【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体功率，具体涉及一种具有多有源区的氮化镓器件结构。
技术介绍
1、第三代半导体代表材料氮化镓具有禁带宽度大、电子迁移率高、临界击穿电场强度高、热导率高等优点，氮化镓基功率半导器件具有高耐压、大电流、高开关速度、低导通电阻、低功耗和耐辐射等优势。氮化镓功率器件广泛应用于激光雷达、数据中心、光伏逆变器和手机快充等领域，一般用在电源管理模块，其大电流和低导通电阻使其具有更低的开关和导通损耗，从而比传统的si cmos器件具有更高的效率和更为节能。为了实现大电流和低导通电阻，氮化镓功率器件设计通常需要采用多栅指结构，即通过多个氮化镓器件单元并联成一个低导通电阻的器件。而为了保证氮化镓器件的耐压，尤其是650v以上的耐压等级，氮化镓器件通常会采用较大的栅漏间距，会使氮化镓器件形成较大的横向尺寸，导致无法将并联后的氮化镓功率器件装进dfn(双列直插式封装)、to(晶体管直插式封装)等封装管壳内，而通过增加单个栅指的栅宽来减少并联的单元个数，但是由于栅指长度较小，如果栅宽过大则会产生一些工艺和可靠性的问题。例如栅宽过大会增加工艺过程中栅金属剥离的风险，其次栅宽过大会产生较大的应力从而导致栅金属翘曲。因此大电流、低导通电阻器件不能采用过大的栅宽。如何实现大电流、低导通电阻的氮化镓器件的同时，避免横向尺寸过大和栅宽过大是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、(一)申请目的
2、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种具有多有源区的氮化镓器件结构，以解决如何实现大电
3、(二)技术方案
4、本申请公开了一种具有多有源区的氮化镓器件结构，包括：漏极pad、栅极pad和源极pad，所述漏极pad和源极pad分别设置在电路板相对的两侧，其特征在于，还包括多个有源区，所述多个有源区均包括多个氮化镓器件单元，所述多个氮化镓器件单元沿栅漏间距方向并列设置，且所述氮化镓器件单元的栅极的两端分别朝向漏极pad和源极pad；所述多个有源区沿所述漏极pad朝所述栅极pad延伸的方向纵向排列在所述漏极pad和栅极pad之间；还包括栅极互连金属层、源极互连金属层和漏极互连金属层；所述栅极互连金属层连接多个有源区的所有氮化镓器件单元的栅极，且使所有氮化镓器件单元的栅极与栅极pad并联连接；所述源极互连金属层连接多个有源区所有氮化镓器件单元的源极，且使所有氮化镓器件单元的源极与源极pad并联连接；所述漏极互连金属层连接多个有源区所有氮化镓器件单元的漏极，且使所有氮化镓器件单元的漏极与漏极pad并联连接。
5、在一种可能的实施方式中，所述漏极互连金属层包括多个第一子漏极互连金属层，每个第一子漏极互连金属层与每个氮化镓器件单元的漏极连接；还包括连接多个第一子漏极互连金属层和漏极pad的第二子漏极互连金属层。
6、在一种可能的实施方式中，所述源极互连金属层包括与多个第一子源极互连金属层，每个第一子源极互连金属层与每个氮化镓器件单元的源极连接；还包括连接多个第一子源极互连金属层和源极pad的第二子源极互连金属层。
7、在一种可能的实施方式中，所述栅极互连金属层包括连接多个有源区每个氮化镓器件单元的栅极金属层的第一子栅极互连金属层；还包括连接所述第一子栅极互连金属层与栅极pad的第二子栅极互连金属层。
8、在一种可能的实施方式中，所述栅极金属层、第一子栅极互连金属层、第二子栅极互连金属层、第一子漏极互连金属层、第二子漏极互连金属层、第一子源极互连金属层和第二子源极互连金属层层叠设置。
9、在一种可能的实施方式中，还包括第一介质层和第二介质层，所述第一子栅极互连金属层设置在所述栅极金属层和所述所述第二子栅极互连金属层之间；所述第一子栅极互连金属层与所述栅极金属层之间设置有第一介质层，所述第一介质层设置有多个第一通孔，所述第一通孔内填充有连接所述第一子栅极互连金属层和所述栅极金属层的金属；所述第一子栅极互连金属层与所述第二子栅极互连金属层之间设置有第二介质层，所述第二介质层设置有多个第二通孔，所述第二通孔内填充有连接所述第一子栅极互连金属层与所述第二子栅极互连金属层的金属。
10、在一种可能的实施方式中，所述氮化镓器件单元的漏极设置有漏极欧姆接触金属层，所述漏极欧姆接触金属层和所述第一子漏极互连金属层设置在所述第一介质层的两侧，所述第一子漏极互连金属层和所述第二子漏极互连金属层设置在所述第二介质层的两侧；所述第一介质层还设置有第三通孔，所述第三通孔内填充有连接所述漏极欧姆接触金属层和所述第一子漏极互连金属层的金属；所述第二介质层还设置有第四通孔，所述第四通孔内填充有连接所述第一子漏极互连金属层和所述第二子漏极互连金属层的金属。
11、在一种可能的实施方式中，所述氮化镓器件单元的源极设置有源极欧姆接触金属层，所述源极欧姆接触金属层和所述第一子源极互连金属层设置在所述第一介质层的两侧，所述第一子源极互连金属层和第二子源极互连金属层设置在所述第二介质层的两侧，所述第一介质层还设置有第五通孔，所述第五通孔内填充有连接所述源极欧姆接触金属层和所述第一子源极互连金属层的金属，所述第二介质层还设置有第六通孔，所述第六通孔内填充有连接所述第一子源极互连金属层和所述第二子源极互连金属层的金属。
12、(三)有益效果
13、多个有源区沿所述漏极pad朝所述栅极pad延伸的方向纵向排列减小了横向尺寸；基于栅极互连金属层将不同有源区的栅极金属并联，从而增加了器件的总栅宽；基于漏极互连金属层将不同有源区的漏极金属并联，从而提高了器件的电流导通能力和降低导通电阻；基于源极互连金属层将不同有源区的源极金属并联，从而提高了器件的电流导通能力和降低导通电阻；实现大电流、低导通电阻的氮化镓器件的同时，避免横向尺寸过大导致的封装不兼容和栅宽过大导致栅金属承受较大的应力，产生的翘曲等工艺问题和可靠性问题。
14、本申请的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本申请的实践中得到教导。本申请的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种具有多有源区的氮化镓器件结构，包括：漏极pad、栅极pad和源极pad，所述漏极pad和源极pad分别设置在电路板相对的两侧，其特征在于，还包括多个有源区，所述多个有源区均包括多个氮化镓器件单元，所述多个氮化镓器件单元沿栅漏间距方向并列设置，且所述氮化镓器件单元的栅极的两端分别朝向漏极pad和源极pad；所述多个有源区沿所述漏极pad朝所述栅极pad延伸的方向纵向排列在所述漏极pad和栅极pad之间；还包括栅极互连金属层、源极互连金属层和漏极互连金属层；所述栅极互连金属层连接多个有源区的所有氮化镓器件单元的栅极，且使所有氮化镓器件单元的栅极与栅极pad并联连接；所述源极互连金属层连接多个有源区所有氮化镓器件单元的源极，且使所有氮化镓器件单元的源极与源极pad并联连接；所述漏极互连金属层连接多个有源区所有氮化镓器件单元的漏极，且使所有氮化镓器件单元的漏极与漏极pad并联连接。
2.根据权利要求1所述的具有多有源区的氮化镓器件结构，其特征在于，所述漏极互连金属层包括多个第一子漏极互连金属层，每个第一子漏极互连金属层与每个氮化镓器件单元的漏极连接；还包括连接多个第一
3.根据权利要求2所述的具有多有源区的氮化镓器件结构，其特征在于，所述源极互连金属层包括与多个第一子源极互连金属层，每个第一子源极互连金属层与每个氮化镓器件单元的源极连接；还包括连接多个第一子源极互连金属层和源极pad的第二子源极互连金属层。
4.根据权利要求3所述的具有多有源区的氮化镓器件结构，其特征在于，所述栅极互连金属层包括连接多个有源区每个氮化镓器件单元的栅极金属层的第一子栅极互连金属层；还包括连接所述第一子栅极互连金属层与栅极pad的第二子栅极互连金属层。
5.根据权利要求4所述的具有多有源区的氮化镓器件结构，其特征在于，所述栅极金属层、第一子栅极互连金属层、第二子栅极互连金属层、第一子漏极互连金属层、第二子漏极互连金属层、第一子源极互连金属层和第二子源极互连金属层层叠设置。
6.根据权利要求5所述的具有多有源区的氮化镓器件结构，其特征在于，还包括第一介质层和第二介质层，所述第一子栅极互连金属层设置在所述栅极金属层和所述所述第二子栅极互连金属层之间；所述第一子栅极互连金属层与所述栅极金属层之间设置有第一介质层，所述第一介质层设置有多个第一通孔，所述第一通孔内填充有连接所述第一子栅极互连金属层和所述栅极金属层的金属；所述第一子栅极互连金属层与所述第二子栅极互连金属层之间设置有第二介质层，所述第二介质层设置有多个第二通孔，所述第二通孔内填充有连接所述第一子栅极互连金属层与所述第二子栅极互连金属层的金属。
7.根据权利要求6所述的具有多有源区的氮化镓器件结构，其特征在于，所述氮化镓器件单元的漏极设置有漏极欧姆接触金属层，所述漏极欧姆接触金属层和所述第一子漏极互连金属层设置在所述第一介质层的两侧，所述第一子漏极互连金属层和所述第二子漏极互连金属层设置在所述第二介质层的两侧；所述第一介质层还设置有第三通孔，所述第三通孔内填充有连接所述漏极欧姆接触金属层和所述第一子漏极互连金属层的金属；所述第二介质层还设置有第四通孔，所述第四通孔内填充有连接所述第一子漏极互连金属层和所述第二子漏极互连金属层的金属。
8.根据权利要求7所述的具有多有源区的氮化镓器件结构，其特征在于，所述氮化镓器件单元的源极设置有源极欧姆接触金属层，所述源极欧姆接触金属层和所述第一子源极互连金属层设置在所述第一介质层的两侧，所述第一子源极互连金属层和第二子源极互连金属层设置在所述第二介质层的两侧，所述第一介质层还设置有第五通孔，所述第五通孔内填充有连接所述源极欧姆接触金属层和所述第一子源极互连金属层的金属，所述第二介质层还设置有第六通孔，所述第六通孔内填充有连接所述第一子源极互连金属层和所述第二子源极互连金属层的金属。
...【技术特征摘要】
1.一种具有多有源区的氮化镓器件结构，包括：漏极pad、栅极pad和源极pad，所述漏极pad和源极pad分别设置在电路板相对的两侧，其特征在于，还包括多个有源区，所述多个有源区均包括多个氮化镓器件单元，所述多个氮化镓器件单元沿栅漏间距方向并列设置，且所述氮化镓器件单元的栅极的两端分别朝向漏极pad和源极pad；所述多个有源区沿所述漏极pad朝所述栅极pad延伸的方向纵向排列在所述漏极pad和栅极pad之间；还包括栅极互连金属层、源极互连金属层和漏极互连金属层；所述栅极互连金属层连接多个有源区的所有氮化镓器件单元的栅极，且使所有氮化镓器件单元的栅极与栅极pad并联连接；所述源极互连金属层连接多个有源区所有氮化镓器件单元的源极，且使所有氮化镓器件单元的源极与源极pad并联连接；所述漏极互连金属层连接多个有源区所有氮化镓器件单元的漏极，且使所有氮化镓器件单元的漏极与漏极pad并联连接。
2.根据权利要求1所述的具有多有源区的氮化镓器件结构，其特征在于，所述漏极互连金属层包括多个第一子漏极互连金属层，每个第一子漏极互连金属层与每个氮化镓器件单元的漏极连接；还包括连接多个第一子漏极互连金属层和漏极pad的第二子漏极互连金属层。
3.根据权利要求2所述的具有多有源区的氮化镓器件结构，其特征在于，所述源极互连金属层包括与多个第一子源极互连金属层，每个第一子源极互连金属层与每个氮化镓器件单元的源极连接；还包括连接多个第一子源极互连金属层和源极pad的第二子源极互连金属层。
4.根据权利要求3所述的具有多有源区的氮化镓器件结构，其特征在于，所述栅极互连金属层包括连接多个有源区每个氮化镓器件单元的栅极金属层的第一子栅极互连金属层；还包括连接所述第一子栅极互连金属层与栅极pad的第二子栅极互连金属层。
5.根据权利要求4所述的具有多有源区的氮化镓器件结构，其特征在于，所述栅极金属层、第一子栅极互连金属层、第二子栅极...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，罗鹏，刘家才，秦尧，朱仁强，
申请(专利权)人：成都氮矽科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。