[发明专利]高压元件及其制造方法

说明书

本发明提出一种高压元件及其制造方法。高压元件包含：半导体层、绝缘结构、漂移氧化区、阱区、本体区、栅极、至少一子栅极、源极与漏极、以及导电连接结构。其中，漂移氧化区位于操作区中的漂移区上。子栅极形成于漂移氧化区上的操作区中，由俯视图观察，子栅极大致为沿着宽度方向而延伸的长方形，且子栅极与栅极平行排列。

技术领域

本发明涉及一种高压元件及其制造方法，特别是指一种能够提高不导通操作时的崩溃防护电压的高压元件及其制造方法。

背景技术

图1A与图1B分别显示一种已知高压元件100的剖视示意图与俯视示意图。所谓的高压元件，是指于正常操作时，施加于漏极的电压高于5V。一般而言，高压元件的漏极与栅极间，具有漂移区12a(如图1A中虚线范围所示意)，将漏极与栅极分隔，且漂移区的横向长度根据正常操作时所承受的操作电压而调整。如图1A与图1B所示，高压元件100包含：阱区12、绝缘结构13、漂移氧化区14、本体区16、栅极17、源极18、与漏极19。其中，阱区12的导电型为N型，形成于基板11上，绝缘结构13为区域氧化(local oxidation of silicon，LOCOS)结构，以定义操作区13a，作为高压元件100操作时主要的作用区。操作区13a的范围由图1B中，粗黑虚线框所示意。栅极17覆盖部分漂移氧化区14。为使高压元件100的导通电阻下降，可减少绝缘结构13与漂移氧化区14的厚度，但如此一来，高压元件100的崩溃防护电压将会下降，限制了高压元件100的应用范围；而为使高压元件100的耐压(withstand voltage)提高，可增加绝缘结构13与漂移氧化区14的厚度，但如此一来，高压元件100的导通电阻将会提高，操作的速度降低，降低元件的性能。

有鉴于此，本发明提出一种能够提高不导通操作时的崩溃防护电压但不影响导通电阻的高压元件及其制造方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种高压元件及其制造方法，能够提高不导通操作时的崩溃防护电压但不影响导通电阻。

为了实现上述发明目的，就其中一观点言，本发明提供了一种高压元件，包含：一半导体层，形成于一基板上，该半导体层于一垂直方向上，具有相对的一上表面与一下表面；一绝缘结构，形成于该上表面上并连接于该上表面，用以定义一操作区；一漂移氧化区，形成于该上表面上并连接于该上表面，且位于该操作区中的一漂移区上并连接于该漂移区；一阱区，具有一第一导电型，形成于该半导体层的该操作区中，且于该垂直方向上，该阱区位于上表面下并连接于该上表面；一本体区，具有一第二导电型，形成于该操作区的该阱区中，且于该垂直方向上，该本体区位于该上表面下并连接于该上表面；一栅极，形成于该半导体层的该上表面上的该操作区中，由俯视图观察，该栅极大致为沿着一宽度方向上而延伸的长方形，且于该垂直方向上，部分该本体区位于该栅极正下方并连接于该栅极，以提供该高压元件在一导通操作中的一反转电流通道；至少一子栅极，形成于该漂移氧化区上的该操作区中，由俯视图观察，该子栅极大致为沿着该宽度方向而延伸的长方形，且该子栅极与该栅极平行排列，且于该垂直方向上，该子栅极位于该漂移氧化区上且连接该漂移氧化区；一源极与一漏极，具有该第一导电型，于该垂直方向上，该源极与该漏极形成于该上表面下并连接于该上表面的该操作区中，且该源极与该漏极分别位于该栅极的外部下方的该本体区中与远离该本体区侧的该阱区中，且于一通道方向上，该漂移区位于该漏极与该本体区之间，靠近该上表面的该阱区中，用以作为该高压元件在该导通操作中的一漂移电流通道，且由俯视图观察，该子栅极介于该栅极与该漏极之间，且于该垂直方向上，该源极与该漏极位于该上表面下并连接于该上表面；以及一导电连接结构，用以由该栅极与该至少一子栅极上方，电连接该栅极与该至少一子栅极，且该导电连接结构为导体。