半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种半导体装置。该半导体装置包括第一金氧半导体结构、第二金氧半导体结构以及双极结结构。第一金氧半导体结构包括第一漏极区、第一通道区以及第一源极区，依次沿第一方向排列。第一金氧半导体结构还包括漏极电极，形成于第一漏极区之上且电性耦接至第一漏极区以及本体区，形成于第一通道区之下且电性耦接至第一通道区。第二金氧半导体结构包括第二漏极区、第二通道区以及第二源极区，依次沿第二方向排列，第二方向不同于第一方向。双极结结构包括射极区、基极区以及集极区。第一源极区与第二漏极区在基板中共享第一共同半导体区。漏极电极与基极区在基板中共享第二共同半导体区。本体区与集极区在基板中共享第三共同半导体区。

Semiconductor device

The invention provides a semiconductor device. The semiconductor device includes a first MOS structure, a second MOS structure and a bipolar junction structure. The first MOS structure comprises a first drain region, a first channel region and a first source region. The first gold oxide semiconductor structure also comprises a drain electrode formed on the first drain region and electrically coupled to the first drain region and the body region. The second metal oxide semiconductor structure comprises a second drain region, a second channel region and a second source region, which are arranged in a sequence of second directions in sequence. The bipolar junction structure includes an emitter region, a base region and a collector region. A first source region and a second drain region share a first common semiconductor region in a substrate. The drain electrode and the base region share second common semiconductor regions in the substrate. The body region and the collector region share third common semiconductor regions in the substrate.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种半导体装置，且特别是有关于一种静电放电(electrostatic discharge，ESD)防护装置。
技术介绍
双载流子-互补式金氧半导体-双重扩散式金氧半导体(Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)，其中CMOS代表「互补式金氧半导体(complementary metal-on-semiconductor)」，DMOS代表「双重扩散式金氧半导体(double-diffused metal-on-semiconductor)」)与三阱工艺技术(triple well process)已广泛地使用于高压的应用，例如静电放电防护(ESD protection)。一般而言，高压静电放电防护装置的静电放电防护的效能取决于装置的栅极的总宽度及装置的表面或侧面尺寸(lateral rule)。对于尺寸较小的高压静电放电防护装置，其表面-体积比(surface-bulk ratio)相比于尺寸较大的装置较大，因而尺寸较小的装置的表面积在装置的效能上相比于尺寸较大的装置具有较大的影响力。因此，在相对尺寸较小的装置中取得优良的静电放电防护效能更具有挑战性。再者，由于装置的操作电压增加，芯片上(on-chip)的静电放电防护的设计也变得更具挑战性。高压静电放电防护装置通常具有低导通电阻(on-state resistance，RDS-on)的特性。当静电放电产生时，静电放电的电流容易集中在靠近高压防护装置的表面或是漏极之处，因而于表面结区域(surface junction region)导致高电流密度及电场，并在这些区域造成物理性的破坏。因此，相比于具有较大导通电阻的装置，高压防护装置的表面积对于其效能可能具有较大的影响，因此表面及侧面尺寸于高压防护装置中可能具有较大的影响。高压防护装置的其他特性包括例如高击穿电压(high breakdown voltage)，击穿电压通常高于高压防护装置的操作电压。此外，高压装置的触发电压Vt1(trigger voltage，Vt1)通常远高于高压装置的击穿电压。因此，在静电放电的过程中，在高压防护装置导通以提供静电防护之前，受
到防护的装置或是内部电路(此处也称作防护装置/电路)可能会面临损坏的风险。一般而言，为了降低高压防护装置的触发电压，可能需要再构建一个额外的外部静电放电侦测电路。高压防护装置通常具有低保持电压(low holding voltage)的特性。低保持电压可能导致高压防护装置被不想要的噪声、或开机峰值电压(power-on peak voltage)或突波电压(surge voltage)所触发，因而在正常操作过程中可能发生闩锁(latch-up)效应。再者，高压防护装置可能具有场板效应(field plate effect)。也就是，高压防护装置中电场的分布对于连接于不同装置或连接于装置的不同部分的线路的配线(routing)是敏感的。结果，如上述所指出的，静电放电的电流更易于集中在靠近高压装置的表面或是漏极之处。
技术实现思路
根据本专利技术提供的一种半导体装置，包括形成于基板中的一基板、一第一金氧半导体结构、一第二金氧半导体以及一双极结(Bipolar Junction，BJ)结构。第一金氧半导体结构包括一第一漏极区(drain region)、一第一通道区(channel region)以及一第一源极区(source region)，依次沿一第一方向排列。第一金氧半导体结构还包括一漏极电极(drain electrode)，形成于第一漏极区之上且电性耦接至第一漏极区以及一本体区(body region)，形成于第一通道区之下且电性耦接至第一通道区。第二金氧半导体结构包括一第二漏极区、一第二通道区以及一第二源极区，依次沿一第二方向排列，第二方向不同于第一方向。双极结结构包括一射极区(emitter region)、一基极区(base region)以及一集极区(collector region)。第一源极区与第二漏极区在基板中共享一第一共同半导体区。漏极电极与基极区在基板中共享一第二共同半导体区。本体区与集极区在基板中共享一第三共同半导体区。此外，根据本专利技术也提供一种半导体装置，包括形成于基板中的一基板、一高压金氧半导体(High-Voltage Metal-On-Semiconductor，HV MOS)结构、一低压金氧半导体(Low-Voltage Metal-On-Semiconductor，LV MOS)结构以及一双极结结构。高压金氧半导体结构包括一第一半导体区、一第二半导体区、一第三半导体区以及一第四半导体区。第一半导体区具有一
第一导电型与一第一掺杂程度(doping level)。第二半导体区形成于第一半导体区之上，且具有第一导电型与一第二掺杂程度，第二掺杂程度高于第一掺杂程度。第三半导体区具有一第二导电型，且第四半导体区具有第一导电型。第一半导体区为高压金氧半导体结构的一漏极区。第二半导体区为高压金氧半导体结构的一漏极电极且电性耦接至高压金氧半导体结构的漏极区。第三半导体区包括高压金氧半导体结构的一通道区。第四半导体区为高压金氧半导体结构的一源极区。第一半导体区、第三半导体区与第四半导体区依次沿一第一方向排列。低压金氧半导体结构包括第四半导体区、一第五半导体区以及一第六半导体区。第五半导体区具有第二导电型，且第六半导体区具有第一导电型。第四半导体区为低压金氧半导体结构的一漏极区。第五半导体区为低压金氧半导体结构的一通道区。第六半导体区为低压金氧半导体结构的一源极区。第四半导体区、第五半导体区与第六半导体区依次沿一第二方向排列，第二方向不同于第一方向。双极结结构包括第二半导体区、一第七半导体区以及一第八半导体区。第七半导体区形成于第一半导体区之上且接触于第二半导体区，且第八半导体区形成于第三半导体区之下且具有第二导电型。第七半导体区具有第二导电型且为双极结结构的一射极区。第八半导体区为双极结结构的一集极区且也为高压金氧半导体结构的一本体区。第三半导体区与第八半导体区为具有第二导电型的一连续性阱中的多个部分。此外，根据本专利技术也提供一种半导体装置，包括：一基板、一第一阱，形成于基板中、一第一重掺杂区，形成于第一阱中、一第二阱，形成于基板中、一第二重掺杂区，形成于第二阱中、一第三重掺杂区，形成于第一阱中以及一第四重掺杂区，形成于第二阱中。第一阱具有一第一导电型与一第一掺杂程度。第一重掺杂区具有第一导电型与一第二掺杂程度，第二掺杂程度高于第一掺杂程度。一第二阱具有一第二导电型与一第三掺杂程度。第二重掺杂区具有第一导电型与一第四掺杂程度，第四掺杂程度高于第一掺杂程度。第三重掺杂区具有第二导电型与一第五掺杂程度，第五掺杂程度高于第三掺杂程度。该第三重掺杂区接触于第一重掺杂区。第四重掺杂区具有第一导电型与一第六掺杂程度，第六掺杂程度高于第一掺杂程度。第二阱包括一侧部，形成于第一阱与第二重掺杂区之间以及一上部，
形成于第二重掺杂区与第四重掺杂区之间。第一阱、侧部以及第二重掺杂区依次沿一第一方向排列。第二重掺杂区、上部以及第四重掺杂区依次沿一第二方向排列，第二方向不同于第一方向。与本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，包括：一基板；一第一金氧半导体结构，形成于该基板中，该第一金氧半导体结构包括：一第一漏极区、一第一通道区以及一第一源极区，依次沿一第一方向排列；一漏极电极，形成于该第一漏极区之上且电性耦接至该第一漏极区；以及一本体区，形成于该第一通道区之下且电性耦接至该第一通道区；一第二金氧半导体结构，形成于该基板中，该第二金氧半导体体结构包括一第二漏极区、一第二通道区以及一第二源极区，依次沿一第二方向排列，该第二方向不同于该第一方向；以及一双极结结构，形成于该基板中，该双极结结构包括一射极区、一基极区以及一集极区，其中：该第一源极区与该第二漏极区在该基板中共享一第一共同半导体区，该漏极电极与该基极区在该基板中共享一第二共同半导体区，及该本体区与该集极区在该基板中共享一第三共同半导体区。

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，其特征在于，包括：一基板；一第一金氧半导体结构，形成于该基板中，该第一金氧半导体结构包括：一第一漏极区、一第一通道区以及一第一源极区，依次沿一第一方向排列；一漏极电极，形成于该第一漏极区之上且电性耦接至该第一漏极区；以及一本体区，形成于该第一通道区之下且电性耦接至该第一通道区；一第二金氧半导体结构，形成于该基板中，该第二金氧半导体体结构包括一第二漏极区、一第二通道区以及一第二源极区，依次沿一第二方向排列，该第二方向不同于该第一方向；以及一双极结结构，形成于该基板中，该双极结结构包括一射极区、一基极区以及一集极区，其中：该第一源极区与该第二漏极区在该基板中共享一第一共同半导体区，该漏极电极与该基极区在该基板中共享一第二共同半导体区，及该本体区与该集极区在该基板中共享一第三共同半导体区。2.一种半导体装置，其特征在于，包括：一基板；一高压金氧半导体(HV MOS)结构，形成于该基板中，该高压金氧半导体结构包括：一第一半导体区，具有一第一导电型与一第一掺杂程度，该第一半导体区为该高压金氧半导体结构的一漏极区；一第二半导体区，形成于该第一半导体区之上，该第二半导体区具有该第一导电型与一第二掺杂程度，该第二掺杂程度高于该第一掺杂程度，该第二半导体区为该高压金氧半导体结构的一漏极电极且电性耦接至该高压金氧半导体结构的该漏极区；一第三半导体区，具有一第二导电型，该第三半导体区包括该高压金氧半导体结构的一通道区；以及一第四半导体区，具有该第一导电型，该第四半导体区为该高压金氧半导体结构的一源极区，其中：该第一半导体区、该第三半导体区与该第四半导体区依次沿一第一方向排列；一低压金氧半导体(LV MOS)结构，形成于该基板中，该低压金氧半导体结构包括：一第五半导体区，具有该第二导电型，该第五半导体区为该低压金氧半导体的一通道区；及一第六半导体区，具有该第一导电型，该第六半导体区为该低压金氧半导体结构的一源极区，其中：该第四半导体区为该低压金氧半导体结构的一漏极区，且该第四半导体区、该第五半导体区与该第六半导体区依次沿一第二方向排列，该第二方向不同于该第一方向；以及一双极结结构，形成于该基板中，该双极结结构包括：一第七半导体区，形成于该第一半导体区之上且接触于该第二半导体区，该第七半导体区具有该第二导电型且为该双极结结构的一射极区；以及一第八半导体区，形成于该第三半导体区之下且具有该第二导电型，该第八半导体区为该双极结结构的一集极区；其中该第二半导体区为该双极结结构的一基极区，其中：该第八半导体区也为该高压金氧半导体结构的一本体区，及该第三半导体区与该第八半导体区为具有该第二导电型的一连续性阱中的多个部分。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中该第二方向垂直于该第一方向。4.根据权利要求2所述的半导体装置，其中该第七半导体区的掺杂程度高于该第三半导体区的掺杂程度。5.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，还包括：一电极区，形成于该第六半导体区中且电性耦接至该连续性阱，其中：该电极区具有该第二导电型，该电极区的掺杂程度高于该连续性阱的掺杂程度，及该电极区为该高压金氧半导体结构与该低压金氧半导体结构的一本体区且为该双极结结构的一集极区。6.根据权利要求2所述的半导体装置，其中：该高压金氧半导体结构还包括：一第一栅极介电膜，形成于该第三半导体区之上；一第一栅极电极，形成于该第一栅极介电膜之上，且该低压金氧半导体结构还包括；一第二栅极介电膜，形成于该第五半导体区之上；以及一第二栅极电极，形成于该第二栅极介电膜之上。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中：该第一栅极介电膜与该第二栅极介电膜为一连续性绝缘层的多个部分，该连续性绝缘层形成于该基板之上，且该第一栅极电极与该第二栅极电极为一连续性多晶硅层的多个部分，该连续性多晶硅层形成于该连续性绝缘层之上。8.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，还包括：一漏极接触，形成于该第一半导体区之上；以及一源极接触，形成于该第六半导体区之上。9.根据权利要求8所述的半导体装置，其中在该第四半导体区之上并没有接触窗形成。10.根据权利要求2所述的半导体装置，其中该第七半导体区接触于该第一半导体区，且该第二半导体区以平行于该半导体装置的表面的方向环绕于该第七半导体区。11.根据权利要求2所述的半导体装置，其中：该第一导电型为一N型导电型，且该第二导电型为一P型导电型。12.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈信良，蔡英杰，陈永初，吴锡垣，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71