[发明专利]半导体基底结构及半导体装置

说明书

本发明实施例揭示一种半导体基底结构，包含半导体基底，具有第一导电类型，第一埋藏井区设置于半导体基底内，具有与第一导电类型相反的第二导电类型，以及第一埋层和一第二埋层设置于半导体基底内和第一埋藏井区上，其中第一埋层具有第二导电类型，第二埋层具有第一导电类型，且第一埋层具有第一部分和第二部分，第二埋层位于第一部分和第二部分之间。

技术领域

本发明是关于半导体基底结构及半导体装置，特别是关于具有相反导电类型的埋层和埋藏井区的半导体基底结构。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuit，IC)工业在过去数十年间经历了快速的成长，在半导体装置的尺寸依循摩尔定律(Moore’s Law)持续缩小的演进下，装置的运算速度与工艺技术也不断地在提升。然而，当装置的尺寸越来越小，施加电压时产生的漏电流的问题就越不容忽视，为了在缩小装置尺寸的同时节省工艺成本以及提供最佳的元件效能，半导体集成电路工业在材料与工艺设计方面皆不断地在进步。

虽然目前的半导体装置及其制造方法已足够应付它们原先预定的用途，但它们仍未在各个方面皆彻底的符合要求，因此半导体集成电路的工艺技术目前仍有需努力的方向。

发明内容

本发明提供了半导体装置的实施例及其制造方法的实施例，特别是二极管(diode)的实施例，例如自举式二极管(bootstrap diode)。以往对二极管施加顺向偏压时，容易因为寄生的PNP型晶体管在半导体基极区的部分掺杂浓度太低，而产生流入半导体基底的漏电流，本发明通过在半导体基底内设置具有相反导电类型、重掺杂且范围较广的埋层与埋藏井区，使得半导体基底上方的外延层与半导体基底之间具有多个PN结(例如PNPNP)，以在垂直方向上防止漏电流流入半导体基底。

此外，通过在外延层内设置多个井区，这些井区沿着水平方向依导电类型交错排列，以产生多个PN结(例如PNPNP)，进而在水平方向上防止漏电流的产生。

根据一些实施例，提供半导体基底结构。此半导体基底结构包含半导体基底，具有第一导电类型，以及第一埋藏井区设置于半导体基底内，具有与第一导电类型相反的第二导电类型。半导体基底结构也包含第一埋层和一第二埋层设置于半导体基底内和第一埋藏井区上，其中第一埋层具有第二导电类型，第二埋层具有第一导电类型，且第一埋层具有第一部分和第二部分，第二埋层位于第一部分和第二部分之间。

根据一些实施例，提供半导体装置。此半导体装置包含半导体基底，具有第一导电类型，以及第一埋藏井区设置于半导体基底内，具有与第一导电类型相反的第二导电类型。半导体装置也包含第一埋层和第二埋层设置于半导体基底内和第一埋藏井区上，其中第一埋层具有第二导电类型，第二埋层具有第一导电类型，且第一埋层具有第一部分和第二部分，第二埋层位于第一部分和第二部分之间。半导体装置更包含外延层设置于半导体基底上，其中外延层包含第一井区、第二井区和第三井区，第一井区和第二井区具有第一导电类型，第三井区具有第二导电类型，且第二井区位于第一井区和第三井区之间。此外，半导体装置包含第一电极、第二电极和第三电极设置于外延层上，其中第一电极与第一井区电性连接，第二电极与第二井区电性连接，且第三电极与第三井区电性连接。

本发明的半导体基底结构可应用于多种类型的半导体装置，为让本发明的特征和优点能更明显易懂，下文特举出应用于二极管(例如自举式二极管)的实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

通过以下的详述配合所附图式，能更加理解本发明实施例的观点。值得注意的是，根据工业上的标准惯例，一些部件(feature)可能没有按照比例绘制。事实上，为了能清楚地讨论，不同部件的尺寸可能被增加或减少。

图1A-图1D是根据本发明的一些实施例，显示形成图1D中半导体基底结构的各个阶段的剖面示意图；

图2是根据本发明的一些实施例，显示半导体装置的剖面示意图，其中图2的半导体装置包含图1D的半导体基底结构；