功率接面场效电晶体结构及其制法

摘要

本案系为一种功率接面场效电晶体结构及其制法，其主要系藉由形成具深埋式闸极之接面场效电晶体(JFET)结构，使其电流在该深埋式闸极间，由下方之汲极区向上方之源极垂直流动，而其电流量则可由闸极与源极之压差来做调变，俾使该接面场效电晶体(JFET)元件得以处理大电流及高电压，进行一功率处理应用。

主权项

1.一种制造接面场效电晶体结构之方法,其步骤包 含: (a)提供一基板,其上具有一磊晶层; (b)植入一第一掺杂物,以形成一源极层于该磊晶层 之表面; (c)形成一第一氧化层于该源极层上,并进行一第一 次光罩微影蚀刻制程,部份蚀刻该第一氧化层,以 形成一闸极滙流排开口、一闸极开口及一保护环 开口; (d)透过该闸极滙流排开口、该闸极开口及该保护 环开口,蚀刻该源极层及该磊晶层,以分别形成一 闸极滙流排凹槽、一闸极凹槽及一保护环凹槽; (e)形成一牺牲氧化层于该闸极滙流排凹槽、该闸 极凹槽及该保护环凹槽之侧壁及底面; (f)植入一第二掺杂物,以于该闸极滙流排凹槽、该 闸极凹槽及该保护环凹槽下方之该磊晶层分别形 成一闸极滙流排、一闸极及一保护环,而该闸极下 方设有一汲极区; (g)完全移除该第一氧化层及该牺牲氧化层,并形成 一介电质层于该源极层上并填满该闸极滙流排凹 槽、该闸极凹槽及该保护环凹槽; (h)进行一第二次光罩微影蚀刻制程,部份蚀刻该介 电质层,以形成一闸极滙流排金属接面开口及一源 极金属接面开口;以及 (i)沈积一金属层,并进行一第三次光罩微影蚀刻制 程,部份蚀刻该金属层,以形成一闸极滙流排金属 层及一源极金属层,分别连接该闸极滙流排及该源 极层。 2.如申请专利范围第1项所述之制造接面场效电晶 体结构之方法,其中该基板为N+型矽基板,而该磊晶 层为N-型磊晶层。 3.如申请专利范围第1项所述之制造接面场效电晶 体结构之方法,其中该氧化层为场氧化层。 4.如申请专利范围第1项所述之制造接面场效电晶 体结构之方法,其中该第一掺杂物为N+型掺杂物。 5.如申请专利范围第1项所述之制造接面场效电晶 体结构之方法,其中该步骤(b)更包含一退火热处理 程序。 6.如申请专利范围第1项所述之制造接面场效电晶 体结构之方法,其中该步骤(b)系为一毯覆式植入( Blanket Implant)程序。 7.如申请专利范围第1项所述之制造接面场效电晶 体结构之方法,其中该第二掺杂物为P+型掺杂物。 8.如申请专利范围第1项所述之制造接面场效电晶 体结构之方法,其中该步骤(f)更包含一退火热处理 程序。 9.如申请专利范围第1项所述之制造接面场效电晶 体结构之方法,其中该介电质层为一沈积氧化层。 10.如申请专利范围第1项所述之制造接面场效电晶 体结构之方法,其中该汲极区系由该闸极下方之该 基板与该磊晶层所构成。 11.如申请专利范围第1项所述之制造接面场效电晶 体结构之方法,更包含步骤: j)全面沈积一保护层;以及 k)进行一第四次光罩微影蚀刻制程,部份蚀刻该保 护层,以定义该闸极滙流排金属层及该源极金属层 之一接触垫区。 12.如申请专利范围第11项所述之制造接面场效电 晶体结构之方法,其中该保护层为沈积氧化层或沉 积氮化矽层。 13.如申请专利范围第1项所述之制造接面场效电晶 体结构之方法,其中该闸极为具有两闸极单元之双 闸极结构。 14.一种接面场效电晶体结构,其包含: 一基板; 一磊晶层,形成于该基板上,其中该磊晶层更具一 闸极凹槽及一闸极滙流排凹槽; 一闸极,形成于该磊晶层之该闸极凹槽底部; 一闸极滙流排,形成于部份该磊晶层之该闸极滙流 排凹槽底部,并连接至该闸极; 一源极层,形成于该磊晶层表面; 一汲极区,系位于该闸极下方; 一介电质层,形成于该闸极凹槽、该闸极滙流排凹 槽及该源极层之上,且具有一闸极滙流排金属接面 开口及一源极金属接面开口;以及 一闸极滙流排金属层及一源极金属层,形成于该介 电质层上,并透过该闸极滙流排金属接面开口及该 源极金属接面开口,分别与该闸极滙流排及该源极 层连接。 15.如申请专利范围第14项所述之接面场效电晶体 结构,其中该基板为N+型矽基板,该磊晶层为N-型磊 晶层。 16.如申请专利范围第14项所述之接面场效电晶体 结构,其中该介电质层系为一沈积氧化层所构成。 17.如申请专利范围第14项所述之接面场效电晶体 结构,其中该闸极由P+型闸极植入层所构成。 18.如申请专利范围第14项所述之接面场效电晶体 结构,其中该源极层为N+型源极植入层所构成。 19.如申请专利范围第14项所述之接面场效电晶体 结构,其中该汲极区系由该闸极下方之该基板与该 磊晶层所构成。 20.如申请专利范围第14项所述之接面场效电晶体 结构,更包含一保护环,形成于该磊晶层内,其中该 保护环系为一P+型植入层。 21.如申请专利范围第14项所述之接面场效电晶体 结构,更包含一保护层,形成于该闸极滙流排金属 层及该源极金属层之上,并定义有该闸极滙流排金 属层及该源极金属层之一接触垫区(pad areas)开口 。 22.如申请专利范围第14项所述之接面场效电晶体 结构,其中该闸极为具有两相等且相互平行之闸极 单元之双闸极结构。 图式简单说明: 第一图(a)-(j):其系揭示本案一较佳实施例之功率 接面场效电晶体结构流程。