一种射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于半导体器件【技术领域】，公开了一种射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构，包括：栅指单元、漏指单元以及横向扩散金属氧化物半导体LDMOS；LDMOS的栅极端与栅指单元相连，漏极端与漏指单元相连；漏指单元包括：漏指基底以及用于管脚连接的漏端延伸结构；栅指单元包括：多个栅指基底以及其延伸结构，用于管脚连接的管脚连接件；管脚连接件呈梳齿形；呈梳齿形的管脚连接件顶端与栅指基底相连，且连接点位于呈梳齿形的管脚连接件的顶部中心位置；管脚连接件的梳齿状延伸结构与LDMOS的栅极端相连；漏端延伸结构与LDMOS的漏极端相连。本实用新型通过对称设置的栅指单元降低寄生电感电阻的影响，改善电压分布；同时优化信号相位同步率，提高芯片效率。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及半导体器件【技术领域】，特别涉及一种射频横向扩散金属氧化物半 导体版图结构。 一种射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构
【背景技术】
[0002] 射频横向扩散金属氧化物半导体RF-LDMOS(Radio Frequency Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor,射频横向扩散金属氧化物半导体）为现代雷达和无线通信基 站等的核心部件；阵列使用时，通过金属连接结构统一连接，即通过栅指和漏指结构统一连 接。
[0003] 参见图1，传统的RF-LDM0S版图，由于栅指结构7长度较长，其寄生电阻电感较大， 不能忽略，导致从版图中心位置到两侧的器件栅端呈电压分布效应；即从栅指结构中心到 栅指结构两端电压不一致，一般呈现递减分布，因而越靠近中心位置的器件功耗越大，这样 使得中心位置的器件极容易因为功耗过大过热烧毁；另一方面，栅端的引出金属线，无论如 何设置引线密度，任一引线传输的信号到中心位置的器件列和两端的器件列的电长度不一 致，
[0004] 因而导致信号的相位不一致，这样会使得芯片不能有效实现功率放大作用。 实用新型内容
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种降低电压分布效应，以及信号相位差 的射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构。
[0006] 为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种射频横向扩散金属氧化物半导体版 图结构，包括：栅指单元、漏指单元以及横向扩散金属氧化物半导体LDM0S ;所述LDM0S的栅 极端与所述栅指单元相连，漏极端与所述漏指单元相连；其特征在于，所述漏指单元包括： 漏指基底以及用于管脚连接的漏端延伸结构；所述栅指单元包括：多个栅指基底以及其延 伸结构，用于管脚连接的管脚连接件；所述管脚连接件呈梳齿形；所述呈梳齿形的管脚连 接件顶端与所述栅指基底相连，且连接点位于所述梳齿形管脚连接件的顶部中心位置；所 述梳齿形管脚连接件的梳齿状延伸结构与所述LDM0S的栅极端相连；所述漏端延伸结构与 所述LDM0S的漏极端相连。
[0007] 进一步地，所述漏端延伸结构位于所述梳齿形管脚连接件的任意两个相邻梳齿状 延伸结构间或者位于相邻栅指单元的两个相邻梳齿状延伸结构间。
[0008] 进一步地，任意一个梳齿状延伸结构与其相邻的一个漏端延伸结构间均连接多个 LDM0S构成一个器件列。
[0009] 进一步地，同一栅指单元连接的多个器件列中，相邻的两个器件列中，靠近中心的 器件列包含的LDM0S数量小于等于远离中心的器件列所包含的LDM0S的数量。
[0010] 进一步地，同一栅指单元连接的多个栅指基底中，靠近芯片中心的栅指基底连接 的LDM0S的数量小于等于远离中心的栅指基底连接的LDM0S的数量。
[0011] 进一步地，当一个芯片中存在多个栅指单元时，靠近芯片中心的栅指单元连接的 LDM0S的数量小于等于远离中心的栅指单元连接的LDM0S的数量。
[0012] 进一步地，当同一栅指基底存在η个所述管脚连接件时，所述栅指基底上设置η个 用于连接η个所述管脚连接件的连接点；所述η个连接点包括所述栅指基底的两端点；所 述η个连接点等间距分布在所述栅指基底上；η为大于等于2的自然数。
[0013] 进一步地，所述漏指基底均分成多段漏指基底单元；其中，漏指基底单元的数量与 栅指基底的数量相等。
[0014] 进一步地，任一所述栅指基底中的管脚连接件的数量为2个；对称分布在所述栅 指基底的两端。
[0015] 进一步地,所述管脚连接件的梳齿状延伸结构数量为2个。
[0016] 本实用新型提供的射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构革新传统的版图结 构，将栅指结构分为多个独立的栅指基底，每个栅指基底设置用于管脚连接的管脚连接件， 为关于栅指基底中心对称的梳齿形的延伸结构，这种结构形成的寄生电阻和电感关于栅指 基底中心对称，从而使得栅指基底两端的电压分布一致，大大降低了电压分布效应，避免器 件过热烧毁；同时信号到两端的器件列的距离相同，从而大大减小信号相位差，改善信号通 路的相位均匀性，改善器件效率；此外多个分离的栅指基底，使得每部分栅指单元的整体阻 抗增加，降低内匹配难度。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为传统射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构；
[0018] 图2为本实用新型实施例一提供的射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构；
[0019] 图3为本实用新型实施例二提供的射频横向扩散金属氧化物半导体版图单元结 构。
【具体实施方式】
[0020] 实施例一
[0021] 参见图2,本实用新型实施例提供的一种射频横向扩散金属氧化物半导体版图结 构，包括：栅指单元、漏指单元以及横向扩散金属氧化物半导体LDM0S ;横向扩散金属氧化 物半导体LDM0S的栅极端与栅指单元相连，漏极端与漏指单元相连；漏指单元包括：漏指基 底5以及用于管脚连接的漏端延伸结构；栅指单元包括：栅指基底1以及其延伸结构，用于 管脚连接的管脚连接件2 ;管脚连接件2呈梳齿形；管脚连接件2顶端与栅指基底1相连， 且连接点位于梳齿形管脚连接件2的顶部中心位置；梳齿形管脚连接件2的梳齿状延伸结 构与LDM0S4的栅极端相连；漏端延伸结构与LDM0S4的漏极端相连。
[0022] 将传统版图中的栅指结构划分成多个独立的栅指单元，解决的栅指结构过长的问 题，其电压分布效应降低，避免了靠近栅指结构中部的器件因为过热烧毁；同时采用栅指单 元两端对称设置延伸结构，即管脚连接件2,使得寄生电感电阻关于栅指基底1的中心对 称，因而在栅指单元内部电压分布是一致的，进一步降低了器件过热烧毁的风险；采用独立 的多个栅指单元，使得器件到栅指基底中部信号接入点的距离相同，因而大大降低了信号 相位差，改善信号通路的相位均匀性，改善器件效率。
[0023] 漏端延伸结构位于梳齿形管脚连接件2的任意两个相邻梳齿状延伸结构间或者 位于相邻栅指单元的两个相邻梳齿状延伸结构间。任意一个梳齿状延伸结构与其相邻的一 个漏端延伸结构间均连接多个LDM0S构成一个器件列。尽可能多的容纳器件，从而保证单 位封装面积内产生更多的输出功率。
[0024] 为了避免相邻的栅指基底间出现局部过热的情况，避免热效应的影响；优选的，漏 端延伸结构位于同一梳齿形管脚连接件的任意相邻两梳齿状延伸结构间；去除两栅指单元 间的器件列，避免出现局部热效应。
[0025] 为了避免局部热量过大，优选的，同一栅指基底连接的多个器件列中，相邻的两 个器件列中，靠近中心的器件列包含的LDM0S数量小于等于远离中心的器件列所包含的 LDM0S的数量；使得栅指单元结构内部的不至于产生过大的热量，避免影响器件安全。
[0026] 矩阵式排布的系统弊端就是中心区域的热量过大，难以散失，优选的，当一个芯片 中存在多个栅指单元时，靠近芯片中心的栅指单元连接的LDM0S的数量小于等于远离中心 的栅指单元连接的的LDM0S的数量。从而通过限制器件的数量，限制芯片中心区域产生的 热量，避免中心区域过热。
[0027] 当同一栅指基底存在η个管脚连接件时，栅指基底上设置η个用于连接η个管脚 连接件的连接点；η个连接点包括所述栅指基底的两端点；η个连接点等间距分布在栅指基 底上；η为大于等于2的自然数。以此保证两边产生的寄生电阻电感相同，避免电压分布不 均的情况。
[0028] 实施例二
[0029] 参见图3,在实施例一的基础上，革新漏指结构，将其设置成多个独立的漏指基底 结构，其数量与栅指基底的栅指基底的数量相同。栅指基底1与漏指基底3作为连接作为 LDMS器件4的连接结构，通过管脚连接件2连接多个LDMS器件4,构成最小的RF-LDM0S 版图单元；多个最小的RF-LDM0S版图单元构成完整的版图结构；相对于传统的半版图结构 中，采用一对栅指和漏指结构连接所有器件的方式，本实施例提出的栅指和漏指结构可以 进一步降低空间占用，使得单位面积内的器件数量更多，适用于多胞合成技术，在同等封装 面积下功率能力更强。
[0030] 本实施例还对管脚连接件及其梳齿状延伸结构的数量进行优化，任一栅指基底中 的管脚连接件的数量为2个；对称分布在栅指基底的两端；管脚连接件的梳齿状延伸结构 数量为2个。这种状态下的结构，使得电压分布最为平均，电压分布效应相对最小。
[0031] 同时，针对某些大功率的需求情况，可以设置多层的管脚连接件串联，呈树形图分 布；即，第一层设置多个管脚连接件，每个管脚连接件的梳齿状延伸结构连接一个管脚连接 件从而构成第二层管脚连接件；以此类推，可以根据实际需要，设置多层管脚连接件；同时 要考虑，单位封装面积内的输出功率，避免因为过多的栅指结构占用过大的空间。
[0032] 本实用新型实施例提供的射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构革新传统的 版图结构，将栅指结构分为多个独立的栅指基底，每个栅指基底两侧对称设置梳齿形的延 伸结构，这种结构形成的寄生电阻和电感关于栅指基底中心对称，从而使得栅指基底两端 的电压分布一致，大大降低了电压分布效应，避免器件过热烧毁；同时信号到两端的器件列 的距离相同，从而大大减小信号相位差，改善信号通路的相位均匀性，改善器件效率；此外 多个分离的栅指基底，使得每部分栅指单元的整体阻抗增加，降低内匹配难度。
[0033] 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. 一种射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构，包括：栅指单元、漏指单元以及横 向扩散金属氧化物半导体LDMOS ;所述LDMOS的栅极端与所述栅指单元相连，漏极端与所述 漏指单元相连；其特征在于，所述漏指单元包括：漏指基底以及用于管脚连接的漏端延伸 结构；所述漏端延伸结构为漏指基底的梳齿状延伸结构；所述棚指单兀包括：多个棚指基 底及各栅指基底的延伸结构；所述栅指基底的延伸结构为用于管脚连接的管脚连接件；所 述管脚连接件呈梳齿形；所述呈梳齿形的管脚连接件顶端与所述栅指基底相连，且连接点 位于所述呈梳齿形的管脚连接件的顶部中心位置；所述管脚连接件的梳齿状延伸结构与所 述LDMOS的栅极端相连；所述漏端延伸结构与所述LDMOS的漏极端相连。
2. 如权利要求1所述的射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构，其特征在于：所述 漏端延伸结构位于所述管脚连接件的任意两个相邻梳齿状延伸结构间或者位于相邻栅指 基底的两个相邻梳齿状延伸结构间。
3. 如权利要求2所述的射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构，其特征在于：任意 一个梳齿状延伸结构与其相邻的一个漏端延伸结构间均连接多个LDMOS ;所述多个LDMOS 构成一个器件列。
4. 如权利要求3所述的射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构，其特征在于：同一 栅指基底连接的多个器件列中，相邻的两个器件列中，靠近中心的器件列包含的LDMOS的 数量小于等于远离中心的器件列所包含的LDMOS的数量。
5. 如权利要求3所述的射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构，其特征在于：同一 栅指单元连接的多个栅指基底中，靠近芯片中心的栅指基底连接的LDMOS的数量小于等于 远离中心的栅指基底连接的LDMOS的数量。
6. 如权利要求3所述的射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构，其特征在于：当一 个芯片中存在多个栅指单元时，靠近芯片中心的栅指单元连接的LDMOS的数量小于等于远 离中心的栅指单元连接的LDMOS的数量。
7. 如权利要求4?6任一项所述的射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构，其特征 在于：当同一栅指基底存在η个所述管脚连接件时，所述栅指基底上设置η个用于连接η个 所述管脚连接件的连接点；所述η个连接点包括所述栅指基底的两端点；所述η个连接点 等间距分布在所述栅指基底上；η > 2。
8. 如权利要求7所述的射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构，其特征在于：所述 漏指基底均分成多段漏指基底单元；其中，漏指基底单元的数量与栅指基底的数量相等。
9. 如权利要求8所述的射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构，其特征在于：任一 所述栅指基底连接的管脚连接件的数量为2个；对称分布在所述栅指基底的两端。
10. 如权利要求9所述的射频横向扩散金属氧化物半导体版图结构，其特征在于：所述 管脚连接件的梳齿状延伸结构数量为2个。
【文档编号】H01L29/78GK203895454SQ201420199261
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】李赛, 李科, 丛密芳, 杜寰 申请人:上海联星电子有限公司