本發(fā)明涉及一種高壓半導(dǎo)體元件，尤其是涉及一種可與金屬氧化物半導(dǎo)體(metal-oxide-semiconductor，MOS)晶體管元件整合的高壓半導(dǎo)體元件。

背景技術(shù)：
晶體管元件(transistordevice)為電路中用于開關(guān)的切換或增強電子信號的元件。在早期的固態(tài)電子電路發(fā)展是以雙載流子接面晶體管(bipolarjunctiontransistor，BJT)元件為主，而隨著高速度、低成本、小尺寸數(shù)字裝置的需求增加，在現(xiàn)代的集成電路中則是以金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管(metal-oxide-semiconductorfieldtransistor，MOSFET)元件為主力。然而，目前MOSFET元件的擊穿電壓約小于100伏特(volt，V)，因此無法應(yīng)用于高壓環(huán)境或電壓高達500V至1200V的超高壓環(huán)境。因此，目前仍須一種在高壓甚或在超高壓環(huán)境下仍能維持運作的半導(dǎo)體元件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可在高壓及超高壓環(huán)境下運作的半導(dǎo)體元件。為達上述目的，本發(fā)明提供一種高壓半導(dǎo)體元件，該高壓半導(dǎo)體元件包含有一基底、一設(shè)置于該基底上的絕緣層、以及一設(shè)置于該絕緣層上的硅層。該硅層更包含至少一第一條狀摻雜區(qū)、分別設(shè)置于該硅層的兩端且與該第一條狀摻雜區(qū)電連接的二端點摻雜區(qū)、以及多個第二條狀摻雜區(qū)，且該多個第二條狀摻雜區(qū)與該第一條狀摻雜區(qū)交錯設(shè)置。該第一條狀摻雜區(qū)與該多個端點摻雜區(qū)包含一第一導(dǎo)電型態(tài)，該多個第二條狀摻雜區(qū)包含一第二導(dǎo)電型態(tài)，且該第一導(dǎo)電型與該第二導(dǎo)電型態(tài)互補。根據(jù)本發(fā)明所提供的高壓半導(dǎo)體元件，可輕易與現(xiàn)有的MOS晶體管元件整合，并成為MOS晶體管元件有效的保護元件。更重要的是，由于高壓信號流經(jīng)該第一條狀摻雜區(qū)時即產(chǎn)生壓降，因此當本發(fā)明所提供的超高壓晶體管元件與常壓MOS晶體管元件整合時，常壓MOS晶體管元件即可成為一HV-MOS元件。而當本發(fā)明所提供的高壓半導(dǎo)體元件與HV-MOS晶體管元件整合時，該高壓半導(dǎo)體元件可在HV-MOS晶體管元件之前即產(chǎn)生一壓降，因此可更提升HV-MOS晶體管元件的高壓承受能力，滿足超高壓需求。附圖說明圖1至圖3為本發(fā)明所提供的高壓半導(dǎo)體元件的一第一較佳實施例的示意圖，其中圖2為圖1中虛線所框示的高壓半導(dǎo)體元件的上視圖，而圖3為圖2的高壓半導(dǎo)體元件的部分放大示意圖；圖4為本發(fā)明所提供的高壓半導(dǎo)體元件的一第二較佳實施例的示意圖。主要元件符號說明100高壓半導(dǎo)體元件102基底104絕緣結(jié)構(gòu)106絕緣層110硅層110a端點110b直線部分112第一條狀摻雜區(qū)114第二條狀摻雜區(qū)116端點摻雜區(qū)120連接線200MOS晶體管元件202柵極204第一摻雜區(qū)206第二摻雜區(qū)S源極端D漏極端具體實施方式請參閱圖1與圖3，圖1與圖3為本發(fā)明所提供的高壓半導(dǎo)體元件的一第一較佳實施例的示意圖，其中圖2為圖1中虛線所框示的高壓半導(dǎo)體元件的上視圖，而圖3為圖2的高壓半導(dǎo)體元件的部分放大示意圖。如圖1與圖2所示，本較佳實施例所提供的高壓半導(dǎo)體元件100包含一基底102，基底102上可包含集成電路所需的不同元件，例如一MOS晶體管元件200，而此MOS晶體管元件200可為一常壓MOS晶體管元件或一高壓MOS晶體管元件。且MOS晶體管元件200可包含一柵極202、一第一摻雜區(qū)204、與一第二摻雜區(qū)206。第一摻雜區(qū)204與第二摻雜區(qū)206可作為MOS晶體管元件200的輕摻雜漏極(lightly-dopeddrain，LDD)或作為MOS晶體管元件200的漂移區(qū)域。此MOS晶體管元件200和高壓半導(dǎo)體元件100通過導(dǎo)體連接線相連，且此連接處為MOS晶體管元件200的源極端S，另一連接第二摻雜區(qū)206連接處為源極端S。另外MOS晶體管元件200可選擇性具有例如場氧化層或(fieldoxidelayer，F(xiàn)OX)或淺溝隔離(shallowtrenchisolation，STI)等的絕緣結(jié)構(gòu)104，設(shè)置于柵極202邊緣的基底102中。另外，基底102上還包含一尺寸不同于一般絕緣結(jié)構(gòu)104的絕緣層106，用以作為本較佳實施例所提供的高壓半導(dǎo)體元件的設(shè)置場所，而絕緣層106也可為一場氧化層或一淺溝隔離。請參閱圖1至圖3。本較佳實施例所包含的高壓半導(dǎo)體元件100還包含一硅層110，設(shè)置于絕緣層106上，且絕緣層106如圖1至圖3所示隔離硅層110與基底102。在本較佳實施例中，硅層110可包含一非晶硅層或一多晶硅層。硅層110可如圖2所示，包含兩端點110a，以及一連接兩端點110a的直線部分110b，而圖3即為直線部分110b的透視示意圖。硅層110包含二端點摻雜區(qū)116，分別設(shè)置于硅層110的兩端110a，且端點摻雜區(qū)116包含一第一導(dǎo)電型態(tài)，而在本較佳實施例中，第一導(dǎo)電型態(tài)為n型。接下來請參閱圖2與圖3。硅層110內(nèi)，尤其是直線部分110b內(nèi)包含至少一第一條狀摻雜區(qū)112，第一條狀摻雜區(qū)112的延伸方向與直線部分110b的延伸方向E相同，且第一條狀摻雜區(qū)112的兩端分別與端點摻雜區(qū)116電連接。第一條狀摻雜區(qū)112也包含該第一導(dǎo)電型態(tài)，故第一條狀摻雜區(qū)112為一n型摻雜區(qū)。需注意的是，第一條狀摻雜區(qū)112具有一第一摻雜濃度，端點摻雜區(qū)116具有一第二摻雜濃度，且第二摻雜濃度大于第一摻雜濃度。請繼續(xù)參閱圖3。硅層110的直線部分110b還包含多個第二條狀摻雜區(qū)114，其包含一第二導(dǎo)電型態(tài)，且該第二導(dǎo)電型態(tài)與該第一導(dǎo)電型態(tài)互補，故第二條狀摻雜區(qū)114為一p型摻雜區(qū)。如圖3所示，第二條狀摻雜區(qū)114的延伸方向與直線部分110b的延伸方向相同，且與第一條狀摻雜區(qū)112交錯設(shè)置，故各第二條狀摻雜區(qū)114的兩端也分別與二端點摻雜區(qū)116相接觸。值得注意的是，本較佳實施例所提供的第二條狀摻雜區(qū)114底部皆互相連接，因此由上視圖來看，高壓半導(dǎo)體元件100包含多個第二條狀摻雜區(qū)114，但該多個第二條狀摻雜區(qū)114的底部互相接觸且電連接而形成一連續(xù)性的結(jié)構(gòu)。更重要的是，由于第二條狀摻雜區(qū)114底部接互相連接，因此第二條狀摻雜區(qū)114如圖3所示包圍第一條狀摻雜區(qū)112，且接觸第一條狀摻雜區(qū)112的底部與側(cè)壁。請重新參閱圖1至圖3。首先需注意的是，本較佳實施例所提供的高壓半導(dǎo)體元件100的硅層110的直線部分110b、第一條狀摻雜區(qū)112、以及第二條狀摻雜區(qū)114的延伸方向E都與一電流方向平行。因此，當高壓半導(dǎo)體元件100如圖1所示，通過一連接線120與一MOS晶體管元件200的第一摻雜區(qū)204電連接。而MOS晶體管元件200處于關(guān)閉狀態(tài)時，此時若有高壓信號由高壓半導(dǎo)體元件100的一端點110a通入，則直線部分110b中n型第一條狀摻雜區(qū)112內(nèi)的電子將迅速填補p型第二條狀摻雜區(qū)114內(nèi)的空穴，同理p型第二條狀摻雜區(qū)114內(nèi)的空穴迅速流向n型第一條狀摻雜區(qū)112內(nèi)的電子，而在硅層110內(nèi)，尤其是直線部分110b達到完全空乏(fully-depleted)，形成一電容區(qū)域，箝制住流入的高壓信號。由于高壓信號被阻擋在硅層110此一完全空乏區(qū)域內(nèi)，因此本較佳實施例所提供的高壓半導(dǎo)體元件100在MOS晶體管元件200處于關(guān)閉狀態(tài)時，能有效保護MOS晶體管元件200，避免MOS晶體管元件200被無法承受的高壓毀損。另外并使MOS晶體管元件200享有較低的漏電流(leakagecurrent)。另外，當MOS晶體管元件200處于開啟狀態(tài)時，電流可經(jīng)由第一條狀摻雜區(qū)112流向MOS晶體管元件200。值得注意的是，此時第一條狀摻雜區(qū)112可作為一漂移區(qū)域，使得流經(jīng)第一條狀摻雜區(qū)112的高壓信號產(chǎn)生一壓降，并成為MOS晶體管元件200可承受的電壓信號。另外更重要的是，由于硅層110的直線部分110b因交錯設(shè)置的第一條狀摻雜區(qū)112與第二條狀摻雜區(qū)114而具有p-n-p的結(jié)構(gòu)特征，因此直線部分110b還提供一降低表面電場(ReducedSurfaceField，RESURF)效應(yīng)，而可更提升MOS晶體管元件200的擊穿電壓(breakdownvoltage，BV)，同時降低MOS晶體管元件200的導(dǎo)通電阻(on-resistance，RON)。因此，當本較佳實施例MOS晶體管元件200為一常壓元件時，與常壓MOS晶體管元件200電連接的高壓半導(dǎo)體元件100作為MOS晶體管元件200的一漂移區(qū)域，而使MOS晶體管元件200成為一高壓元件；而當本較佳實施例MOS晶體管元件200為一高壓元件時，與HV-MOS晶體管元件200電連接的高壓半導(dǎo)體元件100可進入在HV-MOS晶體管元件200本身的漂移區(qū)域204之前即提供一壓降，因此可更提升HV-MOS晶體管元件200的高壓承受能力，滿足超高壓需求。根據(jù)本較佳實施例所提供的高壓半導(dǎo)體元件100，可輕易地與常壓MOS晶體管元件200或HV-MOS晶體管元件200整合。在MOS晶體管元件200處于關(guān)閉狀態(tài)時，可提供一完全空乏區(qū)域，箝制高壓信號保護MOS晶體管元件200。而當MOS晶體管元件200處于開啟狀態(tài)時，可提供一漂移區(qū)域，使高壓信號流經(jīng)該第一條狀摻雜區(qū)112時即產(chǎn)生壓降，成為MOS晶體管200可承受的電壓信號，并提升HV-MOS晶體管元件200的高壓承受能力。接下來請參閱圖4，圖4為本發(fā)明所提供的高壓半導(dǎo)體元件的一第二較佳實施例的示意圖。值得注意的是，第二較佳實施例中與第一較佳實施例相同的組成元件以相同的元件符號說明，并可參考圖1與圖2附圖揭露的空間相對關(guān)系，故該多個相同的組成元件不再贅述。第二較佳實施例與第一較佳實施例不同之處在于：在硅層110的直線部分110b中，包含多個彼此分隔的第一條狀摻雜區(qū)112。如前所述，第一條狀摻雜區(qū)112的延伸方向與直線部分110b以及第二條狀摻雜區(qū)114的延伸方向相同，且第一條狀摻雜區(qū)112與第二條狀摻雜區(qū)114交錯設(shè)置。換句話說第一條狀摻雜區(qū)112與第二條狀摻雜區(qū)114彼此平行。同理，第一條狀摻雜區(qū)112包含該第一導(dǎo)電型態(tài)；第二條狀摻雜區(qū)114包含該第二導(dǎo)電型態(tài)。值得注意的是，本較佳實施例所提供的第二條狀摻雜區(qū)114底部也互相連接，因此由上視圖來看，高壓半導(dǎo)體元件100包含多個第二條狀摻雜區(qū)114，但該多個第二條狀摻雜區(qū)114互相接觸且電連接而形成一連續(xù)性的結(jié)構(gòu)。更重要的是，由于第二條狀摻雜區(qū)114底部接互相連接，因此第二條狀摻雜區(qū)114如圖4所示包圍各第一條狀摻雜區(qū)112，且接觸各第一條狀摻雜區(qū)112的底部與側(cè)壁。根據(jù)本較佳實施例所提供的高壓半導(dǎo)體元件100，其硅層110直線部分110b內(nèi)因交錯設(shè)置的第一條狀摻雜區(qū)112與第二條狀摻雜區(qū)114而具有p-n-p-n…p-n-p的結(jié)構(gòu)特征，因此當高壓信號通入時，可迅速達到完全空乏，而形成一電容區(qū)域，箝制住流入的高壓信號。因此由于高壓信號被阻擋在硅層110此一完全空乏區(qū)域內(nèi)，因此本較佳實施例所提供的高壓半導(dǎo)體元件100在MOS晶體管元件200處于關(guān)閉狀態(tài)時，能有效保護MOS晶體管元件200。另外，當MOS晶體管元件200處于開啟狀態(tài)時，各第一條狀摻雜區(qū)112分別作為一漂移區(qū)域，另外更由于硅層110的直線部分100b具有p-n-p-n…p-n-p的結(jié)構(gòu)特征，可提供一RESURF效果，而可更同時提升MOS晶體管200的BV與降低MOS晶體管200的RON，而更提升HV-MOS晶體管元件200的高壓承受能力，滿足超高壓需求。根據(jù)本發(fā)明所提供的高壓半導(dǎo)體元件，可輕易地與常壓MOS晶體管元件或HV-MOS晶體管元件整合。當MOS晶體管元件或HV-MOS晶體管元件在關(guān)閉狀態(tài)而高壓信號流入時，該第一條狀摻雜區(qū)與該多個第二條狀摻雜區(qū)可迅速形成空乏區(qū)，而箝制高壓信號保護MOS晶體管元件或HV-MOS晶體管元件，而當MOS晶體管元件HV-MOS晶體管元件在開啟狀態(tài)而高壓信號流入時，該第一條狀摻雜區(qū)可作為一漂移區(qū)域，并提供一RESURF效應(yīng)，提升MOS晶體管或HV-MOS晶體管元件得高壓承受能力。簡單地說，本發(fā)明所提供的高壓半導(dǎo)體元件可輕易地與現(xiàn)有的MOS晶體管元件整合，并成為MOS晶體管元件有效的保護元件。更重要的是，由于高壓信號流經(jīng)該第一條狀摻雜區(qū)時即產(chǎn)生壓降，因此當本發(fā)明所提供的超高壓晶體管元件與常壓MOS晶體管元件整合時，常壓MOS晶體管元件即可成為一HV-MOS元件。而當本發(fā)明所提供的超高壓晶體管元件與HV-MOS晶體管元件整合時，該超高壓晶體管元件可在HV-MOS晶體管元件之前即產(chǎn)生一壓降，因此可更提升HV-MOS晶體管元件的高壓承受能力，滿足超高壓需求。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。