IGBT器件及IGBT器件的制备方法技术

本申请公开了一种IGBT器件及IGBT器件的制备方法，该器件包括：衬底，其中形成有沟槽型栅极；层间介质，其形成于衬底上；顶层金属层，其形成于层间介质上；层间介质和衬底中，每个沟槽型栅极之间形成有至少两个接触通孔，至少两个接触通孔中每个接触通孔分别与顶层金属层和衬底连接。本申请将IGBT器件的深沟槽型栅极之间设置至少两个接触孔用于引出，由于至少两个接触孔中每个接触孔的宽度小于单个接触孔的宽度，且设置至少两个接触孔能够使上层的顶层金属层在横向上的分布更为均匀，从而能够使顶层金属层的表面起伏较小，有较好的形貌，提高了IGBT器件的稳定性。

IGBT device and preparation method of IGBT device

【技术实现步骤摘要】
IGBT器件及IGBT器件的制备方法
本申请涉及半导体
，具体涉及一种绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor，IGBT)器件及IGBT器件的制备方法。
技术介绍
IGBT器件是由双极性晶体管(bipolarjunctiontransistor，BJT)器件和金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，MOSFET)器件组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，其具有MOSFET器件的高输入阻抗和电力晶体管(gianttransistor，GTR)器件的低导通压降的优点。作为新能源电力电子产品中的核心器件，IGBT器件近年来由传统产品领域(例如白色家电、工业变频、焊机等领域)向新型产品领域(例如新能源汽车领域)转变。参考图1，其示出了相关技术中提供的IGBT器件的剖面示意图，如图1所示，衬底110中形成有沟槽型栅极120，衬底110上形成有层间介质130，衬底110和层间介质130中形成有接触孔(contact，CT)140，层间介质130上形成有顶层金属层150，接触孔140的底端与衬底110连接，接触孔140的顶端与顶层金属层150连接。相关技术中提供的IGBT器件，由于接触孔140的尺寸较大，尺寸较大的接触孔140造成形成于其上的顶层金属层150的表面起伏较大，形貌较差，从而在一定程度上降低了IGBT器件的稳定性。
技术实现思路
本申请提供了一种IGBT器件及IGBT器件的制备方法，可以解决相关技术中提供的IGBT器件的顶层金属的形貌较差所导致的稳定性较差的问题。一方面，本申请实施例提供了一种IGBT器件，包括：衬底，所述衬底中形成有沟槽型栅极；层间介质，所述层间介质形成于所述衬底上；顶层金属层，所述顶层金属层形成于所述层间介质上；所述层间介质和所述衬底中，每个沟槽型栅极之间形成有至少两个接触通孔，所述至少两个接触通孔中每个接触通孔分别与所述顶层金属层和所述衬底连接。可选的，所述接触通孔包括钨(W)。可选的，所述接触通孔的宽度为0.8微米(μm)至2微米。可选的，所述顶层金属层包括铝铜(AlCu)、铝硅铜(AlSiCu)或者铝硅(AlSi)。可选的，所述顶层金属层的厚度为0.3微米至1.2微米。另一方面，本申请实施例提供了一种IGBT器件的制备方法，包括：提供一衬底，所述衬底中形成有沟槽型栅极；在所述衬底上形成层间介质；进行刻蚀，去除目标区域的层间介质和目标深度的衬底，在所述沟槽型栅极之间形成至少两个沟槽；在所述沟槽中填充金属层；对所述金属层和所述层间介质进行平坦化处理，去除所述层间介质上的金属层，剩余的金属层形成接触通孔；在所述层间介质和所述接触通孔上形成顶层金属层。可选的，所述金属层包括钨。可选的，所述在所述沟槽中填充金属层，包括：通过物理气相沉积(physicalvapordeposition，PVD)工艺在所述沟槽中和所述层间介质上沉积钨形成所述金属层。可选的，所述顶层金属层包括铝铜、铝硅铜或者铝硅。可选的，所述对所述金属层和所述层间介质进行平坦化处理，包括：通过化学机械研磨(ChemicalMechanicalPolishing，CMP)工艺对所述金属层和所述层间介质进行平坦化处理。本申请技术方案，至少包括如下优点：通过将IGBT器件的深沟槽型栅极之间设置至少两个接触孔用于引出，由于至少两个接触孔中每个接触孔的宽度小于单个接触孔的宽度，且设置至少两个接触孔能够使上层的顶层金属层在横向上的分布更为均匀，从而能够使顶层金属层的表面起伏较小，有较好的形貌，提高了IGBT器件的稳定性。附图说明为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是相关技术中提供的IGBT器件的剖面示意图；图2是本申请一个示例性实施例提供的IGBT器件的剖面示意图；图3是本申请一个示例性实施例提供的IGBT器件的剖面示意图；图4是本申请一个示例性实施例提供的IGBT器件的制备方法的流程图；图5是形成有沟槽型栅极的衬底的剖面示意图；图6是在衬底上形成层间介质的剖面示意图；图7是在层间介质和衬底中形成至少两个沟槽的剖面示意图；图8是在沟槽中填充金属层，对金属层进行平坦化处理后形成接触通孔的剖面示意图；图9是在层间介质和接触通孔上形成顶层金属层的剖面示意图。具体实施方式下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。参考图2，其示出了本申请一个示例性实施例提供的IGBT器件的剖面示意图，如图2所示，该IGBT器件包括：衬底210，其中形成有沟槽型栅极220。示例性，参考图2，衬底210中形成有至少两个沟槽型栅极220(图2中以两个沟槽型栅极220做示例性说明)，该沟槽型栅极220从外到内依次包括栅氧化层和填充于栅氧化层内的多晶硅层。层间介质230，其形成于衬底210上。示例性的，该层间介质230包括低介电常数(low-K)材料，该低介电常数材料可以是介电常数K小于4的材料，例如二氧化硅(SiO2)。顶层金属层250，其形成于层间介质230上。可选的，该顶层金属层250包括铝铜、铝硅铜或者铝硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IGBT器件，其特征在于，包括：/n衬底，所述衬底中形成有沟槽型栅极；/n层间介质，所述层间介质形成于所述衬底上；/n顶层金属层，所述顶层金属层形成于所述层间介质上；/n所述层间介质和所述衬底中，每个沟槽型栅极之间形成有至少两个接触通孔，所述至少两个接触通孔中每个接触通孔分别与所述顶层金属层和所述衬底连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种IGBT器件，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底中形成有沟槽型栅极；
层间介质，所述层间介质形成于所述衬底上；
顶层金属层，所述顶层金属层形成于所述层间介质上；
所述层间介质和所述衬底中，每个沟槽型栅极之间形成有至少两个接触通孔，所述至少两个接触通孔中每个接触通孔分别与所述顶层金属层和所述衬底连接。


2.根据权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，所述接触通孔包括钨。


3.根据权利要求2所述的IGBT器件，其特征在于，所述接触通孔的宽度为0.8微米2微米。


4.根据权利要求3所述的IGBT器件，其特征在于，所述顶层金属层包括铝铜、铝硅铜或者铝硅。


5.根据权利要求4所述的IGBT器件，其特征在于，所述顶层金属层的厚度为0.3微米至1.2微米。


6.一种IGBT器件的制备方法，其特征在于，包括：
提供一衬底，所述衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘嘉，杨继业，黄璇，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31