[发明专利]半导体元件

说明书

一种半导体元件，其包括基底、第一掺杂区、第二掺杂区、隔离结构与栅极结构。基底包括第一区及与第一区相连的第二区。第一掺杂区具有第一导电型，位于基底中且包括第一螺旋状区域及块状区域。第二掺杂区具有第一导电型，位于基底中且包括第二螺旋状区域及外围区域。隔离结构设置于第一掺杂区与第二掺杂区之间。栅极结构设置于第一掺杂区与第二掺杂区之间且覆盖部分的基底及部分的隔离结构。

技术领域

本发明涉及一种半导体元件。

背景技术

超高压元件在操作时必须具有高崩溃电压(breakdown voltage)以及低的开启电阻(on-state resistance)，以减少功率损耗。具有高崩溃电压以及低开启电阻的超高压元件在应用时可具有较低的功率损耗，且较低的开启电阻则可以使得晶体管在饱和状态时具有较高的漏极电流借以增加超高压元件的操作速度。在目前的超高压元件中，经常发现在源极端会有非常大的电流聚集效应，因而成为崩溃点，导致元件的崩溃电压下降，而且漏电流的情况非常严重。

基于此，目前极需一种具有高崩溃电压及/或低开启电阻的超高压元件，以提升超高压元件的应用性。

发明内容

本发明的实施例提供一种具有高崩溃电压以及低开启电阻的半导体元件。

本发明提供一种半导体元件，其包括基底、第一掺杂区(D)、第二掺杂区(S)、隔离结构与栅极结构。基底包括第一区及与第一区相连的第二区。第一掺杂区具有第一导电型，位于基底中且包括第一螺旋状区域及块状区域。第一螺旋状区域在第一区中。块状区域在第二区中且与第一螺旋状区域连接。第二掺杂区具有第一导电型，位于基底中且包括第二螺旋状区域及外围区域。第二螺旋状区域在第一区中且夹于第一螺旋状区域之中。外围区域在第一区以及第二区的边缘且环绕第一螺旋状区域与块状区域，并且与第二螺旋状区域连接。隔离结构设置于第一掺杂区与第二掺杂区之间。栅极结构设置于第一掺杂区与第二掺杂区之间且覆盖部分的基底及部分的隔离结构。

在本发明的一些实施例中，上述的第一螺旋状区域以及第二螺旋状区域的形状各自为方形螺旋状区域、圆形螺旋状区域或椭圆形螺旋状区域。

在本发明的一些实施例中，上述的第一螺旋状区域包括彼此相连的多个第一直线区域及多个第一弯曲区域，且第二螺旋状区域包括彼此相连的多个第二直线区域及多个第二弯曲区域。第一直线区域与第二直线区域交替设置，且第一弯曲区域与第二弯曲区域交替设置。

在本发明的一些实施例中，上述的第一螺旋状区域中最接近第一区边缘的第一直线区域与块状区域连接，且第二螺旋状区域中最接近第一区与第二区交界面的第二直线区域与外围区域连接。

在本发明的一些实施例中，上述的第一螺旋状区域的第一起始部与第二螺旋状区域的第二起始部彼此相扣。

在本发明的一些实施例中，上述的第一螺旋状区域的第一起始部呈U型与倒U型其中之一，且第二螺旋状区域的第二起始部呈U型与倒U型其中之另一。

在本发明的一些实施例中，在第一区中的隔离结构包括中心区、双螺旋区及连接区，且在第二区中的隔离结构包括环绕区。中心区呈S型且位于第一螺旋状区域的第一起始部与第二螺旋状区域的第二起始部之间。双螺旋区环绕在中心区的外围。连接区呈L型且连接中心区与双螺旋区。连接区的第一端连接中心区的第一端。连接区的第二端连接双螺旋区的第二起始端。双螺旋区的第一起始端连接中心区的第二端。环绕区环绕块状区域。环绕区的第一端连接双螺旋区的第一末端，且环绕区的第二端连接双螺旋区的第二末端。

在本发明的一些实施例中，上述的半导体元件还包括导体层。导体层设置于栅极结构的上方且与第二掺杂区电性连接。导体层至少自第二掺杂区的上方延伸至部分隔离结构的上方。设置于第二掺杂区的第二弯曲区域上的导体层的宽度大于设置于第二掺杂区的第二直线区域上的导体层的宽度。