一種mos管的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種MOS管，MOS管呈陣列排布的多個柵極單元，每個柵極單元呈正方形，每個柵極單元包括四個邊部以及四個角區(qū)，相鄰的兩個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柵極單元，該四個柵極單元都具有一個角區(qū)與其他三個柵極單元的角區(qū)相鄰且對應(yīng)；位于各個柵極單元內(nèi)的漏極區(qū)；位于各個柵極單元內(nèi)的漏極區(qū)的中心處的漏極接觸孔；位于各個柵極單元之間的源極區(qū)；位于所述四個柵極單元的相互相鄰的四個角區(qū)圍繞的源極區(qū)的中心處的源極接觸孔。本實用新型實施例針對需要較大漏極間距的功率器件設(shè)計了新型版圖結(jié)構(gòu)，減小了芯片面積。
【專利說明】
-種MOS管
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及一種集成電路設(shè)計，特別涉及M0S管版圖設(shè)計。
【背景技術(shù)】
[0002] 在許多集成電路中，有時需要寬長比特別大的功率M0S管。寬長比是指溝道寬度與 溝道長度的比值，寬長比較大有助于導(dǎo)通較大電流?，F(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)計方案來減小版圖面積。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)計規(guī)則來實現(xiàn)一定的抗靜電性能。一般防靜電設(shè)計規(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，這個間距一般也被稱為漏極間距 (Drain Space)。對于較大面積的功率器件，無法在制造時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對功率器件的每處局部進行限流， 這樣可以實現(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，共同來泄放較大的靜電泄放電流，從而避免某些局部被過大的電流所永久損壞。圖1是 傳統(tǒng)交錯條形(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。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型提供一種解決上述問題的M0S管。在一個實施例中，M0S管包括呈陣列 排布的多個柵極單元，每個柵極單元呈正方形，每個柵極單元包括四個邊部以及四個角區(qū)， 相鄰的兩個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柵極單元，該四個 柵極單元都具有一個角區(qū)與其他三個柵極單元的角區(qū)相鄰且對應(yīng);位于各個柵極單元內(nèi)的 漏極區(qū)；位于各個柵極單元內(nèi)的漏極區(qū)的中心處的漏極接觸孔;位于各個柵極單元之間的 源極區(qū);位于所述四個柵極單元的相互相鄰的四個角區(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，各自的正方形彼此成45度角旋轉(zhuǎn)關(guān)系。
[0007] 本實用新型實施例針對需要較大漏極間距的功率器件設(shè)計了新型版圖結(jié)構(gòu)，減小 了芯片面積。
【附圖說明】
[0008] 圖1是傳統(tǒng)交錯條形(Alterative Bar)結(jié)構(gòu)的功率器件；
[0009] 圖2是本實用新型實施例的M0S管版圖。
【具體實施方式】
[0010]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
[0011]圖2是本實用新型實施例的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始夹g(shù)，實 現(xiàn)柵極位置分別與源和漏位置的自對準，由此降低珊對源漏的覆蓋電容，提高電路的開關(guān) 速度。此外，注入層會覆蓋整個有源區(qū)。以NM0S為例，N+注入層還會覆蓋整個有源區(qū)，為了簡 化說明，圖2中未畫出N+注入層。
[0012] 柵極區(qū)域包括呈陣列排布的多個柵極單元，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。每個柵極單元 呈近似正方形，每個柵極單元包括四個邊部以及四個角區(qū)，該四個柵極單元都具有一個角 區(qū)與其他三個柵極單元的角區(qū)相鄰且對應(yīng)。在一個例子中，柵極單元在四個角上呈斜角。柵 極單元的四個角也可以采用圓弧形。
[0013] 源極區(qū)域位于柵極單元之間。在相鄰四個柵極單元22-1，22-2,22-3和22-4之間、 相互相鄰的四個角區(qū)圍繞的源極區(qū)的中心處放置一個或幾個源極接觸孔26。在一個例子 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] 每個柵極單元（例如22-1)中間的區(qū)域為漏極區(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，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 通過的靜電測試標準決定，例如希望通過2千伏靜電測試和通過4千伏靜電測試，其值可能 不一樣。
[0015]由漏極接觸孔24_1，24_2，24_3和24_4為頂點的虛線框可定義一個重復(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。在這樣的一個重復(fù)單元中，每個源 極接觸孔的電流分別流向（或來自）周邊的四個漏極接觸孔，每個漏極接觸孔大約接收(或 提供)1/4的來自（去)該源極接觸孔的電流，反之同理，每個漏極接觸孔的電流分別流向（或 來自）周邊的四個源極接觸孔，每個源極接觸孔大約接收(或提供)1/4的來自（去往)該源極 接觸孔的電流。在一個例子中，重復(fù)單元為正方形。
[0016]如此設(shè)計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] 對于功率器件來說，通常希望寬長比足夠大，所以通常M0S功率器件的長度被設(shè)置 為最小多晶硅柵極寬度。在標準自對準M0S工藝中，柵極寬度用來定義M0S管的溝道長度。一 般可通過定義單位有效M0S管寬度的面積消耗來比較功率器件的面積有效性，實現(xiàn)單位有 效M0S管寬度所需的面積越小越優(yōu)。
[0018] 下面計算并比較本實用新型實施例和現(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。在一個典型0.5wii工藝中，dg = 0.5wii，dc = 0.4lim，dd =1.2iim，ds = 0.3iim〇
[0020] 可以計算重復(fù)單元的邊長為：
[0021 ]義2 = dc + 2 x W + 2 x t/g + ViiA.
[0022]因此，X2 = 4.224mi。其中，下腳標2指代本實用新型實施例。
[0023]對于圖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 驗測量的經(jīng)驗值確定。根據(jù)經(jīng)驗公式每個拐角的有效寬度為
[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] 計算可得:人2=l. 76
[0033] 而對于圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)方案(下腳標1指代現(xiàn)有技術(shù)），可以計算重復(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] 計算可得人1 = 2.4
[0040] 所以山>A2成立。
[0041]可見本實用新型實施例比現(xiàn)有技術(shù)圖1，單位有效M0S管寬度的面積消耗更小。反 過來說，同等面積來說，本實用新型實施例的單位有效M0S管寬度更大。一般而言，柵極寬度 即為溝道長度。溝道長度越小，器件導(dǎo)通電流能力越強。因此，同等面積來說，本實用新型實 施例提供更強的導(dǎo)通電流能力。
[0042]另外，本實用新型中每個漏極接觸孔到每個源極接觸孔的間距完全相等，結(jié)構(gòu)對 稱性好，其抗靜電特性更佳。
[0043]以上所述的【具體實施方式】，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進 一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的【具體實施方式】而已，并不用于限 定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替 換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種MOS管，包括： 呈陣列排布的多個柵極單元，每個柵極單元呈正方形，每個柵極單元包括四個邊部以 及四個角區(qū)，相鄰的兩個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柵極 單元，該四個柵極單元都具有一個角區(qū)與其他三個柵極單元的角區(qū)相鄰且對應(yīng)； 位于各個柵極單元內(nèi)的漏極區(qū)； 位于各個柵極單元內(nèi)的漏極區(qū)的中心處的漏極接觸孔； 位于各個柵極單元之間的源極區(qū)； 位于所述四個柵極單元的相互相鄰的四個角區(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應(yīng)的柵極單元的對應(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，各自的正方 形彼此成45度角旋轉(zhuǎn)關(guān)系。
【文檔編號】H01L29/423GK205452293SQ201521131947
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月30日
【發(fā)明人】王釗
【申請人】無錫中感微電子股份有限公司