[发明专利]半导体器件

说明书

本发明提供一种半导体器件，其具有顶层掺杂区。所述顶层掺杂区的一侧的掺质浓度梯度与其相对侧的掺质浓度梯度不同。所述顶层掺杂区可提升器件的击穿电压，并降低器件的开启状态电阻。

技术领域

本发明是有关于一种积体电路，且特别是有关于一种半导体器件。

背景技术

一般而言，高压积体电路主要是应用在功率切换(Power switch)电路，如各项电源管理装置中提供电源开关切换之用。目前有两种参数左右着功率切换的市场：击穿电压(Breakdown voltage)与开启状态电阻(ON-state resistance)，可随着不同需求而定。而设计高压积体电路的主要目标则是降低开启状态电阻，且同时保持高击穿电压。事实上，设计者若要达成击穿电压的规格要求，通常会牺牲开启状态电阻，因此击穿电压与开启状态电阻处于一种权衡关系。

高压积体电路包括高压器件区与低压器件区。在高压积体电路运作中，所述高压器件区需在0～600伏特电压或更高伏特电压之间进行高速切换。所述高压器件区可通过自举电路(Bootstrap circuit)提供能量来运作，其中自举电路可包括自举二极管、自举电容器、自举晶体管或其他器件等。

然而，如何将整个自举电路整合在目前积体电路制造工艺，同时维持高压器件区内的电荷平衡，进而提升产品可靠度仍是一个极大的挑战。

发明内容

本发明提供一种具有顶层掺杂区的二极管、接面场效晶体管以及半导体器件，其可维持所述二极管、接面场效晶体管以及半导体器件内的电荷平衡，进而提升产品可靠度。

本发明提供一种二极管包括：具有第一导电型的阴极区、具有第二导电型的阳极区以及具有第二导电型的顶层掺杂区。阴极区位于基底中。阳极区位于基底中，且位于阴极区周围。顶层掺杂区位于阴极区与阳极区之间的基底中。顶层掺杂区具有掺质浓度梯度。顶层掺杂区接近阳极区处的掺质浓度梯度与接近阴极区处的掺质浓度梯度不同。

本发明提供一种接面场效晶体管包括：具有第二导电型的基底、具有第一导电型的阱以及具有第二导电型的顶层掺杂区。阱位于基底中。顶层掺杂区位于阱中。顶层掺杂区具有掺质浓度梯度。顶层掺杂区的第一侧的掺质浓度梯度与第二侧的掺质浓度梯度不同。

本发明提供一种半导体器件包括：高压器件以及嵌入高压器件中的接面场效晶体管。高压器件包括：具有第二导电型的基底、具有第一导电型的漏极区、具有第一导电型的源极区、栅极结构以及具有第二导电型的第一顶层掺杂区。漏极区位于基底中。源极区位于基底中，且位于漏极区周围。栅极结构位于源极区与漏极区之间的基底上。第一顶层掺杂区位于漏极区与栅极结构之间的基底中。第一顶层掺杂区具有第一掺质浓度梯度。第一顶层掺杂区接近栅极结构处的第一掺质浓度梯度与接近漏极区处的第一掺质浓度梯度不同。接面场效晶体管包括：具有第一导电型的阱以及具有第二导电型的第二顶层掺杂区。阱位于基底中。第二顶层掺杂区位于阱中。半导体器件还包括具有所述第二导电型的一高压阱位于所述基底中，所述高压阱环绕所述高压器件与所述接面场效晶体管。

本发明提供一种半导体器件包括：基底以及金属氧化物半导体场效应晶体管。基底具有高压器件区、低压器件区、终端区以及隔离区。终端区位于高压器件区与低压器件区之间，且位于高压器件的周围。金属氧化物半导体场效应晶体管包括：具有第一导电型的漏极区、具有第一导电型的源极区、栅极结构以及具有第二导电型的顶层掺杂区。漏极区位于接近隔离区的基底中，其中隔离区位于漏极区与高压器件区之间。源极区位于接近低压器件区的基底中。栅极结构位于源极区与漏极区之间的基底上。顶层掺杂区位于漏极区与栅极结构之间的基底中。顶层掺杂区具有掺质浓度梯度。顶层掺杂区接近栅极结构处的掺质浓度梯度与接近漏极区处的掺质浓度梯度不同。