10倍至100倍，例如為約20倍至80倍。
[0070] 接著，參見圖1B，進行第二導(dǎo)電型摻雜步驟104A以于外延層102中形成第二導(dǎo)電 型重?fù)诫s暫時區(qū)106。此第二導(dǎo)電型與上述第一導(dǎo)電型不同。此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū) 106可用以形成后續(xù)的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)。詳細而言，此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū) 106中包括第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一預(yù)定區(qū)108P以及預(yù)定中和區(qū)110。此預(yù)定中和區(qū)110的 電性將于后續(xù)步驟中被中和，并留下未被中和的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一預(yù)定區(qū)108P作為 后續(xù)的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)。
[0071 ] 在一實施例中，當(dāng)此第二導(dǎo)電型為P型時，此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū)106可藉由 重?fù)诫s硼離子、銦離子或二氟化硼離子（BF2+)至外延層102中預(yù)定形成此第二導(dǎo)電型重?fù)?雜暫時區(qū)106的區(qū)域形成。
[0072] 在一實施例中，如圖IB所示，此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū)106自外延層102的部 分頂面102A延伸入外延層102中，且此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū)106僅延伸入外延層102 的部分深度，亦即，此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū)106的深度Tl小于外延層102的厚度T2。
[0073] 接著，參見圖1C，進行第一導(dǎo)電型摻雜步驟104B以中和第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū) 106中于第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一預(yù)定區(qū)108P以外的部分的電性，亦即中和上述預(yù)定中和區(qū) 110的電性，并留下未被中和的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一預(yù)定區(qū)108P作為第二導(dǎo)電型重?fù)诫s 第一區(qū)108。
[0074] 在一實施例中，當(dāng)此第一導(dǎo)電型為N型時，可藉由對上述預(yù)定中和區(qū)110重?fù)诫s磷 離子或砷離子以中和其電性。
[0075] 接著，于外延層102中形成第二導(dǎo)電型井區(qū)112。此第二導(dǎo)電型井區(qū)112自外延層 102的頂面102A延伸入外延層102中，如圖IC所示，第二導(dǎo)電型井區(qū)112僅延伸入外延層 102的部分深度，亦即，此第二導(dǎo)電型井區(qū)112的厚度T3小于外延層102的厚度T2。此第 二導(dǎo)電型井區(qū)112亦具有第二導(dǎo)電型。此第二導(dǎo)電型井區(qū)112可藉由離子注入步驟形成， 例如，在一實施例中，當(dāng)此第二導(dǎo)電型為P型時，可于預(yù)定形成此第二導(dǎo)電型井區(qū)112的區(qū) 域注入硼離子、銦離子或二氟化硼離子（BF/)。此外，在本發(fā)明實施例中，重?fù)诫s區(qū)的摻質(zhì) 濃度為此第二導(dǎo)電型井區(qū)112的摻質(zhì)濃度的約3倍至10倍，例如為約5倍至8倍。
[0076] 繼續(xù)參見圖1C，外延層102中未形成有第二導(dǎo)電型井區(qū)112的部分是作為第一導(dǎo) 電型漂移區(qū)114。由于外延層102為輕摻雜第一導(dǎo)電型，故此第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114亦為輕 摻雜第一導(dǎo)電型。此外，如圖IC所示，第二導(dǎo)電型井區(qū)112與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114之間 具有交界116,而上述第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108可設(shè)于第二導(dǎo)電型井區(qū)112中，且接觸 第二導(dǎo)電型井區(qū)112與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114之間的交界116。在另一實施例中，如圖IC 所示，第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108可稍微延伸進入第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114中。此外，圖IC 亦于外延層102中標(biāo)示出將于后續(xù)步驟中形成柵極結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)預(yù)定區(qū)118P。
[0077] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，一般垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管會于柵極結(jié)構(gòu)的底部（例 如圖IC的柵極結(jié)構(gòu)預(yù)定區(qū)118P的底部）形成過大的電場密度，造成晶體管的擊穿電壓降 低。而本發(fā)明的實施例可通過設(shè)于第二導(dǎo)電型井區(qū)112中的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108 接觸交界116,即表示此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108鄰近柵極結(jié)構(gòu)的底部（例如鄰近圖 IC的柵極結(jié)構(gòu)預(yù)定區(qū)118P的底部118C以及后續(xù)圖ID的柵極結(jié)構(gòu)的底部120C)，可將柵極 結(jié)構(gòu)底部的電流向兩旁分散，并藉此降低柵極結(jié)構(gòu)底部的電流密度以及電場密度，可增加 裝置的擊穿電壓。此部份亦可見后文關(guān)于圖4A-4B的說明。
[0078] 此外，在一實施例中，如圖IC所示，第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108具有較靠近外延 層102頂面102A的頂邊108T以及較靠近基板100的底邊108B，且第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一 區(qū)108的底邊108B可接觸第二導(dǎo)電型井區(qū)112與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114之間的交界116。 此外，在此實施例中，圖IB的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū)106的深度Tl稍微大于第二導(dǎo)電型 井區(qū)112的厚度T3。
[0079] 然而，應(yīng)注意的是，除上述圖IC所示的實施例以外，本發(fā)明的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s 第一區(qū)108的底邊108B亦可設(shè)于第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114或基板100中。此部分將于后文 詳細說明。因此，圖IC所示的實施例僅為說明之用，本發(fā)明的范圍并不以此為限。
[0080] 接著，參見圖1D，于外延層102中形成溝槽（trench) 118。此溝槽118自外延層 102的頂面102A延伸穿越第二導(dǎo)電型井區(qū)112并進入第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114中。
[0081] 接著，形成柵極結(jié)構(gòu)120。此柵極結(jié)構(gòu)120包括柵極介電層120A及柵極120B。如 圖ID所示，此柵極介電層120A直接接觸外延層102。詳細而言，此柵極介電層120A直接接 觸第二導(dǎo)電型井區(qū)112與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114,而柵極120B是設(shè)于柵極介電層120A上 且填入溝槽118。詳細而言，此柵極介電層120A是設(shè)于柵極120B與溝槽118之間、以及柵 極120B與第二導(dǎo)電型井區(qū)112、第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114之間。此柵極介電層120A使柵極 120B與第二導(dǎo)電型井區(qū)112、第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114及后續(xù)設(shè)于第二導(dǎo)電型井區(qū)112中的 源極區(qū)電性絕緣。
[0082] 在一些實施例中，此柵極結(jié)構(gòu)120可由以下步驟形成。首先，形成一介電材料層 (未繪示）于溝槽118的側(cè)壁與底部及外延層102的頂面102A上。接著，毯覆性沉積一導(dǎo) 電層（未繪示）于上述介電材料層上且填入溝槽118中。之后，以光刻與蝕刻步驟圖案化 上述介電材料層及導(dǎo)電層以分別形成柵極介電層120A及柵極120B并完成柵極結(jié)構(gòu)120。
[0083] 上述介電材料層（未繪示）的材料（亦即柵極介電層120A的材料）可為氧化硅、 氮化娃、氮氧化娃、高介電常數(shù)（high-k)介電材料、或其它任何適合的介電材料、或上述的 組合。此高介電常數(shù)介電材料可為金屬氧化物、金屬氮化物、金屬硅化物、過渡金屬氧化 物、過渡金屬氮化物、過渡金屬硅化物、金屬的氮氧化物、金屬鋁酸鹽、鋯硅酸鹽、鋯鋁酸鹽。 例如，此高介電常數(shù)（high-k)介電材料可為 LaO、A10、ZrO、TiO、Ta205、Y203、SrTiO 3(STO)、 BaTiO3 (BTO)、BaZrO、Hf02、Hf03、HfZrO、HfLaO、HfSiO、HfSiON、LaSiO、AlSiO、HfTaO、HfTiO、 HfTaTiO、HfAlON、（Ba，Sr)Ti03(BST)、A1203、其它適當(dāng)材料、或上述組合。此介電材料層 (未繪示）可藉由化學(xué)氣相沉積法（CVD)或旋轉(zhuǎn)涂布法形成，此化學(xué)氣相沉積法例如可為 低壓化學(xué)氣相沉積法（low pressure chemical vapor deposition，LPCVD)、低溫化學(xué)氣 相沉積法（low temperature chemical vapor deposition，LTCVD)、快速升溫化學(xué)氣相沉 積法（rapid thermal chemical vapor deposition，RTCVD)、等離子輔助化學(xué)氣相沉積法 (plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)、原子層化學(xué)氣相沉積法的原子層 沉積法（atomic layer deposition，ALD)或其它常用的方法。
[0084] 前述導(dǎo)電層（未繪示）的材料（亦即柵極120B的材料）可為非晶硅、多晶硅或上 述的組合。此導(dǎo)電層的材料可藉由前述的化學(xué)氣相沉積法（CVD)或其它任何適合的沉積方 式形成，例如，在一實施例中，可用低壓化學(xué)氣相沉積法（LPCVD)在525~650°C之間沉積而 制得非晶硅導(dǎo)電材料層或多晶硅導(dǎo)電層，其厚度范圍可為約100()Λ至約1000 OA..
[0085] 此外，柵極120Β的頂部可還包括一金屬硅化物層（未繪示），此金屬硅化物可包 括但不限于娃化鎳（nickel silicide)、娃化鈷（cobalt silicide)、娃化媽（tungsten silicide)、石圭化欽（titanium silicide)、石圭化組（tantalum silicide)、石圭化韋白（platinum silicide)以及娃化輯（erbium silicide) 〇
[0086] 繼續(xù)參見圖1D，第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108的頂邊108T至外延層102的頂面 102A的距離Dl為溝槽118自外延層102的頂面102A算起的深度D2 (亦即外延層102的頂面 102A至柵極結(jié)構(gòu)120的底部120C的距離）的約0. 15-0. 8倍，例如為深度D2的約0. 2-0. 7 倍，或者例如為深度D2的約0. 3-0. 6倍，又或者例如為深度D2的約0. 4-0. 5倍，且較佳為 約〇. 5倍。藉由將此距離Dl設(shè)為深度D2的約0. 15-0. 8倍，可同時增加擊穿電壓并降低導(dǎo) 通電阻。
[0087] 若上述第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108的頂邊108T至外延層102的頂面102A的距 離Dl過小，例如小于溝槽118的深度D2的約0. 15倍，則會導(dǎo)致?lián)舸╇妷航档鸵约皩?dǎo)通電 阻增加。然而，若此距離Dl過大，例如大于溝槽118的深度D2的約0. 8倍，則亦會使擊穿 電壓降低以及導(dǎo)通電阻增加（可見后續(xù)圖5、6、8及表一的說明）。
[0088] 此外，第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108與溝槽118(或者柵極結(jié)構(gòu)120的柵極介電層 120A)間隔有寬度Wl，此寬度Wl為第二導(dǎo)電型井區(qū)112的寬度W2的約0. 05-0. 3倍，例如 為寬度W2的約0. 1-0. 2倍。若此寬度Wl過寬，例如寬于第二導(dǎo)電型井區(qū)112的寬度W2的 約0. 3倍，則第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108會離柵極結(jié)構(gòu)120過遠，使此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s 第一區(qū)108無法有效降低柵極結(jié)構(gòu)120的底部120C的電場密度，亦無法藉此增加擊穿電壓 (breakdown voltage)。然而，若此寬度Wl過小，例如小于第二導(dǎo)電型井區(qū)112的寬度W2 的約0. 05倍，則第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108會過于靠近柵極結(jié)構(gòu)120,使擊穿電壓下降、 導(dǎo)通電阻增加或裝置效能降低。
[0089] 接著，如圖IE所示，形成源極區(qū)122于柵極結(jié)構(gòu)120兩側(cè)的第二導(dǎo)電型井區(qū)112 中，且此源極區(qū)122具有第一導(dǎo)電型。例如，在一實施例中，此源極區(qū)122為重?fù)诫s第一導(dǎo) 電型。此源極區(qū)122自外延層102的頂面102A(亦可稱為第二導(dǎo)電型井區(qū)112的表面）延 伸入第二導(dǎo)電型井區(qū)112中，且在本實施例中，源極區(qū)122僅延伸入第二導(dǎo)電型井區(qū)112的 部分深度，亦即，此源極區(qū)122的厚度T4小于第二導(dǎo)電型井區(qū)112的厚度T3。在一實施例 中，此源極區(qū)122可藉由離子注入步驟形成。例如，當(dāng)此第一導(dǎo)電型為N型時，可于預(yù)定形 成此源極區(qū)122的區(qū)域注入磷離子或砷離子。此外，如圖IE所示，位于溝槽118兩側(cè)的源 極區(qū)122可直接接觸溝槽118 (亦即直接接觸柵極結(jié)構(gòu)120的柵極介電層120A)。
[0090] 接著，繼續(xù)參見圖1E，形成層間介電層124于柵極120B以及外延層102的頂面 102A上。此層間介電層124覆蓋柵極結(jié)構(gòu)120。此層間介電層124可用以將柵極120B與后 續(xù)形成的源極電極電性絕緣。層間介電層124可為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、硼磷硅玻璃 (BPSG)、磷硅玻璃（PSG)、旋涂式玻璃（SOG)、或其它任何適合的介電材料、或上述的組合。 層間介電層124可藉由前述的化學(xué)氣相沉積法（CVD)、旋轉(zhuǎn)涂布法或高密度的等離子（high density plasma，HDP)沉積以及圖案化步驟形成。
[0091] 接著，參見圖1F，在形成層間介電層124后，進行一接點蝕刻步驟蝕穿部分的層間 介電層124及源極區(qū)122以形成接點開口 126。此接點開口 126暴露部分第二導(dǎo)電型井區(qū) 112。被蝕刻后的層間介電層是以層間介電層124'表示，而被蝕刻后的源極區(qū)是以源極區(qū) 122'表示。上述蝕刻步驟可包括反應(yīng)離子蝕刻（reactive ion etch，RIE)、等離子蝕刻或 其它合適的蝕刻步驟。
[0092] 接著，可選擇性進行一離子注入步驟，以于第二導(dǎo)電型井區(qū)112中被接點開口 126 暴露的部分形成一第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)128,此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)128可為重 摻雜第二導(dǎo)電型，可降低金屬與半導(dǎo)體之間的接觸電阻。本發(fā)明實施例中形成第二導(dǎo)電型 重?fù)诫s第二區(qū)128的步驟并未使用額外的光掩模，因此可降低生產(chǎn)成本。
[0093] 此外，如圖IF所示，第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)128大抵與其下的第二導(dǎo)電型重?fù)?雜第一區(qū)108對齊，故第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108與溝槽118間的寬度Wl大抵與經(jīng)蝕刻 后且接觸柵極介電層120A的源極區(qū)122a'的寬度W3相等，且第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)128 的寬度W4亦與其下的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108的寬度W5大抵相等。
[0094] 雖然在本實施例中，第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108大抵與其上的第二導(dǎo)電型重?fù)?雜第二區(qū)128對齊，但本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可理解第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108亦可不對齊 第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)128,例如，第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108的寬度可大于第二導(dǎo)電 型重?fù)诫s第二區(qū)128的寬度，使第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108比第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū) 128更靠近柵極結(jié)構(gòu)120。易言之，第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108與溝槽118間的寬度可小 于經(jīng)蝕刻后且接觸柵極介電層120A的源極區(qū)122a'的寬度。
[0095] 接著，參見圖1G，形成源極電極130。此源極電極130與源極區(qū)122'及第二導(dǎo)電 型重?fù)诫s第二區(qū)128電連接。此源極電極130又通過第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)128耦接 至（電連接至）第二導(dǎo)電型井區(qū)112。在一些實施例中，源極電極130是形成于層間介電 層124'上，且部分源極電極130是填入接點開口 126中并可直接接觸第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第 二區(qū)128。此源極電極130可為單層或多層的金、鉻、鎳、鉑、鈦、鋁、銥、銠、銅、上述的組合 或其它導(dǎo)電性佳的金屬材料（例如鋁銅合金（AlCu)、鋁硅銅合金（AlSiCu))。此源極電極 130可藉由例如為濺射法、電鍍法、電阻加熱蒸鍍法、電子束蒸鍍法、或其它任何適合的沉積 制造工藝形成。此外，層間介電層124'是設(shè)于柵極120B與源極電極130之間，此層間介電 層124'可使柵極120B與源極電極130電性絕緣。
[0096] 接著，于源極電極130后，可選擇性薄化基板100 (圖式并未繪示此薄化步驟），此 做法可使導(dǎo)通電阻降低。此薄化后的基板100的厚度會依操作電壓及元件結(jié)構(gòu)而有所不 同。
[0097] 接著，繼續(xù)參見圖1G，形成漏極電極132于基板100的下表面100B上以完成垂直 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管134的制作。此漏極電極132與可作為漏極區(qū)的基板100 電連接。此漏極電極132可為單層或多層的金、鉻、鎳、鉑、鈦、鋁、銥、銠、銅、上述的組合或 其它導(dǎo)電性佳的金屬材料（例如鈦鎳銀（TiNiAg))。此漏極電極132可藉由例如為濺射法、 電鍍法、電阻加熱蒸鍍法、電子束蒸鍍法、或其它任何適合的沉積制造工藝形成。
[0098] 本發(fā)明實施例的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管134包括漏極電極132以及 可作為漏極區(qū)的基板100,此基板100重?fù)诫s有第一導(dǎo)電型且電連接漏極電極132。此垂直 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管134還包括設(shè)于基板100上的外延層102,此外延層102包 括設(shè)于基板100上的第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114,以及設(shè)于第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114上且延伸至外 延層102的頂面的第二導(dǎo)電型井區(qū)112。此第二導(dǎo)電型井區(qū)112與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114 之間具有交界116,且此第一導(dǎo)電型與第二導(dǎo)電型不同。此外延層102還包括溝槽118以及 柵極結(jié)構(gòu)120。此溝槽118是自外延層102的頂面102A延伸穿過第二導(dǎo)電型井區(qū)112并進 入第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114中，而此柵極結(jié)構(gòu)120是設(shè)于溝槽118中。此外延層102還包括 設(shè)于柵極結(jié)構(gòu)120兩側(cè)的第二導(dǎo)電型井區(qū)112中的源極區(qū)122'，且此源極區(qū)122'具有第一 導(dǎo)電型。此外延層102還包括設(shè)于第二導(dǎo)電型井區(qū)112中的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108， 且此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108可接觸第二導(dǎo)電型井區(qū)112與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114之 間的交界116。
[0099] 此外，此垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管134還包括設(shè)于外延層102上的層 間介電層124'以及一開口 126。此開口 126是穿過層間介電層124'及源極區(qū)122'并暴 露部分第二導(dǎo)電型井區(qū)112。此垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管134還包括一第二導(dǎo) 電型重?fù)诫s第二區(qū)128以及源極電極130。詳細而言，此垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶 體管134的外延層102包括此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)128。此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū) 128是設(shè)于第二導(dǎo)電型井區(qū)112中被開口 126暴露的部分，而此源極電極130是與源極區(qū) 122'及第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)128電連接。更進一步來說，部分源極電極130可填入開 口 126中并直接接觸第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)128。
[0100] 在一些實施例中，上述第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108的頂邊108T至外延層102的 頂面102A的距離Dl為溝槽118的深度D2的約0. 15-0. 8倍，例如為約0. 2-0. 7倍，或者例 如為約0. 3-0. 6倍，又或者例如為約0. 4-0. 5倍，且較佳為約0. 5倍。且此第二導(dǎo)電型重?fù)?雜第一區(qū)108的底邊108B可接觸第二導(dǎo)電型井區(qū)112與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114之間的交 界116。在另一實施例中，第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108的底邊108B可稍微延伸并可位于 第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114中。此外，此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108與溝槽118間隔有寬度 Wl，此寬度Wl為第二導(dǎo)電型井區(qū)112的寬度的約0.05-0. 3倍，例如為約0. 1-0. 2倍。在一 些實施例中，此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108的摻雜濃度大致為lel9~5e20 (Ι/cm3)，且其 厚度T5不大于2 μm，以避免影響元件的擊穿電壓。
[0101] 圖2A-2D顯示本發(fā)明另一實施例的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的制造 步驟。本實施例中第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)可自第二導(dǎo)電型井區(qū)延伸穿過第一導(dǎo)電型漂移 區(qū)且進入基板中，且第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)的底邊可位于基板中。應(yīng)注意的是，后文中與 前述相同或相似的元件或膜層將以相同或相似的標(biāo)號表示，其材料、制造方法與功能皆與 前述所述相同或相似，故此部分在后文中將不再贅述。
[0102] 參見圖2A，首先提供一基板200。此基板200的材料與前述實施例的基板100的 材料相同。此基板200重?fù)诫s有第一導(dǎo)電型且可作為裝置的漏極區(qū)。例如，當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電型 為N型時，此基板200可為重?fù)诫sN型基板。
[0103] 接著，在基板200中預(yù)定形成后續(xù)第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)的區(qū)域形成第二導(dǎo)電 型重?fù)诫s暫時區(qū)206。在一實施例中，當(dāng)此第二導(dǎo)電型為P型時，此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時 區(qū)206可藉由于基板200中預(yù)定形成此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū)206的區(qū)域重?fù)诫s硼離 子、銦離子或二氟化硼離子（BF 2+)形成。此外，基板200具有上表面200A及下表面200B。
[0104] 接著，形成外延層202于基板200的上表面200A上。外延層202可包括硅、鍺、 娃與鍺、ΠΙ-ν族化合物或上述的組合。此外延層202可藉由前述的外延成長（epitaxial growth)制造工藝形成。此外延層202輕摻雜有第一導(dǎo)電型。例如，當(dāng)此第一導(dǎo)電型為N型 時，外延層202為輕摻雜N型外延層。
[0105] 此外，由于上述外延成長制造工藝是在高溫下進行，例如在1180°C下進行，故上述 第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū)206的第二導(dǎo)電型離子會于此外延成長制造工藝中向上擴散進 入外延層202中并形成如圖2B所示的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)208。易言之，此第二導(dǎo)電 型重?fù)诫s第一區(qū)208可同時設(shè)于外延層202以及基板200中。
[0106] 接著，如圖2C所示，于外延層202中形成第二導(dǎo)電型井區(qū)212。此第二導(dǎo)電型井區(qū) 212自外延層202的頂面202A延伸入外延層202中，且此第二導(dǎo)電型井區(qū)212僅延伸入外 延層202的部分深度。此第二導(dǎo)電型井區(qū)212亦具有第二導(dǎo)電型。此第二導(dǎo)電型井區(qū)212 可藉由離子注入步驟形成，例如，在一實施例中，當(dāng)此第二導(dǎo)電型為P型時，可于預(yù)定形成 此第二導(dǎo)電型井區(qū)212的區(qū)域注入硼離子、銦離子或二氟化硼離子（BF 2+)。
[0107] 在另一實施例中，首先提供一基板，接著以外延成長（epitaxial growth)制造工 藝形成第一外延層，此第一外延層輕摻雜有第一導(dǎo)電型。接著，在前述第一外延層中，于預(yù) 定形成后續(xù)第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)的區(qū)域形成第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū)。接著，于第一 外延層上形成第二外延層，此第二外延層輕摻雜有第一導(dǎo)電型。由于外延成長制造工藝是 在高溫下進行，故第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū)的第二導(dǎo)電型離子會于此外延成長制造工藝中 向上擴散進入第二外延層中并形成第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)。接下來，于第二外延層中形 成第二導(dǎo)電型井區(qū)212,此第二導(dǎo)電型井區(qū)212亦具有第二導(dǎo)電型，其中，未形成第二導(dǎo)電 型井區(qū)212的部分是作為第一導(dǎo)電型漂移區(qū)214,且第二導(dǎo)電型井區(qū)212與第一導(dǎo)電型漂移 區(qū)214之間具有交界216。若僅以結(jié)構(gòu)來看，上述第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)可設(shè)于第二導(dǎo)電 型井區(qū)212中，且可進一步延伸至第一導(dǎo)電型漂移區(qū)214,但不會直接接觸基板。在另一實 施例中，前述第二外延層可改為具有第二導(dǎo)電型的外延層，如此將可減少后續(xù)再摻雜第二 導(dǎo)電型井區(qū)的制造工藝。
[0108] 請繼續(xù)回來參見圖2C，外延層202中未形成有第二導(dǎo)電型井區(qū)212的部分是作 為第一導(dǎo)電型漂移區(qū)214,且第二導(dǎo)電型井區(qū)212與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)214之間具有交界 216。而上述第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)208是設(shè)于第二導(dǎo)電型井區(qū)212中，且接觸第二導(dǎo)電 型井區(qū)212與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)214之間的交界216。此外，此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū) 208是自基板200延伸穿過第一導(dǎo)電型漂移區(qū)214且進入第二導(dǎo)電型井區(qū)212。換句話說， 若僅以裝置結(jié)構(gòu)來看，此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)208是自第二導(dǎo)電型井區(qū)212延伸穿過 第一導(dǎo)電型漂移區(qū)214且進入基板200中，且其底邊208B是位于基板200中。
[0109] 接著，如圖2D所示，進行與前述實施例中第1D-1G圖相同的步驟以完成垂直金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管234的制作。此垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管234與圖 IG的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管134的其中一個主要差異在于圖2D的垂直金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管234的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)208可位于第二導(dǎo)電型井區(qū) 212、第一導(dǎo)電型漂移區(qū)214以及基板200中，且其底邊208B是位于基板200中。藉由進一 步延伸第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)208的底邊208B，此垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 234可分散柵極結(jié)構(gòu)220底部的電場密度并增加裝置的擊穿電壓。
[0110] 此外，在一些實施例中，垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管234還包括穿過層 間介電層224'及源極區(qū)222'并暴露部分第二導(dǎo)電型井區(qū)212的一開口 226,以及設(shè)于上述 第二導(dǎo)電型井區(qū)212暴露的部分的一第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)228。部分源極電極230填 入開口 226中并可電連接此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)228。在一些實施例中，源極電極230 可與第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)228直接接觸。
[0111] 此外，在一些實施例中，上述第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)208的頂邊208T至外延層 202的頂面202A的距離Dl為溝槽218的深度D2的約0. 15-0. 8倍，例如為約0. 2-0. 7倍， 或者例如為約〇. 3-0. 6倍，又或者例如為約0. 4-0. 5倍，且較佳為約0. 5倍。此外，此第二 導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)208與溝槽218間隔有寬度W6,此寬度為第二導(dǎo)電型井區(qū)212的寬度 W7的約0. 05-0. 3倍，例如為約0. 1-0. 2倍。藉由上述第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)208的配 置，本發(fā)明可增加擊穿電壓并降低導(dǎo)通電阻。在一些實施例中，此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū) 208的摻雜濃度大致為lel9~5e20 (Ι/cm3)，且其厚度T6不大于2 μ m，以避免影響元件的 擊穿電壓。
[0112] 此外，應(yīng)注意的是，上述垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管234亦可由圖1A-1G 所示的制造方法制得。例如，在一實施例中，可于圖IB中增加第二導(dǎo)電型摻雜步驟104A的 摻雜強度，使第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū)106以及后續(xù)形成的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108 延伸穿過第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114且進入基板100中，即可制得圖2D的垂直金屬氧化物半導(dǎo) 體場效應(yīng)晶體管234。
[0113] 圖3A-3D顯示本發(fā)明另一實施例的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的制造 步驟。本實施例中第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)可自第二導(dǎo)電型井區(qū)延伸進入第一導(dǎo)電型漂移 區(qū)中，且底邊是位于第一導(dǎo)電型漂移區(qū)中。此外，本實施例不具有第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二 區(qū)，且源極電極可通過接點開口直接接觸上述第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)。應(yīng)注意的是，后文 中與前述相同或相似的元件或膜層將以相同或相似的標(biāo)號表示，其材料、制造方法與功能 皆與前述所述相同或相似，故此部分在后文中將不再贅述。
[0114] 參見圖3A，首先提供一基板300以及設(shè)于其上的外延層302。此基板300以及外 延層302的材料與制法皆與前述基板100以及外延層102相同。
[0115] 接著，有別于圖1A-1G或圖2A-2D所示的實施例，此實施例不形成第二導(dǎo)電型重?fù)?雜暫時區(qū)，而是于形成外延層302后，直接依序形成第二導(dǎo)電型井區(qū)312、溝槽318、柵極結(jié) 構(gòu)320、源極區(qū)322以及層間介電層324,如圖3B所示。上述元件的形成方法以及材料皆與 圖1A-1G的實施例相同。此外，外延層302中未形成有第二導(dǎo)電型井區(qū)312的部分是作為第 一導(dǎo)電型漂移區(qū)314,且第二導(dǎo)電型井區(qū)312與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)314之間具有交界316。
[0116] 接著，參見圖3C，在形成層間介電層324后，進行一接點蝕刻步驟蝕穿層間介電層 324、源極區(qū)322及部分第二導(dǎo)電型井區(qū)312以形成接點開口 326。被蝕刻后的層間介電層 是以層間介電層324'表示，被蝕刻后的源極區(qū)是以源極區(qū)322'表示，而被蝕刻后的第二導(dǎo) 電型井區(qū)是以第二導(dǎo)電型井區(qū)312'表示。此外，此接點開口 326暴露部分第二導(dǎo)電型井區(qū) 312'。上述蝕刻步驟可包括反應(yīng)離子蝕刻（reactive ion etch，RIE)、等離子蝕刻或其它 合適的蝕刻步驟。
[0117] 接著，繼續(xù)參見圖3C，進行摻雜步驟以于第二導(dǎo)電型井區(qū)312'暴露的部分形成第 二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)308。此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)308是設(shè)于第二導(dǎo)電型井區(qū)312' 中，且接觸第二導(dǎo)電型井區(qū)312'與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)314之間的交界316。此外，在此實施 例中，形成第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)308的步驟并未使用額外的罩幕，因此可降低生產(chǎn)成 本。
[0118] 此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)308是自第二導(dǎo)電型井區(qū)312'延伸進入第一導(dǎo)電型 漂移區(qū)314中，且其底邊308B是位于第一導(dǎo)電型漂移區(qū)314中。藉由延伸第二導(dǎo)電型重?fù)?雜第一區(qū)308的底邊308B，可分散柵極結(jié)構(gòu)底部的電場密度并增加裝置的擊穿電壓。
[0119] 接著，參見圖3D，形成源極電極330。此源極電極330與源極區(qū)322'、第二導(dǎo)電型 井區(qū)312'及第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)308電連接。此外，部分源極電極330可填入接點開 口 326中并直接接觸第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)308。
[0120] 接著，于源極電極330后，可選擇性薄化基板300 (圖式并未繪示此薄化步驟），此 作法可降低導(dǎo)通電阻。此薄化后的基板300的厚度會依操作電壓及元件結(jié)構(gòu)而有所不同。
[0121] 接著，繼續(xù)參見圖3D，形成漏極電極332于基板300的下表面300B上以完成垂直 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334的制作。此漏極電極332與可作為漏極區(qū)的基板300 電連接。
[0122] 圖3D的實施例的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334與圖IG的垂直金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管134以及圖2D的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管234的主 要差異在于，圖3D的實施例的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334的第二導(dǎo)電型重?fù)?雜第一區(qū)308可自第二導(dǎo)電型井區(qū)312'延伸進入第一導(dǎo)電型漂移區(qū)314中，且底邊308B 可位于第一導(dǎo)電型漂移區(qū)314中，且可不具有第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)。藉由延伸第二導(dǎo) 電型重?fù)诫s第一區(qū)308的底邊308B，此垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334可分散柵 極結(jié)構(gòu)底部的電場密度并增加裝置的擊穿電壓。
[0123] 此外，在一些實施例中，上述第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)308的頂邊308T至外延層 302的頂面302A的距離Dl為溝槽318的深度D2的約0. 15-0. 8倍，例如為約0. 2-0. 7倍， 或者例如為約〇. 3-0. 6倍，又或者例如為約0. 4-0. 5倍，且較佳為約0. 5倍。此外，此第二 導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)308與溝槽318間隔有寬度W8,此寬度為第二導(dǎo)電型井區(qū)312的寬度 W9的約0. 05-0. 3倍，例如為約0. 1-0. 2倍。藉由上述第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)308的配 置，本發(fā)明的實施例可增加擊穿電壓并降低導(dǎo)通電阻。在一些實施例中，此第二導(dǎo)電型重?fù)?雜第一區(qū)308的摻雜濃度大致為lel9~5e20 (Ι/cm3)，且其厚度T7不大于2 μ m，以避免影 響元件的擊穿電壓。
[0124] 此外，上述垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334亦可由類似圖1A-1G所示的 制造方法制得。例如，在一實施例中，可于圖IB中增加第二導(dǎo)電型摻雜步驟104A的摻雜強 度，使第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū)106以及后續(xù)形成的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108自后續(xù) 的第二導(dǎo)電型井區(qū)112中延伸進入第一導(dǎo)電型漂移區(qū)114中，接著，于圖IF的步驟中直接 以開口 106暴露第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)108而不形成第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)128,即可 制得圖3D的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334。
[0125] 應(yīng)注意的是，雖然在以上的實施例中，皆以第一導(dǎo)電型為N型，第二導(dǎo)電型為P型 說明，然而，此技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可理解第一導(dǎo)電型亦可為P型，而此時第二導(dǎo)電型則為
[0126] 接著，參見圖4A-4B，圖4A是比較例的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的沖 擊游離化（impact ionization)分析圖，而圖4B是本發(fā)明一實施例例如圖3D的垂直金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334的沖擊游離化（impact ionization)分析圖，此沖擊游離化 的程度即可表示該位置的電場的強度。圖4A-4B的橫軸表示圖3D的垂直金屬氧化物半導(dǎo) 體場效應(yīng)晶體管334的垂直方向（Y方向），而其縱軸表示該位置的沖擊游離化的程度。詳 細而言，圖4A-4B的橫軸是表示沿著圖3D的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334的通 道垂直往下的方向。此分析圖是由電腦軟件（Technology Computer Aided Design，TCAD) 模擬所得，且是假設(shè)溝槽的深度為2 μ m。此外，上述比較例的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管與本案圖3D的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334的差異在于比較例的垂直 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管不具有可接觸交界316的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)308。
[0127] 由圖4A可知，比較例的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管因為不具有第二導(dǎo) 電型重?fù)诫s第一區(qū)，故其溝槽底部（亦即圖中2μπι處）相較于裝置中的其它位置具有較大 的電場密度，而此過大的電場密度會造成晶體管的擊穿電壓較低。相較之下，由圖4Β可知， 由于本案圖3D的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334具有第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū) 308,且此設(shè)于第二導(dǎo)電型井區(qū)312中的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)308可接觸交界316,即表 示此第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)308鄰近柵極結(jié)構(gòu)320的底部320C，故可分散柵極結(jié)構(gòu)底部 320C(亦即圖4Β中2 μπι處）的電流，并藉此降低柵極結(jié)構(gòu)底部的電流密度以及電場密度， 以增加裝置的擊穿電壓。
[0128] 表一
[0130] 接著，參見圖5、圖6及表一。其中圖5-6是本發(fā)明實施例的垂直金屬氧化物半導(dǎo) 體場效應(yīng)晶體管在關(guān)閉狀態(tài)下（亦即柵極偏壓為0V)的擊穿電壓分析圖。此分析圖是由電 腦軟件（TCAD)模擬所得，且此實施例是以圖3D的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334 作測試，且是假設(shè)溝槽的深度為2 μ m。此外，表一是顯示本發(fā)明實施例的垂直金屬氧化物半 導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管中，第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)308的頂邊308T至外延層302的頂面302A 的距離Dl由0. 3 μπι增加至1. 4 μπι時，其擊穿電壓、導(dǎo)通電流以及導(dǎo)通電阻的變化。
[0131] 詳細而言，圖5繪示出圖3D的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334中第二導(dǎo) 電型重?fù)诫s第一區(qū)308的頂邊308Τ至外延層302的頂面302Α的距離Dl分別為0. 3 μm、 0. 5 μπκ 1.0 μπι及1.2 μπι的擊穿電壓分析圖，而圖6繪示圖3D的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體 場效應(yīng)晶體管334的距離Dl由0. 3 μ m增加至1. 4 μ m時，垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶 體管334的擊穿電壓的變化。由此兩圖及表一可知，垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 334的距離Dl越靠近1. 0 μπι時，其擊穿電壓可越高，且在距離Dl為1. 0 μπι可達到25V的 擊穿電壓。易言之，由于此分析是在假設(shè)溝槽的深度D2為2 μπι下所作，故距離Dl為溝槽 318自外延層302的頂面302A算起的深度D2的例如約0. 5倍時（即1 μ m/2 μ m)，垂直金 屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管可具有較大的擊穿電壓。此外，如圖5所示，在漏極偏壓為約 20V時，將距離Dl由0. 3μπι增加至Ι.Ομπι，可使漏電流由約1Ε-9Α/μπι降低至約1E-12A/ μπ?，大幅降低了三個數(shù)量級。
[0132] 此外，參見圖7,該圖繪示圖3D的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334于距離 Dl為I. 0 μ m時的擊穿電壓分析圖以及圖2D的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管234于 距離Dl為I. 0 μ m時的擊穿電壓分析圖。如圖7所示，圖3D的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管334以及圖2D的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管234具有相似的擊穿電壓 分析曲線，故其皆可有效增加裝置的擊穿電壓。由此可知，藉由于垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場 效應(yīng)晶體管的靠近柵極結(jié)構(gòu)底部摻雜第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)，即可達到增加裝置的擊穿 電壓的功效。因此，即使本圖沒繪示出圖IG的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管134的 擊穿電壓分析曲線，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知圖IG的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管134 的擊穿電壓分析曲線應(yīng)與圖7所示的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管234及334的擊 穿電壓分析曲線相似，且圖IG的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管134與圖3D的垂直 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334以及圖2D的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管234 應(yīng)具有相同的功效。
[0133] 接著，參見圖8,該圖為圖3D的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334在導(dǎo)通狀 態(tài)下（亦即柵極偏壓為10V)，其距離Dl由0. 3 μ m增加至1. 4 μ m時，垂直金屬氧化物半導(dǎo) 體場效應(yīng)晶體管334的導(dǎo)通電流分析圖。此分析圖是由電腦軟體（TCAD)模擬所得。此實 施例是以圖3D的垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334作測試，且是假設(shè)溝槽的深度為 2 μm。此外，表一是顯示上述測試的導(dǎo)通電流以及相應(yīng)的導(dǎo)通電阻。
[0134] 由圖8及表一可知，垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管334的距離Dl越靠近 Ι.Ομπι至1.2μπι之間時，其導(dǎo)通電流越高，且導(dǎo)通電阻越低，且在距離Dl為約1. 15μπι時 可達到導(dǎo)通電流的最大值以及導(dǎo)通電阻的最小值。易言之，由于此分析是在假設(shè)溝槽的深 度D2為2 μ m下所作，故距離Dl為溝槽318自外延層302的頂面302Α算起的深度D2的例 如約0· 5倍（即1 μ m/2 μ m)至約0· 6倍時（即L 2 μ m/2 μ m)，垂直金屬氧化物半導(dǎo)體場 效應(yīng)晶體管可具有較大的導(dǎo)通電流以及較小的導(dǎo)通電阻，且此距離Dl較佳為深度D2的約 0· 575 倍（即 1. 15 μ m/2 μ m)。
[0135] 綜上所述，本發(fā)明實施例可利用一鄰近柵極結(jié)構(gòu)底部的第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū) 以降低柵極結(jié)構(gòu)底部的電場密度，并藉此增加擊穿電壓。此外，通過調(diào)控第二導(dǎo)電型重?fù)?雜第一區(qū)的頂邊至外延層的頂面的距離，本發(fā)明實施例可同時降低導(dǎo)通電阻并增加擊穿電 壓。
[0136] 雖然本發(fā)明的實施例及其優(yōu)點已揭露如上，但應(yīng)該了解的是，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域 技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作更動、替代與潤飾。此外，本發(fā)明的保護 范圍并未局限于說明書內(nèi)所述特定實施例中的制造工藝、機器、制造、物質(zhì)組成、裝置、方法 及步驟，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者可從本發(fā)明揭示內(nèi)容中理解現(xiàn)行或未來所發(fā) 展出的制造工藝、機器、制造、物質(zhì)組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中 實施大抵相同功能或獲得大抵相同結(jié)果皆可根據(jù)本發(fā)明使用。因此，本發(fā)明的保護范圍包 括上述制造工藝、機器、制造、物質(zhì)組成、裝置、方法及步驟。另外，每一權(quán)利要求構(gòu)成單獨的 實施例，且本發(fā)明的保護范圍也包括各個權(quán)利要求及實施例的組合。
【主權(quán)項】
1. 一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包括： 一漏極電極； 一基板，重?fù)诫s有一第一導(dǎo)電型且電連接該漏極電極； 一外延層，設(shè)于該基板上，該外延層包括： 一第一導(dǎo)電型漂移區(qū)，具有該第一導(dǎo)電型，設(shè)于該基板上； 一第二導(dǎo)電型井區(qū)，具有一第二導(dǎo)電型，且設(shè)于該第一導(dǎo)電型漂移區(qū)上且延伸至該外 延層的一頂面，其中該第二導(dǎo)電型井區(qū)與該第一導(dǎo)電型漂移區(qū)之間具有一交界，且該第一 導(dǎo)電型與該第二導(dǎo)電型不同； 一溝槽，自該外延層的該頂面延伸穿過該第二導(dǎo)電型井區(qū)并進入該第一導(dǎo)電型漂移區(qū) 中； 一柵極結(jié)構(gòu)，設(shè)于該溝槽中； 一源極區(qū)，設(shè)于該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型井區(qū)中，其中該源極區(qū)具有該第一導(dǎo) 電型； 一第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)，設(shè)于該第二導(dǎo)電型井區(qū)中，且接觸該第二導(dǎo)電型井區(qū)與 該第一導(dǎo)電型漂移區(qū)之間的該交界； 一層間介電層，設(shè)于該外延層上；及 一源極電極，與該源極區(qū)電連接。2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)具有較 靠近該外延層的該頂面的一頂邊以及較靠近該基板的一底邊，且該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一 區(qū)的該底邊接觸該第二導(dǎo)電型井區(qū)與該第一導(dǎo)電型漂移區(qū)之間的該交界。3. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)具有較 靠近該外延層的該頂面的一頂邊以及較靠近該基板的一底邊，其中該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第 一區(qū)自該第二導(dǎo)電型井區(qū)延伸進入該第一導(dǎo)電型漂移區(qū)中，且該底邊是位于該第一導(dǎo)電型 漂移區(qū)中。4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)具有較 靠近該外延層的該頂面的一頂邊以及較靠近該基板的一底邊，其中該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第 一區(qū)自該第二導(dǎo)電型井區(qū)延伸穿過該第一導(dǎo)電型漂移區(qū)且進入該基板中，且該底邊是位于 該基板中。5. 如權(quán)利要求2-4中任一項所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第 一區(qū)具有較靠近該外延層的該頂面的該頂邊以及較靠近該基板的該底邊，且該第二導(dǎo)電型 重?fù)诫s第一區(qū)的該頂邊至該外延層的該頂面的距離為該溝槽的深度的〇. 15-0. 8倍。6. 如權(quán)利要求2-4中任一項所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第 一區(qū)與該溝槽間隔有一寬度，該寬度為該第二導(dǎo)電型井區(qū)的寬度的0. 05-0. 3倍。7. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，還包括： 一開口，穿過該層間介電層及該源極區(qū)并暴露部分該第二導(dǎo)電型井區(qū)；及 一第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)，設(shè)于該第二導(dǎo)電型井區(qū)暴露的部分； 其中部分該源極電極填入該開口中并與該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)電連接。8. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，還包括： 一開口，穿過該層間介電層、該源極區(qū)及部分該第二導(dǎo)電型井區(qū)，并暴露部分該第二導(dǎo) 電型重?fù)诫s第一區(qū)； 其中部分該源極電極填入該開口中并與該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)電連接。9. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)的摻雜 濃度為lel9~5e201/cm3,且該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)的厚度不大于2 μπι。10. -種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括： 提供一基板，重?fù)诫s有一第一導(dǎo)電型，且具有一上表面及一下表面； 形成一外延層于該基板的該上表面上，該外延層具有該第一導(dǎo)電型； 形成一第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)于該外延層中，該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)具有一第 二導(dǎo)電型，其中該第一導(dǎo)電型與該第二導(dǎo)電型不同； 形成一第二導(dǎo)電型井區(qū)，自該外延層的一頂面延伸入該外延層中，其中該外延層中未 形成有該第二導(dǎo)電型井區(qū)的部分是作為一第一導(dǎo)電型漂移區(qū)，該第一導(dǎo)電型漂移區(qū)具有該 第一導(dǎo)電型，且該第二導(dǎo)電型井區(qū)與該第一導(dǎo)電型漂移區(qū)之間具有一交界，其中該第二導(dǎo) 電型重?fù)诫s第一區(qū)是設(shè)于該第二導(dǎo)電型井區(qū)中，且接觸該第二導(dǎo)電型井區(qū)與該第一導(dǎo)電型 漂移區(qū)之間的該交界； 形成一溝槽，自該外延層的該頂面延伸穿過該第二導(dǎo)電型井區(qū)并進入該第一導(dǎo)電型漂 移區(qū)中； 形成一柵極結(jié)構(gòu)于該溝槽中； 形成一源極區(qū)于該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型井區(qū)中，其中該源極區(qū)具有該第一導(dǎo) 電型； 形成一層間介電層于該外延層上； 形成一源極電極，該源極電極與該源極區(qū)電連接；及 形成一漏極電極于該基板的該下表面，該漏極電極與該基板電連接。11. 如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，形成該第二導(dǎo)電型重 摻雜第一區(qū)的步驟包括： 進行一第二導(dǎo)電型摻雜步驟以于該外延層中形成一第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū)，其中該 第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū)中包括一第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一預(yù)定區(qū)； 進行一第一導(dǎo)電型摻雜步驟以中和該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s暫時區(qū)中于該第二導(dǎo)電型重 摻雜第一預(yù)定區(qū)以外的部分的電性，并留下未被中和的該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一預(yù)定區(qū)作 為該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)。12. 如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，在形成該層間介電層 后，還包括： 進行一蝕刻步驟蝕穿該層間介電層及該源極區(qū)以形成一開口，該開口暴露部分該第二 導(dǎo)電型井區(qū)； 進行一摻雜步驟以于該第二導(dǎo)電型井區(qū)暴露的部分形成一第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二 區(qū)； 其中部分后續(xù)的該源極電極填入該開口中并與該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第二區(qū)電連接。13. 如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s 第一區(qū)具有較靠近該外延層的該頂面的一頂邊以及較靠近該基板的一底邊，且該第二導(dǎo)電 型重?fù)诫s第一區(qū)的該頂邊至該外延層的該頂面的距離為該溝槽的深度的0. 15-0. 8倍。14. 如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s 第一區(qū)具有較靠近該外延層的該頂面的一頂邊以及較靠近該基板的一底邊，且該第二導(dǎo)電 型重?fù)诫s第一區(qū)的該底邊接觸該第二導(dǎo)電型井區(qū)與該第一導(dǎo)電型漂移區(qū)之間的該交界，或 者該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)自該第二導(dǎo)電型井區(qū)延伸進入該第一導(dǎo)電型漂移區(qū)中，且該 底邊是位于該第一導(dǎo)電型漂移區(qū)中，或者該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)自該第二導(dǎo)電型井區(qū) 延伸穿過該第一導(dǎo)電型漂移區(qū)且進入該基板中，且該底邊是位于該基板中。15. -種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括： 提供一基板，重?fù)诫s有一第一導(dǎo)電型，且具有一上表面及一下表面； 形成一外延層于該基板的該上表面上，該外延層具有該第一導(dǎo)電型； 形成一第二導(dǎo)電型井區(qū)，自該外延層的一頂面延伸入該外延層中，其中該外延層中未 形成有該第二導(dǎo)電型井區(qū)的部分是作為一第一導(dǎo)電型漂移區(qū)，且該第二導(dǎo)電型井區(qū)與該第 一導(dǎo)電型漂移區(qū)之間具有一交界，其中該第二導(dǎo)電型井區(qū)具有一第二導(dǎo)電型，該第一導(dǎo)電 型漂移區(qū)具有該第一導(dǎo)電型，且該第一導(dǎo)電型與該第二導(dǎo)電型不同； 形成一溝槽，自該外延層的該頂面延伸穿過該第二導(dǎo)電型井區(qū)并進入該第一導(dǎo)電型漂 移區(qū)中； 形成一柵極結(jié)構(gòu)于該溝槽中； 形成一源極區(qū)于該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型井區(qū)中，其中該源極區(qū)具有該第一導(dǎo) 電型； 形成一層間介電層于該外延層上； 進行一蝕刻步驟蝕穿該層間介電層、該源極區(qū)及部分該第二導(dǎo)電型井區(qū)以形成一開 口，該開口暴露部分該第二導(dǎo)電型井區(qū)； 進行一摻雜步驟以于該第二導(dǎo)電型井區(qū)暴露的部分形成一第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)， 其中該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)是設(shè)于該第二導(dǎo)電型井區(qū)中，且接觸該第二導(dǎo)電型井區(qū)與 該第一導(dǎo)電型漂移區(qū)之間的該交界； 形成一源極電極，該源極電極與該源極區(qū)電連接，且部分該源極電極填入該開口中并 直接接觸該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)；及 形成一漏極電極于該基板的該下表面，該漏極電極與該基板電連接； 其中該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)具有較靠近該外延層的該頂面的一頂邊以及較靠近 該基板的一底邊，且該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s第一區(qū)的該頂邊至該外延層的該頂面的距離為該 溝槽的深度的〇. 15-0. 8倍。16. 如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，該第二導(dǎo)電型重?fù)诫s 第一區(qū)具有較靠近該外延層頂面的該頂邊以及較靠近該基板的該底邊，其中該第二導(dǎo)電型 重?fù)诫s第一區(qū)自該第二導(dǎo)電型井區(qū)延伸進入該第一導(dǎo)電型漂移區(qū)中，且該底邊是位于該第 一導(dǎo)電型漂移區(qū)中。
【文檔編號】H01L29/78GK106057884SQ201510562578
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年9月7日
【發(fā)明人】伊牧, 陳柏安
【申請人】新唐科技股份有限公司