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半导体元件及其制造方法

xiaoxiao2020-08-01  2

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专利名称:半导体元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体元件及其制造方法,且特别涉及一种半导体元件 的集成电路布局。
背景技术
半导体元件的物理结构决定此半导体元件的效能。举例来说,半导体元 件的沟道长度以及沟道宽度会影响半导体元件的电流大小。由于电路布局直 接影响半导体元件的物理结构,因此进而影响半导体元件的效能。
半导体元件所产生的热能可能会损坏半导体元件。因此,如何减少热能 一直是半导体电路布局的重要议题。由于热能的大小与电流密度成正比,因 此在电路布局时须要减小电流密度。
在半导体元件当中,开关元件(switch)通常传导大量电流,换言之,大部
分的功率消耗是由开关元件产生。因此开关元件决定了半导体元件能够承受 多少功率消耗。在传统的开关元件布局当中,通常将多晶硅设置于基板上来
引发电流。当多晶硅增加,电流密度会随之上升,上升的电流密度可能会损 坏半导体元件。
因此需要一个新的半导体元件结构,能够分散电流来降低电流密度,防 止由功率消耗转换而来的热能损坏半导体元件。

发明内容
因此本发明的一方面就是在提供一种半导体元件,能够分散电流来降低 电流密度,避免半导体被功率消耗所产生的热能损坏。
依照本发明的一实施例,半导体元件包括多条带状多晶硅、多个漏极金 属区块、多个源极金属区块、第一带状源极金属层、第一带状漏极金属层以 及第一连接线。各个源极金属区块位于漏极金属区块之间,带状多晶硅则横 跨漏极金属区块以及源极金属区块。第一带状源极金属层电性连接部分源极 金属区块。第一带状漏极金属层电性连接部分漏极金属区块。第一连接线耦 接于带状多晶硅,这些第一连接线排列成网状。
4本发明的另 一 方面就是在提供一种半导体元件的制造方法,以此方法所 制造出的半导体元件能够分散电流来降低电流密度,避免半导体被功率消耗 所产生的热能损坏。
依照本发明的另 一实施例,半导体元件的制造方法首先在基板上形成多 个带状多晶硅,并在这些带状多晶硅上形成介电层。然后形成源极金属层以 及漏极金属层,此源极金属层以及漏极金属层分别接触基板上的源极以及漏 极。接着将多条第一金属线以及多条第二金属分别耦接至漏极金属层以及源 极金属层,其中各第一金属线的两端耦接至漏极金属层,各第二金属线的两 端耦接至源极金属层。
根据上述实施例,半导体元件结构能够分散电流来降低电流密度,避免 半导体被功率消耗所产生的热能损坏。


为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂,附
图的详细i兌明如下
图1绘示本发明一实施例的半导体元件。
图2绘示本发明 一 实施例半导体元件的制造方法流程图。
附图标记说明
101:漏极金属区块103:源极金属区块
105:带状多晶硅107:第二带状漏极金属层
109:第 一连接线111:第二连4妄线
113:第一带状漏极金属层115:第三带状漏极金属层
117:第一金属线119:第一带状源极金属层
121:第二带状源极金属层123:第三带状源极金属层
125:第二金属线127:接触窗
129:第三连接线131:接触窗
201--211:半导体元件制造步骤
具体实施例方式
请参照图1,其绘示本发明一实施例的半导体元件。半导体器件,如
晶体管或开关元件,主要包括多条带状多晶硅105、多个漏极金属区块101、多个源极金属区块103。各个源极金属区块103位于两漏极金属区块101之 间,带状多晶硅105则横跨漏极金属区块101以及源极金属区块103。接触 窗127位于漏极金属区块101以及源极金属区块103上,两接处窗127之间 则设置带状多晶硅105。带状多晶硅105与接处窗127引发电流在漏极金属 区块101以及源才及金属区块103之间流动。
半导体元件还包括第一带状源极金属层119、第二带状源极金属层121 以及第三带状源极金属层123。为了在第二带状源极金属层121上引线以接 收源极电压,第二带状源极金属层121的宽度需大于65,。第一带状源极 金属层119电性连接部分源极金属区块103,以汇集自源极金属区块103而 来的电流。第三带状源极金属层123电性连接第一带状源极金属层119以及 第二带状源极金属层121。源极电压可自第二带状源极金属层121传递至第 一带状源极金属层119,电流因而可从源极金属区块103传递至第二带状源 极金属层121。
在此电路布局下,源极金属区块103分成A、 B、 C三部分,电流也因 而分为三部分。除此之外,多条由金(Au)、铝(A1)、柏(Pt)或锡(Sn)制成的第 二金属线125电性连接第一带状源极金属层119以及第二带状源极金属层 121,来进一步分散电流。换言之,电流分散成为多个分支,电流密度因而 减小,避免晶体管遭到破坏。
半导体元件还包括第一带状漏极金属层113、第二带状漏极金属层107 以及第三带状漏极金属层115。由于需要在第二带状漏极金属层107上引线 来接收漏极电压,因此第二带状漏极金属层107的宽度也需要大于65)im。 为了传递漏极电压,部分漏极金属区块101直接电性连接第二带状漏极金属 层107,来接收漏极电压。其他漏极金属区块101则经由第一带状漏极金属 层113以及第三带状漏极金属层115,电性连接第二带状漏极金属层107, 来接收漏极电压。如此一来,漏极金属区块以及电流也分成A、 B、 C三部 分,电流密度因而减小。
除了上述漏极金属区块以及金属层,多条由金(Au)、铝(A1)、铂(Pt)或锡 (Sn)制成的第一金属线117,电性连接第一带状漏极金属层113以及第二带 状漏极金属层107,来进一步分散电流。再一次,电流被分散成为多个分支, 电流减小密度,晶体管免于遭到热能破坏。
为了连接晶体管的栅极,第一连接线109透过接触窗131耦接至带状多
6晶硅105。第一连接线109与带状多晶硅105交叠成形成H形网状。第二连 接线111电性连接第一连接线109。第三连接线129电性连接至第一连接线 109以及第二连接线111。透过第三连接线129, 4册极电压可由第二连接线 111传递至各第一连接线109。
借着第一连接线109以及第二连接线111,栅极电压或其他信号可均匀 地传递至各带状多晶硅105,各带状多晶硅105因而可同时接收到信号,使 得电流分布更均匀。
请参照图2,并同时参照图1。图2绘示本发明一实施例半导体元件的 制造方法流程图。在制造半导体元件时,例如制造开关元件,首先在硅基板 (Si)上形成多个带状多晶硅层105(在形成多晶硅层的同时,可选择性地形成 硅化钨WSix层)(步骤201),并在带状多晶硅层105上形成介电层(例如硼磷 硅酸盐玻璃;BPSG)(步骤203)。
然后在漏极以及源极上形成4妻触窗127,并在带状多晶硅105上形成接 触窗131(步骤205),其中每两接触窗127之间设置至少两带状多晶硅105。 在步骤205之后,将第一连接线109透过接触窗131耦接至带状多晶硅105 的两端,并将第二连接线111电性连接至第一连接线109(步骤207)。
在形成接触窗127与131之后,形成源极金属层以及漏极金属层(步骤 209)。源极金属层以及漏极金属层分别包括源极金属区块103、第一带状源 极金属层119、第二带状源极金属层121、第三带状源极金属层123,以及漏 极金属区块IOI、第一带状漏极金属层113、第二带状漏极金属层107、第三 带状漏极金属层115。
接着,将第一金属线117以及第二金属线125分别耦接至漏极金属层以 及源极金属层(步骤211),其中第一金属线117的两端均耦接至漏极金属层, 第二金属线125的两端均耦接至源极金属层。
根据上述实施例,半导体元件的源极金属、漏极金属以及金属线,能够 分散电流来降低电流密度,避免半导体元件遭热能损坏。此外,由于带状多 晶硅与相邻的第一导线形成H形网状,西此信号,例如栅极电压,可经由第 一导线同时抵达各带状多晶硅,使电流分布更为均匀。
虽然本发明已以一优选实施例:波露如上,然其并非用以限定本发明,任
何在本发明所属技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,当可 作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种半导体元件,包含多条带状多晶硅;多个漏极金属区块;多个源极金属区块,其中各个源极金属区块位于两漏极金属区块之间,该带状多晶硅则横跨该漏极金属区块以及该源极金属区块;第一带状源极金属层,电性连接部分该源极金属区块;第一带状漏极金属层,电性连接部分该漏极金属区块;以及多条第一连接线耦接于该带状多晶硅,其中该第一连接线排列成网状。
2. 如权利要求1所述的半导体元件,其中该带状多晶硅与相邻的该第一 连接线排列成H形。
3. 如权利要求1所述的半导体元件,还包含第二连接线电性连接该第一 连接线,其中该第二连接线接收栅极电压。
4. 如权利要求3所述的半导体元件,还包含至少一第三连接线耦接该第 一连接线以及该第二连接线,该第三连接线将该栅极电压由该第二连接线传 递至该第一连接线。
5. 如权利要求1所述的半导体元件,还包含第二带状漏极金属层,电性连接部分该漏极金属区块,以接收漏极电压;以及第三带状漏极金属层,电性连接该第一带状漏极金属层以及该第二带状 漏极金属层,该第三带状漏极金属层将该漏极电压传递至该第一带状漏极金 属层。
6. 如权利要求5所述的半导体元件,其中该第二带状漏极金属层的宽度 大于65拜。
7. 如权利要求5所述的半导体元件,还包含多条第一金属线,以引线方 式连接该第一带状漏极金属层以及该第二带状漏极金属层,该第一金属线将 该漏极电压由该第二带状漏极金属层传递至该第一带状漏极金属层。
8. 如权利要求7所述的半导体元件,其中该第一金属线的材料为金、铝、 铀或锡。
9. 如权利要求1所述的半导体元件,还包含第二带状源极金属层;以及多条第二金属线,电性连接该第二带状源极金属层以及该第 一 带状源极
10. 如权利要求9所述的半导体元件,其中该第二金属线的材料为金、 铝、柏或锡。
11. 如权利要求9所述的半导体元件,其中该第二带状源极金属层的宽 度大于65|im。
12. 如权利要求1所述的半导体元件,还包含多个接触窗位于该漏极金 属区块上,其中该带状多晶硅设置于该接处窗之间。
13. —种半导体元件的制造方法,包含 在基板上形成多个带状多晶硅; 在该带状多晶硅上形成介电层;形成源极金属层以及漏极金属层,其中该源极金属层以及该漏极金属层 分别接触该基板上的源极以及漏极;将多条第一金属线耦接至该漏极金属层,其中各第一金属线的两端耦接 至该漏才及金属层;以及将多条第二金属线耦接至该源极金属层,其中各第二金属线的两端耦接 至该源极金属层。
14. 如权利要求13所述的制造方法,还包含将多条第一连接线耦接至该 带状多晶硅的两端。
15. 如权利要求14所述的制造方法,还包含将第二连接线耦接至该第一 连接线。
16. 如权利要求13所述的制造方法,还包含形成多个接触窗,其中每两 该接触窗之间设置至少两该带状多晶硅。
全文摘要
本发明公开了一种半导体元件包括带状多晶硅、漏极金属区块、源极金属区块、第一带状源极金属层、第一带状漏极金属层以及第一连接线。各个源极金属区块位于漏极金属区块之间,带状多晶硅则横跨漏极金属区块以及源极金属区块。第一带状源极金属层电性连接部分源极金属区块。第一带状漏极金属层则电性连接部分漏极金属区块。第一连接线耦接于带状多晶硅,其中第一连接线排列成网状。本发明还公开了一种半导体元件的制造方法。
文档编号H01L23/528GK101540322SQ20081008197
公开日2009年9月23日 申请日期2008年3月21日 优先权日2008年3月21日
发明者薛光博 申请人:原景科技股份有限公司

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