電路功率管結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】電路功率管結(jié)構(gòu)，包括位于半導(dǎo)體襯底上方的第一有源區(qū)和第二有源區(qū)，所述第一有源區(qū)和第二有源區(qū)為交錯(cuò)排列的條形陣列形式，以及分別與第一有源區(qū)連接的第一電極，與第二有源區(qū)連接的第二電極；所述第一電極和第二電極屬于同一金屬層，所述第二電極由左側(cè)第二電極和右側(cè)第二電極組成，所述左側(cè)第二電極和右側(cè)第二電極分別位于第一電極左右兩側(cè)，所述第一電極與左側(cè)第二電極、右側(cè)第二電極的鄰近處成形狀互補(bǔ)的矩形鋸齒形狀，所述左側(cè)第二電極、第一電極、右側(cè)第二電極成軸對(duì)稱(chēng)分布。本實(shí)用新型金屬電極為交錯(cuò)式鋸齒設(shè)計(jì)，在整個(gè)功率管阱源漏電流交錯(cuò)分布，提高了電流均勻性，并對(duì)功率管的散熱有利，提高了功率管的工作性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，涉及一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種電 路功率管結(jié)構(gòu)。 電路功率管結(jié)構(gòu)

【背景技術(shù)】
[0002] 在放大電路中擔(dān)任末級(jí)輸出的管子叫功率管，現(xiàn)有集成電路工藝中，多數(shù)已經(jīng)能 將較大功率的功率管集成在集成電路芯片中并進(jìn)行整體封裝。
[0003] 由于功率管一般來(lái)說(shuō)功率遠(yuǎn)大于芯片中的其他器件，因此功率管的結(jié)構(gòu)需要特別 設(shè)計(jì)以適應(yīng)其獨(dú)特的要求，特別是功率管在工作時(shí)流過(guò)的大電流對(duì)器件的各層布局連線(xiàn)提 出了很高要求，在整個(gè)電流通過(guò)上，都能夠滿(mǎn)足電流要求一直是功率管的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，希望利 用更少的金屬層設(shè)計(jì)具有足夠電流能力的器件。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)多采用直通式設(shè)計(jì)，采用直通式設(shè)計(jì)雖然簡(jiǎn)單，但電流能力實(shí)際受限于 功率管的一半面積，并且直通式設(shè)計(jì)由于源漏電流過(guò)于集中，對(duì)散熱及電流均勻性均有不 利影響。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的功率管散熱不佳，電流均勻性不好的技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型提 供一種電路功率管結(jié)構(gòu)。
[0006] 本實(shí)用新型所述電路功率管結(jié)構(gòu)，包括位于半導(dǎo)體襯底上方的第一有源區(qū)和第二 有源區(qū)，所述第一有源區(qū)和第二有源區(qū)為交錯(cuò)排列的條形陣列形式，以及分別與第一有源 區(qū)連接的第一電極，與第二有源區(qū)連接的第二電極；
[0007] 所述第一電極和第二電極屬于同一金屬層，所述第二電極由左側(cè)第二電極和右側(cè) 第二電極組成，所述左側(cè)第二電極和右側(cè)第二電極分別位于第一電極左右兩側(cè)，所述第一 電極與左側(cè)第二電極、右側(cè)第二電極的鄰近處成形狀互補(bǔ)的矩形鋸齒形狀，所述左側(cè)第二 電極、第一電極、右側(cè)第二電極成軸對(duì)稱(chēng)分布。
[0008] 優(yōu)選的，所述第一有源區(qū)和/或第二有源區(qū)中部具有絕緣中斷結(jié)構(gòu)，所述絕緣中 斷結(jié)構(gòu)位于第一電極下方。
[0009] 具體的，所述絕緣中斷結(jié)構(gòu)為淺注入有源區(qū)或非注入?yún)^(qū)。
[0010] 優(yōu)選的，所述矩形鋸齒結(jié)構(gòu)的鋸齒末端寬度不小于最小線(xiàn)寬10倍。
[0011] 優(yōu)選的，所述第一電極和第二電極為金屬頂層，直接與有源區(qū)相連或通過(guò)頂層金 屬以下的各金屬層與有源區(qū)相連。
[0012] 進(jìn)一步的：所述第一電極、左側(cè)第二電極、右側(cè)第二電極上均至少分布有兩個(gè)以上 的引腳。
[0013] 采用本實(shí)用新型所述電路功率管結(jié)構(gòu)，金屬電極為交錯(cuò)式鋸齒設(shè)計(jì)，在整個(gè)功率 管阱源漏電流交錯(cuò)分布，提高了電流均勻性，并對(duì)功率管的散熱有利，提高了功率管的工作 性能。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1示出本實(shí)用新型一種【具體實(shí)施方式】的示意圖；圖2中示例的給出了四條第一 有源區(qū)和第二有源區(qū)交錯(cuò)排列的示意圖
[0015] 各圖中附圖標(biāo)記為1-第一電極2-左側(cè)第二電極3-右側(cè)第二電極4-第一有源 區(qū)5-第二有源區(qū)6-絕緣中斷結(jié)構(gòu)7-引腳。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0017] 本實(shí)用新型所述電路功率管結(jié)構(gòu)，包括位于半導(dǎo)體襯底上方的第一有源區(qū)4和第 二有源區(qū)5,所述第一有源區(qū)和第二有源區(qū)為交錯(cuò)排列的條形陣列形式，以及分別與第一有 源區(qū)連接的第一電極1，與第二有源區(qū)連接的第二電極。
[0018] 所述第一電極和第二電極屬于同一金屬層，所述第二電極由左側(cè)第二電極和右側(cè) 第二電極組成，所述左側(cè)第二電極2和右側(cè)第二電極3分別位于第一電極左右兩側(cè)，所述第 一電極1與左側(cè)第二電極、右側(cè)第二電極的鄰近處成形狀互補(bǔ)的矩形鋸齒形狀，所述左側(cè) 第二電極2、第一電極1、右側(cè)第二電極3成軸對(duì)稱(chēng)分布。
[0019] 集成電路工藝領(lǐng)域熟知，上述第一有源區(qū)和第二有源區(qū)在通常情況下為單個(gè)功率 器件的源區(qū)或漏區(qū)中的任意一個(gè)，功率M0S管的柵極通常通過(guò)多晶硅柵極引線(xiàn)另行引出， 源區(qū)和漏區(qū)分別通過(guò)金屬孔與上層金屬實(shí)現(xiàn)電連接，對(duì)于目前常見(jiàn)的功率管經(jīng)典設(shè)計(jì)，源 區(qū)和漏區(qū)如圖2所示，圖2中示例的給出了四條第一有源區(qū)和第二有源區(qū)交錯(cuò)排列的示意 圖，左右兩側(cè)的突出部分并非實(shí)際一定存在的形狀，僅是為了在圖2中方便區(qū)分做的標(biāo)識(shí) 化處理。
[0020] 這些條形有源區(qū)貫穿如圖1所示的從左至右的左側(cè)第二有源區(qū)、第一有源區(qū)和右 側(cè)第二有源區(qū)，分別通過(guò)金屬孔方式，例如在第一有源區(qū)與第一電極的重合區(qū)域打孔連接， 在第二有源區(qū)與左、右側(cè)第二電極的重合區(qū)域打孔連接，實(shí)現(xiàn)電極與有源區(qū)的電連接。對(duì)于 功率管，大電流通常從第一電極流向第二電極，對(duì)于條形有源區(qū)，本實(shí)用新型電流路徑從兩 側(cè)向中央?yún)R聚，采用互補(bǔ)電極形狀最大限度增加了電極面積，同時(shí)左側(cè)第二電極2、第一電 極1、右側(cè)第二電極3成軸對(duì)稱(chēng)分布，以上措施均提高了電流強(qiáng)度和均勻性。為提高功率管 的抗靜電能力，矩形鋸齒末端寬度應(yīng)不小于最小線(xiàn)寬10倍。
[0021] 前述應(yīng)用方式中，兩個(gè)分離的第二電極通過(guò)底部互聯(lián)的有源區(qū)連接成一體，實(shí)際 中，本實(shí)用新型也可應(yīng)用于兩個(gè)第二電極不互聯(lián)的應(yīng)用情況，例如將底部的第一或第二有 源區(qū)中部設(shè)置絕緣中斷結(jié)構(gòu)6,使有源區(qū)被分成兩個(gè)電學(xué)上互相絕緣的結(jié)構(gòu)，再將兩個(gè)第二 電極分別連接左右兩側(cè)的有源區(qū)，實(shí)際形成了兩個(gè)源極或漏極獨(dú)立的器件，拓展了本實(shí)用 新型的應(yīng)用范圍。絕緣中斷結(jié)構(gòu)應(yīng)該位于第一電極下方，實(shí)現(xiàn)絕緣的方式在本領(lǐng)域內(nèi)易于 實(shí)現(xiàn)，例如對(duì)絕緣區(qū)不注入或淺注入，實(shí)現(xiàn)絕緣區(qū)的高阻值。
[0022] 第一和第二電極可以為緊鄰有源區(qū)的金屬層，但通常設(shè)置為金屬頂層，集成電路 工藝制造過(guò)程中，金屬層通常不止一層，通過(guò)在各層金屬之間打孔，實(shí)現(xiàn)相鄰金屬層之間的 電學(xué)連接。使用頂層金屬時(shí)，通常頂層金屬設(shè)置不止一個(gè)引腳7,如圖1所示，第一電極、左 側(cè)第二電極、右側(cè)第二電極上分別均勻分布有2、3、3個(gè)引腳7。
[0023] 以上所述的僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本實(shí)用新型 的專(zhuān)利保護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)用本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同 理均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 電路功率管結(jié)構(gòu)，包括位于半導(dǎo)體襯底上方的第一有源區(qū)（4)和第二有源區(qū)（5)，所 述第一有源區(qū)和第二有源區(qū)為交錯(cuò)排列的條形陣列形式，以及分別與第一有源區(qū)連接的第 一電極，與第二有源區(qū)連接的第二電極； 其特征在于，所述第一電極（1)和第二電極屬于同一金屬層，所述第二電極由左側(cè)第二 電極（2)和右側(cè)第二電極（3)組成，所述左側(cè)第二電極和右側(cè)第二電極分別位于第一電極 左右兩側(cè)，所述第一電極與左側(cè)第二電極、右側(cè)第二電極的鄰近處成形狀互補(bǔ)的矩形鋸齒 形狀，所述左側(cè)第二電極、第一電極、右側(cè)第二電極成軸對(duì)稱(chēng)分布。
2. -種如權(quán)利要求1所述電路功率管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一有源區(qū)和/或第二有 源區(qū)中部具有絕緣中斷結(jié)構(gòu)（6)，所述絕緣中斷結(jié)構(gòu)位于第一電極（1)下方。
3. -種如權(quán)利要求2所述電路功率管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕緣中斷結(jié)構(gòu)為淺注入 有源區(qū)或非注入?yún)^(qū)。
4. 一種如權(quán)利要求1所述電路功率管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述矩形鋸齒結(jié)構(gòu)的鋸齒末 端寬度不小于最小線(xiàn)寬10倍。
5. -種如權(quán)利要求1所述電路功率管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一電極和第二電極為 金屬頂層，直接與有源區(qū)相連或通過(guò)頂層金屬以下的各金屬層與有源區(qū)相連。
6. -種如權(quán)利要求5所述電路功率管結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一電極、左側(cè)第二電 極、右側(cè)第二電極上均至少分布有兩個(gè)以上的引腳（7)。
【文檔編號(hào)】H01L29/41GK203883010SQ201420265447
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】崔永明, 張干, 王作義, 彭彪 申請(qǐng)人:四川廣義微電子股份有限公司