晶体管器件的制作方法

本申请涉及半导体，尤其涉及一种晶体管器件。

背景技术：

1、在大功率电流控制领域，晶体管器件，如分离器件igbt（绝缘栅双极晶体管）因为具有较低导通压降，高耐压，较高工艺成熟度等优势，至今仍受到很大关注并且是应用最广泛的大功率器件之一。igbt是一种大功率电流控制分离器件，开关特性受栅极驱动电路控制。栅极电阻rg作为栅极驱动电路的一个重要因素，对开关频率，开关损耗和开关可靠性等有重要影响。

2、通常，栅极电阻rg越高，驱动电路中的电阻越高，igbt开关的频率越慢。igbt的驱动首先由驱动电路将偏置电压传导到igbt gate pad，gate pad上的金属传导到栅极金属连接线，然后通过接触孔传导到栅极多晶。常规的igbt制造工艺都是单层金属，栅极金属互连线和发射极金属互连线是利用同一层金属形成，因此为了两者的隔离不短路，驱动信号的传导主要由多晶硅传导到芯片上的每一个器件单元，多晶硅的电阻率比金属大几个个数量级，因此带来了栅极电阻rg相对偏大和高频下开启不均的问题。

技术实现思路

1、本发明提出一种晶体管器件，减小了igbt栅极电阻rg，降低栅极驱动电路损耗，提高igbt驱动频率和效率。

2、本申请提供一种晶体管器件，包括：基底；位于所述基底内的元胞区，所述元胞区内形成有阵列排布的绝缘栅双极晶体管；堆叠于绝缘栅双极晶体管上的发射极金属互连层-绝缘介质层-栅极金属互连层的叠层结构，所述发射极金属互连层与元胞的发射极电互连，栅极金属互连层与元胞的栅极电互连，绝缘介质层位于发射极金属互连层和栅极金属互连层之间。

3、优选的，所述发射极金属互连层位于栅极金属互连层上方。

4、优选的，所述栅极金属互连层位于发射极金属互连层上方。

5、优选的，栅极金属互连层通过栅极金属接触孔与栅极接触，发射极金属互连层通过发射极金属接触孔与发射极接触。

6、优选的，所述绝缘栅双极晶体管为沟槽型结构，栅极金属接触孔位于栅极多晶硅的侧壁上。

7、优选的，沟槽型结构绝缘栅双极晶体管从基底向上依次包括：

8、第二导电类型集电区，

9、第一导电类型缓冲区，位于第二导电类型集电区上；

10、第一导电类型衬底，位于第一导电类型缓冲区上；

11、第二导电类型深阱区，位于第一导电类型衬底内；

12、第二导电类型浓掺区，位于第二导电类型深阱区内；

13、第一导电类型发射区，位于第二导电类型深阱区内，且位于第二导电类型浓掺区上层的外围区域；

14、栅极多晶硅，位于垂直基底方向的两个深沟槽内，所述栅极多晶硅位于第一导电类型发射区的外侧，贯穿第二导电类型深阱区，和部分第一导电类型衬底；

15、栅氧层，包围于栅极多晶硅外层；

16、所述栅极金属接触孔位于栅极多晶硅所在的沟槽开口上方。

17、优选的，所述绝缘栅双极晶体管为平面型结构，栅极金属接触孔位于栅极多晶硅上。

18、优选的，平面型结构绝缘栅双极晶体管从基底向上依次包括：

19、第二导电类型集电区，

20、第一导电类型缓冲区，位于第二导电类型集电区上；

21、第一导电类型衬底，位于第一导电类型缓冲区上；

22、第二导电类型深阱区，位于第一导电类型衬底内；

23、第二导电类型浓掺区，位于第二导电类型深阱区内；

24、第一导电类型发射区，位于第二导电类型深阱区内，且位于第二导电类型浓掺区上层的外围区域；

25、栅氧层，位于第一导电类型衬底和第二导电类型深阱区表面；

26、栅极多晶硅，位于栅氧层上；

27、所述栅极金属接触孔位于覆盖第二导电类型深阱区的栅极多晶硅上。

28、本发明通过双层金属设计方案减少对多晶硅poly传导驱动信号的依赖，最大限度地利用电阻率小的金属传导驱动信号，优化了rg和开关频率。

技术特征：

1.一种晶体管器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶体管器件，其特征在于，所述发射极金属互连层位于栅极金属互连层上方。

3.根据权利要求1所述的晶体管器件，其特征在于，所述栅极金属互连层位于发射极金属互连层上方。

4.根据权利要求2所述的晶体管器件，其特征在于，栅极金属互连层通过栅极金属接触孔与栅极接触，发射极金属互连层通过发射极金属接触孔与发射极接触。

5.根据权利要求4所述的晶体管器件，其特征在于，所述绝缘栅双极晶体管为沟槽型结构，栅极金属接触孔位于栅极多晶硅的侧壁。

6.根据权利要求5所述的晶体管器件，其特征在于，沟槽型结构绝缘栅双极晶体管从基底向上依次包括：

7.根据权利要求4所述的晶体管器件，其特征在于，所述绝缘栅双极晶体管为平面型结构，栅极金属接触孔位于栅极多晶硅上。

8.根据权利要求7所述的晶体管器件，其特征在于，所述平面型结构绝缘栅双极晶体管从基底向上依次包括：

9.根据权利要求8所述的晶体管器件，其特征在于，所述栅极金属接触孔位于覆盖第二导电类型深阱区的栅极多晶硅上。

10.根据权利要求6或8所述的晶体管器件，其特征在于，

技术总结
本申请公开一种晶体管器件，包括：基底；位于所述基底内的元胞区，所述元胞区内形成有阵列排布的绝缘栅双极晶体管；堆叠于绝缘栅双极晶体管上的发射极金属互连层‑绝缘介质层‑栅极金属互连层的叠层结构，所述发射极金属互连层与元胞的发射极电互连，栅极金属互连层与元胞的栅极电互连，绝缘介质层位于发射极金属互连层和栅极金属互连层之间，通过双层金属设计方案减少对多晶硅Poly传导驱动信号的依赖，最大限度地利用电阻率小的金属传导驱动信号，优化了Rg和开关频率。

技术研发人员：斯海国,王鹏,李翔
受保护的技术使用者：深圳腾睿微电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15