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一种非对称结构的功率MOS晶体管及其阵列制造技术

技术编号:6068440 阅读:219 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供了一种功率MOS晶体管,属于半导体器件领域。该功率MOS晶体管包括源极、漏极和栅结构,栅结构的具体设计为:以版图几何中心为圆心作圆,分别制作两个十六边八角图形;这两个十六边八角图形的边相互平行,边与边之间间隙构成一八角形的弯折带,该弯折带为栅结构的图形。本发明专利技术在保证漏极接触孔到栅结构的距离不变的前提下,缩小了源级到栅结构的距离,得到较小的版图实现面积和较小的源端连接金属压降。

Asymmetric structure power MOS transistor and array thereof

The invention provides a power MOS transistor, belonging to the field of semiconductor devices. The MOS power transistor comprises a source electrode, drain and gate structure, grid structure design for concrete: round in the geometric center of the layout for the center, two sixteen star edge graphics were making; the two side edge of the sixteen octagonal pattern parallel to each other, the gap between the edges of a bent octagonal belt the bending, with gate structure graphics. Under the premise that the distance of the drain contact hole to the gate structure is constant, the invention reduces the distance from the source stage to the gate structure, and obtains smaller territory, smaller area and smaller metal pressure drop at the source end.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种功率场效应晶体管的制备技术,属于半导体器件领域。
技术介绍
目前,应用于电源管理电路的MOSFET晶体管版图要求具有抗ESD (electrostatic discharge)的能力。因此为了能够承受大的工作电流和抵抗高的ESD电压,传统的功率 MOSFET都具有相对较大的源⑶和漏⑶尺寸。然而这势必会导致比较大的版图面积。而 且需要更大的金属来做漏极或者源极之间的互连,这又会导致过大的金属电阻引起的电压 降。传统的功率MOS晶体管是由多条多晶硅栅间隔的陈列在衬底上形成的。漏区和源 区各自位于衬底上多晶硅栅两侧的位置上。通过此种方法,需要通过大电流的功率MOS晶 体管器件可以通过多个具有多条多晶硅栅的单元并排在一起而达到。但是这种器件,因为 每个单元垂直方向都存在冗余的栅结构层,以及需要较长的金属条来分别连接功率MOS晶 体的源极和漏极,导致过大的金属电阻压降,所以具有较差的性能。附图说明图1是具有ESD保护功能的MOS晶体管的现有的对称实现方式的原理图说明。该 功率管包含位于衬底之上的漏极(3)区域,位于衬底之上的栅结构(2)包围着位于中心的 漏极(3),以及位于衬底之上的源极(1)分布在栅结构外边组成。但是因为源(1)漏(3)接 触孔到栅的距离是由其中较大的(漏端金属接触孔到栅的距离)限制,所以会导致较大的 版图面积。
技术实现思路
本专利技术的目的是,在同样通流能力的和具有ESD保护作用的要求下,具有较小的 版图实现面积和较小的连接金属压降。本专利技术提供的MOS晶体管的具体结构如图2所示,包含位于衬底之上的漏极(2) 区域,位于衬底之上的栅结构(1)包围着位于中心的漏极O),以及位于衬底之上的源极 (1)分布在栅结构外边,ESD保护要求漏极(3)的接触孔到栅结构的最小距离为a,源极(1) 的接触孔到栅结构的最小距离为b,栅结构的宽度为w,漏极四个接触孔(最少可以为一个 接触孔,此时d = 0,我们以四个漏极接触孔为例)的最小尺寸和最小间距分别为c和d。首先以代=▲ ^ + + ^ + ‘ = + c + a + w)为半径,以版图几何中心为圆心作圆,然后在圆上平均分配得八点,A、B、C、D、E、F、G和H,则分别连接A、C、E、G和B、D、F、H形成一个十六边Λ角图形。同样的方法,以权利要求1.一种功率MOS晶体管,包括一位于衬底之上的漏极区域,位于衬底之上的栅结构包 围着漏极区域,以及位于衬底之上的源极分布在栅结构的四周,其特征在于,栅结构的形状具体设计为以K+ + + ‘ = &(l + c + a + w)为半径,以版图几何中心为圆心作圆,其中,漏极的接触孔到栅结构的距离为a ;源极的接触孔到栅结构的距离为b ;栅 结构的宽度为w,漏极接触孔的边长尺寸和间距分别为c和d,然后在圆上平均分配得8个 点,顺时针排列分别为A、B、C、D、E、F、G和H,分别连接A、C、E、G和B、D、F、H形成第一个十六边八角图形;然后,再以版图的几何中心为圆心,以+ + = + C + 为半径作圆,与第1个圆相对应,在第2个圆上也平均分配得4’』’、(’、0’丄’4’、6’和H’ 8 点,分别连接A’、C’、E’、G’和B,、D,、F,、H,形成第二个十六边八角图形;同一中心的上述 两个十六边八角图形的边相互平行,这两个十六边八角图形的边与边之间间隙构成一八角 形的弯折带,该弯折带即为栅结构的图形。2.如权利要求1所述的功率MOS晶体管,其特征在于,所述栅结构是由栅绝缘层和栅极 组成的层叠结构。3.如权利要求1所述的功率MOS晶体管,其特征在于,在第一个十六边八角图形的八个 顶角外,每间隔一个角上放置一源极接触孔结构,并使得源极接触孔到栅结构的最小距离 为b。4.如权利要求3所述的功率MOS晶体管,其特征在于,所述源极接触孔结构包含了体引 出接触孔,即源区和体区具有相同的电势,采用背靠背规则。5.如权利要求1所述的功率MOS晶体管,其特征在于,所述漏极包含或者不包含硅化阻挡层。6.一种功率MOS晶体管阵列,包括若干个功率MOS晶体管单元,每个功率MOS 晶体管单元包括源极、漏极和栅结构,其特征在于,栅结构的形状具体设计为以R, = 42^ + 42c + 42a + 42w = 42(^ + c + a + w)^^,以版图几何中心为圆心作圆,其中,漏极的接触孔到栅结构的距离为a ;源极的接触孔到栅结构的距离为b ;栅结构的宽度 为w,漏极接触孔的边长尺寸和间距分别为c和d,然后在圆上平均分配得8个点,顺时针 排列分别为A、B、C、D、E、F、G和H,分别连接A、C、E、G和B、D、F、H形成第一个十六边八角图形;然后,再以版图的几何中心为圆心,以+ ^ + = + c + 为半径作圆,与第1个圆相对应,在第2个圆上也平均分配得A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’和H’ 8点,分 别连接A’、C’、E’、G’和B’、D’、F’、H’形成第二个十六边八角图形;同一中心的上述两个十六边八角图形的边相互平行,这两个十六边八角图形的边与边之间间隙构成一八角形的 弯折带,该弯折带即为栅结构的图形。7.如权利要求6所述功率MOS晶体管阵列,其特征在于,在第一个十六边八角图形的八 个顶角外,每间隔一个角上放置一源极接触孔结构,并使得源极接触孔到栅结构的最小距 离为b,且源极接触孔被周边MOS晶体管共享。8.如权利要求7所述功率MOS晶体管阵列,其特征在于,所述源极接触孔结构还包含了 体引出接触孔,即源区和体区具有相同的电势,采用背靠背规则。全文摘要本专利技术提供了一种功率MOS晶体管,属于半导体器件领域。该功率MOS晶体管包括源极、漏极和栅结构,栅结构的具体设计为以版图几何中心为圆心作圆,分别制作两个十六边八角图形;这两个十六边八角图形的边相互平行,边与边之间间隙构成一八角形的弯折带,该弯折带为栅结构的图形。本专利技术在保证漏极接触孔到栅结构的距离不变的前提下,缩小了源级到栅结构的距离,得到较小的版图实现面积和较小的源端连接金属压降。文档编号H01L29/423GK102142462SQ20111004660公开日2011年8月3日 申请日期2011年2月25日 优先权日2011年2月25日专利技术者吉利久, 张勇, 张雅聪, 汤耀云, 陈中建, 陈博, 鲁文高, 黄泽 申请人:北京大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率MOS晶体管,包括一位于衬底之上的漏极区域,位于衬底之上的栅结构包围着漏极区域,以及位于衬底之上的源极分布在栅结构的四周,其特征在于,栅结构的形状具体设计为:以为半径,以版图几何中心为圆心作圆,其中,漏极的接触孔到栅结构的距离为a;源极的接触孔到栅结构的距离为b;栅结构的宽度为w,漏极接触孔的边长尺寸和间距分别为c和d,然后在圆上平均分配得8个点,顺时针排列分别为A、B、C、D、E、F、G和H,分别连接A、C、E、G和B、D、F、H形成第一个十六边八角图形;然后,再以版图的几何中心为圆心,以为半径作圆,与第1个圆相对应,在第2个圆上也平均分配得A’、B’、C’、D’、E’、F’、G’和H’8点,分别连接A’、C’、E’、G’和B’、D’、F’、H’形成第二个十六边八角图形;同一中心的上述两个十六边八角图形的边相互平行,这两个十六边八角图形的边与边之间间隙构成一八角形的弯折带,该弯折带即为栅结构的图形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张勇鲁文高黄泽陈博汤耀云陈中建张雅聪吉利久
申请(专利权)人:北京大学
类型:发明
国别省市:11

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