发明名称 具有高主动单元密度之功率沟槽式双扩散金氧半元件
摘要 本发明提供一种具有加强电流传输能力之沟槽式(Trench)双扩散金氧半(DMOS)电晶体的设计方法;其主要的更新点在于以和主动单元不同大小之保护单元,周期性地取代阵列中的主动单元;当以此方法来设计元件时,大幅地增加单位面积中元件的单元密度是可能的。这使元件中所能使用的通道面积也得到相对应的增加,因此,增加了它的电流传输能力。
申请公布号 TW417303 申请公布日期 2001.01.01
申请号 TW088112050 申请日期 1999.07.16
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 刘中民;洪建中;蔡铭进;高明哲;姚俊敏
分类号 H01L29/772 主分类号 H01L29/772
代理机构 代理人
主权项 1.一种高功率的固态元件,它包含了一个排列成二维阵列的DMOS主动单元,每个主动单元包含了一层N+汲极层及第一个P型区块;这个P型区块并含有第一个主动区域;一个取代了一定数量主动单元的保护单元,它包含了第二个P型区块;前述的第一个P型区块和汲极区域的间隔称为第一个间距;第一个间距不会超过6微米;而且,前述的第二个P型区块和汲极之间的间隔称为第二个间距;而第二个间距一定小于上述的第一个间距。2.如申请专利范围第1项所述之固态元件,其主动的DMOS单元具有大于每平方英寸2千万单元之单元密度。3.如申请专利范围第1项所述之固态元件,其被保护单元所取代的主动单元数目是介于1至16个。4.如申请专利范围第1项所述之固态元件,所有的单元都被沟槽所分隔;该沟槽的表面会先有一层闸极绝缘层,再用多晶矽加以填满。5.如申请专利范围第1项所述之固态元件,其最大的操作电压是介于10伏特到40伏特。6.如申请专利范围第1项所述之固态元件,其第二个间距小于6微米。7.如申请专利范围第1项所述之固态元件,其主动DMOS单元具有长方形或正六边形的形状。8.如申请专利范围第1项所述之固态元件,其保护单元可以包含有第二个主动区域。9.一个高功率的固态元件,它包含:一个排列成阵列的DMOS主动单元,每个主动单元包了一层N+汲极层及第一个P型区块;该P型区块并有第一个主动区域;一个取代了一定数量主动单元的保护单元,它包含了第二个P型区块;前述的第一个P型区块和汲极区域的间隔称为第一个间距;第一个间距不会超过6微米;而且,前述的第二个P型区块和汲极之间的间隔称为第二个间距;而第二个间距一定小于上述的第一个间距。10.如申请专利范围第9项所述之固态元件,其用来保护DMOS元件的保护单元所具有的线性单元密度约为每一个主动单元中含有1/2至1/16个保护单元。11.如申请专利范围第9项所述之固态元件,所有的单元都被沟槽所分隔;沟槽的表面会先有一层闸极绝缘层,再用多晶矽加以填满。12.如申请专利范围第9项所述之固态元件,其最大的操作电压是介于10伏特到40伏特。13.如申请专利范围第9项所述之固态元件,其第二个间距小于6微米。14.如申请专利范围第9项所述之固态元件,其保护单元可以包含有第二个主动区域。图式简单说明:第一图为一个DMOS元件之横截面图,它显示了由三个相同单元所形成的规则架构。第二图显示了现有技术的设计方式及其元件之崩溃电压的控制方法。第三图为第二图中元件横截面之平面图。第四图为传统之二维阵列架构的平面图,它显示了一个保护单元如何取代元件中的主动单元。第五图为根据本发明所设计之DMOS元件的横截面图,图中显示使用一个较大的保护单元之方法。第六图为第五图中元件横截面图之平面图,它显示了一组线性排列且成对的主动单元。第七图为一二维阵列的平面图,它显示了较大的保护单元是如何来取代主动单元。第八图为针对本发明所提出的元件架构与之前专利的元件架构所做的单位面积等效通道宽度对保护单元密度之关系图。
地址 新竹县竹东镇中兴路四段一九五号