[发明专利]金氧半场效晶体管布局结构及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金氧半场效晶体管布局结构及方法，尤其涉及一种金氧半场效晶体管中的复数个金氧半场效晶体管单元流经大致相同电流的布局结构及方法。

背景技术

现今电脑的主要元件，例如：中央处理器(CPU)、存储器等，其工作电压有逐步下降的发展趋势。在所需的功耗未能等比例下降的情况下，这些元件操作所需的电流则逐步上升。因此，作为电源管理应用中的电源开关--金氧半导体晶体管而言，最大承受电流值也需随之上升。然而，在积体电路积集度提高的发展下，金氧半导体晶体管的源极与漏极的金属连接导线宽度势必受限，使得金属连接导线的电流密度提高及金属连接导线有严重电压降。严重电压则造成金氧半导体晶体管中的金氧半导体晶体管单元导通的电流不均。而金属连接导线的电流密度提高会使电迁移(Electron Migration)的问题变的明显，尤其导通电流不均更会使导通较大电流的金氧半导体晶体管单元更易因电迁移而毁损。因此，现有的功率金氧半导体晶体管很难兼具大电流功能与高积集度布局两种性质。

请参考图1，为一现有的金氧半场效晶体管结构的平面示意图。在此金氧半场效晶体管结构中，栅极导线具有短条状栅极图案31及长条状栅极图案32，蜿蜒并连接金氧半场效晶体管结构中的每个金氧半场效晶体管单元的栅极。而金氧半场效晶体管结构中的金氧半场效晶体管单元源极区域14与漏极区域24则交错地位于长条状栅极图案32之间。漏极金属导线21则具有复数个手指状图案22，源极金属导线11亦具有复数个手指状图案12。手指状图案22与手指状图案12彼此互相交错，而每一手指状图案22则位于一漏极区域24上并通过漏极接触孔23与每个金氧半场效晶体管单元的漏极电性连接，每一手指状图案12则位于一源极区域14上并通过源极接触孔13与每个金氧半场效晶体管单元的源极电性连接。每一手指状图案22具有复数漏极接触孔23，以连接漏极区域24。每一手指状图案12具有复数源极接触孔13，以连接源极区域14。

现有的金氧半场效晶体管结构因过长的源极与漏极连接导线导致严重电压降。请参考图2，为图1所示的金氧半场效晶体管结构中的金氧半场效晶体管单元栅极、漏极及源极电压随连接导线长度变化的示意图，其中线Svol代表源极电压，线Dvol代表漏极电压，线Gvol代表栅极电压。为清楚描述图2与图1间的关系，在此于图1中定义一电流方向Z，故金氧半场效晶体管的电流I是由漏极金属导线21流入而由源极金属导线11流出。在电流的影响下，使得源极电压Svol与漏极电压Dvol随着距离下降而与理想源极电压Svol’与理想漏极电压Dvol’间的差距加大。而由于金氧半场效晶体管的栅极并未流通电流，故栅极电压Gvol并没有变化。在此情况下，每个金氧半场效晶体管单元的栅极-源极电压Vgs会不同，导致每个金氧半场效晶体管单元导通的电流不同，尤其在大电流需求下金氧半场效晶体管单元个数增加而使金属连接导线增长的情况。

因此，现有的金氧半场效晶体管结构设计有着先天上的缺陷及限制，无法满足现今大电流发展趋势下的需求。

发明内容

鉴于现有技术中的金氧半场效晶体管结构有电流密度不均问题，使得电迁移的问题明显并因而导致最大承受电流值无法有效提升。本发明利用随距离调整宽度的金属结构，使单位长度电阻值随距离变小，以重新分布电流密度。因此，可使金氧半场效晶体管结构中的金氧半场效晶体管单元导通的电流均匀度增加。

为达上述目的，本发明提供了一种金氧半场效晶体管布局结构，包含复数个金氧半场效晶体管单元、一源极金属结构及一漏极金属结构。源极金属结构电性连接至复数个金氧半场效晶体管单元的源极，于一预定轴方向源极金属结构的宽度逐渐变窄。漏极金属结构，电性连接至复数个金氧半场效晶体管单元的漏极，于预定轴方向漏极金属结构的宽度逐渐变宽。

本发明也提供了一种金氧半场效晶体管布局方法，包含下述步骤：形成一源极金属结构于复数个金氧半场效晶体管单元之上，并与复数个金氧半场效晶体管单元的源极电性连接，且于一预定轴方向源极金属结构的宽度逐渐变窄；以及形成一漏极金属结构于复数个金氧半场效晶体管单元之上，并与复数个金氧半场效晶体管单元的漏极电性连接，且于预定轴方向漏极金属结构的宽度逐渐变宽。

再者，在本发明的其他实施例中，还至少提供另一漏极金属结构及源极金属结构，藉此以分担导通的电流使电流密度更低，以承受更高的导通电流。

以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本发明的申请专利范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与图示加以阐述。

附图说明

图1为一现有的金氧半场效晶体管结构的平面示意图；