一種新型柵結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型柵結(jié)構(gòu)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，半導(dǎo)體功率器件中的柵結(jié)構(gòu)通常采用單pad環(huán)周邊匯流條的設(shè)計(jì)，此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有以下缺點(diǎn):在器件開啟時(shí)柵電壓首先施加于柵pad上，再傳導(dǎo)到直接與柵pad相連的周邊元胞柵和匯流條上，柵電壓傳導(dǎo)到距離柵pad較遠(yuǎn)的元胞柵上時(shí)通常產(chǎn)生較大的延遲，這種延遲會(huì)導(dǎo)致器件的開啟延遲，性能不穩(wěn)定，甚至?xí)?dǎo)致器件損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種新型柵結(jié)構(gòu)及其制造方法，所述柵結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀匯流條有助于柵電壓的擴(kuò)展，大大緩解由于柵電壓擴(kuò)展延遲造成的距柵pad較遠(yuǎn)的元胞開啟延遲的問(wèn)題，有助于提高器件性能的穩(wěn)定性。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0005]一種新型柵結(jié)構(gòu)，所述柵結(jié)構(gòu)包括同平面設(shè)置的至少一個(gè)具有電極引線的柵pad區(qū)域(11)，以柵pad區(qū)域(11)為中心的發(fā)射狀匯流條(12)和環(huán)狀匯流條(13)，所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)與周圍元胞柵相連。
[0006]所述的柵結(jié)構(gòu)的第一優(yōu)選技術(shù)方案，所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)的交點(diǎn)處與周圍元胞柵相連。
[0007]所述的柵結(jié)構(gòu)的第二優(yōu)選技術(shù)方案，所述發(fā)射狀匯流條(12)的寬度為1?ΙΟΟΟμπι，數(shù)量為2?1000個(gè)。
[0008]所述的柵結(jié)構(gòu)的第三優(yōu)選技術(shù)方案，所述環(huán)狀匯流條(13)的寬度為1?1ΟΟΟμπι，數(shù)量為2?1000個(gè)，所述環(huán)的直徑為1?ΙΟΟΟΟΟμπι。
[0009]所述的柵結(jié)構(gòu)的第四優(yōu)選技術(shù)方案，所述柵pad區(qū)域(11)為多晶硅、單金屬層或復(fù)合金屬層。
[0010]所述的柵結(jié)構(gòu)的第五優(yōu)選技術(shù)方案，所述發(fā)射狀匯流條(12)由多晶硅、單金屬層或復(fù)合金屬層制備而成。
[0011]所述的柵結(jié)構(gòu)的第六優(yōu)選技術(shù)方案，所述環(huán)狀匯流條(13)由多晶硅、單金屬層或復(fù)合金屬層制備而成。
[0012]所述的柵結(jié)構(gòu)的第七優(yōu)選技術(shù)方案，所述多晶硅為p型或η型的簡(jiǎn)并摻雜多晶硅，所述金屬為選自41^8、(:11、祖、11和￥中的一種或幾種組份的金屬。
[0013]—種所述柵結(jié)構(gòu)的制造方法包括如下步驟:
[0014]1)在同一圖層上繪制所述柵pad區(qū)域(11)、所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)的版圖；
[0015]2)制備所述柵pad區(qū)域(11)、所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)的多晶硅層，并對(duì)其進(jìn)行P型或η型的簡(jiǎn)并摻雜；
[0016]3)于所述柵pad區(qū)域(11)上制備電極引線，隔離所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)與源電極或其他通流電極。
[0017]所述柵結(jié)構(gòu)的制造方法的第一優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟2)為沉積制備所述柵pad區(qū)域(11)、所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)的單金屬或復(fù)合金屬層。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1:本發(fā)明的柵結(jié)構(gòu)示意圖；其中:11柵pad區(qū)域；12發(fā)射狀匯流條；13環(huán)狀匯流條。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合具體實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，為了清楚和簡(jiǎn)要起見(jiàn)，實(shí)際的實(shí)施例并不局限于說(shuō)明書中所描述的這些技術(shù)特征。然而，應(yīng)該理解的是，在改進(jìn)任何一個(gè)所述實(shí)際實(shí)施例的過(guò)程中，多個(gè)具體實(shí)施例的決定必須是能夠?qū)崿F(xiàn)改進(jìn)人員的特定目標(biāo)，例如，遵從行業(yè)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的限制，所述限制隨著實(shí)施例的不同而變化。而且，應(yīng)該理解的是，前述改進(jìn)的效果即使是非常復(fù)雜和耗時(shí)的，但是這對(duì)于知曉本發(fā)明益處的本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)仍然是常規(guī)技術(shù)手段。
[0020]實(shí)施例1
[0021]一種新型柵結(jié)構(gòu)包括一個(gè)柵pad區(qū)域11、由柵pad區(qū)域11發(fā)出的發(fā)射狀匯流條12、環(huán)繞柵pad區(qū)域11的環(huán)狀匯流條13，在發(fā)射狀匯流條12和環(huán)狀匯流條13的交點(diǎn)處與周圍元胞柵相連;所述發(fā)射狀匯流條的數(shù)量為8個(gè)，寬度為20μπι;所述環(huán)狀匯流條的個(gè)數(shù)為2個(gè)，匯流條的寬度為20μπι，距柵pad較近的環(huán)的直徑為800μπι，距柵pad較遠(yuǎn)的環(huán)的直徑為2000μπι;結(jié)構(gòu)如示意圖1所示;所述柵pad區(qū)域11、發(fā)射狀匯流條12、環(huán)狀匯流條13由η型簡(jiǎn)并摻雜多晶硅制備而成。
[0022]新型柵結(jié)構(gòu)的具體制造方法如下:
[0023]1)在同一圖層上繪制所述柵pad區(qū)域11、所述發(fā)射狀匯流條12和所述環(huán)狀匯流條13的版圖；
[0024]2)制備所述柵pad區(qū)域11、所述發(fā)射狀匯流條12和所述環(huán)狀匯流條13的多晶硅層，并對(duì)其進(jìn)行η型的簡(jiǎn)并摻雜；
[0025]3)于所述柵pad區(qū)域11上制備電極引線，隔離所述發(fā)射狀匯流條12和所述環(huán)狀匯流條13與源電極或其他通流電極。
[0026]實(shí)施例2
[0027]一種新型柵結(jié)構(gòu)包括一個(gè)柵pad區(qū)域11、由柵pad區(qū)域11發(fā)出的發(fā)射狀匯流條12、環(huán)繞柵pad區(qū)域11的環(huán)狀匯流條13，在發(fā)射狀匯流條12和環(huán)狀匯流條13的交點(diǎn)處與周圍元胞柵相連;所述發(fā)射狀匯流條的數(shù)量為10個(gè)，寬度為18μπι;所述環(huán)狀匯流條的個(gè)數(shù)為3個(gè)，匯流條的寬度為15μπι，環(huán)的直徑依次為80(^111，150(^111，250(^111;結(jié)構(gòu)如示意圖1所示;所述柵pad區(qū)域11、發(fā)射狀匯流條12、環(huán)狀匯流條13由Ag的單金屬層制備而成。
[0028]新型柵結(jié)構(gòu)的具體制造方法如下:
[0029]1)在同一圖層上繪制所述柵pad區(qū)域11、所述發(fā)射狀匯流條12和所述環(huán)狀匯流條13的版圖；
[0030]2)沉積制備所述柵pad區(qū)域11、所述發(fā)射狀匯流條12和所述環(huán)狀匯流條13的Ag金屬層；
[0031]3)于所述柵pad區(qū)域11上制備電極引線，隔離所述發(fā)射狀匯流條12和所述環(huán)狀匯流條13與源電極或其他通流電極。
[0032]實(shí)施例3
[0033]一種新型柵結(jié)構(gòu)包括一個(gè)柵pad區(qū)域11、由柵pad區(qū)域11發(fā)出的發(fā)射狀匯流條12、環(huán)繞柵pad區(qū)域11的環(huán)狀匯流條13，在發(fā)射狀匯流條12和環(huán)狀匯流條13的交點(diǎn)處與周圍元胞柵相連;所述發(fā)射狀匯流條的數(shù)量為15個(gè)，寬度為15μπι;所述環(huán)狀匯流條的個(gè)數(shù)為5個(gè)，匯流條的寬度為15μπι，環(huán)的直徑依次為800μ??，1 δΟΟμ??，2500μπι，3500μπι，4500μπι ；結(jié)構(gòu)如示意圖1所示;所述柵pad區(qū)域11、發(fā)射狀匯流條12、環(huán)狀匯流條13由Ag的單金屬層制備而成。
[0034]新型柵結(jié)構(gòu)的具體制造方法如下:
[0035]1)在同一圖層上繪制所述柵pad區(qū)域11、所述發(fā)射狀匯流條12和所述環(huán)狀匯流條13的版圖；
[0036]2)沉積制備所述柵pad區(qū)域11、所述發(fā)射狀匯流條12和所述環(huán)狀匯流條13的Ag和A1的復(fù)合金屬層；
[0037]3)于所述柵pad區(qū)域11上制備電極引線，隔離所述發(fā)射狀匯流條12和所述環(huán)狀匯流條13與源電極或其他通流電極。
[0038]以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，參照上述實(shí)施例可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換均在申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵結(jié)構(gòu)包括同平面設(shè)置的具有電極引線的柵pad區(qū)域(11)，以柵pad區(qū)域(11)為中心的發(fā)射狀匯流條(12)和環(huán)狀匯流條(13)，所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)與周圍元胞柵相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)的交點(diǎn)處與周圍元胞柵相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述發(fā)射狀匯流條(12)的寬度為1?ΙΟΟΟμ??，數(shù)量為2?1000個(gè)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述環(huán)狀匯流條(13)的寬度為1?ΙΟΟΟμm，數(shù)量為2?1000個(gè)，所述環(huán)的直徑為1?1 ΟΟΟΟΟμπι。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵pad區(qū)域(11)為多晶硅、單金屬層或復(fù)合金屬層。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述發(fā)射狀匯流條(12)由多晶硅、單金屬層或復(fù)合金屬層制備而成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述環(huán)狀匯流條(13)由多晶硅、單金屬層或復(fù)合金屬層制備而成。8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)所述的柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多晶硅為p型或η型的簡(jiǎn)并摻雜多晶硅，所述金屬為選自Al、Ag、Cu、N1、Ti和W中的一種或幾種組份的金屬。9.一種權(quán)利要求1所述柵結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述方法包括: 1)在同一圖層上繪制所述柵pad區(qū)域(11)、所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)的版圖； 2)制備所述柵pad區(qū)域(11)、所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)的多晶硅層，并對(duì)其進(jìn)行P型或η型的簡(jiǎn)并摻雜； 3)于所述柵pad區(qū)域(11)上制備電極引線，隔離所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)與源電極或其他通流電極。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述柵結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述步驟2)為沉積制備所述柵pad區(qū)域(11)、所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)的單金屬或復(fù)合金屬層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型柵結(jié)構(gòu)及其制造方法，所述柵結(jié)構(gòu)包括同平面設(shè)置的具有電極引線的柵pad區(qū)域(11)，以柵pad區(qū)域(11)為中心的發(fā)射狀匯流條(12)和環(huán)狀匯流條(13)，所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)與周圍元胞柵相連；所述方法包括：在同一圖層上繪制柵pad區(qū)域(11)、發(fā)射狀匯流條(12)和環(huán)狀匯流條(13)的版圖；制備柵pad區(qū)域(11)、發(fā)射狀匯流條(12)和環(huán)狀匯流條(13)；在柵pad區(qū)域(11)上制備電極引線，隔離發(fā)射狀匯流條(12)和環(huán)狀匯流條(13)與源電極或其他通流電極。本發(fā)明柵結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀匯流條有助于柵電壓的擴(kuò)展，緩解了由于柵電壓擴(kuò)展延遲造成的距柵pad較遠(yuǎn)的元胞開啟延遲的問(wèn)題，有助于提高器件性能的穩(wěn)定性。
【IPC分類】H01L21/28, H01L29/423
【公開號(hào)】CN105448967
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510969720
【發(fā)明人】楊霏, 鄭柳, 王方方, 朱韞暉, 吳昊, 王嘉銘
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年12月21日