專利名稱：一種功率vdmosfet結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率VDM0SFET結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體工藝水平的不斷提高與新技術(shù)的完善，功率VDM0SFET隨之得到了飛躍式的發(fā)展?，F(xiàn)在的設(shè)計(jì)研制正朝著高壓、高頻、大電流方向發(fā)展，成為目前新型電力電子器件研究的重點(diǎn)。在這背景下，全新的高電壓，大功率的VDM0SFET的設(shè)計(jì)方法不斷涌現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種功率VDM0SFET結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，該方法大大提高了產(chǎn)品的擊穿電壓和可靠性。本發(fā)明的功率VDM0SFET結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟首先對(duì)元胞結(jié)構(gòu)選取，采用正六角形品字排列的元胞結(jié)構(gòu)；其次對(duì)柵電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，將柵極壓焊點(diǎn)處的金屬引伸到離壓焊點(diǎn)較遠(yuǎn)的元胞單元處，功率管從壓焊點(diǎn)處引伸三條金屬條并與下面的多晶硅相接觸；最后是結(jié)終端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用場(chǎng)板覆蓋保護(hù)環(huán)的方式，通過(guò)增加鋁場(chǎng)板的長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明方法設(shè)計(jì)的芯片，其各項(xiàng)指標(biāo)都得到優(yōu)化，而且起到了場(chǎng)板和場(chǎng)限環(huán)的效果，避免了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在場(chǎng)板的邊緣產(chǎn)生新的電場(chǎng)峰值，也避免了電壓在場(chǎng)板邊緣和場(chǎng)限環(huán)之間的提前擊穿。


圖1是根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的VDM0SFET器件的俯視剖面圖。圖2是圖1中VDM0SFET器件的側(cè)視剖面圖。圖中Lw表示窗口擴(kuò)散區(qū)長(zhǎng)度，Xjp為P-區(qū)結(jié)深，L為MOSFET的溝道長(zhǎng)度；W為 VDM0SFET單位面積元胞溝道寬度。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明提供一種首先對(duì)元胞結(jié)構(gòu)選取由于正三角形元胞的電場(chǎng)容易集中，導(dǎo)致漏源擊穿電壓的降低；六角形元胞的對(duì)角線與對(duì)邊距的比值小于方形元胞的對(duì)角線與邊長(zhǎng)的比值，電流分布的均勻性好，曲率效應(yīng)??；圓形元胞犧牲率(即A’ / Acell，其中A’為元胞邊緣結(jié)合處電流不能流過(guò)的無(wú)效區(qū)面積，Acell為元胞總面積)大于六角形元胞。因此，600V高壓VDM0SFET器件采用正六角形“品”字排列的元胞結(jié)構(gòu)，如圖1所示。其次對(duì)柵電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化功率VDM0SFET由很多小元胞單元并聯(lián)組成。而由于柵極多晶硅電阻的存在，使得在一定的柵極偏壓下，離柵極壓焊點(diǎn)較遠(yuǎn)的元胞溝道不能充分開(kāi)啟。因此，為了降低柵電極材料電阻的影響，通常將柵極壓焊點(diǎn)處的金屬引伸到離壓焊點(diǎn)較遠(yuǎn)的元胞單元處。功率管從壓焊點(diǎn)處引伸3條金屬條并與下面的多晶硅相接觸。 最后是結(jié)終端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的場(chǎng)板與場(chǎng)限環(huán)相結(jié)合的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)，如果場(chǎng)板和保護(hù)環(huán)的間距過(guò)大，場(chǎng)板下的耗盡層擴(kuò)展到保護(hù)環(huán)之前PN結(jié)就首先擊穿，保護(hù)環(huán)將起不到作用。現(xiàn)采用場(chǎng)板覆蓋保護(hù)環(huán)的方式，避免了傳統(tǒng)場(chǎng)板與場(chǎng)限環(huán)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難題，而使其簡(jiǎn)單化。這種結(jié)構(gòu)在版圖設(shè)計(jì)上通過(guò)增加鋁場(chǎng)板的長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)，比較容易控制，使得金屬覆蓋過(guò)離主結(jié)最近的場(chǎng)限環(huán)，它不僅起到了場(chǎng)板和場(chǎng)限環(huán)的效果，又避免了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在場(chǎng)板的邊緣產(chǎn)生新的電場(chǎng)峰值，避免了電壓在場(chǎng)板邊緣和場(chǎng)限環(huán)之間的提前擊穿。
通過(guò)仿真結(jié)果得出本文結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出的芯片的各項(xiàng)指標(biāo)都優(yōu)于常規(guī)設(shè)計(jì)的指標(biāo)。如下表所示
權(quán)利要求
1.一種功率VDM0SFET結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟 首先對(duì)元胞結(jié)構(gòu)選取，采用正六角形品字排列的元胞結(jié)構(gòu)；其次對(duì)柵電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，將柵極壓焊點(diǎn)處的金屬引伸到離壓焊點(diǎn)較遠(yuǎn)的元胞單元處，功率管從壓焊點(diǎn)處引伸三條金屬條并與下面的多晶硅相接觸；最后是結(jié)終端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用場(chǎng)板覆蓋保護(hù)環(huán)的方式，通過(guò)增加鋁場(chǎng)板的長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率VDM0SFET結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述的功率 VDM0SFET的源極擊穿電壓為600V，通態(tài)電流為12A，導(dǎo)通電阻小于0. 35 Ω。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種功率VDMOSFET結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟首先對(duì)元胞結(jié)構(gòu)選取，采用正六角形品字排列的元胞結(jié)構(gòu)；其次對(duì)柵電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，將柵極壓焊點(diǎn)處的金屬引伸到離壓焊點(diǎn)較遠(yuǎn)的元胞單元處，功率管從壓焊點(diǎn)處引伸三條金屬條并與下面的多晶硅相接觸；最后是結(jié)終端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用場(chǎng)板覆蓋保護(hù)環(huán)的方式，通過(guò)增加鋁場(chǎng)板的長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明方法設(shè)計(jì)的芯片，其各項(xiàng)指標(biāo)都得到優(yōu)化，而且起到了場(chǎng)板和場(chǎng)限環(huán)的效果，避免了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在場(chǎng)板的邊緣產(chǎn)生新的電場(chǎng)峰值，也避免了電壓在場(chǎng)板邊緣和場(chǎng)限環(huán)之間的提前擊穿。
文檔編號(hào)H01L21/336GK102332396SQ20111033118
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者林康生, 陳品霞 申請(qǐng)人:博嘉圣(福州)微電子科技有限公司