一种IGBT栅极总线结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111916496A(43)申请公布日2020.11.10(21)申请号202010557347.1(22)申请日2020.06.18(71)申请人南瑞联研半导体有限责任公司地址211100江苏省南京市江宁区诚信大道19号(72)发明人郑婷婷李宇柱李伟邦骆健董长城叶枫叶(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人董建林(51)Int.Cl.H01L29/739(2006.01)H01L29/06(2006.01)H01L23/48(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种IGBT栅极总线结构(57)摘要本发明公开了一种IGBT栅极总线结构，包括衬底，沿衬底上表面一端从外到内依次设置的场氧化层和栅极多晶硅，场氧化层和栅极多晶硅之间留有空隙；还包括介质层，介质层覆盖于衬底的整个上表面以及场氧化层和栅极多晶硅的上表面，栅极多晶硅上表面的介质层内开设有栅极接触孔；使得栅极多晶硅的上表面避免出现台阶和不平整，当在栅极多晶硅上表面的介质层内刻蚀栅极接触孔时，不再受栅极多晶硅上表面不平整的影响，能够刻蚀出完整的栅极接触孔。CN111916496ACN111916496A权利要求书1/1页1.一种IGBT栅极总线结构，其特征在于：包括衬底（10），沿衬底（10）上表面一端从外到内依次设置的场氧化层（1）和栅极多晶硅（2），所述场氧化层（1）和栅极多晶硅（2）之间留有空隙；还包括介质层（5），所述介质层（5）覆盖于衬底（10）的整个上表面以及场氧化层（1）和栅极多晶硅（2）的上表面，所述栅极多晶硅（2）上表面的介质层（5）内开设有栅极接触孔（4）。2.根据权利要求1所述的一种IGBT栅极总线结构，其特征在于：所述衬底（10）的上表面上开设有有源区沟槽栅（7），所述有源区沟槽栅（7）的一端延伸至栅极多晶硅（2）的下方，所述有源区沟槽栅（7）内填充有沟槽多晶硅（9），所述沟槽多晶硅（9）与栅极多晶硅（2）相连接。3.根据权利要求2所述的一种IGBT栅极总线结构，其特征在于：所述有源区沟槽栅（7）靠近栅极多晶硅（2）的一端与栅极接触孔（4）远离场氧化层（1）的一端之间的距离D＞0。4.根据权利要求2所述的一种IGBT栅极总线结构，其特征在于：所述场氧化层（1）和栅极多晶硅（2）之间相平行，所述有源区沟槽栅（7）与栅极多晶硅（2）之间相垂直。5.根据权利要求2所述的一种IGBT栅极总线结构，其特征在于：所述有源区沟槽栅（7）的内表面及衬底（10）的整个上表面均涂覆一层栅氧化层（8）。6.根据权利要求1所述的一种IGBT栅极总线结构，其特征在于：所述介质层（5）的上表面设有栅极金属（3），所述栅极接触孔（4）内填充有导体（6），所述导体（6）一端与栅极多晶硅（2）相连接，另一端与栅极金属（3）相连接。2CN111916496A说明书1/3页一种IGBT栅极总线结构技术领域[0001]本发明涉及功率半导体器件技术领域，具体是一种IGBT栅极总线结构。背景技术[0002]IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管）芯片结合了MOSFET（Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管）和BJT（BipolarJunctionTransistor，双极结型晶体管）的优点，具有输进阻抗高，电压控制功耗低，控制电路简单，耐高压，承受电流大等特性，在各种电力变换中获得极广泛的应用。其中，IGBT栅极总线具有使得芯片各处元胞同步开启等作用，合理设计栅极总线，可以有效提升IGBT芯片的性能。[0003]图1是传统的栅极总线结构，包括场氧化层1、栅极多晶硅2、栅极金属3、栅极接触孔4等，栅极多晶硅2与场氧化层1交叠，且栅极多晶硅2位于场氧化层1的上方，由于场氧化层1具有一定的厚度，栅极多晶硅2在与场氧化层1交叠后，交界处很容易出现台阶导致栅极多晶硅2表面不平整；当在栅极多晶硅2上方的介质层5开设栅极接触孔4时，由于栅极多晶硅2表面不平整，极容易出现工艺缺陷。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种IGBT栅极总线结构，以解决现有技术中栅极多晶硅表面不平整，当在栅极多晶硅上方的介质层开设栅极接触孔时，极容易出现工艺缺陷的问题。[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明提供了一种IGBT栅极总线结构，包括衬底，沿衬底上表面一端从外到内依次设置的场氧化层和栅极多晶硅，场氧化层和栅极多晶硅之间留有空隙；还包括介质层，介质层覆盖于衬底的整个上表面以及场氧化层和栅极多晶硅的上表面，栅极多晶硅上表面的介质层内开设有栅