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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件,更具体的说,涉及一种曲栅式晶体管结构。
技术介绍
1、mos晶体管的沟道长度和沟道宽度为晶体管的重要的参数,沟道的宽长比越大,mos管的饱和电流就越大,性能就越好,因此,在一些实际的电路设计中,需要用到沟道宽度较大的晶体管。如图1a所示,为常规的晶体管的结构,如果按照正常的设计,想要增加mos晶体管沟道的宽度w只能如图1b中所示单一地拉大有源区与多晶硅的重合面积w,,但这样同时会使得mos晶体管的面积变很大,不利于整个半导体器件的设计,也不利于晶体管的功率密度的提高。因此如何提出一种能够提高功率密度的同时又兼顾器件性能的晶体管结构,已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
技术实现思路
1、有鉴于此,本专利技术提出了一种曲栅式晶体管,以解决现有技术中能够在提高器件功率密度的同时又兼顾器件性能的技术问题。
2、第一方面,本专利技术实施例提供了一种曲栅式晶体管结构,包括栅极区、源区和漏区,所述源区和所述漏区位于所述栅极区的两侧,所述晶体管结构包括m*n个半导体结构单元,且由所述半导体结构单元排列成m*n阵列;其中,m和n均为正整数;所述半导体结构单元的栅极区为弯折形状,每个所述半导体结构单元包括一个凸起单元,所述凸起单元为由所述半导体结构单元的栅极区所包围形成,且由该凸起单元的中心向四周凸起的单元;当n大于1时,位于同一排的相邻两个半导体结构单元的栅极区相互连接;所述晶体管结构还包括体接触区,所述体接触区与所述晶体管结构的源区和漏区所位于的阱区或衬
3、优选地,所述半导体结构单元的栅极区包括两个分支,各个分支为弯折形状且在该半导体结构单元所在的有源区的上方相互分离;各个分支均关于第一直线为轴对称图形,其中一个分支关于第二直线与另一分支呈轴对称;其中,所述第一直线和所述第二直线均通过所述半导体结构单元中心,且相互垂直;当n大于1时,位于同一排的相邻两个半导体结构单元的栅极区的对应分支相互连接。
4、优选地,所述源区或所述漏区位于所述凸起单元的正下方。
5、优选地,每个所述半导体结构单元的各个分支包括多个直线段,且相邻两个所述直线段的夹角为钝角。
6、优选地,各个分支的相邻两个直线段的连接处为弧形。
7、优选地,所述晶体管结构还包括多个漏接触区和多个源接触区;所述漏接触区位于所述漏区上,所述源接触区位于所述源区上。
8、优选地,所述半导体结构单元的栅极区的各个分支的直线段的数量为4k+1个,且各个分支中第一直线段,第2k+1直线段和第4k+1直线段相平行,其中k为任意正整数。
9、优选地,同一半导体结构单元的两个分支的第一直线段之间,及两个分支的第4k+1直线段之间均设置有接触区。
10、优选地,当m大于1时,位于同一列的相邻两个半导体结构单元的相邻两个分支的第2k+1直线段之间还设置有接触区。
11、优选地,所述晶体管结构还包括第一金属块和第二金属块,其中,所述第一金属块与所述漏接触区连接,所述第二金属块与所述源接触区及所述体接触区连接;所述第一金属块和第二金属块中的至少一个为多个;所述第一金属块和所述第二金属块的形状均为矩形;所述第一金属块和所述第二金属块沿宽度方向平行且交替放置,且各个所述第一金属块和所述第二金属块的长度相等。
12、优选地,所述第一金属块和所述第二金属块沿第一方向平行且交替放置,且各个所述第一金属块和所述第二金属块沿第二方向的长度相等;其中,所述第一方向为与半导体结构单元中各个分支的第一直线段相平行的方向,所述第二方向为与所述第一方向相垂直的方向。
13、优选地,所述第一金属块和所述第二金属块沿第二方向平行且交替放置,且各个所述第一金属块和所述第二金属块沿第一方向的长度相等;其中,所述第一方向为与半导体结构单元中各个分支的第一直线段相平行的方向,所述第二方向为与所述第一方向相垂直的方向。
14、优选地,当m大于1时,所有晶体管结构栅极区的各个分支通过与之相连的第五金属块进行连接至同一电位。
15、优选地,所有第一金属块的宽度之和等于所有第二金属块的宽度之和。
16、优选地,当m大于1时,位于不同排的半导体结构单元的栅极区连接至不同的电位。
17、优选地,同一半导体结构单元的两个分支连接至不同的电位。
18、优选地,各个所述第一金属块连接至不同的电位。
19、优选地,部分所述第一金属块连接至同一电位。
20、优选地,包括所述体接触区和所述源接触区的同一所述凸起单元内的接触区呈现轴和中心对称排列,且位于同一排的接触区的类型相同。
21、优选地,包括所述体接触区和所述源接触区的同一所述凸起单元内的所有接触区呈现矩形阵列排列。
22、优选地,包括所述体接触区和所述源接触区的同一所述凸起单元内的所有接触区排列为一列。
23、优选地,所述源接触区和所述漏接触区交替排进行排列。
24、优选地,位于同一所述凸起单元中的第一排和最后一排的接触区的数量相同且少于中间排的每一排的接触区的数量。
25、优选地,位于同一所述凸起单元中的第一排和最后一排的接触区的类型相同,且不同于中间排的接触区的类型
26、与现有技术相比,本专利技术的技术方案具有以下优点:
27、a.本专利技术的曲栅式晶体管结构栅极区为弯曲形的设计可以增加沟道宽度,提高功率密度;
28、b.源接触区与漏接触区的对角设计,使得该器件具有esd保护的一些特性,可以增加源/漏的限流作用;
29、c.栅极区相邻直线段夹角为钝角的设计,使得该器件相比较90°或锐角的设计更不容易发生局部雪崩击穿,使得该器件更加的稳定;
30、d.源区附近增加体接触区,而且该器件结构的接触区容易形成一个网络提升抗闩锁的能力,根据设计需求调节体接触区的密度及与漏接触区之间的排布,可以使该器件更好的适用经常发生瞬态过载的情况,并且不过分的增大面积;
31、e.当所有半导体结构单元组成一个功率晶体管时,所有第一金属块的宽度之和等于所有第二金属块的宽度之和,在增加电流能力的同时,电流的均匀性也可以更好;
32、f.同一半导体结构单元的两个分支的第一直线段之间,及两个分支的第4k
33、+1直线段之间均可以设置有接触孔;位于同一列的相邻两个半导体结构单元的相邻两个分支的第2k+1直线段之间也可以分别或同时设置有接触孔,从而增加接触孔的排布位置和数量,提高器件的性能和功率密度;g.根据设计需要,同一半导体结构单元的两个分支可以连接至同一或不同的电位,各个栅极分支可以连接至同一或不同的电位,各个第一金属块也可以连接至同一或不同的电位,从而以将所有半导体结构单元组成一个或多个共源极连接的晶体管,增加了设计灵活性。
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1.一种曲栅式晶体管结构,包括栅极区、源区和漏区,所述源区和所述漏区位于所述栅极区的两侧,其特征在于:
2.根据权利要求1所述的晶体管结构,其特征在于:
3.根据权利要求1所述的晶体管结构,其特征在于:
4.根据权利要求2所述的晶体管结构,其特征在于:
5.根据权利要求4所述的晶体管结构,其特征在于:
6.根据权利要求1所述的晶体管结构,其特征在于:
7.根据权利要求2所述的晶体管结构,其特征在于:
8.根据权利要求7所述的晶体管结构,其特征在于:
9.根据权利要求7所述的晶体管结构,其特征在于:
10.根据权利要求2所述的晶体管结构,其特征在于:
11.根据权利要求10所述的晶体管结构,其特征在于:
12.根据权利要求10所述的晶体管结构,其特征在于:
13.根据权利要求10所述的晶体管结构,其特征在于:
14.根据权利要求13所述的晶体管结构,其特征在于:
15.根据权利要求10所述的晶体管结构,其特征在于:<
...【技术特征摘要】
1.一种曲栅式晶体管结构,包括栅极区、源区和漏区,所述源区和所述漏区位于所述栅极区的两侧,其特征在于:
2.根据权利要求1所述的晶体管结构,其特征在于:
3.根据权利要求1所述的晶体管结构,其特征在于:
4.根据权利要求2所述的晶体管结构,其特征在于:
5.根据权利要求4所述的晶体管结构,其特征在于:
6.根据权利要求1所述的晶体管结构,其特征在于:
7.根据权利要求2所述的晶体管结构,其特征在于:
8.根据权利要求7所述的晶体管结构,其特征在于:
9.根据权利要求7所述的晶体管结构,其特征在于:
10.根据权利要求2所述的晶体管结构,其特征在于:
11.根据权利要求10所述的晶体管结构,其特征在于:
12.根据权利要求10所述的晶体管结构,其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙再伟,袁华锋,姚刚,陈一丹,楼晓燕,
申请(专利权)人:矽力杰半导体技术杭州有限公司,
类型:发明
国别省市:
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