[發(fā)明專利]一種新型柵結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510969720.3
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN105448967A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊霏;鄭柳;王方方;朱韞暉;吳昊;王嘉銘
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L21/28
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型柵結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

目前，半導體功率器件中的柵結(jié)構(gòu)通常采用單pad環(huán)周邊匯流條的設(shè)計，此結(jié)構(gòu)設(shè)計具有以下缺點：在器件開啟時柵電壓首先施加于柵pad上，再傳導到直接與柵pad相連的周邊元胞柵和匯流條上，柵電壓傳導到距離柵pad較遠的元胞柵上時通常產(chǎn)生較大的延遲，這種延遲會導致器件的開啟延遲，性能不穩(wěn)定，甚至會導致器件損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型柵結(jié)構(gòu)及其制造方法，所述柵結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀匯流條有助于柵電壓的擴展，大大緩解由于柵電壓擴展延遲造成的距柵pad較遠的元胞開啟延遲的問題，有助于提高器件性能的穩(wěn)定性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種新型柵結(jié)構(gòu)，所述柵結(jié)構(gòu)包括同平面設(shè)置的至少一個具有電極引線的柵pad區(qū)域(11)，以柵pad區(qū)域(11)為中心的發(fā)射狀匯流條(12)和環(huán)狀匯流條(13)，所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)與周圍元胞柵相連。

所述的柵結(jié)構(gòu)的第一優(yōu)選技術(shù)方案，所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)的交點處與周圍元胞柵相連。

所述的柵結(jié)構(gòu)的第二優(yōu)選技術(shù)方案，所述發(fā)射狀匯流條(12)的寬度為1～1000μm，數(shù)量為2～1000個。

所述的柵結(jié)構(gòu)的第三優(yōu)選技術(shù)方案，所述環(huán)狀匯流條(13)的寬度為1～1000μm，數(shù)量為2～1000個，所述環(huán)的直徑為1～100000μm。

所述的柵結(jié)構(gòu)的第四優(yōu)選技術(shù)方案，所述柵pad區(qū)域(11)為多晶硅、單金屬層或復合金屬層。

所述的柵結(jié)構(gòu)的第五優(yōu)選技術(shù)方案，所述發(fā)射狀匯流條(12)由多晶硅、單金屬層或復合金屬層制備而成。

所述的柵結(jié)構(gòu)的第六優(yōu)選技術(shù)方案，所述環(huán)狀匯流條(13)由多晶硅、單金屬層或復合金屬層制備而成。

所述的柵結(jié)構(gòu)的第七優(yōu)選技術(shù)方案，所述多晶硅為p型或n型的簡并摻雜多晶硅，所述金屬為選自Al、Ag、Cu、Ni、Ti和W中的一種或幾種組份的金屬。

一種所述柵結(jié)構(gòu)的制造方法包括如下步驟：

1)在同一圖層上繪制所述柵pad區(qū)域(11)、所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)的版圖；

2)制備所述柵pad區(qū)域(11)、所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)的多晶硅層，并對其進行p型或n型的簡并摻雜；

3)于所述柵pad區(qū)域(11)上制備電極引線，隔離所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)與源電極或其他通流電極。

所述柵結(jié)構(gòu)的制造方法的第一優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟2)為沉積制備所述柵pad區(qū)域(11)、所述發(fā)射狀匯流條(12)和所述環(huán)狀匯流條(13)的單金屬或復合金屬層。

附圖說明

圖1：本發(fā)明的柵結(jié)構(gòu)示意圖；其中：11柵pad區(qū)域；12發(fā)射狀匯流條；13環(huán)狀匯流條。

具體實施方式

以下結(jié)合具體實施例及附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明，為了清楚和簡要起見，實際的實施例并不局限于說明書中所描述的這些技術(shù)特征。然而，應(yīng)該理解的是，在改進任何一個所述實際實施例的過程中，多個具體實施例的決定必須是能夠?qū)崿F(xiàn)改進人員的特定目標，例如，遵從行業(yè)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的限制，所述限制隨著實施例的不同而變化。而且，應(yīng)該理解的是，前述改進的效果即使是非常復雜和耗時的，但是這對于知曉本發(fā)明益處的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說仍然是常規(guī)技術(shù)手段。

實施例1

一種新型柵結(jié)構(gòu)包括一個柵pad區(qū)域11、由柵pad區(qū)域11發(fā)出的發(fā)射狀匯流條12、環(huán)繞柵pad區(qū)域11的環(huán)狀匯流條13，在發(fā)射狀匯流條12和環(huán)狀匯流條13的交點處與周圍元胞柵相連；所述發(fā)射狀匯流條的數(shù)量為8個，寬度為20μm；所述環(huán)狀匯流條的個數(shù)為2個，匯流條的寬度為20μm，距柵pad較近的環(huán)的直徑為800μm，距柵pad較遠的環(huán)的直徑為2000μm；結(jié)構(gòu)如示意圖1所示；所述柵pad區(qū)域11、發(fā)射狀匯流條12、環(huán)狀匯流條13由n型簡并摻雜多晶硅制備而成。

新型柵結(jié)構(gòu)的具體制造方法如下：

1)在同一圖層上繪制所述柵pad區(qū)域11、所述發(fā)射狀匯流條12和所述環(huán)狀匯流條13的版圖；

2)制備所述柵pad區(qū)域11、所述發(fā)射狀匯流條12和所述環(huán)狀匯流條13的多晶硅層，并對其進行n型的簡并摻雜；

3)于所述柵pad區(qū)域11上制備電極引線，隔離所述發(fā)射狀匯流條12和所述環(huán)狀匯流條13與源電極或其他通流電極。