[实用新型]一种实现沟槽与电极互联的功率器件版图结构

说明书

本申请涉及半导体制造领域，特别是一种实现沟槽与电极互联的功率器件版图结构，包括衬底，衬底的底部设置有注入层，衬底的上部设置有发射极沟槽与栅极沟槽，栅极沟槽向外延伸，栅极沟槽内直接开有用于与栅极相连接的第一接触孔，发射极沟槽内直接开有与发射极相连的第二接触孔，第一接触孔和第二接触孔是通过同一张孔版经过掩膜刻蚀后形成的，第一接触孔与第一金属层相连，第二接触孔与第二金属层相连。本申请通过不增加工艺难度的前提下，实现了不同沟槽与相应电极的互联，提高IGBT的开关频率，降低开关损耗，实现了调整栅极沟槽与发射极沟槽的比例的目的，为实现IGBT高频化设计提供了具体的版图可行性方案。

技术领域

本申请涉及半导体制造领域，特别是一种实现沟槽与电极互联的功率器件版图结构。

背景技术

在功率器件中，绝缘栅控制型器件通过栅压控制器件导通关断，其开关频率高，可控性强。然而更密集的沟槽带来电流密度提升的同时也带来了更大的栅极电容，这包括栅极与集电极之间的电容Cgc，Cgc的增大带来了开关时间的延迟，导致了更多的开关损耗，调整栅极沟槽与发射极沟槽的比例一直是解决IGBT更高频化的有效途径。

发明内容

为了在不增加工艺步骤的前提下，实现调整栅极沟槽与发射极沟槽的比例的目的，现在特别提出一种实现沟槽与电极互联的功率器件版图结构。

为实现上述技术效果，本申请的技术方案如下：

一种实现沟槽与电极互联的功率器件版图结构，包括衬底，所述衬底的底部设置有注入层，所述衬底的上部设置有发射极沟槽与栅极沟槽，所述栅极沟槽向外延伸，所述栅极沟槽内直接开有用于与栅极相连接的第一接触孔，发射极沟槽内直接开有与发射极相连的第二接触孔，所述第一接触孔和第二接触孔是通过同一张孔版经过掩膜刻蚀后形成的，所述第一接触孔与第一金属层相连，所述第二接触孔与第二金属层相连。

方案一，所述第一接触孔横向设置在栅极沟槽中；第二接触孔横向设置在发射极沟槽中。

方案二，所述第一接触孔为竖向开孔，竖向设置的第一接触孔穿过所有的栅极沟槽，且同一个第一接触孔与所有的栅极沟槽连通；与发射极沟槽相连的第二接触孔竖向开孔且穿过所有的发射极沟槽并与所有的发射极沟槽连通。

进一步地，所述发射极沟槽之间设有形成发射区的N+区，所述栅极沟槽之间也设有与发射极相连的第二接触孔。

进一步地，所述栅极沟槽相较于发射极沟槽多延伸20um-30um。

本申请的优点为：

本申请通过不增加工艺难度的前提下，实现了不同沟槽与相应电极的互联，提高IGBT的开关频率，降低开关损耗，实现了调整栅极沟槽与发射极沟槽的比例的目的，为实现IGBT高频化设计提供了具体的版图可行性方案。

现有技术中的发射极沟槽和栅极沟槽的引出都是依靠多晶硅层与沟槽的连接完成的，本申请提出的两种结构是通过在沟槽内部开孔或者跨沟槽开孔的方式实现不同沟槽与相应金属的互联，都省去了多晶层。并且是在沟槽内部直接开孔在与相应的电极金属互联的方式或直接将沟槽横向开孔相连的方式，在与相应的电极金属互联时，其对于开孔的尺寸和精度要求更低。

附图说明

图1是现有技术结构示意图。

图2是实施方案1所述一种实现沟槽与电极互联的功率器件版图结构。

图3是实施方案2所述一种实现沟槽与电极互联的功率器件版图结构。

图4是实施方案1所述一种实现沟槽与电极互联的功率器件版图结构bb`方向上的横截面。

图5是实施方案1所述一种实现沟槽与电极互联的功率器件版图结构cc`方向上的横截面。

图6是实施方案2所述一种实现沟槽与电极互联的功率器件版图结构BB`方向上的横截面。