半导体结构及其形成方法技术

一种半导体结构，包含：　半导体衬底；　第一导电类型的第一阱区，位于所述半导体衬底中；　含金属层，位于所述第一阱区上，其中所述含金属层与所述第一阱区形成肖特基势垒；以及　所述第一导电类型的第一重掺杂区，位于所述第一阱区中，其中所述第一重掺杂区水平地与所述含金属层隔开。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体装置，特别涉及用于电力装置的金属氧化物半导体场效应晶体管与肖特基二极管(Schottky diodes)。
技术介绍
肖特基二极管通常应用于需要快速切换的装置例如电力电路中。当标准 的硅二极管的顺向压降(forward voltage drop)为约0.6伏特时，在约1 mA的 顺向偏压(forwardbiases)的肖特基二极管顺向压降为0.15 0.45伏特，亦使其 有益于电压箝制(voltage clamping)的应用方面，并避免晶体管饱和(transistor saturation)。图l示出一种应用，其包含电力电路，其提供电流至负载电路。上述电 力电路包含高压侧(high side)l与低压侧(lower side)2， 二者分别具有金属氧化 物半导j本;t汤效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor; MOSFET)PMl与PM2。当高压侧1关闭时，低压侧2需要快速地提供电流。 然而，本体二极管Bdiode均为寄生二极管，其切换速度低，因此通常加入外 部的肖特基二极管3，以改善其切换性能。传统上，将单一的肖特基二极管个别封装而成的分离的肖特基二极管， 是用于外部的肖特基二极管3。然而，分离的肖特基二极管的使用存在着一 些缺点。首先，附加的传导线会造成寄生电容与寄生电感的增加，而降低肖 特基二极管3的切换速度。另外，亦会增加制造上的成本与复杂度。
技术实现思路
有鉴于此，业界需要一种技术，将肖特基二极管纳入半导体装置中，以 获得提升切换速度的优点，并同时克服已知技术中的缺点。为达成上述目的，本专利技术提供一种半导体结构，包含衬底；第一导电 类型的第一阱区，位于上述半导体衬底中；含金属层，位于上述第一阱区上，其中上述含金属层与上述第一阱区形成肖特基势垒(Schottkybarrier);以及上 述第一导电类型的第一重掺杂区，位于上述第一阱区中，其中上述第一重掺 杂区水平地与上述含金属层隔开。根据本专利技术的半导体结构，还包含第二阱区，位于所述第一阱区中，所 述第二阱区为导电形式与所述第一导电形式相反的第二导电形式。根据本专利技术的半导体结构，其中所述第二阱区形成环状区而环绕在所述 含金属层下的区域，而且第二阱区的内部与所述含金属层的外部重叠。根据本专利技术的半导体结构，还包含虚置栅极介电质，位于所述第一阱 区上；以及虚置栅极，位于所述虚置栅极介电质上，其中所述虚置栅极介电 质与所述虚置栅极实质上环绕所述含金属层。根据本专利技术的半导体结构，还包含重掺杂接触区，位于所述含金属层下，其中所述重掺杂接触区为导电形式与所述第一导电形式相反的第二导电 形式，且所述重掺杂接触区是为所述第一阱区所环绕。根据本专利技术的半导体结构，其中所述第一导电形式为N型，所述第二导 电形式为P型。根据本专利技术的半导体结构，还包含第三阱区，位于所述第一阱区中， 所述第三阱区是导电形式与所述第一导电形式相反的第二导电形式；栅极介 电质，其自所述第一阱区上延伸至所述第三阱区上；栅极，位于所述栅极介 电质上，其中所述第一重掺杂区与所述第三阱区的一部分是，位于所述栅极 的相反侧；以及所述第一导电形式的第二重掺杂区，位于所述第三阱区中、 且相邻于所述栅极，其中所述第二重掺杂区电连接于所述含金属层。 根据本专利技术的半导体结构，其中所述含金属层是接地的状态。 本专利技术又提供一种半导体结构，包含半导体衬底；第一导电类型的第 一阱区，位于上述半导体衬底中；肖特基二极管；以及第一金属氧化物半导 体场效应晶体管。上述肖特基二极管具有含金属层，位于上述第一阱区上， 其中上述含金属层与上述第一阱区形成肖特基势垒。上述第一金属氧化物半 导体场效应晶体管具有第二阱区，位于上述第一阱区中，上述第二阱区为 导电类型与上述第一导电类型相反的第二导电类型；栅极介电质，其自上述 第一阱区上延伸至上述第二阱区上；第一栅极，位于上述栅极介电质上；上 述第一导电类型的第一源极区，位于上述第一阱区中、且相邻于上述第一栅极，其中上述第一源极区电连接于上述含金属层；及上述第一导电类型的第 一漏极区，位于上述第一阱区中、且相邻于上述第一栅极。本专利技术又提供一种半导体结构，包含半导体衬底、第一支脚(leg)、以 及第二支脚。上述第一支脚具有第一N型阱区，位于上述半导体衬底中； 肖特基二极管，具有含金属层于上述第一N型阱区上；及第一金属氧化物半 导体场效应晶体管。上述第一金属氧化物半导体场效应晶体管具有第一漏 极区，位于上述第一N型阱区中；第一 P型体(p-body)，位于上述第一N 型阱区中，且上述第一P型体与上述含金属层是位于上述第一漏极区的相反 侧；与第一源极区，位于上述第一P型体中，其中上述第一源极区电连接至 上述含金属层。上述第二支脚具有第二N型阱区；第二P型体，位于上述 第二N型阱区中；第二金属氧化物半导体场效应晶体管；及第三金属氧化物 半导体场效应晶体管。上述第二金属氧化物半导体场效应晶体管具有第二 源极区，位于上述第二P型体中；与第二漏极区，位于上述第二N型阱区中。 上述第三金属氧化物半导体场效应晶体管具有第三源极区，位于上述第二 p型体中，其中上述第二源极区与上述第三源极区毗邻着一重掺杂P型区， 且上述第二源极区与上述第三源极区电连接至上述含金属层；与第三漏极 区，位于上述第二N型阱区中，其中上述第一漏极区、上述第二漏极区、与 上述第三漏极区相互连接。根据本专利技术的半导体结构，其中所述肖特基二极管还包含环状P型区， 位于所述第一N型阱区中，其中所述环状P型区环绕所述含金属层下的区域， 且所述环状P型区的内部与所述含金属层的外部重叠。根据本专利技术的半导体结构，还包含虚置栅极介电质，位于所述第一N 型阱区上；以及虚置栅极，位于所述虚置栅极介电质上，其中所述虚置栅极 介电质与所述虚置栅极形成环状物而环绕所述含金属层，且所述虚置栅极电 连接至所述第一金属氧化物半导体场效应晶体管的所述第一源极区。根据本专利技术的半导体结构，其中所述肖特基二极管还包含重掺杂接触 区，位于所述含金属层下，其中所述重掺杂接触区为P型，且所述重掺杂接 触区是为所述第一 N型阱区所环绕。本专利技术又提供一种半导体结构的形成方法，包含提供半导体衬底；形 成第一导电类型的第一阱区于上述半导体衬底中；形成含金属层于上述第一阱区上，其中上述含金属层与上述第一阱区形成肖特基势垒；以及形成上述 第一导电类型的第一重掺杂区于上述第一阱区中，其中上述第一重掺杂区水 平地与上述含金属层隔开。本专利技术又提供一种半导体结构的形成方法，包含提供半导体衬底；形 成第一导电类型的第一阱区于上述半导体衬底中；形成肖特基二极管，其包 含形成含金属层于上述第一阱区上；以及形成第一金属氧化物半导体场效应 晶体管。上述第一金属氧化物半导体场效应晶体管的形成，具有下列歩骤 形成第二阱区于上述第一阱区中，上述第二阱区为导电类型与上述第一导电 类型相反的第二导电类型；形成栅极介电质，其自上述第一阱区上延伸至上 述第二阱区上；形成第一栅极于上述栅极介电质上；形成上述第一导电类型 的第一源极区于上述第一阱区中、且相邻于上述第一栅极；将上述第一源极 区连接于上述含金属层；及形成上述第一导电类型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构，包含：　半导体衬底；　第一导电类型的第一阱区，位于所述半导体衬底中；　含金属层，位于所述第一阱区上，其中所述含金属层与所述第一阱区形成肖特基势垒；以及　所述第一导电类型的第一重掺杂区，位于所述第一阱区中，其中所述第一重掺杂区水平地与所述含金属层隔开。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，包含半导体衬底；第一导电类型的第一阱区，位于所述半导体衬底中；含金属层，位于所述第一阱区上，其中所述含金属层与所述第一阱区形成肖特基势垒；以及所述第一导电类型的第一重掺杂区，位于所述第一阱区中，其中所述第一重掺杂区水平地与所述含金属层隔开。2. 如权利要求1所述的半导体结构，还包含第二阱区，位于所述第一阱 区中，所述第二阱区为导电类型与所述第一导电类型相反的第二导电类型。3. 如权利要求2所述的半导体结构，其中所述第二阱区形成环状区而环 绕在所述含金属层下的区域，而且第二阱区的内部与所述含金属层的外部重4. 如权利要求1所述的半导体结构，还包含 虚置栅极介电质，位于所述第一阱区上；以及虚置栅极，位于所述虚置栅极介电质上，其中所述虚置栅极介电质与所 述虚置栅极实质上环绕所述含金属层。5. 如权利要求1所述的半导体结构，还包含重掺杂接触区，位于所述含金属层下，其中所述重掺杂接触区为导电类 型与所述第一导电类型相反的第二导电类型，且所述重掺杂接触区是为所述 第一阱区所环绕。6. 如权利要求2所述的半导体结构，其中所述第一导电类型为N型，所 述第二导电类型为P型。7. 如权利要求1所述的半导体结构，还包含第三阱区，位于所述第一阱区中，所述第三阱区是导电类型与所述第一 导电类型相反的第二导电类型；栅极介电质，其自所述第一阱区上延伸至所述第三阱区上；栅极，位于所述栅极介电质上，其中所述第一重掺杂区与所述第三阱区 的一部分是，位于所述栅极的相反侧；以及所述第一导电类型的第二重掺杂区，位于所述第三阱区中、且相邻于所 述栅极，其中所述第二重掺杂区电连接于所述含金属层。8. 如权利要求1所述的半导体结构，其中所述含金属层是接地的状态。9. 一种半导体结构，包含 半导体衬底； 第一支脚，具有第一N型阱区，位于所述半导体衬底中；肖特基二极管，具有含金属层，位于所述第一N型阱区上；及 第一金属氧化物半导体场效应晶体管，具有 第一漏极区，位于所述第一N型阱区中；第一P型体，位于所述第一N型阱区中，且所述第一P型体与 所述含金属层是位于所述第一漏极区的相反侧；与第一源极区，位于所述第一P型体中，其中所述第一源极区电 连接至所述含金属层；以及 第二支脚，具有第二N型阱区；第二P型体，位于所述第二N型阱区中；...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄婉华，吴国铭，林怡君，李明祥，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71