[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明内容是有关于一种半导体装置及其制造方法，且特别是有关于一种具有低衬底漏电的半导体装置及其制造方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，各式半导体元件不断推陈出新。举例来说，存储器、晶体管、二极管等元件已广泛使用于各式电子装置中。

在半导体技术的发展中，研究人员不断的尝试针对各式元件进行改善，例如是缩小体积、增加/降低启动电压、增加/降低崩溃电压、减少漏电、静电防护等议题。

发明内容

本发明内容是有关于一种半导体装置及其制造方法。实施例中，半导体装置包括一闸流晶体管，闸流晶体管的等效NPN晶体管的基极经由一电阻元件电性连接于集极(相当于等效PNP晶体管的基极)，使得使两者之间具有电压差，因此可将不需要的电流导向等效NPN晶体管的集极，进而降低半导体装置的衬底漏电(substrate leakage)，同时亦提高静电放电(electrostatic discharge，ESD)防护效果。

根据本发明内容的一实施例，是提出一种半导体装置。半导体装置包括一衬底、一第一掺杂区(doping region)、一第一阱(well)、一第一重掺杂区(heavily doping region)、一第二重掺杂区、一第三重掺杂区以及一电阻元件。第一掺杂区设置于衬底上，第一阱设置于第一掺杂区内。第一重掺杂区设置于第一阱内。第二重掺杂区设置于第一阱内，第二重掺杂区是与第一重掺杂区间隔开来。第三重掺杂区设置于第一掺杂区内，第二重掺杂区经由电阻元件电性连接于第三重掺杂区。衬底、第一阱及第二重掺杂区具有一第一掺杂型态，第一掺杂区、第一重掺杂区及第三重掺杂区具有一第二掺杂型态，第一掺杂型态互补于第二掺杂型态。

根据本发明内容的另一实施例，是提出一种半导体装置。半导体装置包括一闸流晶体管(thyristor)以及一电阻元件。闸流晶体管具有一等效NPN晶体管以及一等效PNP晶体管。等效NPN晶体管的基极经由电阻元件电性连接于等效PNP晶体管的基极。

根据本发明内容的又一实施例，是提出一种半导体装置的制造方法。半导体装置的制造方法包括以下步骤。提供一衬底；形成一第一掺杂区于衬底上；形成一第一阱于第一掺杂区内；形成一第一重掺杂区于第一阱内；形成一第二重掺杂区于第一阱内，第二重掺杂区是与第一重掺杂区间隔开来；形成一第三重掺杂区于第一掺杂区内；以及形成一电阻元件，第二重掺杂区经由电阻元件电性连接于第三重掺杂区。衬底、第一阱及第二重掺杂区具有一第一掺杂型态，第一掺杂区、第一重掺杂区及第三重掺杂区具有一第二掺杂型态，第一掺杂型态互补于第二掺杂型态。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1绘示第一实施例的半导体装置的剖面图。

图2A～图2D绘示第一实施例的半导体元件的制造方法的流程图。

图3绘示第二实施例的半导体装置的剖面图。

图4A～图4F绘示第二实施例的半导体元件的制造方法的流程图。

图5绘示第三实施例的半导体装置的剖面图。

图6绘示第四实施例的半导体装置的剖面图。

图7绘示第二实施例的半导体装置的等效晶体管示意图。

图8绘示根据本发明内容的一些实施例的半导体装置的等效电路图。

图9绘示第二实施例的半导体装置的I-V曲线图。

【符号说明】

100、200、300、400：半导体装置

110P：衬底

120：外延层

121P：第一阱

123P：第二阱

125N：第三阱

130N、230N：第一掺杂区

141N：第一重掺杂区

143P：第二重掺杂区

145N：第三重掺杂区

147P：第四重掺杂区

150：电阻元件

160、161：场氧化层

171：第一电极

172：第二电极

173：第三电极

181、183：等效NPN晶体管

231N：埋层

I、II：曲线

MLl、ML2：金属层

Vanode：阳极电压

具体实施方式