TW200300593A - Trench MOSFET device with improved on-resistance - Google Patents
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Description
200300593 A7 B7 五、發明説明(1) 發明背景 本發明是關於溝槽式金屬氧化半導體場效電晶體裝置 ,且更特別是具有改良之接通電阻之溝槽式金屬氧化半導 體場效電晶體裝置。 溝槽式MOSFET (金屬氧化半導體場效電晶體)是一 種垂直地形成通道且在源極及汲極間延伸的溝槽形成的閘 極的電晶體。沿著薄絕緣層如氧化層排列且以導體如聚合 矽(即聚晶矽)塡充的溝槽允許少量經制抑的電流且藉此 提供較低的特殊接通電阻値。溝槽式MOSFET電晶體的範 例係在,例如,美國專利案號5,072,266,5,541,425,及 5,866,93 1發表,此發表在此被倂入參考。 如特殊範例,圖1示例在美國專利案號5,072,266發表 的六邊形溝槽式MOSFET結構21的一半。該結構包括長預 定深度depi有點經摻雜η磊晶層25的Π +基底23。磊晶層 25內,提供了 ρ基體區域27 ( ρ,ρ+)。在所示的設計中 ,Ρ基體區域27實質上是平面(除了中央區域外)且典型 地給予距離dmi„於磊晶層的頂表面下。覆蓋大部分ρ基體 區域27的另一層28 ( n+ )作用如裝置的源極。一系列六邊 形溝槽29係設在向頂端打開且具有預定深度dtr的磊晶層 中。溝槽29典型地係沿著氧化物排列且以導電聚合矽塡充 ,形成MOSFET裝置的閘極。溝槽29定義也是水平橫截面 六邊形的單元區域31。單元區域31內,ρ基體區域27提 高磊晶層的頂表面且在水平橫截面形成曝光圖樣33在單元 區域3 1的頂表面。在所示的特殊設計中,ρ基體區域27的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 200300593 A7 B7 五、發明説明(2) P+中央部分延伸至深度dmax於大於電晶體單元的溝槽深度 dtr的磊晶層的表面下以致於崩饋電壓遠離溝槽表面且變成 大量半導體材料。 典型的MOSFET裝置包括數種在單晶片(即,一段半 導體晶圓)內並行製造的個別MOSFET單元。因此,圖1 所示的晶片包含數種六邊形單元3 1 (示例了這些單元其中 之五部分)。除了六邊形組構外的單元組構係共同地使用 ,亦包括四方形組構。在像圖1所示的設計中,基底區域 23對於所有個別MOSFET單元3 1作用如共同汲極接點。 雖未示例,MOSFET單元3 1的所有源極典型地係經由配置 於n +源極區域2 8的頂端的金屬源極接點短路在一起。絕緣 區域,如硼磷矽玻璃(未顯示)典型地係置於溝槽29的聚 合矽及金屬源極接點之間以避免閘極區域與源極區域短路 。因此,爲使閘極接觸,溝槽29內的聚合矽典型係延伸到 MOSFET單元31後面的端子區域,其中金屬閘極接點係設 在聚合矽上。因爲聚合矽閘極區域係經由溝槽彼此互接, 此建構對於裝置的所有閘極區域提供單閘極接點。此方式 的結果,即使晶片包含矩陣式個別的電晶體單元3 1,這些 單元3 1行爲如單一大型電晶體。 對於溝槽式MOSFET裝置具有恆低接通電阻的需求永 遠持續。一方式是降低接通電阻以降低磊晶層的厚度。結 果,位於基體區域及基底間的磊晶層區域(見圖1的數字 2 5 )厚度被減少。因爲此區域是相當高電阻率的區域,裝 置的接通電阻被減少。然而,如技藝中已知,崩饋的風險 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇X29*7公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-6- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 200300593 A7 _ B7 五、發明説明(3) 隨磊晶層變厚而增加,特別在對崩饋更有問題的端子區域 中0 發明節要 根據發明的實施例,提供一種溝槽式MOSFET裝置。 該裝置包含:(a)第一導電式的基底(最好是η-式導電性 矽基底);(b)基底上第一導電式的磊晶層,其中磊晶層 有較基底低的多數載子濃度;(c)自磊晶層的上表面延伸 入磊晶區域的溝槽;(d )沿著至少一部分溝槽排列的絕緣 層(最好是氧化層);(e )與絕緣層相鄰的溝槽內的導電 區域(最好摻雜聚合矽區域);(f)於基底及溝槽的底部 間在磊晶層內形成的第一導電式摻雜區域,其中摻雜區域 有較基底低且較磊晶層高的多數載子濃度;(g )與溝槽相 鄰且在磊晶層的上面部分內形成的第二導電式的基體區域 (最好是P-式導電性),其中基體區域自磊晶層的上表面 延伸至較溝槽低的深度;以及(h )與溝槽相鄰且在基體區 域的上部分內形成的第一導電式源極區域。 位於基底及溝槽的底部間的摻雜區域的出現(根據它 較佳的成型模式在此有時稱爲”溝槽式底部植入”)作用爲 減少裝置的接通電阻。最好是此區域自溝槽底至基底延伸 超過50%的距離,自溝槽底至基底延伸100%的距離更好。 根據發明的另一實施例,提供一種形成溝槽式 MOSFET裝置的方法。該方法包含:(a)提供第一導電式 的基底;(b)沈潑第一導電式的嘉晶層於基底上,該嘉晶 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X 297公釐) I---------辦衣------1T-------坡: (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 200300593 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(4) 層有較基底低的多數載子濃度;(c )形成第二導電式的基 體區域於磊晶層的上部分;(d )自磊晶層的上表面鈾刻延 伸入磊晶區域的溝槽以致於溝槽自磊晶層的上表面延伸至 較基體區域深的深度;(e )形成第一導電式摻雜區域於基 底及溝槽的底部間以致於摻雜區域有較基底低且較磊晶層 高的多數載子濃度;(f)形成沿著至少一部分溝槽排列的 絕緣層;(g )形成導電區域於與絕緣層相鄰的溝槽內;( h)形成第一導電式源極區域於基體區域的上部分內且與溝 槽相鄰。 摻雜區域最好係由包含植入第一導電式的摻雜物進入 磊晶區域且以提高溫度而擴散第一導電式的摻雜物的方法 形成。最好是,摻雜區域與溝槽係由以下方法形成,該方 法包含:(a )形成溝槽遮罩於磊晶層上;(b )經由溝槽 遮罩蝕刻溝槽;(c )經由溝槽遮罩植入第一導電式的摻雜 物;以及(d )以提升溫度而擴散第一導電式的摻雜物。甚 至最好是,該擴散步驟係沿著溝槽壁隨著犧牲氧化物的成 長同時實施。 溝槽底植入已先前用以定位自有延伸至較溝槽深的深 基體區域的裝置引起的問題(如圖1的深基體區域)。更 特別地,美國專利案號5,9293 48 1係針對具有延伸較溝槽深 的深基體區域的溝槽式MOSFET裝置。不幸地,這些供以 避免溝槽角落電崩饋的深基體區域在溝槽底產生寄生JFET 的問題。爲減少此寄生JFET,摻雜溝槽底植入區域係設在 延伸入周圍漂移區域的溝槽底部。溝槽底植入區域有相同 ^氏張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2】0/ 297公楚1 " -8- I 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 200300593 A7 B7 五、發明説明(5) 的摻雜型式,但是較周圍漂移區域更高度地摻雜。然而, 對照於美國專利案號53929,4 8 1,本發明的溝槽式MOSFET 裝置不設有此深基體區域。取而代之,本發明的裝置的溝 槽延伸較基體區域深的深度。 本發明的一優點是提供一種改良的接通電阻的溝槽式 MOSFET 單元。 本發明的另一優點是提供一種改良的接通電阻的溝槽 式MOSFET單元,而設計及處理複雜度方面無實質的增加 〇 本發明的另一優點是可提供一種溝槽式MOSFET單元 ’其減少基底及溝槽底間磊晶層中的阻抗。以此方式,接 通電阻被減少不必使磊晶層變薄且危及端子區域內崩饋特 徵。 本發明的以上及其它實施例以及優點根據以下申請專 利範圍及詳細說明的檢閱對於那些熟知此技藝之人將立即 變得明顯。 圖形的簡要說明 圖1是先前技藝的溝槽式MOSFET裝置的槪要橫截面 圖。 圖2是根據本發明的實施例的溝槽式M0SFET裝置的 槪要橫截面圖。 圖3顯示由圖2的線A-A’(曲線a )及B-B,(曲線b )定義的橫截面部分上濃度對距離的近似繪點。 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X297公釐) I---------辦衣------、玎------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -9 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 200300593 A7 B7 五、發明説明(6) 圖4A到圖4C是根據本發明的實施例示例製作像圖2 的溝槽式MOSFET裝置的方法的槪要橫截面圖。 主要元件對照表 2 1 溝槽式金屬氧化半導體場效電晶體結構 2 3 n +基底 2 5 磊晶層 27 p基體區域 29 溝槽 31 單元區域 3 3 圖樣 28 n +源極區域 2 0 0 η +基底 201 磊晶層 202 Ν -區域 204 ρ -基體區域 210 絕緣體 211 導體 206 Ν區域 2 12 η +源極區域 216 硼磷矽玻璃區域 218 金屬源極接點 203 氧化遮罩層 2 0 5 犧牲氧化區域 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) I . 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -10- 200300593 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(7) 發明的較佳實施例的詳細說明 現在以下參考附圖將更完全地說明本發明,其中本發 明的較佳貫施例被顯不。然而,本發明也許是以不同形式 具體化且不應解釋作對在此所提的實施例的限制。 本發明是針對新的溝槽式MOSFET結構,其中於基底 及溝槽底間提供相當高多數載子濃度的區域(根據它較佳 的成型模式在此有時被稱爲,,溝槽式底部植入,,)。此溝槽 式Μ Ο S F E T結構有關的一優點是改良的接通電阻。 圖2示例根據本發明的實施例的溝槽式MOSFET。在 所示的溝槽式MOSFET中,磊晶層2〇1係設在ν +基底200 上。 Ν +基底2 0 0在此特殊範例中是具有厚度範圍,例如, 自1 0至2 5密爾且淨摻雜濃度範圍,例如,自1 χ 1 〇 1 9至 1 X 102C)cm_3的矽基底。 N -區域2 0 2係在嘉晶層2 0 1的下部分發現。在此範例 中,這些區域有厚度範圍,例如,自2至5微米且淨摻雜 濃度範圍,例如,自4 X 1〇15至8 X 10I6cnT3。 P-基體區域2〇4係在磊晶層201的上部分發現。在此 範例中,這些P-基體區域2〇4有厚度範圍,例如,自〗至 2微米且有淨摻雜濃度範圍,例如,自1 X 1 〇17至i x 1 0 18 crrT3。 於磊晶層內形成的溝槽係沿著如氧化物的絕緣體2 1 0 排列,且以如摻雜聚合物的導體2 1 1塡充,提供裝置的閘 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝.
、1T 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公犛) -11 - 200300593 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(8) 極電極功能。溝槽典型有丨· 5至2 · 5微米的深度。氧化矽( 典型是雙氧化矽)被用作絕緣體2 1 0,可能是,例如,5 0 0 至7 〇〇埃厚度。聚合矽被用作導體2 1 1,它可能有,例如, 1至1 5歐姆/sq的電阻率。溝槽間的這些區域根據它們的形 狀經常被稱爲”台地,,或,,溝槽台”。這些區域在平面圖中通常 是方形或六邊形。 根據本發明,N區域206 (在此也稱爲,,溝槽式底部植 入”)係設於溝槽底及N +基底間。N區域206有淨摻雜濃度 範圍,例如,自1 X 1〇18至5 X 1019cm·3。這些區域最好自 溝槽底延伸至如所示的N +基底200整個距離,但如希望也 可部分地縮短距離。典型地,這些區域深度範圍自1至6 微米。 圖2的溝槽式MOSFET裝置也包含,在所示例的實施 例中,自磊晶層表面延伸至0.3至0.5微米的深度且有淨摻 雜濃度範圍,例如,自5 X 1〇19至5 X 102Gcm_3的N +源極 區域2 1 2。 電接點係經由金屬源極接點2 1 8以N +源極區域2 1 2做 的。絕緣區域如BP S G (硼磷矽玻璃)區域2 1 6預防閘電極 有關的聚合矽區域2 1 1經由源極接點2 1 8短路於N +源極區 域2 1 2。個別的金屬閘極接點(未顯示)典型地係連接至位 於溝槽式MO SFET單元區域外側的聚合矽2 1 1的閘極運轉 部分。金屬閘極接點(未顯示)也典型地係設於與N +基底 200相鄰。 圖3示例的曲線a是沿著在溝槽底開始且延伸入基底 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) I---------辦衣------1T------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 200300593 A7 _ B7 五、發明説明(9) 2 00的圖2的線A-A5的部分所發現接近摻雜剖面。曲線a 的左手部分對應於N區域206,同時右手部分對應於N +基 底200。爲比較,圖2內沿著線B-B5的平行部分所發現接 近摻雜剖面係示例於圖3的曲線b。曲線b的左手部分對應 於N-磊晶區域202,同時右手部分對應於N +基底200。 雖未想與理論結合,可相信,根據閘極的聚合矽區域 211及p-基體區域204間的電位差的建立,充電係電容地 感應於相鄰於閘極氧化層210的p-基體區域204內,導致 P-基體區域內通道的成型。當另一電位差係設於源極212 及N +基底200 (對應於汲極)間,電流經由在相鄰於閘極 氧化層210的p-基體區域204中形成的通道自源極212流 至N +基底2 00,且溝槽式MOSFET是在電源接通狀態。進 一步相信圖2的裝置有改良的接通電阻,因爲在溝槽的基 極形成的N區域206對於自源極212流至汲極(N +基底 200 )的電流提供經減少電阻的路徑,同時,電晶體是在電 源接通狀態。 根據本發明的一實施例,與圖4至圖4C結合將說明製 造像圖2所示的溝槽式MOSFET的方法。 現在回到圖4A,N摻雜磊晶層201最初係在N +摻雜基 底200上成長。N +摻雜基底200,例如,可自10至25密 爾且有淨摻雜濃度範圍,例如,自1 X 1〇19至1 x l〇2Gcnr3 。磊晶層201,例如,可有4 x 1015至8 x 1016 cm-3的n-式摻雜濃度且可有厚度範圍自3至1 0微米。. 如適當地使用遮罩,Ρ -式區域2 〇 4接著係由植入及擴 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(Ικ)Χ 297公釐Ί ~ -13 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
200300593 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 A7 ___ B7五、發明説明(id 散在磊晶層201中形成。例如,磊晶層201也許係以提高 溫度由擴散後以硼植入以產生可能是1至2微米厚且有淨 摻雜濃度範圍,例如,自1 X 1〇17至1 X l〇18cnT3的ρ-式 區域204。此步驟之後,磊晶層201的N-部分202保留, 其可能是2至5微米厚。N-部分202有以上對於磊晶層201 所註的η-式摻雜濃度。 氧化遮罩層203接著係由,例如,化學汽相沈積而沈 澱,且在設置經型樣的溝槽遮罩(未顯示)由反應離子蝕 刻而蝕刻。產生的結構係顯示於圖4Α中。 溝槽接著係在經型樣的遮罩氧化層2 0 3經由孔徑而鈾 刻,典型由反應離子蝕刻。此範例中溝槽深度大約是1 . 5至 2.5微米。分散的p-基體區域2〇4係隨著此溝槽成型步驟的 結果而建_LL。 在此點中,η-式摻雜物,最好是磷,係使用溝槽遮罩 當作植入遮罩而植入該結構中。在此範例中,磷係用5 X 1015至1 X 1017cm·3的劑量以80至100 kev植入。產生的 結構係顯示於圖4B中。溝槽底下所發現的點線示例結構內 磷的出現。 雖然經植入的η-式摻雜物(如,磷)可根據較佳實施 例在此點中由簡單地加熱該結構而擴散進入該結構,摻雜 物擴散同時係隨著犧牲氧化層的成型而實行。尤其,犧牲 氧化層在此點中係在溝槽內成長。典型地藉由乾燥氧化以 9 00至1 1 50°C持續20至60分鐘。結果,除了形成犧牲氧 化區域2 05以外,此提升溫度步驟驅動經植入的η-式摻雜 本纸張尺度適用中國國家標) Α鐵格2Ι0Χ 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂 線 -14- 200300593 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _____B7五、發明説明(11) 物進入磊晶層的η-式區域202,形成N區域206。產生的結 構係顯示於圖4C中。 隨後,溝槽式MOSFET被完成以形成像圖2所示的結 構。例如,圖4C所見的犧牲氧化區域205係自溝槽移除, 最好由濕鈾刻。最好是500至7 00埃厚的氧化層接著係在 溝槽底成長,例如,藉由乾燥氧化以900至1 100°C持續20 至60分鐘。此氧化層的部分最後對於完成的裝置形成閘氧 化區域210。 結構的表面接著被覆蓋,且溝槽係以聚合矽層塡滿, 最好使用CVD。聚合矽典型係摻雜η-式以減少它的電阻率 。Ν-式摻雜可,例如,在CVD期間以氯化磷或以砷或磷藉 由植入實行。聚合砍層接著係由,例如,反應離子鈾刻而 蝕刻。溝槽區間內的聚合矽層通常由於蝕刻均勻度關係而 有點過度鈾刻,且因此形成的聚合矽閘極區域2 1 1典型於 磊晶層204的相鄰表面下有0.1至0.2微米的頂表面。 接著提供經型樣的遮罩層且最好延伸至0.3至0.5微米 深度且形成磊晶層表面且有淨摻雜濃度範圍,例如,自5 X 1 019至5 X 1 02Gcm_3的η +源極區域2 12係經由植入及擴散 處理透過遮罩層在磊晶層的上部分形成。植入最好係透過 氧化植入實施以避免在源極區域的成型期間的植入穿隧應 ,植入損壞,以及重金屬污染。 BPSG (硼磷矽玻璃)層接著係,例如,由pEcvD,在 整個表面上形成。在提供具有經型樣的抗光層的結構後, 該結構接著典型係由反應離子鈾刻而蝕刻以移除該結構經 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格Ϊ 210Χ 297公釐) ' ~ -15- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 線 200300593 A7 B7 五、發明説明( 選擇部分之上的BPSG及氧化層,形成BPSG區域216。經 型樣的抗光層接著被移除,且沈澱金屬接觸層,形成源極 接點2 1 8。典型地也提供閘極及汲極接點(未顯示)。產生 的結構是像圖2的結構。 雖然在此特定地示例且說明各種實施例,可理解本發 明的修改及變化係由以上指導涵蓋且係在附加申請專利範 圍的範圍內而不違背發明的精神及期待的範圍。如一範例 ’本發明的方法也許被用以形成各種半導體區域的導電率 係與在此說明的那些相反的結構。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂------線
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇χ297公釐) -16-
Claims (1)
- 200300593 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 彳 1 · 一種溝槽式金屬氧化半導體場效電晶體裝置,包含 第一導電式的基底; 該基底上該第一導電式的磊晶層,該嘉晶層有較該基 底低的多數載子濃度; 自該磊晶層的上表面延伸入該磊晶區域的溝槽; 沿著至少一部分該溝槽排列的絕緣層; 與該絕緣層相鄰的該溝槽內的導電區域; 於該基底及該溝槽的底部間在該磊晶層內形成的該第 一導電式摻雜區域,該摻雜區域有較該基底低且較該磊晶 層高的多數載子濃度; 與該溝槽相鄰且在該磊晶層的上面部分內形成的第二 導電式的基體區域,該基體區域自該磊晶層的上表面延伸 至較該溝槽低的深度;以及 與該溝槽相鄰且在該基體區域的上部分內形成的該第 一導電式源極區域。 2. 如申請專利範圍第1項的溝槽式金屬氧化半導體場 效電晶體裝置,其中該摻雜區域自該溝槽底至該基底延伸 超過5 0 %的距離。 3. 如申請專利範圍第2項的溝槽式金屬氧化半導體場 效電晶體裝置,其中該摻雜區域自該溝槽底至該.基底展延 超過1 0 0 %的距離。 4. 如申請專利範圍第1項的溝槽式金屬氧化半導體場 效電晶體裝置,其中該第一導電式是η-式導電且該第二導 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、11 絲 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -17- 200300593 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 電式是P-式導電。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 5 .如申請專利範圍第4項的溝槽式金屬氧化半導體場 效電晶體裝置,其中該摻雜區域係以磷摻雜。 6.如申請專利範圍第4項的溝槽式金屬氧化半導體場 效電晶體裝置,其中該基底是N +基底,該磊晶層是N-磊晶 層,該慘雜區域是N區域’該基體區域是P區域’以及S亥 源極區域是N +區域。 7 .如申請專利範圍第1項的溝槽式金屬氧化半導體場 效電晶體裝置,其中該溝槽式金屬氧化半導體場效電晶體 裝置是矽裝置。 8. 如申請專利範圍第7項的溝槽式金屬氧化半導體場 效電晶體裝置,其中該第一絕緣層是氧化矽層。 9. 如申請專利範圍第7項的溝槽式金屬氧化半導體場 效電晶體裝置,其中該導電區域是摻雜聚晶矽區域。 1 〇 .如申請專利範圍第1項的溝槽式金屬氧化半導體場 效電晶體裝置,其中該摻雜區域厚度範.圍自1至6微米。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 1 .如申請專利範圍第4項的溝槽式金屬氧化半導體場 效電晶體裝置,其中該摻雜區域有淨n -式載子濃度範圍自 1 X 1018 至 5 X 1019cnT3。 1 2 .如申請專利範圍第1項的溝槽式金屬氧化半導體場 效電晶體裝置,其中該溝槽定義多個四方形或六邊形金屬 氧化半導體場效電晶體單元。 1 3 . —種溝槽式金屬氧化半導體場效電晶體裝置’包含 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -18- 200300593 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 3 η-式導電式的矽基底; 該基底上η-式導電式的矽磊晶層,該磊晶層有較該基 底低的多數載子濃度; 自該磊晶層的上表面延伸入該磊晶區域的溝槽; 沿著至少一部分該溝槽排列的氧化矽絕緣層; 與該氧化矽層相鄰的該溝槽內的摻雜聚晶矽區域; 於該基底及該溝槽的底部間提供式導電的摻雜區域 ,該摻雜區域有較該基底低且較該磊晶層高的多數載子濃 度; · 與該溝槽相鄰且在該磊晶層的上面部分內形成的Ρ-式 導電式的基體區域,該基體區域自該磊晶層的上表面延伸 至較該溝槽低的深度;以及 與該溝槽相鄰且在該基體區域的上部分內形成的η-式 導電式源極區域。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項的溝槽式金屬氧化半導體場 效電晶體裝置,其中該摻雜區域自該溝槽底至該基底展延 超過100%的距離。 1 5 .如申請專利範圍第〗3項的溝槽式金屬氧化半導體場 效電晶體裝置,其中該摻雜區域係以磷摻雜。 1 6 .如申請專利範圍第】3項的溝槽式金屬氧化半導體場 效電晶體裝置,其中該摻雜區域厚度範圍自1至6 .微米。 1 7.如申請專利範圍第1 3項的溝槽式金屬氧化半導體場 效電晶體裝置,其中該摻雜區域有淨η-式載子濃度範圍自 1 X 1〇18 至 5 X 1019cm·3。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -19 - 200300593 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4 1 8 . —種形成溝槽式金屬氧化半導體場效電晶體裝置的 方法,包含: (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 提供第一導電式的基底; 沈澱該第一導電式的磊晶層於該基底上,該磊晶層有 較基底低的多數載子濃度; 形成第二導電式的基體區域於該磊晶層的上部分; 自該磊晶層的上表面蝕刻延伸入該磊晶區域的溝槽, 該溝槽自該磊晶層的上表面延伸至較該基體區域深的深度 j 形成該第一導電式摻雜區域於該基底及該溝槽的底部 間,該摻雜區域有較該基底低且較該磊晶層高的多數載子 濃度; 形成沿著至少一部分該溝槽排列的絕緣層; 形成導電區域於與該絕緣層相鄰的該溝槽內;. 形成該第一導電式源極區域於該基體區域的上部分內 且與該溝槽相鄰。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 9.如申請專利範圍第1 8項的方法,其中形成該摻雜區 域的步驟包含: (a) 植入該第一導電式的摻雜物進入該晶晶區域;以及 (b) 以提高溫度而擴散該第一導電式的摻雜物。 2 0.如申請專利範圍第19項的方法,其中該摻雜物被擴 散直到摻雜區域自該溝槽底至該基底展延超.過.50%的距離 〇 2 1 .如申請專利範圍第1 9項的方法,其中該摻雑物被擴 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -20- 200300593 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5 散直到摻雜區域自該溝槽底至該基底展延超過1 〇〇%的距離 〇 22.如申請專利範圍第1 9項的方法,其中該第一導電式 疋η -式導電且日亥弟一導電式是p -式導電。 23 .如申請專利範圍第22項的方法,其中該摻雜物是磷 〇 24.如申請專利範圍第18項的方法,其中形成該摻雜區 域及形成該摻雜區域的步驟包含:(a )形成溝槽遮罩於該 磊晶層上;(b )經由該溝槽遮罩而蝕刻該溝槽;(c )經 由該溝槽遮罩而植入該第一導電式的摻雜物;以及(d )以 提升溫度而擴散該第一導電式的摻雜物。 2 5 .如申請專利範圍第2 4項的方法,其中該經提升的溫 度係由沿著該溝槽壁而成長犧牲氧化物的步驟提供。 26. 如申請專利範圍第18項的方法,其中該溝槽式金屬· 氧化半導體場效電晶體裝置是矽裝置。 27. 如申請專利範圍第18項的方法,進一步包含: 形成與該半導體基底相鄰的金屬汲極接點, 形成與該源極區域的上表面相鄰的金屬源極接點,以 及 形成與遠離該源極區域的該導電區域的上表面相鄰的 金屬閘極接點。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4说格(210 X 297公釐) ------^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 锑 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -21 -
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