集成有检测单元和器件单元的版图结构的制作方法

本技术涉及半导体，特别涉及一种集成有检测单元和器件单元的版图结构。

背景技术：

1、屏蔽栅场效应晶体管(shielded gate trench，sgt)具有导通损耗低、栅极电荷低、开关速度快、器件发热小、能效高等优点，产品可广泛用于个人电脑、笔记本电脑、上网本或手机、照明(高压气体放电灯)产品以及电视机(液晶或等离子电视机)和游戏机等高端消费电子产品的电源或适配器。

2、而随着屏蔽栅场效应晶体管的技术的持续进步和持续完善，客户的需求不断提高，在sgt模块的基础之上还将集成有更多外围电路(包括检测单元)。例如，在芯片内部集成电流传感器，该电流传感器采用标准电阻进行芯片内的电流检测，实现对sgt模块的电流监控，以更好的保护模块内部的芯片。而如何优化芯片内的器件单元和检测单元的布局，也将直接影响到芯片内的集成电路的整体尺寸和电路密度。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种集成有检测单元和器件单元的版图结构，以提高版图的利用率，实现高密度集成。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种集成有检测单元区和器件单元区的版图结构，包括：器件单元区，用于设置器件单元，所述器件单元区具有第一器件区和第二器件区，所述第一器件区沿着第一方向延伸，所述第二器件区连接所述第一器件区的一端并沿着第二方向延伸，其中所述第一方向和所述第二方向相互垂直；检测单元区，用于设置检测单元，所述检测单元区的面积相对于所述器件单元区的面积等比例缩小，所述检测单元区位于所述第一器件区的另一端并和所述第一器件区相间隔，以及所述检测单元区和所述第二器件区均在所述第一器件区的同一侧沿着第二方向延伸。

3、可选的，所述检测单元区沿着第二方向远离所述第一器件区的边界与所述第二器件区沿着第二方向上远离所述第一器件区的边界齐平。

4、可选的，所述器件单元包括第一晶体管器件，所述检测单元包括第二晶体管器件，所述第一晶体管器件和所述第二晶体管器件均为屏蔽栅场效应晶体管。以及，所述版图结构还包括第一源极金属、第二源极金属和栅极金属；其中，所述第一源极金属部分覆盖所述器件单元区，以使所述器件单元区内的第一晶体管器件的屏蔽电极电连接至所述第一源极金属；所述第二源极金属部分覆盖所述检测单元区，以使所述检测单元区内的第二晶体管器件的屏蔽电极电连接至所述第二源极金属；以及，所述栅极金属部分覆盖所述器件单元区和所述检测单元区，以使所述第一晶体管器件的栅电极和所述第二晶体管器件的栅电极均电连接至所述栅极金属。

5、可选的，在所述器件单元区内设置有源极导电插塞和栅极导电插塞，所述器件单元区内的源极导电插塞连接至所述第一源极金属，所述栅极导电插塞连接至所述栅极金属。其中，在所述第一器件区的中间区域和所述第二器件区的内侧端部上设置有所述源极导电插塞，并且所述第一器件区内的源极导电插塞在第二方向上对齐排布，所述第二器件区内的源极导电插塞在第二方向上对齐排布；以及，在所述第一器件区的两端和所述第二器件区的外侧端部上设置有所述栅极导电插塞，并且所述第二器件区的外侧端部上的栅极导电插塞和所述第一器件区内对应端部上的栅极导电插塞沿着第二方向对齐排布。

6、可选的，在所述检测单元区内也设置有源极导电插塞和栅极导电插塞，所述检测单元区内的源极导电插塞连接至所述第二源极金属，所述栅极导电插塞连接至所述栅极金属。其中，在所述检测单元区内的源极导电插塞设置在所述检测单元区的内侧端部上，并在第二方向上对齐排布；在所述检测单元区内的栅极导电插塞设置在所述检测单元区的外侧端部，并且所述检测单元区内的栅极导电插塞与所述第一器件区内对应端部上的栅极导电插塞沿着第二方向对齐排布。

7、可选的，所述第一源极金属至少覆盖所述第一器件区的中间区域和所述第二器件区的内侧端部；所述第二源极金属至少覆盖所述检测单元区的内侧端部。以及，所述栅极金属包括两个相互连接并均沿着第二方向延伸的第一金属臂和第二金属臂，所述第一金属臂覆盖所述第二器件区的外侧端部上的栅极导电插塞和所述第一器件区内对应端部上的栅极导电插塞，所述第二金属臂覆盖所述检测单元区的外侧端部上的栅极导电插塞和所述第一器件区内对应端部上的栅极导电插塞。

8、可选的，所述器件单元区内设置有多条沿着第一方向延伸且平行设置的第一沟槽，所述检测单元区内设置有多条沿着第一方向延伸且平行设置的第二沟槽，所述第一沟槽和所述第二沟槽均用于填充栅极材料以形成栅极结构。

9、可选的，所述器件单元区中，多个第一沟槽中包括长沟槽和短沟槽，所述长沟槽的长度大于短沟槽的长度，并且多个长沟槽设置在所述第一器件区内并沿着第二方向紧邻排布，多个短沟槽设置在所述第二器件区内并沿着第二方向依次排布。

10、可选的，在所述器件单元区和所述检测单元区的外周还均设置有终端结构，所述终端结构包括终端沟槽和填充在所述终端沟槽内的电极。其中，在所述器件单元区内，所述终端沟槽在所述第一沟槽的端部与所述第一沟槽连通；在所述检测单元区内，所述终端沟槽在所述第二沟槽的端部与所述第二沟槽连通。

11、可选的，在所述器件单元区内，所述终端沟槽内的电极与所述第一沟槽中的屏蔽电极均连接至所述第一源极金属；在所述检测单元区内，所述终端沟槽内的电极与所述第二沟槽中的屏蔽电极均连接至所述第二源极金属。

12、在本实用新型提供的集成有检测单元和器件单元的版图结构中，其检测单元区的面积相对于器件单元区的面积等比例缩小，从而可通过对检测单元区进行检测(例如，电流检测)，之后经过等比例放大即可以计算出器件单元区内相对应的参数信息(例如，可以实现电流检测的目的，防止芯片因为太大的电流而损坏芯片的使用)。并且，本实用新型中，将检测单元区设置在与第二器件区的同一侧，以充分利用第一器件区远离第二器件区的端部空间，提高版图的利用率，使整体结构更加紧凑，有利于提高芯片的可靠性，降低了损耗，并在减小了芯片体积的同时提高了产能。

技术特征：

1.一种集成有检测单元和器件单元的版图结构，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的版图结构，其特征在于，所述检测单元区沿着第二方向远离所述第一器件区的边界与所述第二器件区沿着第二方向上远离所述第一器件区的边界齐平。

3.如权利要求1所述的版图结构，其特征在于，所述器件单元包括第一晶体管器件，所述检测单元包括第二晶体管器件，所述第一晶体管器件和所述第二晶体管器件均为屏蔽栅场效应晶体管；

4.如权利要求3所述的版图结构，其特征在于，在所述器件单元区内设置有源极导电插塞和栅极导电插塞，所述器件单元区内的源极导电插塞连接至所述第一源极金属，所述栅极导电插塞连接至所述栅极金属；其中，

5.如权利要求4所述的版图结构，其特征在于，在所述检测单元区内也设置有源极导电插塞和栅极导电插塞，所述检测单元区内的源极导电插塞连接至所述第二源极金属，所述栅极导电插塞连接至所述栅极金属；其中，

6.如权利要求5所述的版图结构，其特征在于，所述第一源极金属至少覆盖所述第一器件区的中间区域和所述第二器件区的内侧端部；所述第二源极金属至少覆盖所述检测单元区的内侧端部；以及，

7.如权利要求1所述的版图结构，其特征在于，所述器件单元区内设置有多条沿着第一方向延伸且平行设置的第一沟槽，所述检测单元区内设置有多条沿着第一方向延伸且平行设置的第二沟槽，所述第一沟槽和所述第二沟槽均用于填充栅极材料以形成栅极结构。

8.如权利要求7所述的版图结构，其特征在于，所述器件单元区中，多个第一沟槽中包括长沟槽和短沟槽，所述长沟槽的长度大于短沟槽的长度，并且多个长沟槽设置在所述第一器件区内并沿着第二方向紧邻排布，多个短沟槽设置在所述第二器件区内并沿着第二方向依次排布。

9.如权利要求7所述的版图结构，其特征在于，在所述器件单元区和所述检测单元区的外周还均设置有终端结构，所述终端结构包括终端沟槽和填充在所述终端沟槽内的电极；

10.如权利要求9所述的版图结构，其特征在于，所述版图结构还包括第一源极金属和第二源极金属，在所述器件单元区内，所述终端沟槽内的电极与所述第一沟槽中的屏蔽电极均连接至所述第一源极金属；在所述检测单元区内，所述终端沟槽内的电极与所述第二沟槽中的屏蔽电极均连接至所述第二源极金属。

技术总结
本技术提供了一种集成有检测单元和器件单元的版图结构。该版图结构中，检测单元区的面积相对于器件单元区的面积等比例缩小，从而可通过对检测单元区进行检测，并经过等比例放大即可以计算出器件单元区内相对应的参数信息。并且，本技术中，将检测单元区设置在与第二器件区的同一侧，以充分利用第一器件区远离第二器件区的端部空间，提高版图的利用率，使整体结构更加紧凑，有利于提高芯片的可靠性，降低了损耗，并在减小了芯片体积的同时提高了产能。

技术研发人员：徐承福,蒋平
受保护的技术使用者：绍兴中芯集成电路制造股份有限公司
技术研发日：20230320
技术公布日：2024/1/14