[发明专利]具有梯度注入区的半导体元件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种具有梯度注入区的半导体元件及其制造方法。该半导体元件包括具有第一导电型的基板、设置于基板中并具有第二导电型的高压阱、设置于高压阱中并具有第一导电型的源极阱、设置于高压阱中并与源极阱分隔的漂移区，以及设置于高压阱中并介于源极阱与漂移区之间且具有第二导电型的梯度注入区。

技术领域

本发明是有关于一种半导体元件，特别是有关于一种具有梯度注入区(gradientimplant region)的半导体元件及其制造方法。

背景技术

超高压半导体元件(ultra-high voltage semiconductor devices)被广泛用于显示元件、可携式元件，以及其他各式各样不同种类的应用。超高压半导体元件的设计目标在于，具有高崩溃电压(breakdown voltage)、低特定导通电阻(specific on-resistance)，并且于室温及高温环境两者之下均具有高可靠性。然而，当超高压半导体元件的尺寸开始逐渐缩小化(scale down)时，要达到这些设计目标，就会变得比较具有挑战性。

发明内容

根据本发明的一实施例，提供一种半导体元件，包括具有第一导电型的基板、设置于基板中并具有第二导电型的高压阱、设置于高压阱中并具有第一导电型的源极阱、设置于高压阱中并与源极阱分隔的漂移区(drift region)，以及设置于高压阱中并介于源极阱与漂移区之间且具有第二导电型的梯度注入区。

根据本发明的一实施例，提供一种制造半导体元件的方法，包括提供具有第一导电型的基板、于基板中形成具有第二导电型的高压阱、于高压阱中形成具有第一导电型的源极阱、于高压阱中形成与源极阱分隔的漂移区，以及于高压阱中介于源极阱与漂移区之间形成具有第二导电型的梯度注入区。

本发明所附图式，是并入且组成本申请的一部份，绘示本发明所揭露的多个实施例，并配合说明书一同用于详细说明本发明所揭露的多个实施例如下：

附图说明

图1A根据本发明的实施例绘示半导体元件的俯视示意图。

图1B绘示图1A所绘示的半导体元件沿着图1A中的线段B-B’的剖面图。

图1C绘示图1A所绘示的半导体元件沿着图1A中的线段C-C’的剖面图。

图2A至图17B根据本发明的实施例绘示图1A至图1C所绘示的半导体元件的制造流程的示意图。

图18绘示图1A至图1C所绘示的半导体元件及根据比较例的比较例半导体元件的显示其电流对电压特性(current vs.voltage characteristics)的模拟结果图。

图19绘示图1A至图1C所绘示的半导体元件及根据比较例的比较例半导体元件的显示其崩溃特性(breakdown characteristics)的模拟结果图。

图20A及图20B根据本发明的实施例绘示超高压绝缘栅极双极性晶体管(insulator gate bipolar transistor，IGBT)元件的剖面图。

图21A及图21B根据本发明的实施例绘示超高压二极管的剖面图。

图22A及图22B根据本发明的实施例绘示半导体元件的剖面图。

【符号说明】

10、2200：半导体元件

100：基板

105：高压n型阱

111：源极阱

112：第二p型阱

120：漂移区

120a：第一区段