金氧半导体组件的制作方法

本发明涉及一种金氧半导体组件，尤其是涉及一种芯片级封装的金氧半导体组件。

背景技术：

随着可携式电子装置的形状与尺寸日趋缩小，电子组件也朝向体积小、高性能的方向发展。受限于半导体材料本身的特性与半导体制程的先天限制，缩小芯片尺寸的成本越来越高。也因此，透过改变封装方式以缩减封装结构的尺寸已成为半导体产业的发展方向。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在提供一种金氧半导体组件，以缩减封装结构的尺寸，降低封装成本。

本发明提供一种金氧半导体组件。此金氧半导体组件包括重掺杂基板、外延层、开口、复数个金氧半导体单元与金属图案层。其中，外延层是形成于重掺杂基板上。开口是定义于外延层内，以裸露重掺杂基板。这些金氧半导体单元是形成于外延层上。金属图案层包括源极金属图案、闸极金属图案与汲极金属图案。其中，源极金属图案与闸极金属图案是位于外延层上。汲极金属图案是填入前述开口，并由重掺杂基板向上延伸突出外延层。

相较于传统的金氧半导体组件，本发明所提供的金氧半导体组件，可以适用于芯片级封装，有助于缩减封装结构的尺寸，降低封装成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1a是本发明金氧半导体组件的第一实施例的俯视图；

图1b是图1a的金氧半导体组件沿着a-a剖面线的剖面图；

图2a至图2e是显示图1a与图1b的金氧半导体组件的制作方法的一实施例；

图3是本发明金氧半导体组件的第二实施例的俯视图；

图4a是本发明金氧半导体组件的第三实施例的俯视图；

图4b是图4a的金氧半导体组件沿着b-b剖面线的剖面图；

图5a至图5e是显示图4a与图4b的金氧半导体组件的制作方法的一实施例；

图6a是本发明金氧半导体组件的第四实施例的俯视图；

图6b是图6a的金氧半导体组件沿着c-c剖面线的剖面图；

图7是本发明金氧半导体组件的第五实施例的俯视图；

图8是本发明金氧半导体组件的第六实施例的俯视图；

图9是本发明金氧半导体组件的第七实施例的俯视图；

图10是本发明金氧半导体组件的第八实施例的俯视图；以及

图11是图1b的金氧半导体组件进行芯片级封装一实施例的示意图。

具体实施方式

这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

图1a是本发明金氧半导体组件的第一实施例的俯视图。图1b是图1a的金氧半导体组件沿着a-a剖面线的剖面图。

如图中所示，此金氧半导体组件100包括一重掺杂基板110、一外延层120、一开口122、复数个金氧半导体单元（未图标）、一金属图案层与一间隔层150。其中，外延层120是形成于重掺杂基板110上。在本实施例中，此重掺杂基板110是一n型重掺杂基板，外延层120则是一n型外延层。此重掺杂基板110是作为此金氧半导体组件100的汲极。

开口122是定义于外延层120内，以裸露重掺杂基板110。这些金氧半导体单元是形成于外延层120上，也就是位于此金氧半导体组件的主动区域内。在一实施例中，此金氧半导体单元是一沟槽式金氧半导体单元，包括一沟槽式闸极结构与环绕此沟槽式闸极结构的一源极掺杂区。不过亦不限于此。在另一实施例中，此金氧半导体单元亦可以是一平面式金氧半导体单元。

金属图案层包括一源极金属图案142、一闸极金属图案146与一汲极金属图案144。其中，源极金属图案142与闸极金属图案146是位于外延层120上。汲极金属图案144是填入前述开口122，并由重掺杂基板110的上表面向上延伸突出外延层120。

在本实施例中，如图中所示，开口122是位于外延层120的角落处，并且是由二个蚀刻壁122a,122b定义于外延层120内。此外，此二个蚀刻壁122a,122b是互相垂直以定义出一方型开口122。不过亦不限于此。在一实施例中，此开口122亦可以是由三个以上的蚀刻壁定义于外延层120内，如后续第三图所示。此外，各个蚀刻壁的夹角亦可依据实际需求（如金氧半导体单元的配置）进行调整，而不限于必须互相垂直。

间隔层150是形成于外延层120上，并填入源极金属图案142、闸极金属图案146与汲极金属图案144的间，以隔离此金氧半导体组件100的源极s、闸极g与汲极d。此间隔层150并具有开口以定义出源极接触垫、闸极接触垫与汲极接触垫的位置。在一实施例中，此间隔层150是一保护层(passivationlayer)。

本实施例的金氧半导体组件100具有间隔层150以隔离源极金属图案142、闸极金属图案146与汲极金属图案144，以确保组件正常运作。不过，本发明亦不限于此。在一实施例中，透过增加源极金属图案142、闸极金属图案146与汲极金属图案144的间距，亦可省略此间隔层150。

其次，如图中所示，在本实施例中，重掺杂基板110是为长方形，以利于源极金属图案142、闸极金属图案146与汲极金属图案144的配置。在一实施例中，考虑到闸极总线与源极掺杂区的设置位置，此金氧半导体组件100是以汲极金属图案144、源极金属图案142与闸极金属图案146或是汲极金属图案144、闸极金属图案146与源极金属图案142的顺序，沿着重掺杂基板110的长边方向排列于外延层120上。

图2a至图2e是以剖面图显示图1a与图1b所示的金氧半导体组件的制作方法的一实施例。

首先，如图2a所示，提供一重掺杂基板110，并形成一外延层120于重掺杂基板110上。

随后，如图2b所示，对外延层120施以深蚀刻制程以形成一开口122于此外延层120内，以裸露位于开口122下方的重掺杂基板110。接下来再形成复数个金氧半导体单元（未图标）于外延层120上。

在本实施例中，请一并参照图1a所示，此开口122是位于外延层120的角落处，并且是由二个蚀刻壁122a,122b定义于外延层120内。在一实施例中，此二个蚀刻壁122a,122b是互相垂直以定义出一方型开口122于外延层120的角落处。

随后，如图2c所示，形成一金属层130覆盖外延层120与重掺杂基板110的裸露区域。换言的，此金属层130是填入外延层120的开口122，并由重掺杂基板110的上表面向上延伸以覆盖外延层120。

接下来，如图2d所示，对金属层130施以微影蚀刻制程以形成一金属图案层。此金属图案层包括一源极金属图案142、一闸极金属图案146与一汲极金属图案144。其中，源极金属图案142与闸极金属图案146是位于外延层120上。汲极金属图案144是填入外延层120的开口122，并由重掺杂基板110向上延伸突出外延层120。也就是说，汲极金属图案144是由开口122的底面沿着蚀刻壁122a,122b延伸至外延层120的上表面。

随后，如图2e所示，形成间隔层150于外延层120上，此间隔层150是填入源极金属图案142、闸极金属图案146与汲极金属图案144的间以隔离源极金属图案142、闸极金属图案146与汲极金属图案144。此间隔层150并具有开口以定义出源极接触垫、汲极接触垫与闸极接触垫的位置。

透过前述制造方法，即可形成如图1a与图1b所示的金氧半导体组件100。

在前述实施例中，开口122是于形成金氧半导体单元于外延层120上的步骤前，形成于外延层120内。不过亦不限于此。在一实施例中，开口122亦可以是在形成金氧半导体单元于外延层120上的步骤后，形成金属层130的步骤前，形成于外延层120内。

图3是本发明金氧半导体组件的第二实施例的俯视图。本实施例的金氧半导体组件200亦具有一开口222定义于外延层220内，以裸露位于其下方的重掺杂基板。不过，不同于图1a的实施例，本实施例的开口222是由四个蚀刻壁222a,222b,222c,222d定义于外延层220内，并且，此开口222是与外延层220的侧面间隔一预设距离。

图4a是本发明金氧半导体组件的第三实施例的俯视图。图4b是图4a的金氧半导体组件沿着b-b剖面线的剖面图。

如图中所示，此金氧半导体组件300包括一重掺杂基板310、一外延层320、一开口322、复数个金氧半导体单元（未图标）、一金属图案层与一间隔层350。其中，外延层320是形成于重掺杂基板310上。开口322是定义于外延层320内，以裸露重掺杂基板310。这些金氧半导体单元是形成于外延层320上。

金属图案层包括一源极金属图案342、一闸极金属图案346、一汲极金属图案344与复数个导体插塞360。其中，源极金属图案342与闸极金属图案346是位于外延层320上。汲极金属图案344是填入前述开口322，并由重掺杂基板310向上延伸突出外延层320上。

这些导体插塞360是沿着外延层320的二长边320a,320c与位于开口322相对侧的一短边320b，排列于外延层320内，并且贯穿外延层320以电性连接位于外延层320下方的重掺杂基板310。汲极金属图案344具有一延伸部344a，由开口322处沿着外延层320的边缘延伸连接这些导体插塞360。

在本实施例中，这些导体插塞360为金属插塞。不过亦不限于此。在一实施例中，这些导体插塞360是以重掺杂半导体材料制成。

其次，在本实施例中，导体插塞360是为圆柱状，并且，这些导体插塞360是等距排列于外延层320内。不过，本发明亦不限于此。依据实际需求，这些导体插塞360亦可为其他形状，如多角柱状，并且，这些导体插塞360的设置位置（例如其间隔距离）可依据重掺杂基板220的电流分布状态进行调整，以降低阻抗。

间隔层350是形成于外延层320上，并填入源极金属图案342、闸极金属图案346与汲极金属图案344的间，以隔离此金氧半导体组件300的源极s、闸极g与汲极d。此间隔层350并具有开口以定义出源极、闸极与汲极的接点位置。在本实施例中，间隔层350是位于源极金属图案342、闸极金属图案346与汲极金属图案344的间，汲极金属图案344的延伸部344a则是裸露于外以扩大汲极接触垫的范围。

图5a至图5e是以剖面图显示图4a与图4b所示的金氧半导体组件的制作方法的一实施例。

首先，如图5a所示，提供一重掺杂基板310，并形成一外延层320于重掺杂基板310上。

随后，如图5b所示，对外延层320施以深蚀刻制程以形成一开口322于外延层320内，以裸露位于开口322下方的重掺杂基板310。此深蚀刻制程并形成复数个圆孔324贯穿外延层320。在本实施例中，请一并参照第四a图所示，开口322是位于外延层320的角落处。这些圆孔324则是沿着外延层320的二长边320a,320c与位于开口322相对侧的一短边320b，排列于外延层320内。接下来再形成复数个金氧半导体单元（未图标）于外延层320上。

随后，如图5c所示，形成一金属层330覆盖外延层320与重掺杂基板310的裸露区域。此金属层330是填入外延层320的开口322，并由重掺杂基板310的上表面向上延伸覆盖外延层320。此外，此金属层330并填入这些圆孔324内形成导体插塞360。

接下来，如图5d所示，对金属层330施以微影蚀刻制程以形成一金属图案层。此金属图案层包括一源极金属图案342、一闸极金属图案346、一汲极金属图案344与复数个导体插塞360。其中，源极金属图案342与闸极金属图案346是位于外延层320上。汲极金属图案344是填入外延层320的开口322，并由重掺杂基板310向上延伸突出外延层320。此汲极金属图案344具有一延伸部344a由开口322处沿着外延层320的边缘延伸连接这些导体插塞360。

随后，如图5e所示，形成间隔层350于外延层320上，此间隔层350是填入源极金属图案342、闸极金属图案346与汲极金属图案344的间，并具有开口以定义源极接触垫、汲极接触垫与闸极接触垫的位置。

透过前述制造方法，即可形成如图4a与图4b所示的金氧半导体组件300。

在前述实施例中，开口322与圆孔324是于形成金氧半导体单元于外延层320上的步骤前，形成于外延层320内。不过亦不限于此。在另一实施例中，开口322与圆孔324亦可以是在形成金氧半导体单元于外延层320上的步骤后，形成金属层330的步骤前，形成于外延层320内。又，在前述实施例中，开口322与圆孔324是以同一道深蚀刻制程形成于外延层320内，不过亦不限于此。在另一实施例中，开口322与圆孔324亦可以是以不同的蚀刻制程形成于外延层320内。此外，在前述实施例中，圆孔324内的导体插塞360是于形成金属层330的步骤一并形成于外延层320内，不过亦不限于此。在另一实施例中，这些导体插塞360亦可以透过另一道沉积制程，在形成金属层330的步骤前，形成于圆孔324内。

图6a是本发明金氧半导体组件的第四实施例的俯视图。图6b是图6a的金氧半导体组件沿着c-c剖面线的剖面图。

本实施例的金氧半导体组件400的导体插塞460、源极金属图案442、闸极金属图案446与汲极金属图案444的设置是相同于图4a与图4b的实施例，在此不予赘述。不过，为了配合基板上的线路接点配置，本实施例的间隔层450不仅填入源极金属图案442、闸极金属图案446与汲极金属图案444的间，并且延伸覆盖汲极金属图案444的延伸部444a，以形成方形开口于角落处定义汲极接触垫的位置。在一实施例中，此方形开口的位置与大小是对应至外延层420中用以裸露重掺杂基板410的开口422。

图7是本发明金氧半导体组件的第五实施例的俯视图。本实施例与图4a的实施例的主要差异在于，本实施例的金氧半导体组件500的多个导体插塞560是沿着外延层520的相对二长边520a,520c排列于外延层520内。此外，汲极金属图案544具有一延伸部544a由外延层520的开口522处沿着外延层520的边缘520a,520b,520c延伸连接这些导体插塞560。

本实施例的其他特征，如外延层520的开口522、源极金属图案542、闸极金属图案546与间隔层550，是类似于图4a的实施例，在此不予赘述。

图8是本发明金氧半导体组件的第六实施例的俯视图。本实施例与图4a的实施例的主要差异在于，本实施例的金氧半导体组件600的导体插塞660是环设于外延层620的四个侧边，也就是沿着外延层620的二长边620a,620c与二短边620b,620d排列于外延层620内。此外，汲极金属图案644具有一延伸部644a，环绕外延层620的四个侧边以延伸连接这些导体插塞660。

本实施例的其他特征，如外延层620的开口622、源极金属图案642、闸极金属图案646与间隔层650，是类似于图4a的实施例，在此不予赘述。

图9是本发明金氧半导体组件的第七实施例的俯视图。本实施例与图4a的实施例的主要差异在于，本实施例的金氧半导体组件700的导体插塞760是沿着外延层720的一长边720a排列于外延层720内。此外，汲极金属图案744具有一延伸部744a，沿着此长边720a延伸连接这些导体插塞760。

本实施例的其他特征，如外延层720的开口722、源极金属图案742、闸极金属图案746与间隔层750，是类似于图4a的实施例，在此不予赘述。

图10是本发明金氧半导体组件的第七实施例的俯视图。本实施例与图7的实施例的主要差异在于，本实施例的金氧半导体组件800的汲极金属图案844具有二个延伸部844a与844b，其中一个延伸部844a是沿着外延层820的长边820a延伸连接导体插塞860，另一个延伸部844b则是沿着外延层820的短边820d与长边820c延伸连接导体插塞860。本实施例的其他特征，如外延层820的开口822、源极金属图案842、闸极金属图案846与间隔层850，是类似于图7的实施例，在此不予赘述。

图11是图1b的金氧半导体组件100进行芯片级封装一实施例的示意图。如图中所示，此金氧半导体组件100是倒置于一基板10上。

在本实施例中，金氧半导体组件100是透过焊料13以焊接方式使位于其表面的源极金属图案142、闸极金属图案146与汲极金属图案144固定于基板10上，并透过源极金属图案142、闸极金属图案146与汲极金属图案144电性连接基板10上的线路12，以完成封装程序。不过，本发明并不限于此。在另一实施例中，此金氧半导体组件100亦可以利用导电胶使源极金属图案142、闸极金属图案146与汲极金属图案144固定于基板10上，并同时产生电性连接的效果。

相较于传统的金氧半导体组件，本发明所提供的金氧半导体组件，可以适用于芯片级封装，有助于缩减封装结构的尺寸，降低封装成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。