一種mos管的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種MOS管，MOS管呈陣列排布的多個(gè)柵極單元，每個(gè)柵極單元呈正方形，每個(gè)柵極單元包括四個(gè)邊部以及四個(gè)角區(qū)，相鄰的兩個(gè)柵極單元之間間隔預(yù)定距離，其中至少具有互相相鄰的四個(gè)柵極單元，該四個(gè)柵極單元都具有一個(gè)角區(qū)與其他三個(gè)柵極單元的角區(qū)相鄰且對(duì)應(yīng)；位于各個(gè)柵極單元內(nèi)的漏極區(qū)；位于各個(gè)柵極單元內(nèi)的漏極區(qū)的中心處的漏極接觸孔；位于各個(gè)柵極單元之間的源極區(qū)；位于所述四個(gè)柵極單元的相互相鄰的四個(gè)角區(qū)圍繞的源極區(qū)的中心處的源極接觸孔。本實(shí)用新型實(shí)施例針對(duì)需要較大漏極間距的功率器件設(shè)計(jì)了新型版圖結(jié)構(gòu)，減小了芯片面積。
【專利說(shuō)明】
-種MOS管
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種集成電路設(shè)計(jì)，特別涉及M0S管版圖設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在許多集成電路中，有時(shí)需要寬長(zhǎng)比特別大的功率M0S管。寬長(zhǎng)比是指溝道寬度與 溝道長(zhǎng)度的比值，寬長(zhǎng)比較大有助于導(dǎo)通較大電流。現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)存在一些關(guān)于功率M0S 管的版圖設(shè)計(jì)方案來(lái)減小版圖面積。但是一些功率M0S管還需要直接連接到芯片管腳，這些 功率M0S通常需要遵循防靜電設(shè)計(jì)規(guī)則來(lái)實(shí)現(xiàn)一定的抗靜電性能。一般防靜電設(shè)計(jì)規(guī)則需 要這些功率M0S管存在較大的漏極接觸孔到溝道間距，這個(gè)間距一般也被稱為漏極間距 (Drain Space)。對(duì)于較大面積的功率器件，無(wú)法在制造時(shí)保證功率器件各部分的擊穿電壓 完全相等，所以一種可能的解決方案是增加漏極間距來(lái)對(duì)功率器件的每處局部進(jìn)行限流， 這樣可以實(shí)現(xiàn)某些先擊穿的部分的靜電泄放電流被限制，直到功率器件的各部分都被擊 穿，共同來(lái)泄放較大的靜電泄放電流，從而避免某些局部被過(guò)大的電流所永久損壞。圖1是 傳統(tǒng)交錯(cuò)條形(Alterative Bar)結(jié)構(gòu)的功率器件，如果增大漏極間距，其所需的芯片面積 較大。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型提供一種解決上述問(wèn)題的M0S管。在一個(gè)實(shí)施例中，M0S管包括呈陣列 排布的多個(gè)柵極單元，每個(gè)柵極單元呈正方形，每個(gè)柵極單元包括四個(gè)邊部以及四個(gè)角區(qū)， 相鄰的兩個(gè)柵極單元之間間隔預(yù)定距離，其中至少具有互相相鄰的四個(gè)柵極單元，該四個(gè) 柵極單元都具有一個(gè)角區(qū)與其他三個(gè)柵極單元的角區(qū)相鄰且對(duì)應(yīng);位于各個(gè)柵極單元內(nèi)的 漏極區(qū)；位于各個(gè)柵極單元內(nèi)的漏極區(qū)的中心處的漏極接觸孔;位于各個(gè)柵極單元之間的 源極區(qū);位于所述四個(gè)柵極單元的相互相鄰的四個(gè)角區(qū)圍繞的源極區(qū)的中心處的源極接觸 孔。
[0004] 優(yōu)選地，柵極單元的角區(qū)具有呈斜角或圓弧形的頂角。
[0005] 優(yōu)選地，源極接觸孔和漏極接觸孔為圓形或等邊的多邊形。
[0006] 進(jìn)一步優(yōu)選地，源極接觸孔的邊與柵極的各邊可以呈45度角或135度角?；蛘?，漏 極接觸孔和源極接觸孔為正方形時(shí)，各自的正方形彼此成45度角旋轉(zhuǎn)關(guān)系。
[0007] 本實(shí)用新型實(shí)施例針對(duì)需要較大漏極間距的功率器件設(shè)計(jì)了新型版圖結(jié)構(gòu)，減小 了芯片面積。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1是傳統(tǒng)交錯(cuò)條形(Alterative Bar)結(jié)構(gòu)的功率器件；
[0009] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的M0S管版圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0011]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的M0S管版圖。如圖2所示，M0S管版圖中，幾乎所有的區(qū)域 都覆蓋了有源區(qū)，有源區(qū)被柵極區(qū)域分割成源極區(qū)域和漏極區(qū)域?？梢岳米詫?duì)準(zhǔn)技術(shù)，實(shí) 現(xiàn)柵極位置分別與源和漏位置的自對(duì)準(zhǔn)，由此降低珊對(duì)源漏的覆蓋電容，提高電路的開(kāi)關(guān) 速度。此外，注入層會(huì)覆蓋整個(gè)有源區(qū)。以NM0S為例，N+注入層還會(huì)覆蓋整個(gè)有源區(qū)，為了簡(jiǎn) 化說(shuō)明，圖2中未畫(huà)出N+注入層。
[0012] 柵極區(qū)域包括呈陣列排布的多個(gè)柵極單元，圖中例示了柵極單元22-1，22-2，22-3 和22-4,相鄰的兩個(gè)柵極單元之間間隔預(yù)定距離。其余柵極單元按同理排布。每個(gè)柵極單元 呈近似正方形，每個(gè)柵極單元包括四個(gè)邊部以及四個(gè)角區(qū)，該四個(gè)柵極單元都具有一個(gè)角 區(qū)與其他三個(gè)柵極單元的角區(qū)相鄰且對(duì)應(yīng)。在一個(gè)例子中，柵極單元在四個(gè)角上呈斜角。柵 極單元的四個(gè)角也可以采用圓弧形。
[0013] 源極區(qū)域位于柵極單元之間。在相鄰四個(gè)柵極單元22-1，22-2,22-3和22-4之間、 相互相鄰的四個(gè)角區(qū)圍繞的源極區(qū)的中心處放置一個(gè)或幾個(gè)源極接觸孔26。在一個(gè)例子 中，源極接觸孔可為正方形，并且/或者源極接觸孔的邊與柵極的各邊可以呈45度角或135 度角。源極接觸孔還可為圓形，或等邊的多邊形(邊數(shù)例如可為4-8)。
[0014] 每個(gè)柵極單元（例如22-1)中間的區(qū)域?yàn)槁O區(qū)域。漏極區(qū)域通常設(shè)置有接觸孔 (例如24-1，24-2，24-3，24-4)。漏極接觸孔的形狀一般和源極接觸孔一致。漏極接觸孔和源 極接觸孔為正方形時(shí)，各自的正方形可彼此成45度角旋轉(zhuǎn)關(guān)系。漏極接觸孔（24-1，24-2， 24-3和24-4)到任何溝道距離都等于或大于一定的最小漏極間距。最小漏極間距是由希望 通過(guò)的靜電測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)決定，例如希望通過(guò)2千伏靜電測(cè)試和通過(guò)4千伏靜電測(cè)試，其值可能 不一樣。
[0015]由漏極接觸孔24_1，24_2，24_3和24_4為頂點(diǎn)的虛線框可定義一個(gè)重復(fù)單兀，功率 M0S管版圖可由此重復(fù)單元或其鏡像圖像重復(fù)拼湊而成。在這樣的一個(gè)重復(fù)單元中，每個(gè)源 極接觸孔的電流分別流向（或來(lái)自）周邊的四個(gè)漏極接觸孔，每個(gè)漏極接觸孔大約接收(或 提供)1/4的來(lái)自（去)該源極接觸孔的電流，反之同理，每個(gè)漏極接觸孔的電流分別流向（或 來(lái)自）周邊的四個(gè)源極接觸孔，每個(gè)源極接觸孔大約接收(或提供)1/4的來(lái)自（去往)該源極 接觸孔的電流。在一個(gè)例子中，重復(fù)單元為正方形。
[0016]如此設(shè)計(jì)有助于讓相鄰的柵極單元間距更近，從而得到在相同芯片面積的條件下 取得更大等效M0S管溝道寬度的效果。
[0017] 對(duì)于功率器件來(lái)說(shuō)，通常希望寬長(zhǎng)比足夠大，所以通常M0S功率器件的長(zhǎng)度被設(shè)置 為最小多晶硅柵極寬度。在標(biāo)準(zhǔn)自對(duì)準(zhǔn)M0S工藝中，柵極寬度用來(lái)定義M0S管的溝道長(zhǎng)度。一 般可通過(guò)定義單位有效M0S管寬度的面積消耗來(lái)比較功率器件的面積有效性，實(shí)現(xiàn)單位有 效M0S管寬度所需的面積越小越優(yōu)。
[0018] 下面計(jì)算并比較本實(shí)用新型實(shí)施例和現(xiàn)有技術(shù)的單位有效M0S管寬度的面積消 耗。
[0019] 設(shè)最小多晶娃(柵極）寬度為dg，最小接觸孔寬度為dc，最小源極接觸孔到柵極間 距為ds，漏極接觸孔到柵極間距為dd。在一個(gè)典型0.5wii工藝中，dg = 0.5wii，dc = 0.4lim，dd =1.2iim，ds = 0.3iim〇
[0020] 可以計(jì)算重復(fù)單元的邊長(zhǎng)為：
[0021 ]義2 = dc + 2 x W + 2 x t/g + ViiA.
[0022]因此，X2 = 4.224mi。其中，下腳標(biāo)2指代本實(shí)用新型實(shí)施例。
[0023]對(duì)于圖2所示重復(fù)單元，由于拐角處導(dǎo)通不理想，因此拐角的有效寬度需要根據(jù)實(shí) 驗(yàn)測(cè)量的經(jīng)驗(yàn)值確定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式每個(gè)拐角的有效寬度為
[0025]重復(fù)單元的有效M0S管寬度為
[0026] W2 = (8Xdd+(0.55/2) XdgX4)
[0027] 因此，W2 = 10.15ym。
[0028] 重復(fù)單元面積為：
[0029] S2=X2XX2 = 17.8W
[0030] 單位有效M0S管寬度的面積消耗入為
[0032] 計(jì)算可得:人2=l. 76
[0033] 而對(duì)于圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)方案(下腳標(biāo)1指代現(xiàn)有技術(shù)），可以計(jì)算重復(fù)單元的面 積為：
[0034] SI =K X (dc+ds+dd+dg)
[0035]重復(fù)單元的有效M0S管寬度為：
[0036] ffl=K
[0037] 則單位有效M0S管寬度的面積消耗心為
[0039] 計(jì)算可得人1 = 2.4
[0040] 所以山>A2成立。
[0041]可見(jiàn)本實(shí)用新型實(shí)施例比現(xiàn)有技術(shù)圖1，單位有效M0S管寬度的面積消耗更小。反 過(guò)來(lái)說(shuō)，同等面積來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型實(shí)施例的單位有效M0S管寬度更大。一般而言，柵極寬度 即為溝道長(zhǎng)度。溝道長(zhǎng)度越小，器件導(dǎo)通電流能力越強(qiáng)。因此，同等面積來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型實(shí) 施例提供更強(qiáng)的導(dǎo)通電流能力。
[0042]另外，本實(shí)用新型中每個(gè)漏極接觸孔到每個(gè)源極接觸孔的間距完全相等，結(jié)構(gòu)對(duì) 稱性好，其抗靜電特性更佳。
[0043]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn) 一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限 定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替 換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種MOS管，包括： 呈陣列排布的多個(gè)柵極單元，每個(gè)柵極單元呈正方形，每個(gè)柵極單元包括四個(gè)邊部以 及四個(gè)角區(qū)，相鄰的兩個(gè)柵極單元之間間隔預(yù)定距離，其中至少具有互相相鄰的四個(gè)柵極 單元，該四個(gè)柵極單元都具有一個(gè)角區(qū)與其他三個(gè)柵極單元的角區(qū)相鄰且對(duì)應(yīng)； 位于各個(gè)柵極單元內(nèi)的漏極區(qū)； 位于各個(gè)柵極單元內(nèi)的漏極區(qū)的中心處的漏極接觸孔； 位于各個(gè)柵極單元之間的源極區(qū)； 位于所述四個(gè)柵極單元的相互相鄰的四個(gè)角區(qū)圍繞的源極區(qū)的中心處的源極接觸孔。2. 如權(quán)利要求1所述的M0S管，其中柵極單元的角區(qū)具有呈斜角或圓弧形的頂角。3. 如權(quán)利要求1所述的M0S管，其中源極接觸孔和漏極接觸孔為圓形或等邊的多邊形。4. 如權(quán)利要求1所述的M0S管，其中源極接觸孔的外邊緣與對(duì)應(yīng)的柵極單元的對(duì)應(yīng)角區(qū) 的外邊緣平行，呈45度角或135度角。5. 如權(quán)利要求3所述的M0S管，其中漏極接觸孔和源極接觸孔為正方形時(shí)，各自的正方 形彼此成45度角旋轉(zhuǎn)關(guān)系。
【文檔編號(hào)】H01L29/423GK205452293SQ201521131947
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日
【發(fā)明人】王釗
【申請(qǐng)人】無(wú)錫中感微電子股份有限公司