金氧半場效電晶體布局結構的製作方法
2024-02-21 07:43:15 1
專利名稱：金氧半場效電晶體布局結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種金氧半場效電晶體布局結構，特別涉及一種具有較高有效信道寬度及較高組件密度的金氧半場效電晶體布局結構，可提升傳統布局電路的組件密度及提升其有效信道寬度，達到降低成本及更高功率操作的目的。
背景技術：
近年來，金氧半場效電晶體(Metal Oxide Semiconductor, M0S)都是以組件尺寸縮小來達到增加組件速度及驅動電流的目的，但是根據ITRS roadmap，利用組件尺寸縮小以提升組件操作速度的方法趨近極限。因此，利用組件尺寸縮小來達到性能的改善，顯的越來越不容易。此外，具有大線寬的金氧半場效電晶體(Power M0S)也廣泛地被應用作為電源管理應用的電源開關。不過，此類金氧半場效電晶體的源極與漏極的過長連接導線會導致一些缺陷或問題，例如連 接導線的嚴重電壓降。此外，由於考慮到積集度的因素，功率組件的晶胞間距必須越小越好，因此金氧半場效電晶體的源極與漏極的金屬連接導線寬度勢必受限。源極與漏極的金屬連接導線的長度也因電致遷移(Electron Migration)的問題而受限，尤其是在金屬連接導線寬度受限時。因此傳統高功率金氧半場效電晶體很難兼具大電流功能與高積集度布局兩種性質。參照美國專利公告號第7，132，717號，標題為具有低輸出電阻與高電流限制的功率金屬氧化物半導體電晶體布局(Power Metal Oxide Semiconductor Transistor Layoutwith Lower Output Resistance and High Current Limit),公開了一種功率金屬氧化物半導體電晶體布局，特別關於一種使用網狀連接導線或一平面化連接導線，然而該案於源極/漏極導線連接時，並未清楚公開其靜電防護(Electrostatic Discharge, ESD)布局規則。現請參考圖1A，其顯示現有技術金氧半場效電晶體布局結構100，其由金氧半場效電晶體布局數組Iio組成。金氧半場效電晶體布局數組110包括源極120、漏極130、柵極140、電晶體150、連接源極導線160及連接漏極導線170。現請參考圖1B，其顯示現有技術的金氧半場效電晶體布局結構的漏極與源極連接圖。其中連接源極導線160與連接漏極導線170之連接方式皆採取斜線連接。一般而言，其具有⑴於源極120、漏極130之角落是否順利連接⑵聯機電路不對稱的問題。因此，有必要提出一種具有較高有效信道寬度及較高組件密度的金氧半場效電晶體布局結構以解決上述所提及的問題。
發明內容
本發明的主要目的在於提供一種金氧半場效電晶體布局結構，可用於CMOS製程中，以具有較高有效信道寬度及較高組件密度。為達上述目的，本發明提供一種金氧半場效電晶體布局結構，其包含一基板；一具有正十字圖案之共漏極區；至少兩個具有格子圖案的共源極區；一具有正十字圖案的共源極區；至少兩個具有格子圖案的共漏極區；以及至少兩個共柵極區。該具有正十字圖案的共漏極區，形成於該基板上；該至少兩個具有格子圖案的共源極區，配置於該具有正十字圖案的共漏極區的四個角落，形成於該基板上；該具有正十字圖案的共源極區，形成於該基板上；該至少兩個具有格子圖案的共漏極區，配置於該具有正十字圖案的共漏極區的四個角落，形成於該基板上；以及該至少兩個共柵極區，配置於該具有正十字圖案的共漏極區與至少兩個具有格子圖案的共源極區、該具有正十字圖案的共源極區與該至少兩個具有格子圖案的共漏極區以及該至少兩個具有格子圖案的共漏極區與該至少兩個具有格子圖案的共源極區之間，形成於該基板上。本發明金氧半場效電晶體布局結構具有以下功效利用具有正十字圖案的共漏極區與至少兩個具有格子圖案的共漏極區、具有正十字圖案的共源極區與至少兩個具有格子圖案的共源極區所形成具有正十字圖案共漏極區 與正十字圖案共源極的混成式數組，其可提升傳統布局電路的組件密度及提升其有效信道寬度，以達降低成本及更高功率操作的目的。與傳統布局電路比較，於相同面積下，其可提升約一倍的電晶體數量。為讓本發明的上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖IA為現有技術金氧半場效電晶體布局結構示意圖；圖IB為現有技術金氧半場效電晶體布局結構的漏極與源極連接圖；圖2A為本發明具有較高有效信道寬度及較高組件密度的金氧半場效電晶體布局結構示意圖；圖2B為本發明金氧半場效電晶體布局結構的漏極連接圖；圖2C為本發明金氧半場效電晶體布局結構的漏極連接圖。主要組件符號說明100金氧半場效電晶體 110金氧半場效晶體120源極布局結構管布局數組130漏極140柵極 150電晶體160連接源極導線170連接漏極導線200具有較高有效信道寬度及較高組件密度的金氧半場效電晶體布局結構210具有正十字圖案共 220具有正十字圖案221至少兩個具有格子圖漏極區與正十字圖的共漏極區案的共漏極區案共源極的混成式數組230具有正十字圖案的 231至少兩個具有格240至少兩個共柵極區
共源極區子圖案的共源極區250電晶體260第一網狀導線270第二網狀導線280具有正十字圖案共 290具有正十字圖案漏極區的網格共源極區的網格
具體實施例方式雖然本發明可表現為不同形式之實施例，但附圖所示者及於下文中說明者係為本發明可之較佳實施例，並請了解本文所揭示者系考慮為本發明之一範例，且並非意圖用以 將本發明限制於圖示及/或所描述之特定實施例中。現請參考圖2A，其顯示本發明具有較高有效信道寬度及較高組件密度之金氧半場效電晶體布局結構示意圖。其包含一基板；一具有正十字圖案的共漏極區220 ;至少兩個具有格子圖案的共源極區231 具有正十字圖案的共源極區230 ;至少兩個具有格子圖案的共漏極區221 ;以及至少兩個共柵極區240。具有正十字圖案的共漏極區220，形成於該基板上；至少兩個具有格子圖案的共源極區231，配置於該具有正十字圖案的共漏極區220的四個角落，形成於該基板上；具有正十字圖案的共源極區230，形成於該基板上；至少兩個具有格子圖案的共漏極區221，配置於該具有正十字圖案的共漏極區221的四個角落，形成於該基板上；以及該至少兩個共柵極區240，配置於該具有正十字圖案的共漏極區220與至少兩個具有格子圖案的共源極區231、具有正十字圖案的共源極區230與至少兩個具有格子圖案的共漏極區221以及至少兩個具有格子圖案的共漏極區221與至少兩個具有格子圖案的共源極區231之間，形成於該基板上。其格子圖案可為矩形、正方形及菱形之一。需注意的是，其中具有正十字圖案的共漏極區220、至少兩個具有格子圖案的共源極區231與至少兩個共柵極區240可形成具有正十字圖案共漏極區的網格280。具有正十字圖案的共源極區230、至少兩個具有格子圖案的共漏極區221與至少兩個共柵極區240可形成具有正十字圖案共源極區的網格290。而具有正十字圖案共漏極區的網格280配置於任兩個相鄰之具有正十字圖案共源極區的網格290之間，進而形成具有正十字圖案共漏極區與正十字圖案共源極的混成式數組210。此外，具有正十字圖案共漏極區的網格280與具有正十字圖案共源極區的網格290之間為至少兩個共柵極區240。一般而言，本發明具有較高有效信道寬度及較高組件密度的金氧半場效電晶體布局結構200,其可實現於監寶石基板、娃基板、神化嫁基板、絕緣層上覆娃基板、娃錯基板及玻璃基板上。而具有正十字圖案共漏極區與正十字圖案共源極的混成式數組210可被實現於 0. 35 u m、0. 25 u m、0. 18 u m、0. 13 u m、90nm、45nm 或更先進的製程中。現請參考圖2B，其顯示本發明金氧半場效電晶體布局結構的漏極連接圖。其中，任兩個相鄰之具有正十字圖案共漏極區的網格280與具有正十字圖案共源極區的網格290分別包含具有正十字圖案的共漏極區220與至少兩個具有格子圖案的共漏極區221、至少兩個具有格子圖案的共漏極區221之間以一第一網狀導線260連接。現請參考圖2C，其顯示本發明金氧半場效電晶體布局結構的源極連接圖。其中，任兩個相鄰之具有正十字圖案共源極區的網格290與具有正十字圖案共漏極區的網格280分別包含該具有正十字圖案的共源極區230與至少兩個具有格子圖案的共源極區231、至少兩個具有格子圖案的共源極區231之間以一第二網狀導線270連接。一般而言，此處所使用第一網狀導線260與第二網狀導線270為銅金屬。亦即，本發明具有較高有效信道寬度及較高組件密度金氧半場效電晶體皆為採用並聯的排列方式。現請再次參考圖IA與圖2A，其電晶體150與電晶體250之數量，於單位面積下，使用具有正十字圖案共漏極區與正十字圖案共源極的混成式數組210的電晶體數量約可提
升一倍。於一實施例中，若具有正十字圖案共漏極區與正十字圖案共源極的混成式數組210為3X3數組，亦即其中包含5組具有正十字圖案共源極區的網格290及4組具有正十字圖案共漏極區的網格280。本發明金氧半場效電晶體數量可達72顆電晶體。 綜上所述，本發明具有較高有效信道寬度及較高組件密度的金氧半場效電晶體布局結構具有以下功效利用具有正十字圖案的共漏極區與至少兩個具有格子圖案的共漏極區、具有正十字圖案的共源極區與至少兩個具有格子圖案的共源極區形成具有正十字圖案共漏極區與正十字圖案共源極的混成式數組，其可提升傳統布局電路的組件密度及提升其有效信道寬度，以達降低成本及更高功率操作之目的。與傳統布局電路比較，於相同面積下，其可提升約一倍的電晶體數量。雖然本發明已以前述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。如上述的解釋，都可以作各型式的修正與變化，而不會破壞此創作的精神。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應所述以權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1.一種金氧半場效電晶體布局結構，其特徵在於，包含 一基板； 一具有正十字圖案的共漏極區，形成於該基板上； 至少兩個具有格子圖案的共源極區，配置於該具有正十字圖案的共漏極區的四個角落，形成於該基板上； 一具有正十字圖案的共源極區，形成於該基板上； 至少兩個具有格子圖案的共漏極區，配置於該具有正十字圖案的共漏極區的四個角落，形成於該基板上；以及 至少兩個共柵極區，配置於該具有正十字圖案的共漏極區與至少兩個具有格子圖案的共源極區、該具有正十字圖案的共源極區與該至少兩個具有格子圖案的共漏極區以及該至少兩個具有格子圖案的共漏極區與該至少兩個具有格子圖案的共源極區之間，形成於該基板上； 其中該具有正十字圖案的共漏極區、該至少兩個具有格子圖案的共源極區與該至少兩個共柵極區可形成一具有正十字圖案共漏極區的網格，且該具有正十字圖案的共源極區、該至少兩個具有格子圖案的共漏極區與該至少兩個共柵極區可形成一具有正十字圖案共源極區的網格。
2.如權利要求I所述的金氧半場效電晶體布局結構，其特徵在於，該基板為藍寶石基板、矽基板、砷化鎵基板、絕緣層上覆矽基板、矽鍺基板及玻璃基板。
3.如權利要求I所述的金氧半場效電晶體布局結構，其特徵在於，該格子圖案為矩形、正方形及菱形。
4.如權利要求I所述的金氧半場效電晶體布局結構，其特徵在於，該具有正十字圖案共漏極區的網格配置於任兩個相鄰的該具有正十字圖案共源極區的網格之間，進而形成一具有正十字圖案共漏極區與正十字圖案共源極的混成式數組。
5.如權利要求I所述的金氧半場效電晶體布局結構，其特徵在於，該具有正十字圖案共漏極區的網格與該具有正十字圖案共源極區的網格之間為該至少兩個共柵極區。
6.如權利要求5所述的金氧半場效電晶體布局結構，其特徵在於，該具有正十字圖案共漏極區與正十字圖案共源極的混成式數組被實現於0. 35 V- m、0. 25 u m、0. 18 u m、0.13 V- m、90nm、45nm或更先進的製程中。
7.如權利要求I所述的金氧半場效電晶體布局結構，其特徵在於，任兩個相鄰的該具有正十字圖案共漏極區的網格與該具有正十字圖案共源極區的網格分別包含該具有正十字圖案的共漏極區與該至少兩個具有格子圖案的共漏極區、該至少兩個具有格子圖案的共漏極區之間以一第一網狀導線連接。
8.如權利要求I所述的金氧半場效電晶體布局結構，其特徵在於，任兩個相鄰的該具有正十字圖案共源極區的網格與該具有正十字圖案共漏極區的網格分別包含該具有正十字圖案的共源極區與該至少兩個具有格子圖案的共源極區、該至少兩個具有格子圖案的共源極區之間以一第二網狀導線連接。
全文摘要
本發明公開了一種金氧半場效電晶體布局結構。該布局結構中使用一具有正十字圖案的共漏極區與至少兩個具有格子圖案的共漏極區、一具有正十字圖案的共源極區與至少兩個具有格子圖案的共源極區所形成的一具有正十字圖案共漏極區與正十字圖案共源極的混成式數組，可提升傳統布局電路的組件密度及提升其有效信道寬度的優點，以達降低成本及更高功率操作的功效。
文檔編號H01L29/78GK102760766SQ20111019481
公開日2012年10月31日 申請日期2011年7月12日 優先權日2011年4月28日
發明者吳美珍, 莊家碩, 賴宜賢 申請人:創傑科技股份有限公司