沟槽金氧半导体元件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种沟槽金氧半导体元件及其制造方法，该沟槽金氧半导体元件包括以下构件。基底定义有主动区及终端区。基底具有自主动区延伸至终端区的沟槽。第一电极位于沟槽中，且具有延伸至终端区中的延伸部。第二电极位于沟槽中，且位于第一电极上。第一掺杂区与第二掺杂区分离设置于延伸部中。第一金属层设置于基底上，且电性连接于第一掺杂区与第二电极。第二金属层设置于基底上，且电性连接于第二掺杂区与第一电极。第一金属层与第二金属层中的一者延伸设置于第一掺杂区与第二掺杂区之间，且与第一掺杂区的正投影及第二掺杂区的正投影交叠。上述沟槽金氧半导体元件及其制造方法可有效地减少制程数并降低制程成本。

Grooved Gold Oxygen Semiconductor Components and Their Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
沟槽金氧半导体元件及其制造方法
本专利技术涉及一种半导体元件，尤其涉及一种沟槽金氧半导体元件及其制造方法。
技术介绍
在电源开关领域中，金氧半导体场效晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，MOSFET)已广泛应用，其经由栅极接收控制信号，导通源极与漏极以达到电源开关的功能。当电源开关在使用时，常会因为外部静电产生静电放电(ElectrostaticDischarge，ESD)导致元件击穿或烧毁，故通常会在元件内设置静电放电保护元件，以防止静电放电造成的损害。传统静电放电保护元件为独立的元件结构，串联配置于栅极的接触栓与源极的接触栓之间。然而，此独立的静电放电保护结构需使用额外的制程来制作，导致制程成本增加。
技术实现思路
本专利技术提供一种沟槽金氧半导体元件及其制造方法，其可有效地减少制程数并降低制程成本。本专利技术提出一种沟槽金氧半导体元件，包括基底、第一电极、第二电极、第一掺杂区、第二掺杂区、第一金属层与第二金属层。基底定义有主动区及终端区，且具有自主动区延伸至终端区的沟槽。第一电极位于沟槽中，且具有延伸至终端区中的延伸部。第二电极位于沟槽中，且位于第一电极上。基底、第一电极与第二电极彼此电性隔离。第一掺杂区与第二掺杂区分离设置于延伸部中。第一金属层设置于基底上，且电性连接于第一掺杂区与第二电极。第二金属层设置于基底上，且电性连接于第二掺杂区与第一电极。第一金属层与第二金属层中的一者延伸设置于第一掺杂区与第二掺杂区之间，且与至少部分第一掺杂区的正投影及至少部分第二掺杂区的正投影交叠。依照本专利技术的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件中，第一金属层延伸设置于第一掺杂区与第二掺杂区之间的正投影上方，且第二金属层通过一个接触栓同时电性连接于第二掺杂区与延伸部。依照本专利技术的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件中，还可包括第一井区与第二井区。第一井区位于延伸部中，且具有第二导电型。第一掺杂区位于第一井区中。第二井区位于延伸部中，且具有第二导电型。第二掺杂区位于第二井区中。依照本专利技术的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件中，第二金属层可延伸设置于第一掺杂区与第二掺杂区之间的正投影上方。第一金属层可通过一个接触栓同时电性连接于第一掺杂区与第一井区。依照本专利技术的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件中，第一金属层延伸设置于第一掺杂区与第二掺杂区之间的正投影上方，且第二金属层通过一个接触栓同时电性连接于第二掺杂区与第二井区。本专利技术提出一种沟槽金氧半导体元件的制造方法，包括以下步骤。提供基底。基底定义有主动区及终端区。基底具有自主动区延伸至终端区的沟槽。在沟槽中形成第一电极。第一电极具有延伸至终端区中的延伸部。在沟槽中的第一电极上形成第二电极。基底、第一电极与第二电极彼此电性隔离。在延伸部中形成彼此分离的第一掺杂区与第二掺杂区。在基底上形成电性连接于第一掺杂区与第二电极的第一金属层。在基底上形成电性连接于第二掺杂区与第一电极的第二金属层。第一金属层与第二金属层中的一者延伸设置于第一掺杂区与第二掺杂区之间，且与至少部分第一掺杂区的正投影及至少部分第二掺杂区的正投影交叠。依照本专利技术的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件的制造方法中，第一金属层延伸设置于第一掺杂区与第二掺杂区之间的正投影上方，且还包括可提供一个接触栓，同时电性连接第二金属层、第二掺杂区与延伸部。依照本专利技术的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件的制造方法中，还可包括以下步骤。可在延伸部中形成第一井区。第一井区具有第二导电型。第一掺杂区位于第一井区中。可在延伸部中形成第二井区。第二井区具有第二导电型，且第二掺杂区位于第二井区中。依照本专利技术的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件的制造方法中，第二金属层可延伸设置于第一掺杂区与第二掺杂区之间的正投影上方，且还包括可提供一个接触栓，同时电性连接第一金属层、第一掺杂区与第一井区。依照本专利技术的一实施例所述，在上述沟槽金氧半导体元件的制造方法中，第一金属层可延伸设置于第一掺杂区与第二掺杂区之间的正投影上方，且还包括可提供一个接触栓，同时电性连接第二金属层、第二掺杂区与第二井区。基于上述，在本专利技术所提出的沟槽金氧半导体元件及其制造方法中，由于可同时形成主动区中的第一电极与终端区中的延伸部(静电放电保护结构的主体层)，且终端区中的第一掺杂区与第二掺杂区也可与主动区中的掺杂区同时形成，因此可有效地减少制程数并降低制造成本。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1A至图1D为本专利技术一实施例的沟槽金氧半导体元件的制造流程剖面图。图2为图1D中的金属层的上视图。图3为图1D的立体图。图4A至图4D为本专利技术另一实施例的沟槽金氧半导体元件的制造流程剖面图。图5为本专利技术另一实施例的沟槽金氧半导体元件的剖面图。附图标记说明10、20、30：沟槽金氧半导体元件；100：基底；102：沟槽；104、108、116：绝缘层；106：电极层；106a、110：电极；112、114、115：掺杂区；117：基体区；118、120：接触栓；122、124：金属层；202、204：井区；EP：延伸部；R1：主动区；R2：终端区。具体实施方式图1A至图1D为本专利技术一实施例的沟槽金氧半导体元件的制造流程剖面图。图2为图1D中的金属层的上视图，且图1D为沿着图2中的I-I’剖面线的剖面图。图3为图1D的立体图。请参照图1A，提供基底100。基底100包括硅基底，且还可包括设置在硅基底上的磊晶硅层。基底100定义有主动区R1及终端区R2。接着，可在基底100中形成自主动区R1延伸至终端区R2的沟槽102。沟槽102的形成方法可通过微影制程与蚀刻制程对基底100进行图案化。然后，可在沟槽102的表面上形成绝缘层104。绝缘层104的材料可为氧化硅。绝缘层104的形成方法可为热氧化法或化学气相沉积法。接下来，可形成填入沟槽102的电极层106。电极层106包括延伸至终端区R2中的延伸部EP。电极层106的形成方法可包括以下步骤。首先，形成填满沟槽102的电极材料层。接着，对电极材料层进行回蚀刻制程。电极材料层的材料可为掺杂多晶硅。掺杂多晶硅的形成方法可为先形成未掺杂多晶硅，再对未掺杂多晶硅进行掺杂，或者使用临场(in-situ)掺杂的化学汽相沉积法。请参照图1B，可对电极层106进行图案化制程，藉此可在沟槽102中形成电极106a。电极106a可作为主动区R1中的晶体管晶胞的遮蔽栅极。电极106a具有延伸至终端区R2中的延伸部EP。延伸部EP可作为静电放电保护结构的主体层。延伸部EP的顶面可高于主动区R1中的电极106a的顶面。基底100与电极106a可通过绝缘层104而彼此电性隔离。此外，电极106a可具有第一导电型或第二导电型。第一导电型与第二导电型为不同导电型。第一导电型与第二导电型分别可为P型导电型与N型导电型中的一者与另一者。在此实施例中，第一导电型是以N型导电型为例来进行说明，且第二导电型是以P型导电型为例来进行说明。电极106a是以具有第二导电型(如，P型导电型)为例来进行说明，因此延伸部EP也可具有与电极106a相同的第二导电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沟槽金氧半导体元件，其特征在于，包括：基底，定义有主动区及终端区，且具有自所述主动区延伸至所述终端区的沟槽；第一电极，位于所述沟槽中，且具有延伸至所述终端区中的延伸部；第二电极，位于所述沟槽中，且位于所述第一电极上，其中所述基底、所述第一电极与所述第二电极彼此电性隔离；第一掺杂区与第二掺杂区，分离设置于所述延伸部中；第一金属层，设置于所述基底上，且电性连接于所述第一掺杂区与所述第二电极；以及第二金属层，设置于所述基底上，且电性连接于所述第二掺杂区与所述第一电极，其中所述第一金属层与所述第二金属层中的一者延伸设置于所述第一掺杂区与所述第二掺杂区之间，且与至少部分所述第一掺杂区的正投影及至少部分所述第二掺杂区的正投影交叠。

【技术特征摘要】
2018.01.04 TW 1071003631.一种沟槽金氧半导体元件，其特征在于，包括：基底，定义有主动区及终端区，且具有自所述主动区延伸至所述终端区的沟槽；第一电极，位于所述沟槽中，且具有延伸至所述终端区中的延伸部；第二电极，位于所述沟槽中，且位于所述第一电极上，其中所述基底、所述第一电极与所述第二电极彼此电性隔离；第一掺杂区与第二掺杂区，分离设置于所述延伸部中；第一金属层，设置于所述基底上，且电性连接于所述第一掺杂区与所述第二电极；以及第二金属层，设置于所述基底上，且电性连接于所述第二掺杂区与所述第一电极，其中所述第一金属层与所述第二金属层中的一者延伸设置于所述第一掺杂区与所述第二掺杂区之间，且与至少部分所述第一掺杂区的正投影及至少部分所述第二掺杂区的正投影交叠。2.根据权利要求1所述的沟槽金氧半导体元件，其特征在于，所述第一金属层延伸设置于所述第一掺杂区与所述第二掺杂区之间的正投影上方，且所述第二金属层通过一个接触栓同时电性连接于所述第二掺杂区与所述延伸部。3.根据权利要求1所述的沟槽金氧半导体元件，其特征在于，还包括：第一井区，位于所述延伸部中，且具有第二导电型，其中所述第一掺杂区位于所述第一井区中；以及第二井区，位于所述延伸部中，且具有所述第二导电型，其中所述第二掺杂区位于所述第二井区中。4.根据权利要求3所述的沟槽金氧半导体元件，其特征在于，所述第二金属层延伸设置于所述第一掺杂区与所述第二掺杂区之间的正投影上方，且所述第一金属层通过一个接触栓同时电性连接于所述第一掺杂区与所述第一井区。5.根据权利要求3所述的沟槽金氧半导体元件，其特征在于，所述第一金属层延伸设置于所述第一掺杂区与所述第二掺杂区之间的正投影上方，且所述第二金属层通过一个接触栓同时电性连接于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈劲甫，
申请(专利权)人：力祥半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71