[发明专利]一种MOSFET芯片布局结构

说明书

技术领域

本发明属于半导体器件领域，涉及一种MOSFET芯片布局结构。

背景技术

集成电路版图(integrated circuit layout)，是真实集成电路物理情况的平面几何形状描述。集成电路版图是集成电路设计中最底层步骤物理设计的成果，物理设计通过布局、布线技术将逻辑综合的成果——门级的网表转换成物理版图文件，这个文件包含了各个硬件单元在芯片上的形状、面积和位置信息。版图设计的结果必须遵守制造工艺、时序、面积、功耗等的约束。版图设计是借助电子设计自动化工具来完成的。集成电路版图完成后，整个集成电路设计流程基本结束。随后，半导体加工厂会接收版图文件，利用具体的半导体器件制造技术，来制造实际的硬件电路。

如果以标准的工业流程进行集成电路制造，即化学、热学以及一些与光刻有关的变量可以得到精确控制，那么最终制造出的集成电路的行为在很大程度上取决于不同“几何形状”之间的相互连接以及位置决定。集成电路布局工程师的工作是将组成集成电路芯片的所有组件安置和连接起来，并符合预先的技术要求。通常这些技术要求包括性能、尺寸和制造可行性。在版图图形中，不同颜色图形形状可以分别代表金属、二氧化硅或组成集成电路组件的其他半导体层。同时，版图可以提供导体、隔离层、接触、通孔、掺杂注入层等方面的信息。

生成的版图必须经过一系列被称为物理验证的检查流程。设计人员必须使版图满足制造工艺、设计流程和电路性能三方面带来的约束条件。其中，制造工艺往往要求电路符合最小线宽等工艺限制，而功率耗费、占用面积也是考虑的因素。

金属-氧化层半导体场效晶体管，简称金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)，是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管(field-effect transistor)。MOSFET的原意是：MOS(Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体)，FET(Field Effect Transistor场效应晶体管)，即以金属层(M)的栅极隔着氧化层(O)利用电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管。

功率晶体管一般用于控制功率电子器件合理工作，通过功率电子器件为负载提供大功率的输出。功率晶体管已广泛应用于控制功率输出，高频大功率晶体管的应用电子设备的扫描电路中，如彩电，显示器，示波器，大型游戏机的水平扫描电路，视放电路，发射极的功率放大器等，亦广泛应用到例如对讲机，手机的射频输出电路，高频振荡电路和高速电子开关电路等电路中。

功率场效应晶体管分为结型和绝缘栅型，但通常主要指绝缘栅型中的MOS型(Metal Oxide Semiconductor FET)，简称功率MOSFET(Power MOSFET)。功率MOSFET按导电沟道种类可分为P沟道和N沟道，按栅极电压幅值可分为耗尽型和增强型。其中，耗尽型的特点为：当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道；增强型的特点为：对于N(P)沟道器件，栅极电压大于(小于)零时才存在导电沟道。功率MOSFET主要是N沟道增强型。

作为功率MOSFET来说，有两项参数是最重要的。一个是RDS(ON)，即通态时的漏源电阻。另一个是QG，即栅极电荷，实际即栅极电容。为了提高功率MOSFET的性能，需要尽量降低RDS(ON)。沟道电阻是RDS(ON)的一个重要组成部分。沟道电阻，即栅极下沟道的电阻。当前功率MOSFET发展的一个重要趋势就是把单个原胞的面积愈做愈小，原胞的密度愈做愈高，其原因就是为了降低沟道电阻。

为进一步增加原胞密度，也可以采用挖槽工艺。通常称为TRENCH(沟槽)MOSFET。沟槽结构的沟道是纵向的，所以其占有面积比横向沟道为小，从而可进一步增加原胞密度。

随着科技的发展，对MOSFET芯片的要求越来越高，如何进一步合理安排MOSFET版图布局，使得有源区面积占芯片总面积的比例最大化，以设计更多的原胞结构，进一步降低漏源导通电阻RDS(ON)，成为本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种MOSFET芯片布局结构，用于解决现有技术中功率晶体管的漏源导通电阻有待进一步降低的问题。