TWI850054B - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本發明是關於半導體裝置,特別是關於埋層結構和高壓井區的配置。The present invention relates to semiconductor devices, and more particularly to buried layer structures and high-pressure well configurations.
高壓半導體裝置的技術適用於微波∕射頻的功率放大器(power amplifier)。傳統高壓半導體裝置,例如垂直擴散金屬氧化物半導體(vertically diffused metal-oxide semiconductor, VDMOS)電晶體和橫向擴散金屬氧化物半導體(laterally diffused metal-oxide semiconductor, LDMOS)電晶體,主要用於12V以上的裝置應用領域。高壓半導體裝置的優點在於符合成本效益,且易相容於其它製程,已廣泛應用於顯示器驅動積體電路裝置、電源供應器、電力管理、通訊、車用電子、或工業控制等領域中。High voltage semiconductor device technology is applicable to microwave/RF power amplifiers. Traditional high voltage semiconductor devices, such as vertically diffused metal-oxide semiconductor (VDMOS) transistors and laterally diffused metal-oxide semiconductor (LDMOS) transistors, are mainly used in device applications above 12V. The advantages of high voltage semiconductor devices are cost-effectiveness and compatibility with other processes. They have been widely used in display driver integrated circuit devices, power supplies, power management, communications, automotive electronics, or industrial control.
雖然在現有的高壓半導體裝置已大致滿足它們原有的用途,但它們並非在各方面皆令人滿意。舉例來說,崩潰電壓(breakdown voltage)、垂直衝穿電壓(vertical punch-through voltage)、以及導通電阻(on-state resistance)需要進一步的改善。因此,關於高壓半導體裝置和製造技術仍有一些問題需要克服。Although existing high voltage semiconductor devices have generally met their original purposes, they are not satisfactory in all aspects. For example, the breakdown voltage, vertical punch-through voltage, and on-state resistance need to be further improved. Therefore, there are still some problems to be overcome in high voltage semiconductor devices and manufacturing technology.
一種半導體裝置,包括:基底,具有第一導電類型;磊晶層,設置於基底上,其中磊晶層具有與第一導電類型不同的第二導電類型;埋層結構,設置於基底內,其中埋層結構具有第二導電類型;井區,設置於磊晶層中,其中井區具有第二導電類型;漂移區,設置於磊晶層中,其中漂移區具有第一導電類型;源極區和汲極區,分別設置於井區中和漂移區中,其中源極區和汲極區具有第一導電類型;以及多個第一高壓井區,設置於磊晶層中,其中第一高壓井區具有第一導電類型。第一高壓井區同時直接接觸埋層結構和井區、或同時直接接觸埋層結構和漂移區。A semiconductor device includes: a substrate having a first conductivity type; an epitaxial layer disposed on the substrate, wherein the epitaxial layer has a second conductivity type different from the first conductivity type; a buried layer structure disposed in the substrate, wherein the buried layer structure has the second conductivity type; a well region disposed in the epitaxial layer, wherein the well region has the second conductivity type; a drift region disposed in the epitaxial layer, wherein the drift region has the first conductivity type; a source region and a drain region disposed in the well region and in the drift region, respectively, wherein the source region and the drain region have the first conductivity type; and a plurality of first high-voltage well regions disposed in the epitaxial layer, wherein the first high-voltage well regions have the first conductivity type. The first high-pressure well region directly contacts the buried structure and the well region at the same time, or directly contacts the buried structure and the drift region at the same time.
以下揭露提供了許多不同的實施例或範例,用於實施本發明實施例的不同部件。組件和配置的具體範例描述如下,以簡化本發明實施例。當然,這些僅僅是範例,並非用以限定本發明實施例。舉例來說,敘述中提及第一部件形成於第二部件之上,可包括形成第一和第二部件直接接觸的實施例,也可包括額外的部件形成於第一和第二部件之間,使得第一和第二部件不直接接觸的實施例。另外,本發明可在各種範例中重複元件符號及∕或字母。這樣重複是為了簡化和清楚的目的,其本身並非主導所討論各種實施例及∕或配置之間的關係。The following disclosure provides many different embodiments or examples for implementing different components of the embodiments of the present invention. Specific examples of components and configurations are described below to simplify the embodiments of the present invention. Of course, these are merely examples and are not intended to limit the embodiments of the present invention. For example, the description of a first component formed on a second component may include an embodiment in which the first and second components are in direct contact, and may also include an embodiment in which additional components are formed between the first and second components so that the first and second components are not in direct contact. In addition, the present invention may repeat component symbols and/or letters in various examples. Such repetition is for the purpose of simplification and clarity, and does not itself dominate the relationship between the various embodiments and/or configurations discussed.
此外,在本發明的一些實施例中,關於接合、連接之用語例如「連接」、「互連」等,除非特別定義,否則可指兩個結構係直接接觸,或者亦可指兩個結構並非直接接觸,其中有其它結構設於此兩個結構之間。In addition, in some embodiments of the present invention, terms related to bonding and connection, such as "connected", "interconnected", etc., unless specifically defined, may refer to two structures being in direct contact, or may refer to two structures not being in direct contact, wherein other structures are disposed between the two structures.
再者,此處可使用空間上相關的用語,如「在…之下」、「下方的」、「低於」、「在…上方」、「上方的」和類似用語可用於此,以便描述如圖所示一元件或部件和其他元件或部件之間的關係。這些空間用語企圖包括使用或操作中的裝置的不同方位,以及圖式所述的方位。當裝置被轉至其他方位(旋轉90°或其他方位),則在此所使用的空間相對描述可同樣依旋轉後的方位來解讀。Furthermore, spatially relative terms may be used herein, such as "below," "below," "below," "above," "above," and the like, to describe the relationship between an element or component and other elements or components as shown in the figures. These spatial terms are intended to encompass different orientations of the device in use or operation, as well as the orientations depicted in the figures. When the device is rotated to other orientations (rotated 90° or other orientations), the spatially relative descriptions used herein may also be interpreted based on the rotated orientation.
此處所使用的「約」、「大約」、「大抵」之用語通常表示在一給定值的±20%之內,較佳是±10%之內,且更佳是±5%之內、或±3%之內、或±2%之內、或±1%之內、或0.5%之內。在此給定的數值為大約的數值,亦即在沒有特定說明「約」、「大約」、「大抵」的情況下,此給定的數值仍可隱含「約」、「大約」、「大抵」之含義。The terms "about", "approximately" and "generally" used herein generally mean within ±20% of a given value, preferably within ±10%, and more preferably within ±5%, or within ±3%, or within ±2%, or within ±1%, or within 0.5%. The numerical values given herein are approximate values, that is, in the absence of specific description of "about", "approximately" or "generally", the given numerical values may still imply the meaning of "about", "approximately" or "generally".
以下敘述一些本發明實施例,在這些實施例中所述的多個階段之前、期間及∕或之後,可提供額外的步驟。半導體裝置結構可增加額外部件。一些所述部件在不同實施例中可被替換或省略。儘管所討論的一些實施例以特定順序的步驟執行,這些步驟仍可以另一合乎邏輯的順序執行。Some embodiments of the present invention are described below. Additional steps may be provided before, during, and/or after the various stages described in these embodiments. Additional components may be added to the semiconductor device structure. Some of the components described may be replaced or omitted in different embodiments. Although some embodiments discussed are performed in a specific order of steps, these steps may still be performed in another logical order.
除非另外定義,在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與本發明所屬技術領域中具有通常知識者所通常理解的相同涵義。能理解的是,這些用語,例如在通用字典中定義的用語,應被解讀成具有與相關技術及本發明的背景或上下文一致的意思,而不應以一理想化或過度正式的方式解讀,除非在本發明實施例有特別定義。Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein have the same meanings as those commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It is understood that these terms, such as those defined in general dictionaries, should be interpreted as having a meaning consistent with the background or context of the relevant technology and the present invention, and should not be interpreted in an idealized or overly formal manner unless specifically defined in the embodiments of the present invention.
本發明的半導體裝置繪示高壓積體電路的實施例,特別是橫向擴散金屬氧化物半導體(laterally diffused metal-oxide semiconductor, LDMOS)電晶體的實施例。在現有的技術中,通常藉由在製程中調整橫向擴散金屬氧化物半導體電晶體之每個半導體區的摻雜濃度和結構輪廓,使得橫向擴散金屬氧化物半導體電晶體產生足夠高的崩潰電壓(breakdown voltage)和垂直衝穿電壓(vertical punch-through voltage)、以及足夠低的導通電阻(on-state resistance),以進一步優化整體性能。然而,在實際的製程中,例如整合式的雙載子-互補式金屬氧化物半導體-雙擴散式金屬氧化物半導體(bipolar complementary metal oxide semiconductor - double diffused metal oxide semiconductor, BCD)的製程中,調整半導體區的摻雜濃度或結構輪廓可能會需要使用到額外的光罩,使得整體的製作成本也跟著提高。此外,為了達到有效的隔離和電性接地,一般會消耗很大的面積來形成一或多個井區。這樣一來,儘管可確保半導體裝置具有可接受的性能,卻無法符合市場不斷要求元件尺寸微縮的需求。The semiconductor device of the present invention is an embodiment of a high voltage integrated circuit, in particular, an embodiment of a laterally diffused metal-oxide semiconductor (LDMOS) transistor. In the prior art, the doping concentration and structural profile of each semiconductor region of the LDMOS transistor are usually adjusted during the manufacturing process so that the LDMOS transistor generates a sufficiently high breakdown voltage and vertical punch-through voltage, as well as a sufficiently low on-state resistance, so as to further optimize the overall performance. However, in actual manufacturing processes, such as the integrated bipolar complementary metal oxide semiconductor - double diffused metal oxide semiconductor (BCD) process, adjusting the doping concentration or structural profile of the semiconductor region may require the use of additional masks, which increases the overall manufacturing cost. In addition, in order to achieve effective isolation and electrical grounding, a large area is generally consumed to form one or more well regions. In this way, although the semiconductor device can be ensured to have acceptable performance, it cannot meet the market's demand for device size miniaturization.
為了改善橫向擴散金屬氧化物半導體電晶體的崩潰電壓、垂直衝穿電壓、以及導通電阻,先前的技術在擴散金屬氧化物半導體電晶體中,加入具有階梯輪廓的雙重擴散埋層結構。埋層結構除了橫越電晶體的源極區和汲極區,也包括往下延伸至不同接面深度的部件。換言之,埋層結構可同時增加垂直輔助空乏層(vertically assisted depletion layer, VADL)和橫向輔助空乏層(laterally assisted depletion layer, LADL),進而改善整體裝置的崩潰電壓、垂直衝穿電壓、以及導通電阻。In order to improve the breakdown voltage, vertical punchthrough voltage, and on-resistance of a laterally diffused metal oxide semiconductor transistor, the prior art adds a double diffused buried layer structure with a stepped profile to the diffused metal oxide semiconductor transistor. In addition to crossing the source and drain regions of the transistor, the buried layer structure also includes components extending downward to different junction depths. In other words, the buried layer structure can simultaneously add a vertically assisted depletion layer (VADL) and a laterally assisted depletion layer (LADL), thereby improving the breakdown voltage, vertical punchthrough voltage, and on-resistance of the overall device.
本發明的實施例在擴散金屬氧化物半導體電晶體中,將原本的第一高壓井區設計成多個插槽式(slot)部件。發明人發現,以磊晶層中的多個第一高壓井區接觸埋層結構與上方的井區和漂移區(其分別包括源極區和汲極區),可進一步提升整體裝置的崩潰電壓、垂直衝穿電壓、以及導通電阻。擁有高崩潰電壓和垂直衝穿電壓、以及低導通電阻的橫向擴散金屬氧化物半導體電晶體還可被廣泛地應用於照明、平板顯示、音響、開關模式電源、動力控制等領域中。In the embodiment of the present invention, the original first high voltage well region is designed into a plurality of slot components in the diffused metal oxide semiconductor transistor. The inventors have found that the multiple first high voltage well regions in the epitaxial layer contact the buried layer structure and the well region and drift region above (which include the source region and the drain region respectively), which can further improve the breakdown voltage, vertical punch-through voltage, and on-resistance of the overall device. Lateral diffused metal oxide semiconductor transistors with high breakdown voltage and vertical punch-through voltage and low on-resistance can also be widely used in lighting, flat panel display, audio, switch mode power supply, power control and other fields.
第1圖是根據本發明的一些實施例,半導體裝置10的剖面示意圖。在一些實施例中,半導體裝置可包括任何數量的主動組件和被動組件。主動組件包括金屬氧化物半導體(metal-oxide semiconductor, MOS)電晶體、互補式金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS)電晶體、橫向擴散金屬氧化物半導體電晶體、雙載子-互補式金屬氧化物半導體-雙擴散式金屬氧化物半導體電晶體、平坦(planar)電晶體、鰭式場效電晶體(fin field-effect transistor, FinFET)、全繞式閘極場效電晶體(gate-all-around field-effect transistor, GAA FET)、其他類似裝置、或其組合。被動組件包括金屬走線、電容、電感、電阻、二極體、接合墊、或其他類似結構。為了簡化起見,第1圖僅繪示例示性的橫向擴散金屬氧化物半導體體電晶體。FIG. 1 is a cross-sectional schematic diagram of a
參照第1圖,半導體裝置10可包括基底100、磊晶層102、埋層結構104、第一隔離結構132a、第二隔離結構132b、第三隔離結構132c、第四隔離結構132d、閘極結構136、層間介電層140、第一導孔142、第二導孔144、第三導孔146、基底電極152、源極電極154、以及汲極電極156。在一些實施例中,磊晶層102可包括多個第一高壓井區110、第二高壓井區112、第三高壓井區114、井區116、漂移區118、以及井區120。第三高壓井區114可包括摻雜區122。井區116可包括重摻雜區124和源極區126。漂移區118可包括汲極區128。再者,埋層結構104可包括第一埋層106和第二埋層108。1 , the
參照第1圖,基底100可為例如晶圓或晶粒,但本發明實施例並不以此為限。在一些實施例中,基底100可為半導體基底,例如矽(silicon, Si)基底。此外,在一些實施例中,半導體基底亦可為:元素半導體(elemental semiconductor),包括鍺(germanium, Ge);化合物半導體(compound semiconductor),包含氮化鎵(gallium nitride, GaN)、碳化矽(silicon carbide, SiC)、砷化鎵(gallium arsenide, GaAs)、磷化鎵(gallium phosphide, GaP)、磷化銦(indium phosphide, InP)、砷化銦(indium arsenide, InAs)、及∕或銻化銦(indium antimonide, InSb);合金半導體(alloy semiconductor),包含矽鍺(silicon germanium, SiGe)合金、磷砷鎵(gallium arsenide phosphide, GaAsP)合金、砷鋁銦(aluminum indium arsenide, AlInAs)合金、砷鋁鎵(aluminum gallium arsenide, AlGaAs)合金、砷鎵銦(gallium indium arsenide, GaInAs)合金、磷鎵銦(gallium indium phosphide, GaInP)合金、及∕或砷磷鎵銦(gallium indium arsenide phosphide, GaInAsP)合金、或其組合。Referring to FIG. 1 , the
在其他實施例中,基底100也可以是絕緣層上半導體(semiconductor on insulator, SOI)基底。絕緣層上半導體基底可包含底板、設置於底板上之埋入式氧化物(buried oxide, BOX)層、以及設置於埋入式氧化物層上之半導體層。此外,基底100可為第一導電類型或與第一導電類型不同的第二導電類型。在下述實施例中,第一導電類型和第二導電類型可分別代表P型和N型。第一導電類型(P型)和第二導電類型(N型)可個別以合適的摻質(或雜質)摻雜。P型摻質可包括硼(boron, B)、銦(indium, In)、鋁(aluminum, Al)、以及鎵(gallium, Ga),而N型摻質可包括磷(phosphorus, P)和砷(arsenic, As)。在本發明的特定實施例中,基底100可為第一導電類型(P型),其摻雜濃度介於1×10
19cm
-3和3×10
19cm
-3之間。
In other embodiments, the
在其他實施例中,基底100可包括隔離結構(未繪示)以定義主動區並電性隔離基底100之內或之上的主動區部件,但本發明實施例並不以此為限。隔離結構可包括深溝槽隔離(deep trench isolation, DTI)結構、淺溝槽隔離(shallow trench isolation, STI)結構、或局部矽氧化(local oxidation of silicon, LOCOS)結構。在一些實施例中,形成隔離結構可包括例如在基底100上形成絕緣層,選擇性地蝕刻絕緣層和基底100以形成由基底100頂面延伸至基底100內一位置的溝槽,其中溝槽位於相鄰的主動區之間。接著,形成隔離結構可包括沿著溝槽成長富含氮(如氧氮化矽(silicon oxynitride, SiON)或其他類似材料)的襯層,再以沉積製程將絕緣材料(如二氧化矽(silicon dioxide, SiO
2)、氮化矽(silicon nitride, SiN)、氮氧化矽、或其他類似材料)填入溝槽中。之後,對溝槽中的絕緣材料進行退火製程,並對基底100進行平坦化製程(如化學機械研磨(chemical mechanical polish, CMP))以移除多餘的絕緣材料,使溝槽中的絕緣材料與基底100的頂面齊平。
In other embodiments, the
繼續參照第1圖,在基底100上形成磊晶層102。根據本發明的一些實施例,磊晶層102具有第二導電類型(N型),其摻雜濃度介於1.13×10
15cm
-3和 2.30×10
15cm
-3之間。在本發明的一特定實施例中,基底100與磊晶層102可具有不同的導電類型,而基底100的摻雜濃度大於磊晶層102的摻雜濃度。磊晶層102的材料可包括矽、矽鍺、碳化矽、其他類似材料、或其組合。磊晶層102的厚度可介於3μm和7μm之間。可藉由磊晶製程形成磊晶層102,其磊晶製程可包括金屬有機化學氣相沉積(metal organic chemical vapor deposition,MOCVD)、氫化物氣相磊晶(hydride vapor phase epitaxy,HVPE)、分子束磊晶(molecular beam epitaxy,MBE)、其他合適的方法、或其組合。
Continuing with reference to FIG. 1 , an
參照第1圖,半導體裝置10包括設置在基底100內和磊晶層102內的埋層結構104,其包括第一埋層106和第二埋層108。由於第二埋層108與上方的漂移區118可由同一塊光罩所形成,因此即便埋層結構104具有兩個不同的部件,半導體裝置10整體所需的光罩數量不會增加,故不會增加顯著的製作成本或週期。在一些實施例中,第一埋層106和第二埋層108具有第二導電類型(N型)。根據本發明的一些實施例,第一埋層106橫向地鄰接第二埋層108,且第二埋層108的底面低於第一埋層106的底面。在一些替代實施例中,第一埋層106和第二埋層108可被橫向地分隔開,取決於應用和設計需求。1 , the
第一埋層106和第二埋層108的形成方法可包括在形成磊晶層102之前,在基底100內離子佈植N型摻質(例如磷或砷),進行熱處理將佈植的離子驅入(drive in)基底100內,然後才在基底100上形成磊晶層102。在一些實施例中,由於磊晶層102係在高溫的條件下形成,故被植入的離子會擴散進入磊晶層102內。如第1圖所示,第一埋層106和第二埋層108位於基底100與磊晶層102之間的界面附近,且具有一部分在基底100內、以及另一部分在磊晶層102內。換言之,埋層結構104可由基底100與磊晶層102之間的界面往上延伸。由於第一埋層106和第二埋層108是在相同的磊晶製程中發生擴散,因此埋層結構104的整體頂部可具有平坦化的表面。The method for forming the first buried
第一埋層106的功用是在源極區下方提供較完整的隔離,有助於防止漏電流,以進一步提升整體裝置的崩潰電壓。第一埋層106的位置可被視為半導體裝置10的高壓區域(high-side region)。在一些實施例中,第一埋層106的摻雜濃度可介於1×10
15cm
-3和5×10
15cm
-3之間。根據本發明的一些實施例,第一埋層106的摻雜濃度高於第二埋層108的摻雜濃度。經設計,第一埋層106除了具有相對高的摻雜濃度以外,其摻質的分佈較為密集。因此,第一埋層106的垂直尺寸小於第二埋層108的垂直尺寸。第一埋層106的垂直尺寸可介於4μm和5μm之間。第一埋層106的橫向尺寸可橫越磊晶層102中的第二高壓井區112和井區116。橫向的延伸程度取決於空乏區(depletion region)隔離的需求。根據一些實施例,完整的空乏區可降低漏電流,而改善整體裝置的崩潰電壓、垂直衝穿電壓、以及導通電阻。
The function of the first buried
第二埋層108的功用是在漂移區118下方提供較大的接面深度(junction depth),使得空乏區可往垂直的方向擴展,以提升垂直衝穿電壓。第二埋層108的位置可被視為半導體裝置10的低壓區域(low-side region)。再者,接面深度可為磊晶層102至基底100的銜接區域,也就是由埋層結構104所定義。在一些實施例中,第二埋層108的摻雜濃度可介於1.5×10
15cm
-3和4.5×10
15cm
-3之間。如前述,第一埋層106的摻雜濃度高於第二埋層108的摻雜濃度。經設計,第二埋層108除了具有相對低的摻雜濃度以外,其摻質的分佈較為分散。因此,第二埋層108的垂直尺寸為第一埋層106的垂直尺寸約兩倍大,也就是具有較寬的接面,可更有效地防止漂移區118與下方的基底100之間的漏電流。值得注意的是,由於形成於第二埋層108上的多個第一高壓井區110具有很高的摻雜濃度,第二埋層108的摻質不會往上擴散,而是往下方具有較低摻雜濃度的基底100中擴散。也就是說,第一埋層106的頂面和第二埋層108的頂面可維持實質上彼此共平面。
The function of the second buried
根據本發明的一些實施例,埋層結構104的第一埋層106和第二埋層108,由於具有不同的摻質分佈,因此在底部形成階梯狀的輪廓。埋層結構104可同時保有連續性結構和雙重擴散的特徵。第二埋層108的接面深度大於第一埋層106的接面深度,使得空乏區位在漂移區118下方的部分可進一步往下擴展。在一些實施例中,漂移區118可被視為閘極端和汲極端之間的區域,因而對於整體裝置性能有很關鍵的影響。當漂移區118下方的空乏區往下擴展時,漂移區118與其下方的空乏區之間的區域變大,也因此創造出更大的電場。在磊晶層102上的減少表面電場(reduced surface field, RESURF)效應也可提升。埋層結構104實現連續性結構、摻雜濃度的漸變、以及空乏區的擴展。當摻雜濃度和電場可被控制的更加平衡時,能使得空乏區可被「耗盡」的更完整,有助於優化整體裝置的特性。According to some embodiments of the present invention, the first buried
繼續參照第1圖,可在磊晶層102內形成多個第一高壓井區110、第二高壓井區112、第三高壓井區114、井區116、漂移區118、以及井區120。第二高壓井區112和第三高壓井區114由磊晶層102的上表面垂直地延伸至基底100與磊晶層102之間的界面、或延伸至磊晶層102與埋層結構104之間的界面。井區116和漂移區118由磊晶層102的上表面垂直地延伸於磊晶層102中。井區120由漂移區118的下表面垂直地往下延伸至磊晶層102中。多個第一高壓井區110垂直地位於埋層結構104與井區116之間、或垂直地位於埋層結構104與漂移區118之間。在一些實施例中,多個第一高壓井區110同時直接接觸埋層結構104的第一埋層106和井區116、或同時直接接觸埋層結構104的第二埋層108和漂移區118。根據本發明的一些實施例,第一高壓井區110、第三高壓井區114、漂移區118、以及井區120可為第一導電類型(P型),而第二高壓井區112和井區116可為第二導電類型(N型)。由於具有第一導電類型的半導體區和具有第二導電類型的半導體區在水平方向上和在垂直方向上交錯配置,因而構成雙極性(PNP)接面,可進一步提高電荷平衡的狀態,使得預期的空乏區將會被「空乏」的更加完整。Continuing to refer to FIG. 1 , a plurality of first high-pressure well
可藉由例如離子佈植(ion implantation)及∕或擴散製程(diffusion process)形成多個第一高壓井區110、第二高壓井區112、第三高壓井區114、井區116、漂移區118、以及井區120。在替代實施例中,不使用離子佈植及∕或擴散製程,而是可在磊晶層102的成長期間原位(in situ)摻雜多個第一高壓井區110、第二高壓井區112、第三高壓井區114、井區116、漂移區118、以及井區120。在其他實施例中,可一起使用原位和佈植摻雜。The plurality of first high pressure well
在傳統的設計中,第一高壓井區110為單一部件,由磊晶層102的上表面垂直地延伸至基底100與磊晶層102之間的界面、或延伸至磊晶層102與埋層結構104之間的界面。接著,可在第一高壓井區110中形成井區116和漂移區118。由於單一部件的第一高壓井區110延伸範圍過大,使得空乏區未能被「耗盡」完整,特別是靠近汲極端的區域。此外,電子與電洞之間的碰撞游離(impact ionization)無法集中在汲極端,容易造成漏電流。In the conventional design, the first high-
根據本發明的一些實施例,可將第一高壓井區110配置成多個插槽式部件。每個第一高壓井區110可橫向地被摻雜濃度較低的磊晶層102所圍繞。儘管繪示一個第一高壓井區110同時直接接觸第一埋層106和井區116、以及兩個第一高壓井區110同時直接接觸第二埋層108和漂移區118,但本發明實施例並不以此為限。可在第一埋層106與井區116之間、或在第二埋層108與漂移區118之間設置任何數量的第一高壓井區110,取決於應用和設計需求。在一些實施例中,第一高壓井區110的摻雜濃度可介於7×10
15cm
-3和9×10
15cm
-3之間。多個第一高壓井區110可使得空乏區可被「耗盡」的更完整,特別是靠近汲極端的區域。此外,電子與電洞之間的碰撞游離可較於集中在汲極端,進而避免漏電流。
According to some embodiments of the present invention, the first high-
在一些實施例中,第二高壓井區112可橫向地位於井區116與第三高壓井區114之間。如第1圖所示,第二高壓井區112並未與多個第一高壓井區110直接接觸。在一些實施例中,第二高壓井區112的摻雜濃度可介於1×10
16cm
-3和3×10
16cm
-3之間。第一埋層106可部分延伸至第二高壓井區112下方。如先前所提及,第一埋層106的延伸可提供較完整的隔離,有助於防止漏電流。
In some embodiments, the second high-
在一些實施例中,第三高壓井區114可橫向地鄰接第二高壓井區112。在一些實施例中,第三高壓井區114的摻雜濃度可介於約-5×10
17cm
-3和-1×10
17cm
-3之間。第三高壓井區114可包括後續形成的摻雜區122。由於基底100、第三高壓井區114、以及摻雜區122均為第一導電類型(P型),後續形成的基底電極152可允許半導體裝置10由頂部或由底部接地。
In some embodiments, the third high
在一些實施例中,井區116可位於埋層結構104的第一埋層106上方。井區116可由磊晶層102的上表面往下延伸,且第一高壓井區110可垂直地位於埋層結構104的第一埋層106與井區116之間。根據本發明的一些實施例,第一高壓井區110同時直接接觸第一埋層106和井區116。在一些實施例中,井區116的摻雜濃度可介於1×10
16cm
-3和2×10
16cm
-3之間。井區116的厚度可介於2.0μm和2.5μm之間。如先前所提及,井區116可包括重摻雜區124和源極區126。
In some embodiments, the
在一些實施例中,漂移區118可位於埋層結構104的第二埋層108上方。漂移區118可由磊晶層102的上表面往下延伸,且第一高壓井區110可垂直地位於埋層結構104的第二埋層108與漂移區118之間。根據本發明的一些實施例,第一高壓井區110同時直接接觸第二埋層108和漂移區118。井區116和漂移區118被橫向地分隔開。如先前所提及,漂移區118和第二埋層108可具有相同的橫向尺寸,因此在製作過程中可使用相同的光罩,以進一步減少製作成本。漂移區118可使半導體裝置10在高壓操作下能產生很長的空乏區,進而降低電場過度集中的現象,以提高崩潰電壓。此外,漂移區118的摻雜也會決定半導體裝置10的導通電阻。在一些實施例中,漂移區118的摻雜濃度可介於-8×10
15cm
-3和-7×10
15cm
-3之間。漂移區118的厚度可介於2μm和4μm之間。如先前所提及,漂移區118可包括汲極區128。
In some embodiments, the
在一些實施例中,井區120可位於漂移區118之下。井區120可由漂移區118的下表面往下延伸。根據本發明的一些實施例,井區120為有助於改善飽和汲極電流的準飽和問題之關鍵區域,因而使崩潰電壓可得到改善。井區120可直接接觸漂移區118,但未觸及埋層結構104的第二埋層108。第一高壓井區110和井區120被橫向地分隔開。在一些實施例中,井區120的摻雜濃度可介於-4×10
15cm
-3和-5×10
15cm
-3之間。井區120的厚度可介於3.6μm和4μm之間。
In some embodiments, the
參照第1圖,可在井區116內形成重摻雜區124和源極區126,其可由井區116的上表面往下延伸。根據本發明的一些實施例,重摻雜區124可為第二導電類型(N型),而源極區126可為第一導電類型(P型)。重摻雜區124和源極區126橫向地彼此鄰接。重摻雜區124和源極區126的形成方法可與多個第一高壓井區110、第二高壓井區112、第三高壓井區114、井區116、漂移區118、以及井區120的形成方法類似,其細節將不於此重複贅述。Referring to FIG. 1 , a heavily doped
在一些實施例中,重摻雜區124的摻雜濃度可介於1.0×10
19cm
-3和1.5×10
19cm
-3之間。重摻雜區124可與源極區126同時耦合至源極電極154。重摻雜區124的厚度可介於0.2μm和0.5μm之間。根據本發明的一些實施例,具有第二導電類型的重摻雜區124可與具有第一導電類型的源極區126達到電荷平衡,且針對源極電極154提供第二導電類型的歐姆接觸(ohmic contact)。此外,由於井區116和重摻雜區124具有相同的導電類型,重摻雜區124可作為連接源極區126的源極端主體,且對於源極端的電性接地扮演關鍵的角色。
In some embodiments, the doping concentration of the heavily doped
在一些實施例中,源極區126的摻雜濃度可介於2×10
18cm
-3和2×10
19cm
-3之間。源極區126的厚度可介於0.2μm和0.5μm之間。根據本發明的一些實施例,井區116和源極區126可定義具有足夠寬度的通道以避免寄生導通問題或短溝道效應。
In some embodiments, the doping concentration of the
繼續參照第1圖,可在漂移區118內形成汲極區128,其可由漂移區118的上表面往下延伸。根據本發明的一些實施例,汲極區128可為第一導電類型(P型)。在一些實施例中,汲極區128的摻雜濃度可介於2×10
18cm
-3和2×10
19cm
-3之間。汲極區128的厚度可介於0.3μm和0.6μm之間。汲極區128可耦合至汲極電極156。汲極區128的形成方法可與多個第一高壓井區110、第二高壓井區112、第三高壓井區114、井區116、漂移區118、以及井區120的形成方法類似,其細節將不於此重複贅述。
Continuing with reference to FIG. 1 , a
參照第1圖,可在磊晶層102上形成第一隔離結構132a、第二隔離結構132b、第三隔離結構132c、以及第四隔離結構132d。具體而言,由於其製作過程涉及高溫處理,第一隔離結構132a、第二隔離結構132b、第三隔離結構132c、以及第四隔離結構132d部分嵌入於磊晶層102內。根據本發明的一些實施例,第一隔離結構132a、第二隔離結構132b、第三隔離結構132c、以及第四隔離結構132d可為漂移氧化物(drift oxide, DOX),用來將各種具有導電性的部件隔絕開,以避免半導體裝置10在操作時發生電性短路。1 , a
如第1圖所示,第三高壓井區114中的摻雜區122可橫向地位於第一隔離結構132a與第二隔離結構132b之間。第二隔離結構132b可將摻雜區122與井區116橫向地隔絕開。井區116中的重摻雜區124和源極區126、以及閘極結構136可橫向地位於第二隔離結構132b與第三隔離結構132c之間。應注意的是,閘極結構136可延伸於第三隔離結構132c的部分表面上。漂移區118中的汲極區128可橫向地位於第三隔離結構132c與第四隔離結構132d之間。As shown in FIG. 1 , the doped
在一些實施例中,可以氧化矽(silicon oxide, SiO)形成第一隔離結構132a、第二隔離結構132b、第三隔離結構132c、以及第四隔離結構132d,其可為藉由熱氧化法所形成的矽局部氧化隔離結構。在其他實施例中,第一隔離結構132a、第二隔離結構132b、第三隔離結構132c、以及第四隔離結構132d可為藉由蝕刻、氧化、和沉積製程所形成的淺溝槽隔離結構。In some embodiments, the
繼續參照第1圖,在形成第一隔離結構132a、第二隔離結構132b、第三隔離結構132c、以及第四隔離結構132d之後,可在磊晶層102上形成閘極結構136。閘極結構136可在水平方向上由井區116上延伸經過磊晶層102上,並達到漂移區118上。閘極結構136所接觸的部分磊晶層102或部分井區116可被視為半導體裝置10的通道區,且閘極結構136可作為主動組件的閘極端。根據本發明的一些實施例,源極區126 、汲極區128、以及閘極結構136可形成第一導電類型(P型)的電晶體,例如橫向擴散金屬氧化物半導體電晶體。電晶體具有第二導電類型(N型)的通道區。閘極結構136的厚度可介於0.25μm和0.30μm之間。在一些實施例中,閘極結構136可包括閘極介電層(未繪示)以及設置於閘極介電層上的閘極電極(未繪示)。在其他實施例中,半導體裝置10可具有第二導電類型(N型)的電晶體與第一導電類型(P型)的通道區,並搭配第一導電類型(P型)的埋層結構,但這樣的配置於業界較為少見。Continuing to refer to FIG. 1 , after forming the
閘極介電層的材料可包括高介電常數(high-k)介電材料(例如具有K值大於7的材料),其可包括氧化鉿(hafnium oxide, HfO
2)、鉿矽酸鹽(hafnium silicate, HfSiO)、矽氧氮化鉿(hafnium silicon oxynitride, HfSiON)、氧化鉿鋁(hafnium aluminum oxide, HfAlO)、氧化鉿鑭(hafnium lanthanum oxide, HfLaO)、氧化鉿鋯(hafnium zirconium oxide, HfZrO)、氧化鉿鉭(hafnium tantalum oxide, HfTaO)、氧化鉿鈦(hafnium titanium oxide, HfTiO)、氧化鑭(lanthanum oxide, LaO)、氧化鋁(aluminum oxide, Al
2O
3)、矽氧化鋁(aluminum silicon oxide, AlSiO)、氧化鋯(zirconium oxide, ZrO
2)、氧化鈦(titanium oxide, TiO)、氧化鉭(tantalum oxide, Ta
2O
5)、氧化釔(yttrium oxide, Y
2O
3)、氧氮化矽、或其他合適的高介電常數材料。可藉由化學氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD)、原子層沉積(atomic layer deposition, ALD)、其他類似方法、或其組合形成閘極結構136的閘極介電層。
The material of the gate dielectric layer may include a high-k dielectric material (e.g., a material having a K value greater than 7), which may include hafnium oxide (HfO 2 ), hafnium silicate (HfSiO), hafnium silicon oxynitride (HfSiON), hafnium aluminum oxide (HfAlO), hafnium lanthanum oxide (HfLaO), hafnium zirconium oxide (HfZrO), hafnium tantalum oxide (HfTaO), hafnium titanium oxide (HfTiO), lanthanum oxide (LaO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum silicon oxide (AlSiO), zirconium oxide (ZrO 2 ), titanium oxide (TiO), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), silicon oxynitride, or other suitable high dielectric constant materials. The gate dielectric layer of the
閘極電極的材料可包括非晶矽、多晶矽(polysilicon)、多晶矽鍺(poly-SiGe)、金屬氮化物(如氮化鈦(titanium nitride, TiN)、氮化鉭(tantalum nitride, TaN)、氮化鎢(tungsten nitride, WN)、氮化鈦鋁(titanium aluminum nitride, TiAlN)、或其他類似材料)、金屬矽化物(如矽化鎳(nickel silicide, NiSi)、矽化鈷(cobalt silicide, CoSi)、矽氮化鉭(tantalum silicon nitride, TaSiN)、或其他類似材料)、金屬碳化物(如碳化鉭(tantalum carbide, TaC)、碳氮化鉭(tantalum carbonitride, TaCN)、或其他類似材料)、金屬氧化物、和金屬。金屬可包括鈷(cobalt, Co)、釕(ruthenium, Ru)、鋁(aluminum, Al)、鈀(palladium, Pd)、鉑(platinum, Pt)、鎢(tungsten, W)、銅(copper, Cu)、鈦(titanium, Ti)、鉭(tantalum, Ta)、銀(silver, Ag)、金(gold, Au)、鎳(nickel, Ni)、錳(manganese, Mn)、鋯(zirconium, Zr)、其他類似材料、其組合、或其多膜層。可藉由物理氣相沉積(physical vapor deposition, PVD)、原子層沉積、電鍍法(plating)、其他合適的製程、或其組合形成閘極結構136的閘極電極。The material of the gate electrode may include amorphous silicon, polysilicon, polycrystalline silicon germanium (poly-SiGe), metal nitride (such as titanium nitride (TiN), tantalum nitride (TaN), tungsten nitride (WN), titanium aluminum nitride (TiAlN), or other similar materials), metal silicide (such as nickel silicide (NiSi), cobalt silicide (CoSi), tantalum silicon nitride (TaSiN), or other similar materials), metal carbide (such as tantalum carbide (TaC), tantalum carbonitride (tantalum carbonitride, TaCN, or other similar materials), metal oxides, and metals. The metal may include cobalt (Co), ruthenium (Ru), aluminum (Al), palladium (Pd), platinum (Pt), tungsten (W), copper (Cu), titanium (Ti), tantalum (Ta), silver (Ag), gold (Au), nickel (Ni), manganese (Mn), zirconium (Zr), other similar materials, combinations thereof, or multiple layers thereof. The gate electrode of the
參照第1圖,可在磊晶層102上形成層間介電層140。在一些實施例中,層間介電層140可覆蓋磊晶層102、第一隔離結構132a、第二隔離結構132b、第三隔離結構132c、第四隔離結構132d、以及閘極結構136。層間介電層140除了可對下方的部件提供機械保護和絕緣,也可將不同水平的導電材料隔絕開。層間介電層140的材料可包括氧化矽、氮化矽、碳化矽、氧氮化矽、氧氮碳化矽(silicon oxynitrocarbide, SiO
xN
yC
1-x-y,其中x和y係在0至1的範圍)、四乙氧基矽烷(tetra ethyl ortho silicate, TEOS)、未摻雜矽酸玻璃、摻雜氧化矽(如硼摻雜磷矽酸玻璃(boron-doped phospho-silicate glass, BPSG)、熔矽石玻璃(fused silica glass, FSG)、磷矽酸玻璃(phospho-silicate glass, PSG)、硼摻雜矽酸玻璃(boron-doped silicate glass, BSG)、或其他類似材料)、低介電常數(low-k)介電材料、或其他合適的介電材料。
1 , an
層間介電層140的厚度可介於6000Å和8000Å之間。可藉由旋轉塗佈(spin-on coating)、化學氣相沉積、高密度電漿化學氣相沉積(high-density plasma chemical vapor deposition, HDP-CVD)、電漿輔助化學氣相沉積(plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD)、低壓化學氣相沉積(low-pressure chemical vapor deposition, LPCVD)、流動性化學氣相沉積(flowable chemical vapor deposition, FCVD)、次大氣壓化學氣相沉積(sub-atmospheric chemical vapor deposition, SACVD)、其他類似方法、或其組合形成層間介電層140。接著,可對層間介電層140進行平坦化製程(如化學機械研磨),使層間介電層140具有平坦的頂面。The thickness of the
繼續參照第1圖,可形成第一導孔142、第二導孔144、以及第三導孔146穿過層間介電層140。第一導孔142、第二導孔144、以及第三導孔146可分別物理接觸摻雜區122、重摻雜區124和源極區126、以及汲極區128。此外,可在層間介電層140上形成基底電極152、源極電極154、以及汲極電極156。在一些實施例中,基底電極152透過第一導孔142與摻雜區122電性耦合,源極電極154透過第二導孔144與重摻雜區124和源極區126電性耦合,且汲極電極156透過第三導孔146與汲極區128電性耦合。如先前所提及,基底電極152可作為半導體裝置10的電性接地。源極電極154和汲極電極156可分別作為電晶體的源極端和汲極端。Continuing with reference to FIG. 1 , a first via 142, a second via 144, and a third via 146 may be formed through the
第一導孔142、第二導孔144、第三導孔146、基底電極152、源極電極154、以及汲極電極156可為一體成形,因而包括相同的材料,所述材料可與閘極結構136的閘極電極的材料類似,其細節將不於此重複贅述。首先,可在層間介電層140中形成複數個開口,分別對應摻雜區122、重摻雜區124和源極區126、以及汲極區128。接著,可透過合適的沉積製程在層間介電層140上毯覆性沈積上述材料。上述材料除了形成於層間介電層140的表面上,也填入所有的開口中,以形成第一導孔142、第二導孔144、以及第三導孔146。可藉由微影製程,接著進行蝕刻製程來圖案化沉積的膜層,以形成基底電極152、源極電極154、以及汲極電極156。微影製程可包括塗佈光阻、軟烤(soft baking)、曝光、曝光後烘烤、顯影、其他類似方法、或其組合。蝕刻製程可包括乾蝕刻、濕蝕刻、其他類似方法、或其組合。基於一體成形的製程,基底電極152、源極電極154、以及汲極電極156可具有實質上相同的厚度,其可介於4000Å和5000Å之間。The first via 142, the second via 144, the third via 146, the
第2圖是根據本發明的一些實施例,半導體裝置的汲極電流-電壓曲線圖20。根據本發明的一些實施例,汲極電流-電壓曲線圖20在關閉狀態下比較兩種半導體裝置的崩潰電壓。傳統設計(以虛線代表)可為具有單一部件的第一高壓井區110,例如由磊晶層102的上表面垂直地延伸至基底100與磊晶層102之間的界面、或延伸至磊晶層102與埋層結構104之間的界面。新設計(以實線代表)可為本發明所揭示的半導體裝置10,其將第一高壓井區110配置成多個插槽式部件。由於多個第一高壓井區110可使得空乏區可被「耗盡」的更完整,新設計(例如半導體裝置10)可顯著地降低漏電流,從而提升關閉狀態的崩潰電壓約24%。FIG. 2 is a drain current-
第3圖是根據本發明的一些實施例,半導體裝置的汲極電流-電壓曲線圖30。根據本發明的一些實施例,汲極電流-電壓曲線圖30在導通狀態下比較兩種半導體裝置的崩潰電壓。傳統設計(以虛線代表)可為具有單一部件的第一高壓井區110,例如由磊晶層102的上表面垂直地延伸至基底100與磊晶層102之間的界面、或延伸至磊晶層102與埋層結構104之間的界面。新設計(以實線代表)可為本發明所揭示的半導體裝置10,其將第一高壓井區110配置成多個插槽式部件。由於多個第一高壓井區110可使得空乏區可被「耗盡」的更完整,新設計(例如半導體裝置10)可顯著地在相對高的電壓下降低漏電流,從而提升導通狀態的崩潰電壓約54%。FIG. 3 is a drain current-
在一特定實施例中,比較傳統設計和新設計的性能。透過模擬軟體分析結構特性和電性參數。相關數據整理於表1中。
表1
本發明的新設計(例如半導體裝置10)的臨界電壓可維持在與傳統設計的臨界電壓相同的水平。如先前所提及,新設計的關閉狀態崩潰電壓和導通狀態崩潰電壓可分別提升24%和54%。除了卓越的崩潰電壓表現以外,新設計的導通電阻也可改善約36%。The critical voltage of the novel design of the present invention (e.g., semiconductor device 10) can be maintained at the same level as the critical voltage of the conventional design. As mentioned previously, the off-state breakdown voltage and on-state breakdown voltage of the novel design can be improved by 24% and 54%, respectively. In addition to the excellent breakdown voltage performance, the on-resistance of the novel design can also be improved by about 36%.
第4圖是根據本發明的一些實施例,半導體裝置的電場-位置曲線圖40。根據本發明的一些實施例,電場-位置曲線圖40比較兩種半導體裝置的性能。傳統設計(以虛線代表)可為具有單一部件的第一高壓井區110,例如由磊晶層102的上表面垂直地延伸至基底100與磊晶層102之間的界面、或延伸至磊晶層102與埋層結構104之間的界面。新設計(以實線代表)可為本發明所揭示的半導體裝置10,其將第一高壓井區110配置成多個插槽式部件。值得注意的是,電晶體的崩潰電壓取決於整體電場曲線圖的積分值。在一些實施例中,電場尖峰的峰值不應超過3.0×10
5V/cm,否則容易造成元件損傷。當電場的尖峰過高時,需要透過優化整體電場以得到更佳平衡的分佈。
FIG. 4 is an electric field-
參照第4圖,新設計在漂移區的尖峰可些微地低於傳統設計在漂移區的尖峰,其電場峰值約2.6×10
5V/cm。在傳統設計的汲極區中,由於傳統設計的空乏區未能被「耗盡」完整,且電子與電洞之間的碰撞游離無法集中,電場變得很弱。然而,新設計的多個第一高壓井區110可使得空乏區可被「耗盡」的更完整,且電子與電洞之間的碰撞游離可較於集中在汲極區,進而避免漏電流。新設計在汲極區的電場可顯著地提高。隨著電場曲線圖的積分值增加,新設計的崩潰電壓(關閉狀態和導通狀態)也隨之改善。
Referring to FIG. 4 , the peak of the new design in the drift region can be slightly lower than the peak of the traditional design in the drift region, and its electric field peak value is about 2.6×10 5 V/cm. In the drain region of the traditional design, the electric field becomes very weak because the depletion region of the traditional design has not been completely "depleted" and the collision ionization between electrons and holes cannot be concentrated. However, the multiple first high-
本發明的擴散金屬氧化物半導體電晶體將原本的第一高壓井區配置成多個插槽式部件,以搭配在基底與磊晶層之間界面的埋層結構。埋層結構實現了連續性結構、摻雜濃度的漸變、以及空乏區的擴展。多個第一高壓井區可設置於磊晶層中以同時接觸埋層結構與上方的各種半導體區,使得空乏區可進一步被「耗盡」的更完整,特別是靠近汲極端。此外,電子與電洞之間的碰撞游離可較於集中在汲極端,進而避免漏電流。結果是,可進一步提升整體裝置的崩潰電壓、垂直衝穿電壓、以及導通電阻。The diffused metal oxide semiconductor transistor of the present invention configures the original first high-voltage well region into a plurality of slot-type components to match the buried structure at the interface between the substrate and the epitaxial layer. The buried structure realizes a continuous structure, a gradual change in doping concentration, and an expansion of the depletion region. Multiple first high-voltage well regions can be arranged in the epitaxial layer to simultaneously contact the buried structure and various semiconductor regions above, so that the depletion region can be further "exhausted" more completely, especially near the drain end. In addition, the collision and ionization between electrons and holes can be more concentrated at the drain end, thereby avoiding leakage current. As a result, the breakdown voltage, vertical breakdown voltage, and on-resistance of the overall device can be further improved.
以上概述數個實施例之特徵,以使所屬技術領域中具有通常知識者可以更加理解本發明實施例的觀點。所屬技術領域中具有通常知識者應理解,可輕易地以本發明實施例為基礎,設計或修改其他製程和結構,以達到與在此介紹的實施例相同之目的及∕或優勢。所屬技術領域中具有通常知識者也應理解,此類等效的結構並無悖離本發明的精神與範圍,且可在不違背本發明之精神和範圍下,做各式各樣的改變、取代和替換。The above summarizes the features of several embodiments so that those with ordinary knowledge in the art can better understand the perspectives of the embodiments of the present invention. Those with ordinary knowledge in the art should understand that other processes and structures can be easily designed or modified based on the embodiments of the present invention to achieve the same purpose and/or advantages as the embodiments introduced herein. Those with ordinary knowledge in the art should also understand that such equivalent structures do not violate the spirit and scope of the present invention, and various changes, substitutions and replacements can be made without violating the spirit and scope of the present invention.
10:半導體裝置10: Semiconductor devices
20:汲極電流-電壓曲線圖20: Drain current-voltage curve
30:汲極電流-電壓曲線圖30: Drain current-voltage curve
40:電場-位置曲線圖40: Electric field-position curve
100:基底100: Base
102:磊晶層102: Epitaxial layer
104:埋層結構104:Buried layer structure
106:第一埋層106: First buried layer
108:第二埋層108: Second buried layer
110:第一高壓井區110: The first high-pressure well area
112:第二高壓井區112: Second High-pressure Well Area
114:第三高壓井區114: The third high-pressure well area
116:井區116: Well Area
118:漂移區118: Drift Zone
120:井區120: Well Area
122:摻雜區122: Mixed Area
124:重摻雜區124:Heavy Mixing Area
126:源極區126: Source region
128:汲極區128: Drain area
132a:第一隔離結構132a: First isolation structure
132b:第二隔離結構132b: Second isolation structure
132c:第三隔離結構132c: The third isolation structure
132d:第四隔離結構132d: Fourth isolation structure
136:閘極結構136: Gate structure
140:層間介電層140: Interlayer dielectric layer
142:第一導孔142: First guide hole
144:第二導孔144: Second guide hole
146:第三導孔146: Third guide hole
152:基底電極152: Base electrode
154:源極電極154: Source electrode
156:汲極電極156: Drain electrode
以下將配合所附圖式詳述本發明實施例之各面向。應注意的是,依據在業界的標準做法,各種特徵並未按照比例繪製。事實上,可任意地放大或縮小各種元件的尺寸,以清楚地表現出本發明實施例的特徵。 第1圖是根據本發明的一些實施例,半導體裝置的剖面示意圖。 第2圖是根據本發明的一些實施例,半導體裝置的汲極電流-電壓曲線圖。 第3圖是根據本發明的一些實施例,半導體裝置的汲極電流-電壓曲線圖。 第4圖是根據本發明的一些實施例,半導體裝置的電場-位置曲線圖。 The following will be described in detail with the accompanying drawings of various aspects of the embodiments of the present invention. It should be noted that, according to standard practices in the industry, various features are not drawn to scale. In fact, the size of various components can be arbitrarily enlarged or reduced to clearly show the features of the embodiments of the present invention. Figure 1 is a cross-sectional schematic diagram of a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. Figure 2 is a drain current-voltage curve diagram of a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. Figure 3 is a drain current-voltage curve diagram of a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. Figure 4 is an electric field-position curve diagram of a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
10:半導體裝置 10: Semiconductor devices
100:基底 100: Base
102:磊晶層 102: Epitaxial layer
104:埋層結構 104:Buried layer structure
106:第一埋層 106: First buried layer
108:第二埋層 108: Second buried layer
110:第一高壓井區 110: The first high-pressure well area
112:第二高壓井區 112: The second high-pressure well area
114:第三高壓井區 114: The third high-pressure well area
116:井區 116: Well area
118:漂移區 118: Drift Zone
120:井區 120: Well area
122:摻雜區 122: Mixed area
124:重摻雜區 124:Heavy mixing area
126:源極區 126: Source region
128:汲極區 128: Drain area
132a:第一隔離結構 132a: First isolation structure
132b:第二隔離結構 132b: Second isolation structure
132c:第三隔離結構 132c: The third isolation structure
132d:第四隔離結構 132d: The fourth isolation structure
136:閘極結構 136: Gate structure
140:層間介電層 140: Interlayer dielectric layer
142:第一導孔 142: First guide hole
144:第二導孔 144: Second guide hole
146:第三導孔 146: The third guide hole
152:基底電極 152: Base electrode
154:源極電極 154: Source electrode
156:汲極電極 156: Drain electrode
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|---|---|---|---|
| TW112129242A TWI850054B (en) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | Semiconductor device |
| CN202410184468.4A CN119451189A (en) | 2023-08-04 | 2024-02-19 | Semiconductor devices |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW112129242A TWI850054B (en) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | Semiconductor device |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI850054B true TWI850054B (en) | 2024-07-21 |
| TW202508049A TW202508049A (en) | 2025-02-16 |
Family
ID=92929468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW112129242A TWI850054B (en) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | Semiconductor device |
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN119451189A (en) |
| TW (1) | TWI850054B (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201946277A (en) * | 2018-04-25 | 2019-12-01 | 新唐科技股份有限公司 | High voltage semiconductor device |
| TWI791408B (en) * | 2022-06-09 | 2023-02-01 | 新唐科技股份有限公司 | Semiconductor device |
-
2023
- 2023-08-04 TW TW112129242A patent/TWI850054B/en active
-
2024
- 2024-02-19 CN CN202410184468.4A patent/CN119451189A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201946277A (en) * | 2018-04-25 | 2019-12-01 | 新唐科技股份有限公司 | High voltage semiconductor device |
| TWI791408B (en) * | 2022-06-09 | 2023-02-01 | 新唐科技股份有限公司 | Semiconductor device |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN119451189A (en) | 2025-02-14 |
| TW202508049A (en) | 2025-02-16 |
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