本发明专利技术公开了一种金属氧化物半导体场效应晶体管与肖特基二极管的整合组件，包括一定义有一金属氧化物半导体场效应晶体管区与一肖特基二极管区的半导体基底；复数个设置于所述金属氧化物半导体场效应晶体管区内的第一沟渠与复数个设置于所述肖特基二极管区的第二沟渠。所述第一沟渠包括一覆盖所述第一沟渠底部与侧壁的第一绝缘层与一第一导电层，用以作为一沟渠式金属氧化物半导体场效应晶体管的沟渠式栅极。所述第二沟渠的宽度与深度皆大于所述第一沟渠，其内分别包括一覆盖所述第二沟渠底部与侧壁的第二绝缘层与一第二导电层，且所述第二绝缘层的厚度大于所述第一绝缘层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术关于一种整合金属氧化物半导体场效晶体管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,M0SET)与肖特基二极管的半导体组件及其制作方法，尤指一种整合沟渠式金属氧化物半导体晶体管组件与肖特基二极管 (trench MOS barrier Schottky, TMBS)的半导体组件及其制作方法。
技术介绍
肖特基二极管组件是由金属与半导体接面构成的二极管组件，如同一般PN接面二极管，其具有单向导通的特性。又因肖特基二极管是单载子(unipolar)移动，因此其启动电压较PN 二极管组件低，且在顺逆向偏压切换时反应速度较快，故特别用于减低功率耗损量以及增进切换的速度，并广泛地使用于电源转换电路(power converter)上。例如金属氧化物半导体场效应晶体管与肖特基二极管的整合组件即是利用肖特基二极管正向电压降(forward voltage, Vf)远低于金属氧化物半导体场效应晶体管的体二极管(body diode)的电压降，以及其良好的反向恢复(reverse recovery)特性、快速的动态响应时间 (dynamic response time)等优点实现低功耗的要求。公知肖特基二极管组件采取外接方式与转换电路中的金属氧化物半导体场效应晶体管并联连接，然而由于无法避免连接肖特基二极管至金属氧化物半导体场效应晶体管时产生的寄生电感，且外接式的肖特基二极管组件的成本较高，因此在功率半导体装置的
中，亦有沟槽式金属氧化物半导体场效应晶体管与肖特基二极管整合组件，即 TMBS的发展。请参阅图1，图1为一公知的TMBS组件的示意图。如图1所示，公知的TMBS 包括一 N型的基底100，其一表面包括一外延硅层102与复数个深度及宽度皆相同的沟槽 104aU04bo基底100上设置有至少一金属氧化物半导体场效应晶体管单元110与肖特基二极管单元120。金属氧化物半导体场效应晶体管单元110包括一设置于沟槽10 内，且由一薄介电层112与导电层114构成的沟渠式栅极(trenched gate) 116、一重掺杂N型源极118。肖特基二极管单元120的沟槽104b内亦设置有相同的介电层112与填满沟槽104b 的导电层114，以及一设置于基底100上的金属层122，与沟槽104b间的基底100接触的金属层122作为肖特基二极管单元120的阳极。而在基底100相对于金属氧化物半导体场效应晶体管单元110与肖特基二极管120的另一表面，设置一金属层106，用以作为金属氧化物半导体场效应晶体管单元110的漏极；以及作为肖特基二极管单元120的阴极。虽然TMBS可达到整合金属氧化物半导体场效应晶体管110与肖特基二极管120 的目标，但在现今更高密度、高功率以及高耐压的组件要求之下，沟槽104a、104b与介电层 112、导电层114等膜层的制作以及控制益加严苛；此外更需考虑TMBS与其它高密度工艺如钨工艺等的制作及控制。因此，仍需要一种可达到上述要求的TMBS组件及其制作方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种整合沟渠式金属氧化物半导体场效应晶体管与肖特基二极管整合组件(TMBS)的半导体组件及其制作方法，以符合更高密度、高功率及高耐压的组件要求。为达上述目的，本专利技术提供一种整合金属氧化物半导体场效应晶体管与肖特基二极管的半导体组件的制作方法，包括以下步骤提供一具有一第一掺杂类型的半导体基底，所述半导体基底包括一第一表面与一相对的第二表面，且所述第一表面定义有一金属氧化物半导体场效应晶体管区与一肖特基二极管区；于所述第一表面的所述金属氧化物半导体场效应晶体管区内形成复数个第一沟渠，于所述肖特基二极管区内形成复数个第二沟渠，以及复数个由所述第二沟渠定义的平台，且所述第二沟渠的深度与宽度皆大于(>)所述第一沟渠；于所述第一表面与所述第一沟渠与所述第二沟渠的侧壁与底部形成一第一绝缘层；于所述第一表面形成一第一导电层，所述第一导电层填满所述第一沟渠；移除所述第一表面上与所述第二沟渠内的所述第一导电层，以于所述金属氧化物半导体场效应晶体管区内形成至少一沟渠式栅极；于所述第一表面与所述第二沟渠的侧壁与底部形成一第二绝缘层，且所述第二绝缘层的厚度大于所述第一绝缘层的厚度；于所述第一表面形成一第二导电层，所述第二导电层填满所述第二沟渠；于所述第一表面上形成一层间介电层(ILD)；于所述金属氧化物半导体场效应晶体管区内的所述层间介电层与所述半导体基底内形成至少一源极开口；于所述源极开口内分别形成一第一接触插塞；以及于所述半导体基底的所述第一表面上形成一第一金属层，且所述第一金属层电性连接至所述第一插塞。本专利技术更提供一种整合金属氧化物半导体场效晶体管(M0SEFET)与肖特基二极管的半导体组件，包括一半导体基底，所述半导体基底包括一第一表面与一相对的第二表面，所述第一表面定义有一金属氧化物半导体场效应晶体管区与一肖特基二极管区；复数个一第一沟渠，设置于所述第一表面的所述金属氧化物半导体场效应晶体管区内；一第一绝缘层，覆盖所述第一沟渠的底部与侧壁；一第一导电层，填满所述第一沟渠，且用以作为一金属氧化物半导体场效应晶体管的沟渠式栅极；复数个第二沟渠，以及由所述第二沟渠定义的复数个平台(mesa)，设置于所述第一表面的所述肖特基二极管区内，所述第二沟渠的宽度与深度皆大于所述第一沟渠；一第二绝缘层，覆盖所述第二沟渠的底部与侧壁，且所述第二绝缘层的厚度大于所述第一绝缘层的厚度；一第二导电层，填满所述第二沟渠；一第一金属层，形成于所述半导体基底的所述第一表面上；以及复数个第一接触插塞(contact plug)，形成于所述第一表面的所述金属氧化物半导体场效应晶体管区内，且电性连接至所述第一金属层。本专利技术所提供的整合金属氧化物半导体场效应晶体管与肖特基二极管的半导体组件是于半导体基底中整合制作沟渠式金属氧化物半导体晶体管组件以及嵌入式肖特基二极管组件，故可提高组件密度；且本专利技术所提供的肖特基二极管组件具有厚度较大的绝缘层，故可提高肖特基二极管的耐压能力。附图说明图1为一公知的TMBS组件的示意图。图2至图10为本专利技术所提供的整合金属氧化物半导体场效应晶体管与肖特基二极管的半导体组件的制作方法的一第一优选实施例的示意图。图11至图12为本专利技术所提供的整合金属氧化物半导体场效应晶体管与肖特基二极管的半导体组件的制作方法的一第二优选实施例的示意图。其中，附图标记说明如下权利要求1.一种整合金属氧化物半导体场效应晶体管与肖特基二极管的半导体组件，其特征在于，包括一半导体基底，所述半导体基底包括一第一表面与一相对的第二表面，所述第一表面定义有一金属氧化物半导体场效应晶体管区与一肖特基二极管区；复数个一第一沟渠，设置于所述第一表面的所述金属氧化物半导体场效应晶体管区内；一第一绝缘层，覆盖所述第一沟渠底部与侧壁；一第一导电层，填满所述第一沟渠，且用以作为一金属氧化物半导体场效应晶体管的沟渠式栅极；复数个第二沟渠，以及由所述第二沟渠定义的复数个平台，设置于所述第一表面的所述肖特基二极管区内，所述第二沟渠的宽度与深度皆大于所述第一沟渠；一第二绝缘层，覆盖所述第二沟渠底部与侧壁，且所述第本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种整合金属氧化物半导体场效应晶体管与肖特基二极管的半导体组件，其特征在于，包括：一半导体基底，所述半导体基底包括一第一表面与一相对的第二表面，所述第一表面定义有一金属氧化物半导体场效应晶体管区与一肖特基二极管区；复数个一第一沟渠，设置于所述第一表面的所述金属氧化物半导体场效应晶体管区内；一第一绝缘层，覆盖所述第一沟渠底部与侧壁；一第一导电层，填满所述第一沟渠，且用以作为一金属氧化物半导体场效应晶体管的沟渠式栅极；复数个第二沟渠，以及由所述第二沟渠定义的复数个平台，设置于所述第一表面的所述肖特基二极管区内，所述第二沟渠的宽度与深度皆大于所述第一沟渠；一第二绝缘层，覆盖所述第二沟渠底部与侧壁，且所述第二绝缘层的厚度大于所述第一绝缘层的厚度；一第二导电层，填满所述第二沟渠；一第一金属层，形成于所述半导体基底的所述第一表面上；以及复数个第一接触插塞，形成于所述第一表面的所述金属氧化物半导体场效应晶体管区内，且电性连接至所述第一金属层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林伟捷，林礼政，徐信佑，陈和泰，叶人豪，杨国良，陈佳慧，洪世杰，
申请(专利权)人：茂达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71
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