[发明专利]半导体元件

说明书

技术领域

本发明是有关一种半导体元件，特别是关于改进栅极结构的晶体管元件和功率半导体元件。

背景技术

半导体元件是由许多金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)组构、驱动而成，而在CMOS制程中NMOS与PMOS中栅极形状则因制程与功能上的需求一般连成长条状的，而功率半导体元件栅极结构的形状则基本上可以为任何形状，例如三边形、四边形、八边形等。

当启动半导体元件时，众多MOS一旦同时驱动，所有单位所贡献的电流将加成构成所设计的功率或电流。但是，传统的金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)为避免栅极结构产生尖端放电，因此角落会形成圆弧形，但这样圆弧形角落在晶体管运作时会使得电流的被驱动方向产生紊乱，在互相干扰的情况下，将导致不仅减低半导体元件反应切换速率。再者，造成加持其欧姆热的产生，徒然浪费资源，导致降低半导体元件寿命与可靠度。

有鉴于此，本发明遂针对上述习知技术的缺失，提出一种崭新的半导体元件，以有效克服上述的该等问题。

发明内容

本发明的主要目的在提供一种CMOS半导体元件，以克服现有晶体管栅极圆弧形角落的缺点，来达到讯号间彼此不会互相干扰，藉此使所驱动的电流顺畅不乱，以加快晶体管开关的切换速率，并达到降低元件运作时的温度，增加元件整体的可靠度。

本发明的另一目的在提供一种功率半导体元件，以克服现有技术中栅极圆弧形角落的缺点，来达到讯号间彼此不会互相干扰，藉此使所驱动的电流顺畅不乱，以加快晶体管开关的切换速率，并达到降低元件运作时的温度，增加元件整体的可靠度。

本发明的又一目的在提供一种功率半导体元件，其基底或/与护环的角落为抛物线状。

为达上述的目的，本发明提供一种CMOS半导体元件，其包含有至少一晶体管结构，其特征在于晶体管结构的栅极结构的角落为抛物线状或所述栅极结构的角落边线上的至少五个点位于同一抛物线曲线上。

本发明尚提供一种功率半导体元件，其包含有一基底；至少一护环，其是位于该基底的周缘；以及至少一栅极结构，其是位于该基底上；其特征在于该栅极结构的角落为抛物线状或所述栅极结构的角落边线上的至少五个点位于同一抛物线曲线上。

本发明的有益效果在于，CMOS半导体元件或功率半导体元件，其晶体管结构的栅极结构的角落是成抛物线状，以利用抛物线所具有的聚焦光学性质，来达到讯号不互相干扰，以使所驱动的电流顺畅不乱，而增加晶体管开关的切换速率，并达到降低元件运作时的温度，增加半导体元件整体的可靠度。再者，栅极结构上的金属硅化物与栅极结构的接点处，是位于栅极结构的圆弧状角落的抛物线的焦点，可以增加开关速率以及减少自发性的杂讯干扰。

下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1是本发明的CMOS半导体结构的立体示意图；

图2是本发明的CMOS半导体结构的俯视示意图；

图3是本发明的具有栅极结构上金属层的CMOS半导体结构的立体示意图；

图4是本发明的功率半导体元件的一具体实施例示意图；

图5是本发明的功率半导体元件的栅极结构为四边形时的具体实施例示意图；

图6是本发明的功率半导体元件的栅极结构呈现五边形时的具体实施例示意图；

图7是本发明的功率半导体元件的栅极结构呈现六边形时的具体实施例示意图；

图8是本发明的具有栅极结构上金属层的功率半导体元件结构的立体示意图。

附图标记说明：

10-晶体管结构；12-P型半导体基底；14、14’-隔离结构；16-主动区域；18-栅极结构；24-角落；26-源极掺杂区；28-栅极掺杂区；30-金属层；40-基底；42-护环；44-栅极结构；46-金属层；b-接点处。

具体实施方式

本发明鉴于习知半导体元件的金属氧化物场效应晶体管的栅极结构在角落形成圆形状结构后会产生电流驱动方向紊乱、欧姆热增加、元件寿命减少与可靠度降低等缺失，提出一种任意形状栅极结构的角落为抛物线状的崭新的半导体元件，来圆其角落顶点，以利用抛物线所具有的光学性质，整顿电流的驱动方向，减少互相干扰现象，来增加半导体元件的切换速率。