双向开关晶体管制作方法和双向开关晶体管技术

本发明专利技术提供了一种双向开关晶体管的制作方法和双向开关晶体管，其中双向开关晶体管包括：基底、第一欧姆接触层、第二欧姆接触层、第一栅极连接金属层、第二栅极连接金属层、保护层、在第一栅极连接金属层上形成的第一栅极金属层和所述第二栅极连接金属层上形成的第二栅极金属层，其中，第一栅极连接金属层和第二栅极连接金属层均位于所述第一欧姆接触层和第二欧姆接触层之间，本发明专利技术提供的双向开关晶体管的制作方法和双向开关晶体管，可以视为包括两个晶体管，由于两个晶体管共用了第一欧姆接触层和第二欧姆接触层，并且该晶体管结构上相互对称，因此没有导通电压的偏移，导通损耗小。

Bidirectional switching transistor manufacturing method and bidirectional switching transistor

The present invention provides a method for manufacturing a bidirectional switch transistor and bidirectional switch transistor, the bidirectional switch transistor includes: a substrate, a first ohmic contact layer, a second ohmic contact layer, a first grid connected metal layer, second gate metal layer, a protective layer, a first gate of the gate is connected with the first metal layer is formed on the metal layer and the second gate second gate metal layer, a metal layer is formed on the first gate metal layer and the second gate metal layer are located between the first ohmic contact layer and a second ohm contact layer, manufacturing method of the invention provides a bidirectional switch transistor and bidirectional switch transistor, can be regarded as including two the two transistor transistor share the first ohmic contact layer and a second ohmic contact layer, and the transistor structure. Therefore, the conduction voltage is small and the conduction loss is small.

【技术实现步骤摘要】
双向开关晶体管制作方法和双向开关晶体管
本专利技术涉及一种半导体器件技术，特别是涉及双向开关晶体管的制作方法和双向开关晶体管。
技术介绍
双向开关是一种双向通电、对正负两极性电压都具有耐压性的开关。现有技术中，双向开关一般是由两个IGBT反向并联而成，每个IGBT还需要连接续流二极管，为IGBT提供反向工作电流。但是现有技术中的双向开关中，由于双向开关包括两个IGBT和两个续流二极管，器件的数量多，两个IGBT是单独制造封装的器件，由于工艺和封装特性，两个IGBT之间的导通电压并不完全一致，因而两个IGBT之间存导通电压偏移的问题，而导通电压存在偏移就会造成导通损耗增大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双向开关晶体管，用以解决现有技术中的双向开关中两个IGBT之间的导通电压不一致导致的导通电压存在偏移增大了导通损耗的问题。本专利技术一方面提供了一种双向开关晶体管，包括：基底；在所述基底上形成的第一欧姆接触层、第二欧姆接触层、第一栅极连接金属层、第二栅极连接金属层，其中，第一栅极连接金属层和第二栅极连接金属层均位于所述第一欧姆接触层和第二欧姆接触层之间；在所述第一欧姆接触层与所述第一栅极连接金属层之间、所述第一栅极连接金属层与所述第二栅极连接金属层之间、所述第二栅极连接金属层与所述第二欧姆接触层之间形成的保护层；在所述第一栅极连接金属层上形成的第一栅极金属层和所述第二栅极连接金属层上形成的第二栅极金属层。本专利技术的另一方面提供一种双向开关晶体管的制作方法，包括：在基底上形成第一栅极连接金属层和第二栅极连接金属层；在所述第一栅极连接金属层的两侧和所述第二栅极连接金属层的两侧形成保护层；刻蚀所述保护层，以形成源端接触孔和漏端接触孔，其中，所述第一栅极连接金属层和第二栅极连接金属层均位于所述源端接触孔和所述漏端接触孔之间；在所述源端接触孔中形成第一欧姆接触层，在所述漏端接触孔中形成第二欧姆接触层；在所述第一栅极连接金属层上形成第一栅极金属层，在所述第二栅极连接金属层上形成第二栅极金属层。本专利技术提供的双向开关晶体管的制作方法和双向开关晶体管，从效果上来看可以视为包括两个晶体管，由于两个晶体管共用了第一欧姆接触层和第二欧姆接触层，即共用了源极和漏极，并且该晶体管结构上相互对称，因此没有导通电压的偏移，导通损耗小。并且由于共用了源极和漏极，与现有技术的双向开关相比，使得整个晶体管的集成度变高，有效的减小了晶体管的尺寸。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的双向开关晶体管的结构示意图；图2为本专利技术实施例三提供的双向开关晶体管的制作方法的流程图；图3A-3K为本专利技术实施例四提供的制作双向开关晶体管的各步骤的剖面结构示意图。附图标记1-基底；21-第一欧姆接触层；22-第二欧姆接触层；31-第一栅极连接金属层；32-第二栅极连接金属层；4-保护层；51-第一栅极金属层；52-第二栅极金属层；41-源端接触孔；42-漏端接触孔7-氧化层；2-欧姆层；具体实施方式实施例一本实施例提供一种双向开关晶体管，图1为本专利技术实施例一提供的双向开关晶体管的结构示意图，如图1所示，该双向开关晶体管包括：基底1、在基底1上形成的第一欧姆接触层21、第二欧姆接触层22、第一栅极连接金属层31、第二栅极连接金属层32、其中，第一栅极连接金属层31和第二栅极连接金属层32均位于第一欧姆接触层21和第二欧姆接触层22之间。还包括：在第一欧姆接触层21与第一栅极连接金属层31之间、第一栅极连接金属层31与第二栅极连接金属层32之间、第二栅极连接金属层32与第二欧姆接触层22之间形成的保护层4、在第一栅极连接金属层31上形成的第一栅极金属层51和第二栅极连接金属层32上形成的第二栅极金属层52。第一栅极金属层51和第二栅极金属层52相当于双向开关晶体管的栅极。另外，第一欧姆接触层21和第二欧姆接触层22均是复合金属层。当基底1与该复合金属层接触时，势垒宽度变得很薄，电子穿越势垒产生隧道电流，此时可以视为金属和基底之间的接触为欧姆接触。其中，第一欧姆接触层21相当于双向开关晶体管的源极，第二欧姆接触层21相当于双向开关晶体管的漏极。本实施例中提供的双向开关晶体管中，从效果上来看可以视为包括两个晶体管，其中一个是由第一欧姆接触层21、第一栅极金属层51、第二欧姆金属层22组成的，另外一个是由第一欧姆结束层21、第二栅极金属层51、第二欧姆金属层22组成的，可以看出，这两个晶体管共用了第一欧姆接触层21和第二欧姆接触层22，即共用了源极和漏极，该双向开关晶体管共用了部分有源区，在结构上相互对称，因此没有导通电压的偏移，导通损耗小，并且由于共用了源极和漏极，与现有技术的双向开关相比，使得整个晶体管的集成度变高，有效的减小了晶体管的尺寸。本实施例提供的双向开关晶体管中，由于共用了第一欧姆接触层21和第二欧姆接触层22，即共用了源极和漏极，并且该晶体管结构上相互对称，因此没有导通电压的偏移，导通损耗小。并且由于共用了源极和漏极，与现有技术的双向开关相比，使得整个晶体管的集成度变高，有效的减小了晶体管的尺寸。实施例二本实施例是对上述实施例进一步的解释说明。其中，可选的，基底1包括硅衬底、在硅衬底上依次生长的氮化镓缓冲层及铝镓氮势垒层。第一栅极连接金属层31和第二栅极连接金属层32作为栅极的连接介质，即栅介质，可选的，可以为P型掺杂的AlGaN。其中，AlGaN和GaN异质结处可以形成高浓度、高迁移率的二维电子气，同时异质结对二维电子气具有良好的调节作用。另外，GaN具有大禁带宽度、高电子饱和速率、高击穿电场，较高热导率，耐腐蚀和抗辐射性能，可以抗高压、高频、高温、大功率和辐照环境。可选的，第一欧姆接触层21和第二欧姆接触层22均包括：第一钛层，铝层，第二钛层及氮化钛层。其中，第一钛层和第二钛层的厚度相等，均为150埃-250埃，铝层的厚度为1100埃-1300埃，所述氮化钛层的厚度为150埃-250埃。优选的，第一钛层和第二钛层的厚度为200埃，铝层的厚度为1200埃，氮化钛层的厚度为200埃。第一栅极金属层51和第二栅极金属层52均包括：镍层和铜层。可选的，保护层4可以为氮化硅层，保护层4能够阻挡杂质离子向基底1扩散。进一步的，为了使得保护效果更好，保护层4可以为氮化硅层和氧化硅层的复合层，氮化硅层和氧化硅层依次形成在基底1上。其中，氧化硅层是以正硅酸乙酯溶液为源，用等离子体增强化学汽相淀积法淀积的。氧化硅层可以保护基底不受机械擦伤，保证器件的稳定性。本实施例提供的双向开关晶体管中，其中，由于共用了第一欧姆接触层21和第二欧姆接触层22，即共用了源极和漏极，并且该晶体管结构上相互对称，因此没有导通电压的偏移，导通损耗小。另外，由于基底材料中包括氮化镓，其中，氮化镓和第一栅极连接金属31和第二栅极连接金属31之间可以形成高浓度、高迁移率的二维电子气，因此，可以更好的实现双向开关晶体管的导通性能。实施例三本实施例提供一种双向开关晶体管的制作方法，本实施例的双向开关晶体管的制作方法可以用于制造上述实施例中的双向开关晶体管。如图2所示，图2为本专利技术实施例三提供的双向开关晶体管的制作方法的流程图，该双向开关晶体管的制作方法，包括：步骤101，在基底本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向开关晶体管，其特征在于，包括：基底；在所述基底上形成的第一欧姆接触层、第二欧姆接触层、第一栅极连接金属层、第二栅极连接金属层，其中，第一栅极连接金属层和第二栅极连接金属层均位于所述第一欧姆接触层和第二欧姆接触层之间；在所述第一欧姆接触层与所述第一栅极连接金属层之间、所述第一栅极连接金属层与所述第二栅极连接金属层之间、所述第二栅极连接金属层与所述第二欧姆接触层之间形成的保护层；在所述第一栅极连接金属层上形成的第一栅极金属层和所述第二栅极连接金属层上形成的第二栅极金属层。

【技术特征摘要】
1.一种双向开关晶体管，其特征在于，包括：基底；在所述基底上形成的第一欧姆接触层、第二欧姆接触层、第一栅极连接金属层、第二栅极连接金属层，其中，第一栅极连接金属层和第二栅极连接金属层均位于所述第一欧姆接触层和第二欧姆接触层之间；在所述第一欧姆接触层与所述第一栅极连接金属层之间、所述第一栅极连接金属层与所述第二栅极连接金属层之间、所述第二栅极连接金属层与所述第二欧姆接触层之间形成的保护层；在所述第一栅极连接金属层上形成的第一栅极金属层和所述第二栅极连接金属层上形成的第二栅极金属层。2.根据权利要求1所述的双向开关晶体管，其特征在于，所述基底包括：硅衬底、在所述硅衬底上依次生长的氮化镓缓冲层及铝镓氮势垒层。3.根据权利要求2所述的双向开关晶体管，其特征在于，所述第一欧姆接触层和第二欧姆接触层均包括：第一钛层，铝层，第二钛层及氮化钛层。4.根据权利要求3所述的双向开关晶体管，其特征在于，所述第一钛层和第二钛层的厚度相等，均为150埃-250埃，所述铝层的厚度为1100埃-1300埃，所述氮化钛层的厚度为150埃-250埃。5.根据权利要求1-4任一所述的双向开关晶体管，其特征在于，所述第一栅极金属层和所述第二栅极金属层均包括：镍层和铜层。6.根据权利要求1-4任一所述的双向开关晶体管，其特征在于，所述保护层包括：氮化硅层和氧化硅层。7.一种双向开关晶体管的制作方法，其特征在于，包括：在基底上形成第一栅极连接金属层和第二栅极连接金属层；在所述第一栅极...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘美华，孙辉，林信南，陈建国，
申请(专利权)人：北京大学，北大方正集团有限公司，深圳方正微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11