[實用新型]溝道型功率器件版圖結構、半導體功率器件及電子設備

有效

• 申請號: 201922178796.0
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN210837754U
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 肖婷;史波;吳佳蒙;曾丹;曹俊
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司;珠海零邊界集成電路有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L27/082;H01L29/739
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 趙凱莉

本實用新型涉及半導體功率器件技術領域，特別涉及一種溝道型功率器件版圖結構、半導體功率器件及電子設備。該溝道型功率器件版圖結構包括：多個版圖單元；每個版圖單元具有柵極區以及四個環繞柵極區分布的溝道區；沿行方向或列方向，任意兩個相鄰的溝道區的溝道相互垂直。不論是行方向還是列方向，相鄰的兩個溝道區的溝道相互垂直，可以改善溝道結構的晶圓的應力分布，有利于消除晶圓的翹曲；而溝道區環繞柵極區設置，方便晶圓在測試中扎針，也方便晶圓的上芯封裝。

技術領域

本實用新型涉及半導體功率器件技術領域，特別涉及一種溝道型功率器件版圖結構、半導體功率器件及電子設備。

背景技術

以IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極性晶體管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半場效晶體管)為代表的半導體功率器件是當今電力電子領域的主流器件，也是弱電控制強電的關鍵器件。這些半導體率器件廣泛應用于諸如功率控制電路、驅動電路等電路結構中，特別是在各種變頻電機、光伏逆變及智能電網、新能源汽車、電力機車牽引驅動等領域有著不可替代的作用。

隨著功率器件制造技術的發展，目前溝道場終止型IGBT大都采用薄片工藝(晶圓的厚度為70um)，隨著技術的發展，IGBT會越來越薄，且目前英飛凌已經實現IGBT直徑12英寸、厚度50um的晶圓量產。晶圓厚度越來越薄，同時(溝道)的則設計越來越小，這樣的結構發展趨勢導致晶圓易發生翹曲。

現有的溝道型功率器件版圖結構中，均采用如圖1所示的溝道設計，柵極區10位于整個溝道區20的其中一個角。這種結構設計無疑會加劇晶圓的翹曲，而且，溝道區20的溝道尺寸越小，翹曲越嚴重。在一種具體的溝道型功率器件版圖結構中，采用同一方向溝道設計版圖，而在制作不同區域的溝道時將版圖橫向分別縱向排列，以使制作的相鄰版圖單元中的溝道區20的溝道相互垂直排布，最終得到如圖2所示的功率器件的版圖結構，從而改善晶圓翹曲。但是這種制作方法在晶圓測試時，需要調整測試扎針位置和程序，影響晶圓生產進度；同時在芯片封裝時，還需要調整方向上芯，影響封裝上芯進度。

實用新型內容

本實用新型公開了一種溝道型功率器件版圖結構、半導體功率器件及電子設備，用于改善晶圓的翹曲現象，同時不影響晶圓生產的其他工序。

為達到上述目的，本實用新型提供以下技術方案：

一種溝道型功率器件版圖結構，包括：多個版圖單元；

每個所述版圖單元具有柵極區以及四個環繞所述柵極區分布的溝道區；

沿行方向或列方向，任意兩個相鄰的溝道區的溝道相互垂直。

上述溝道型功率器件版圖結構中的每個版圖單元具有四個溝道區，不論是行方向還是列方向，相鄰的兩個溝道區的溝道相互垂直，可以改善溝道結構的晶圓的應力分布，有利于消除晶圓的翹曲；而溝道區環繞柵極區設置，方便晶圓在測試中扎針，也方便晶圓的上芯封裝。

可選地，每個所述溝道區具有用于與所述柵極區匹配對應的避讓缺口。

可選地，每個所述溝道區包括并排設置的第一溝道組和第二溝道組；

所述第一溝道組的第一端與所述第二溝道組的第一端平齊，所述第二溝道組的第二端短于所述第二溝道組的第二端以形成所述避讓缺口。

可選地，所述第一溝道組包括多條并排設置的第一溝道，所述第二溝道組包括多條并排設置的第二溝道。

可選地，任意兩條相鄰的所述第一溝道之間的間距與任意兩條相鄰的所述第二溝道之間的間距相等。

可選地，所述版圖單元數量為四個，每個所述版圖單元為正方形。