[发明专利]沟道型功率器件版图结构、半导体功率器件及电子设备

说明书

本发明涉及半导体功率器件技术领域，特别涉及一种沟道型功率器件版图结构、半导体功率器件及电子设备。该沟道型功率器件版图结构包括：多个版图单元；每个版图单元具有栅极区以及四个环绕栅极区分布的沟道区；沿行方向或列方向，任意两个相邻的沟道区的沟道相互垂直。不论是行方向还是列方向，相邻的两个沟道区的沟道相互垂直，可以改善沟道结构的晶圆的应力分布，有利于消除晶圆的翘曲；而沟道区环绕栅极区设置，方便晶圆在测试中扎针，也方便晶圆的上芯封装。

技术领域

本发明涉及半导体功率器件技术领域，特别涉及一种沟道型功率器件版图结构、半导体功率器件及电子设备。

背景技术

以IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极性晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管)为代表的半导体功率器件是当今电力电子领域的主流器件，也是弱电控制强电的关键器件。这些半导体率器件广泛应用于诸如功率控制电路、驱动电路等电路结构中，特别是在各种变频电机、光伏逆变及智能电网、新能源汽车、电力机车牵引驱动等领域有着不可替代的作用。

随着功率器件制造技术的发展，目前沟道场终止型IGBT大都采用薄片工艺(晶圆的厚度为70um)，随着技术的发展，IGBT会越来越薄，且目前英飞凌已经实现IGBT直径12英寸、厚度50um的晶圆量产。晶圆厚度越来越薄，同时(沟道)的则设计越来越小，这样的结构发展趋势导致晶圆易发生翘曲。

现有的沟道型功率器件版图结构中，均采用如图1所示的沟道设计，栅极区10位于整个沟道区20的其中一个角。这种结构设计无疑会加剧晶圆的翘曲，而且，沟道区20的沟道尺寸越小，翘曲越严重。在一种具体的沟道型功率器件版图结构中，采用同一方向沟道设计版图，而在制作不同区域的沟道时将版图横向分别纵向排列，以使制作的相邻版图单元中的沟道区20的沟道相互垂直排布，最终得到如图2所示的功率器件的版图结构，从而改善晶圆翘曲。但是这种制作方法在晶圆测试时，需要调整测试扎针位置和程序，影响晶圆生产进度；同时在芯片封装时，还需要调整方向上芯，影响封装上芯进度。

发明内容

本发明公开了一种沟道型功率器件版图结构、半导体功率器件及电子设备，用于改善晶圆的翘曲现象，同时不影响晶圆生产的其他工序。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种沟道型功率器件版图结构，包括：多个版图单元；

每个所述版图单元具有栅极区以及四个环绕所述栅极区分布的沟道区；

沿行方向或列方向，任意两个相邻的沟道区的沟道相互垂直。

上述沟道型功率器件版图结构中的每个版图单元具有四个沟道区，不论是行方向还是列方向，相邻的两个沟道区的沟道相互垂直，可以改善沟道结构的晶圆的应力分布，有利于消除晶圆的翘曲；而沟道区环绕栅极区设置，方便晶圆在测试中扎针，也方便晶圆的上芯封装。

可选地，每个所述沟道区具有用于与所述栅极区匹配对应的避让缺口。

可选地，每个所述沟道区包括并排设置的第一沟道组和第二沟道组；

所述第一沟道组的第一端与所述第二沟道组的第一端平齐，所述第二沟道组的第二端短于所述第二沟道组的第二端以形成所述避让缺口。

可选地，所述第一沟道组包括多条并排设置的第一沟道，所述第二沟道组包括多条并排设置的第二沟道。

可选地，任意两条相邻的所述第一沟道之间的间距与任意两条相邻的所述第二沟道之间的间距相等。

可选地，所述版图单元数量为四个，每个所述版图单元为正方形。

一种半导体功率器件，包括上述技术方案提供的任一种沟道型功率器件版图结构。