专利名称：一种有源区金属与终端区形成电连接的版图的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体芯片版图设计结构，特别涉及一种有源区金属与终端区形成电连接的版图。
背景技术：
绝缘栅双极晶体管IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)是新型的大功率器件，它集MOSFET栅极电压控制特性和双极型晶体管低导通电阻特性于一身，改善了器件耐压和导通电阻相互牵制的情况，具有高电压、大电流、高频率、功率集成密度高、输入阻抗大、导通电阻小、开关损耗低等优点。在变频家电、工业控制、电动及混合动力汽车、新能源、智能电网等诸多领域获得了广泛的应用空间。IGBT终端是围绕器件有源区外围的保护结构。优良的终端保护结构是功率器件(诸如功率二极管、功率MOS管、IGBT等)实现预定耐压的重要保障。终端结构按实现形式可以分为:延伸型和截断型。延伸型终端结构是在主结边缘处设置延伸结构，将主结耗尽区向外展宽，降低内部电场强度提高击穿电压，用于平面工艺，如场板(FP)、阻性场板(SIP0S)、场限环(FGR)、结终端延伸(JTE)、横向变掺杂(VLD)、RESURF等；而截断型终端结构是刻蚀深槽，截断曲面结，影响表面电场分布，常用于台面或刻蚀工艺。
实用新型内容本实用新型所要解决的 技术问题是提供一种能够提高器件整体的可靠性的有源区金属与终端区形成电连接的版图。为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种有源区金属与终端区形成电连接的版图，包括与栅极连接的多晶硅、与栅极连接的金属层、场限环组成的终端区域、有源区的源极金属层、及与主结和第一级场限环中间区域连接的金属，在版图中有源区与终端区的过渡区的四条边中部位置或四个拐角位置，有源区的源极金属层和与主结和第一级场限环中间区域连接的金属形成电连接；在版图中有源区与终端区的过渡区的四条边中部位置或四个拐角位置之外的位置，有源区的源极金属层和与主结和第一级场限环中间区域连接的金属无电连接。进一步地，所述有源区与终端区的过渡区的四条边中部位置或四个拐角位置的终端结构包括背面包含集电极的衬底、终端场限环、掺杂类型与衬底相反的主结、覆盖场限环的氧化层或者钝化层、掺杂类型与衬底相反的IGBT元包的基区、掺杂类型与衬底相同的IGBT元包的发射极、栅极多晶硅、有源区的源极金属层、与主结和第一级场限环中间区域连接的金属、及栅极金属电极，有源区的源极金属层和与主结和第一级场限环中间区域连接的金属存在电连接。进一步地，所述有源区与终端区的过渡区的四条边中部位置或四个拐角位置之外的位置的终端结构包括背面包含集电极的衬底、终端场限环、掺杂类型与衬底相反的主结、覆盖场限环的氧化层或者钝化层、掺杂类型与衬底相反的IGBT元包的基区、掺杂类型与衬底相同的IGBT元包的发射极、栅极多晶硅、有源区的源极金属层、与主结和第一级场限环中间区域连接的金属、及栅极金属电极，有源区的源极金属层和与主结和第一级场限环中间区域连接的金属无电连接。本实用新型提供的一种有源区金属与终端区形成电连接的版图结构，不仅可以完成一般版图设计中所要完成的任务，如栅电极的串联电阻尽可能小，各处栅电极的电位尽可能平衡等，还能够提高芯片的有源区和终端区过渡区域位置的抗闩锁能力，增加该位置的可靠性，进一步提高了器件整体的可靠性。
图1为本实用新型实施例提供的在过渡区域四条边中间位置存在电连接的版图结构。图2为本实用新型实施例提供的在过渡区域四个拐角位置存在电连接的版图结构。图3为本实用新型实施例提供的无直接电连接的元包与终端结构示意图。图4为本实用新型实施例提供的存在电连接的元包与终端结构示意图。
具体实施方式
参见图1和图2，本实用新型提供的一种有源区金属与终端区形成电连接的版图，包括与栅极连接的多晶硅6、与栅极连接的金属层8、场限环组成的终端区域2、有源区的源极金属层7、及与主结和第一级场限环中间区域连接的金属7a，与栅极连接的多晶硅6和与栅极连接的金属层7组成了用于降低多晶硅栅极串联电阻、平衡了整个芯片上的栅极电压的栅极总线(gatebus)。在版图中四条边中间位置A处和四个拐角位置B处，有源区的源极金属层7和与主结2a和第一级场限环2中间区域连接的金属7a形成电连接。参见图4，在版图中的过渡区结构包括背面包含集电极的衬底1、掺杂类型与衬底相反的场限环2、掺杂类型与衬底相反的主结2a、覆盖场限环的氧化层或者钝化层3、掺杂类型与衬底相反的IGBT元包的基区4、掺杂类型与衬底相同的IGBT元包的发射极5、栅极多晶硅6、有源区的源极金属层7、与主结2a和第一级场限环2中间区域连接的金属7a、及栅极金属电极8，有源区的源极金属层7和与主结2a和第一级场限环2中间区域连接的金属7a存在电连接。为了使有源区金属与终端区形成电连接，在版图设计过程中在图1和图2中的A处和B处形成电连接；具体实施方法是将A处和B处的结构所在的区域组成gatebus的部分金属层断开，只剩余多晶硅，而这个部分由A处和B处的结构代替，A处和B处的结构为金属。参见图3，在版图中除A处或B处外的其他位置的过渡区结构包括背面包含集电极的衬底1、终端场限环2、掺杂类型与衬底相反的主结2a、覆盖场限环的氧化层或者钝化层3、掺杂类型与衬底相反的IGBT元包的基区4、掺杂类型与衬底相同的IGBT元包的发射极5、栅极多晶硅6、有源区的源极金属层7、与主结2a和第一级场限环2中间区域连接的金属7a、及栅极金属电极8，但有源区的源极金属层7和与主结2a和第一级场限环2中间区域连接的金属7a不存在直 接电连接。[0016]当然，本实用新型所述的版图结构中将有源区的源极金属层7和与主结2a和第一级场限环2中间区域连接的金属7a形成电连接的位置并不限于上述A处和B处，也可以选择其他适当的位置。本实用新型实施例提供的一种实现有源区金属与终端区电连接的芯片版图设计结构，在终端位置提供了电流泄放通路。在开通和关断过程中也即在动态过程中，避免了器件电流流向与终端区紧邻的第一圈有源区元包，而是通过该泄放通路流过，避免了造成该位置闩锁的发生和最终导致的失效。同时，避免了器件在截至状态，PN结反偏漏电流流向与终端区紧邻的第一圈有源区元包，形成热电正反馈最终导致器件的失效，提高了器件通过HTRB的比例。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实 用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种有源区金属与终端区形成电连接的版图，其特征在于:包括与栅极连接的多晶硅、与栅极连接的金属层、场限环组成的终端区域、有源区的源极金属层、及与主结和第一级场限环中间区域连接的金属，在版图中有源区与终端区的过渡区的四条边中部位置或四个拐角位置，有源区的源极金属层和与主结和第一级场限环中间区域连接的金属形成电连接；在版图中有源区与终端区的过渡区的四条边中部位置或四个拐角位置之外的位置，有源区的源极金属层和与主结和第一级场限环中间区域连接的金属无电连接。
2.根据权利要求1所述的版图，其特征在于:所述有源区与终端区的过渡区的四条边中部位置或四个拐角位置的终端结构包括背面包含集电极的衬底、终端场限环、掺杂类型与衬底相反的主结、覆盖场限环的氧化层或者钝化层、掺杂类型与衬底相反的IGBT元包的基区、掺杂类型与衬底相同的IGBT元包的发射极、栅极多晶硅、有源区的源极金属层、与主结和第一级场限环中间区域连接的金属、及栅极金属电极，有源区的源极金属层和与主结和第一级场限环中间区域连接的金属存在电连接。
3.根据权利要求1所述的版图，其特征在于:所述有源区与终端区的过渡区的四条边中部位置或四个拐角位置之外的位置的终端结构包括背面包含集电极的衬底、终端场限环、掺杂类型与衬底相反的主结、覆盖场限环的氧化层或者钝化层、掺杂类型与衬底相反的IGBT元包的基区、掺杂类型与衬底相同的IGBT元包的发射极、栅极多晶硅、有源区的源极金属层、与主结和第 一级场限环中间区域连接的金属、及栅极金属电极，有源区的源极金属层和与主结和第一级场限环中间区域连接的金属无电连接。
专利摘要本实用新型提供了一种有源区金属与终端区形成电连接的版图，在版图中四条边中部位置或四个拐角位置，有源区的源极金属层和与主结和第一级场限环中间区域连接的金属形成电连接。本实用新型提供的一种实现有源区金属与终端区电连接的芯片版图设计方案，不仅可以完成一般版图设计中所要完成的任务，还能够提高芯片的有源区和终端区过渡区域位置的抗闩锁能力，增加该位置的可靠性，进一步提高了器件整体的可靠性。
文档编号H01L29/40GK203134806SQ20132012193
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月18日 优先权日2012年11月23日
发明者褚为利, 朱阳军, 吴振兴, 陆江 申请人:中国科学院微电子研究所, 上海联星电子有限公司, 江苏中科君芯科技有限公司