[发明专利]高压半导体装置

说明书

本发明提供了一种高压半导体装置，包含半导体衬底，具有第一导电类型，源极区和漏极区设置于半导体衬底上，其中漏极区具有与第一导电类型相反的第二导电类型，且源极区包含分别具有第一导电类型和第二导电型的两个部分，第一隔离结构和第二隔离结构分别设置于漏极区的相对两侧，其中第一隔离结构在源极区与漏极区之间，第一阱设置于第二隔离结构下且具有第一导电类型，其中第一阱的顶面邻接第二隔离结构的底面，以及第一埋层设置于半导体衬底内且具有第一导电类型，其中第一埋层与第一阱重迭。

技术领域

本发明是关于半导体装置，特别是关于高压半导体装置。

背景技术

高压半导体装置技术适用于高电压与高功率的集成电路领域。传统高压半导体装置，例如垂直式扩散金属氧化物半导体(vertically diffused metal oxidesemiconductor,VDMOS)晶体管及横向扩散金属氧化物半导体(laterally diffused metaloxide semiconductor,LDMOS)晶体管，主要用于12V以上的元件应用领域。高压装置技术的优点在于符合成本效益，且易相容于其它工艺，已广泛应用于显示器驱动IC元件、电源供应器、电力管理、通信、车用电子或工业控制等领域中。

虽然现存的高压半导体装置已逐步满足它们既定的用途，但它们仍未在各方面皆彻底的符合要求。因此，关于高压半导体装置和制造技术仍有一些问题需要克服。

发明内容

本发明提供了高压半导体装置的实施例，特别是横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管的实施例。通常藉由在工艺中调整横向扩散金属氧化物半导体的阱的掺杂浓度，使得横向扩散金属氧化物半导体产生特定的击穿电压，以符合不同产品应用的需求。然而，在实际的工艺，例如整合式的双载子-互补式金属氧化物半导体-扩散金属氧化物半导体(bipolar-CMOS-DMOS，BCD)的工艺中，调整阱的掺杂浓度将会需要在工艺中添加额外的掩膜，使得整体的工艺成本也跟着提高。

为了提高横向扩散金属氧化物半导体晶体管的击穿电压，本发明的一些实施例在横向扩散金属氧化物半导体晶体管中，在漏极区相对于源极区的另一侧设置具有与漏极区相反导电类型的第一阱和第一埋层，第一阱和第一埋层相连形成L形的结构，且L形的水平部分是朝向源极区的方向延伸。藉由L形结构的设置，当对横向扩散金属氧化物半导体晶体管的漏极端施加反向电压时，可增加耗尽区的大小，进而提升装置的击穿电压。拥有高击穿电压的横向扩散金属氧化物半导体晶体管可被广泛地应用于电平移位器(level shifter)及高压集成电路(high voltage integrated circuit，HVIC)芯片中。

根据一些实施例，提供高压半导体装置。高压半导体装置包含半导体衬底，具有第一导电类型，以及源极区和漏极区设置于半导体衬底上，其中漏极区具有与第一导电类型相反的第二导电类型，且源极区包含分别具有第一导电类型和第二导电型的两个部分。高压半导体装置也包含第一隔离结构和第二隔离结构，分别设置于漏极区的相对两侧，以及第一阱设置于第二隔离结构下且具有第一导电类型，其中第一阱的顶面邻接第二隔离结构的底面。半导体装置更包含第一埋层，设置于半导体衬底内且具有第一导电类型，其中第一埋层与第一阱重迭。

根据一些实施例，提供高压半导体装置。高压半导体装置包含半导体衬底，具有第一导电类型，以及外延层设置于半导体衬底上。高压半导体装置也包含源极区和第一漏极区设置于外延层内，其中第一漏极区具有与第一导电类型相反的第二导电类型，且源极区包含分别具有第一导电类型和第二导电型的两个部分，以及第一隔离结构和第二隔离结构设置于外延层上，其中第一漏极区位于第一隔离结构与第二隔离结构之间，且第一隔离结构在源极区与第一漏极区之间。高压半导体装置更包含第一阱，设置于外延层内和第二隔离结构下，其中第一阱具有第一导电类型且由第二隔离结构完全覆盖，以及第一埋层设置于第一阱下且具有第一导电类型，其中第一埋层接触第一阱，且第一埋层延伸至第一漏极区的正下方。