高压侧半导体结构 【技术领域】
本发明是有关于一种半导体结构，且特别是有关于一种高压侧半导体结构。
背景技术
随着半导体科技的发展，发展出一种高压侧半导体结构。高压侧半导体结构在基板上形成掺杂离子的深井，半导体组件则设置于此深井内，以创造出较高的参考耐压(又称为崩溃电压)。
在许多应用上，设计者必须试着增加高压侧半导体结构的参考耐压。然而，要高压侧半导体结构的增加参考耐压是一件相当不容易的事情。为了改变高压侧半导体结构的参考耐压，工艺上可能需要多出许多道黄光工艺，高压侧半导体结构的操作电压也可能会改变。
因此，如何研发一种同时满足增加参考耐压、工艺简易且不会改变操作电压的高压侧半导体结构，实为目前半导体业界研究发展的一重要目标。
【发明内容】
本发明是有关于一种高压侧半导体结构，其利用掺杂井、第一深井及第二深井相互分开的设计，使得高压侧半导体结构同时满足增加参考耐压、工艺简易且不会改变操作电压的效果。
根据本发明的一方面，提出一种高压侧半导体结构。高压侧半导体结构包括一基板、一第一深井、一第二深井、一第一主动组件、一第二主动组件及一掺杂井。第一深井及第二深井形成于基板内。其中第一深井及第二深井具有相同的离子掺杂型态。第一主动组件及第二主动组件分别形成于第一深井及第二深井内。掺杂井形成于基板内，并形成于第一深井及第二深井之间。掺杂井、第一深井及第二深井相互分开，且第一深井及第二深井与掺杂井具有互补的离子掺杂型态。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：
【附图说明】
图1绘示第一实施例的高压侧半导体结构的示意图；以及
图2绘示本发明第二实施例的高压侧半导体结构的示意图。
主要组件符号说明：
100、200：高压侧半导体结构
D11、D12、D21、D22：漏极
G11、G12、G21、G22：栅极
N12、N13、N14、N21、N25、N26、P11、P15、P16、P22、P23、P24：重离子掺杂区域
N1、P2：第一主动组件
N2、P1：第二主动组件
NS、PS：基板
NS1、PS1：第一间隙区域
NS2、PS2：第二间隙区域
NW0、NW11、NW21、PW0、PW11、PW21：掺杂井
NWD1、PWD1：第一深井
NWD2、PWD2：第二深井
S11、S12、S21、S22：源极
【具体实施方式】
以下是提出一实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并不会限缩本发明欲保护的范围。此外，实施例中的图式省略不必要的组件，以清楚显示本发明的技术特点。
第一实施例
请参照本发明第一实施例的高压侧半导体结构100的示意图，本实施例的高压侧半导体结构100包括一基板PS、一第一深井NWD1、一第二深井NWD2、一第一主动组件N1、一第二主动组件P1及一掺杂井PW0。
第一深井NWD1及第二深井NWD2形成于基板PS内。其中第一深井NWD1及第二深井NWD2具有相同的离子掺杂型态。在本实施例中，基板PS为P型基板，第一深井NWD1及第二深井NWD2皆为N型深井。
第一主动组件N1及第二主动组件P1分别形成于第一深井NWD1及第二深井NWD2内。在本实施例中，第一主动组件N1为一N型金氧半场效晶体管(NMOS)。第二主动组件P1为一P型金氧半场效晶体管(PMOS)。
其中，本实施例中，第一主动组件N1包括一栅极G11、一源极S11、一漏极D11、一掺杂井PW11及三重离子掺杂区域P11、N12、N13。P型的掺杂井PW11形成于N型的第一深井NWD1内。P型的重离子掺杂区域P11及N型的重离子掺杂区域N12形成于P型的掺杂井PW11内。N型的重离子掺杂区域N13形成于N型第一深井NWD1内。源极S11设置于P型的重离子掺杂区域P11及N型重离子掺杂区域N12上。漏极D11设置于N型的重离子掺杂区域N13上。栅极G11设置于N型的第一深井NWD1之上。
此外，在本实施例中，第二主动组件P1包括一栅极G12、一源极S12、一漏极D12、一掺杂井PW21及、三重离子掺杂区域N14、P15、P16。P型的掺杂井PW21形成于N型的第二深井NWD2内。N型的重离子掺杂区域N14及P型的重离子掺杂区域P15形成于N型第二深井NWD2内。P型的重离子掺杂区域P16形成于P型的掺杂井PW21内。源极S12设置于N型的重离子掺杂区域N14及P型重离子掺杂区域P15上。漏极D12设置于P型的重离子掺杂区域P16上。栅极G12设置于N型的第二深井NWD2之上。
掺杂井PW0则形成于基板PS内，并形成于第一深井NWD1及第二深井NWD2之间。在本实施例中掺杂井PW0为P型井。
掺杂井PW0、第一深井NWD1及第二深井NWD2相互分开，而没有相互连接。也就是说，掺杂井PW0与第一深井NWD1之间具有一第一间隙区域PS1，掺杂井PW0与第二深井NWD2之间具有一第二间隙区域PS2。第一间隙区域PS1及第二间隙区域PS2填充的是P型的基板PS的材料，而不是P型的掺杂井PW0的材料。
N型组件与P型组件之间会形成一P-N接面。P-N接面之间可以下列关系式(1)及关系式(2)表示：
XP×NP＝XN×NN＝K…………………(1)
BV＝E×(XN+XP)…………………(2)
其中，Xp为P型组件的空乏区的厚度。
NP为P型组件的离子掺杂浓度。
XN为N型组件的空乏区的厚度。
NN为N型组件的离子掺杂浓度。
BV为参考耐压。
E为电场。
由上述关系式(1)可知，当P型组件的离子掺杂浓度NP降低时，P型组件的空乏区地厚度XP会增加。
由上述关系式(2)可知，当P型组件的空乏区的厚度XP增加时，参考耐压BV会增加。
在本实施例中，N型的第一深井NWD1与P型的第一间隙区域PS1之间形成一P-N接面。与N型的第一深井NWD1连接的是P型的第一间隙区域PS1，此第一间隙区域的空乏区厚度为Xp，而不是P型的掺杂井PW0。P型的第一间隙区域PS1的离子掺杂浓度比P型的掺杂井PW0的离子掺杂浓度低，所以P型的第一间隙区域PS1的空乏区厚度较大，参考耐压也会较大。
根据多次实验结果，N型的第一深井NWD1与P型的掺杂井PW0连接时，参考耐压是50V。N型的第一深井NWD1与P型的第一间隙区域PS1连接时，参考耐压则提升至100V。
同样地，在本实施例中，N型的第二深井NWD2与P型的第二间隙区域PS2之间也形成一P-N接面。与N型的第二深井NWD2连接的是P型的第二间隙区域PS2，而不是P型的掺杂井PW0。P型的第二间隙区域PS2的离子餐杂浓度比P型的掺杂井PW0的离子掺杂浓度低，所以P型的第二间隙区域PS2的空乏区厚度会较大，参考耐压也会较大。
根据多次实验结果，N型的第二深NWD2井与P型的掺杂井PW0连接时，参考耐压是50V。N型的第二深井NWD2与P型的第二间隙区域PS2连接时，参考耐压则提升至100V。
并且，增加第一间隙区域PS1及第二间隙区域PS2并不会影响第一主动组件N1及第二主动组件P1的操作电压。第一主动组件N1及第二主动组件P1的操作电压仍可维持于30V。
较佳地，第一间隙区域PS1及第二间隙区域PS2的宽度皆大于4微米(μm)时，可以让第一间隙区域PS1及第二间隙区域PS2完全展现出空乏区的厚度，参考耐压提升的效果较佳。
此外，在一实施例中，可以将第一深井NWD1及第二深井NWD2向外移动来产生第一间隙区域PS1及第二间隙区域PS2。如此一来，P型掺杂井PW0的宽度不会缩小，可以保持P型的掺杂井PW0的功能。
再者，本实施例的第一间隙区域PS1及第二间隙区域PS2的宽度实质上相等，使得第一主动组件N1与第二主动组件P1之间可以保持平衡。
第二实施例
请参照图2，其绘示本发明第二实施例的高压侧半导体结构200的示意图。本实施例的高压侧半导体结构200与第一实施例的高压侧半导体结构100不同之处在于离子掺杂型态，其余相同之处不再重复叙述。
在本实施例中，基板NS为N型基板，第一深井PWD1及第二深井PWD2皆为P型深井。第一主动组件P2为一P型金氧半场效晶体管(PMOS)。第二主动组件N2为一N型金氧半场效晶体管(NMOS)。
第一主动组件P2包括一栅极G21、一源极S21、一漏极D21、一掺杂井NW11及三重离子掺杂区域N21、P22、P23。N型的掺杂井NW11形成于P型的第一深井PWD1内。N型的重离子掺杂区域N21及P型的重离子掺杂区域P22形成于N型的掺杂井NW11内。P型的重离子掺杂区域P23形成于P型第一深井PWD1内。源极S21设置于N型的重离子掺杂区域N21及P型重离子掺杂区域P22上。漏极D21设置于P型的重离子掺杂区域P23上。栅极G21设置于P型的第一深井PWD1之上。
此外，在本实施例中，第二主动组件N2包括一栅极G22、一源极S22、一漏极D22、一掺杂井NW21及三重离子掺杂区域P24、N25、N26。N型的掺杂井NW21形成于P型的第二深井PWD2内。P型的重离子掺杂区域P24及N型的重离子掺杂区域N25形成于P型第二深井PWD2内。N型的重离子掺杂区域N26形成于N型的掺杂井NW21内。源极S22设置于P型的重离子掺杂区域P24及N型重离子掺杂区域N25上。漏极D22设置于N型的重离子掺杂区域N26上。栅极G22设置于P型的第二深井PWD2之上。
掺杂井NW0则形成于基板NS内，并形成于第一深井PWD1及第二深井PWD2之间。在本实施例中掺杂井NW0为N型井。
掺杂井NW0与第一深井PWD1之间具有一第一间隙区域NS1，掺杂井NW0与第二深井PWD2之间具有一第二间隙区域NS2。第一间隙区域NS1及第二间隙区域NS2填充的是N型的基板NS的材料，而不是N型的掺杂井NW0的材料。
在本实施例中，P型的第一深井PWD1与N型的第一间隙区域NS1之间形成一P-N接面。与P型的第一深井PWD1连接的是N型的第一间隙区域NS1，而不是N型的掺杂井NW0。N型的第一间隙区域NS1的离子餐杂浓度比N型的掺杂井NW0的离子掺杂浓度低，所以N型的第一间隙区域NS1的空乏区厚度会较大，参考耐压也会较大。
根据多次实验结果，P型的第一深井PWD1与N型的掺杂井NW0连接时，参考耐压是50V。P型的第一深井PWD1与N型的第一间隙区域NS1连接时，参考耐压则提升至100V。
同样地，在本实施例中，P型的第二深井PWD2与N型的第二间隙区域NS2之间也形成一P-N接面。与P型的第二深井PWD2连接的是N型的第二间隙区域NS2，而不是N型的掺杂井NW0。N型的第二间隙区域NS2的离子餐杂浓度比N型的掺杂井NW0的离子掺杂浓度低，所以N型的第二间隙区域NS2的空乏区厚度会较大，参考耐压也会较大。
根据多次实验结果，P型的第二深井PWD2与N型的掺杂井NW0连接时，参考耐压是50V。P型的第二深井PWD2与N型的第二间隙区域NS2连接时，参考耐压则提升至100V。
本发明上述实施例所揭露的高压侧半导体结构，利用第一间隙区域及第二间隙区域的设置，使得高压侧半导体结构具有多项优点，以下仅列举部分优点说明如下：
第一、高压侧半导体结构的参考耐压可以大幅提高，如是由50V大幅提高至100V。
第二、高压侧半导体结构仍可保持原有的操作电压，例如是30V。
第三、不需额外增加工艺与材料。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。