[实用新型]有源区沟槽分散式排列的半导体元件结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种有源区沟槽分散式排列的半导体元件结构，特别是指一种有源区沟槽分散地排列于外延层的半导体元件结构。

背景技术

一直以来，萧特基二极管是相当重要的功率元件，其利用金属-半导体接面作为萧特基势垒而产生整流的效果，其可高速切换以及整流的特性，使其普遍应用于高速功率交换的元件、数字计算机以及输出整流器等。

然而，当前半导体元件结构所形成的萧特基二极管中，最大的缺点是其反向击穿偏压较低，且反向漏电流较大，不仅如此，其反向电流会随着温度升高而增加，致使有失控的问题，因而萧特基二极管于实际使用时的反向偏压必需限制比其额定值小很多，使得萧特基二极管实际上的应用受到许多限制。

在上述问题之下，许多改良的半导体元件结构因而设计出来，藉以增加反向击穿电压及降低漏电流，较为常见的即为注入硼离子于终止区（BoronImplant Termination;BIT）的改良结构，这样的结构在逆向偏压情况下，由于终止区可缓和有源区边端沟槽电场，因而增加反向击穿电压并且降低漏电流，而该半导体元件结构中其有源区沟槽排列设计在顺向偏压的情况下，仅有较低的电流输出特性，以致于需要较高的顺向偏压来达到相同的电流输出，实不适合产业利用。

请参阅图1，图1显示先前技术的有源区沟槽排列示意图，如图1所示，半导体元件结构1包含多个有源区沟槽11及一外延层12，有源区沟槽11包含有一有源区介电层111及一多晶硅层112，且有源区沟槽11为连续的长条形并且规则排列于外延层12上。然而，这样的连续长条形结构造成外延层12面积的压缩，致使在顺向偏压的情况下，有着较低的电流的输出特性，以致于需要较高的顺向偏压来达到相同的电流输出，也因此现有实务上的作法，增加晶片面积来弥补电流能力的不足，但实不符合产业效益。

综合以上所述，相信举凡本技术领域的技术人员应不难理解公知技术的半导体元件结构中，由于顺向偏压的情况下，电流的输出特性较低，以致于需要较高的顺向偏压来达到相同的电流输出，因此仍存在电流输出额定值不足的问题。

发明内容

本实用新型所欲解决的技术问题与目的：

有鉴于在公知技术中，由于半导体元件结构顺向偏压的情况下，电流的输出特性较低，以致于需要较高的顺向偏压来达到相同的电流输出，因此仍存在电流输出额定值不足的问题。

缘此，本实用新型的主要目的在于提供一种有源区沟槽分散式排列的半导体元件结构，其于外延层开设有多个有源区沟槽，且所述多个有源区沟槽分散地排列于外延层。

本实用新型解决问题的技术手段：

本实用新型为解决公知技术的问题，所采用的必要技术手段为提供一种有源区沟槽分散式排列的半导体元件结构，其包含一半导体基板、一外延层及一有源区介电层。半导体基板以一第一掺杂浓度掺杂有一第一型半导体杂质，外延层形成于半导体基板上，以一第二掺杂浓度掺杂有第一型半导体杂质，并且开设有多个有源区沟槽，所述多个有源区沟槽分散地排列于外延层，有源区介电层覆设于所述多个有源区沟槽的底部及侧壁。其中，所述多个有源区沟槽于外延层的表面上的形状为一四边形，且第一掺杂浓度大于第二掺杂浓度。

较佳者，上述的有源区沟槽分散式排列的半导体元件结构中，四边形为一正方形或一长方形，正方形的边长范围为0.6至1.5μm，且长方形的长边范围为3至8μm，宽边范围为0.6至1.5μm。此外，四边形为一正方形时，所述多个有源区沟槽间的中心点间距为3至5μm，该四边形为一长方形时，所述多个有源区沟槽的长边间距为1.5至5μm，宽边间距为0.6至1.5μm。

此外，上述的有源区沟槽分散式排列的半导体元件结构中，还包含一离子注入层，离子注入层通过在所述多个有源区沟槽的底部掺杂一第二型半导体杂质而形成于所述多个有源区沟槽内。其中，第二型半导体杂质的离子注入能量为30至100KeV，而第二型半导体杂质的离子注入角度为7至25度，且第二型半导体杂质的离子注入剂量为1e¹²至1e¹³。

较佳者，上述的有源区沟槽分散式排列的半导体元件结构中，还包含一多晶硅层，多晶硅层覆设于有源区介电层，并且填满所述多个有源区沟槽。其中，有源区介电层的厚度为1000至且有源区介电层为一热氧化层，而热氧化层的材质为二氧化硅（SiO2）及氮氧化硅（silicon oxynitride;SiON）中的其中一种。