半导体结构制造技术

本发明专利技术揭示一种半导体结构，其包括：一半导体基底，具有一第一导电型；一前高电压阱区，位于半导体基底内，其中前高电压阱区具有与第一导电型相反的一第二导电型；一高电压阱区，位于前高电压阱区上方，其中高电压阱区具有第二导电型；一场环型物，具有第一导电型且占据高电压阱区的顶部；以及一隧道，具有第一导电型且位于前高电压阱区与高电压阱区内且电性连接场环型物与半导体基底。根据本发明专利技术的半导体结构，超高电压ＭＯＳＦＥＴ的导通电阻可降低，且装置的击穿电压得以增加。同样也可改善超高电压ＭＯＳＦＥＴ的稳定性。再者，本发明专利技术的好处在于不需使用额外的掩模。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体结构，特别涉及一种超高电压(ultra-high voltage, UHV)金属-氧化物-半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET)。
技术介绍
超高电压金属-氧化物-半导体场效应晶体管(UHVMOSFET)通常被制 造成具有共平面的漏极与源极区。图1A示出公知超高电压MOSFET装置 100。超高电压MOSFET装置100形成于一P型基底101上，且另一P型层 113以外延生长(epitaxially grown)方式形成于P型基底101上。高电压P 型阱区115与高电压N型阱区103相邻且位于外延生长的P型层113内。N 型(N+)源极117位于高电压P型阱区115内，而N型(N+)漏极105位 于高电压N型阱区103内。栅极介电层111与栅极电极110自N型(N+) 源极117上方延伸至一部分的场氧化(field oxide)层107上方。超高电压 MOSFET装置100也包括位于高电压P型阱区115内的P型(P+)捡拾 (pickup)区119。在栅极电极110施加一正电压而产生一自N型(N+)源 极117经过通道而进入高电压N型阱区103的电流，该电流聚集于N型(N+) 漏极105。上述类型的超高电压MOSFET的问题在于当一高电压施加于超高电压 MOSFET时，无法保有低导通电阻(on-resistance)。导通电阻对于电流传 导于装置时的功率转换成热有影响。装置的导通电阻较大时，装置的效率较 低。因此，为了提高装置的效率，最好能够尽可能地降低此电阻。图IB示出另一公知超高电压MOSFET装置150，用以改善上述问题。 超高电压MOSFET装置150类似于图1A的超高电压MOSFET装置100，其 中相同的部件使用相同标号，除了新增的场环型物109以外。环型物109用 于降低表面电场以及改善漂移(drift)区的耗尽能力(depletion capability)。如此一来，相较于超高电压MOSFET装置100，漂移区的掺杂(doping)浓 度得以增加，且超高电压MOSFET装置150的导通电阻得以降低。公知超高电压MOSFET装置100 (如图1A所示)以及公知超高电压 MOSFET装置150 (如图1B所示)的击穿电压(breakdown voltage)依旧无 法另人满意。对于装置只能在低于其击穿电压下操作来说是公知的。当大于 击穿电压的电压施加于装置时，例如超高电压MOSFET装置100及150，装 置将发生严重且无法挽救的损害，使其毫无商业价值而必须被取代。因此， 对于增加击穿电压具有高度的期待。除了上述问题以外，公知UHV MOSFET的击穿电压并不稳定。举例而 言，即使使用相同制造工艺来制造，UHV MOSFET的击穿电压可能在650 伏特(volt)至800伏特的范围。使得UHV MOSFET的使用上限低于650 伏特。因此，必须寻求一种改善的超高电压MOSFET，以降低导通电阻、提高 击穿电压、及改善其稳定性。
技术实现思路
通过本专利技术的实施例，上述的及其他问题可获得解决或避免其发生，且 可获得技术上的优势，其利用了位于超高电压MOSFET内的一延伸漂移区， 当装置处于高压时，超高电压MOSFET具有低导通电阻及高的击穿电压。根据本专利技术的一形态， 一种半导体结构，包括 一半导体基底，具有一 第一导电型； 一前高电压阱区，位于半导体基底内，其中前高电压阱区具有 与第一导电型相反的一第二导电型； 一高电压阱区，位于前高电压阱区上方， 其中高电压阱区具有第二导电型； 一场环型物，具有第一导电型且占据高电 压阱区的顶部；以及一隧道，具有第一导电型且位于前高电压阱区与高电压 阱区内且电性连接场环型物与半导体基底。根据本专利技术的另一形态， 一种半导体结构，包括 一半导体基底，具有 一第一导电型； 一前高电压阱区，位于半导体基底内，其中前高电压阱区具 有与第一导电型相反的一第二导电型； 一高电压阱区，位于前高电压阱区上方并与其接触，其中高电压阱区具有第二导电型；多个隧道，具有第一导电 型且自高电压阱区的上表面延伸至前高电压阱区的下表面，其中每一隧道被前高电压阱区与高电压阱区围绕； 一场环型物，位于高电压阱区内且占据高 电压阱区的顶部，其中场环型物具有第一导电型； 一漏极区，位于高电压阱 区内； 一绝缘区，位于场环型物上方； 一栅极电fe，位于一部分的绝缘区上 方；以及一源极区，位于与栅极电极一侧的漏极区相对的一侧，其中源极区 与漏极区具有第二导电型。根据本专利技术的又另一形态， 一种半导体结构，包括 一半导体基底，具 有一第一导电型； 一前高电压阱区，位于半导体基底内，其中前高电压阱区 具有与第一导电型相反的一第二导电型； 一高电压阱区，位于前高电压阱区 上方并与其接触，其中高电压阱区具有第二导电型；场环型物，具有第一导电型，位于高电压阱区内且占据其顶部，其中前高电压阱区、高电压阱区、 及场环型物各包括一直线区及一曲线区； 一隧道，具有第一导电型且自高电 压阱区的上表面延伸至前高电压阱区的下表面，并实际连接场环型物与半导 体基底； 一漏极区，位于高电压阱区内； 一绝缘区，位于场环型物上方，并 与其接触； 一栅极电极，位于一部分的绝缘区上方；以及一源极区，位于与 栅极电极一侧的漏极区相对的一侧，其中源极区与漏极区具有第二导电型。根据本专利技术的又另一形态， 一种半导体结构的制造方法，包括提供一 半导体基底，其具有一第一导电型；于半导体基底内形成一前高电压阱区， 其中前高电压阱区具有与第一导电型相反的一第二导电型；于前高电压阱区 上方形成一高电压阱区，其中高电压阱区具有第二导电型；形成具有第一导 电型的一隧道，其自高电压阱区的上表面延伸至前高电压阱区的下表面；以 及形成占据高电压阱区顶部的一场环型物，其中场环型物具有第一导电型且 与隧道实际接触。根据本专利技术的又另一形态， 一种半导体结构的制造方法，包括提供一半导体基底，其具有一第一导电型；在半导体基底上方形成一第一光致抗蚀剂层，其中第一光致抗蚀剂层包括一第一柱体覆盖一部分的半导体基底，且其中第一柱体与其他部分的第一光致抗蚀剂层实际隔开；利用第一光致抗蚀 剂层对半导体基底的顶部进行注入，以形成一前高电压阱区，其中前高电压阱区具有与第一导电型相反的一第二导电型；在半导体基底与前高电压阱区 上方外延生长一半导体层，以形成一外延层；在外延层上方形成一第二光致 抗蚀剂层，其中第二光致抗蚀剂层包括一第二柱体覆盖一部分的外延层，且其中第二柱体与其他部分的第二光致抗蚀剂层实际隔开；且位于与第一光致 抗蚀剂层的第一柱体相同的垂直位置；利用第二光致抗蚀剂层对外延层进行 注入，以在前高电压阱区上方形成一高电压阱区，并与其接触，其中高电压 阱区具有第二导电型；在外延层上方形成一第三光致抗蚀剂层，其中第三光 致抗蚀剂层不具有隔开的柱体位于高电压阱区正上方；对高电压阱区顶部进 行注入，以形成具有第二导电型的一场环型物；在场环型物及一部分的高电 压阱区上方形成一绝缘区，并与其接触；在一部分的绝缘区上方形成一栅极 电极；以及对外延层进行注入，以在栅极电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构，包括：　一半导体基底，具有一第一导电型；　一前高电压阱区，位于该半导体基底内，其中该前高电压阱区具有与该第一导电型相反的一第二导电型；　一高电压阱区，位于该前高电压阱区上方，其中该高电压阱区具有该第二导电型；　一场环型物，具有该第一导电型且占据该高电压阱区的顶部；以及　一隧道，具有该第一导电型且位于该前高电压阱区与该高电压阱区内且电性连接该场环型物与该半导体基底。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄柏晟，黄宗义，陈富信，黄麒铨，蒋柏煜，
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[中国|台湾]