[发明专利]半导体结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体元件其制造方法，特别是涉及一种关于高电压金属-氧化物半导体元件。

背景技术

高电压金属-氧化物半导体元件目前正广泛地使用于许多电子设备之中。例如，广泛地使用于输出/输入电路、中央处理器的电源供应器、电源管理系统以及交流/直流转换元件(AC/DC Converters)之中。

目前存在地高电压金属-氧化物半导体元件种类相当多。其中对称的高电压金属-氧化物半导体元件具有一个对称的源极与漏极(及汲极，以下均称为漏极)结构。可以同时在源极与漏极上施加高电压。而至于不对称的高电压金属-氧化物半导体元件，则只具有一个不对称的源极与漏极结构，例如只有源极与漏极其中的一者，能承受较高的电压。

请参照图1所示，图1是绘示一种传统的高电压n型金属-氧化物半导体元件2的结构剖面图。其中高电压n型金属-氧化物半导体元件2包括基材7、埋藏层9、栅极(即栅极，以下均称为栅极)氧化硅10、位于栅极氧化硅10上的栅极12、位于高电压n型井(High-Voltage n-Well，HVNW)区3之中的漏极(接触)区4以及位于高电压p型井(High-Voltage p-Well，HVPW)区5之中的源极(接触)区6。浅沟隔离区8则将漏极区4和栅极12分隔开，因此可以施加一个较高的漏极到栅极的电压。n型掺杂井区形成在深p型掺杂井区1(图未示)之中。

然而，这种高电压n型金属-氧化物半导体元件2有一些缺点。请参照图2所示，图2是绘示图1的高电压n型金属-氧化物半导体元件2在不同栅极电压Vg下的电流/电压曲线。其中，X轴代表施加于漏极区4的电压Vd；而Y轴代表驱动电流Id。值得注意的是，当以较高的漏极电流进行操作时，例如当漏极电压Vd实质大于或等于50v，而栅极电压Vg实质大于或等于5v时，驱动电流Id并未因为漏极电压Vd的增加而饱和，不过电流/电压曲线出现了额外的波峰(如虚线圈所标示)。这表示有输出电阻(OutputResistance)的问题产生，进而使元件的可靠度降低。加上集成电路模拟模式SPICE models并无法模拟出该一元件行为(Device Behavior)

由此可见，上述现有的半导体元件在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的半导体结构，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的半导体元件存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的半导体结构，能够改进一般现有的半导体元件，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的半导体元件存在的缺陷，而提供一种新型的半导体结构，可藉由此种新型的半导体结构来降低源极-漏极之间的开启状态电阻值(On-State Resistance)，增进开启状态的驱动电流的效能，进而解决半导体元件在较高的漏极电流进行操作时，产生输出电阻(Output Resistance)的的技术问题增加半导体元件的可靠度，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种半导体结构，其包括：一半导体基材；一第一高电压掺杂井区，位于该半导体基材上，且具有一第一电性；一第二高电压掺杂井区，位于该半导体基材上，且具有与该第一电性相反的一第二电性，并横向地邻接该第一高电压掺杂井区；一栅介电层，从该第一高电压掺杂井区上方延伸至该第二高电压掺杂井区上方；一栅极，位于该栅介电层上方；一漏极区，位于该第二高电压掺杂井区之中；一源极区，位于该栅介电层的一侧，且与该漏极区反向相对；以及一深掺杂p型井区，位于该第二高电压掺杂井区下方，且具有该第一电性，其中该深掺杂p型井区实质上并未直接地形成在该漏极区的正下方。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的半导体结构，其中所述的第一电性是一p型电性，且该第二电性是一n型电性。

前述的半导体结构，其中所述的深掺杂p型井区与形成于该第一高电压掺杂井区和该第二高电压掺杂井区之间的一介面相互分离。