[發明專利]減少表面電場的結構及橫向擴散金氧半導體元件

有效

• 申請號: 201110178814.0
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN102769037A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 李宗曄;吳沛勛;黃湘文
• 申請（專利權）人: 漢磊科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/41
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術領域

本發明涉及一種半導體元件，尤其涉及一種減少表面電場(reduced?surface?field；RESURF)的結構及包含此結構的橫向擴散金氧半導體(lateral?diffused?metal?oxide?semiconductor；LDMOS)元件。

背景技術

近年來，橫向擴散金氧半導體(LDMOS)元件已廣泛地應用在各種電源集成電路或智能型電源集成電路上。LDMOS元件在使用上需具有高崩潰電壓(breakdown?voltage)與低的開啟電阻(on-state?resistance；Ron)，以提高元件的效能。為獲得高崩潰電壓及降低開啟電阻，一種被稱之為減少表面電場(RESURF)的LDMOS元件應運而生。其主要的原理是于場氧化層下方N型摻雜漂移區域中植入P型摻雜區。在元件區內N型區域與P型區域在反逆向偏壓時，N型與P型的電荷須要達到平衡才可達到高崩潰電壓。因P型摻雜區加入，勢必N型摻雜漂移區濃度也必須提高，因而也可降低開啟電阻。

一般而言，在LDMOS元件中作為減少表面電場用的摻雜區是以單植入的方式于場氧化層下方形成一整片。此摻雜區受限于植入能量的限制，只能在表面，因此只能做一維的電荷平衡對于元件效能的提升有限。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種減少表面電場(RESURF)的結構及包含此結構的橫向擴散金氧半導體(LDMOS)元件，可以使P型摻雜區的位置深度更深，進一步可做二維的電荷平衡。此外，N型摻雜漂移區濃度也可更提高，進而提升元件的效能。

本發明提供一種橫向擴散金氧半導體元件，包括第一導電型的一基底、具有第二導電型的一外延層、具有第一導電型的一井區、具有第二導電型的一深井區、具有第二導電型的一源極區、具有第二導電型的一漏極區、一隔離結構、一柵極、至少一溝渠絕緣結構及具有第一導電型的至少一摻雜區。外延層位于基底上。井區位于外延層中。深井區位于外延層中。源極區位于井區中。漏極區位于深井區中。隔離結構位于深井區上。柵極位于漏極區以及源極區之間的外延層上并延伸至部分隔離結構上。溝渠絕緣結構位于隔離結構下方的深井區中。摻雜區位于深井區中且環繞溝渠絕緣結構的側壁及底面。

在本發明的一實施例中，上述橫向擴散金氧半導體元件還包括具有第二導電型的埋層，位于深井區下方的基底中。

在本發明的一實施例中，上述摻雜區與隔離結構及埋層實體連接。

在本發明的一實施例中，上述摻雜區與隔離結構實體連接，但未與埋層實體連接。

在本發明的一實施例中，上述摻雜區與隔離結構及基底實體連接。

在本發明的一實施例中，上述摻雜區與隔離結構實體連接，但未與基底實體連接。

在本發明的一實施例中，上述溝渠絕緣結構的材料包括氧化硅。

在本發明的一實施例中，上述隔離結構包括場氧化物結構或淺溝渠隔離結構。

在本發明的一實施例中，上述橫向擴散金氧半導體元件還包括具有第一導電型的一基體區，位于井區中。

在本發明的一實施例中，上述橫向擴散金氧半導體元件還包括一柵氧化層，位于柵極與外延層之間。

在本發明的一實施例中，上述第一導電型為P型，第二導電型為N型；或第一導電型為N型，第二導電型為P型。

本發明另提供一種減少表面電場的結構，包括具有第一導電型的一基底、具有第二導電型的一深井區、一隔離結構、至少一溝渠絕緣結構及具有第一導電型的至少一摻雜區。深井區位于基底中。隔離結構位于基底上。溝渠絕緣結構位于隔離結構下方的深井區中。摻雜區位于深井區中且環繞溝渠絕緣結構的側壁及底面。

在本發明的一實施例中，上述減少表面電場的結構還包括具有第二導電型的埋層，位于深井區下方的基底中。

在本發明的一實施例中，上述摻雜區與隔離結構及埋層實體連接。

在本發明的一實施例中，上述摻雜區與隔離結構實體連接，但未與埋層實體連接。

在本發明的一實施例中，上述摻雜區與隔離結構及基底實體連接。

在本發明的一實施例中，上述摻雜區與隔離結構實體連接，但未與基底實體連接。

在本發明的一實施例中，上述溝渠絕緣結構的材料包括氧化硅。

在本發明的一實施例中，上述隔離結構包括場氧化物或淺溝渠隔離結構。

在本發明的一實施例中，上述第一導電型為P型，第二導電型為N型；或第一導電型為N型，第二導電型為P型。