1.目的
SiC基1700V电压等级SBD器件开发研究。

2.适用范围
本SiC SBD器件用光刻版为电力电子事业部SiC项目组1700V SBD器件设计研发实验版图。

适用于1700V SBD器件开发研究。

适用于SUSS MA6型光刻机。

3.版图设计
3.1版图整体布局说明及光刻版的总体介绍
1700V SBD器件版图使用L-edit绘图工具绘制。

共由七层版图组成，包括：标记层（mark）、离子注入层（pbase）、终端刻蚀层（mesa）、肖特基金属层（schottky）、钝化介质层（passivation），、金属加厚层（metal），和PI保护层（PI）。

在5inch光刻版中共排布11×10个单胞。

单胞中包含2个25安培电流等级SBD器件主芯片，4个5安培电流等级SBD器件副芯片，5个有源区测试结构和17个结终端测试结构，以及标记、测试与工艺监控图形等。

光刻版掩膜名称为17SBD-13A。

17SBD表示1700V等级的SBD器件，13A表示2013年第一版。

光刻版基板材料石英，材料规格5009，光刻机型SUSS MA6，掩膜方向，无保护膜。

数据比例1:1，掩膜类别1:1，阵列步距X:9200，Y:10150，阵列数X:11，Y:10。

套版顺序11←21←31←2←1←4←51（版图各层GDS码）。

3.1单胞布局
单胞尺寸：9200×10150μm2。

单胞顶部的2个器件是1700V、25安培SBD器件主芯片，中部的4个器件是1700V、5安培SBD器件副芯片，5个有源区测试结构和17个结终端测试结构在单胞的下部，单胞的右下角为标记、测试与工艺监控图形等。

图1为单胞布局图，图中尺寸单位为mm。

单胞外围的划片道线宽0.1mm，内部划片道线宽0.2 mm。

图1 单胞布局图
3.225安培SBD器件主芯片设计
2个25安培SBD器件主芯片，芯片总面积4.4mm×4.4mm，有源区面积3.95mm×3.95mm，终端区总宽度225μm。

芯片有源区与终端区设计结构如图2，25安培SBD器件设计图（一）所示。

芯片各层版图尺寸如图3，25安培SBD器件设计图（二）所示。

图2 25安培SBD器件设计图（一）
图3 25安培SBD器件设计图（二）
3.35安培SBD器件副芯片设计
4个5安培SBD器件副芯片，芯片总面积2.1mm×2.1mm，有源区面积1.65mm×1.65mm，终端区总宽度225μm。

芯片有源区与终端区设计结构如图4， 5安培SBD器件设计图（一）所示。

芯片各层版图尺寸如图5，5安培SBD器件设计图（二）所示。

图4 5安培SBD器件设计图（一）
图5 5安培SBD器件设计图（二）
3.4有源区与终端测试结构设计
5个有源区测试结构和17个结终端测试结构，芯片总面积0.95mm×0.95mm，有源区面积0.5mm×0.5mm，终端区总宽度225μm。

芯片有源区与终端区设计结构如图6，有源区与终端测试结构设计所示。

图6 有源区与终端测试结构设计
3.5测试与监控图形
3.6.1 金半接触测试结构
图7是金属-半导体接触测试结构。

此测试结构用来测试碳化硅外延片P型区与金属是否形成欧姆接触，碳化硅外延片N型区与金属是否形成肖特基接触。

欧姆接触测试结构尺寸0.95mm×0.540mm。

肖特基测试结构尺寸直径0.1mm.
图7 金半接触测试结构：左（欧姆接触测试结构），右（肖特基测试结构）
3.6.2 离子注入测试结构
图8是离子注入测试结构。

尺寸面积1.87mm×0.46mm。

此测试结构用来监控C保护膜保护效果和终端刻蚀。

每个离子注入区长度460μm，宽度15μm，间隔20μm。

图8 离子注入测试结构
3.6.3 工艺监控图形
图9是本光刻版的工艺监控图形，用来监控光刻工艺。

图中尺寸单位：μm。

图9 监控图形：左（PI保护光刻版监控图形），右（PI保护光刻版以外的监控图形）
3.6对准标记
此光刻版共设计了两组对准标记，行成互补形式，如图10所示。

阿拉伯数字1~7表示光刻版的套版次序。

数字1代表标记版，是版图的基准掩膜版。

第一套对准标记（上部）每层版相对于基准掩膜版内缩3μm。

第二套对准标记（下部）每层版相对于基准掩膜版外扩3μm。

图10 对准标记
4.光刻版信息及单原胞版图
4.1光刻版编码标准
表1是SiC器件编码标准，此标准是根据电力电子事业部光刻版型号编码方法结合SiC器件自身特点修订而成。

表1 SiC器件编码标准
4.21700V SBD器件光刻版制版信息。

表2是1700V碳化硅SBD器件制版信息。

表中设计CD是指客户设计数据中需要测量的最小宽度（线条或间隔）。

数据区黑白是指该层掩模GDS数据填充区透光（白，Clear）/不透光（黑，Dark）。

测试图形公差：对于目标尺寸所能容忍的最大误差（±）；目标尺寸：CD测试条设计数据按客户要求涨缩后的宽度；大小：该层掩模所允许的最大缺
陷尺寸；密度：该层掩模所允许的最大缺陷密度，单位（个/inch2）；套准精度：该层掩模与上一个工艺层套刻所允许的最大偏差。

4.3单原胞版图
图11至图18是1700V碳化硅SBD器件、5个有源区测试结构、17个结终端测试结构，以及标记、测试与工艺监控图形各层版图。

图11 单个原胞整体版图Cell0
图12 标记版（mark），打印版号M5DSCR101A
图13 离子注入版（pbase），打印版号M5DSCR201A
图14 终端刻蚀（mesa），打印版号为M5DSCR301A
图15 肖特基金属（schottky），打印版号M5DSCR401A
图16 钝化介质（passivation），打印版号M5DSCR501A
图17 金属加厚（metal），打印版号M5DSCR601A
图18 PI保护层（PI），打印版号M5DSCR701A。